KR20130138704A - 관로의 유속 증폭을 이용한 고속회전체 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 관로로 유입되는 유량의 유속을 증폭시켜 적은 에너지로 회전체를 고속시켜서 회전체와 고정설치되는 회전축을 고속으로 회전시키게 하는 관로의 유속증폭을 이용한 고속회전체 장치로서, 회전축이 양측을 통해 회전가능하게 설치되는 회전체 본체; 상기 회전체 본체의 일측 회전축과 고정회전되는 회전체; 상기 회전체가 내부에서 회전할 수 있으며 상기 회전축 본체 체결되고 관로를 형성하고 있는 유속증폭기; 상기 유속증폭기 외부와 유입수 정류공간을 형성하는 유입수 유입장치; 상기 유입수 유입장치 일측에 설치되는 덮개; 그리고 덮개 외측의 토출장치를 포함함을 특징으로 하는, 관로의 유속증폭을 이용한 고속회전체 장치가 개시된다.

Description

관로의 유속 증폭을 이용한 고속회전체 장치{A body of revolution using amplified speed of a current}

본 발명은 고속회전체 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 관로로 유입되는 유량의 유속을 증폭시켜 적은 에너지로 회전체를 고속시켜서 회전체와 고정설치되는 회전축을 고속으로 회전시키게 하는 관로의 유속증폭을 이용한 고속회전체 장치에 관한 것이다.

일반적으로 펌프나 발전기 등은 외부에너지를 이용해 축을 회전시켜 축의 회전에 따른 에너지를 이용하고 있다. 이러한 경우 통상적으로 압력, 즉 공기나 유압을 이용하여 회전체를 회전시키게 된다. 그러나 수압을 이용해 회전시키는 회전체는 널리 알려지지 않았고 개발도 미미한 실정이다. 또한 일부 알려진 방법도 펌프나 양수기를 이용해 물을 관로에 가압해서 물이 관로를 통과하는 정도의 힘으로 회전체를 회전시키다 보니 그 힘이 약하고 이에 따라 회전축의 회전속도가 적게 되어 실제 사용하기에는 많은 문제점이 있게 된다.

또한, 종래의 장치에서는 회전구의 원통형 원에서 물이 중심부를 통과하여 회전을 시키도록 하는 것이 있으나, 회전을 일으키도록 하는 부위 쪽의 힘이 100%이면 원주형의 반대편 회전부가 되돌아오는 부위의 힘은 원주의 뒤에서 밀려오는 저항으로 인하여 실제로 중심부의 회전체의 회전은 그 힘이 현저하게 떨어지게 되고, 이에 따라 외부로 이를 이용할 수 있는 동력에너지를 전달하기에는 에너지가 극히 적게 되어 현실적으로는 사용이 불가능한 실정이다.

한편 액체를 이용하는 종래기술로 공개특허 제 1998-701663호가 있는데 상기 공개특허는 기체와 액체의 혼합물을 이용한 하이브리드 이상터빈을 공개하고 있어서 본 발명에서의 물만 이용하는 것과는 큰 차이가 있다.

또다른 공개특허 제 2009-0107044호에서는 회전장치를 공개하고 있는데, 상기 공개특허는 팽창에 의한 유체의 압력을 생성하는 회전장치로, 회전장치의 주연부에 배열된 팽창점으로 가압된 유체를 공급하는 하강채널, 팽창점에서 팽창된 유체가 공급되는 상승채널, 고압유체와 가압유체를 위한 유출채널과 에너지 이용장치로 공급하기 위한 조절밸브를 포함하는 U-채널구조와, 샤프트 둘레로 U-채널구조 회전시키는 구동수단을 포함하는 회전장치에 관한 것으로, 원심력에 의해 가압되고 팽창하는 유체에 의하여 압력을 생성하는 회전장치를 제공하기 위한 것으로 회전체의 회전에 따른 축을 고속으로 회전시키고자 하는 본 발명과는 근본적으로 다른 것이다.

