KR20100014117A - 동력발생장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 동력발생장치는 상하 방향으로 이동 가능한 중량물; 상부에 유체 공급부로부터 공급된 유체를 집수하기 위한 유체 저장부가 마련되고, 하부에 유체 배출부가 마련되며, 상기 유체 저장부의 바닥면에는 상기 유체 저장부에 집수된 유체를 선택적으로 배출하기 위한 공급 개폐부가 마련된 이동저장탱크 안내통; 상기 유체 저장부와 상기 유체 배출부의 사이에서 상하 방향으로 왕복이동 가능하게 상기 이동저장탱크 안내통에 수용되며, 상기 유체 저장부에 근접한 위치에서 상기 공급 개폐부를 통해 집수된 유체를 상기 유체 배출부에 근접한 위치에서 상기 유체 배출부에 선택적으로 배출하기 위한 회수 개폐부가 마련된 이동저장탱크; 및 상기 이동저장탱크와 상기 중량물을 동력 전달 가능하게 연결하여 상기 중량물이 상방으로 이동시 상기 이동저장탱크를 하방으로 이동시키고 상기 중량물이 하방으로 이동시 상기 이동저장탱크를 상방으로 이동시키는 동력전달유닛을 포함한다.

동력, 발생, 유량, 효율, 중량물, 이동저장탱크, 유체, 시소 운동

Description

동력발생장치{POWER GENERATION APPARATUS}

본 발명은 동력발생장치에 관한 것으로서, 특히 외부로부터 적은 유량의 유체가 공급되더라도 동력을 발생시킬 수 있는 동력발생장치에 관한 것이다.

일반적으로 수력을 이용한 동력발생장치는 외부로부터 공급되는 유체가 직접 터빈 등에 충돌하여 동력을 발생시키게 된다. 그러나 터빈 등을 이용한 동력발생장치는 기계 요소간의 마찰력이나 관성력 이상의 힘이 발생할 수 있을 정도의 유량으로 유체가 공급되어야 한다. 따라서, 유체의 유량이 일정 값을 초과하지 못하는 경우, 동력을 전혀 발생시킬 수 없게 된다.

또한, 터빈 등과 같은 경우, 유체가 터빈의 날개에 충돌하는 충격력에 의해 구동되기 때문에 충격시 발생하는 손실이 커져서 동력 발생 효율이 높지 않은 단점이 있다.

본 발명은 적은 유량의 유체가 공급되더라도 동력을 발생시킬 수 있는 동력발생장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

전술한 바와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 동력발생장치는 상하 방향으로 이동 가능한 중량물; 상부에 유체 공급부로부터 공급된 유체를 집수하기 위한 유체 저장부가 마련되고, 하부에 유체 배출부가 마련되며, 상기 유체 저장부의 바닥면에는 상기 유체 저장부에 집수된 유체를 선택적으로 배출하기 위한 공급 개폐부가 마련된 이동저장탱크 안내통; 상기 유체 저장부와 상기 유체 배출부의 사이에서 상하 방향으로 왕복이동 가능하게 상기 이동저장탱크 안내통에 수용되며, 상기 유체 저장부에 근접한 위치에서 상기 공급 개폐부를 통해 집수된 유체를 상기 유체 배출부에 근접한 위치에서 상기 유체 배출부에 선택적으로 배출하기 위한 회수 개폐부가 마련된 이동저장탱크; 및 상기 이동저장탱크와 상기 중량물을 동력 전달 가능하게 연결하여 상기 중량물이 상방으로 이동시 상기 이동저장탱크를 하방으로 이동시키고 상기 중량물이 하방으로 이동시 상기 이동저장탱크를 상방으로 이동시키는 동력전달유닛을 포함한다.

상기 동력발생장치는 상기 중량물이 상하 방향 이동 가능하게 수용되는 중량물 안내통; 및 이송관을 통해 상기 유체 저장부와 연통되게 연결되며, 상기 중량물 안내통과 상기 이동저장탱크 안내통 중 어느 하나의 하부에 마련되고, 상기 유체 배출부와 유체 이동가능하게 연결되며, 상기 유체 배출부로부터 유입된 유체를 상기 중량물과 상기 이동저장탱크 중 어느 하나의 자중에 의해 가압하여 상기 이송관을 통해 상기 유체 저장부로 이송시키는 유체 이송부를 포함할 수 있다.

상기 유체 이송부는 상기 중량물 안내통의 하부에 마련되어 상기 유체 이송부의 유체가 상기 중량물의 자중에 의해 가압되며, 상기 유체 배출부의 유체가 유입되도록 상기 유체 배출부와 회수관을 통해 연통될 수 있다.

또한, 상기 동력발생장치는 상기 이동저장탱크가 상기 유체 저장부에 근접한 위치에서 상기 공급 개폐부를 개방시킬 수 있도록 상기 이동저장탱크에 마련된 공급 개방부재; 및 상기 이동저장탱크가 상기 유체 배출부에 근접한 위치에서 상기 회수 개폐부를 개방시킬 수 있도록 상기 유체 배출부에 마련된 회수 개방부재를 포함하며, 상기 공급 개폐부는 상기 유체 저장부의 바닥면에 형성된 공급 구멍; 및 자중에 의해 상기 공급 구멍을 폐쇄하도록 상기 유체 저장부의 바닥면에 회동 가능하게 설치되며, 상기 공급 개방부재에 의해 상방으로 회동되어 상기 공급 구멍을 개방시키는 공급 개폐부재를 포함하며, 상기 회수 개폐부는 상기 이동저장탱크의 바닥면에 형성된 회수 구멍; 및 자중에 의해 상기 회수 구멍을 폐쇄하도록 상기 이동저장탱크의 바닥면에 회동 가능하게 설치되며, 상기 회수 개방부재에 의해 상방으로 회동되어 상기 회수 구멍을 개방시키는 회수 개방부재를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 유체 이송부는 상기 회수관을 통해 공급된 유체가 내부로 유입될 수 있도록 개구부가 마련되며, 상기 중량물에 의해 신축하면서 상기 개구부를 통해 내부로 유입된 유체를 상기 이송관을 통해 상기 유체 저장부로 이송시키는 신 축부재; 및 상기 개구부를 선택적으로 개폐할 수 있도록 상기 신축부재에 이동 가능하게 설치되며, 상기 중량물의 이동에 연동되어 이동하면서 상기 개구부를 선택적으로 개폐시키는 차단부재를 포함할 수 있다.

상기 동력발생장치는 상기 유체 저장부로부터 상기 이동저장탱크에 기준량 이상의 유체가 공급될 때까지 상기 유체 저장부의 근접한 위치에 유지될 수 있도록 상기 이동저장탱크의 하강을 제한하며, 상기 이동저장탱크에 기준량 이상의 유체가 공급되면 상기 이동저장탱크의 하강 제한을 해제하는 공급 유지유닛; 및 상기 유체 배출부에 근접한 위치에서 상기 이동저장탱크의 유체가 기준량 이하가 될 때까지 상기 유체 배출부로 배출되도록 상기 이동저장탱크의 상승을 제한하며, 상기 이동저장탱크의 유체가 기준량 이하가 되면, 상기 이동저장탱크의 상승 제한을 해제시키는 배출 유지유닛을 포함할 수 있다.

상기 공급 유지유닛은 상기 이동저장탱크 안내통의 내부에 상하 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되는 공급 슬라이드 부재; 상기 공급 슬라이드 부재를 상방으로 당기도록 인장력을 가하는 공급 슬라이드 스프링; 상기 공급 슬라이드 부재의 일단에 상하방향으로 회전 가능하게 설치되는 공급 회동부재; 상기 공급 슬라이드 부재에 상기 이동저장탱크 안내통의 반경 방향으로 슬라이드 가능하게 설치되어, 상기 공급 회동부재가 하방으로 회동하는 것을 선택적으로 제한하는 공급 스토퍼; 상기 공급 스토퍼를 상기 이동저장탱크 안내통의 중심부방향으로 가압하는 공급 스토퍼 스프링; 상기 공급 슬라이드 부재(271)의 타단에 마련된 공급 도르래; 및 일단은 이동저장탱크 안내통에 고정되고 타단은 상기 공급 스토퍼(274)에 고정되어, 상기 공급 슬라이드 부재가 하방으로 이동시 상기 공급 스토퍼를 상기 이동저장탱크 안내통의 외주 방향으로 이동시켜 상기 공급 회동부재의 하방 회전 제한을 해제시키는 공급 와이어를 포함하며, 상기 배출 유지유닛은 상기 이동저장탱크 안내통의 내부에 상하 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되는 배출 슬라이드 부재; 상기 배출 슬라이드 부재를 상방으로 당기도록 상기 배출 슬라이드 부재에 인장력을 가하고, 상기 배출 슬라이드 부재가 상방으로 이동시 상기 슬라이드 부재를 하방으로 가압하는 배출 슬라이드 스프링; 상기 배출 슬라이드 부재의 일단에 상방 및 하방으로 회전 가능하게 설치되는 배출 회동부재; 상기 배출 회동부재가 하방으로 이동된 상태에서 상기 배출 회동부재를 원위치로 복귀시키는 회동 복귀 탄성체; 상기 배출 회동부재가 상방으로 회동하는 것을 제한하는 배출 스토퍼; 상기 배출 스토퍼를 상기 이동저장탱크 안내통의 중심부 방향으로 가압하는 배출 스토퍼 스프링; 상기 배출 슬라이드 부재의 타단에 마련된 배출 도르래; 및 상기 도르래의 일부를 감싸도록 일단은 이동저장탱크 안내통에 고정되고, 타단은 상기 배출 스토퍼에 고정되어 상기 배출 슬라이드 부재가 상기 배출 슬라이드 스프링의 탄성력을 이기고 상방으로 이동시 상기 배출 스토퍼를 상기 이동저장탱크 안내통의 외주 방향으로 이동시켜 상기 배출 회동부재의 상방 회전을 허용하는 배출 와이어를 포함할 수 있다.

일 예에 의한 상기 동력전달유닛은 하나 이상의 도르래; 및 상기 도르래의 적어도 일부를 감싸도록 배치되며, 일단은 상기 중량물에 고정되고 타단은 상기 이동저장탱크에 고정되는 동력전달 와이어를 포함한다.

다른 예에 의하면, 상기 동력전달유닛은 상기 중량물에 일단이 고정되는 제 1 랙기어; 상기 이동저장탱크에 일단이 고정되는 제 2 랙기어; 및 상기 이동저장탱크가 하강하면 상기 중량물이 상승하고 상기 이동저장탱크가 상승하면 상기 중량물이 하강하도록 상기 제 1 및 제 2 랙기어와 기어 결합되어 복수의 동력전달기어를 포함하며, 이러한 경우, 상기 이동저장탱크 안내통의 하단부에 설치되며, 상기 이동저장탱크의 이동에 연동하여 상기 회수관을 선택적으로 개폐시키는 회수관 개폐유닛을 포함한다.

상기 회수관 개폐유닛은 상기 이동저장탱크 안내통의 내부에 승강 가능하게 설치되며, 상기 이동저장탱크의 승강 운동에 연동되어 상기 회수관을 선택적으로 차단하는 개폐부재; 및 상기 개폐부재에 상기 회수관을 개방시키는 방향으로 탄성력을 작용하는 탄성부재를 포함할 수 있다.

또한, 상기 이동저장탱크의 저면에는 상기 개폐부재에 의해 상기 회수관이 차단되어 상기 유체 배출부에 집수된 유체에 의해 상승하는 부력부재가 마련될 수 있다.

