KR20100001305U

KR20100001305U - 중력 발전장치

Info

Publication number: KR20100001305U
Application number: KR2020080010046U
Authority: KR
Inventors: 하태관
Original assignee: 하태관
Priority date: 2008-07-28
Filing date: 2008-07-28
Publication date: 2010-02-08
Also published as: KR200451501Y1

Abstract

본 고안은 유체의 하중을 이용하여 회전체를 회전시키고, 상기 회전체의 회전력을 이용하여 발전을 행하도록 하는 것에 있어서, 유체의 무게로 인하여 발생되는 중력을 이용하여 회전체의 회전력을 증가시켜 발전량을 높이도록 하는 중력 발전 장치에 관한 것이다.

본 고안은 발전용 수차의 외측으로 일정 간격을 두고 유체를 담게 되는 버켓을 설치하여 수차로 떨어지는 유체가 버켓에 담긴 채로 수차가 회전되게 하고, 버켓이 수차의 하부를 지날 때 수차에 담긴 유체를 버리게 되므로, 발전용 수차가 회전하는 방향으로 하측을 향하여 회전할 때는 버켓에 담긴 유체의 무게가 회전에 기여하도록 하고, 버켓이 상부로 이동할 때는 유체를 버려 수차의 회전에 영향을 주지 않도록 하는 것이다.

중력, 발전, 회전, 무게

Description

중력 발전장치{Gravity power generator}

유체의 낙차를 이용하여 발전을 행하는 발전장치는 물레방아 또는 수력 발전을 위한 수차를 회전시켜야 하며, 위와 같은 발전장치에서는 스크류 또는 평면이나 트위스트 형태의 날개에 유체의 낙차가 가해지도록 함으로써 수차를 회전시키게 되고, 상기와 같은 수차의 회전에 따라 발전을 하도록 하고 있다.

상기 수차는 상부에서 자유 낙하되는 유체가 날개에 부딪히는 힘으로 수차를 회전시키게 되고, 유체는 날개에 부딪힌 후 그대로 낙하하게 되므로, 일정 높이에서 낙하되는 유체는 수차의 날개에 위치에너지는 가하게 되나 자중에 의한 무게 에너지는 가하지 못하는 것이었다.

즉 자유낙하 되는 유체의 위치에너지를 받아 회전되는 수차의 회전력을 이용하여 발전이 이루어지게 하는 발전장치에서는 유체의 자유낙하 에너지를 이용하고 있으나, 유체가 지니게 되는 무게 에너지는 효과적으로 사용하지 못하는 것이었다.

특히 수차는 유체의 위치에너지를 일측의 날개에서 받게 되고, 그와 반대되는 쪽의 날개는 아무런 에너지도 받지 못하며, 단지 날개를 치게 되는 유체의 위치 에너지로 인하여 수차는 회전하게 되고, 상기 수차를 회전시키는 유체는 위치 에너지를 날개에 가할 뿐 무게 에너지는 수차의 날개를 칠 때 이외에는 사용하지 않고 있다.

따라서 한정된 유체의 위치에너지만을 수차 발전에 이용하고 있을 뿐, 유체가 갖고 있는 무게 에너지는 발전에 활용하지 못하고 있어 발전 효율을 낮을 수밖에 없으며, 특히 기존의 수차는 물에 의해서만 회전되게 하고 있는 관계로 물이 일정 높이에서 떨어지는 경우를 제외하고는 수차를 설치하여 운용할 수 없는 것이었다.

본 고안은 유체의 낙차 에너지와 함께 무게 에너지를 이용하여 발전용 수차를 회전시키도록 함으로써, 발전효율을 높이도록 하는 것으로, 수차의 날개에 유체가 낙하되게 하지 않고 수차의 날개 위치에 버켓을 설치하여 유체가 버켓에 담긴 채로 자중에 의하여 하강하면서 발전용 수차의 회전속도를 높이도록 하고, 버켓이 하강한 후에는 유체를 버리고 빈 버켓만 발전용 수차를 따라 상부로 이동하도록 하는 것이다.

