KR20090115904A - 수중에 공기통로를 설치하여 수저(水低)에서 공기를 공급하는 방식에 의한 부력발전시스템 - Google Patents

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Abstract

수중에 공기의 통로를 만들어 공기를 공급하는 경우 공기공급에 필요한 에너지보다 발생하는 부력이 훨씬 크며 이렇게 발생한 부력을 공기주머니에 담아 효율적으로 전력발전에 사용하는 방법
부력발전

Description

수중에 공기통로를 설치하여 수저(水低)에서 공기를 공급하는 방식에 의한 부력발전시스템 {The buoyancy generation system of electric power by the method that establishing air path underwater and supplying air from the bottom of water}
신재생에너지, 부력발전
수력과 부력의 원리, 부력을 효율족으로 발생시키고 활용하는 기술
1. 부력의 원리 및 수중에 부력을 형성하는데 소요되는 에너지와 발생한 부력의 에너지 차이에 대한 규명
2. 부력의 효율적 생성방안 및 발생한 부력의 효율적 활용방안
1. 수력과 그 반대개념으로서의 부력
-양자 공히 중력에 의해서 발생하나 작용하는 방향은 정반대이다
-수력은 공기중에서 작용하고 부력은 수중에서 작용한다
-부력은 같은 부피의 수력에 비해 약간 힘이 적으나 보통 비슷하다고 본다
-수력은 조그마한 틈만 있어도 아래로 떨어지고 부력은 조금만 틈이 있으면 물위로 올라간다
-수력이나 중력 양자 모두 작동될 수 있는 조건에 갖다 놓기만 하면 저절로 작동한다
2. 벽으로 막힌 공기와 물을 설정 - 그림 1
-물 상부 A와 공기 하부 가는 동일한 위치에너지를 가지고 있다
-A는 공기중으로 이동할 때 에너지가 실현되며 가는 수중으로 이동할 때 에너지가 실현된다
-중력은 아래로 작동하며 부력은 위로 작용한다.
-공기중에서 A를 들어올리는 것과 수중에서 가를 끌어내리는 것은 각각의 힘이 작용하는 방향으로 움직이는 것의 두배의 힘이 소요된다. 반대로 수중에서 가를 들어올리는 것과 공기중에서 A를 끌어내리는 것은 거의 힘이 들지 않는다.
3. 수중에 공기통로가 형성되어 있는 경우 - 그림 2
수중에 공기를 나에서 가까지 흐르게 하는 통로를 만든다.
공기를 수면위에서 수중으로 끌어오는 방법이 있으나 발생하는 부력보다 더 많은 에너지가 소요된다.
그러나 공기통로를 만들어 바로 아래(옆)에서 끌어온다면 적은 에너지로 공기를 끌어들일 수 있다. 또한 공기의 위치에너지가 높아지기 때문에 부력을 발생시킬 좋은 조건이 된다.
그렇다면 수중에 공기길을 내어 수저에서 공기를 불어넣어 부력을 형성한다면 투입에너지와 산출에너지는 어떠한 차이가 있을 것인가?
예를 들어 그림3과 같이,
1,000kg의 추를 단면적 1m2 피스톤에 올려놓았을 경우 100cm2의 체크밸브에는 10kg/cm2의 압력이 생성된다. 이때 나 지점의 압력을 9.9kg/cm2이라고 가정하면, 이 추가 하강하며 부력을 발생한다. 이 추가 100m를 하강할 경우 1m3짜리 공기주머니 100개를 채울 수 있다. 이로 인해 발생하는 부력의 양은 1만톤(1톤*100개*100m) 이다. 투입된 양은 100톤이다. 나머지 9900톤의 힘은 공기길을 통하여 중력에 의하여 형성된 공기의 위치에너지이다. 일명 ‘공기의 댐’인데 수중에 공기의 통로를 만드는 것은 댐 공사를 하는 것이며 공기압을 발생시키는 것은 수문을 여는 것과 같다. 또한 공기통로를 통해서 지속적으로 공기가 유입되기 때문에 멈추지 않는 발전을 할 수 있다.
같은 원리로 그림 4와 같이 공기압축기를 이용해서 공기를 공급할 수 있다.
마찰과 기계의 비효율 등으로 인해 에너지 효율이 50%라고 가정한다고 해도 5천톤의 부력을 얻을 수 있다.
이와 같이 수중에 공기길을 형성하여 부력을 얻는 것은 발생된 부력을 낭비 없이 사용한다면 대단히 효율적인 방식이다.
이 발생된 부력을 그림4와 같이 곧바로 동력벨트에 부착된 공기주머니에 담아 터빈을 돌리는 동력으로 사용하면 낭비없이 효율적으로 부력을 사용할 수 있다. (이 방식의 구체적인 내용은 본인의 별도 청구된 내용 참조)
Figure 112008031986010-PAT00001
Figure 112008031986010-PAT00002
이 방식에 의하여 발전을 한다면 어떠한 연료의 소모 없이도 지속적인 발전을 할 수 있다. 단지 수중에 공기의 댐을 건설하고 공기압을 형성하고 공기주머니를 동력벨트에 연결 터빈을 돌리는 등의 발전 설비를 구축하고 이를 유지관리하는 비용만 발생한다. 연료를 소모하지 않는 발전이기 때문에 환경오염의 걱정이 전혀 없으며 지구상에 무한한 중력과 물과 공기를 사용하기에 에너지 고갈의 염려도 없다.
충분한 깊이의 물을 담을 공간을 확보하고 발생하는 공기를 바닥까지 끌어들일 공기통로와 공기압축기를 설치하고 공기를 담을 주머니 및 이에 부착된 동력전달시스템 및 터빈 등 발전 설비를 구축한 후 발전용 물을 채운 후 가동을 시작하면 됨

Claims (2)

  1. 수중에 ‘공기의 댐’인 공기통로를 설치하여 수저(水低)에 공기의 위치에너지를 형성하고, 여기에 수압보다 높게 압력을 형성하여 체크밸브를 통해 수중에 공기를 공급하여 이 위치에너지를 부력으로 실현하고, 발생된 부력을 즉시 동력벨트에 부착된 공기주머니에 담아 터빈을 돌려 전기를 생산하는 시스템
  2. 수중에 공기의 통로를 만들면 이것이 ‘공기의 댐’이 되며, 체크밸브에 수압이상의 공기압을 형성해 주면 댐의 수문이 열리듯이 공기가 수중으로 들어가 부력을 만들며, 이때 공기압력을 형성하는데 필요한 에너지보다 산출되는 부력의 에너지가 훨씬 크다는 원리
KR1020080041614A 2008-05-05 2008-05-05 수중에 공기통로를 설치하여 수저(水低)에서 공기를 공급하는 방식에 의한 부력발전시스템 KR20090115904A (ko)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102463761B1 (ko) 2022-04-06 2022-11-03 김성식 기체 부력을 이용한 동력발생장치

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