KR20100038750A

KR20100038750A - 수력을 이용한 발전기

Info

Publication number: KR20100038750A
Application number: KR1020080097837A
Authority: KR
Inventors: 정경균
Original assignee: 정경균
Priority date: 2008-10-06
Filing date: 2008-10-06
Publication date: 2010-04-15

Abstract

본 발명은 수력을 이용한 발전기에 관한 것으로서, 무한히 사용할 수 있는 개울물 등을 동력원으로 이용하여 발전기를 가동함으로써 전력에너지를 얻을 수 있게 하여 섬마을이나 육지의 마을 또는 공장 등에서 전력을 사용할 수 있고, 공해를 발생함이 없이 저렴한 비용으로 전력을 사용할 수 있도록 구성된 수력을 이용한 발전기에 관한 것이다.

본 발명의 수력을 이용한 발전기는 개울로부터 유입되는 물의 수압에 의해서 회전되도록 일측에 물 배출구(11a)가 형성되고, 타측에 걸름망(11b)이 설치된 스크루관(11)내에 설치되어 있는 스크루(10); 상기 스크루(10)의 축이 중앙부에 연결되어 있고 상기 스크루(10)의 회전에 의하여 회전되도록 스크루관(11) 내의 일단부에 설치되어 있는 내치기어(20); 상기 내치기어(20)에 치합되도록 설치되어 있는 종동기어(30); 상기 종동기어(30)에 치합되도록 기어(41)가 설치되어 있고 전기를 발생시키는 발전기(40); 그리고 상기 발전기(40)에서 발생된 전기를 저장하는 축전지(50)를 포함하여 구성되어 있다.

자연력, 수력, 발전기

Description

수력을 이용한 발전기{A power generator Using the Force of Water}

본 발명은 수력을 이용한 발전기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 무한히 사용할 수 있는 개울물 등을 동력원으로 이용하여 발전기를 가동함으로써 전력에너지를 얻을 수 있게 하여 섬마을이나 육지의 마을 또는 공장 등에서 전력을 사용할 수 있고, 공해를 발생함이 없이 저렴한 비용으로 전력을 사용할 수 있도록 구성된 수력을 이용한 발전기에 관한 것이다.

일반적으로 전기를 공급하기 위해서는 발전기를 가동하게 된다.

발전기는 엔진의 기계적 운동에 의해 발생되는 에너지를 공급받아 이를 발전기 내부의 고정자와 회전자의 기계적 결합에 의해 전기에너지로 변환시켜 부하에 전기에너지를 직접 공급하거나 별도의 축전지에 저장하여 두었다가 필요한 경우에 공급한다.

발전기는 그 에너지원으로서 석탄, 석유, 원자력 등 소모되는 에너지를 이용함으로써 시설비 및 유지비가 많이 소요된다.

전기에너지를 발생하기 위하여 사용되는 석탄이나 석유화학에너지는 오랜 기간 동안 공업에 필요한 동력원이 되어 왔지만 배출되는 탄소, 질소, 황 등으로 인 하여 인체에 해롭고, 자연환경을 크게 오염시키면서 나쁜 영향을 끼치며 지구의 환경이 심각하게 오염되면서 악영향을 주고 있어서 이에 대한 대책 마련이 시급한 문제점이 있는 것이 현실이다.

그리고, 석유화학에너지는 지구상에 무한정 존재하는 것이 아니므로 얼마 있지 않아 고갈되어 더 이상 얻기가 어려울 상황에 처하게 된다는 사실은 자타가 잘 알고 있는 주지의 사실이다.

상기 석유화학에너지의 고갈 및 각종 환경공해 등의 문제를 해결하기 위해서 그 대체에너지에 대한 연구개발이 전 세계적으로 이루어지고 있고, 특히 근래 고유가시대에 직면하여 각 산업분야에서 대체에너지 개발을 서두르고 있다.

따라서, 개울이나 시내 또는 도랑을 흐르고 있는 유수를 직접 동력원으로 사용해서 발생시킨 전기를 마을이나 공장 등에 직접 공급하거나 축전지에 저장해 두었다가 사용함으로써 석유화학에너지의 사용량을 크게 절감시켜 에너지를 절약하고 나아가 대기오염도 감소시킬 수 있는 수력을 이용한 발전기의 제조가 절실히 필요하게 되었다.