또한, 공개특허 제 2011-0056274호에서는, 액냉매나 오일 등을 압송하는 액펌프로 단독 사용하는 스크롤 유체기계 또는 팽창기, 공기압축기, 진공펌프, 냉매가스 압축기, 산소흡입기용 압축기 등과 조합되어 펌프로서 이용하는 스크롤 유체기계를 공개하고 있는데, 상기기계는 케이싱에 반을 달고, 스크롤반에 복수개의 고정랩을 마련하고 편심선회하는 선회부재에 선회스크롤반을 달고 여기에 복수개의 선회랩을 마련하고, 상기 고정랩과 선회랩을 포갠 것인데, 상기 기계는 단순구조로 신뢰성 높을 스크롤 유체기계 자체이지 물을 이용해 회전체를 회전시켜 회전축을 고속으로 회전하게 하는 본 발명과는 그 목적 자체가 상이하다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고 종래기술들과는 달리 일정공간으로 유량을 일정량으로 유입시켜서 유입수를 관로를 통해 유속을 증폭시켜 회전체 날개를 고속회전하게 하여 회전체에 연결되어 있는 회전축을 고속 회전할 수 있게 하는, 관로의 유속증폭을 이용한 고속회전체를 제공함에 그 목적이 있다. 본 발명의 사상은 상기와 같이 유입되는 유량을 일정하게 하고 토출되는 관로를 좁게 하여 회전체의 날개로 보내 회전체를 회전시키게 되면 좁은 관로를 통한 유체압은 굉장한 힘으로 상승하게 되어 회전체를 고속으로 회전시킬 수가 잇게 된다는 것에 기초한다.

상기와 같은 고속회전 할 수 있는 고속회전체 장치를 제공함으로서 상기 고속회전체에 연결되는 고속회전축을 이용하면 발전기나 펌프 등에 현재보다 상당히 적은 에너지를 사용할 수 있게 된다.

본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여;

회전축이 회전가능하게 설치된 본체와;

상기 회전축과 맞게 체결되는 회전체와; 상기 회전체 외부로 하여 회전축 본체에 끼워지고 외부로부터 내부로 관로 형성한 유량의 유속증폭기와;

상기 유속증폭기와의 사이에 유입수 정류공간을 형성하고 유입수 유입부로부터 유입수정류공간으로 유입수를 유입하는 유입수유출부가 형성된 유입수 유출장치;

그리고 외측의 토출장치를 포함하는, 관로의 유속증폭을 이용한 고속회전체 장치가 제공된다.

상기에서 토출장치의 내측으로 덮개를 더 설치할 수 있다.

또한 상기 회전축에는 상기 회전체를 꼭 맞게 수용하는 회전체 체결안내부가 형성되고, 상기 본체에는 유속증폭기를 체결하기 위한 안내홈이 형성되고 상기 본체의 모서리부에는 타장치와 체결하기 위한 체결공이 형성된다.

또한 상기 유속증폭기는 그 외부와 상기 유입장치의 내측간에 유입수가 정류하는 공간이 형성되는 크기로 제작되고, 상기 관로는 사선으로 형성시킴이 바람직하다. 또한 상기 덮개 및 타장치들도 회전축 본체와의 체결을 위한 체결공들이 각 장치들의 모서리부에 형성된다.

본 발명은 또한, 회전축이 회전가능하게 설치된 회전축 본체와; 유입수를 유입하기 위한 유입수유입장치와; 유입수로부터 유입수를 정류할 수 있게 돌출부가 형성되고 관로를 형성하고 있는 유량의 유속증폭기와; 회전축본체의 회전축과 맞물려 회전하는 회전체와; 상기 회전체로부터의 튀긴물로 가속하기 위한 가속장치; 그리고 토출장치로 구성되는, 관로의 유속증폭을 이용한 고속회전체 장치가 제공된다.

상기에서 상기 회전축 본체의 회전축 부위에는 상기 유량증폭기의 돌출부가 끼워 맞추어 질 수 있는 안내홈이 형성되고, 상기 돌출부는 그 외면과 상기 유입수 유입장치의 내면 간에 유입수가 정류할 수 있는 공간이 형성될 수 있게 만들어짐이 바람직하다.

또한, 상기 유속증폭기의 관로는 돌출부면으로부터 상부쪽으로 형성됨이 바람직하고, 상기 회전체는 중앙에 회전축 본체의 회전축과 끼워 맞추게 되는 회전축 체결공이 형성되고 톱니형 날개가 일면측에 형성된다. 또한 상기 가속장치에는 내부쪽으로 톱니형의 가속부가 형성됨이 바람직하다. 상기 토출장치는 토출부를 구비하고 있으며, 상기 회전축 본체, 유입수 유입장치, 유속증폭기 및 토출장치의 각 모서리부에는 서로를 체결하기 위한 체결공이 형성된다.

본 발명은 또한, 회전축이 회전가능하게 설치된 회전축 본체와; 유입수를 유입하기 위한 유입수 유입장치와; 유입수를 체류시키는 체류장치와; 상기 유입수 유입장치 내로 삽입되며 일측에는 제1유속증폭기와 타측에는 제2유속증폭기가 제2회전축으로 연결되고, 상기 제2회전축은 회전축 본체의 회전축과 연결되는 회전체와; 상기 회전체의 제2유속증폭기로부터 나오는 물의 슬립을 방지하기 위한 물슬립 방지장치와; 물을 토출하기 위한 토출장치로 구성되는, 관로의 유속증폭을 이용한 고속회전체 장치가 제공된다.

