KR20040082923A - 풍력과 자력과 지렛대를 이용한 동력 발생장치 - Google Patents

Abstract

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Description

풍력과 자력과 지렛대를 이용한 동력 발생장치{omitted}

본 발명은 무공해 동력원에 관한 것으로 풍력과 자력과 지렛대를 연계하여 회전력을 발생시켜 이를 동력으로 이용하고자 하는 것이다.

기존의 동력 발생 장치들을 살펴보면 외연 기관과 내연 기관 그리고 전기를 이용한 전동기가 있다. 하지만 이들 모두가 화석연료를 에너지원으로서 이용하고 있으며, 전동기의 에너지원인 전기는 자체적으로 청정하나 전기의 발전시설들이 에너지원으로서 화석연료를 이용하고 있는 실정이다.

이러한 화석연료의 고갈과 공해성으로 인해 대체 에너지원의 개발이 요구되고 있고 그 대란으로 태양의 복사열을 이용하는 태양열, 태양의 빛을 바로 전기화 시키는 태양전지를 이용한 태양광, 작은 핵과 큰 핵이 합칠 때의 에너지를 이용한 핵융합, 밀물과 썰물을 이용한 조력, 파도를 이용한 파력, 땅 속의 열을 이용하는 지열, 수소를 이용한 수소에너지, 그리고 바람을 이용한 풍력 등이 있으나 아직은 연구단계이거나 자연을 이용한 것들은 일부 실용화 되었어도 한정적으로 이용되고 있다.

그 중, 풍력 발전은 에너지원의 무한성으로 인해 미래의 대체에너지원으로서 인정받고는 있으나, 설피 지역의 풍속, 풍향 조건, 돌풍 또는 난류의 생성 유발 요인 소지여부, 토양의 배수가 원활할 수 있는 성분인지의 여부, 건설에 따른 부지확장 가는 여부, 경관 영향 및 발생소음 영향 등, 까다로운 입지 조건으로 인해 국내에서는 실용화단계에는 이르지 못하고 있다.

본 발명은 상기한 풍력의 제한을 극복하고자 안출된 것으로서, 장소의 제한없이 소규모의 바람으로도 동력을 발생시키고, 바람에 의한 풍차의 회전을 영구자석과 지렛대를 이용해 증대시키며, 회전력을 지속적으로 유지시켜 동력원으로서 이용하고자 하는 데 본 발명의 목적이 있다.

또한, 소규모의 바람에 의해 풍차가 회전되면 지렛대를 이용하여 중량물을 회전시키고, 이 때 영구자석의 반대 극성사이에 인력이 작용되어 중량물의 회전을 가속시키게 되며, 동시에 지속적인 회전을 유지시켜 청정의 동력을 얻고자 하는 것이다.

도 1은 본 발명의 전체적인 구성을 나타낸 사시도

도 2a, 도 2b, 도 2c는 본 발명의 작용을 나타낸 작용상태도

도 3은 본 발명의 실시예를 나타낸 사시도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 풍차 2 : 날개

3 : 몸체 4 : 전달축

5 ; 기어박스 6 : 크랭크축

7 : 지렛대 8, 10 : 영구자석S

9 : 영구자석 9a : N극

11, 12 : 플라이 휠A, 플라이휠B 13 : 체인

14 : 원웨이 클러치 15 : 스프라킷

상기한 목적을 이루기 위한 본 발명에 의한 동력 발생장치의 구성적 특징은, 바람에 의해 발생된 풍차의 회전은 통상적인 기계적인 전달을 통해서 크랭크축으로 전달되고 크랭크축에 편심되게 연결되어 있는 지렛대에 의해 플라이휠B로 회전이 전달된다. 여기서 플라이휠B는 영구자석이 붙어있고 회전할 때 관성이 유지되도록 중량물로 성형되며, 상기 지렛대의 일측 끝단은 크랭크축에 연결되고 타측 끝단은 원웨이클러치와 편심되게 연결되어 있어 풍차의 회전에 의해 상ㆍ하 왕복 운동을 하게 된다. 상기 원웨이클러치는 자전거 뒷바퀴의 스프라킷과 같은 구조로 한쪽 방향으로만 회전하게 되어 있는 것으로 체인등으로 플라이휠B와 연결되어 지렛대에서 전달받은 힘을 회전력으로 변환시켜 플라이휠B를 회전시키게 되는 것이다.