본 고안은 발전용 수차를 유체를 낙하시켜 회전시킬 때 유체를 버켓에 담아 유체의 무게가 수차에 가해지게 하여 수차를 빠르게 회전시킬 수 있도록 함으로써, 발전 효율을 높이도록 하는 것이다.

본 고안의 버켓에는 외측으로 유체 이동홈을 형성하여 상부에서 떨어지는 유체가 유체 이동홈을 타고 하측에 위치한 버켓에 담기도록 함으로서 유체의 낭비없 이 버켓에 담기도록 한다.

본 고안의 버켓은 발전용 수차에 고정되게 설치하거나, 회동되게 설치할 수 있는 것으로, 고정되게 설치하는 경우 버켓을 상부로 들어 올리는 힘보다 회동되게 설치할 때의 상부로 들어 올리는 힘이 적게 된다.

본 고안은 발전용 수차를 회전시킴에 있어서, 유체의 위치에너지와 무게 에너지를 동시에 사용하여 회전이 이루어지게 함으로써 발전 효율을 높일 수 있고, 유체가 담기는 버켓의 외측으로 유체 이동홈을 형성하여 유체가 낭비 없이 버켓에 채워질 수 있도록 한다.

본 고안은 유체뿐만 아니라 모래, 구슬 등의 유기질 또는 무기질을 사용할 수 있은 것으로, 다른 장소에서 이미 제작되거나 활용된 후 상당한 높이로 콘베이어를 타고 이동한 후 자유낙하 되며 배출이 이루어지는 경우 본 고안의 버켓에 위치 및 무게 에너지를 가하여 발전이 이루어지게 할 수 있다.

본 고안은 발전용 수차에 일정 간격으로 상측에서 유체를 담아 수차를 회전시킨 후 하측에서 유체를 버리는 버켓을 설치함으로써, 기존과 같이 유체의 낙하에너지로만 수차를 회전시키는 경우보다 본 고안과 같이 버켓을 사용하여 버켓에 유체의 위치에너지와 무게 에너지를 동시에 전달하여 회전시키는 경우가 발전용 수차의 회전력을 높일 수 있게 된다.

즉 수차의 외측으로 돌출되게 일정 간격을 두고 버켓을 설치한 후 그 보다 높은 위치에서 유체를 자유 낙하시키게 되면, 유체는 버켓에 부딪혀 위치 에너지를 수차에 전달하여 수차가 회전되게 하는 한편 버켓에 유체가 채워지게 되므로, 유체의 무게로 인하여 수차의 회전이 증가되게 되므로, 발전용 수차의 회전력을 이용하여 발전을 하게 되는 발전기의 발전 효율을 높일 수 있게 되며, 버켓에 담긴 유체는 수차의 하측을 지나면서 버리게 되므로, 유체의 무게로 인하여 수차의 회전이 방해되지 않게 된다.

본 고안의 버켓은 수차의 외측으로 돌출되어 설치되게 되나, 버켓이 고정된 형태를 유지하게 하는 방식과, 버켓이 유체를 채운 채로 수차를 회전시키는 동안만 버켓이 유체를 담을 수 있는 형태로 고정되게 하고, 유체를 버린 후에는 버켓이 회동하여 매달린 형태로 회전되게 하는 방식 중 하나의 방식을 채택할 수 있으며, 버켓을 고정시킨 경우보다 버켓을 회동시키는 경우가 발전효율을 높일 수 있다.

한편 본 고안에서 바가지 형태의 버켓은 전방 중앙에 내측으로 함몰되는 유체 이동홈을 형성시켜, 유체가 낙하되어 상측의 버켓에 담길 때 유체의 일부가 유체 이동홈을 타고 하부에 위치한 버켓에 채워지게 함으로써 유체의 이용율을 높이도록 한다.

