KR20110085534A - Power change apparatus and which uses spiral spring generator - Google Patents

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KR20110085534A
KR20110085534A KR1020100005385A KR20100005385A KR20110085534A KR 20110085534 A KR20110085534 A KR 20110085534A KR 1020100005385 A KR1020100005385 A KR 1020100005385A KR 20100005385 A KR20100005385 A KR 20100005385A KR 20110085534 A KR20110085534 A KR 20110085534A
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신남수
박용선
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신남수
박용선
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Abstract

PURPOSE: A power conversion device and a spring generator including the same are provided to minimize the restriction on the installation and operation and to improve environment-friendly property. CONSTITUTION: A power conversion device comprises first lever difference reducing rods(110a,110b), a second lever difference reducing rod(120), a drive shaft(130), and a driven shaft(140). The first lever difference reducing rod comprises a sun gear and a pinion. A protrusion rod and a recess are included on the center of the pinion. The second lever difference reducing rod comprises the sun gear and pinion. The protrusion rod is included on the center of the rear side of the sun gear and pinion. The drive shaft comprises the recess formed on the side center of the pinion. The driven shaft comprises the protrusion rod formed on the side center of the sun gear.

Description

동력변환장치 및 이를 구비하는 태엽발전기{Power change apparatus and which uses spiral spring generator}Power changer and which uses spiral spring generator

본 발명은 구성이 간단하고 동력변환효율이 우수하며 그 유지 보수 작업이 용이한 동력변환장치 및 이를 구비하는 태엽발전기에 관한 것이다.
The present invention relates to a power converter having a simple configuration, excellent power conversion efficiency, and easy maintenance, and a wind power generator having the same.

주지된 바와 같이, 전력을 생산하는 방법으로는 수력발전과 화력발전 및 원자력 발전이 널리 이용되고 있으나 상기 화력발전 및 원자력 발전은 주로 화석원료 및 방사성 물질을 사용 및 양산하게 되므로 환경 친화적이지 못하였다는 문제가 있었고, 상기 수력발전은 그 투자비용 등에 비해 발전효율이 저조하였다는 문제가 있었다.As is well known, hydroelectric power generation, thermal power generation, and nuclear power generation are widely used as a method of generating electric power, but the thermal power generation and nuclear power generation are not environmentally friendly since they mainly use and mass produce fossil raw materials and radioactive materials. There was a problem, and the hydroelectric power generation had a problem of low power generation efficiency compared to the investment cost.

따라서 근래에는 태양열이나 풍력, 지열 등의 자연력을 이용하는 방안이 많이 연구 개발 되고는 실정이나, 이 또한 설비의 건립 및 유지관리에 소요되는 비용이 대규모이고, 자연의 힘을 이용해야만 했으므로 설치여건, 기후여건 등에 있어 많은 제약이 따르게 된다는 문제가 있었다.Therefore, in recent years, the use of natural forces such as solar heat, wind power, and geothermal heat has been researched and developed. However, the cost of constructing and maintaining the facilities is large, and it has to use the power of nature. There was a problem that many restrictions will follow.

본 발명인은 위와 같은 제반적인 문제를 해소하고자 특허출원 제10-2009-0113031호‘태엽을 동력원으로 하는 발전기’를 개시한 바가 있다.The present inventor has disclosed a patent application No. 10-2009-0113031 "generator with a spring power source" to solve the above problems.

그러나, 위 선행발명은 앞서 본 종래의 문제점을 해소할 수는 있었으나, 비교적 그 구성이 복잡하였고 설치공간이 많이 요구되었으며 유지 보수가 곤란한 문제가 발생 되었다.However, the preceding invention was able to solve the problems of the prior art, but the configuration was relatively complicated, a lot of installation space was required, and the maintenance was difficult.

따라서, 본 발명인은 위와 같은 제반적인 문제를 해소하고자 본 발명을 창작하여 완성하기에 이르렀다.
Therefore, the present inventors have come to create and complete the present invention in order to solve the above general problems.

본 발명은 전술한 문제를 해소하고자 안출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 하나의 장치로서 저속의 회전에너지를 고속의 회전에너지로 변환할 수 있으므로, 그 구성이 단순하고 유지 보수가 간단하며 동력변환효율이 우수한 동력변환장치를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-described problem, the technical problem to be solved by the present invention is a device that can convert the low-speed rotational energy into high-speed rotational energy, the configuration is simple and maintenance is simple And the purpose is to provide a power converter with excellent power conversion efficiency.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 위와 같은 동력변환장치를 이용하여 환경 친화적이고 그 설치 및 운용상의 제약이 최소화될 수 있는 동력변환장치 및 이를 구비하는 태엽발전기를 제공함에 그 목적이 있다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a power converter and a wind turbine having the same, which is environmentally friendly and minimizes the restrictions on its installation and operation using the power converter as described above.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 태엽의 수동 또는 자동 감김 작용이 실시될 경우 거기에 소요되는 동력이 최소화될 수 있는 동력변환장치 및 이를 구비하는 태엽발전기를 제공함에 있다.
Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a power converter which can minimize the power required when the manual or automatic winding action of the mainspring is carried out, and a wind power generator having the same.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 동력변환장치(100)는, 상호 대향 되는 면의 중심이 일체로 연결 구성되는 태양기어(111) 및 피니언(112)과, 상기 태양기어(111) 및 피니언(112)의 그 각 이면의 중심에는 돌기봉(113) 및 요홈(114)이 구비되는 수 개의 제1감차열(110a, 110b); 상호 대향 되는 면의 중심이 일체로 연결 구성되는 태양기어(121) 및 피니언(122)과, 상기 태양기어(121) 및 피니언(122)의 그 각 이면의 중심에는 돌기봉(123a, 123b)이 구비되는 제2감차열(120); 그 일단부에는 피니언(131)이 일체로 축설되고, 상기 피니언(131)의 측면 중심부위에는 요홈(132)이 구비되는 주동축(130); 그 일단부에는 태양기어(141)가 일체로 축설되고, 상기 태양기어(141)의 측면 중심부위에는 돌기봉(142)이 구비되는 종동축(140); 이 포함되는 것으로서, 상기한 제1감차열 중 어느 하나(110a)는 그 돌기봉(113)이 상기 주동축(130)의 요홈(132)에서 회동 가능하게 삽입되고 그 요홈(114)에는 상기 종동축(140)의 돌기봉(142)이 회동 가능하게 삽입되며, 상기한 제1감차열 중 다른 하나(110b)는 그 태양기어(111)가 상기 주동축(130)의 피니언(131)과 치합하고 그 피니언(112)은 상기한 제1감차열(110a)의 태양기어(111)와 치합하며 그 요홈(114)에는 상기 제2감차열(120)의 돌기봉(123a)이 회동 가능하게 삽입되어 이루어지는 특징이 있다.The power converter 100 according to the present invention for achieving the above object, the sun gear 111 and the pinion 112 is configured to be integrally connected to the center of the mutually opposing surfaces, the sun gear 111 and At the center of each rear surface of the pinion 112, a plurality of first reduction columns 110a and 110b are provided with a protrusion bar 113 and a recess 114. The sun gear 121 and the pinion 122 having the centers of the mutually opposing faces integrally connected to each other, and the protruding rods 123a and 123b at the centers of the rear surfaces of the sun gear 121 and the pinion 122. A second derating row 120 provided; A pinion 131 integrally formed at one end thereof, and a main shaft 130 having a recess 132 formed on a side center portion of the pinion 131; A driven shaft 140 having a sun gear 141 integrally disposed at one end thereof and having a protrusion rod 142 on a central portion of the side of the sun gear 141; As it is included, any one of the first reduction heat (110a) is the projection bar 113 is inserted rotatably in the groove 132 of the main shaft 130 and the groove 114 in the bell The protrusion bar 142 of the coaxial 140 is rotatably inserted, and the other one 110b of the first reduction sequence has its sun gear 111 in contact with the pinion 131 of the main shaft 130. And the pinion 112 engages with the sun gear 111 of the first reduction row 110a and the protrusion 114 of the second reduction row 120 is rotatably inserted into the groove 114. There is a characteristic that becomes.