상기에서 물체류장치는 상기 유입수 유입장치와 일체로 형성할 수도 있다. 또한 상기 회전체의 제1유속증폭기에는 외부로부터 제2회전체축 쪽으로 제1관로가 형성되고, 상기 제1관로는 제2회전체와 통하도록 한다.

또한 상기 회전체의 제2유속증폭기는 제2회전축과의 고정접속 부분으로부터 외부쪽으로 제2관로가 형성되고, 상기 제2관로는 상기 제2회전축과 통하며 따라서 상기 제2회전축의 내부는 물이 흐르도록 중공상태이며, 상기 제2회전축은 상·하부로 나누어 제작할 수도 있다.

또한 상기 물습립 방지장치의 내부에는 톱니형의 물슬립 방지부가 형성된다. 상기에서의 장치들은 본체와 체결을 위해 각 모서리부에 체결공이 형성되고, 또한 본체의 회전축에는 상기 회전체의 제2회전축이 나삽 연결되도록 나사산이 형성될 수도 있고, 끼움맞춤식의 체결연결이나 기타의 방법으로 체결연결할 수도 있다.

본 발명에 의하면 일정한 유량을 유속 증폭시켜서 회전체에 부착된 회전축을 고속회전 할 수 있게 함으로서 다양한 효과를 기대할 수 있게 된다. 즉, 펌프의 중심축에 본 발명의 고속회전체를 장착하여 모터가 회전하는데 소모되는 힘을 보충하여 모터에 사용되는 에너지를 낮추어서 비용을 절감할 수 있고, 건물과 공장 등에서 사용하는 펌프설비 관로를 통과하는 유체를 이용하여 본 발명의 고속회전체를 모토본체에 장착하여 사용되는 모터의 힘을 낮추어 필요전류를 감소시키고 소모된 전기에너지 전력을 수압 고속 회전체에 소형발전기를 여러대 장착하여 전기에너지를 얻어 한전에서 공급하는 배전반의 전원부에 연결하여 전력을 절감시킬 수도 있는 등 펌프, 발전기 등에 효과적이면서도 경제적으로 사용할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 고속회전체 장치의 분해사시도.
도 2는 도 1의 조립단면도.
도 3은 도 2의 개략평면도.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 고속회전체 장치의 분해사시도.
도 5는 도 4의 조립단면도.
도 6은 도 4의 개략평면도.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 고속회전체 장치의 분해사시도.
도 8은 도 7의 조립단면도.
도 9는 도 8의 회전체 확대도

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 하기의 설명은 본 발명의 실시를 돕기 위한 것이지 본 발명을 이에 한정하는 것은 아니다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 이하의 특허청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 내에서 다양한 변형 및 수정이 있을 수 있음을 이해할 것이다.

본 발명의 사상은 상기한 바와 같이 유입되는 유량을 일정하게 하고, 상기 유입수를 일정공간에 체류시키면서 이를 관로의 폭을 좁게 하여 토출시키면, 토출되는 토출수는 굉장한 힘을 갖게 되는 원리를 이용한 것이다. 즉, 댐과 같은 일정공간에 유입수가 일정하게 들어온다면 댐의 수문을 약간 열거나 모두 열지 않고 일부만 개방하였을 때 댐의 하부로 토출되는 토출수는 엄청난 힘을 갖게 된다. 여기에 회전체를 댄다면 회전체는 고속으로 회전하게 될 것이고 회전체에 회전축이 연결되면 회전축은 따라서 고속으로 회전하게 될 것이 분명하다.

위와 같은 사상에 의한 본 발명은 첨부도면과 바람직한 실시예를 통하여 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 본 발명의 고속회전체 장치(10)의 분해사시도로서, 상기 고속회전체 장치(10)는 회전축(110)이 회전가능하게 설치된 회전축 본체(100)가 사용되는데, 상기 회전축 본체(100)내의 회전축(110)이 회전가능하게 설치하는 것은 통상의 방법으로 할 수가 있다.

상기 회전축 본체(100)는 양측으로 돌출되는 회전축(110)이 설치되는데 일측의 회전축(110)은 상기 회전축이 회전할 때 그 에너지를 이용하기 위한 것이다. 상기 회전축 본체(100)의 타측 회전축(110)에는 본 발명의 회전체(200)가 삽입고정될 수 있도록 체결안내부(120)가 형성되고, 체결부 안내부(120)가 있는 회전축(110)이 있는 회전축 본체(100)의 면에는 유속증폭기(300)가 삽입고정될 수 있는 안내홈(130)이 형성되고, 본체의 각 모서리부에는 타장치들과의 체결을 위한 체결공(101)이 형성된다.