본 고안에서 유체는 물, 윤활유, 모래, 쇠구슬 등을 사용할 수 있으며, 압축공기를 버켓의 전면에 대고 불게 하여 수차를 회전시켜도 무방하다.

이러한 본 고안을 첨부된 실시예 도면에 의거 살펴본다.

본 고안은 수차(10)를 이용하여 회전축(20)이 회전력을 얻게 되고, 상기 회전축(20)의 회전력은 기어(30) 등을 통하여 발전기(40)로 전달되어 발전을 하게 되 며, 수차(10)를 회전시키는 동력으로는 물을 이용하는 일반적인 발전용 수차(10)의 회전력을 향상시켜 발전효율을 높이도록 하는 것이다.

본 고안은 수차(10)의 외측으로 일정 간격을 두고 버켓(100)을 설치하되 상기 버켓(100)은 수차(10)의 중심축(20)에서 방사상으로 등 간격을 갖도록 하여 버켓(100)을 이용하여 수차(10)를 회전시킬 때 회전이 원활히 이루어지도록 한다.

본 고안의 수차(10)에 설치되는 버켓(100)은 수차(10)의 외측에 고정 설치되거나, 회동 가능하게 설치되는 것으로, 고정 설치되는 경우 수차(10)의 외측에 일정 간격을 두고 고정시키면 되고, 회동 가능하게 설치하는 경우는 수차(10)의 외측에 브라켓(11)을 고정한 후 버켓(100)에 고정된 브라켓(101)을 수차(10)의 브라켓(11)에 끼워 힌지(15)로 결합시키도록 한다.

여기서 버켓(100)이 하강 하는 상태에서는 버켓(100)에 유체가 담기는 형태로 고정되고, 반대로 버켓(100)이 상승하는 경우는 버켓(100)이 뒤집어진 상태로 회전하도록 한다.

즉 본 고안의 버켓(100)은 수차(10)에 고정되는 경우 도 1과 같이 버켓(100)의 위치에 관계없이 고정된 상태로 수차(10)를 따라 회전하게 되고, 버켓(100)이 회동하는 경우는 도 3과 같이 버켓(100)이 하강하는 경우는 유체를 담을 수 있도록 펼쳐진 상태를 유지하고, 버켓(100)이 상승하는 경우는 유체를 담을 수 없도록 버켓(100)이 뒤집어진 상태에서 힌지(15)에 매달린 형태로 회전이 이루어지게 한다.

상기 수차(10)의 상부에는 일정 높이를 두고 유체 등을 낙하시키기 위한 낙하대(50)가 설치되게 되고, 상기 낙하대(50)에서 떨어지는 유체는 고정된 버 켓(100)이나 회동되는 버켓(100)의 내부에 떨어지게 되며, 버켓(100)의 내부에 떨어진 유체는 버켓(100)을 하부로 이동시키는 위치에너지를 가하는 한편 버켓(100)에 유체가 채워지게 되어 유체의 무게로 인하여 수차(10)를 회전시키는 에너지를 가하게 된다.

즉 낙하대(50)에서 유체를 낙하시키는 경우 기존에는 날개를 이용하여 수차(10)를 회전시키게 되므로, 유체의 낙하 에너지 밖에 이용할 수 없으나, 본 고안에서는 유체의 낙하에너지 이외에 유체의 무게가 수차(10)를 회전시키는데 사용될 수 있도록 함으로써, 유체의 낙하에너지와 무게 에너지를 사용할 수 있도록 한다.

여기서 유체는 단순히 물 뿐만 아니라 모래, 구슬, 윤활유 등 버켓(100)에 채워질 수 있으면서도 컨베이어 벨트 등을 이용하여 일정 높이까지 이송시킨 후 이를 이용하여 버켓(100)에 위치 에너지를 가하거나 무게 에너지를 가하도록 하는 것이다.

