KR20130088256A - 부력 발생장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 부력발생장치는 가스 발생탱크 내에 설치되어 가스 발생탱크 내의 물을 전기분해 함으로써 산소가스와 수소가스를 발생시키는 가스 발생유닛과, 상기 가스 발생유닛과 제 1가스 연결관에 의해 연결되어 산소가스를 저장하는 제1부력탱크와, 상기 가스 발생유닛과 제 2가스 연결관에 의해 연결되어 수소가 저장 되는 제 2부력탱크를 구비하며, 상기 제1부력탱크와 제 2부력 탱크에 각각 설치되어 산소가스와 수소가스를 배출하는 제 1, 2 물-가스 배출유닛과, 상기 제 1,2부력 탱크에 부력공간을 잠식시키기 위해 물을 공급하는 제 1,2물 공급유닛을 구비한다.
본 발명에 따른 부력발생장치는 별도의 기체 또는 가스를 공급하기 위한 수단이 불필요하며 물을 전기분해하여 부력을 발생시키는 가스를 발생시킴으로써 부력의 생성과 소멸이 용이하다.

Description

부력 발생장치{buoyancy occurring apparatus}
본 발명은 부력 발생장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 전기분해시 발생된 발생 가스를 이용하여 부력을 발생 시킬 수 있는 부력 발생장치에 관한 것이다.
일반적으로 부력 발생장치는 잠수정, 장수 장비, 부력을 이용한 동력 발생장치 등 다양한 분야에서 이용된다. 특히 수중에서 부력을 발생시키거나 소멸시키기 위해서는 부력발생탱크 공기 등과 기체를 배출하고, 물을 채워 넣거나, 물을 배수시킴과 아울러 기체를 공급한다. 이러한 부력 발생장치는 모든 작업이 수중에서 이루어지는 경우가 많아 장비가 상대적으로 복잡하다.
또한, 친환경적인 에너지 발생장치로서 부력을 이용한 발생장치들이 개발되고 있는데, 이를 위해서는 지속적으로 부력을 발생시킬 수 있어야 한다.
대한민국 특허 공개 제 2009-0133105호에는 부력을 이용하여 발전하는 발전장치가 게시되어 있다. 부력통에 부력을 발생시키기 유압실린더를 이용하여 부력통 내의 물을 배출시킴으로써 부력을 발생시키는 기술적 구성이 게시되어 있다.
그리고 실용신안 등록 제 178207호에는 밀폐공간 내부에 장착되는 압축가스 카트리지와, 상기 압축가스 카트리지의 입구를 파열하는 파열핀을 구비하는 부력발생장치가 게시되어 있다.
게시된 부력 발생장치들은 상술한 바와 같이 부력통의 내부의 물을 물리적 또는 기계적인 장치를 이용하고 있으며, 특히 부력통의 내부에 기체를 공급하기 위해서는 별도의 기체통을 준비하여야 하는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 수중에서 가스를 생성시켜 부력 발생원으로 활용함으로써 부력의 생성과 소멸이 자유로운 부력 발생장치를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 별도의 연소유닛에 의해 전기분해 시 발생된 가스와 산소를 이용하여 연소시킴으로써 팽창되는 공기에 의해 부력탱크 내부의 물을 배수시켜 부력을 발생시킬 수 있으며, 부력탱크로부터의 배수력을 향상시킬 수 있는 부력 발생장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 부력 발생장치는 가스 발생탱크 내에 설치되어 가스 발생탱크 내의 물을 전기분해 함으로써 산소가스와 수소가스를 발생시키는 가스 발생유닛과,
상기 가스 발생유닛과 제 1가스 연결관에 의해 연결되어 산소가스를 저장하는 제1부력탱크와, 상기 가스 발생유닛과 제 2가스 연결관에 의해 연결되어 수소가 저장되는 제 2부력탱크를 구비하며,
상기 제1부력탱크와 제 2부력 탱크에 각각 설치되어 내부의 가스 및 물을 배출하는 제 1,2 물-가스 배출유닛과, 상기 제 1,2부력 탱크에 부력공간을 잠식시키기 위해 물을 공급하는 제 1, 2물 공급유닛을 구비하여 된 것을 그 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 제 3물공급유닛으로부터 부력 공간잠식을 위한 물을 공급받아 부력을 조정하는 제 3부력탱크와, 상기 부력탱크에 설치되어 상기 제 1,2탱크 내의 수소가스와 산소가스를 혼합하여 연소시킴으로써 제 3부력탱크 내의 물을 외부로 배출시키기 위한 연소윤시과, 상기 제 3부력 탱크에 설치되어 제 3부력탱크의 부력 공간에 물을 공급하는 제 3물공급유닛을 더 구비한다.