또한, 상기 제1감차열(110b)의 돌기봉(113) 및 상기 제2감차열(120)의 돌기봉(123b)이 회동 가능하게 관통 및 지지 되게 되는 지지체(150)가 더 포함됨이 바람직하다.In addition, the protrusion rod 113 of the first reduction heat 110b and the protrusion rod 123b of the second reduction heat array 120 may further include a support 150 to be rotatably penetrated and supported. .

그리고, 상기 요홈(114, 132)의 내부에는 베어링(3)이 더 구비됨이 좋다.In addition, the inside of the grooves 114 and 132 may be further provided with a bearing (3).

위와 같은 특징을 가지는 동력변환장치는 발전기에 적용될 수 있는 바, 본 발명에 따른 동력변환장치가 구비되는 태엽발전기는, 전술한 구성의 동력변환장치(100); 상기 동력변환장치(100)의 주동축(130) 상에 축설되고 상기 주동축(130)과 연동되는 것으로서, 그 탄성복원력으로 인해 풀림 작용이 개시될 때에는 상기 주동축(130)을 일측 방향으로 회전시키게 되고, 상기 주동축(130)이 타측방향으로 회동 되게 될 때에는 감김 작용이 실시되게 되는 태엽(200); 상기 동력변환장치(100)의 종동축(140)과 연동됨으로써 전력을 생산하게 되는 전기발생부(300); 상기 전기발생부(300)에서 생산된 전기에너지가 저장되는 축전지(400); 그 작동이 개시될 때에는 상기 주동축(S1)이 타측방향으로 역회전되도록 상기 주동축(S1)에 동력을 제공하게 되는 태엽권취모터(500); 상기 태엽(1)의 과풀림 상태를 감지하고, 이를 감지할 경우 일정시간 동안 상기 축전지(400)의 전원이 상기 태엽권취모터(500)에 공급되도록 하는 감지센서(600); 가 포함되는 특징이 있다.The power converter having the above characteristics can be applied to the generator bar, the wind power generator provided with the power converter according to the present invention, the power converter 100 of the above configuration; Established on the main shaft 130 of the power converter 100 and interlocked with the main shaft 130, when the release action is initiated due to the elastic restoring force, the main shaft 130 is rotated in one direction When the main shaft 130 is rotated in the other direction, the winding spring 200 is to be carried out; An electricity generator 300 which generates power by interlocking with the driven shaft 140 of the power converter 100; A storage battery 400 in which electrical energy produced by the electricity generating unit 300 is stored; A winding wind motor 500 which provides power to the main shaft S1 such that the main shaft S1 is reversely rotated in the other direction when the operation is started; A sensing sensor 600 which detects an over-loosening state of the mainspring 1 and supplies power of the storage battery 400 to the main winding motor 500 for a predetermined time when detecting the over-loosening state of the mainspring 1; There is a feature included.

이때, 상기 태엽권취모터(500)는 상기 동력변환장치(100)의 제1감차열(110b)측 돌기봉(113)과 연동됨이 바람직하다.At this time, the winding winding motor 500 is preferably interlocked with the protruding rod 113 of the first reduction heat (110b) side of the power converter 100.

여기서, 상기 동력변환장치(100)의 제1감차열(110b)측 돌기봉(113)은 수동핸들(2)과 연동 됨이 더욱 바람직하다.Here, it is more preferable that the first rod of deceleration (110b) side projection bar 113 of the power converter 100 is interlocked with the manual handle (2).

더욱 바람직하게는, 상기 감지센서(600)는 그 접점부(610)가 상기 태엽(200)을 이루는 판스프링의 최외곽측면(201)과 일정거리 이격된 상태로서 상호 대향 되게 위치되고, 상기 접점부(610)는 상기 태엽(200)이 과풀림 상태가 될 경우 상기 판스프링의 최외곽측면(201)에 의해 가압됨으로써 접점됨에 따라 작동될 수 있도록 구현됨이 좋다.
More preferably, the detection sensor 600 is positioned so that the contact portion 610 is opposed to each other as a predetermined distance from the outermost side surface 201 of the leaf spring constituting the spring 200, the contact The part 610 may be embodied to be operated by being contacted by being pressed by the outermost side surface 201 of the leaf spring when the mainspring 200 is in the over-loosening state.