본 고안은 상기 된 유체를 낙하대(50)에서 자유낙하가 이루어지게 하되 상기 자유낙하 되는 유체는 버켓(100)에 담길 수 있는 위치에서 자유낙하가 이루어지게 함으로써 유체는 일정 높이에서 버켓(100)으로 떨어지게 되고, 버켓(100)은 낙하대(50)에서 떨어지는 유체의 위치 에너지를 받게 되어 회전이 이루어지게 되며, 이러한 버켓(100)의 회전은 수차(10)에 연결된 회전축(20)을 회전시켜 발전기(40)에서 발전이 이루어지게 된다.

즉 수차(10)는 낙하대(50)에서 버켓(100)에 가해지는 유체의 위치 에너지에 의해서 회전이 이루어지게 되며, 본 고안은 유체의 위치 에너지 뿐만 아니라 무게 에너지도 이용하도록 하는 것으로, 버켓(100)은 유체를 담아주되 버켓(100)이 하강하는 동안에는 유체를 담아 유체의 무게가 수차(10)의 회전시키는 데 일조를 하도록 하고, 버켓(100)이 상승하는 동안에는 버켓(100)에 유체가 담기지 않아 수차(10)의 회전에 방해를 주지 않도록 한다.

본 고안은 수차(10)가 회전되는 방향을 향하여 낙하대(50)에서 유체가 낙하하게 되고, 이렇게 낙하대(50)에서 낙하되는 유체는 버켓(100)에 담겨진 채로 하강하며 수차(10)를 회전시키게 되는 것으로, 본 고안의 수차(10)는 유체의 위치 에너지와 무게 에너지를 이용하여 회전이 이루어지게 되므로, 회전력을 높일 수 있어 발전 효율을 높이게 된다.

본 고안에서 버켓(100)에는 전방으로 유체를 이동시키는 유체 이동홈(110)을 형성시킴으로써 상부에 위치한 버켓(100)에 유체가 채워지게 되면 버켓(100)에 채워진 유체는 유체 이동홈(110)을 타고 전방으로 이동하게 되며, 상기 유체 이동홈(110)을 이동한 유체는 다시 하부로 낙하하게 되고, 이렇게 낙하된 유체는 하부에 위치한 버켓(100a)에 채워지게 되므로, 유체의 이동에 따른 무게 에너지를 수차(10)가 충분히 활용하여 수차(10)의 회전이 원활히 이루어지도록 한다.

즉 본 고안은 상부에 위치한 버켓(100)에 채워진 유체는 유체 이동홈(110)을 타고 하부에 위치한 버켓(100)으로 이동하여 채워지게 되는 것으로, 유체가 버켓(100)에서 직접 하부로 떨어져 배출되는 경우를 없애어 유체의 무게 에너지를 충분히 활용할 수 있게 된다.

본 고안에서 버켓(100)이 수차(10)에 고정되게 설치된 경우 도 1과 같이 회 전되어 유체가 낙하될 때 버켓(100)의 내부에 채워지는 한편 유체 이동홈(110)을 타고 하부로 흐르게 하며, 버켓(100)에 채워진 유체는 버켓(100)이 하측으로 이동하는 동안 유체를 담아둔 상태가 되나, 버켓(100)이 하부를 향할수록 버켓(100)에 채워진 유체는 하부로 버려지게 되며, 버켓(100)은 뒤집어진 상태로 상부로 이동하여 수차(10)의 상부를 지난 후부터 다시 유체를 채울 수 있도록 한다.

그러나 버켓(100)이 수차(10)에 회동되게 설치된 경우 버켓(100)이 하강 하는 동안은 버켓(100)이 수차(10)에 고정된 상태와 같이 유체를 담을 수 있도록 함으로써 위치 에너지와 무게 에너지를 동시에 활용할 수 있도록 하고, 버켓(100)이 하부를 지나는 순간부터 버켓(100)은 힌지(15)에 매달리는 형태가 되어 수차(10)의 회전이 이루어지게 된다.

버켓(100)은 수차(10)에 매달린 형태로 상부로 이동한 후 상부를 지나는 순간 무게 중심의 이동으로 버켓(100)이 펼쳐지게 되고, 이와 동시에 펼쳐진 버켓(100)에 유체가 채워지면서 수차(10)를 회전시키는 과정을 반복하며 발전을 행하게 된다.