본 발명의 부력발생장치는 수중에서 물을 이용하여 부력을 발생시키기 위한 가스를 생성할 수 있으므로 부력의 발생과 소멸이 자유롭고, 특히 가스를 연소시켜 제 3부력탱크 내의 물을 짧은 시간 내에 배출시킬 수 있으므로 부력의 발생시간을 최소화 할 수 있다.
도 1는 본 발명에 따른 부력 발생장치를 개락적으로 도시한 도면,
도 2는 본 발명에 제 3부력탱크에 설치되는 연소유닛을 발췌하여 도시한 단면도.
본 발명의 부력 발생장치는 물을 전기분해하여 가스를 발생시키고 이를 부력으로 이용함과 아울러 전기분해로 발생된 가스를 연소시켜 팽창된 가스를 이용하여 부력을 발생시킬 수 있는 것으로, 그 일 실시예를 도 1 및 도 2에 나타내 보였다.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 발생장치(10)는 가스 발생탱크(20) 내에 설치되어 물을 전기 분해함으로써 가스와 수소를 발생시키는 가스 발생유닛(30)과, 상기 가스 발생유닛(30)과 제 1가스 연결관(41)에 의해 연결되어 산소가스를 저장하는 제1부력탱크(40)와, 상기 가스 발생유닛(30)과 제 2가스 연결관(51)에 의해 연결되어 수소가 저장되는 제 2부력탱크(50)를 구비한다.
상기 가스 발생유닛(20)은 가스 발생탱크(20) 내부의 바닥면에 설치되는 복수개의 양전극(31)과 음전극(32)들과, 상기 양전극(31)과 음전극(32)들에 전원을 공급하기 위한 전원 공급부(33)를 구비한다. 상기 가스 발생탱크(20)의 내부에는 격판(21)들이 설치되어 상기 각 양전극(31)과 음전극(32)으로부터 발생되는 가스를 분리하게 된다. 여기에서 상기 격판(21)의 하단부는 수면에 잠기어 배출되는 가스가 상호 섞이지 않도록 함이 바람직하다. 상기 격판(21)은 음전극과 양전극 사이의 구획하고, 상기 수면에 잠기는 부위에는 다공들이 형성될 수 있다.
상기 가스 발생탱크(20)에는 전기분해를 위한 물을 공급하는 물공급유닛(25)이 설치되는데, 이 물공급유닛(25)은 수중에 위치된 경우 주위의 물 또는 탱크와 공급관(26)이 연결되고, 이 공급관(26)에는 물 공급펌프(27)가 설치된다.
상기 가스 발생탱크(20)와 제 1부력탱크(40)를 연결하는 제 1가스 연결관(41)의 일측단부는 도 1에 도시된 바와 같이 격판(21)에 의해 구획된 음전극(32)과 대응되는 공간과 각각 연결되고, 제 2연결관(51)의 일측 단부는 양전극(31)과 대응되는 공간에 각각 연결된다.
그리고 상기 제 1,2부력탱크(40)(50)에는 각각 제 1 물공급유닛(42)과 제 2물공급유닛(52)이 각각 설치되는데, 상기 제 1물공급유닛(42)과 제 2공급유닛(52)은 실질적으로 동일한 구성을 가진다. 즉, 상기 제1물공급유닛(42)은 물 공급관(26)과 제 1부력탱크(40)를 연결하는 제 1물공급관(42)을 구비하고, 이 제1물공급관(42)에는 물의 공급을 단속하는 제 1밸브(43)가 설치된다. 상기 제2물공급유닛(52)은 물공급(26)과 제 2부력탱크(50)를 연결하는 제 2물공급관(52)을 구비하고, 이 제 2물공급관(52)에는 물의 공급을 단속하는 제 2밸브(53)가 설치된다.
