KR20100069123A

KR20100069123A - The tumbler generator

Info

Publication number: KR20100069123A
Application number: KR1020080127715A
Authority: KR
Inventors: 김종옥
Original assignee: 김종옥
Priority date: 2008-12-16
Filing date: 2008-12-16
Publication date: 2010-06-24

Abstract

PURPOSE: A tumbling generator is provided to simplify manufacturing processes by applying a pendulous generator using the principle of motion of a tumbling doll. CONSTITUTION: A solenoid which belongs to an electricity generating apparatus is installed on the bottom of a tumbling generator corresponding to the body. Two magnets having different poles are made into one sinker(26), and the sinker is installed on the top. The tumbling generator is pendulously operated.

Description

The tumbler generator}

풍력발전 분야는 고가의 장비와 풍속의 한계로 전기 생산의 경제적인 가치가 충분치 못하며, 파력발전 분야도 다수의 파도를 대상으로 다수의 발전장치를 할 수 밖에 없으므로 고가의 발전 장비가 경제적인 실용성을 인정받지 못하여 산업화가 이루어지지 못하고 있다.In the wind power sector, the economic value of electricity production is insufficient due to the limitations of expensive equipment and wind speed, and the wave power generation sector has no choice but to provide a large number of generators for a large number of waves. It is not recognized and industrialization is not achieved.

파력과 풍력을 동력원으로 전기에너지를 얻으려면, 자연운동에너지는 불규칙하고 넓게 분포하고 있으므로 이 에너지를 끌어 모으는 기술보다 넓게 분포하는 에너지를 대상으로 다수의 발전기를 설치하는 것이 효과적이므로 다수의 발전기를 설치하려면 발전기의 구조가 간단하여야 하고, 불규칙한 운동에너지를 이용하여야 하므로 강한에너지보다는 약한 에너지를 동력원으로 작동될 수 있는 발전기가 더 효과적이기 때문에 이에 적합한 오뚝이 발전기를 구상한 것이다.In order to obtain electric energy by using wave power and wind power, natural kinetic energy is irregular and widely distributed. Therefore, it is more effective to install a large number of generators for energy that is distributed more widely than the technology that attracts this energy. In order to generate a simple generator and use irregular kinetic energy, a generator capable of operating a weak energy as a power source is more effective than a strong energy.

화석에너지 고갈과 지구 온난화로 신 재생 전기에너지 생산기술이 절실하게 요구되는 바, 이를 대표하는 기술이 태양광, 풍력, 수력, 조력 등이 있으나 일조 량, 풍속, 담수위 등의 자연제약으로 지속적인 전기 생산이 어려운 것이다.Renewable electric energy production technology is urgently needed due to the depletion of fossil energy and global warming. The representative technologies are solar, wind, hydro, tidal power, etc. Production is difficult.

그러나 파력에너지는 해상에 무한으로 존재하며 가장강한 에너지를 발산하고 있으므로 이러한 파력에너지를 전기에너지로 생산 하는데는 발전 장비의 핵심인 발전기 제작을 간단하게 설계하여 재원 부담을 줄일 수 있는 기술개발과 해상안전시공기술 개발이 파력발전의 해결과제인 것이다.However, since wave energy exists at sea infinitely and emits the strongest energy, the development of technology and marine safety that can reduce the financial burden by simply designing the generator, which is the core of power generation equipment, to produce such wave energy as electric energy Development of construction technology is a challenge for wave power generation.

지금까지 풍력이나 파력발전에 사용되어온 회전식 발전기 및 동력전달장치의 복잡한 구조해결을 위하여 오뚝이의 운동 원리를 전기발생장치에 응용하였다. 오뚝이 구조는 내장하부에 중심추가 내장된 관계로 몸체무게보다 중심추가 더 무거워서 외부 충격으로 쓰러지더라도 스스로 일어나게 되는 것이다.In order to solve the complicated structure of the rotary generator and power transmission device which have been used in wind power or wave power generation, the movement principle of the tower was applied to the electric generator. Since the center structure is built in the lower part of the intestine, the center weight is heavier than the weight of the body, so even if it is knocked down by an external impact, it will happen on its own.