이상의 본 발명에 따르면, 본 발명에 따른 동력변환장치는 하나의 장치로서 저속의 회전에너지를 고속의 회전에너지로 변환할 수 있으면서도, 그 동력변환효율이 매우 우수하므로, 발전기 등에 적용될 수 있게 되는 이점이 있다.According to the present invention, the power converter according to the present invention can convert the low-speed rotational energy into high-speed rotational energy as one device, while the power conversion efficiency is very excellent, the advantage that can be applied to a generator, etc. have.

또한, 본 발명에 따른 동력변환장치 및 이를 구비하는 태엽발전기는 환경 친화적이고 그 설치 및 운용상의 제약이 최소화될 수 있게 되는 장점이 있다.In addition, the power converter and the wind turbine having the same according to the present invention has an advantage of being environmentally friendly and minimizing the restrictions on its installation and operation.

나아가, 본 발명에 따른 동력변환장치 및 이를 구비하는 태엽발전기는 그 구성이 단순하고, 우수한 발전효율을 가지며, 설치 공간이 최소화될 수 있고, 태엽의 수동 및 자동 감김 작용이 실시될 경우 거기에 소요되는 동력이 최소화될 수 있으므로 비교적 장시간 동안 발전작용이 지속될 수 있게 되는 작용효과를 발휘하게 된다.
Furthermore, the power converter according to the present invention and the spring generator having the same are simple in configuration, have excellent power generation efficiency, can be minimized in installation space, and are required therein when manual and automatic winding of the spring are carried out. Since the power can be minimized, the power generation effect can be maintained for a relatively long time.

본 발명의 그 밖의 특정한 장점들은 이하의 상세한 설명을 통하여 보다 구체화 될 것이다.
Other specific advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description.

도 1은 본 발명에 따른 동력변환장치의 내부 구성을 도시한 단면도.
도 2는 도 1의 A-A'선 단면도.
도 3은 도 1의 주동축과 제1감차열 및 종동축의 구성을 나타낸 단면도.
도 4는 도 1의 제1감차열 및 제2감차열의 구성을 나타낸 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 동력변환장치가 구비되는 태엽발전기의 구성도.1 is a cross-sectional view showing the internal configuration of a power converter according to the present invention.
2 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 1.
3 is a cross-sectional view showing the configuration of the main shaft, the first reduction row and the driven shaft of FIG.
4 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a first reduction train and a second reduction train of FIG. 1.
5 is a block diagram of a wind power generator having a power converter according to the present invention.

이하에서는 다음에서 설명되는 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 동력변환장치 및 이를 구비하는 태엽발전기의 바람직한 실시예에 대하여 살펴보기로 한다.
Hereinafter, a preferred embodiment of a power converter and a wind turbine having the same will be described with reference to FIGS. 1 to 5 described below.

도 1은 본 발명에 따른 동력변환장치(100)의 내부 구성을 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1의 A-A'선 단면도이며, 도 3은 도 1의 주동축과 제1감차열 및 종동축의 구성을 나타낸 단면도이고, 도 4는 도 1의 제1감차열 및 제2감차열의 구성을 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing the internal configuration of the power converter 100 according to the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view taken along the line AA 'of Figure 1, Figure 3 is a main shaft and the first reduction heat of Figure 1 It is sectional drawing which shows the structure of a driven shaft, and FIG. 4 is sectional drawing which shows the structure of the 1st reduction row and the 2nd reduction row of FIG.

도 1 내지 도 4를 살펴보면, 본 발명에 따른 동력변환장치(100)는, 이를 구성하는 구성요소들로서는 각각 하나씩의 주동축(130)과 종동축(140) 및 제2감차열(120)과, 2개의 제1감차열(110a, 110b)이 지지체(150)에 의해 고정 및 체결됨으로서 지지되게 되는 구조로 이루어진다(도 1 참조).1 to 4, the power converter 100 according to the present invention, the components constituting the main shaft 130, the driven shaft 140 and the second reduction column 120 and each one The two first reduction columns 110a and 110b are configured to be supported by being fixed and fastened by the support 150 (see FIG. 1).

그 구성요소들에 대해 보다 구체적으로 살펴보면, 도 3 및 도 4에서 보는 바와 같이, 제1감차열(110a, 110b)은 상호 대향 되는 면의 중심이 일체로 연결 구성되는 태양기어(111) 및 피니언(112)과, 상기 태양기어(111) 및 피니언(112)의 그 각 이면의 중심에는 돌기봉(113) 및 요홈(114)이 구비된다.Looking at the components in more detail, as shown in Figures 3 and 4, the first gear-reduction train (110a, 110b) is the sun gear 111 and the pinion is formed integrally connected to the center of the mutually opposing faces Reference numeral 112 and a projection bar 113 and a groove 114 are provided at the centers of the rear surfaces of the sun gear 111 and the pinion 112.

또한, 상기 제2감차열(120)은 상호 대향 되는 면의 중심이 일체로 연결 구성되는 태양기어(121) 및 피니언(122)과, 상기 태양기어(121) 및 피니언(122)의 그 각 이면의 중심에는 돌기봉(123a, 123b)이 구비된다(도 4 참조).In addition, the second reduction heat array 120 is a sun gear 121 and the pinion 122, the centers of the surfaces facing each other are integrally connected, and the rear surfaces of the sun gear 121 and the pinion 122 At the center of the projection bar (123a, 123b) is provided (see Figure 4).

상기 주동축(130)은, 그 일단부에는 피니언(131)이 일체로 축설되고, 상기 피니언(131)의 측면 중심부위에는 요홈(132)이 구비된다(도 3 참조).The main shaft 130, the pinion 131 is integrally arranged at one end thereof, the groove 132 is provided on the side center portion of the pinion 131 (see Fig. 3).

상기 종동축(140)은, 그 일단부에는 태양기어(141)가 일체로 축설되고, 상기 태양기어(141)의 측면 중심부위에는 돌기봉(142)이 구비되는 구조로 이루어진다(도 3 참조). The driven shaft 140 has a structure in which a sun gear 141 is integrally arranged at one end thereof, and a protrusion rod 142 is provided on a central portion of the side surface of the sun gear 141 (see FIG. 3).