한편, 상기 유체 배출부의 바닥면에는 상기 이동저장탱크의 바닥면과 상기 유체 배출부의 바닥면 사이에 일정한 간격을 유지하여 상기 이동저장탱크의 유체가 상기 회수 개폐부를 통해 상기 회수관으로 유입될 수 있도록 이격부재가 마련될 수 있다.

한편, 전술한 동력발생장치의 유체 이송부는 이송관을 통해 상기 유체 저장부와 연통되게 연결되고, 상기 이동저장탱크 안내통의 하부에 마련되며, 상기 유체 배출부와 유체 이동가능하게 연결된 형태일 수 있으며, 이러한 경우 상기 유체 배출부로부터 상기 유체 이송부에 유입된 유체가 상기 이동저장탱크의 자중에 의해 가압되어 상기 이송관을 통해 상기 유체 저장부로 이송된다.

한편, 전술한 공급 유지유닛과 배출 유지유닛은 전자적으로 제어될 수 있으며, 이를 위해 상기 유체 저장부로부터 하부로 돌출되게 마련되며, 상기 이동저장탱크에 채워진 유체의 수위를 감지하는 제 1 유체감지센서; 상기 유체 배출부에 마련되며 상기 이동저장탱크에 잔존하는 유체의 수위를 감지하기 위한 제 2 유체감지센서; 및 상기 제 1 유체감지센서에 의해 감지된 상기 이동저장탱크의 수위가 제 1 기준값 이상인 경우 상기 이동저장탱크의 하강이 가능하도록 상기 공급 유지유닛을 제어하고, 상기 제 2 유체감지센서에 의해 감지된 상기 이동저장탱크의 수위가 제 2 기준값 이하인 경우 상기 이동저장탱크의 상승이 가능하도록 상기 배출 유지유닛을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

또한, 전술한 동력발생장치는 바다에 설치될 수 있으며, 이러한 경우 상기 유체 공급부가 바닷물이 된다. 이러한 경우, 상기 유체 저장부에는 파도에 의해 바닷물이 유입될 수 있도록 유입부가 마련될 수 있다.

상기 유입부는 상기 바닷물이 유입될 수 있도록 상기 유체 저장부에 마련된 유입구; 및 상기 유체 저장부에 유입된 바닷물의 양에 따라 상기 유입구를 선택적으로 개폐시키는 개폐도어를 포함하도록 구성될 수 있다.

또한, 바다에 설치되는 경우, 상기 동력발생장치는 상기 이동저장탱크로부터 상기 유체 배출부로 배출된 유체가 집수되는 강제 배출부; 상기 강제 배출부의 수 위를 감지하기 위한 수위감지센서; 상기 수위감지센서에 의해 감지된 상기 강제 배출부의 수위가 기준값 이상이면 상기 강제 배출부의 유체를 외부로 송출하는 펌프; 상기 바닷물이 상기 강제 배출부로 역류되어 유입되는 것을 방지하기 위한 역류방지밸브를 포함할 수 있다.

한편, 전술한 바와 같은 목적은 중량물 안내통; 상기 중량물 안내통에 상하 방향으로 이동 가능하게 수용되는 중량물; 상부에 유체 저장부가 마련되고, 상기 유체 저장부의 바닥면에는 상기 유체 저장부에 집수된 유체를 선택적으로 배출하기 위한 공급 개폐부가 마련되며, 하부에는 유체 배출부가 마련된 이동저장탱크 안내통; 상기 유체 저장부와 상기 유체 배출부의 사이에서 상하 방향으로 왕복이동 가능하게 상기 이동저장탱크 안내통에 수용되며, 상기 유체 저장부에 근접한 위치에서 상기 공급 개폐부를 통해 집수된 유체를 상기 유체 배출부에 근접한 위치에서 상기 유체 배출부에 선택적으로 배출하기 위한 회수 개폐부가 마련된 이동저장탱크; 상기 이동저장탱크와 상기 중량물을 동력 전달 가능하게 연결하여 상기 중량물이 상방으로 이동시 상기 이동저장탱크를 하방으로 이동시키며 상기 중량물이 하방으로 이동시 상기 이동저장탱크를 상방으로 이동시키는 동력전달유닛; 및 상기 중량물 안내통의 하부에 마련되고, 이송관을 통해 상기 유체 저장부와 연통되게 연결되며, 상기 유체 배출부와 회수관을 통해 연통되게 연결된 유체 이송부를 포함하며, 상기 유체 이송부는 상기 유체 배출부로부터 회수관을 통해 유입된 유체를 상기 중량물의 자중으로 가압하여 상기 이송관을 통해 상기 유체 저장부에 공급하는 것을 특징으로 하는 동력발생장치에 의해서도 달성될 수 있다.

전술한 과제 해결 수단에 의하면, 유체 저장부에 유체를 일정량 이상 저장한 후에 유체 저장부의 유체를 이동저장탱크에 채움으로써, 적은 유량의 유체가 공급되더라도 동력을 발생시킬 수 있게 된다.

또한, 유체 저장부에 유체 이송부로부터 이송된 유체가 유체 공급부의 유체와 함께 공급됨으로써, 유체 공급부의 유량이 더욱 적은 경우에도 동력을 발생시킬 수 있게 된다.

또한, 유체 저장부에 일정량 이상의 유체를 집수한 후에 이동저장탱크에 공급함으로써, 이동저장탱크의 하강 속도를 상승시킬 수 있고, 이에 의해 동력발생효율을 향상시킬 수 있게 된다.

한편, 유체 이송부의 유체가 중량물 또는 이동저장탱크의 자중에 의해 가압되어 유체 저장부에 공급됨으로써, 동력발생효율을 더욱더 향상시킬 수 있게 된다.

한편, 유체 저장부의 공급 개폐부를 개방시키기 위한 공급 개방부재와 회수 개폐부재를 이용하여 유체 저장부의 공급 개폐부와 이동저장탱크의 회수 개폐부를 각각 개방시킴으로써, 개폐부를 제어하기 위한 별도의 동력이 필요하지 않아 동력발생효율을 향상될 수 있게 된다.

더욱이, 공급 개폐부의 공급 개폐부재와 회수 개폐부의 회수 개폐부재가 자중에 의해 공급 구멍과 회수 구멍 각각을 폐쇄시킴으로써, 동력발생장치의 제어를 위한 동력을 최소화할 수 있다.

한편, 유체 이송부가 신축부재와 차단부재로 구성되어 상기 유체 이송부를 가압하기 위한 중량물과 중량물 안내통 사이의 마찰력을 최소화할 수 있고, 이에 의해 동력발생효율을 더욱더 향상시킬 수 있다.

또한, 공급 유지유닛과 배출 유지유닛에 의해 이동저장탱크가 승강 운동하기 위한 중량을 설정할 수 있게 되고, 이에 의해 이동저장탱크의 승강 속도를 향상시킬 수 있게 된다. 그리고 이동저장탱크의 승강 속도 향상에 의해 외부에 높은 힘을 전달할 수 있을 뿐만 아니라 높은 동력(단위 시간당 발생할 수 있는 에너지)을 발생시킬 수 있다.

또한, 동력전달유닛을 랙기어 및 복수의 동력전달기어를 이용함으로써, 이동저장탱크에 의해 발생하는 상승력을 동력으로 변환할 수 있게 된다. 더욱이, 이동저장탱크가 유체 배출부에 근접한 위치에 있을 때 회수관을 차단하여 유체 배출부에 유체가 집수될 수 있게 하고, 이와 같이 집수된 유체의 부력에 의해 이동저장탱크가 상승함으로써, 동력발생효율이 극대화될 수 있다.

한편, 유체 배출부에 이격부재를 설치하여 이동저장탱크와 유체 배출부 사이를 이격시킴으로써, 이동저장탱크로부터 유체를 원활하게 배출할 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 동력발생장치에 대하여 상세히 설명한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 동력발생장치는 중량물 안내통(110)과, 상기 중량물 안내통(110)의 내부에서 상하 방향으로 이동 가능한 중량물(120)과, 상기 중량물 안내통(110)에 근접한 위치에 배치되는 이동저장탱크 안내통(130)과, 상기 이동저장탱크 안내통(130)의 내부에서 상하 방향으로 이동 가능 한 이동저장탱크(140)와, 상기 중량물(120)과 상기 이동저장탱크(140)를 동력 전달 가능하게 연결하는 동력전달유닛(150)을 포함한다.

상기 중량물 안내통(110)은 상기 중량물(120)의 상하 방향 이동을 가이드하는 기능을 한다. 이러한 중량물 안내통(110)의 하부에는 유체 이송부(111)가 마련된다. 상기 유체 이송부(111)는 이송관(112)을 통해 상기 이동저장탱크 안내통(130)과 연결되며, 회수관(135)을 통해 상기 이동저장탱크 안내통(130)의 하부의 유체 배출부(133)와 연결된다. 이러한 유체 이송부(111)는 상기 유체 배출부(133)로부터 상기 회수관(135)을 통해 회수된 유체를 다시 상기 유체 저장부(131)에 공급하기 위한 것으로서, 상기 유체 이송부(111)의 유체는 상기 중량물(120)의 자중에 의해 가압되어 상기 이송관(112)을 통해 상기 유체 저장부(131)로 공급된다.

상기 중량물(120)은 상기 이동저장탱크(140)와 함께 소위 시소 운동을 시키기 위한 것으로서, 상기 이동저장탱크(140)에 유체가 수용되지 않은 상태에서는 상기 이동저장탱크(140)보다 무겁고, 상기 이동저장탱크(140)에 일정량 이상의 유체가 공급된 상태에서는 상기 이동저장탱크(140)보다 가벼운 중량을 가지도록 설정된다. 따라서, 상기 이동저장탱크(140)에 수용된 유체의 중량에 따라 상기 중량물(120)과 상기 이동저장탱크(140)는 상하 방향으로 시소 운동과 유사한 운동을 하게 된다.

이러한 중량물(120)의 외주면에는 상기 유체 이송부(111)의 유체를 이송관(112)을 통해 상기 이동저장탱크 안내통(130)의 유체 저장부(131)에 유체를 이송시키기 위한 기밀 돌출부(121)가 마련된다. 상기 유체 이송부(111)는 기밀 돌출 부(121)가 피스톤 운동을 할 수 있도록 상기 중량물 안내통(110)의 다른 부분 보다 그 직경이 작다. 한편, 중량물 안내통(110)의 유체 이송부(111) 이외의 영역은 상기 기밀 돌출부(121)보다 그 직경이 크게 설계하여 중량물(120)의 상하 운동시 마찰력에 의한 손실되는 에너지를 최소화하였다. 이와 같이 중량물(120)의 마찰력을 최소화함으로써, 상기 유체 이송부(111)에서는 유체를 이송시키기 위한 가압력을 증가시킬 수 있게 되고, 이에 의해 상기 유체 이송부(111)로부터 상기 유체 저장부(131)로 이송되는 유체의 양을 증가시킬 수 있게 된다. 또한, 상기 중량물(120)의 외주면에 기밀 돌출부(121)를 형성하고, 상기 기밀 돌출부(121)가 상기 유체 이송부(111)의 내벽과 기밀을 유지하면서 상기 유체 이송부(111)의 유체를 가압하여 중량물(120)의 위치 에너지를 최대한 활용할 수 있게 된다.

한편, 상기 중량물 안내통(110)의 내벽에는 중량물(120)이 초기 위치에서 유지될 수 있도록 초기 위치 유지부(114)가 마련된다. 상기 초기 위치 유지부(114)는 동력발생장치가 작동하지 않는 상황에서 중량물(120)을 거치시키기 위한 것으로서, 상기 동력발생장치의 작동이 시작되면, 사람이 직접 외부의 레버 등을 돌려 상기 초기 위치 유지부(114)를 수동으로 해제할 수 있을 뿐만 아니라 스위치 등에 의한 신호를 구동 모터나 구동 실린더 또는 솔레노이드 구동부에 전송하여 자동으로 초기 위치 유지부(114)를 해제시킬 수도 있다.

