KR200464431Y1 - 회전식 물받이가 구비된 물레방아 - Google Patents

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Abstract

본 고안은 회전식 물받이가 구비된 물레방아에 관한 것으로, 구체적으로는 물받이가 물의 손실없이 물레방아의 하사점(下死點)까지 이동한 후, 물레방아의 하사점에서 기울어져 물을 배출할 수 있도록 함으로써, 회전효율을 증가시킬 뿐만 아니라 그 구조를 단순화하여 제조원가, 보수 및 유지비용을 감소시킬 수 있는 회전식 물받이가 구비된 물레방아에 관한 것이다.

Description

회전식 물받이가 구비된 물레방아{Water mill having rotary type water bucket}
본 고안은 회전식 물받이가 구비된 물레방아에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 물받이가 물의 손실 없이 물레방아의 하사점(下死點)까지 이동한 후, 물레방아의 하사점에서 기울어져 물을 배출할 수 있도록 함으로써, 회전효율을 증가시킬 뿐만 아니라 그 구조를 단순화하여 제조원가, 보수 및 유지비용을 감소시킬 수 있는 회전식 물받이가 구비된 물레방아에 관한 것이다.
일반적으로 물레방아는 흐르는 물의 수량과 낙차를 이용하여 회전하는 기구로써, 옛날에는 주로 방아를 찧기 위한 도구로 사용되었으나 근래에는 수력을 이용한 발전이나 공원의 조경과 연못의 산소공급 등을 위한 방편으로 사용되고 있다.
종래의 물레방아는 도 1에서 도시한 바와 같이, 지지대(1)의 상측에 형성된 회전축(2)에 복수의 프레임(3)이 형성되고, 상기 프레임(3)의 끝단에는 배출관(4)에서 배출되는 물을 담을 수 있는 물받이(5)가 형성되어, 물받이(5)에 채워지는 물의 무게 및 물과의 충돌에너지에 의해 물레방아가 회전하게 된다.
하지만, 상기와 같은 종래의 물레방아는 상기 물받이(5)가 하사점(下死點)에 도달하기 전에 대부분의 물이 배출되기 때문에 물레방아의 회전속도가 감소하며, 이로 인해 회전효율이 현저히 감소하게 되는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 대한민국 등록특허공보 제10-0781721호는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상·하부 회전축(11)(12)이 형성된 지지대(10)와, 상기 상부회전축(11)에 결합되며 복수의 힌지축(31)이 방사상으로 결합된 상부수차(20)와, 상기 힌지축(31)에 회전할 수 있도록 베어링(32)과 함께 결합된 복수의 물받이(30)와, 상기 하부회전축(12)에 결합되며 상기 물받이(30)가 외주면과 밀착되면서 기울어져 배출되는 물을 이용해 회전하는 하부수차(40)로 구성되는 수차(물레방아)를 제안하였다.
상기와 같은 수차는 물받이(30)가 물의 손실없이 수차의 하사점까지 이동한 후, 기울어져 물을 배출함으로써, 수차의 회전속도를 효과적으로 증가시키는 장점은 있으나, 도시된 바와 같이, 상부수차(20) 및 하부수차(40)로 나누어진 구조로써 그 구조가 복잡하여 제조원가가 증가할 뿐만 아니라 잦은 고장에 따른 보수 및 유지비용이 증가하게 되는 문제점이 있었다.
본 고안은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 물받이가 물의 손실 없이 물레방아의 하사점(下死點)까지 이동한 후, 물레방아의 하사점에서 기울어져 물을 배출할 수 있도록 함으로써, 회전효율을 증가시킬 뿐만 아니라 그 구조를 단순화하여 제조원가, 보수 및 유지비용을 감소시킬 수 있는 회전식 물받이가 구비된 물레방아를 제공함을 과제로 한다.