특허 본 고안은 일정 높이에서 떨어지는 유체의 위치 에너지와 무게 에너지를 동시에 활용하여 수차(10)를 회전시키는 한편 상부에 위치한 버켓(100)에 유체가 채워지면 유체는 유체 이동홈(110)을 타고 하부로 이동하면서 하부에 위치한 버켓(100a)에 채워주게 되므로, 다단으로 유체의 무게 에너지를 활용할 수 있어 수차(10)의 회전력을 높여 발전 효율을 높이게 된다.

본 고안에서 압축공기를 버켓(100)에 대고 불게 하여 수차(10)를 회전시킬 수 있으며, 이 경우 에너지를 사용치 않을 때 압축공기를 발생시킨 후 에너지가 필요할 때 압축공기를 활용하여 발전을 하도록 한다.

한편 본 고안은 도 9와 같이 설치할 수 있는 것으로, 이 경우 버켓(100)에 담긴 유체는 버켓(100)을 하부로 이동시켜 유체의 위치 에너지와 함께 버켓(100)이 상하부에 설치된 플라이휠(60)을 타고 회전이 이루어지게 할 수 있다.

여기서 유체는 버켓(100)이 상부에서 펼쳐질 때 버켓(100)에 채워지게 함으로써, 버켓(100)이 수직 방향으로 하강하면서 무한회전이 이루어지게 하며, 상기 버켓(100)은 유체의 위치 에너지와 무게 에너지를 동시에 활용하여 회전 되게 하고, 상기 버켓(100)의 유체 이동홈(110)을 타고 유체가 하부로 이동하면서 버켓(100)에 채워지게 되어, 유체의 무게 에너지를 최대한 활용하게 된다.

도 1은 본 고안의 버켓이 고정된 상태의 정면도

도 2는 본 고안의 버켓이 고정된 상태의 측면도

도 3은 본 고안의 버켓이 회동되게 설치된 상태의 정면도

도 4는 본 고안의 버켓이 회동되게 설치된 상태의 정단면도

도 5는 본 고안의 유체 이동홈을 타고 유체가 이동함을 보인 단면도

도 6은 본 고안의 다른 실시예 측면도

도 7은 본 고안의 버켓이 설치된 상태의 요부 평면도

도 8은 본 고안의 버켓과 수차가 분리된 상태의 사시도

도 9는 본 고안의 또 다른 실시예 정면도

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

10 : 수차 20 : 회전축

30 : 기어 40 : 발전기

50 : 낙하대 60 : 플라이이 휠

100,100a : 버켓 110 : 유체 이동홈

Claims

수차(10)의 회전축(20)에 발전기(40)를 연결하여 수차(10)의 회전으로 발전이 이루어지게 하는 발전장치에 있어서,

수차(10)의 외측으로 일정 간격을 두고 바가지 형태의 버켓(100)을 고정 설치하되 상기 버켓(100)은 회전축(20)의 중심에서 방사상으로 등 간격을 갖게 설치되는 것을 특징으로 하는 중력 발전장치.
수차(10)의 회전축(20)에 발전기(40)를 연결하여 수차(10)의 회전으로 발전이 이루어지게 하는 발전장치에 있어서,

수차(10)의 외측으로 일정 간격을 두고 바가지 형태의 버켓(100)을 회전축(20)의 중심에서 방사상으로 설치되게 하되 상기 수차(10)의 외측과 버켓(100)에는 브라켓(11)(101)을 각각 형성하여 힌지(15)로 결합되게 하는 것을 특징으로 하는 중력 발전장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 버켓(100)에는 전방 상측 일부가 안쪽으로 함몰되게 유체 이동홈(110)을 형성하되 상기 유체 이동홈(110)을 타고 버켓(100)에 담긴 유체가 이동하게 하는 것을 특징으로 하는 중력 발전장치.