KR20120041496A - 자율 동력 발생장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수평의 회전축에 베어링을 매개로 하여 회전풀리가 회전 가능하게 설치되며, 상하로 거리를 두고서 각각 설치되는 한 쌍의 회전지지부와, 회전풀리 각각에 양단이 고정되며, 무한궤도 운동에 의해 회전풀리를 회전시키는 회전벨트와, 회전벨트의 외주면에 아암이 수직을 이루도록 고정되고, 아암의 끝단에 회전벨트의 회전을 유발시키기 위한 중량추가 고정되며, 아암이 하강시 수평을 유지하도록 함과 아울러 상승시 중력방향으로 접히도록 힌지결합부가 마련되고, 회전벨트의 외주면을 따라 간격을 두고서 설치되는 다수의 모멘트변환유닛을 포함하도록 한 자율 동력 발생장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 장소나 기후 환경에 영향을 받지 않고 언제 어디서나 쉽게 설치할 수 있고, 제작과 설치에 소요되는 비용과 시간을 줄일 수 있으며, 안정적이면서도 우수한 효율을 가진 동력을 발생할 수 있다.

Description

자율 동력 발생장치{AUTONOMY POWER GENERATOR}
본 발명은 장소나 기후 환경에 영향을 받지 않고 언제 어디서나 쉽게 설치할 수 있고, 안정적이면서도 우수한 효율을 가진 동력을 발생시키기 위한 자율 동력 발생장치에 관한 것이다.
일반적으로, 산업 설비뿐만 아니라 가정 등에서는 설비나 기기의 동작을 위해 많은 동력을 필요로 한다.
이와 같은 동력 발생을 위하여 석유나 석탄 등을 이용하게 되는데, 화석 연료를 사용할 경우 많은 비용을 지속적으로 지불해야 할 뿐만 아니라, 화석 연료의 연소로 발생되는 가스 등으로 인해 환경 오염을 유발하게 된다.
또한, 화석 연료는 제한된 자원으로 인해 고갈이 필연적이며, 이로 인해 대체 에너지나 재활용 에너지의 개발이 필요하게 되었다. 이러한 필요성으로 인해 풍력과 태양열 등을 이용한 장치가 개발되어 널리 사용되고 있다.
그러나, 이와 같은 대체 에너지 등을 이용한 동력 발생 장치는 바람이나 태양광을 필요로 하게 됨으로써, 설치 장소나 기후 환경에 대한 영향을 받기 때문에 사용에 있어서 많은 제약을 받게 되며, 이로 인해 안정적인 동력 발생을 어렵게 하며, 제작과 설치에 많은 비용과 시간을 소요하는 문제점을 가지고 있었다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 동력 발생 장치에 대한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 장소나 기후 환경에 영향을 받지 않고 언제 어디서나 쉽게 설치할 수 있고, 제작과 설치에 소요되는 비용과 시간을 줄일 수 있으며, 안정적이면서도 우수한 효율을 가진 동력을 발생시키도록 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 동력 발생 장치에 있어서, 수평의 회전축에 베어링을 매개로 하여 회전풀리가 회전 가능하게 설치되며, 상하로 거리를 두고서 각각 설치되는 한 쌍의 회전지지부와, 상기 회전풀리 각각에 양단이 고정되며, 무한궤도 운동에 의해 상기 회전풀리를 회전시키는 회전벨트와, 상기 회전벨트의 외주면에 아암이 수직을 이루도록 고정되고, 상기 아암의 끝단에 상기 회전벨트의 회전을 유발시키기 위한 중량추가 고정되며, 상기 아암이 하강시 수평을 유지하도록 함과 아울러 상승시 중력방향으로 접히도록 힌지결합부가 마련되고, 상기 회전벨트의 외주면을 따라 간격을 두고서 설치되는 다수의 모멘트변환유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 회전지지부는, 상기 베어링이 볼베어링 또는 롤러베어링인 것을 특징으로 한다.
상기 회전지지부는, 상기 베어링이 회전 경계부위에 동일한 자극을 형성함으로써 반발력을 가지도록 하는 자석베어링인 것을 특징으로 한다.