본 고안은 일단에 회전축이 형성되는 지지대; 상기 회전축을 매개로 일정간격 이격되어 결합되는 한 쌍의 회전원판; 상기 한 쌍의 회전원판 사이에 결합되되, 힌지축에 의해 힌지결합되는 물받이; 및 상기 회전원판의 하사점(下死點)에 구성되되, 상기 물받이의 이동을 제한하여 상기 물받이가 기울어질 수 있도록 하는 스톱퍼;를 포함하여 구성되는 회전식 물받이가 구비된 물레방아를 과제의 해결 수단으로 한다.
한편, 상기 스톱퍼는, 상기 지지대의 하부에 힌지결합되는 제한프레임; 및 상기 제한프레임의 끝단에 결합되는 무게추;를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 지지대의 회전축에 발전기를 연결시켜 전기를 생성할 수 있도로 하는 것도 가능하다.
본 고안에 의하면, 물받이가 물의 손실 없이 물레방아의 하사점(下死點)까지 수평이동한 후, 물레방아의 하사점에서 기울어져 물을 배출할 수 있도록 함으로써, 회전효율을 증가시킬 뿐만 아니라 그 구조를 단순화하여 제조원가, 보수 및 유지비용을 감소시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래 일 실시예에 따른 물레방아의 정면도
도 2는 종래 다른 실시예에 따른 물레방아의 정면도
도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 물레방아의 정면도
도 4는 도 3의 작동과정을 나타낸 정면도
상기 본 고안의 목적과 특징 및 장점은 첨부도면 및 다음의 상세한 설명을 참조함으로서 더욱 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예의 구성 및 그 작용 효과에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 물레방아의 정면도로써, 본 고안은 지지대(60), 한 쌍의 회전원판(70), 물받이(80) 및 스톱퍼(90)를 포함하여 구성된다.
상기 지지대(60)는, 후술되어질 회전원판(70) 및 물받이(80)를 바닥면으로부터 일정간격 이격시킨상태로 지지하기 위한 것으로 일단에 회전축(61)이 형성된다.
상기 회전축(61)에는 통상의 발전기(100)가 연결되어 회전원판(70)의 회전에 따른 회전력을 바탕으로 전기를 생성시킬 수 있게 한다.
상기 한 쌍의 회전원판(70)은, 후술되어질 물받이(80)의 무게변화 및 물과 물받이(80)의 충돌에너지를 회전력으로 변환시키는 것으로, 한 쌍의 회전원판(70) 사이에 물받이(80)가 힌지 결합된다.
상기 물받이(80)는, 상기 한 쌍의 회전원판(70) 사이에서 힌지축(71)을 매개로 힌지결합되어 회전하는 것으로, 낙하하는 물을 수용한 상태로 하부 이동하되, 수평을 유지한 상태로 하부이동하며, 회전원판(70)의 하사점(下死點)에 도달했을 때, 후술되어질 스톱퍼(90)에 의해 기울어짐으로써, 내부에 수용된 물을 배출하게 된다.
상기 스톱퍼(90)는, 상기 회전원판(70)의 하사점에 구성되되, 상기 물받이(80)의 이동을 제한하여 상기 물받이(80)가 기울어질 수 있도록 하는 것으로, 제한프레임(91) 및 무게추(92)를 포함하여 구성된다.
상기 제한프레임(91)은, 상기 하사점에 도달한 물받이(80)와 일단이 접촉하여 물받이(80)의 이동을 제한함으로써 상기 물받이(80)가 기울도록 하는 수단으로, 지지대(60)의 하부에 힌지결합된다.
이때, 상기 제한프레임(91)은 지지대(60)의 하부에 힌지결합됨으로써, 유동성을 가진다. 따라서, 상기 물받이(80)와 접촉하였을 때, 물받이(80)의 이동을 완전 억제하는 것이 아니라, 힌지결합에 의한 유동성을 바탕으로 물받이(80)의 이동을 일부 방해하여 물받이(80)의 수평상태를 흔드는 역할만을 한다.
