KR20100006156A - 기체부력의 발전기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수중에서 중력으로 하강하거나 부력에 의하여 상승하면서 모터를 돌려 발전하는 발전기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 모터의 회전축과 수조의 바닥면의 회전축에 체인을 연결하여 체인에 부력통을 달아 부력통의 무게에 의해 수직으로 하강하면서 체인을 당겨 모터가 회전하도록 하며, 부력통이 하강 완료점에 도달시 부력통의 기체를 폭발시켜 부력의 부피를 만들어 부력에의해 상승하면서 체인을 밀어 모터가 회전하도록 하여 회전력에 의하여 모터가 회전하여 전기가 생성되는 발전기에 관한 것이다.

이를 위하여 본 발명은 수중에서 하강하거나 상승하면서 생긴 위치에너지의 변화가 상승이나 하강시 모터의 회전력으로 변화되어 모터를 돌려 발전하는 발전기에 있어서, 부력통의 벨브를 열고 물을 입수시켜 발전기의 부력을 제거하면 부력통의 자중으로 하강되어 연결된 체인을 아래로 당기게 되어 모터의 축을 회전시켜 발전하는 단계, 부력통이 지정 위치에 하강시 부력통에 채워져 있는 수소와 산소 기체를 폭발시켜 부력을 가지게하여 수면위로 부상시켜 연결된 체인을 위로 밀어 모터의 회전축을 돌려 발전하는 단계, 상기 단계의 구조로 하강과 상승을 반복하면서 모터를 돌려 전기를 생성하는 구조로 이루어진 것에 특징이 있다.

부력통, 전기분해, 점화장치, 벨브, 모터, 코일, 자석

Description

기체부력의 발전기 {Gas buoyancy of generator}

본 발명은 수중에서 중력으로 하강하거나 부력에 의하여 상승하면서 모터를 돌려 발전하는 발전기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 모터의 회전축과 수조의 바닥면의 회전축에 체인을 연결하여 체인에 부력통을 달아 부력통의 무게에 의해 수직으로 하강하면서 체인을 당겨 모터가 회전하도록 하며, 부력통이 하강 완료점에 도달시 부력통의 기체를 폭발시켜 부력의 부피를 만들어 부력에 의해 상승하면서 체인을 밀어 모터가 회전하도록 하여 이 회전력에 의하여 모터가 회전하여 전기가 생성되는 발전기에 관한 것이다.

일반적으로 수력 발전은 물의 높낮이의 위치 에너지와 물이 이동되는 속도 에너지로 수차의 날개에 인가시켜 인가된 힘으로 수차의 날개를 회전을 하도록 하여 수차의 축에 연결된 모터를 돌려 발전하는 원리를 가지고 있으며 물을 이용하여 발전을 함으로 화석연료를 사용하지 않는 청정 에너지를 만들어 내고 있다.

수력발전은 물의 높낮이, 수량 등에 따라 펠톤 수차, 프란시스 수차등 여건에 따라 적합한 구조의 수차를 적용해 발전을 하고 있다.

조력 발전은 조수의 간만의 차이를 이용하여 밀물 때 육지로 밀려오는 바다물의 위치 에너지와 속도 에너지로 모터를 돌려 발전을 하며 썰물 때에는 방조대에 가두어 놓은 물을 바다로 방류하면서 생긴 위치에너지로 모터를 돌려 발전을 하고 있다.

즉 물의 흐름은 위치 에너지와 속도 에너지를 가지고 있다는 것이고, 위치 에너지와 속도 에너지를 모터에 연결된 날개에 가하면 모터가 회전하여 발전을 할 수 있는 것이다.

그러나, 수력발전과 조력발전을 하기 위하여는 유량이 충분한 곳에 댐이나 방조대를 만들어 물을 가두어 놓고 서서히 방류하는 구조를 가짐으로 댐이나 방조대를 건설하는 데는 막대한 비용과 큰 면적, 생태계의 변화등 발생이 되어 많이 시설하는 것은 바람직하지 못하다고 할 수 있다.