상기 이동저장탱크 안내통(130)은 상기 이동저장탱크(140)의 상하 방향 이동을 안내하기 위한 것으로서, 그 상부에는 일정량 이상의 유체를 모아둔 후 상기 이동저장탱크(140)에 공급하기 위한 유체 저장부(131)가 마련되고, 그 하부에는 상기 이동저장탱크(140)에 수용된 유체를 배출시키기 위한 유체 배출부(133)가 마련된다.

상기 유체 저장부(131)는, 전술한 바와 같이, 상기 이동저장탱크 안내통(130)의 상부에 마련되어 일정량의 유체를 집수한 후 이동저장탱크(140)에 공급하기 위한 것이다. 이러한 유체 저장부(131)에는 유체 이송부(111)로부터 이송되는 유체와 외부의 유체 공급부(100)로부터 공급되는 유체가 집수된다. 이와 같이, 유체 이송부(111)의 유체가 유체 저장부(131)에 공급됨으로써, 외부의 유체 공급부(100)로부터 공급되는 유체의 양을 줄일 수 있게 되고, 이에 의해 유량이 작은 외부의 유체 공급부(100)에서도 발전 등의 동력을 발생시킬 수 있게 된다.

한편, 상기 유체 공급부(100)는 지하수를 양수하여 저장한 저장탱크, 아파트나 고지대의 저장탱크, 하천이나 댐, 계곡 등의 높은 곳의 물을 공급받아 저장하는 저장탱크 등으로 구성될 수 있다. 한편, 상기 유체 공급부(100)의 유체를 상기 유체 저장부(131)에 공급하기 위한 공급관(101)에는 차단밸브(102)가 설치된다. 상기 차단밸브(102)는 사람이 직접 개폐 작동을 시킬 수 있을 뿐만 아니라 전기적인 신호에 의해 작동시킬 수 있다. 상기 차단밸브(102)가 전기적인 신호에 의해 작동하는 경우, 유체 저장부(131)에 수위감지센서(미 도시)를 설치하고, 상기 수위감지센서(미 도시)에 의해 검출된 상기 유체 저장부(131)에 저수된 유체의 량에 따라 자동으로 차단밸브(102)를 제어할 수 있게 된다. 즉, 상기 유체 저장부(131)에 저수된 유체가 제 1 기준량 이하인 경우, 상기 차단밸브(102)를 개방하여 유체 공급부(100)의 유체를 상기 유체 저장부(131)에 공급하고, 상기 유체 저장부(131)에 저 수된 유체가 제 2 기준량 이상인 경우, 상기 차단밸브(102)를 차단하여 상기 유체 공급부(100)의 유체가 유체 저장부(131)에 공급되는 것을 차단하도록 자동으로 제어될 수 있을 것이다.

한편, 상기 유체 저장부(131)의 바닥면에는 저수된 유체를 상기 이동저장탱크(140)에 공급하기 위한 공급 개폐부(132)가 마련된다. 상기 공급 개폐부(132)는 상기 유체 저장부(131)의 바닥면에 형성된 공급 구멍(132a)과, 상기 공급 구멍(132a)을 선택적으로 개폐시키는 공급 개폐부재(132b)를 포함한다. 상기 공급 개폐부재(132b)는 상기 유체 저장부(131)의 바닥면에 회동 가능하게 설치되며, 상기 이동저장탱크(140)가 상승하여 상기 이동저장탱크(140)에 마련된 공급 개방부재(143)에 밀려 상방으로 회동하면서 공급 구멍(132a)을 개방시키고, 상기 이동저장탱크(140)가 하강하면 자중에 의해 하방으로 회동하면서 상기 공급 구멍(132a)을 폐쇄한다. 상기 이동저장탱크(140)가 하강하면서 상기 공급 개방부재(143)가 상기 공급 개폐부재(132b)와 이격될 때, 상기 공급 개폐부재(132b)는 곧 바로 상기 공급 구멍(132a)을 폐쇄시키지 않는다. 이는 상기 공급 개폐부재(132b)가 유체 저장부(131) 유체의 부력에 의해 떠있는 상태가 되기 때문이다. 따라서, 상기 이동저장탱크(140)가 하강하여 상기 공급 개방부재(143)가 상기 공급 개폐부재(132b)로부터 이격되더라도 상기 유체 저장부(131)의 유체는 자유 낙하하여 상기 이동저장탱크(140)로 계속 공급되게 된다.

한편, 상기 유체 저장부(131)의 바닥면은 상기 공급 구멍(132a) 방향으로 경사지게 형성된다. 이는 유체 저장부(131)에 공급되는 유체가 상기 공급 구멍(132a) 으로 흐를 수 있도록 하여 유체를 효율적으로 활용하기 위함이다.

상기 유체 배출부(133)는, 전술한 바와 같이, 상기 이동저장탱크 안내통(130)의 하부에 마련되어 상기 이동저장탱크(140)에 집수된 유체를 배출시킴과 아울러 배출된 유체를 상기 유체 이송부(111)로 이송시키기 위한 것으로서, 상기 유체 이송부(111)와 회수관(135)을 통해 연통된다. 상기 유체 배출부(133)의 바닥면에는 상기 이동저장탱크(140)와 상기 유체 배출부(133)의 바닥면을 이격시켜 상기 이동저장탱크(140)의 유체의 배출을 용이하게 하기 위한 이격부재(136)가 마련된다. 또한, 상기 유체 배출부(133)에는 상기 이동저장탱크(140)의 회수 개폐부(142)를 개방시키기 위한 회수 개방부재(134)가 마련된다.

상기 이동저장탱크(140)는 집수된 유체의 량에 따라 그 무게가 달라져 상기 중량물(120)과 동력전달유닛(150)을 매개로 이른바 시소 운동을 시키기 위한 것이다. 이러한 이동저장탱크(140)에는 유체가 집수된 수용부(141)가 마련되며, 상기 수용부(141)의 바닥면에는 상기 수용부(141)에 집수된 유체를 선택적으로 배출시키기 위한 회수 개폐부(142)가 마련된다. 또한, 상기 이동저장탱크(140)에는 상기 공급 개폐부재(132b)를 선택적으로 개폐시키기 위한 공급 개방부재(143)가 마련된다.

상기 회수 개폐부(142)는 상기 수용부(141)의 바닥면에 관통형성된 회수 구멍(142a)과, 상기 수용부(141)의 바닥면에 회동 가능하게 설치되어 상기 회수 구멍(142a)을 선택적으로 개폐시키기 위한 회수 개폐부재(142b)가 마련된다. 상기 회수 개폐부재(142b)는 상기 회수 개방부재(134)에 밀려 상기 회수 구멍(142a)을 개방시키며, 상기 이동저장탱크(140)가 상승하여 상기 회수 개방부재(134)가 상기 회 수 개폐부재(142b)로부터 이격되면 상기 회수 개폐부재(142b)는 자중에 의해 하방으로 회동하여 상기 회수 구멍(142a)을 폐쇄시킨다.

상기 동력전달유닛(150)은 상기 중량물(120)과 상기 이동저장탱크(140)를 동력전달가능하게 연결시키기 위한 것으로서, 복수의 도르래(151a)(151b)(151c)와, 일단은 상기 중량물(120)에 연결되고 타단은 상기 이동저장탱크(140)에 연결된 동력전달 와이어(152)를 포함한다. 이와 같은 구성에 의해 상기 중량물(120)이 상기 이동저장탱크(140)보다 무거운 경우, 상기 중량물(120)은 하강하게 되고, 상기 이동저장탱크(140)는 상승하게 된다. 반면, 상기 이동저장탱크(140)의 수용부(141)에 유체가 일정량 이상 채워져 상기 이동저장탱크(140)가 상기 중량물(120)보다 무거운 경우, 상기 이동저장탱크(140)는 하강하게 되고, 상기 중량물(120)은 상승하게 된다.

한편, 상기 도르래(151b)에는 상기 동력전달 와이어(152)의 운동에너지를 전기 에너지 등으로 변환시키기 위한 동력변환장치(160)가 연결된다. 상기 동력변환장치는 전기 에너지를 발생시키기 위한 발전기 등으로 구성될 수 있다.

이하, 전술한 바와 같은 구성을 가지는 동력발생장치의 작동 과정에 대하여 설명한다.

우선, 도 1과 같이, 동력발생장치를 작동시키지 않는 경우, 중량물(120)은 초기 위치 유지부(114)에 의해 중량물 안내통(110)의 내부에서 고정되고, 이동저장탱크(140)의 수용부(141)는 비어있는 상태이다. 이와 같은 상태에서 수동 또는 자동으로 상기 초기 위치 유지부(114)를 도 2와 같이 해제하면, 중량물(120)은 상기 이동저장탱크(140)보다 무겁기 때문에 하강하게 되고, 동력전달 와이어(152)에 의해 이동저장탱크(140)는 상승하게 된다. 중량물(120)이 하강하여 유체 이송부(111)에 집수된 유체를 가압하면, 유체 이송부(111)의 유체는 이송관(112)을 통해 상승하여 유체 저장부(131)에 공급된다. 여기서, 상기 유체 이송부(111)의 단면적은 상기 이송관(112)의 단면적 보다 훨씬 크기 때문에 파스칼의 원리에 의해 상기 이송관(112)의 유체의 수면은 중량물(120)에 의해 가압된 상기 유체 이송부(111)의 유체의 수면보다 훨씬 높은 곳에 형성될 수 있고, 이러한 원리에 의해 상기 이송관(112)의 유체는 상기 이송관(112)의 상단을 통과하여 유체 저장부(131)에 공급할 수 있게 된다.

한편, 도 2와 같은 상태에서 차단밸브(102)는 수동 또는 외부의 전기적 신호에 연동하여 개방되고, 이에 의해 유체 공급부(100)의 유체는 유체 저장부(131)에 저장되게 된다.

도 3을 참조하면, 중량물(120)이 계속 하강하여 유체 이송부(111)의 하우징에 의해 더 이상 하강을 멈추는 상태가 되고, 이동저장탱크(140)는 계속 상승하여 이동저장탱크(140)의 공급 개방부재(143)가 공급 개폐부재(132b)를 밀어 올려 공급 구멍(132a)이 개방되게 된다. 그러면, 유체 저장부(131)에 집수된 유체는 공급 구멍(132a)을 통해 이동저장탱크(140)에 집수된다.

도 4를 참조하면, 이동저장탱크(140)에 일정량 이상 유체가 공급되어 이동저장탱크(140)의 중량이 중량물(120)보다 무거워지면 상기 이동저장탱크(140)는 하강하기 시작한다. 이동저장탱크(140)가 하강을 시작하더라도 공급 개폐부재(132b)는 유체 저장부(131)에 집수된 유체의 부력에 의해 공급 구멍(132a)을 개방시킨 상태를 유지하게 되고, 이에 의해 상기 이동저장탱크(140)는 하강하면서도 유체 저장부(131)로부터 계속 유체를 공급받게 된다. 따라서, 상기 이동저장탱크(140)의 하강 속도는 점진적으로 상승하게 됨은 물론이고 상기 이동저장탱크(140)의 가속도도 점진적으로 상승하게 된다.

도 5를 참조하면, 유체 저장부(131)의 유체가 모두 이동저장탱크(140)의 수용부(141)로 배출되면, 상기 유체 저장부(131)의 공급 개폐부재(132b)는 하강 회동하여 공급 구멍(132a)을 차단하게 된다. 이때, 상기 차단밸브(102)가 개방되어 상기 유체 공급부(100)의 유체가 상기 유체 저장부(131)에 공급될 수 있다.