그 체결구성에 관하여 살펴보면, 상기한 제1감차열 중 어느 하나(110a)는 그 돌기봉(113)이 상기 주동축(130)의 요홈(132)에서 회동 가능하게 삽입되고 그 요홈(114)에는 상기 종동축(140)의 돌기봉(142)이 회동 가능하게 삽입되며, 상기한 제1감차열 중 다른 하나(110b)는 그 태양기어(111)가 상기 주동축(130)의 피니언(131)과 치합하고 그 피니언(112)은 상기한 제1감차열(110a)의 태양기어(111)와 치합하며 그 요홈(114)에는 상기 제2감차열(120)의 돌기봉(123a)이 회동 가능하게 삽입되는 구조로 이루어진다. 여기서, 상기 제1감차열(110b)의 돌기봉(113)과, 상기 제2감차열(120)의 돌기봉(123b)과, 상기 주동축(130) 및, 상기 종동축(140)은 지지체(150)의 소정 부위를 관통하게 됨으로써 이들 각각이 회동 가능하게 지지되는 구조로 이루어진다(도 1 및 도 2 참조).Looking at the fastening configuration, any one of the first reduction heat (110a) is the projection bar 113 is inserted rotatably inserted in the groove 132 of the main shaft 130, the groove 114 The protrusion rod 142 of the driven shaft 140 is rotatably inserted, and the other one of the first reduction trains 110b has the sun gear 111 of the pinion 131 of the main shaft 130. And the pinion 112 are engaged with the sun gear 111 of the first reduction heat 110a, and the protrusion 114 123a of the second reduction heat 120 is rotatable in the recess 114. It is made of a structure that is inserted. Here, the protrusion rod 113 of the first reduction row (110b), the projection rod 123b of the second reduction row (120), the main shaft 130 and the driven shaft 140 is a support By penetrating a predetermined portion of 150, each of them has a structure that is rotatably supported (see FIGS. 1 and 2).

이하에서는 본 발명에 따른 동력변환장치(100)의 작동원리에 대하여 살펴보기로 한다.Hereinafter will be described the operation principle of the power converter 100 according to the present invention.

도 1을 기준으로 하여 볼 때, 동력이 주동축(130)에 작용함으로써 상기 주동축(130)이 일정한 방향으로 회동하게 되는 때에는 상기 주동축(130)의 회전에너지는 상기 주동축(130)의 피니언(131)과 치차 결합된 제1감차열(110b)에 전달됨으로써 그 회전수가 1차 가속된다. 이후 상기 제1감차열(110b)을 통해 1차 가속된 회전에너지는 그 하단에서 치차 결합된 또 다른 제1감차열(110a)에 전달됨으로써 2차 가속되게 되고, 그와 같이 2차 가속된 회전에너지는 상기 제1감차열(110a)의 상단에서 치차 결합된 제2감차열(120)에 전달되게 됨으로써 3차 가속된 후, 그(120) 하단에서 치차 결합된 종동축(140)에 전달되게 됨으로써 종동축(140)이 고속으로 회전운동을 실시할 수 있도록 기능하게 된다. 1, when the power acts on the main shaft 130 and the main shaft 130 rotates in a predetermined direction, the rotational energy of the main shaft 130 is determined by the rotation of the main shaft 130. The rotation speed is first accelerated by being transmitted to the first reduction train 110b coupled to the pinion 131. Thereafter, the firstly accelerated rotational energy through the first reduction train 110b is secondly accelerated by being transferred to another first reduction train 110a which is geared at the lower end thereof, and thus the second accelerated rotation. The energy is transmitted to the second reduction train 120 which is geared at the upper end of the first reduction train 110a to be accelerated three times, and then transferred to the driven shaft 140 which is geared at the lower end of the 120. As a result, the driven shaft 140 functions to perform a rotational movement at a high speed.

이때, 주동축(130)과 제1감차열(110a) 및 종동축(140)은 서로 이웃하고 있으나, 각기 다른 회전 수로서 회전운동이 실시될 수 있는 특징을 가지게 된다. 따라서 바람직하게는 상기 요홈(114, 132)의 내부에는 베어링(3)이 구비됨에 따라 이에 삽입되어 회전운동을 실시하게 되는 돌기봉들(113, 123a, 142)과의 마찰력을 최소화 시킬 수 있도록 구현됨이 바람직하다. 마찬가지의 이유로서, 상기 지지체(150)는 상기 주동축(130)와 종동축(140) 및 돌기봉들(113, 123b)과 접하는 부분에도 베어링(3)이 더 구비됨이 바람직하다.
At this time, although the main shaft 130, the first reduction train 110a and the driven shaft 140 are adjacent to each other, it has a feature that the rotary motion can be performed as a different number of rotations. Therefore, as the bearing 3 is preferably provided in the grooves 114 and 132, the friction force between the protrusions 113, 123a and 142 inserted into the grooves 113 and 123a and 142 may be minimized. Is preferred. For the same reason, it is preferable that the support member 150 is further provided with a bearing 3 at a portion in contact with the main shaft 130, the driven shaft 140, and the protrusion rods 113 and 123b.

이와 같은 구성적 특징을 가지는 본 발명에 따른 동력변환장치(100)는 아래에서 보는 바와 같이 발전기에 적용됨으로서 그 효용성을 극대화 할 수 있다.The power converter 100 according to the present invention having the configuration features as described above can be maximized its utility by being applied to a generator.

이하에서는 도 5를 참조하여 동력변환장치(100)를 구비하는 태엽발전기에 대하여 살펴보기로 한다.Hereinafter, with reference to FIG. 5, a spring generator having a power converter 100 will be described.

도 5는 본 발명에 따른 동력변환장치(100)가 구비되는 태엽발전기의 구성도이다.5 is a block diagram of a wind power generator having a power converter 100 according to the present invention.