상기 지렛대의 역할은 크랭크축과 연결된 지렛대의 일측끝단은 힘점의 기능을, 원웨이클러치와 연결된 타측끝단은 받침점의 역할을 하게 돼, 플라이흴B의 축을 작용점으로 하여 풍차의 적은 회전수로도 중량물 플라이휠B를 회전시킬 수 있는 것이다. 상기 지렛대가 크랭크축에 의해 왕복운동을 할 때 따로 축에 고정되어 있는 플라이휠A와 만나게 되고, 여기에 붙어 있는 영구자석과 지렛대에 붙어있는 영구 자석의 다른 극성으로 인해 발생되는 인력에 의해 회전이 발생되며, 상기한 원웨이클러치와 연결된 플라이휠B의 다른 극성과 만나서 재차 당겨 올려지게 되어 회전의 가속을 받게 됨으로써 동력이 발생된다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면과 같이 살펴보면 하기하는 바와 같다.

도 1은 본 발명의 전체적인 구성을 나타낸 사시도이고, 도 2a, 도 2b, 도 2c는 본 발명의 작용을 나타낸 작용상태도이며, 도 3은 본 발명의 실시예를 나타낸 사시도이다.

본 발명은 바람을 받아 최초의 동력을 발생시키는 풍차(1)가 세로로 세워진 회전하는 파이프 몸체(3) 상단에 바람의 방향에서는 펴지고 반대방향에서는 접히며 회전하는 날개(2)가 여러개 부착되어 있는 풍차와, 상기 몸체(3) 하부의 전달축(4)과 기어박스(5)에 연결된 크랭크축(6)과, 영구자석S(8)와 일체로 성형된 지렛대와 상기 지렛대(7)의 끝단에 형성된 원웨이클러치(14)와, 다수개의 영구자석(9)이 부착되고 한 조를 이루어 동일 축상에 설치되는 복수개의 플라이휠A(11)와, 다수개의 영구자석S(10)와 일체로 성형된 플라이휠B(12)로 구성되되; 상기 지렛대(7)의 일측의 끝단이 크랭크축(6)과 편심되게 연결되고 타측의 끝단은 원웨이클러치(14)의 일측 면상에 편심되게 연결되어 연동되도록 구성되고, 다수개의 영구자석S(10)와 일체로 성형된 플라이휠B(12)가 상기 2개의 플라이휠A(11)사이 동일선상의 중심축상에 설치되어 상기 플라이휠B(12)에 연결된 스프라킷(15)에 의해 체인(13)과 연결되어 원웨이클러치(14)와 연동되도록 구성되어지는 것을 특징으로 한다.

상기한 구성에 의해 본 발명의 실시예를 살펴보면, 바람을 받아 회전하는 풍차(1)의 회전은 전달축(4)과 기어박스(5)를 거쳐 크랭크축(6)에 전달되고, 상기 크랭크축(6)에 편심되어 연결되어 있는 지랫대(7)는 상ㆍ하 왕복 운동을 하며 상승시 일체로 형성된 영구자석S(8)는 플라이휠A(11)에 부착된 영구자석(9)의 N극(9a)과 만나 인력에 의해 플라이휠A(11)를 아래로 당겨 회전을 발생시키게 되고, 회전하는 플라이휠A(11)의 영구자석(9) N극(9a)은 회전하고 있는 플라이휠B(12)의 영구자석S(10) 와 만나 인력에 의해 재차 당겨짐으로써 플라이휠A(11)의 회전이 증대되는 것이다. 지렛대(7)는 지속적인 상ㆍ하운동을 하게 되고 플라이휠들A, B(11)(12)에는 다수개의 영구자석이 붙어 있으며, 플라이휠A(11)는 회전되면서 영구자석S(8)와 계속 만나 상호 당겨주게 됨으로써, 플라이휠A(11)의 지속적인 회전이 유지되어 동력이 발생되는 것이다.