본 발명은 수면에서 부력통의 상부에 산소와 수소 기체를 일부 채우고 부력통의 밸브를 열어 물을 유입시켜 부력을 제거하고 부력통의 무게로 인해 부력통이 하강하면서 부력통과 연결된 체인을 아래로 당겨 체인에 연결된 모터축을 회전시켜 전기가 발생하도록 하며, 지정 위치까지 하강된 부력통은 상부에 채워진 산소와 수소 기체를 점화장치로 폭발시켜 부력통의 물을 밀어내어 상승의 부력힘을 갖게 만들어 상승하면서 부력통에 연결된 체인을 수면으로 밀어 올리는 힘으로 체인에 연결된 모터축을 회전시켜 전기를 생산되는 발전기를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 부력통을 체인에 연결하여 수중에서 하강하거나 상승하면서 모터축을 를 돌려 발전하는 발전기에 있어서, 부력통의 상부에 산소와 수소 기체를 일부 채우고, 부력통의 벨브를 열어 물을 입수시키고 부력통의 부력을 제거하면 부력통의 자중으로 하강되어 연결된 체인을 아래로 당기게 되어 모터의 회전축을 회전시켜 발전하는 단계, 부력통이 지정 위치에 하강시 부력통에 채워져 있는 수소와 산소 기체를 폭발시켜 부력을 가지게하여 수면위로 부상시 연결된 체인을 위로 밀어 올려 모터의 회전축을 돌려 발전하는 단계, 상기 단계의 구조로 하강과 상승을 반복하면서 모터를 돌려 전기를 생성하는 구조로 이루어진 것에 특징이 있다.

본 발명은 수중에서 부력통이 하강하거나 상승하면서 발생된 위치에너지의 변화로 체인에 연결된 모터를 회전시켜 발전하는 발전기를 제작함으로 수조에 채울 수 있는 양의 물만 필요로 하고, 지상의 시설 면적이 작으며, 설치 장소에 제약을 받지 않는 발전을 할 수 있다.

중력의 힘으로 생긴 위치에너지로 발전을 함으로 발전을 위해 특별한 에너지가 필요 없으며, 상승에 필요한 부력은 산소와 수소를 폭발시킨 부피 팽창으로 가질 수 있며, 수종의 높이에 비례한 전기를 발생 시킬 수 있으며, 또 수조형 발전은 수조에 물을 1회만 채워 사용함으로 연속적인 물의 유입을 필요치 않으며, 하강과 상승을 반복하면서 계속 발전을 할 수 있는 발전 시설을 가질 수 있다.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1에서 수조통(15)에 물을 가득 채운 수면 위에서 부력통의 기체 투입구(28)로 산소와 수소의 기체를 투입하고 부력통(12) 내부의 물유입 밸브(26)을 열고, 부력통 기체 배출 밸브(27)을 열어 기체를 배출하면 물유입 밸브(26)을 통해 물이 유입되며 기체는 기체 배출 밸브(27)을 통해 배출이 된다.

내부의 기체가 빠져나가면 부력통(12)의 무게에 의하여 수중으로 하강을 하게 되는데 이때 물유입 밸브(26)와 기체 배출 밸브(27)을 닫아준다. 부력통은 하강을 하게되며, 부력통에 연결된 체인(17)이 아래쪽으로 힘이 가해져 체인은 아래쪽으로 힘이 가해지고 체인과 연결된 기어(16)을 회전시키게 되고 기어와 연결된 모터축을 돌리게 되어 영구자석과 코일로 구성된 모터(11)가 전기를 생성하여 발전을 하며 부력통(12)이 계속 하강을 진행하는 시간만큼 전기를 생산 한다.

부력통(12)이 하강 완료 지점인 폭발 점화판(13)의 위치에서는 부력통의 무게로 인하여 점화 스위치(24)가 on되어 점화 코일과 밧데리로 구성된 점화장치(21)를 동작시켜 산소와 수소로 체워져 있는 폭발 기체 보관장소(22)의 기체를 점화 폭발시켜 부력통 내부(23)의 물을 물 유입 밸브(26)을 통해 배출 시킨다.