도 5를 살펴보면, 본 발명에 따른 동력변환장치(100)가 구비된 태엽발전기는 앞서 살핀 바 있는 동력변환장치(100)와, 상기 동력변환장치(100)의 주동축(130) 상에 축설되고 상기 주동축(130)과 연동되는 것으로서 그 탄성복원력으로 인해 풀림 작용이 개시될 때에는 상기 주동축(130)을 일측 방향으로 회전시키게 되고, 상기 주동축(130)이 타측방향으로 회동 되게 될 때에는 감김 작용이 실시되게 되는 태엽(200)과; 상기 동력변환장치(100)의 종동축(140)과 연동됨으로써 전력을 생산하게 되는 전기발생부(300); 상기 전기발생부(300)에서 생산된 전기에너지가 저장되는 축전지(400); 그 작동이 개시될 때에는 상기 주동축(S1)이 타측방향으로 역회전되도록 상기 주동축(S1)에 동력을 제공하게 되는 태엽권취모터(500) 및; 상기 태엽(1)의 과풀림 상태를 감지하고, 이를 감지할 경우 일정시간 동안 상기 축전지(400)의 전원이 상기 태엽권취모터(500)에 공급되도록 함으로써 상기 태엽권취모터(500)가 일정시간 동안 작동되게 하는 감지센서(600);를 포함하는 특징이 있다.Referring to Figure 5, the wind power generator is provided with a power converter 100 according to the present invention is built on the main shaft 130 of the power converter 100 and the power converter 100, which has been previously observed. When the loosening action is started due to its elastic restoring force as being interlocked with the main shaft 130, the main shaft 130 is rotated in one direction, and the main shaft 130 is wound when the main shaft 130 is rotated in the other direction. A mainspring 200 in which the action is carried out; An electricity generator 300 which generates power by interlocking with the driven shaft 140 of the power converter 100; A storage battery 400 in which electrical energy produced by the electricity generating unit 300 is stored; A winding wind motor 500 which provides power to the main shaft S1 so that the main shaft S1 is reversely rotated in the other direction when the operation is started; Detecting the over-loosening state of the mainspring (1), if it detects the power of the battery 400 is supplied to the main winding motor (500) for a predetermined time by the winding wind motor (500) for a predetermined time It is characterized in that it comprises a; sensor 600 to be activated.

여기서, 상기 태엽권취모터(500) 및 수동핸들(2)은 각각 상기 동력변환장치(100)의 제1감차열(110b)측 돌기봉(113)과 연동 되는 구조로 이루어진다.Here, the winding winding motor 500 and the manual handle 2 is made of a structure that is interlocked with the protrusion rod 113 side of the first reduction heat (110b) of the power converter 100, respectively.

이를 보다 구체적으로 설명하면, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제1감차열(110b)측 돌기봉(113)은 지지체(150)의 외부로 돌출되어 연장된 구조이고, 상기 돌기봉(113)의 외경 상에는 2개의 일방향 베어링(3a, 3b)이 일정한 간격을 두고 끼움 설치되며, 이들 일방향 베어링(3a, 3b)의 외경 상에는 각각의 풀리(P4, P6)가 체결된다. 상기 풀리(P4)는 동력전달벨트(V2)를 통해 수동핸들(2)이 구비된 샤프트(5)에 구비된 풀리(P3)와 연결되고, 상기 풀리(P6)는 동력전달벨트(V3)를 통해 태엽권취모터(500)의 구동축 상에 축설된 풀리(P5)와 연결된다.In more detail, as shown in FIG. 5, the first reduction row 110b side protrusion bar 113 protrudes to the outside of the support 150 and extends to the protrusion bar 113. On the outer diameter of the two one-way bearings (3a, 3b) are fitted at regular intervals, the respective pulley (P4, P6) is fastened on the outer diameter of these one-way bearing (3a, 3b). The pulley P4 is connected to the pulley P3 provided on the shaft 5 with the manual handle 2 via the power transmission belt V2, and the pulley P6 connects the power transmission belt V3. It is connected to the pulley (P5) arranged on the drive shaft of the wind winding motor 500 through.

한편, 감지센서(600)는 그 접점부(610)가 상기 태엽(200)을 이루는 판스프링의 최외곽측면(201)과 일정거리 이격된 상태로서 상호 대향 되게 위치되고, 상기 접점부(610)는 상기 태엽(200)이 과풀림 상태가 될 경우 상기 판스프링의 최외곽측면(201)에 의해 가압됨으로써 접점 및 작동된다.On the other hand, the detection sensor 600 is positioned so that the contact portion 610 is opposed to each other as a predetermined distance from the outermost side surface 201 of the leaf spring constituting the spring 200, the contact portion 610 When the mainspring 200 is in the over-loosening state, the contact is operated by being pressed by the outermost side surface 201 of the leaf spring.

그리고, 상기 종동축(140) 상에는 풀리(P1)가 구비되고, 상기 풀리(P1)는 동력전달벨트(V1)를 통해 전기발생부(300)의 구동축 상에 축설된 풀리(P2)와 연결되는 구성을 취하고 있다.And, the pulley (P1) is provided on the driven shaft 140, the pulley (P1) is connected to the pulley (P2) arranged on the drive shaft of the electricity generating unit 300 through the power transmission belt (V1). It is taking a configuration.

그 전기적 연결구조에 있어서는, 상기 전기발생부(300)는 축전지(400)와 연결되고, 상기 축전지(400)는 감지센서(600)의 입력단과 연결되며 상기 감지센서(600)의 출력단은 태엽권취모터(500)와 연결되어 있다.
In the electrical connection structure, the electricity generating unit 300 is connected to the storage battery 400, the storage battery 400 is connected to the input terminal of the sensor 600, the output terminal of the sensor 600 is winding winding It is connected to the motor 500.

이하에서는 본 발명에 따른 동력변환장치(100)가 구비되는 태엽발전기의 작동원리에 대하여 살펴보기로 한다.Hereinafter will be described the operation principle of the wind power generator having the power converter 100 according to the present invention.