이와 같은 오뚝이를 해수면에 띄우면 파도의 너울 때문에 직립중심기반이 불안정하여 오뚝이 특유의 기우뚱거림이 지속되게 된다. 이러한 기우뚱거림을 발전기 동력원으로 이용하기 위하여 오뚝이의 내장하부에 발전기 부속인 솔레노이드를 바닥에 깔고, 상부에 서로 극이 다른 두 개의 자석을 하나의 추로 만들어 상부에 매달아 발전기 몸체가 기우뚱거릴 때 자석추가 솔레노이드 위로 왕복운동을 하면서 전자기를 유도하여 전기를 생산하게 되는 것이다.Floating on these sea levels, the upright center is unstable due to the waves of the waves, so that the peculiar tilting of the tops persists. In order to use this tilting power as a generator power source, solenoids attached to the generator are placed on the bottom of the built-in part of the tower, and two magnets with different poles on the top are made of one weight and suspended on the upper side. The reciprocating motion induces electromagnetic to produce electricity.

이상과 같은 기능 이외에 해상지지보조 장치를 오뚝이 발전기 외경하부 사방에 고리를 부착하고, 다수로 설치될 오뚝이 발전기가 해상에서 서로 엉키는 것을 방지하기 위해 둥근 부력 링을 훌라후프와 같이 발전기의 외경보다 크게 제작하여 발전기 고리와 부력 링을 줄로 연결하면 하나의 오뚝이 발전기가 완성되는 것이다. 이와 같은 오뚝이 발전기는 풍력발전도 사용이 가능하다.In addition to the above functions, the marine support auxiliary device attaches the ring to the lower part of the outer diameter of the generator and the round buoyancy ring is made larger than the outer diameter of the generator such as a hula hoop to prevent the generators from being tangled with each other at sea. When you connect the generator ring and the buoyancy ring with a string, a single tower is completed. Such a generator can also be used for wind power generation.

상기와 같이 제작된 발전기를 해상에 설치함에 있어 발전기 외경에 설치된 부력 링과 부력 링을 서로 엮어서 다수의 발전기가 수면위에 지지기반을 구성하게 된다. 이처럼 구성된 외곽에 그 해상 최고 풍랑을 견딜 수 있는 부력탱크와 닻을 이용하여 고정하면 해상오뚝이 발전설비가 완성되는 것이다.In installing the above-described generators on the sea, the buoyancy ring and the buoyancy ring installed on the generator outer diameter are woven together so that a plurality of generators form a support base on the water surface. If you use the buoyancy tanks and anchors that can withstand the sea's top storms, the offshore tower is completed.

오뚝이 발전기는 외부 운동 에너지를 별도의 장치 없이 직접 흡수하여 전기를 생산하기 때문에 종래의 회전식 발전기의 동력전달 장치에 소모되던 에너지의 낭비가 없다.Since the generator generates electricity by directly absorbing external kinetic energy without a separate device, there is no waste of energy consumed in the power transmission device of the conventional rotary generator.

특히, 파력과 풍력의 불규칙한 운동에너지를 동력원으로 이용함에 있어 에너지의 강, 약에 제약을 받지 않고 지속적인 전기를 생산 할 수 있다.In particular, the use of irregular kinetic energy of wave power and wind power as a power source can produce continuous electricity without being restricted by the strength and weakness of energy.

해상은 넓고 파도는 늘 존재하므로 신재생 전기에너지 100％ 대체효과도 가능하며 무엇보다도 전기를 싸게 공급할 수 있는 신재생 전기에너지 생산 분야에 경쟁력 효과를 창출할 수 있다.Since the sea is wide and the waves exist all the time, it is possible to replace 100% of renewable energy, and above all, it can create a competitive effect in the field of renewable energy production that can supply electricity cheaply.

[실시예 1]Example 1

파력발전용 오뚝이 발전기 조립공정으로서 도면 1, 2을 배경으로 그 내용과 기능을 해설하기로 한다.As a generator assembly process for wave power generation, the contents and functions will be explained in the background of FIGS. 1 and 2.

먼저 하부캡슐(3) 내부바닥 중앙에 중심 추(9)를 접착하면 발전기 몸체의 직립기능 역할을 하게 되는데, 이때, 중심추의 무게는 발전기 전체 부력하중에 비례 하여 결정 한다. 이 중심 추를 밑바탕으로 그 위에 전기발생 부속인 솔레노이드(8)를 올려놓고 전선을 연결하여 전선배출구(10)를 통하여 외부로 뺀 다음 플라스틱재질인 보호판(7)을 그 위에 덮고 고정부속으로 견고하게 고정한다. 하부캡슐 조립의 마지막 공정인 충격흡수 링(6)을 상부에서 자석 추(5)가 진자운동을 할 때 캡슐 내벽 충돌지점에 부착하면 추와 하부캡슐의 파손을 방지하게 되는 것이다.First, when the center weight (9) is attached to the center of the inner bottom capsule (3) to act as an upright function of the generator body, the weight of the center weight is determined in proportion to the total buoyancy load of the generator. Put the solenoid (8), which is an electricity generating part, on the base of this center weight, connect the electric wire, pull it out through the electric wire outlet (10), cover the protective plate (7) made of plastic on it, and secure it as a fixed part. Fix it. The last step of assembling the lower capsule, the shock absorbing ring 6 is attached to the collision point of the inner wall of the capsule when the magnetic weight 5 pendulum in the upper portion to prevent the breakage of the weight and the lower capsule.