본 발명은 상기한 종래의 발전기 가동시의 에너지원에 의한 각종 환경공해 등 여러 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 발전기를 가동시 공해를 발생하고 고유가인 기존의 에너지를 대체할 수 있는 환경보호 개념의 새로운 에너지원인 수력의 힘을 발전기의 가동에 응용하여 전기에너지를 발생하는 수력을 이용한 발전기를 제공하는 데에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수력을 이용한 발전기는 개울로부터 유입되는 물의 수압에 의해서 회전되도록 일측에 물 배출구가 형성되고, 타측에 걸름망이 설치된 스크루관내에 설치되어 있는 스크루; 상기 스크루의 축이 중앙부에 연결되어 있고 상기 스크루의 회전에 의하여 회전되도록 스크루관 내의 일단부에 설치되어 있는 내치기어; 상기 내치기어에 치합되도록 설치되어 있는 종동기어; 상기 종동기어에 치합되도록 기어가 설치되어 있고 전기를 발생시키는 발전기(40); 그리고 상기 발전기에서 발생된 전기를 저장하는 축전지를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 발전기는 또한, 상기 발전기는 케이스 내에 내장되어 있고, 상기 종동기어의 축의 일측과 상기 발전기의 기어의 축의 양측은 각각 케이스(60) 내에 고정 설치된 축 지지대의 일측부, 축 지지대의 중앙부와 내치기어의 내측 중앙부에 각각 회전될 수 있도록 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 수력을 이용한 발전기는 개울이나 시내 또는 도랑 등을 흐르고 있는 유수의 수압에 의하여 동력발생부인 스크루가 회전하도록 구성되어 있고, 스크루가 회전함에 따라 내치기어가 회전하여 발전기가 발전하게 되고, 발전된 전류는 부하에 전기에너지를 직접 공급하거나 별도의 축전지에 저장하여 두었다가 필요한 경우에 공급하도록 구성되어 있기 때문에 마을이나 공장 등에서 전력을 염가로 사용할 수 있다.

또한, 수력을 이용하여 전기에너지를 얻게 됨으로서 에너지자원이 부족하여 수입 대체하는 우리나라의 현실에서 외화소비를 줄이고 각종 공해가 발생되는 기존 에너지원을 무공해 에너지원으로 대체할 수 있게 된다.

그리고, 기존의 에너지원으로 인한 원가부담을 줄이게 되고 개울이나 시내 또는 도랑 등 어느 장소에서도 용이하고 효율적으로 발전할 수 있게 되며 물을 무한히 사용할 수 있기 때문에 에너지원 고갈의 염려가 없게 된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 수력을 이용한 발전기의 사시도이고, 도 2는 도 1의 종단면도이며, 도 3은 본 발명의 수력을 이용한 발전기의 개략 설치상태도, 도 4는 본 발명의 전기발생장치를 나타내는 구성도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 수력을 이용한 발전기는 개울 등에서 흐 르는 유수의 수압에 의해서 회전되는 스크루(10), 상기 스크루(10)의 축에 연결 설치되어 있는 내치기어(20), 상기 내치기어(20)에 치합되어 있는 종동기어(30), 상기 종동기어(30)에 연결되어 있는 발전기(40)로 구성되어 있다.

상기 스크루(10)는 일측부에 물 배출공(11a)이 형성되고 타측부에 걸름망(11b)이 설치된 스크루관(11) 내에 설치되어 있고, 그 축의 양측부는 스크루관(11) 내의 양측에 설치된 축 지지대(11c,11d)의 중앙부에 설치된 베어링에 고정 설치되어 있다.

상기 스크루(11)의 길이가 길수록 더욱 강한 수압이 발생되게 되므로 스크루(11)의 길이가 긴 것이 바람직하다.

상기 내치기어(20)는 스크루관(11)내의 일단부에 회전할 수 있도록 설치되어 있고 그 외측의 중앙부에 상기 축 지지대(11c)의 중앙부를 관통한 스크루(10)의 축의 단부가 결합되어서 연결되어 있으며, 그 내측의 중앙부에 후술하는 발전기(40)의 기어(41)의 축의 일단부가 고정 설치되는 베어링(21)이 설치되어 있다.

상기 종동기어(30)는 상기 내치기어(20)에 치합되어 있고, 그 축이 후술하는 축 지지대(70)의 일측에 설치된 베어링에 회전될 수 있도록 고정 설치되어 있다.

상기 발전기(40)는 중앙부에 설치된 기어(41)가 상기 종동기어(30)에 치합되어 있고, 발전기(40)에 구비된 기어(41)의 축의 일측부가 내치기어(20)의 내측의 중앙부에 설치된 베어링에 고정 설치되어 있고 타측부가 축 지지대(70)의 중앙부에 설치된 베어링에 회전될 수 있도록 고정 설치되어 있다.

그리고, 발전기(40) 및 관련부품을 보호하기 위하여 발전기(40)는 케이 스(60) 내에 고정 설치되어 있고 케이스(60)의 개방되어진 단부는 상기 스크루관(11)의 단부와 체결볼트(80)에 의해서 그 플랜지부가 서로 결합되어 있으며, 케이스(60) 내로 물이나 기타 이물질이 들어가지 않도록 패킹이나 구리스 주입 등의 방수 밀폐수단에 의하여 밀폐되어 기밀을 유지하도록 구성되어 있다.