먼저, 도 5를 기준으로 하여 볼 때, 사용자가 수동핸들(2)을 하측방향으로 회동시키게 되면 2개의 풀리(P3, P4)에는 동력전달벨트(V2)를 통해 벨트장력이 발생되게 되고, 풀리(P4)의 기저부에 위치되는 일방향 베어링(3a)에는 일정한 세기의 벨트장력이 인가되게 된다. 여기서 상기한 2개의 일방향 베어링(3a, 3b)은 도 5를 기준으로 하여 볼 때 하측방향으로는 구름작용이 일어나지 아니하고 그 반대방향인 상측방향으로만 구름작용이 실시되도록 설정되어 있으므로, 앞서 본 바와 같이 수동핸들(2)을 통해 벨트장력이 인가되는 일방향 베어링(3a)은 돌기봉(113)의 외경을 압박하게 됨으로써 돌기봉(113)과 동일 회동되게 된다. 이때 다른 일방향 베어링(3b)에는 벨트장력이 작용하지 아니하는 상태이므로 상기 일방향 베어링(3b)은 돌기봉(113)과 겉도는 상태가 된다. First, referring to FIG. 5, when the user rotates the manual handle 2 downward, two pulleys P3 and P4 generate belt tension through the power transmission belt V2. The belt tension of a certain strength is applied to the one-way bearing 3a located at the base of P4. Here, since the two one-way bearings 3a and 3b are set so that the rolling action does not occur in the downward direction and the rolling action is performed only in the opposite direction, as shown in FIG. As described above, the one-way bearing 3a to which the belt tension is applied through the manual handle 2 is pressed by the outer diameter of the protrusion rod 113 to be rotated in the same manner as the protrusion rod 113. At this time, since the belt tension is not applied to the other one-way bearing (3b), the one-way bearing (3b) is in the state of the outer surface with the protrusion rod 113.

이후, 돌기봉(113)이 도 5를 기준으로 하여 볼 때 하측방향으로 회전하게 되면, 도 1에서 보는 바와 같이 제1감차열(110b)의 태양기어(111)를 통해 그 회동수가 감속되게 되고 그와 같이 감속된 회전에너지는 주동축(130)의 피니언(131)을 통해 전달됨으로써 그 회전수는 감속된 상태이나 작은 힘으로써 주동축(130)을 상측방향으로 회동시키게 되고, 따라서 상기 주동축(130)과 연결된 태엽(200)은 수동 감김 작용이 개시되게 된다.Subsequently, when the protrusion rod 113 rotates in a downward direction when viewed based on FIG. 5, the number of revolutions of the protrusion rod 113 is reduced through the sun gear 111 of the first reduction train 110b. The decelerated rotational energy is transmitted through the pinion 131 of the main shaft 130 so that the rotational speed of the main shaft 130 is rotated upward by the decelerated state or the small force, and thus the main shaft Manual winding 200 is connected to 130 is a manual winding action is to be started.

이러한 태엽(200)의 수동 감김 작용이 어느 정도 완료되게 되면, 사용자는 수동핸들(2)에 더 이상의 외력을 가하지 아니함으로써, 본 발명에 따른 태엽발전기는 후술하게 될 발전 작용을 개시하게 된다.When the manual winding action of the mainspring 200 is completed to some extent, the user does not apply any external force to the manual handle 2 so that the self-winding power generator according to the present invention starts the power generation operation to be described later.

상기 발전 작용에 대해 살펴보면, 도 5를 기준으로 하여 볼 때 주동축(130)이 태엽(200)의 탄성복원력으로 인해 하측방향으로 회동하게 되고, 그와 같은 회전운동운 앞서 본 동력변환장치(100)를 통해 그 회전수가 가속되어 종동축(140)이 고속으로 회전운동이 실시되도록 기능하게 된다. 이때, 상기 돌기봉(113)은 상측방향으로 회동하게 되므로 2개의 일방향베어링(3a, 3b)은 돌기봉(113)과 구름작용이 실시됨으로써 이들(3a, 3b)은 돌기봉(113)과 겉도는 상태가 되므로 아무런 작용효과가 발휘되지 못하게 된다.Looking at the power generation operation, when the main shaft 130 is rotated in the downward direction due to the elastic restoring force of the mainspring 200, as shown in FIG. The rotation speed is accelerated through) so that the driven shaft 140 performs a rotational motion at a high speed. At this time, the protrusion rod 113 is rotated in the upward direction, so that the two one-way bearings (3a, 3b) and the protrusion rod 113 and the rolling action is carried out so that these (3a, 3b) and the outer surface of the protrusion rod 113 It becomes a state so that no action is exerted.

이와 같은 발전 작용이 일정시간 동안 지속 되게 되면, 상기 태엽(200)의 탄성복원력은 점차 소진되게 되고, 그와 같은 태엽(200)은 감지센서(600)를 작동시키게 됨으로써 아래에서 살펴보는 바와 같은 태엽(200)의 자동 감김 작용이 실시되게 된다.When such a power generation operation is continued for a certain time, the elastic restoring force of the mainspring 200 is gradually exhausted, and the mainspring 200 is operated as the sensor 200 is operated by the mainspring as described below. Automatic winding of the 200 is to be carried out.