그리고 상기 제1,2부력탱크(40)(50)의 부력 공간 내부의 기체, 즉, 가스를 외부로 방출하기 위한 제 1,2 물-가스배출관(45)(55)이 각각 설치되는데, 각 가스배출관(45)(55)에는 제1,2가스 단속밸브(46)(56)들이 설치된다.
한편, 본 발명에 따른 부력 발생장치(10)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 물의 전기분해에 의해 발생된 기체, 수소와 산소를 연속시킴으로써 이의 팽창력에의 부력공간을 확보하는 연소유닛(70)을 구비한 제 3부력 탱크(60)를 더 구비한다.
상기 제 3부력 탱크(60)는 물을 공급하는 제 3물공급유닛(61)과 내부의 가스 또는 물을 배출하기 위한 물,가스를 배출하기 위한 제 3물-가스 배출관(65)이 설치된다. 상기 제 3물공급유닛(61)은 상기 제 1, 2 물공급유닛과 실질적으로 동일한 구조를 가진다. 그리고 상기 제 3 물-가스 배출관(65)에는 물 또는 가스의 배출을 단속하는 제 3밸브(66)가 설치된다.
상기 제 3부력탱크(60)에 설치된 것으로 부력을 밸생시키기 위하여 내부의 물을 배출시키기 위한 연소유닛(70)의 제 3부력탱크(60)와 하부가 연통되도록 설치되며 연소공간을 구비한 실린더(71)와, 상기 실린더(71)와, 상기 실린더(71)의 하부에 설치되어 연소 시 팽창된 가스를 제 3부력탱크(60)의 내부로 배출하고, 제 3부력 탱크(60) 내의 기체 또는 물이 제 3부력탱크(60)의 내부로 유입되는 것을 방지하는 첵크밸브유닛(72)와, 상기 제 1부력탱크(40) 내의 가스를 공급할 수 있도록 실린더(71)와 연결되는 제1연소가스 공급관(73)과 제 2부력탱크(50) 내의 가스를 실린더(71)에 공급할 수 있도록 하는 제 2연소가스 공급관(74)을 구비하며, 상기 제 1,2연소가스 공급관(73)(74)에는 밸브(73a)(74a)가 설치된다. 제 1,2연소가스 공급관(73)(74)을 통하여 공급되는 가스는 혼합기를 통하여 실린더(71)의 연소공간에 공급될 수도 있다.
상기 실린더(71)에는 연소를 위하여 실린더(71)의 내부에 공급된 가스를 연소시키기 위한 점화플러그(75)가 설치되는데, 이 점화플러그(75)는 별도의 점화유닛(전기 공급부 포함 ;76)에 의해 점화된다.
한편, 그리고 상기 부력발생장장치는 가스의 발생 및 제 1,2,3부력탱크의 물공급 및 배출, 연소유닛을 구동시키기 위한 컨트롤러(100)를 더 구비한다.
상술한와 같이 구성된 본 발명에 따른 부력 발생장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.
부력발생장치는 잠수함, 장수정 부력을 이용하여 발전 또는 동력을 얻는 각종장치에 적용할 수 있다. 본 발명에 따른 부력 발생장치(10)의 제 1,2,3부력탱크(40)(50)(60)가 수중에 설치된 상태에서 먼저 제 1,2부력(40)(50)탱크에 부력을 발생시키기 위해서는 가스 발생탱크(20)에 물공급관(26)에 설치된 물공급펌프(27)을 이용하여 탱크 외부(수중에 설치된 경우)의 물을 공급한다. 물의 공급은 격판(21)의 단부가 잠겨 가스 발생팅크(20)의 내의 공간이 격판(21)에 의해 구획될 때까지 공급한다. 상기 가스 발생탱크(20)로 물의 공급이 완료되면, 전원 공급유닛에 의해 각 전극에 전원을 공급하여 가스 발생탱크(20) 내의 물을 전기분해 한다.