물 유입 밸브(26)는 스프링 구조(25)로 되어 있어 부력통의 내부의 폭발 압력으로 물이 물유입 밸브(26)를 통해 배출이 되면 스프링의 힘과 물의 압력으로 인해 다시 닫치게 되어 있다.

기체의 폭발로 인해 부력통의 내부는 가벼운 공기가 채워져 있는 낮은 기압의 상태가 되며, 이로서 부력통이 상승을 할 수 있는 부력을 가지게 되어 부력통에 연결되어있는 체인(17)을 수면쪽으로 향하는 힘을 가지게 한다.

체인(17)을 위로 향하게 하는 힘은 다시 모터의 축에 연결된 기어(16)를 회전시켜 영구자석과 코일로 구성된 모터(11)가 부력통이 상승을 진행하는 시간 만큼 전기를 생산한다.

점화 장치는 통상의 가스렌지의 가스 점화 장치와 같이 건전지와 고전압 발생 코일과 점화 전극 및 스위치로 구성이 되어 있으며, 압전 소자를 이용해도 사용이 가능하다.

통상적으로 물에 돌을 던지면 가라 않고, 물 바닥의 부폐물이 부폐로 인한 기체 가 생성되면 기체 때문에 부력을 가지는 것과 같다고 할 수 있다.

부력통의 폭발 기체 보관장소(22)의 기체는 산소와 수소와 같이 점화에 의해 쉽게 폭발될 수 있는 기체를 사용하면 되며, 수소와 산소는 통상의 전기 분해 장치에 의하여 쉽게 얻을 수 있다.

작은 비이커에 물을 담고 2개의 탄소 막대에 한쪽은 (+)전극을 한쪽은 (-)전극을 연결하고 직류전원을 인가하면 2개의 탄소 막대의 물에 잠긴 부분에 작은 기포가 생성이 되는데 이 기포는 (-)전극 쪽에는 수소의 기체가 (+)전극 쪽에는 산소의 기체가 발생이 된다.

산소와 수소는 같이 점화시키면 약 1000배의 팽창 계수를 가지며 폭발 후에는 산소와 수소가 합쳐 다시 물이 되면서 산소와 수소의 질량 만큼 수축을 하며, 폭발 팽창 정도의 팽창이 되어야 수조 깊은 곳에서 물의 압력을 이겨내고 부력통의 물을 밀어내어 부력을 가질 수 있다.

상기의 방법으로 부력통을 하강과 상승을 반복 시켜 모터의 회전축을 돌림으로 발전을 할 수 있게 된다.

상승과 하강의 속도는 발전기 전체의 중량과 부력통의 용량에 비례하며, 하강의 길이가 길면 길수록 하강 시간과 상승 시간이 길어져 상승과 하강의 반복 시간이 길게 됨으로 수조의 깊이에 따라 발전효율이 비례하여 높고 상승 부력을 만드는 필요한 에너지 사용 빈도를 줄여 좀더 효율적인 발전 시스템을 구축할 수 있게 되는 것이다.

도 1은 본 발명의 장치의 외형도

도2는 부력통의 외형도

Claims (2)

1. 수면에서 부력통의 상부에 인화성 기체 삽입구로 인화성 기체를 채우고 부력통의 잠수 밸브를 열어 부력통의 기체가 외부로 배출되면 중력의 힘으로 부력통이 하강하며 부력통과 연결된 체인이 모터의 회전축을 돌려 전기를 발생 시키는 단계,

   부력통에 채워진 인화성 기체를 점화장치로 폭발시켜 부력통에 채워진 물을 밀어내어 부력의 힘을 가지게 하여 부력통이 상승하면서 부력통에 연결된 체인이 모터의 회전축을 돌려 전기를 발생시켜 발전하는 발전기
2. 상기 청구1항에 있어서 유사한 원리로 지상에서 가벼운 기체를 채워 풍선에 무거운 추와 같이 상승하도록 하고 추에 연결된 체인이 모터의 회전축을 돌려 전기를 발생 시키는 단계,

   지정된 상승 높이에서 풍선의 기체를 배출하여 무거운 추가 하강하면서 추에 연결된 체인이 모터의 회전축을 돌려 전기를 발생시켜 발전하는 발전기.

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