상기 모멘트변환유닛은, 상기 회전벨트를 사이에 두고 상기 아암에 체결되는 고정볼트에 의해 상기 아암이 상기 회전벨트에 고정되도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 모멘트변환유닛은, 상기 힌지결합부가 상기 아암에서 상기 회전벨트에 인접하도록 형성되되, 상기 아암의 측부에 형성됨으로써 상기 아암이 소정의 각도로 접히도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 모멘트변환유닛은, 하강시 상기 아암이 수평상태를 유지하도록 가이드하고, 상승시 하방으로 접힘을 가이드하기 위하여, 힌지결합된 한 쌍의 링크부재 양단이 상기 아암과 상기 회전벨트에 힌지결합되는 것을 특징으로 한다.
상기 모멘트변환유닛은, 상기 아암에서 상기 힌지결합부에 인접하여 상기 아암의 접힘 각도를 제한하는 스토퍼가 마련되고, 상기 아암이 상기 힌지결합부를 중심으로 경사지게 서로 분할되며, 상기 아암의 분할부위에 접힘을 가이드하기 위한 가이드돌기가 마련되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 자율 동력 발생장치에 의하면, 장소나 기후 환경에 영향을 받지 않고 언제 어디서나 쉽게 설치할 수 있고, 제작과 설치에 소요되는 비용과 시간을 줄일 수 있으며, 안정적이면서도 우수한 효율을 가진 동력을 발생시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 자율 동력 발생장치를 도시한 측면도이고,
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 자율 동력 발생장치의 작용을 설명하기 위한 측면도이고,
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 자율 동력 발생장치의 회전지지부를 도시한 측면도이고,
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 자율 동력 발생장치의 회전지지부의 다른 예를 도시한 측면도이다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 자율 동력 발생장치를 도시한 측면도이고,
도 6은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 자율 동력 발생장치의 모멘트변환유닛을 도시한 측면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 또한, 본 발명의 실시예는 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 자율 동력 발생장치를 도시한 측면도이고, 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 자율 동력 발생장치의 작용을 설명하기 위한 측면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 자율 동력 발생장치(100)는 상하로 거리를 두고서 각각 설치되는 한 쌍의 회전지지부(110)와, 회전지지부(110)에 양단이 고정되는 회전벨트(120)와, 회전벨트(120)의 외주면을 따라 간격을 두고서 설치되는 다수의 모멘트변환유닛(130)을 포함한다.
회전지지부(110)는 지면에 설치되는 프레임 등에 중력방향을 따라 상하로 이격되도록 각각 설치됨으로써 한 쌍으로 이루어지고, 수평의 회전축(111)에 베어링(112)을 매개로 하여 회전풀리(113)가 회전 가능하게 설치된다. 여기서, 베어링(112)은 본 실시예에서처럼 볼베어링 또는 롤러베어링으로 이루어질 수 있다.
또한, 회전지지부(110)는 회전풀리(113) 중 어느 하나 또는 모두에 발전기의 로터가 연결됨으로써 회전풀리(113)의 회전에 의해 발전기의 로터를 회전시킴으로써 전력을 발생시키거나, 회전풀리(113) 중 어느 하나 또는 모두에 회전력을 필요로 하는 회전축을 연결시킴으로써 원하는 회전력을 공급하도록 한다.
회전벨트(120)는 회전풀리(113) 각각에 양단이 고정되며, 무한궤도 운동에 의해 회전풀리(113)를 회전시킨다.
한편, 회전벨트(120)는 체인으로 이루어지거나, 내주면을 따라 홈이 다수로 형성될 수 있다. 이때, 회전풀리(113)는 회전벨트(120)가 체인으로 이루어지는 경우, 이러한 회전벨트(120)와의 결합을 위하여 스프라켓으로 이루어질 수 있으며, 회전벨트(120)가 내주면에 다수의 홈이 형성되는 경우, 이러한 회전벨트(120)와의 결합을 위하여 기어 형태의 풀리로 이루어질 수 있다.