상기 태엽(200)의 자동 감김 작용에 대해 살펴보면, 전술한 발전 작용이 일정 시간 동안 지속되게 되면, 상기 태엽(200)은 계속적인 풀림 작용으로 인해 도 5에서 보는 바와 같이 판스프링의 최외곽측면(201)이 감지센서(600)의 접점부(610)를 가압하게 됨으로써 상기 접점부(610)가 접점 되게 된다. 상기 감지센서(600)의 접점부(610)가 접점 되면 상기 감지센서(600)는 상기 축전지(400)에 저장된 전기를 일정시간 동안 태엽권취모터(500)에 공급하게 됨으로써 태엽권취모터(500)가 일정시간 동안 작동될 수 있도록 제어하게 된다. 여기서, 상기 태엽권취모터(500)는 그 구동축이 도 5을 기준으로 하여 볼 때 하측방향으로 회동하게 되므로, 그와 같은 구동력은 태엽권취모터(500)의 구동축 상에 장착된 풀리(P5) 및 동력전달벨트(V3)를 통해 돌기봉(113) 상에 장착된 풀리(P6)에 작용하게 된다. 그러므로 상기 풀리(P6)와 연결된 일방향베어링(3b)에는 동력전달벨트(V3)의 궤도운동으로 인해 벨트장력이 인가되게 되고, 상기 일방향베어링(3b)이 돌기봉(113)의 외경을 압박하게 되는바, 상기 돌기봉(113)은 도 5를 기준으로 하여 볼 때 하측방향으로 회전하게 된다. 따라서 상기 돌기봉(113)의 회전운동은 제1감차열(110b)을 통해 그 회전수가 감속되고 그와 같이 감속된 회전에너지는 도 5를 기준으로 하여 볼 때 상기 주동축(130)을 상측방향으로 회동시키게 된다. 이에 따라, 상기 주동축(130)과 연결된 태엽(200)은 자동 감김 작용이 실시되고 그와 같은 자동 감김 작용이 실시되는 상기 태엽(200)은 다시금 탄성복원력을 회복하게 된다.Looking at the automatic winding action of the mainspring 200, if the above-described power generation action is continued for a certain time, the mainspring 200 is the outermost side of the leaf spring as shown in Figure 5 due to the continuous loosening action ( 201) presses the contact portion 610 of the sensor 600, the contact portion 610 is in contact. When the contact portion 610 of the detection sensor 600 is in contact with the detection sensor 600 is supplied to the wind winding motor 500 for a predetermined time the electricity stored in the storage battery 400, the winding wind motor 500 Will be operated for a certain time. Here, the self-winding motor 500 is rotated in the downward direction when the drive shaft is viewed based on Figure 5, such a driving force is a pulley (P5) mounted on the drive shaft of the self-winding winding motor 500 and It acts on the pulley (P6) mounted on the protrusion rod 113 through the power transmission belt (V3). Therefore, the belt tension is applied to the one-way bearing 3b connected to the pulley P6 due to the orbital motion of the power transmission belt V3, and the one-way bearing 3b presses the outer diameter of the protrusion rod 113. Bar, the protrusion rod 113 is rotated in the downward direction when viewed on the basis of FIG. Accordingly, the rotational motion of the protrusion rod 113 is reduced in the number of revolutions through the first reduction train 110b and the rotational energy thus reduced is the upper direction of the main shaft 130 when viewed based on FIG. 5. Will be rotated. Accordingly, the mainspring 200 connected to the main shaft 130 is subjected to the automatic winding action, and the spring 200 to which the automatic winding action is performed again recovers the elastic restoring force.

이때, 상기 돌기봉(113) 상에 삽입된 일방향베어링(3a)은 상기 돌기봉(113) 상에서 겉도는 상태가 된다. 즉, 도 5를 기준으로 하여 볼 때 상기 돌기봉(113)은 하측방향으로 회전운동이 실시되나 상기 일방향베어링(3a)은 그대로 멈춰진 상태이다. At this time, the one-way bearing (3a) inserted on the protrusion bar 113 is in a state of appearance on the protrusion bar 113. That is, when the projection bar 113 is rotated in the downward direction when viewed based on FIG. 5, the one-way bearing 3a is in a stopped state.

이러한 태엽(200)의 자동 감김 작용이 일정시간 동안 진행되면, 상기 감지센서(600)는 상기 태엽권취모터(500)에 제공되는 전기를 차단하게 되므로, 상기 태엽권취모터(500)는 그 작동이 정지되는바, 전술한 태엽(200)의 자동 감김 작용이 중지 내지 완료되게 된다.
When the automatic winding of the mainspring 200 proceeds for a predetermined time, the detection sensor 600 cuts off the electricity provided to the main winding motor 500, and thus, the main winding winding motor 500 operates. As it is stopped, the above-described automatic winding of the mainspring 200 is stopped or completed.

2 : 수동핸들 3 : 베어링
3a, 3b : 일방향 베어링 5 : 샤프트
100 : 동력변환장치 110a, 110b : 제1감차열
111, 121, 141 : 태양기어 112, 122, 131 : 피니언
113, 123a, 123b, 142 : 돌기봉 114, 132 : 요홈
120 : 제2감차열 130 : 주동축
140 : 종동축 150 : 지지체
200 : 태엽 201 : 판스프링의 최외곽측면
300 : 전기발생부 400 : 축전지
500 : 태엽권취모터 600 : 감지센서
610 : 접점부
P1~P6 : 풀리 V1~V3 : 동력전달벨트2: manual handle 3: bearing
3a, 3b: one-way bearing 5: shaft
100: power converter 110a, 110b: first reduction heat
111, 121, 141: Sun gear 112, 122, 131: Pinion
113, 123a, 123b, 142: protrusions 114, 132: grooves
120: second heat shield 130: main coaxial
140: driven shaft 150: support
200: winding 201: outermost side of the leaf spring
300: electricity generating unit 400: storage battery
500: winding winding motor 600: detection sensor
610: contact portion
P1 ~ P6: Pulley V1 ~ V3: Power transmission belt

Claims (7)