따라서, 상기 물받이(80)는 제한프레임(91)과의 접촉점을 기준으로 기울어지게 되며 이로 인해 내부의 물을 배출하고, 이후, 하부로 유동되는 제한프레임(91)과 분리되어 계속적인 이동을 하게 된다.
상기 무게추(92)는, 상기 제한프레임(91)의 끝단에 형성되어 제한프레임(91)을 정위치시키기 위한 것으로, 상기 하부로 유동된 제한프레임(91)이 물받이(80)와 분리되었을 때, 상기 무게추(92)에 의해 수직으로 세워질 수 있도록 하여, 다음 물받이(80')와의 접촉을 준비하게 한다.
도 4는 도 3의 작동과정을 나타낸 정면도로써, 본 고안은 작동과정을 살펴보면 다음과 같다.
물이 낙하하면 상기 물받이(80)에 물이 충전되고, 이로 인한 물받이(80)의 무게변화 및 물받이(80)와 물의 충돌에너지를 바탕으로 물받이(80)는 도 4의 'a'에 도시된 바와 같이, 회전원판(70)의 외주면을 따라 하부 이동하되, 수평을 유지한 상태로 하부이동하며, 회전원판(70)의 하사점에서 스톱퍼(90)의 제한프레임(91)과 접촉하게 된다.
이때, 상기 물받이(80)는 도 4의 'b'에 도시된 바와 같이, 계속 이동하려는 물받이(80)와 이를 제한하려는 제한프레임(91)의 접촉에 의해 수평상태가 흔들리게 되며, 결국, 도 4의 'c'에 도시된 바와 같이, 상기 물받이(80)는 제한프레임(91)과의 접촉점을 기준으로 기울어지게 되고, 이로 인해 내부의 물을 배출한다.
이후, 하부로 유동되는 제한프레임(91)과 분리되어 계속적인 이동을 하게 된다.
아울러, 상기 하부로 유동된 제한프레임(91)은 물받이(80)와 분리되었을 때, 무게추(92)에 의해 수직으로 세워질 수 있도록 하여, 다음 물받이(80')와의 접촉을 준비하게 한다.
따라서, 본 고안은 물받이(80)가 물의 손실 없이 물레방아의 하사점(下死點)까지 이동한 후, 물레방아의 하사점에서 기울어져 물을 배출할 수 있도록 함으로써, 회전효율을 증가시킬 뿐만 아니라 그 구조를 단순화하여 제조원가, 보수 및 유지비용을 감소시킬 수 있게 된다.
아울러, 상기와 같이 구성되는 물레방아는 발전기(100) 이외에도 발전원리를 교육하기 위한 교육용 부재, 회전을 이용한 놀이기구(예, 관람차) 등에 광범위하게 적용할 수 있다.
또한, 이상에서 설명한 본 고안은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 고안이 속하는 기술분야에서의 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
60 : 지지대 61 : 회전축
70 : 회전원판 71 : 힌지축
80 : 물받이 90 : 스톱퍼
91 : 제한프레임 92 : 무게추
100 : 발전기

Claims (3)

  1. 일단에 회전축이 형성되는 지지대;
    상기 회전축을 매개로 일정간격 이격되어 결합되는 한 쌍의 회전원판;
    상기 한 쌍의 회전원판 사이에 결합되되, 힌지축에 의해 힌지결합되는 물받이; 및
    상기 회전원판의 하사점(下死點)에 구성되며, 상기 물받이의 이동을 제한하여 상기 물받이가 기울어질 수 있도록 하는 스톱퍼;를 포함하여 구성되되,
    상기 스톱퍼는,
    상기 지지대의 하부에 힌지결합되는 제한프레임; 및
    상기 제한프레임의 끝단에 결합되는 무게추;를 포함하여 구성되고,
    상기 지지대의 회전축에 발전기가 연결되는 것을 특징으로 하는 회전식 물받이가 구비된 물레방아
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