다음은 상부캡슐(1)의 내부조립 공정으로서 천정 중앙지점에 자석 추(5)를 걸 수 있는 쇠고리(13)를 부착하는데 이 쇠고리는 본 발전기 부속 중에 가장 마찰이 심한 곳임을 고려하여 두 개 이상의 쇠고리를 사용한다. 두 개 이상의 쇠고리는 다방면으로 추가 진자운동을 할 때 용이하게 하는데 그 목적이 있다. 이 쇠고리에 걸릴 자석 추(5)의 구성을 보면 하나의 자석 추 뭉치에 서로 극이 다른 두 개의자석을 사용하였는데, 이것은 자석과 솔레노이드 사이에 자기장의 엇갈림 작용으로 효과적인 전기 생산을 기한 것이다. 이와 같은 자석 추와 막대걸이를 일체형으로 만들고 막대걸이는 강철을 사용하는데 이것은 추가 진자 운동 시 강한 충격으로 뒤집힘을 방지하는 기능이다. 이렇게 제작된 자석 추(5)를 천정 쇠고리(13)에 걸 때, 솔레노이드와 자석 추의 거리는 자성이 너무 강하여 추의 진자 운동 시 장애가 되지 않도록 조절하여 걸어야 한다. 이상으로 발전기의 내부조립이 완성되면 상부캡슐(1)과 하부캡슐(3)사이에 고부패킹(2)을 끼우고 볼트, 너트로 고정하면 진자식 오뚝이 발전기 본체조립이 완성되는 것이다. 이렇게 완성된 발전기의 전기 생산용량은 설치하고자하는 해상에 평균 파고에 따라 발전기의 크기로 결정되며 크면 용량 또한 크고 작으면 용량 또한 작다.The following is an internal assembly process of the upper capsule (1) and attaches the iron ring (13) for hanging the magnetic weight (5) to the central point of the ceiling. Use an iron ring. Two or more clasps are aimed at facilitating additional pendulum movements in many ways. According to the configuration of the magnetic weight (5) to be caught in the iron ring, two magnets with different poles are used for one magnetic weight bundle, which is effective in the production of electricity by the magnetic field staggering action between the magnet and the solenoid. The magnetic weight and the rod hanger are integrated and the rod hanger is made of steel, which is a function that prevents the turnover due to the strong impact during the additional pendulum movement. When hanging the magnetic weight (5) thus produced on the ceiling grommet (13), the distance between the solenoid and the magnetic weight should be adjusted so that the magnetism is too strong so as not to become an obstacle during pendulum movement of the weight. When the internal assembly of the generator is completed as above, insert the high packing (2) between the upper capsule (1) and the lower capsule (3), and fixed with bolts, nuts, pendulum-shaped pile is the generator body assembly is completed. The electricity production capacity of the completed generator is determined by the size of the generator according to the average digging at the sea to be installed.

다음은 파력발전을 위한 보조 장치로서 훌라후프 형상의 부력 링(12)을 고부패킹(2)의 지름길이의 3배 정도 더 크게 제작하여, 발전기를 중심으로 놓고 발전기하부에 연결고리(14)와 부력 링(12)을 지지 줄(11)로 사방에 연결하면 발전기가 부력 링 내경에서 한계범위를 벗어나지 않고 부력 링 중심에서 운동공간을 확보하게 된다.Next, as an auxiliary device for wave power generation, a hula hoop-shaped buoyancy ring 12 is made three times larger than the diameter of the high packing 2, and the connection ring 14 and the buoyancy are located at the bottom of the generator. When the ring 12 is connected to the four sides with the support line 11, the generator ensures a movement space at the center of the buoyancy ring without departing from the limit range in the buoyancy ring inner diameter.