도 6과 같이, 상기 이동저장탱크(140)가 계속 하강하여 유체 배출부(133)의 바닥면에 근접하면, 상기 유체 배출부(133)의 회수 개방부재(134)가 회수 개폐부재(142b)를 밀어 올려 회수 구멍(142a)을 개방시키게 된다. 이에 의해 이동저장탱크(140)의 수용부(141)에 집수된 유체는 상기 유체 배출부(133)로 배수되고, 이와 같이 배수된 유체는 회수관(135)을 통해 유체 이송부(111)에 다시 채워지게 된다.

도 7을 참조하면, 상기 이동저장탱크(140)의 수용부(141)에 잔존하는 유체의 량이 기준량 이하가 되면, 상기 이동저장탱크(140)는 상기 중량물(120)보다 가벼워진다. 그러면, 상기 이동저장탱크(140)는 상기 중량물(120)의 하강에 의해 다시 상승하기 시작한다. 한편, 회수관(135)을 통해 유체 이송부(111)로 배출되는 유체는 일정량 이상이 넘으면 배수관(113)을 통해 외부로 배출된다.

도 8을 참조하면, 이동저장탱크(140)가 상승하게 되면, 회수 개방부재(134) 는 회수 개폐부재(142b)와 이격되게 된다. 그러나 회수 개폐부재(142b)는 이동저장탱크(140)에 잔존하는 유체의 부력에 의해 회수 구멍(142a)을 완전히 폐쇄시키지 못하는 상태이며, 상기 이동저장탱크(140)의 유체가 전부 유체 배출부(133)로 배출된 후에야 상기 회수 개폐부재(142b)는 회수 구멍(142a)을 완전히 폐쇄시키게 된다. 그런 후에 다시 도 2 내지 도 7의 과정을 다시 반복하게 된다.

이와 같이, 유체 저장부(131)에는 외부의 유체 공급부(100)로부터 공급되는 유체 이외에 유체 이송부(111)에 저장된 유체가 함께 공급됨으로써, 유체 공급부(100)로부터 공급되는 유량이 적더라도 동력을 발생시킬 수 있게 된다.

한편, 본 실시예에서는 상기 중량물(120)에 의해 유체 이송부(111)의 유체가 유체 저장부(131)로 이송되는 것을 예시하였으나, 중량물(120)에 의한 유체의 유량이 작거나 부족한 경우 또는 유체의 공급시간을 줄이기 위해서 펌프 등을 이용하여 유체 이송부(111)의 유체를 유체 저장부(131)로 강제 이송할 수도 있다.

도 9 내지 도 20은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 동력발생장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 동력발생장치는, 제 1 실시예와 유체 이송부(211)의 구조가 변경된 점과, 공급 유지유닛(270) 및 배출 유지유닛(280)이 추가되는 점과, 동력전달 와이어(152)의 이동을 제한하는 브레이크 장치(290)가 추가되는 점에서 차이가 있다. 그 외에는 제 1 실시예와 구조 및 작동 과정이 동일하므로 전술한 차이점이 있는 구성을 중심으로 설명한다. 한편, 본 발명의 제 2 실시예를 설명하면서 제 1 실시예와 동일한 부재에 대한 참조 부호는 제 2 실시예에서도 동일하게 부여한다.

우선, 상기 유체 이송부(211)는, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 신축부재(212)와, 차단부재(214) 및 탄성부재(215)를 포함한다.

상기 신축부재(212)는 중량물(120)이 하강하면서 중량물(120)의 자중에 의해 수축되고, 자체의 탄성력에 의해 원위치로 복귀한다. 이러한 신축부재(212)의 일측에는 유체가 내부에 유입될 수 있도록 개구부(213)가 마련된다.

상기 차단부재(214)는 상기 중량물(120)에 의해 상기 신축부재(212)가 수축시 상기 신축부재(212)의 내부가 기밀을 유지할 수 있도록 상기 개구부(213)를 차단하는 기능을 한다. 이러한 차단부재(214)는 상기 개구부(213)를 선택적으로 차단할 수 있도록 상기 신축부재(212)에 슬라이딩 가능하게 설치된다.

상기 탄성부재(215)는 상기 차단부재(214)를 원위치로 복귀시키기 위한 것으로서, 상기 중량물(120)에 눌려 상기 개구부(213)를 차단한 후, 상기 중량물(120)이 상승하면, 상기 탄성부재(215)의 탄성력에 의해 상기 차단부재(214)가 상기 개구부(213)를 개방시키도록 상승하게 된다. 이러한 탄성부재(215)는, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 신축부재(212)와 상기 차단부재(214)의 사이에 개재된다.

이하, 전술한 바와 같은 구성을 가지는 유체 이송부(211)의 작동 과정에 대하여 설명한다. 우선, 중량물(120)이 상기 신축부재(212)와 이격된 상태에서는 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 신축부재(212)는 신장된 상태가 되고, 상기 개구부(213)는 개방된 상태가 된다. 따라서, 회수관(135)을 통해 공급되는 유체는 개구부(213)를 통해 상기 신축부재(212)의 내부로 유입될 수 있게 된다.

이와 같은 상태에서 상기 중량물(120)이 하강하면, 상기 중량물(120)은 상기 차단부재(214)를 가압하게 된다. 그러면, 탄성부재(215)가 압축되면서 상기 차단부재(214)가 하방으로 이동하여 상기 개구부(213)를 차단하게 된다. 상기 중량물(120)이 계속 하강하면서, 상기 중량물(120)은 신축부재(212)를 가압하여 수축시키게 된다. 그러면, 신축부재(212) 내부의 유체는 압축되어 이송관(112)을 통해 유체 저장부(131)로 이송된다. 한편, 상기 중량물(120)이 상승하는 경우, 상기 신축부재(212)는 자체의 탄성에 의해 신장되어 도 10과 같은 상태로 복귀되고, 상기 차단부재(214)는 탄성부재(215)의 탄성력에 의해 상승하여 개구부(213)를 개방시키게 된다.

이와 같이, 상기 유체 이송부(211)로 신축부재(212)를 이용함으로써, 상기 중량물(120)이 중량물 안내통(110)의 유체 이송부(211)의 내벽에 접촉하지 않아도 되고, 이에 의해 마찰에 의한 동력 손실을 더욱 줄일 수 있어 동력발생장치의 효율을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.

상기 공급 유지유닛(270)은, 도 11 내지 도 15에 도시된 바와 같이, 상기 이동저장탱크(140)의 하강시점을 제한하기 위한 것으로서, 이동저장탱크 안내통(130)의 내면에 설치된다. 보다 구체적으로, 상기 공급 유지유닛(270)은 이동저장탱크 안내통(130)의 내부에 상하 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되는 공급 슬라이드 부재(271)와, 상기 공급 슬라이드 부재(271)를 상방으로 당기도록 인장력을 가하는 공급 슬라이드 스프링(272)과, 상기 공급 슬라이드 부재(271)의 일단에 회전 가능하게 설치되는 공급 회동부재(273)와, 상기 공급 회동부재(273)가 하방으로 회동하 는 것을 제한하는 공급 스토퍼(274)와, 상기 공급 스토퍼(274)를 외측으로 가압하기 위한 공급 스토퍼 스프링(275)과, 상기 공급 슬라이드 부재(271)의 타단에 마련된 공급 도르래(276)와, 일단은 이동저장탱크 안내통(130)에 고정되고 타단은 상기 공급 스토퍼(274)에 고정되는 공급 와이어(277)를 포함한다.

전술한 같은 공급 유지유닛(270)의 작동 과정을 살펴보면, 우선, 도 11에 도시된 바와 같이, 이동저장탱크(140)가 상승하고 있으나 공급 회동부재(273)에 접촉되지 않은 상태에서, 도 12에 도시된 바와 같이, 이동저장탱크(140)가 상승하여 공급 회동부재(273)를 밀어 올리면 공급 회동부재(273)는 상방으로 회전하여 도 13과 같이 이동저장탱크(140)가 공급 유지유닛(270)을 상방으로 통과하게 된다. 그리고 이동저장탱크(140)가 상방으로 이동이 완료된 상태에서 상기 공급 회동부재(273)는 자중에 의해, 도 14에 도시된 바와 같이, 원위치로 복귀된다. 한편, 유체 저장부(131)의 유체가 이동저장탱크(140)의 수용부(141)에 집수되어 이동저장탱크(140)가 중량물(120)보다 무거워지면 상기 이동저장탱크(140)는 하방으로 이동하기 시작하여 상기 공급 회동부재(273)에 접촉되어 지지된다. 이때, 상기 공급 회동부재(273)는 공급 스토퍼(274)에 의해 하방으로 회동이 제한된 상태이다. 따라서, 상기 공급 회동부재(273)는 상기 이동저장탱크(140)의 하강을 제한하게 된다.

이와 같은 상태에서 상기 유체 저장부(131)의 유체는 계속 상기 이동저장탱크(140)에 공급되어 상기 이동저장탱크(140)는 점진적으로 중량이 증가하게 된다. 상기 이동저장탱크(140)의 중량이 공급 슬라이드 스프링(272)의 탄성력보다 커지는 순간, 상기 공급 슬라이드 스프링(272)은 신장하기 시작하고, 이에 의해 상기 공급 슬라이드 부재(271)는 하방으로 이동하기 시작한다. 이때, 상기 공급 와이어(277)의 일단이 상기 이동저장탱크 안내통(130)에 고정되어 있어서, 상기 공급 와이어(277)는 상기 공급 스토퍼(274)는 내측으로 당기게 된다. 이에 의해 공급 스토퍼(274)는 내측으로 이동하게 되어 상기 공급 회동부재(273)가 하방으로 회전을 시작하게 된다. 공급 회동부재(273)가 하방으로 회동하면, 상기 이동저장탱크(140)는 하강하기 시작하게 된다.

이처럼, 상기 이동저장탱크(140)는 공급 슬라이드 스프링(272)의 탄성보다 큰 중량이 될 때까지 상기 공급 회동부재(273)에 의해 하강이 제한되고, 이에 의해 상기 이동저장탱크(140)에는 기준량 이상의 유체가 채워진 후에야 하강하기 시작한다. 따라서, 상기 이동저장탱크(140)의 하강 속도를 상승시킬 수 있게 되고, 이에 의해 동력발생 효율을 향상시킬 수 있게 된다.

한편, 배출 유지유닛(280)은 상기 이동저장탱크(140)의 유체가 기준량 이하만 잔존하도록 배출을 시킨 후에 이동저장탱크(140)를 상승시켜 이동저장탱크(140)의 상승 속도를 향상시키기 위한 것이다. 이러한 배출 유지유닛(280)은 상기 공급 유지유닛(270)과 유사한 구조로 구성된다.

보다 구체적으로, 상기 배출 유지유닛(280)은 이동저장탱크 안내통(130)의 내부에 상하 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되는 배출 슬라이드 부재(281)와, 상기 배출 슬라이드 부재(281)를 상방으로 당기도록 인장력을 가하는 배출 슬라이드 스프링(282)과, 상기 배출 슬라이드 부재(281)의 일단에 회전 가능하게 설치되는 배출 회동부재(283)와, 상기 배출 회동부재(283)를 원위치로 복귀시키기 위한 회동 복귀 탄성체(284)와, 상기 배출 회동부재(283)가 상방으로 회동하는 것을 제한하는 배출 스토퍼(285)와, 상기 배출 스토퍼(285)를 외측으로 가압하기 위한 배출 스토퍼 스프링(286)과, 상기 배출 슬라이드 부재(281)의 타단에 마련된 배출 도르래(287)와, 일단은 이동저장탱크 안내통(130)에 고정되고, 타단은 상기 배출 스토퍼(285)에 고정되는 배출 와이어(288)를 포함한다.