도면 중 미 설명부호 42는 전선, 61은 전선인출공, 90은 본 발명의 발전기를 고정시키는 지지프레임이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 수력을 이용한 발전기는 다음과 같이 작용한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 개울 등의 수로를 일정높이까지 막아서 설치되어 있는 기존의 보(80)에 본 발명의 발전기를 고정 설치한 상태에서 개울물이 걸름망(11b)을 통과하여 스크루관(11) 내로 유입되면 스크루관(11) 내를 통하여 흘러가는 강력한 수압에 의해서 스크루(10)가 회전하면서 물이 물 배출구(11a)를 통하여 외부로 배출이 이루어지면서 내치기어(20)가 회전하게 된다.

물은 상기 걸름망(11b)을 통과하면서 물에 포함되어 있는 이물질 등이 걸러지게 된다.

상기 내치기어(20)가 회전함에 따라 이에 치합되어 있는 공기어인 종동기어(30)가 회전하게 되고 종동기어(30)의 회전에 의하여 이에 치합되어 있는 발전기(40)의 기어(41)가 회전하게 되어 발전기(40)에 전기가 발생되게 된다.

전기를 발생시키기 위해 상기 스크루(10)의 축에 연결된 내치기어(20) 및 종동기어(30)와 연결되어 있는 발전기(40)는 각 스크루(10)의 회전에 의한 기계적 운 동에 의해 발생되는 에너지를 공급받아 이를 발전기 내부의 고정자와 회전자의 자계적 결합에 의해 전기에너지로 변환한다.

축전지(50)는 상기 발전기(40)로부터 발생되는 전기를 전달받아 축전지(50)에 충전하고 있는 중에도 마을 등 각 전기수요처에 전력을 공급할 수 있는 시스템으로 되어있다.

상기 개울 등은 그 경사각도가 대략 10° 이상의 지형에 설치하는 것이 바람직하고, 그 경사각도가 클수록 수압이 더욱 강력하게 된다.

상기 보(80)가 설치되지 않은 개울이나 도랑 등에서는 보(80)를 설치한 후, 그 보(80)에 본 발명의 발전장치를 고정 설치하면 된다.

상기한 바와 같이, 본 발명은 발전기(40)를 발전하여 육지나 섬지방의 마을, 공장 등에 전력을 염가로 직접 공급하게 됨은 물론, 별도의 축전지(50)에 저장하여 두었다가 필요한 경우에 공급할 수 있게 된다.

그리고, 수력을 이용함으로써 기존의 에너지원으로 인한 원가부담을 크게 줄이게 되고 개울 등의 어느 장소에서도 설치하여 용이하고 효율적으로 발전할 수 있게 되고 개울물 등을 무한히 사용할 수 있기 때문에 에너지원 고갈의 염려가 없게 된다.

본 발명은 기재된 구체 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에게는 자명한 것이며, 따라서 그러한 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 수력을 이용한 발전기의 사시도,

도 2는 도 1의 종단면도,

도 3은 본 발명의 수력을 이용한 발전기의 개략 설치상태도,

도 4는 본 발명의 전기발생장치를 나타내는 구성도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 스크루 11 : 스크루관

20 : 내치기어 30 : 종동기어

40 : 발전기 41 : 기어

50 : 축전지 60 : 케이스

70 : 축 지지대

Claims

개울로부터 유입되는 물의 수압에 의해서 회전되도록 일측에 물 배출구(11a)가 형성되고, 타측에 걸름망(11b)이 설치된 스크루관(11)내에 설치되어 있는 스크루(10);

상기 스크루(10)의 축이 중앙부에 연결되어 있고 상기 스크루(10)의 회전에 의하여 회전되도록 스크루관(11) 내의 일단부에 설치되어 있는 내치기어(20);

상기 내치기어(20)에 치합되도록 설치되어 있는 종동기어(30);

상기 종동기어(30)에 치합되도록 기어(41)가 설치되어 있고 전기를 발생시키는 발전기(40); 그리고

상기 발전기(40)에서 발생된 전기를 저장하는 축전지(50)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 수력을 이용한 발전기.
제1항에 있어서, 상기 발전기(40)는 케이스(60) 내에 내장되어 있고, 상기 종동기어(30)의 축의 일측과 상기 발전기(40)의 기어(41)의 축의 양측은 각각 케이스(60) 내에 고정 설치된 축 지지대(70)의 일측부, 축 지지대(70)의 중앙부와 내치기어(20)의 내측 중앙부에 각각 회전될 수 있도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 수력을 이용한 발전기.