모멘트변환유닛(130)은 회전벨트(120)의 외주면을 따라 간격을 두고서 다수로 설치되는데, 각각은 회전벨트(120)의 외주면에 아암(131)이 수직을 이루도록 고정되고, 아암(131)의 끝단에 회전벨트(120)의 회전을 유발시키기 위한 중량추(132)가 고정되며, 아암(131)이 하강시 수평을 유지하도록 함과 아울러 상승시 중력방향으로 접히도록 힌지결합부(133)가 마련된다. 여기서, 아암(131)은 힌지결합부(133)에 의해 접혔을 때, 본 실시예에서처럼 회전축(111)을 서로 연결하는 선분에 대하여 경사를 이루는 각도를 유지할 수 있다.
모멘트변환유닛(130)은 회전벨트(120)를 사이에 두고 아암(131)에 체결되는 고정볼트(미도시)에 의해 아암(131)이 회전벨트(120)에 고정되도록 할 수 있다. 이때, 회전풀리(113)는 회전벨트(120)의 내측으로 돌출되는 고정볼트와의 간섭을 회피하기 위하여 외주면에 홈(미도시)이 형성될 수 있다.
또한, 모멘트변환유닛(130)은 힌지결합부(133)가 아암(131)에서 회전벨트(120)에 인접하도록 형성되되, 아암(131)의 측부에 형성됨으로써 아암(131)이 소정의 각도로 접히도록 할 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 자율 동력 발생장치에 의하면, 회전지지부(210)는 베어링(212)이 회전 경계부위(212a)에 동일한 자극을 형성함으로써 반발력을 가지도록 하는 자석베어링으로 이루어질 수 있다. 여기서, 베어링(212)은 회전 경계부위(212a)에 동일한 자극, 예컨대 도 3에서와 같이 S극과 S극, 또는 도 4에서와 같이 N극과 N 극을 형성하도록 내측과 외측에 각각 배열되어, 회전축(211)과 회전풀리(213)에 각각 고정되는 링형태의 마그네트(212b,212c)로 이루어질 수 있으며, 본 실시예와 달리, 막대자석 등이 동심원으로 2개의 원을 이루도록 다수로 배열되고, 원과 원사이의 회전 경계부위에 동일한 자극을 형성하도록 할 수 있다. 따라서, 회전 경계부위를 기준으로 원활한 회전을 가능하도록 한다.
도 5에 도시되 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 자율 동력 발생장치에 의하면, 모멘트변환유닛(330)은 하강시 아암(331)이 수평상태를 유지하도록 가이드하고, 상승시 하방으로 접힘을 가이드하기 위하여, 힌지결합된 한 쌍의 링크부재(334) 양단이 아암(331)과 회전벨트(320)에 힌지결합된다. 따라서, 링크부재(334)에 의해 아암(331)이 승강시 수평 자세 또는 하방으로 접히는 자세를 안정적으로 유지하도록 한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 자율 동력 발생장치에 의하면, 모멘트변환유닛(430)은 아암(431)에서 힌지결합부(433)에 인접하여 아암(431)의 접힘 각도를 제한하는 스토퍼(435)가 마련되고, 아암(431)이 힌지결합부(433)를 중심으로 경사지게 서로 분할되며, 아암(431)의 분할부위(436)에 접힘을 가이드하기 위한 가이드돌기(437)가 마련된다. 또한, 아암(431)의 끝단에는 회전벨트를 사이에 두고 나사 체결되는 고정볼트(438)가 마련됨으로써 아암(431)이 회전벨트에 고정되도록 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 자율 동력 발생장치의 작용을 제 1 실시예에 따른 자율 동력 발생장치(100)를 예로 들어 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 모멘트변환유닛(130)은 회전벨트(120)의 하강구간(A)에서 아암(131)이 수평을 유지하게 되고, 상승구간(B)에서 아암(131)이 힌지결합부(133)에 의해 중력방향으로 접히게 되며, 이로 인해 회전벨트(120)에 가해지는 모멘트가 하강구간(A)이 상승구간(B)에 비하여 커지게 됨으로써 회전벨트(120)가 지속적으로 무한궤도 운동을 하게 되어 회전풀리(113)가 회전하게 된다.