전술한 같은 배출 유지유닛(280)의 작동 과정을 살펴보면, 우선, 도 16에 도시된 바와 같이, 이동저장탱크(140)가 하강하여 배출 회동부재(283)에 접촉하고 하방으로 가압하면, 도 17에 도시된 바와 같이, 배출 회동부재(283)는 회동 복귀 탄성체(284)의 탄성력을 이기고 하방으로 회동하게 되고, 이에 의해 이동저장탱크(140)가 배출 유지유닛(280)을 통과하여 도 18에 도시된 바와 같이 하강할 수 있게 된다. 이동저장탱크(140)가 배출 유지유닛(280)을 통과한 후에 배출 회동부재(283)는 회동 복귀 탄성체(284)에 의해 원위치로 복귀된다.

그런 후에, 이동저장탱크(140)의 유체는 유체 배출부(133)로 배출되기 시작된다. 이동저장탱크(140)의 유체가 일정량 이상 배출되어 이동저장탱크(140)의 중량이 중량물(120)보다 가벼워지면, 이동저장탱크(140)는 다시 상승하기 시작한다. 그러나 도 19에 도시된 바와 같이, 이동저장탱크(140)는 배출 스토퍼(285)에 의해 상방으로의 회동이 제한된 배출 회동부재(283)에 의해 상승이 제한된다. 따라서, 이동저장탱크(140)는 배출 회동부재(283)에 접촉된 상태에서 유체 배출부(133)에 유체를 계속 배출하게 된다. 그러면, 이동저장탱크(140)와 중량물(120)은 그 중량 차가 점점 커져서 상기 이동저장탱크(140)가 상승하려는 힘이 증가하게 된다.

이동저장탱크(140)의 상승력이 증가하여 상기 배출 슬라이드 스프링(282)의 탄성력을 초과하면, 도 19에 도시된 바와 같이, 배출 슬라이드 부재(281)는 배출 슬라이드 스프링(282)을 압축하면서 상방으로 슬라이드 이동하기 시작한다. 이때, 상기 배출 와이어(288)의 일단이 이동저장탱크 안내통(130)에 고정되어 있기 때문에, 배출 와이어(288)는 배출 스토퍼(285)를 당기게 되고, 이에 의해 도 20에 도시된 바와 같이, 배출 회동부재(283)가 상방으로 회동가능한 상태가 된다. 따라서, 이동저장탱크(140)는 상기 배출 회동부재(283)를 밀고 올라갈 수 있게 된다.

그런 후에, 상기 배출 스토퍼(285)는 배출 스토퍼 스프링(286)의 탄성력에 의해 원위치로 복귀되어 도 16과 같은 원상태로 복귀되고 배출 회동부재(283)도 자중 및 회동 복귀 탄성체(284)에 의해 원위치로 복귀된다.

이처럼, 상기 이동저장탱크(140)는 그 수용부(141)에 잔존하는 유체의 중량이 일정 이하일 때까지 상승이 제한될 수 있고, 이에 의해 이동저장탱크(140)의 상승시점이 이동저장탱크(140)와 중량물(120)의 중량차가 큰 상태이어서, 이동저장탱크(140)의 상승속도를 향상시켜 동력발생 효율을 향상시킬 수 있게 된다.

본 실시예에서는 상기 공급 유지유닛(270)과 배출 유지유닛(280)이 기계적으로 작동하는 것을 예시하였으나, 본 실시예와 달리 상기 공급 유지유닛(270)과 상기 배출 유지유닛(280)은 이동저장탱크(140)의 수위를 감지하여 전기적으로 구동시킬 수도 있다.

상기 브레이크 장치(290)는 상기 동력전달 와이어(152)의 이동을 제한하여 이동저장탱크(140) 및 중량물(120)이 급낙하는 것을 방지하기 위한 것으로서, 유압 및 공압 브레이크 장치와 전기 브레이크 장치 등 공지된 다양한 브레이크 장치가 사용될 수 있다.

도 21 및 도 22는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 동력발생장치의 요부를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 21을 참조하면, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 동력발생장치의 동력전달유닛(350)은, 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예와 달리, 복수의 동력전달기어(351a)(351b)(351c)(351d)와, 제 1 및 제 2 랙기어(352)(353)로 구성된다.

상기 제 1 랙기어(352)는 하단이 중량물(120)에 고정되고, 상기 제 2 랙기어(353)는 그 하단이 이동저장탱크(140)에 고정된다. 그리고 제 1 및 제 2 랙기어(352)(353)는 복수의 동력전달기어(351a)(351b)(351c)에 치합된다. 여기서, 상기 복수의 동력전달기어(351a)(351b)(351c)는 상기 제 1 및 제 2 랙기어(352)(353)가 상호 반대방향으로 이동되도록 그 개수가 설정된다. 즉, 홀수개의 동력전달기어(351a)(351b)(351c)를 사용해야 한다.

한편, 복수의 기어를 이용하여 중량물(120)과 이동저장탱크(140)를 연결함으로써, 동력전달 와이어(152)와 달리 이동저장탱크(140)의 상승력에 의해서도 동력을 발생시킬 수 있다. 따라서, 본 실시예에서는 상기 이동저장탱크(140)가 상기 중량물(120)의 자중에 의한 상승력 이외에도 유체 배출부(133)에서의 부력에 의한 상승력으로도 상승할 수 있도록 하였다.

보다 구체적으로, 도 22를 참조하면, 이동저장탱크(140)의 저면에는 부력부재(370)가 부착된다. 그리고 이동저장탱크 안내통(130)의 하부에는 이동저장탱 크(140)의 상하 이동에 연동하여 회수관(135)을 선택적으로 개폐할 수 있는 회수관 개폐유닛(354)이 마련된다.

상기 회수관 개폐유닛(354)은 상기 이동저장탱크 안내통(130)의 내부에서 상하방향 이동 가능하게 설치되는 개폐부재(356)와, 상기 개폐부재(356)를 상방으로 탄력적인 인장력을 작용할 수 있도록 일단이 이동저장탱크 안내통(130)에 고정되고 타단은 상기 개폐부재(356)에 고정되는 탄성부재(355)를 포함한다.

상기 개폐부재(356)는 상기 이동저장탱크(140)의 상하 방향의 이동에 따라 선택적으로 가압 접촉되는 연동부(356a)와, 상기 회수관(135)은 선택적으로 차단하는 차단부(356b)를 포함한다.

전술한 바와 같은 구성을 가지는 회수관 개폐유닛(354)의 작동 과정을 살펴보면, 우선 이동저장탱크(140)가 하부로 이동하면서 상기 연동부(356a)에 접촉하여 상기 연동부(356a)를 하부로 가압하게 된다. 그러면 개폐부재(356)는 하부로 이동하게 되고, 이에 의해 차단부(356b)는 회수관(135)을 차단하게 된다. 이와 같은 상태에서 상기 이동저장탱크(140)의 회수 구멍(142a)은 개방된 상태가 되어 상기 이동저장탱크(140)의 유체가 유체 배출부(133)로 방출된다. 이때, 상기 회수관(135)이 차단되어 있기 때문에 배출되는 유체는 유체 배출부(133)에 집수된다. 이와 같이 집수된 유체는 상기 이동저장탱크(140)의 부력부재(370)에 부력을 작용하여 이동저장탱크(140)를 상승시키게 된다. 이와 같이 이동저장탱크(140)는 중량물(120)에 의한 상승력과 부력에 의한 상승력이 더해져 상승함으로써, 상기 제 2 랙기어(353)를 통해 더욱 큰 동력을 발생시킬 수 있어 동력발생의 효율을 향상시킬 수 있게 된다.

한편, 상기 이동저장탱크(140)가 상승하게 되면, 상기 탄성부재(355)의 탄성력에 의해 상기 개폐부재(356)는 다시 원위치로 복귀되고, 이에 의해 유체 배출부(133)의 유체는 회수관(135)을 통해 유체 이송부(111)로 이송된다.

도 23는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 동력발생장치를 개략적으로 나타낸 것으로서, 제 4 실시예는 제 2 실시예와 달리 유체 이송부(411)가 이동저장탱크 안내통(130)의 하부에 형성되고, 배수관(413)이 상기 이동저장탱크 안내통(130)에 연결된다. 이와 같은 구성에 의해 제 2 실시예의 회수관(135)은 삭제된다. 또한, 이송관(411)은 유체 이송부(411)로부터 유체 저장부(131)에 연결되어 상기 이동저장탱크(140)에 의해 가압된 상기 유체 이송부(411)의 유체는 상기 유체 저장부(131)로 다시 이송된다.

또한, 중량물 안내통(110)의 바닥면에는 중량물(120)에 의한 충격을 방지하기 위한 충격완화부재(415)가 마련된다.

즉, 이동저장탱크(140)의 중량에 의해 이동저장탱크(140)로부터 유체 배출부(433)로 배출된 유체가 다시 유체 이송부(411)에 이송되게 된다. 그 이외에 다른 작동 과정은 본 발명의 제 2 실시예와 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 24는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 동력발생장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 24를 참조하면, 본 발명의 제 5 실시예는 도 9에 도시된 본 발명의 제 2 실시예로부터 유체 이송부(211)와 이송관이 삭제된다. 즉, 본 발명의 제 5 실시예 에 따른 동력발생장치는 유체 공급부(100)로부터 공급된 유체가 유체 저장부(131)에 일정량 이상이 채워진 후에 상기 이동저장탱크(140)가 상승하여 상기 유체 저장부(131)의 유체가 이동저장탱크(140)에 채워진다. 이와 같은 구성에 의해, 유체 공급부(100)로부터 공급되는 유량이 적더라도 유체 저장부(131)에 일정량 이상이 채워진 후에 이동저장탱크(140)에 채워지기 때문에 큰 동력의 발생이 가능하게 된다.

그외에 중량물(120)과 이동저장탱크(140)의 시소 운동이나 공급 유지유닛(270)과 배출 유지유닛(280)이 동작 등은 본 발명의 제 2 실시예와 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

한편, 본 실시예에서는 중량물 안내통(110)이 있는 것을 예시하였으나, 상기 중량물 안내통(110)이 없는 경우라도 유체 저장부(131)에 일정량 이상의 유체를 저장한 후에 이동저장탱크(140)에 채워 동력을 발생시킬 수 있는 본 발명의 사상은 적용이 가능하다.

도 25 내지 도 34는 본 발명의 제 6 실시예에 따른 동력발생장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 25 및 도 34를 참조하면, 본 발명의 제 6 실시예는 제 2 실시예의 공급 유지유닛(270)과 배출 유지유닛(280)을 전기적인 신호에 의해 동작시키는 점에서 제 2 실시예와 다르다.

이를 위해 본 발명의 제 6 실시예는 공급 유지유닛(670)과 배출 유지유닛(680)이 제 2 실시예와 다르게 구성될 뿐만 아니라 제 1 및 제 2 유체감지센서(691)(692)와, 탱크감지센서(693)와, 제어부(694)를 더 포함하는 점에서 다르다.

보다 구체적으로, 본 발명의 제 6 실시예에 따른 공급 유지유닛(670)은, 도 28 내지 도 30에 도시된 바와 같이, 공급 지지부재(671)와, 공급 스토퍼(672)와, 공급스토퍼 스프링(673)과, 공급 도르래(674)와, 공급 와이어(675)와, 공급 구동모터(676)를 포함한다.

상기 공급 지지부재(671)는 이동저장탱크 안내통(130)에 지지되게 설치되어 상술한 공급 유지유닛(670)의 나머지 부재들을 지지하기 위한 것이다.