상호 대향 되는 면의 중심이 일체로 연결 구성되는 태양기어(111) 및 피니언(112)과, 상기 태양기어(111) 및 피니언(112)의 그 각 이면의 중심에는 돌기봉(113) 및 요홈(114)이 구비되는 수 개의 제1감차열(110a, 110b);
상호 대향 되는 면의 중심이 일체로 연결 구성되는 태양기어(121) 및 피니언(122)과, 상기 태양기어(121) 및 피니언(122)의 그 각 이면의 중심에는 돌기봉(123a, 123b)이 구비되는 제2감차열(120);
그 일단부에는 피니언(131)이 일체로 축설되고, 상기 피니언(131)의 측면 중심부위에는 요홈(132)이 구비되는 주동축(130);
그 일단부에는 태양기어(141)가 일체로 축설되고, 상기 태양기어(141)의 측면 중심부위에는 돌기봉(142)이 구비되는 종동축(140);
이 포함되는 것으로서, 상기한 제1감차열 중 어느 하나(110a)는 그 돌기봉(113)이 상기 주동축(130)의 요홈(132)에서 회동 가능하게 삽입되고 그 요홈(114)에는 상기 종동축(140)의 돌기봉(142)이 회동 가능하게 삽입되며, 상기한 제1감차열 중 다른 하나(110b)는 그 태양기어(111)가 상기 주동축(130)의 피니언(131)과 치합하고 그 피니언(112)은 상기한 제1감차열(110a)의 태양기어(111)와 치합하며 그 요홈(114)에는 상기 제2감차열(120)의 돌기봉(123a)이 회동 가능하게 삽입되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 동력변환장치(100).
The sun gear 111 and the pinion 112 which are integrally connected to the centers of the mutually opposing surfaces, and the protrusions 113 and the grooves are formed at the centers of the rear surfaces of the sun gear 111 and the pinion 112. 114 are provided with several first reduction columns 110a and 110b;
The sun gear 121 and the pinion 122 having the centers of the mutually opposing faces integrally connected to each other, and the protruding rods 123a and 123b at the centers of the rear surfaces of the sun gear 121 and the pinion 122. A second derating row 120 provided;
A pinion 131 integrally formed at one end thereof, and a main shaft 130 having a recess 132 formed on a side center portion of the pinion 131;
A driven shaft 140 having a sun gear 141 integrally disposed at one end thereof and having a protrusion rod 142 on a central portion of the side of the sun gear 141;
As it is included, any one of the first reduction heat (110a) is the projection bar 113 is inserted rotatably in the groove 132 of the main shaft 130 and the groove 114 in the bell The protrusion bar 142 of the coaxial 140 is rotatably inserted, and the other one 110b of the first reduction sequence has its sun gear 111 in contact with the pinion 131 of the main shaft 130. And the pinion 112 engages with the sun gear 111 of the first reduction row 110a and the protrusion 114 of the second reduction row 120 is rotatably inserted into the groove 114. Power converter 100, characterized in that is made.
제1항에 있어서, 상기 제1감차열(110b)의 돌기봉(113) 및 상기 제2감차열(120)의 돌기봉(123b)이 회동 가능하게 관통 및 지지 되게 되는 지지체(150)가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 동력변환장치(100).
The support 150 of claim 1, wherein the protrusion rod 113 of the first reduction heat 110b and the protrusion rod 123b of the second reduction heat 120 are pivotally penetrated and supported. Power converter 100, characterized in that it is included.
제1항에 있어서, 상기 요홈(114, 132)의 내부에는 베어링(3)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 동력변환장치(100).
The power converter (100) according to claim 1, wherein a bearing (3) is further provided inside the groove (114, 132).
제1항에 따른 동력변환장치(100);
상기 동력변환장치(100)의 주동축(130) 상에 축설되고 상기 주동축(130)과 연동되는 것으로서, 그 탄성복원력으로 인해 풀림 작용이 개시될 때에는 상기 주동축(130)을 일측 방향으로 회전시키게 되고, 상기 주동축(130)이 타측방향으로 회동 되게 될 때에는 감김 작용이 실시되게 되는 태엽(200);
상기 동력변환장치(100)의 종동축(140)과 연동됨으로써 전력을 생산하게 되는 전기발생부(300);
상기 전기발생부(300)에서 생산된 전기에너지가 저장되는 축전지(400);
그 작동이 개시될 때에는 상기 주동축(S1)이 타측방향으로 역회전되도록 상기 주동축(S1)에 동력을 제공하게 되는 태엽권취모터(500);
상기 태엽(1)의 과풀림 상태를 감지하고, 이를 감지할 경우 일정시간 동안 상기 축전지(400)의 전원이 상기 태엽권취모터(500)에 공급되도록 하는 감지센서(600);
가 포함되는 것을 특징으로 하는 동력변환장치가 구비되는 태엽발전기.
The power converter 100 according to claim 1;
Established on the main shaft 130 of the power converter 100 and interlocked with the main shaft 130, when the release action is initiated due to the elastic restoring force, the main shaft 130 is rotated in one direction When the main shaft 130 is rotated in the other direction, the winding spring 200 is to be carried out;
An electricity generator 300 which generates power by interlocking with the driven shaft 140 of the power converter 100;
A storage battery 400 in which electrical energy produced by the electricity generating unit 300 is stored;
A winding wind motor 500 which provides power to the main shaft S1 such that the main shaft S1 is reversely rotated in the other direction when the operation is started;
A sensing sensor 600 which detects an over-loosening state of the mainspring 1 and supplies power of the storage battery 400 to the main winding motor 500 for a predetermined time when detecting the over-loosening state of the mainspring 1;
Wind-up generator with a power converter characterized in that it comprises a.
제4항에 있어서, 상기 태엽권취모터(500)는 상기 동력변환장치(100)의 제1감차열(110b)측 돌기봉(113)과 연동 되는 것을 특징으로 하는 동력변환장치가 구비되는 태엽발전기.
The wind turbine of claim 4, wherein the winding winding motor 500 is interlocked with the protruding rod 113 of the first reduction row 110b of the power converter 100. .
제4항에 있어서, 상기 동력변환장치(100)의 제1감차열(110b)측 돌기봉(113)은 수동핸들(2)과 연동 되는 것을 특징으로 하는 동력변환장치가 구비되는 태엽발전기.
The wind turbine generator according to claim 4, wherein the protruding rod (113) on the side of the first reduction heat (110b) side of the power converter (100) is interlocked with the manual handle (2).
제4항에 있어서, 상기 감지센서(600)는 그 접점부(610)가 상기 태엽(200)을 이루는 판스프링의 최외곽측면(201)과 일정거리 이격된 상태로서 상호 대향 되게 위치되고, 상기 접점부(610)는 상기 태엽(200)이 과풀림 상태가 될 경우 상기 판스프링의 최외곽측면(201)에 의해 가압됨으로써 접점됨에 따라 작동되는 것을 특징으로 하는 동력변환장치가 구비되는 태엽발전기.
The method of claim 4, wherein the sensor 600 is positioned so that the contact portion 610 is spaced apart from the outermost side surface 201 of the leaf spring constituting the spring 200 in a predetermined distance from each other, The contact unit 610 is a spring generator provided with a power converter characterized in that when the spring 200 is in the over-loosening state is operated by being contacted by being pressed by the outermost side surface 201 of the leaf spring.
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