바람의 세기에 따른 풍차(1)의 회전이 증가함에 따라, 지렛대(7)의 상ㆍ하왕복운동이 빨라짐으로써 상기한 영구자석들의 작용은 더욱 빠르게 일어나 플라이휠A(11) 회전수가 증가를 가져오게 돼, 더욱 강력한 동력을 얻을 수 있는 것이다.

또한, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기한 본 발명의 기본구성인 플라이휠A(11)와 지렛대의 영구자석S(8), 플라이휠B의 영구자석S(10)의 각도를 서로 다르게 조정하며 다수개를 설치해 회전수를 높일 수 있으므로, 동력이 더욱 강하게 발생될 수 있도록 구성될 수 있다.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

상기한 반와 같이 본 발명은 바람의 세기와 상관없이 소량의 바람만으로도 동력발생이 가능할 뿐만 아니라, 바람의 세기에 따라 발생되는 동력도 더욱 증가하게 되며, 이렇게 발생된 동력을 발전이나 기타 다른 용도로 이용하면 다량의 청정 에너지를 얻을 수 있으므로 대체 에너지원으로서의 효과를 가지게 된다.

또한, 본 발명은 크기와 관계없이 구성되므로 가정과 같은 소규모의 장소에서도 발전이 가능하게 되어 경제적인 효과도 가진다.

Claims (18)