상기 공급 스토퍼(672)는 상기 공급 지지부재(671)에 이동저장탱크 안내통(130)의 반경 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되어 이동저장탱크(140)의 하강 운동을 선택적으로 제한하기 위한 것이다. 이러한 공급 스토퍼(672)는 상기 공급스토퍼 스프링(673)에 이동저장탱크 안내통(130)의 중심 방향으로 가압된 상태로 유지된다. 한편, 상기 공급 스토퍼(672)의 끝단에는 상기 이동저장탱크(140)가 상방으로 이동시 상기 이동저장탱크(140)에 의해 상기 공급 스토퍼(672)가 외측으로 밀릴 수 있도록 경사면(672b)이 형성된 접촉부(672a)가 마련된다.

상기 공급 도르래(674)는 상기 공급 와이어(675)를 안내하기 위한 것으로서, 상기 공급 지지부재(671)에 복수개가 배치된다.

상기 공급 와이어(675)는 그 일단이 상기 공급 구동모터(676)에 연결되고, 그 타단이 상기 공급 스토퍼(672)에 연결된다. 이에 의해 상기 공급 구동모터(676)가 상기 공급 와이어(675)를 감는 방향으로 구동되면, 상기 공급 와이어(675)는 상기 공급스토퍼 스프링(673)의 탄성력을 이기고 상기 공급 스토퍼(672)를 외측 방향으로 슬라이드 이동시키게 된다. 이에 의해 상기 공급 스토퍼(672)에 의해 하강이 제한된 상기 이동저장탱크(140)는 하강할 수 있게 된다. 본 실시예에서는 상기 공급 와이어(675)가 상기 이동저장탱크(140)가 이동시 간섭되는 위치에 있는 것처럼 도시되었으나, 상기 공급 와이어(675)는 이동저장탱크(140)의 이동이 간섭되지 않는 위치에 배치되게 된다.

상기 배출 유지유닛(680)은 상기 공급 유지유닛(670)과 그 구성 및 동작이 유사하다. 보다 구체적으로 설명하면, 상기 배출 유지유닛(680)은, 도 31 내지 도 33에 도시된 바와 같이, 배출 지지부재(681)와, 배출 스토퍼(682)와, 배출스토퍼 스프링(683)과, 배출 도르래(684)와, 배출 와이어(685)와, 배출 구동모터(686)를 포함한다.

상기 배출 지지부재(681)는 상기 공급 지지부재(671)의 하방에 배치되며 이동저장탱크 안내통(130)에 지지되게 설치되어 상술한 배출 유지유닛(680)의 나머지 부재들을 지지하기 위한 것이다.

상기 배출 스토퍼(682)는 상기 배출 지지부재(681)에 이동저장탱크 안내통(130)의 반경 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되어 이동저장탱크(140)의 상승 운동을 선택적으로 제한하기 위한 것이다. 이러한 배출 스토퍼(682)는 상기 배출스토퍼 스프링(683)에 이동저장탱크 안내통(130)의 중심 방향으로 가압된 상태로 유지된다. 한편, 상기 배출 스토퍼(682)의 끝단에는 상기 이동저장탱크(140)가 하방으로 이동시 상기 이동저장탱크(140)에 의해 상기 배출 스토퍼(682)가 외측으로 밀릴 수 있도록 경사면(682b)이 형성된 접촉부(682a)가 마련된다.

상기 배출 도르래(684)는 상기 배출 와이어(685)를 안내하기 위한 것으로서, 상기 배출 지지부재(681)에 복수개가 배치된다.

상기 배출 와이어(685)는 그 일단이 상기 배출 구동모터(686)에 연결되고, 그 타단이 상기 배출 스토퍼(682)에 연결된다. 이에 의해 상기 배출 구동모터(686)가 상기 배출 와이어(685)를 감는 방향으로 구동되면, 상기 배출 와이어(685)는 상기 배출스토퍼 스프링(683)의 탄성력을 이기고 상기 배출 스토퍼(682)를 외측 방향으로 슬라이드 이동시키게 된다. 이에 의해 상기 배출 스토퍼(682)에 의해 상승이 제한된 상기 이동저장탱크(140)는 상승할 수 있게 된다. 본 실시예에서는 상기 배출 와이어(685)가 상기 이동저장탱크(140)가 이동시 간섭되는 위치에 있는 것처럼 도시되었으나, 상기 배출 와이어(685)는 이동저장탱크(140)의 이동이 간섭되지 않는 위치에 배치되게 된다.

상기 제 1 유체감지센서(691)는 유체 저장부(131)의 유체가 이동저장탱크(140)에 일정량 이상 채워졌는지를 감지하기 위한 것으로서, 도 25 내지 도 27에 도시된 바와 같이, 유체 저장부(131)의 하부에 설치된다. 보다 구체적으로, 상기 제 1 유체감지센서(691)는 상기 이동저장탱크(140)에 일정량 이상 채워진 경우 온(ON) 신호를 제어부(694)에 출력한다. 그러면, 제어부(694)는 공급 구동모터(676)를 구동시켜 공급 스토퍼(672)를 외측으로 이동시킨다. 이에 의해 이동저장탱크(140)는 하강을 시작하게 된다.

상기 제 2 유체감지센서(692)는 상기 이동저장탱크(140)가 유체 배출부(133)에서 유체를 모두 배출하였는지를 감지하기 위한 것으로서, 상기 유체 배출부(133)의 회수 개방부재(134)에 마련된다. 상기 이동저장탱크(140)가 유체 배출부(133)에 근접한 상태에서 유체가 모두 배출되면, 상기 제 2 유체감지센서(692)는 유체를 감지하지 못하여 오프(OFF) 신호를 제어부(694)를 출력한다. 그러면 제어부(694)는 상기 이동저장탱크(140)의 유체가 모두 배출된 것으로 판단하고, 상기 배출 구동모터(686)를 구동시켜 상기 배출 스토퍼(682)를 외측으로 이동시킨다. 이에 의해 상기 이동저장탱크(140)가 상방으로 이동할 수 있게 된다.

상기 탱크감지센서(693)는 상기 제 2 유체감지센서(692)와 함께 상기 배출 구동모터(686)의 구동시기를 제어하기 위한 것이다. 보다 구체적으로, 상기 탱크감지센서(693)에 의해 상기 이동저장탱크(140)가 감지되면, 상기 탱크감지센서(693)는 상기 이동저장탱크(140)가 상기 유체 배출부(133)에 근접하게 위치한 것으로 판단하고, 상기 제 2 유체감지센서(692)로부터 출력되는 정보에 따라 상기 배출 구동모터(686)를 제어한다. 그러나 상기 탱크감지센서(693)가 상기 이동저장탱크(140)를 감지하지 못한 오프(OFF) 신호를 제어부(694)에 출력하면, 상기 제어부(694)는 상기 이동저장탱크(140)가 상기 유체 배출부(133)에 도달하지 않은 것으로 판단하고 상기 제 2 유체감지센서(692)로부터 오프(OFF) 신호가 출력되더라도 상기 배출 구동모터(686)를 구동시키지 않는다. 이러한 탱크감지센서(693)는 근접 센서 등 공지된 다양한 센서가 이용될 수 있다.

상기 제어부(694)는 전술한 바와 같이, 상기 제 1 및 제 2 유체감지센서(691)(692)로부터 출력되는 신호와 상기 탱크감지센서(693)로부터 출력되는 신호에 따라 상기 구동모터(676)(686)의 구동 여부를 제어하기 위한 것으로서, 상기 제어부(694)의 기능에 대해서는 이하에서 상세히 설명한다.

이하, 전술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명의 제 6 실시예에 따른 동력발생장치에 동작에 대하여 설명한다.

우선, 도 25는 이동저장탱크(140)가 유체 저장부(131)에 근접한 상태에 있다. 이와 같은 상태에서 상기 이동저장탱크(140)는, 도 28에 도시된 바와 같이, 공급 스토퍼(672)에 의해 지지되어 중량물(120)보다 무거운 상태가 되어도 하강하지 않는다. 상기 유체 저장부(1341)로부터 상기 이동저장탱크(140)에 일정량 이상의 유체가 채워져 상기 제 1 유체감지센서(691)가 유체를 감지하면, 상기 제 1 유체감지센서(691)는 온(ON) 신호를 제어부(694)에 출력한다. 그러면, 제어부(694)가 공급 구동모터(676)를 구동시킨다. 그러면, 공급 구동모터(676)가 공급 와이어(675)를 감아서 당기게 되고, 이에 의해 공급 스토퍼(672)가 외측으로 후퇴하게 된다. 그러면, 도 29에 도시된 바와 같이, 이동저장탱크(140)는 하방으로 이동가능한 상태가 되어, 도 26에 도시된 바와 같이, 자중에 의해 하강하게 된다.

이동저장탱크(140)가 하강을 계속하여 배출 유지유닛(680)에 도달하면, 도 33에 도시된 바와 같이, 이동저장탱크(140)의 바닥면이 배출 스토퍼(682)가 경사면(682b)에 접촉하여 배출 스토퍼(682)를 외측으로 후퇴시킨다. 이에 의해 이동저장탱크(140)는, 도 27에 도시된 바와 같이, 유체 배출부(133)에 도달하게 된다. 유체 배출부(133)에 도달하여 회수 개폐부재(134)에 의해 이동저장탱크(140)의 유체가 유체 배출부(133)로 배출되기 시작하게 된다. 이때, 탱크감지센서(693)는 이동저장탱크(140)를 감지하여 온(ON) 신호를 제어부(694)에 출력한다. 이에 의해 제어부(694)는 제 2 유체감지센서(692)로부터 출력되는 신호에 따라 배출 구동모 터(686)를 구동시키게 된다. 이동저장탱크(140)의 유체가 배출되어 이동저장탱크(140)가 중량물(120)보다 가벼워지면 이동저장탱크(140)는 상승하기 시작한다. 그러나 도 31에 도시된 바와 같이, 배출 스토퍼(682)에 의해 이동저장탱크(140)의 상승이 제한된다. 이동저장탱크(140)의 유체가 모두 배출되면, 제 2 유체감지센서(692)는 오프(OFF) 신호를 제어부(694)에 출력한다. 그러면 제어부(694)는, 배출 구동모터(686)를 구동시켜 배출 와이어(685)를 감아 당긴다. 그러면, 도 32에 도시된 바와 같이, 배출 스토퍼(682)가 외측으로 후퇴하게 되고, 이에 의해 이동저장탱크(140)는 상승을 할 수 있게 된다.

상승하면서 이동저장탱크(140)가 공급 유지유닛()에 도달하게 되면, 도 30에 도시된 바와 같이, 공급 스토퍼(672)의 경사면(672b)을 밀어 공급 스토퍼(672)를 외측으로 후퇴시키고 유체 저장부(131)로 이동하게 된다.

전술한 바와 같은 이동저장탱크(140)의 상하 방향 운동은 계속적으로 반복되게 되며, 이에 의해 발전과 같은 동력을 발생시키게 된다.

도 35 내지 도 38은 본 발명의 제 7 실시예에 따른 동력발생장치를 개략적으로 나타낸 개념도이다.

도 35를 참조하면, 본 발명의 제 7 실시예에서는 바다나 강과 같이 파도나 너울이 자연적으로 발생하는 장소에 효율적인 동력발생장치로 개량된 것이다. 본 실시예에서는 동력발생장치가 바다에 설치되는 것을 예시하여 설명한다.

본 발명의 제 7 실시예에서는, 도 35에 도시된 바와 같이, 유체 저장부(131)에 바닷물이 유입될 수 있도록 유입부(732)가 마련된다. 상기 유입부(732)는 유체 저장부(131)에 형성된 유입구(732a)와, 상기 유입구(732a)를 바닷물의 부력에 의해 선택적으로 막을 수 있도록 설치된 개폐도어(732b)를 포함한다.