상기 전기분해에 의해 발생된 기체 즉, 산소가스는 제 1가스 연결관(41)을 통하여 제 1부력탱크(40)에 저장되고, 수소가스는 제 2연결관(51)을 통하여 제 2부력통에 공급함으로써 제 1,2부력탱크(40)(50)의 부력을 발생시킨다. 이때에 제 1,2부력탱크(40)(50)에 물이 저장된 경우에는 제1물-가스 배출관(45)과 제 2물-가스 배출관(55)에 설치된 밸브(46)(56)를 제1,2부력 탱크(40)(50) 내의 물을 배출시킨다.
상술한 바와 같이 부력이 발생된 상태에서 짧은 시간 내에 부가적인 부력을 발생시키기 위해서는 제 1,2부력 탱크(40)(50)의 산소가스와 수소가스를 실린더(71)의 내부에 공급하고, 점화플러그(75)를 이용하여 실린더(71) 내부의 가스를 연소시킨다. 이때에 발생되는 팽창가스는 체크밸브(72) 하여 제 3부력탱크의 내부로 공급되고 제 3부력탱크(60) 내부의 물이 제 3물 가스 배출관을 통하여 외부로 배출됨으로써 부력이 발생된다.
그리고 상기 제 1,2,3부력 발생탱크(40)(50)(60) 내의 부력을 조정하기 위해서는 제 1,2,3부력탱크 내의 기체 즉, 산소가스와 수소가스 및 연소가스를 외부로 배출시켜 부력을 조정할 수 있다. 여기에서 상기 가스의 배출은 컨트롤러에 의한 밸브의 조작으로 이루어질 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 부력 발생장치는 부력을 발생시키기 위하여 별도로 기체를 공급하기 위한 수단이 필요하지 않게 되고, 짧은 시간애에 부력의 발생 및 소멸이 자유롭다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
본 발명의 부력 발생장치는 잠수함, 잠수정, 수중 건축물, 부력발생장치를 이용한 발전장치 등에 널리 적용 가능하다.
10;부력발생장치
30;가스 바생유닛
40; 제 1부력탱크
50; 제 2부력탱크
60; 제 2부력탱크
70; 연소유닛

Claims (3)

  1. 가스 발생탱크 내에 설치되어 가스 발생탱크 내의 물을 전기분해 함으로써 산소가스와 수소가스를 발생시키는 가스 발생유닛과,
    상기 가스 발생유닛과 제 1가스 연결관에 의해 연결되어 산소가스를 저장하는 제1부력탱크와, 상기 가스 발생유닛과 제 2가스 연결관에 의해 연결되어 수소가 저장되는 제 2부력탱크를 구비하며,
    상기 제1부력탱크와 제 2부력 탱크에 각각 설치되어 산소가스와 수소가스를 배출하는 제 1, 2 물-가스 배출유닛과, 상기 제 1,2부력 탱크에 부력공간을 잠식시키기 위해 물을 공급하는 제 1,2물 공급유닛을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 부력 발생장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    부력의 공간잠식을 위한 물을 공급받아 부력을 조정하는 제 3부력탱크와, 상기 제 3부력탱크에 설치되어 상기 제 1,2부력탱크로부터 제 1,2가스 공급관을 통하여 공급되는 산소가스와 수소가스를 혼합하여 연소시킴으로써 제 3부력탱크 내의 물을 외부로 배출시키기 위한 연소유닛과, 상기 제 3부력 탱크에 설치되어 제 2부력탱크의 부력 공간에 물을 공급하는 물공급수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 부력 발생장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 연소유닛은 상기 제 3부력탱크에 설치되는 연소공간을 가지는 실린더와, 상기 실린더와 제 1,2부력탱크를 각각 연결하는 제 1,2가스 공급관과, 상기 실린더에 주입된 가스를 연소시키기 위한 점화플러그를 포함하는 점화유닛을 구비한 것을 특징으로 하는 부력 발생장치.
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