상기 회전축 본체의 안내홈(130)으로는 유속증폭기(300)가 삽입고정되고, 유속증폭기(200)를 감쌀 수 있는 유입수 유입장치(400)가 놓여지게 된다. 이렇게 되면 도 2에서와 같이 유속증폭기(300)와 유입수 유입장치(400) 사이에는 유입수 정류공간(430)이 생기게 된다.

상기에서 유입수 유입장치(400)는 그 내부 일측에 유입수 유출부(420)가 있어서 유입수 유입장치(400)의 유입수 유입부(410)측의 밸브를 열어 도시되지 않은 펌프 등으로부터 유입수를 유입수 정류공간(430)으로 정해진 양으로 유출시키게 한다.

또한, 상기 유속증폭기(300)에는 외부로부터 내부로 관로(310)가 형성되는데 상기 관로(310)는 내부로 향하며 좁아지는 형태로 할 수도 있다. 또한 상기 관로(310)는 내부쪽 사선방향으로 형성되게 한다.

상기 유속증폭기(300)의 관로(310)는 유입수 유입장치(400)로부터의 유입수가 상기 관로(310)를 통해 그 내부의 회전체(200)를 회전시키는 중요한 역할을 하게 된다.

그 다음 상기 유량의 유속증폭기(300)내 내측으로 회전체(200)가 회전축 본체(100)의 회전축(110) 체결안내부(120)로 회전체 체결공(220)을 통해 안내되어 체결고정된다. 그러면 회전체(200)와 회전축(110)은 거의 일체형으로 될 수 있다. 여기서 회전축(110)과 회전체(200)의 체결고정은 회전체(200) 하부에 돌기 또는 톱니형 등으로 형성하고 회전축(110)의 체결안내부(120)를 이에 맞게 형성하거나 반대로하여 체결고정 할 수도 있고 안내홈을 일측에 형성하고 타측은 이에 맞게 하는 등 다양한 체결고정방법이 있을 수 있다.

상기 회전체(200)의 외부에는 톱니형날개(210)가 형성되어 있고, 회전체(200)의 외부톱니형 날개(210) 원주는 상기 유속증폭기(300)의 내부에서 회전할 수 있는 크기로 제작되어 유속증폭기(300) 내에서 회전축(110)과 고정되어 회전체(200)의 회전에 따라 회전축(110)이 회전할 수 있게 한다.

또한 회전체(200)의 톱니형날개(210)는 유속증폭기(300)의 사선형관로(310)와 톱니형날개(210)의 내측이 마주보는 형태 즉, 사선형관로(310)의 내측으로 나오는 물이 톱니형날개(210)의 내측을 밀어주는 형태로 형성, 배치된다(도3참조).

또한 덮개(500)는 내부의 유속증폭기(300), 회전체(200) 및 유입수 유입장치(400)를 덮게 되는데 내부의 유입수 정류공간(430)내의 물이 외부로 유출되지 않게 내부의 원형 내측이 유속증폭기(300) 외측보다 작게 형성한다(도3참조). 그 다음 덮개(500) 외부로 토출장치(600)를 장착체결한다. 상기에서, 회전축 본체(100)와 각 장치들은 각 모서리에 형성된 체결공을 통해 체결한다.

도 2는 상기 도 1의 고속회전체 장치(10)의 조립단면도이고 도 3은 상기 도 2의 개략적 상부 평면도이다.

이하에서는 본 발명의 제2실시예를 설명한다.

본 발명의 제2실시예에 따른 고속회전체 장치(20)는 제1실시예에서와 같은 회전축 본체(1100)을 사용하되, 일측의 유속증폭기(1200)를 체결안내하기 위해 회전축(1100)의 주변으로 체결안내부(1120)을 형성시켜 사용하면 바람직하다.

도 4를 참조하면, 본 실시예에서는 회전축 본체(1100)에 유입수 유입장치(1400)를 놓고 그 외측으로 유속증폭기(1300)를 위치시킨다. 본 실시예에서의 유속증폭기(1300)는 중앙과 모서리부의 체결공, 그리고 관로(1310) 부분을 제외하면 일면은 폐쇄된 상태이고 반대면에는 돌출부(1320)가 형성되어 있어서 상기 돌출부(1320)가 유입수 유입장치(1400)내로 하여 회전축 본체(1100)의 회전축(1110)의 체결안내부(1120)에 체결되면 그 외면과 유입수 유입장치(1400)과의 내면과의 사이에 유입수 체류공간(1430; 도5참조)을 형성시키는 형태가 된다.