상기 개폐도어(732b)는, 도 36에 도시된 바와 같이, 유체 저장부(131)에 유입된 바닷물이 적은 경우에는 자중에 의해 하부에 위치하게 된다. 따라서, 유체 저장부(131)의 유입구(732a)는 개방된 상태가 되고, 이에 의해 바닷물은 유입구(732a)를 통해 유체 저장부(131)에 유입된다. 바닷물이 유체 저장부(131)에 유입되면서 수위가 올라가면, 도 37과 같이, 개폐 문(732b)가 유입된 바닷물의 부력에 의해 상승하게 되고, 이에 의해 개폐 문(732b)가 유입구(732a)를 점진적으로 차단하게 된다. 유체 저장부(131)에 일정량 이상이 유입되면, 도 38에 도시된 바와 같이, 개폐도어(732b)는 유입구(732a)를 완전히 차단하게 된다. 이에 의해 유체 저장부(131)에 바닷물이 더 이상 유입되지 않게 된다. 그러나 본 실시예와 달리 유입구(732a)는 유체 저장부(131)의 상부를 개방하여 형성할 수도 있다. 그외에 파도 등에 의해 바닷물이 유체 저장부(131)에 유입될 수 있는 한 유입구는 다양한 장소 및 다양한 방법으로 구현될 수 있다.

한편, 본 실시예에서는, 도 35에 도시된 바와 같이, 유체 배출부(133)의 하부에 유체를 강제를 외부로 배출하는 강제 배출부(734)가 마련된다. 상기 강제 배출부(734)에는 수위감지센서(735)와 펌프(736)가 마련된다. 따라서, 이동저장탱그(140)로부터 유체 배출부(133)로 배출된 유체는 배출 공(133a)을 통해 강제 배출부(734)로 낙하 된다. 강제 배출부(734)에 일정량 이상의 유체가 채워지면 수위감지센서(735)가 온(ON) 신호를 펌프(736)에 출력한다. 그러면 펌프(736)가 구동되어 강제 배출부(734)의 유체를 흡입하여 외부로 토출시키게 되며, 상기 수위감지센서(735)로부터 오프(OFF) 신호가 출력될 때까지 펌프(736)의 구동은 계속된다. 한편, 상기 펌프(736)의 구동이 정지되면, 역류방지밸브(737)에 의해 유로가 차단되어 바닷물이 강제 배출부(734)로 유입되는 것이 방지된다.

이처럼, 바닷물의 파도를 이용하여 유체 저장부(131)에 바닷물을 유입시키고, 이와 같이 유입된 바닷물을 이용해 이동저장탱크(140)를 하강시킴으로써, 파도 에너지를 효율적으로 이용하여 동력을 발생시킬 수 있게 된다.

본 실시예에서는 강제 배출부(734)가 이동저장탱크 안내통(130)의 하부에 배치되는 것을 예시하였으나, 본 실시예와 달리 상기 강제 배출부(734)는 중량물 안내통(110)에 배치될 수 있다. 이러한 경우, 물론 유체 배출부(133)의 유체가 중량물 안내통(110)으로 회수될 수 있는 회수관이 본 발명의 제 1 실시예와 같이 설치된다.

또한, 본 실시예에서는 중량물 안내통(110)은 그 내부로 바닷물이 유입되는 것을 방지할 수 있는 기밀 구조로 제작될 수 있다. 이동저장탱크 안내통(130)도 유입부(732)를 제외하고는 나머지 부분을 기밀 구조로 제작할 수 있다. 또한, 공급 유지유닛(670)과 배출 유지유닛(680)도 기밀의 구조로 이동저장탱크 안내통(130)에 설치된다.

전술한 바와 같은 동력발생장치의 이동저장탱크(140)의 상하 방향 이동 및 공급 유지유닛(670)과 배출 유지유닛(680)의 작동원리는 제 6 실시예와 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

한편, 본 실시예에서는 바다나 강과 같이 파도나 너울이 자연적으로 발생하는 장소에 설치되는 것을 예시하였으나 ,본 실시예와 달리 상기 동력발생장치는 너울이 없는 수중에 설치되는 것도 가능하다.

도 39는 본 발명의 제 8 실시예에 따른 동력발생장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 39를 참조하면, 본 발명의 제 8 실시예에 따른 동력발생장치는 이동저장탱크(140)로부터 유체 배출부(133)로 배출된 유체는 회수관(135)을 통해 유체 저장부(211)로 이송된다. 그리고 유체 저장부(211)로 이송된 유체는 신축부재(712)에 의해 중량물 안내통(110)의 외부로 배출되다. 여기서, 상기 신축부재(712)의 배출관(712a)에는 역류방지밸브(712b)가 설치된다.

이와 같은 구성에 의해, 중량물(120)이 하강하여 신축부재(712)를 가압하면 신축부재(712)는 수축되면서 신축부재(712) 내부의 유체를 배출관(712a)을 통해 배출한다. 그리고 중량물(120)이 다시 상승하면, 상기 신축부재(712)는 신장하면서 유체 이송부(211)의 유체를 신축부재(712)의 내부로 흡입한다. 상기 신축부재(712) 내부로 유체를 흡입하는 원리는 본 발명의 제 2 실시예와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다. 신축부재(712) 내부로 유체를 흡입시 역류방지밸브(712b)는 배출관(712)을 차단하여 외부의 바닷물이 신축부재(712)의 내부로 유입되는 것을 방지하게 된다.

본 실시예에서는 역류방지밸브(712b)를 개념상 개략적으로 도시하였으나, 역류방지밸브는 다양한 제품이 공지되어 있으므로, 공지된 다양한 제품 중 어느 하나 를 채택하여 배출관(712b)에 적용할 수 있다.

도 40은 본 발명의 제 9 실시예에 따른 동력발생장치를 개략적으로 나타낸 개념도이다.

제 9 실시예에 의하면, 외부의 유체를 공급하기 위한 유체 공급부(100)가 생략된다. 즉, 중량물(120)에 의해 가압된 유체가 이송관을 통해 유체 저장부(131)에 집수되고, 일정량 이상 집수된 유체 저장부(131)의 유체는 이동저장탱크(140)에 공급되어 상기 이동저장탱크(140)가 하강운동을 하게 된다. 그리고 이동저장탱크(140)는 유체 배출부(133)에서 유체를 배출하여 다시 회수관(135)을 통해 유체 이송부(111)에 유체를 이송시키고, 이에 의해 이동저장탱크(140)는 상승하게 된다.

이와 같은 구성에 의해 동력발생장치를 간소화시킬 수 있게 된다. 그 외에 구성 및 작동 원리는 본 발명의 제 1 실시예와 동일하므로, 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 1 내지 도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 동력발생장치의 개략적으로 나타낸 개념도로서, 동력 발생 과정을 설명하기 위한 도면,

도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 동력발생장치를 개략적으로 나타낸 개념도,

도 10은 도 9의 유체 이송부를 개략적으로 나타낸 사시도,

도 11 내지 도 15는 도 9의 공급 유지유닛을 개략적으로 나타낸 개념도로서, 공급 유지유닛의 작동 과정을 설명하기 위한 도면,

도 16 내지 도 20는 도 9의 배출 유지유닛을 개략적으로 나타낸 개념도로서, 배출 유지유닛의 작동 과정을 설명하기 위한 도면,

도 21은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 동력발생장치의 동력전달유닛을 개략적으로 나타낸 개념도,

도 22는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 동력발생장치의 회수 개폐유닛을 개략적으로 나타낸 개념도,

도 23는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 동력발생장치를 개략적으로 나타낸 개념도,

도 24는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 동력발생장치를 개략적으로 나타낸 개념도,

도 25 내지 도 27은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 동력발생장치를 개략적으로 나타낸 개념도로서, 이동저장탱크의 이동 동작을 설명하기 위한 도면,

도 28 내지 도 30은 도 25의 공급 유지유닛의 동작을 설명하기 위한 개념도,

도 31 내지 도 33은 도 25의 배출 유지유닛의 동작을 설명하기 위한 개념도,

도 34는 도 25의 공급 유지유닛과 배출 유지유닛을 제어하기 위한 제어 블록도,

도 35는 본 발명의 제 7 실시예에 따른 동력발생장치를 개략적으로 나타낸 개념도,

도 36 내지 도 38은 도 35에 도시된 유입부의 작동 과정을 설명하기 위한 개념도,

도 39는 본 발명의 제 8 실시예에 따른 동력발생장치를 개략적으로 나타낸 개념도,

도 40은 본 발명의 제 9 실시예에 따른 동력발생장치를 개략적으로 나타낸 개념도이다.

<도면의 주요 참조 부호에 대한 설명>

100; 유체 공급부 110; 중량물 안내통

111; 유체 이송부 120; 중량물

130; 이동저장탱크 안내통 131; 유체 저장부

133; 유체 배출부 140; 이동저장탱크

150; 동력전달유닛

Claims (20)

1. 상하 방향으로 이동 가능한 중량물;

   상부에 유체 공급부로부터 공급된 유체를 집수하기 위한 유체 저장부가 마련되고, 하부에 유체 배출부가 마련되며, 상기 유체 저장부의 바닥면에는 상기 유체 저장부에 집수된 유체를 선택적으로 배출하기 위한 공급 개폐부가 마련된 이동저장탱크 안내통;

   상기 유체 저장부와 상기 유체 배출부의 사이에서 상하 방향으로 왕복이동 가능하게 상기 이동저장탱크 안내통에 수용되며, 상기 유체 저장부에 근접한 위치에서 상기 공급 개폐부를 통해 집수된 유체를 상기 유체 배출부에 근접한 위치에서 상기 유체 배출부에 선택적으로 배출하기 위한 회수 개폐부가 마련된 이동저장탱크; 및

   상기 이동저장탱크와 상기 중량물을 동력 전달 가능하게 연결하여 상기 중량물이 상방으로 이동시 상기 이동저장탱크를 하방으로 이동시키고 상기 중량물이 하방으로 이동시 상기 이동저장탱크를 상방으로 이동시키는 동력전달유닛을 포함하는 동력발생장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 중량물이 상하 방향 이동 가능하게 수용되는 중량물 안내통; 및

   이송관을 통해 상기 유체 저장부와 연통되게 연결되며, 상기 중량물 안내통 과 상기 이동저장탱크 안내통 중 어느 하나의 하부에 마련되고, 상기 유체 배출부와 유체 이동가능하게 연결되며, 상기 유체 배출부로부터 유입된 유체를 상기 중량물과 상기 이동저장탱크 중 어느 하나의 자중에 의해 가압하여 상기 이송관을 통해 상기 유체 저장부로 이송시키는 유체 이송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력발생장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 유체 이송부는 상기 중량물 안내통의 하부에 마련되어 상기 유체 이송부의 유체가 상기 중량물의 자중에 의해 가압되며, 상기 유체 배출부의 유체가 유입되도록 상기 유체 배출부와 회수관을 통해 연통되는 것을 특징으로 하는 동력발생장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 이동저장탱크가 상기 유체 저장부에 근접한 위치에서 상기 공급 개폐부를 개방시킬 수 있도록 상기 이동저장탱크에 마련된 공급 개방부재; 및

   상기 이동저장탱크가 상기 유체 배출부에 근접한 위치에서 상기 회수 개폐부를 개방시킬 수 있도록 상기 유체 배출부에 마련된 회수 개방부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력발생장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 공급 개폐부는,

   상기 유체 저장부의 바닥면에 형성된 공급 구멍; 및

   자중에 의해 상기 공급 구멍을 폐쇄하도록 상기 유체 저장부의 바닥면에 회동 가능하게 설치되며, 상기 공급 개방부재에 의해 상방으로 회동되어 상기 공급 구멍을 개방시키는 공급 개폐부재를 포함하며,