즉, 회전벨트(120)에 가해지는 모멘트는 회전축(111)을 연결하는 가상의 선분을 기준으로 하강구간(A)에서 중량추(132)까지의 모멘트 아암이 상승구간(B)에서 중량추(132)까지의 모멘트 아암보다 길게 됨으로써 회전벨트(120)가 양측간의 모멘트 불균형에 의해 무한궤도 운동을 하도록 한다. 이때, 하강구간(A)과 상승구간(B)의 경계 구간에서 아암(131)이 접히거나 펴짐에 의해 자세를 전환함으로써 회전벨트(120)의 무한궤도 운동을 지속적으로 유지하도록 한다.
이러한 회전벨트(120)의 무한궤도 운동에 의해 회전하는 회전풀리(113)의 회전력을 이용하여 발전기의 로터를 돌려서 전력을 발생시키거나, 그 밖에 회전력을 이용하는 설비나 기기로 회전력을 공급하도록 한다.
이와 같이 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 자율 동력 발생장치를 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이러한 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
110,210 : 회전지지부 111,211 : 회전축
112,212 : 베어링 113,213 : 회전풀리
120,320 : 회전벨트 130,330,430 : 모멘트변환유닛
131,331,431 : 아암 132 : 중량추
133,433 : 힌지결합부 212a : 회전 경계부위
212b,212c : 마그네트 334 : 링크부재
435 : 스토퍼 436 : 분할부위
437 : 가이드돌기 438 : 고정볼트

Claims (7)

  1. 동력 발생 장치에 있어서,
    수평의 회전축에 베어링을 매개로 하여 회전풀리가 회전 가능하게 설치되며, 상하로 거리를 두고서 각각 설치되는 한 쌍의 회전지지부와,
    상기 회전풀리 각각에 양단이 고정되며, 무한궤도 운동에 의해 상기 회전풀리를 회전시키는 회전벨트와,
    상기 회전벨트의 외주면에 아암이 수직을 이루도록 고정되고, 상기 아암의 끝단에 상기 회전벨트의 회전을 유발시키기 위한 중량추가 고정되며, 상기 아암이 하강시 수평을 유지하도록 함과 아울러 상승시 중력방향으로 접히도록 힌지결합부가 마련되고, 상기 회전벨트의 외주면을 따라 간격을 두고서 설치되는 다수의 모멘트변환유닛
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 동력 발생장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 회전지지부는,
    상기 베어링이 볼베어링 또는 롤러베어링인 것을 특징으로 하는 자율 동력 발생장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 회전지지부는,
    상기 베어링이 회전 경계부위에 동일한 자극을 형성함으로써 반발력을 가지도록 하는 자석베어링인 것을 특징으로 하는 자율 동력 발생장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 모멘트변환유닛은,
    상기 회전벨트를 사이에 두고 상기 아암에 체결되는 고정볼트에 의해 상기 아암이 상기 회전벨트에 고정되도록 하는 것을 특징으로 하는 자율 동력 발생장치.
  5. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 모멘트변환유닛은,
    상기 힌지결합부가 상기 아암에서 상기 회전벨트에 인접하도록 형성되되, 상기 아암의 측부에 형성됨으로써 상기 아암이 소정의 각도로 접히도록 하는 것을 특징으로 하는 자율 동력 발생장치.
  6. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 모멘트변환유닛은,
    하강시 상기 아암이 수평상태를 유지하도록 가이드하고, 상승시 하방으로 접힘을 가이드하기 위하여, 힌지결합된 한 쌍의 링크부재 양단이 상기 아암과 상기 회전벨트에 힌지결합되는 것을 특징으로 하는 자율 동력 발생장치.
  7. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 모멘트변환유닛은,
    상기 아암에서 상기 힌지결합부에 인접하여 상기 아암의 접힘 각도를 제한하는 스토퍼가 마련되고, 상기 아암이 상기 힌지결합부를 중심으로 경사지게 서로 분할되며, 상기 아암의 분할부위에 접힘을 가이드하기 위한 가이드돌기가 마련되는 것을 특징으로 하는 자율 동력 발생장치.
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WO2024081092A1 (en) * 2022-09-16 2024-04-18 Bridwell Randolph Gravity driven power generator

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