이렇게 제작된 파력발전용 발전기를 해상에 다수로 바둑판과 같이 설치할 때, 부력 링(12)과 부력 링을 서로 연결하면 신축성 기능이 작용하면서 발전기의 엉킴을 방지하고 파도의 너울운동을 발전기에 효과적으로 전달하게 되면서 지지기반을 형성하게 된다.When installing the generator for wave power generation as a checkerboard in a large number of seas, when the buoyancy ring 12 and the buoyancy ring are connected to each other, the elasticity function works to prevent the generator from being entangled and effectively transmits the wave motion to the generator. As a result, it forms a support base.

마지막 공정으로 도면 2에서 보는 바와 같이 상기공정으로 바둑판 같이 배열된 사각 틀 가장자리 외곽으로 와이어로프(27) 로 테를 두르듯이 라인을 구성하고 이 와이어로프에 맞닿는 부력 링(12)은 와이어로프에 연결하여 네 모퉁이 부상기둥(27)에 와이어로프를 당겨 걸면 파도의 충격파로 인해 파력발전 구조물이 밀릴 때 부력 링 연결부위에 가해지는 힘을 분산하는 방법이다. 그리고 부상기둥(23)은 해상구조물의 지지기반으로서 그 구성 기능을 보면 부력탱크(24)의 수중부상력과 닻(26)의 중량으로 닻줄(25)에 장력이 생기면서 부상기둥(23)의 고정력이 결절되기 때문에 필요한 힘만큼 닻의 중량과 부력탱크의 크기로 결정한다.In the final process, as shown in Figure 2, as shown in Figure 2, the buoyancy ring 12 which forms a line as the wire rope 27 is surrounded by the edge of the square frame arranged like a checkerboard and contacts the wire rope is connected to the wire rope. By pulling the wire rope in the four corner floating column (27) is a method of dispersing the force applied to the buoyancy ring connection when the wave power generation structure is pushed by the shock wave of the wave. In addition, the floating column 23 is a support base of the offshore structure, and the tension of the anchor column 25 is generated by the underwater floating force of the buoyancy tank 24 and the weight of the anchor 26. Because the anchoring force is missing, it is determined by the weight of the anchor and the size of the buoyancy tank by the required force.

[실시예 2][Example 2]

실시예 1에서 내부조립을 마치고 상부캡슐(1)과 하부캡슐(3)이 접착한 모양을 오뚝이 발전기 본체라 할 수 있다. 이러한 본체를 풍력발전에 이용함에 있어 도 면 3, 4를 배경으로 그 내용과 기능을 해설하기로 한다.After completing the internal assembly in Example 1, the shape of the upper capsule (1) and the lower capsule (3) bonded can be referred to as the generator main body. In the use of such a body for wind power, the contents and functions will be described in the background of FIGS. 3 and 4.

발전기 본체의 내부기능과 외관은 동일하며 상부캡슐(1)외경 상부 중앙에 풍향계(15)를 세우는데, 이 풍향계의 역할은 일반 풍향계와 별다를 바는 없지만, 풍향계의 꼬리날개 안쪽에 풍력조절 스프링(17)이 장착된 것이 특징이다. 이 스프링은 풍속이 필요이상으로 강할 때 공기저항을 덜 받게 하기위하여 꼬리날개가 접어지게 되고 약할 때는 반대로 펼쳐주는 기능을 고안한 것이다. 이 기능은 오뚝이 직립기능이 말해 주듯이 풍향계의 꼬리날개에 필요이상의 공기저항을 받게 되면 발전기가 스스로 일어서지 못하기 때문이다. 그리고 본 풍력 발전기는 풍속이 강하다고 전기 생산이 많이 되는 것이 아니고 설치 지역의 평균 풍속에 맞추어 제작된 발전기의 크기에서 모든 기능이 결정되어 전기 생산 능력도 결정되는 것이다.The internal function and appearance of the generator main body is the same, and the weather vane (15) is erected in the upper center of the upper capsule (1) outer diameter. The role of the wind vane is not different from that of the general weather vane, but the wind control spring inside the tail wing of the wind vane. It is characterized by being equipped with (17). The springs are designed to fold tail wings and unfold when they are weak when the wind speed is stronger than necessary. This is because the generator can't stand on its own when the wind vane receives more air resistance than the wind vane's tail wing says. And this wind generator is not a lot of electricity production because the wind speed is strong, but all functions are determined in the size of the generator manufactured according to the average wind speed of the installation area, the electricity production capacity is also determined.

이상과 같은 풍향계를 상부캡슐(1) 꼭대기에 고정하면 풍향계(15) 꼬리에서 공기저항을 받으면 풍향계를 지지하고 있는 대를 동력전달 지렛대(18)라고 하는데, 이 동력전달 지렛대로 풍력 동력이 발전기 몸체를 기우뚱 거리게 하여 진자식 발전기가 작동되는 것이다.When the wind vane is fixed to the top of the upper capsule (1), when the wind resistance is received from the tail of the wind vane (15), the support for the wind vane is called a power transmission lever (18). The pendulum generator is working by tilting.