1. 세로로 세워진 회전하는 파이프 몸체(3) 상단에 바람의 방향에서는 펴지고 반대방향에서는 접히며 회전하는 날개(2)가 여러 개 부착되어 있는 풍차(1)와; 상기 몸체(3) 하부의 전달축(4)과 기어박스(5)에 연결된 크랭크축(6)과; 영구자석S(8)와 일체로 성형된 지렛대(7)와; 상기 지렛대(7)의 끝단에 형성된 원웨이클러치(14)와; 다수개의 영구자석(9)이 부착되고 한 조를 이루어 동일 축상에 설치되는 복수개의 플라이횔A(11)와: 다수개의 영구자석S(10)와 일체로 성형된 플라이휠B(12)로 구성되되; 상기 지랫대(7)의 일측의 끝단이 크랭크축(6)과 편심되게 연결되고 타측의 끝단은 원왜이클러치(14)의 일측 면상에 편심되게 연결되어 연동되도록 구성되고, 다수개의 영구자석S(10)와 일체로 성형된 플라이휠(12)이 상기 복수개의 플라이휠(11)사이 동일선상의 중심축 상에 설치되어 상기 플라이휠(12)에 연결된 스프라킷(15)에 의해 체인(13)과 연결되어 원웨이클러치(14)와 연동되도록 구성되어지는 것을 특징으로 하는 풍력과 자력과 지렛대를 이용한 동력발생기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 플라이휠A는 영구자석이 각기 설치되는 복수의 막대형상의 회전날개를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력과 자력과 지렛대를 이용한 동력발생장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 플라이휠A의 영구자석을 상기 회전축을 중심으로방사상으로 설치되는 자석인 것을 특징으로 하는 풍력과 자력과 지렛대를 이용한 동력발생장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 플라이휠B를 중심으로 양쪽에 위치하는 상기 플라이휠A의 영구자석은 서로 같은 극끼리 일대일로 마주보게 설치되는 것을 특징으로 하는 풍력과 자력과 지렛대를 이용한 동력발생장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 플라이휠B를 설치하지 않고 상기 플라이휠A의 회전축에 지렛대의 힘을 직접 전달받는 스프라킷을 장치하여 사용하는 것을 특징으로 하는 풍력과 자력과 지렛대를 이용한 동력발생장치.
6. 제 1항에 있어서, 상기 플라이휠B에 지렛대의 힘을 전달받는 장치로 플라이휠B에 스프라킷을 장치하는 것을 특징으로 하는 풍력과 자력과 지렛대를 이용한 동력발생장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 풍차에서 발생하는 회전하는 힘의 방향을 바꿔주기 위해 풍차의 하단에 기아박스를 설치하는 것을 특징으로 하는 풍력과 자력과 지렛대를 이용한 동력발생장치.
8. 제 1항에 있어서, 상기 기아박스를 통해 받은 회전운동을 지랫대의 상 .하운동으로 바꿔주기 위해 크랭크축을 설치하는 것을 특징으로 하는 풍력과 자력과 지렛대를 이용한 동력발생장치.
9. 제 1항에 있어서, 상기 지렛대는 지렛대의 일측의 끝단에 크랭크축에 편심되게 연결되고 타측의 끝단은 원웨이클러치의 일측면상에 편심되게 연결되는 것을 특징으로 하는 풍력과 자력과 지렛대를 이용한 동력발생장치.
10. 제1항에 있어서, 상기 지렛대의 힘을 플라이휠B에 전달하기 위해 지렛대의 끝단에 원웨이 클러치를 사용하는 것을 특징으로 하는 풍력과 자력과 지렛대를 이용한 동력발생장치.
11. 제 1항에 있어서, 상기 풍차의 아주 약한 힘을 수십 배 강한 힘으로 바꿔주기 위해 상기 지렛대를 사용하는 것을 특징으로 하는 풍력과 자력과 지렛대를 이용한 동력발생장치.
12. 제 11항에 있어서, 상기 지렛대의 길이에 따라 바꿔주는 힘의 차이를 가져오는 것을 특징으로 하는 풍력과 자력과 지렛대를 이용한 동력발생장치.
13. 제 1항에 있어서, 상기 플라이휠A가 회전할 때 플라이휠A에 붙어있는 영구자석과 상기 지렛대가 왕복 운동을 할 때 지렛대에 붙어있는 영구자석이 만나게 되는데 이 때 서로 다른 극성으로 인해 발생되는 인력에 의해 회전이 발생하는 것을 특징으로 하는 풍력과 자력과 지렛대를 이용한 동력발생장치.
14. 제 1항에 있어서, 상기 플라이휠A가 회전할 때 플라이휠A에 붙어있는 영구자석과 상기 플라이휠B가 회전할 때 플라이휠B에 붙어있는 영구자석이 만나게 되는데 이 때 다른 극성으로 인해 재차 당겨 올려지게 되어 회전의 가속을 받게 되는 것을 특징으로 하는 풍력과 자력과 지렛대를 이용한 동력발생장치.
15. 제 1항에 있어서, 상기 지렛대는 상기 크랭크축과 연결된 지렛대의 일측 끝단은 힘점의 기능을, 원웨이클러치와 연결된 타측 끝단은 받침점의 역할을 하게 돼, 상기 플라이휠의 축을 작용점으로 하여 풍차의 적은 회전수로도 중량물 플라이휠을 회전시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 풍력과 자력과 지렛대를 이용한 동력발생장치.
16. 제 1항에 있어서, 상기 풍차대신 회전력을 일으킬 수 있는 어떠한 다른 에너지로도 대체가 가능한 것을 특징으로 하는 풍력과 자력과 지렛대를 이용한 동력발생장치.
17. 제 1항에 있어서, 상기 풍차는 바람을 받는 날개가 바람의 방향에서는 펴지고 반대방향에서는 접어지며 회전하는 것을 특징으로 하는 풍력과 자력과 지렛대를 이용한 동력발생장치.
18. 제 1항에 있어서, 상기 풍차의 하단에는 전체 중량을 받고 가볍게 회전할 수 있도록 스라스트 베어링을 사용하는 것을 특징으로 하는 풍력과 자력과 지렛대를 이용한 동력발생장치.