   상기 회수 개폐부는,

   상기 이동저장탱크의 바닥면에 형성된 회수 구멍; 및

   자중에 의해 상기 회수 구멍을 폐쇄하도록 상기 이동저장탱크의 바닥면에 회동 가능하게 설치되며, 상기 회수 개방부재에 의해 상방으로 회동되어 상기 회수 구멍을 개방시키는 회수 개방부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력발생장치.
6. 제 3 항에 있어서,

   상기 유체 이송부는,

   상기 회수관을 통해 공급된 유체가 내부로 유입될 수 있도록 개구부가 마련되며, 상기 중량물에 의해 신축하면서 상기 개구부를 통해 내부로 유입된 유체를 상기 이송관을 통해 상기 유체 저장부로 이송시키는 신축부재; 및

   상기 개구부를 선택적으로 개폐할 수 있도록 상기 신축부재에 이동 가능하게 설치되며, 상기 중량물의 이동에 연동되어 이동하면서 상기 개구부를 선택적으로 개폐시키는 차단부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력발생장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 유체 저장부로부터 상기 이동저장탱크에 기준량 이상의 유체가 공급될 때까지 상기 유체 저장부의 근접한 위치에 유지될 수 있도록 상기 이동저장탱크의 하강을 제한하며, 상기 이동저장탱크에 기준량 이상의 유체가 공급되면 상기 이동저장탱크의 하강 제한을 해제하는 공급 유지유닛; 및

   상기 유체 배출부에 근접한 위치에서 상기 이동저장탱크의 유체가 기준량 이하가 될 때까지 상기 유체 배출부로 배출되도록 상기 이동저장탱크의 상승을 제한하며, 상기 이동저장탱크의 유체가 기준량 이하가 되면, 상기 이동저장탱크의 상승 제한을 해제시키는 배출 유지유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 동력발생장치.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 공급 유지유닛은,

   상기 이동저장탱크 안내통의 내부에 상하 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되는 공급 슬라이드 부재;

   상기 공급 슬라이드 부재를 상방으로 당기도록 인장력을 가하는 공급 슬라이드 스프링;

   상기 공급 슬라이드 부재의 일단에 상하방향으로 회전 가능하게 설치되는 공급 회동부재;

   상기 공급 슬라이드 부재에 상기 이동저장탱크 안내통의 반경 방향으로 슬라이드 가능하게 설치되어, 상기 공급 회동부재가 하방으로 회동하는 것을 선택적으 로 제한하는 공급 스토퍼;

   상기 공급 스토퍼를 상기 이동저장탱크 안내통의 중심부방향으로 가압하는 공급 스토퍼 스프링;

   상기 공급 슬라이드 부재(271)의 타단에 마련된 공급 도르래; 및

   일단은 이동저장탱크 안내통에 고정되고 타단은 상기 공급 스토퍼(274)에 고정되어, 상기 공급 슬라이드 부재가 하방으로 이동시 상기 공급 스토퍼를 상기 이동저장탱크 안내통의 외주 방향으로 이동시켜 상기 공급 회동부재의 하방 회전 제한을 해제시키는 공급 와이어를 포함하며,

   상기 배출 유지유닛은,

   상기 이동저장탱크 안내통의 내부에 상하 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되는 배출 슬라이드 부재;

   상기 배출 슬라이드 부재를 상방으로 당기도록 상기 배출 슬라이드 부재에 인장력을 가하고, 상기 배출 슬라이드 부재가 상방으로 이동시 상기 슬라이드 부재를 하방으로 가압하는 배출 슬라이드 스프링;

   상기 배출 슬라이드 부재의 일단에 상방 및 하방으로 회전 가능하게 설치되는 배출 회동부재;

   상기 배출 회동부재가 하방으로 이동된 상태에서 상기 배출 회동부재를 원위치로 복귀시키는 회동 복귀 탄성체;

   상기 배출 회동부재가 상방으로 회동하는 것을 제한하는 배출 스토퍼;

   상기 배출 스토퍼를 상기 이동저장탱크 안내통의 중심부 방향으로 가압하는 배출 스토퍼 스프링;

   상기 배출 슬라이드 부재의 타단에 마련된 배출 도르래; 및

   상기 도르래의 일부를 감싸도록 일단은 이동저장탱크 안내통에 고정되고, 타단은 상기 배출 스토퍼에 고정되어 상기 배출 슬라이드 부재가 상기 배출 슬라이드 스프링의 탄성력을 이기고 상방으로 이동시 상기 배출 스토퍼를 상기 이동저장탱크 안내통의 외주 방향으로 이동시켜 상기 배출 회동부재의 상방 회전을 허용하는 배출 와이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력발생장치.
9. 제 3 항에 있어서, 상기 동력전달유닛은,

   하나 이상의 도르래; 및

   상기 도르래의 적어도 일부를 감싸도록 배치되며, 일단은 상기 중량물에 고정되고 타단은 상기 이동저장탱크에 고정되는 동력전달 와이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력발생장치.
10. 제 3 항에 있어서, 상기 동력전달유닛은,

    상기 중량물에 일단이 고정되는 제 1 랙기어;

    상기 이동저장탱크에 일단이 고정되는 제 2 랙기어; 및

    상기 이동저장탱크가 하강하면 상기 중량물이 상승하고 상기 이동저장탱크가 상승하면 상기 중량물이 하강하도록 상기 제 1 및 제 2 랙기어와 기어 결합되어 복수의 동력전달기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력발생장치.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 이동저장탱크 안내통의 하단부에 설치되며, 상기 이동저장탱크의 이동에 연동하여 상기 회수관을 선택적으로 개폐시키는 회수관 개폐유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 동력발생장치.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 회수관 개폐유닛은,

    상기 이동저장탱크 안내통의 내부에 승강 가능하게 설치되며, 상기 이동저장탱크의 승강 운동에 연동되어 상기 회수관을 선택적으로 차단하는 개폐부재; 및

    상기 개폐부재에 상기 회수관을 개방시키는 방향으로 탄성력을 작용하는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력발생장치.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 이동저장탱크의 저면에는 상기 개폐부재에 의해 상기 회수관이 차단되어 상기 유체 배출부에 집수된 유체에 의해 상승하는 부력부재가 마련된 것을 특징으로 하는 동력발생장치.
14. 제 3 항에 있어서,

    상기 유체 배출부의 바닥면에는,

    상기 이동저장탱크의 바닥면과 상기 유체 배출부의 바닥면 사이에 일정한 간 격을 유지하여 상기 이동저장탱크의 유체가 상기 회수 개폐부를 통해 상기 회수관으로 유입될 수 있도록 이격부재가 마련된 것을 특징으로 하는 동력발생장치.
15. 제 1 항에 있어서,

    이송관을 통해 상기 유체 저장부와 연통되게 연결되고, 상기 이동저장탱크 안내통의 하부에 마련되며, 상기 유체 배출부와 유체 이동가능하게 연결된 유체 이송부를 더 포함하며,

    상기 유체 배출부로부터 상기 유체 이송부에 유입된 유체가 상기 이동저장탱크의 자중에 의해 가압되어 상기 이송관을 통해 상기 유체 저장부로 이송되는 것을 특징으로 하는 동력발생장치.
16. 제 1 항에 있어서,

    상기 유체 저장부로부터 상기 이동저장탱크에 기준량 이상의 유체가 공급될 때까지 상기 유체 저장부의 근접한 위치에 유지될 수 있도록 상기 이동저장탱크의 하강을 제한하며, 상기 이동저장탱크에 기준량 이상의 유체가 공급되면 상기 이동저장탱크의 하강 제한을 해제하기 위한 공급 유지유닛;

    상기 유체 배출부에 근접한 위치에서 상기 이동저장탱크의 유체가 기준량 이하가 될 때까지 상기 유체 배출부로 배출되도록 상기 이동저장탱크의 상승을 제한하며, 상기 이동저장탱크의 유체가 기준량 이하가 되면, 상기 이동저장탱크의 상승 제한을 해제시키기 위한 배출 유지유닛;

    상기 유체 저장부로부터 하부로 돌출되게 마련되며, 상기 이동저장탱크에 채워진 유체의 수위를 감지하는 제 1 유체감지센서;

    상기 유체 배출부에 마련되며 상기 이동저장탱크에 잔존하는 유체의 수위를 감지하기 위한 제 2 유체감지센서; 및

    상기 제 1 유체감지센서에 의해 감지된 상기 이동저장탱크의 수위가 제 1 기준값 이상인 경우 상기 이동저장탱크의 하강이 가능하도록 상기 공급 유지유닛을 제어하고, 상기 제 2 유체감지센서에 의해 감지된 상기 이동저장탱크의 수위가 제 2 기준값 이하인 경우 상기 이동저장탱크의 상승이 가능하도록 상기 배출 유지유닛을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력발생장치.
17. 제 1 항에 있어서,

    상기 유체 공급부는 동력발생장치가 일정 부분 잠기는 물이며,

    상기 유체 저장부에는 상기 물이 유입되는 유입부가 마련된 것을 특징으로 하는 동력발생장치.
18. 제 17 항에 있어서,

    상기 유입부는,

    상기 물이 유입될 수 있도록 상기 유체 저장부에 마련된 유입구; 및

    상기 유체 저장부에 유입된 물의 양에 따라 상기 유입구를 선택적으로 개폐시키는 개폐도어를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력발생장치.
19. 제 17 항에 있어서,

    상기 이동저장탱크로부터 상기 유체 배출부로 배출된 유체가 집수되는 강제 배출부;

    상기 강제 배출부의 수위를 감지하기 위한 수위감지센서;

    상기 수위감지센서에 의해 감지된 상기 강제 배출부의 수위가 기준값 이상이면 상기 강제 배출부의 유체를 외부로 송출하는 펌프;

    상기 물이 상기 강제 배출부로 역류되어 유입되는 것을 방지하기 위한 역류방지밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력발생장치.
20. 중량물 안내통;

    상기 중량물 안내통에 상하 방향으로 이동 가능하게 수용되는 중량물;

    상부에 유체 저장부가 마련되고, 상기 유체 저장부의 바닥면에는 상기 유체 저장부에 집수된 유체를 선택적으로 배출하기 위한 공급 개폐부가 마련되며, 하부에는 유체 배출부가 마련된 이동저장탱크 안내통;

    상기 유체 저장부와 상기 유체 배출부의 사이에서 상하 방향으로 왕복이동 가능하게 상기 이동저장탱크 안내통에 수용되며, 상기 유체 저장부에 근접한 위치에서 상기 공급 개폐부를 통해 집수된 유체를 상기 유체 배출부에 근접한 위치에서 상기 유체 배출부에 선택적으로 배출하기 위한 회수 개폐부가 마련된 이동저장탱크;

    상기 이동저장탱크와 상기 중량물을 동력 전달 가능하게 연결하여 상기 중량물이 상방으로 이동시 상기 이동저장탱크를 하방으로 이동시키며 상기 중량물이 하방으로 이동시 상기 이동저장탱크를 상방으로 이동시키는 동력전달유닛; 및

    상기 중량물 안내통의 하부에 마련되고, 이송관을 통해 상기 유체 저장부와 연통되게 연결되며, 상기 유체 배출부와 회수관을 통해 연통되게 연결된 유체 이송부를 포함하며,

    상기 유체 이송부는 상기 유체 배출부로부터 회수관을 통해 유입된 유체를 상기 중량물의 자중으로 가압하여 상기 이송관을 통해 상기 유체 저장부에 공급하는 것을 특징으로 하는 동력발생장치.

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