이와 같이 풍향계의 작은 공기저항에도 발전기가 작동되는 것은 본 발전기가 수면위에서 진자운동으로 작동되기 때문에 오뚝이 몸체와 같은 물체가 수면위에 띄워지면 손가락으로 살짝만 건드려도 기우뚱 거리게 되는데, 여기에는 지구상에 존재 하는 물질 중에 기체 다음으로 마찰저항이 적은 것이 액체라 할 것이다. 이와 같이 액체 중에서도 점도가 약한 물을 오뚝이의지지 받침으로 이용하면서 발전기의 외경하부, 즉 수면과 맞닿는 부분인 하부캡슐(3)의 모양을 반원형을 채택하였으므 로 마찰저항이 거의 없을 뿐만 아니라 동력전달 지렛대(18)와 같은 긴 막대가 지렛대 역할을 하여 동력을 전달하기 때문에 미풍에도 작동되는 것이다.Like this, the generator is operated even with small air resistance of the wind vane because the generator is operated by pendulum movement on the surface of the water. The least frictional resistance next to the gas is called liquid. As the semi-circular shape is adopted as the shape of the lower capsule (3), which is the lower diameter of the generator, that is, the part which is in contact with the water, using water with weak viscosity as the support base of the tower, there is little frictional resistance and power transmission. Long rods, such as the lever 18, acts as a lever to transfer power, so it works even in the breeze.

상기와 같은 풍력발전용 발전기를 풍력으로 작동하려면 발전기가 들어갈 물통(22)에 물을 담고 그 수면위에 본 발전기를 띄워서 물통(22)용기와 발전기가 충돌하여 기우뚱거림에 장애를 받지 않도록 하부캡슐 외경에 있는 연결고리(14)와 물통(22)사이를 한계이동만 허용될 수 있도록 지지 줄(11)로 연결하면 오뚝이 발전기를 풍력으로 작동되는 기능이 되는 것이다.To operate the wind turbine generator as described above, the water is contained in the bucket 22 into which the generator is to be placed, and the generator is floated on the surface of the bucket so that the bucket and the generator collide with the lower capsule so as not to obstruct the obstruction. If the connection between the link 14 and the bucket 22 in the support line (11) so that only the limit movement is allowed to be a function to operate the wind turbine generator.

이 풍력 발전기는 도면 4을 보는 것과 같이 풍속이 좋은 대지위에 그냥 갖다 놓으면 되고, 철탑 기둥(28)에 트러스 선반(29)구조물 위에 진열 고정하여도 전기를 생산할 수 있으며 풍속만 있으면 시설이 간편하고 기존의 풍력발전 풍속보다 더 적은 풍속으로도 발전이 가능할 뿐만 아니라, 전기 생산 능력과 시설비용 등 모든 기능에서 우수한 기술이다.As shown in Figure 4, the wind generator can be simply placed on a high-wind ground, and the electricity can be produced even if the wind tower is fixed on the truss shelf 29 structure on the pylon column 28. It is possible to generate electricity with less wind speed than wind power, and it is excellent technology in all functions such as electricity production capacity and facility cost.

발전기 생산 공장 및 발전소 사업이 있고 발전소 시공사업과 개인건물 풍력발전 시공 사업을 할 수 있으며 해외로 기술수출도 가능하다.There are generator production plant and power plant business, power plant construction business and wind power construction business for individual building, and technology export to overseas.

도 1은 본 발명의 파력발전기 구성도1 is a configuration of a wave generator of the present invention

도 2은 본 발명의 파력발전 실시도2 is a wave power generation embodiment of the present invention

도 3은 본 발명의 풍력발전기 구성도Figure 3 is a wind turbine generator configuration of the present invention

도 4은 본 발명의 풍력발전 실시도Figure 4 is a wind turbine implementation of the present invention

Claims

In order to apply the principle of movement of the stump, the solenoid, which is attached to the electric generator, is laid on the floor and the two magnets with different poles are made into one weight and suspended on the top, or the magnet weight function becomes the bottom and the solenoid is added. A generator function that is pendulum operated by means of two different methods.

Related to models in generator outer spheres.

Use of a generator as described in claim 1 for wave power and wind power.

Apparatus for supplying wind energy to the generator operation by using an air resistance wind vane device in the outer diameter of the body to apply the generator as described in claim 1.