또한, 상기 유속증폭기(1300)는 돌출부(1320)가 형성된 면으로부터 상부쪽으로 관로(1310)를 형성하는데 돌출부(1320) 쪽보다 물이 나오는 쪽을 좁게 형성시켜 유속을 증폭시키게 한다.

상기 유속증폭기(1300)의 외측에는 회전체(1200)가 체결공(1220)을 통해 회전축(1110)과 체결되게 되는데 회전체(1200)의 체결은 회전축(1110)의 유속증폭기 체결안내부와 체결하게 되는데 상기 제1실시예에서와 같은 방법을 사용한다. 즉, 회전축(1110)의 일측에 회전체(1200)가 안내되어 체결고정시키는 어떠한 방법이라도 무관하다.

상기 회전체(1200)의 일면측에는 톱니형날개(1210)가 형성되고 이 톱니형날개(1210)는 상기 유속증폭기(1300)의 관로(1310)로부터 팽창되어 나오는 물이 날개(1210)의 내면에 부딪히는 형상이다(도6참조).

본 실시예에서는 또한 상기 회전체(1200)의 외측면에 가속장치(1500)가 설치되는데 상기 가속장치(1500)의 내측으로는 톱니형 가속부(1510)가 형성되어 상기 회전체(1200)의 톱니형날개(1210)로부터 튀어나오는 물이 가속부(1510)를 맞고 다시 회전체(1200)를 밀게 되어 회전체(1200)를 가속시키고 여기에 체결된 회전축(1110)을 가속시키는 역할을 하게 된다(도6의 화살표참조).

상기 가속장치(1500)내에 형성되는 톱니형 가속부(1510)의 내경은 상기 회전체(1200)의 외경을 수용할 수 있어서 상기 가속부(1510) 내경내에서 회전체(1200)가 회전할 수 있는 형상이다.

또한 본 실시예에서도 상기 가속장치(1500) 외측에는 사용된 물을 토출시키는 토출장치(1600)가 장착체결되고, 회전축 본체(1100)와 각 장치들은 각 모서리에 형성된 체결공을 통해 체결된다.

도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 본 발명의 고속회전체장치(20)의 분해사시도이고 도 5는 도 4의 조립단면도, 도 6은 도 5의 개략적 상부 평면도이다.

이하에서는 본 발명의 제3실시예를 설명한다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 고속회전체 장치(30)는 상기의 실시예들에서와 같이 회전축(2110)이 회전가능하게 설치된 회전축 본체(2100)가 사용된다. 본 실시예에서는 상기 회전체 본체(2100)의 일측으로 나오는 회전축(2110)에는 회전체(2200)가 나삽될 수 있는 나사홈, 또는 기타 회전체(2200)가 고정설치할 수 있게 하는 고정홈, 체결홈 등이 설치될 수 있다. 이 경우 회전체(2200)에는 상기에 대응되는 수단이 형성된다.

본 실시예에서는 회전축 본체(2100)의 일측으로 유입수 유입장치(2400)가 장착되고 그 측면으로 물체류장치(2300)가 설치되는데 상기 유입수 유입장치(2400)와 물체류장치(2300)은 일체로 하여도 된다. 중앙에 홀이 있는 상기 물체류장치(2300) 또는 일체형인 유입수 유입장치(2400) 내부로는 회전체(2200)가 본체(2100)의 회전축(2110)의 고정수단(2120)과 나삽체결되거나 기타의 방법으로 체결되게 된다.

상기 회전체(2200)는 중앙의 제2회전축(2300) 일단이 상기 본체(2100)의 회전축(2110)과 연결되고 그 일단에는 제1유속증폭기(2210)가, 타단에는 제2유속증폭기(2220)가 설치되고 상기 증폭기들을 연결하는 제2회전축(2300)은 내부가 중공형상이다. 상기 제1유속증폭기(2210)에는 외부로부터 내부의 제2회전축(2300)으로 회전형 또는 사선형 제1관로(2211)가 형성되어 제2회전축(2300)의 내부까지 통하게 되고, 상기 제2유속증폭기(2220)는 내부의 제2회전축(2300)으로부터 제2유속증폭기(2220)의 외부쪽으로 관로, 바람직하게는 각이 져 형성되는 제2관로(2221)를 형성하고 있다.

따라서 물흐름은 도 9의 화살표 방향에서와 같이 유입수 유입장치(2400)로부터 유입된 물체류장치(2300) 내부의 물이 제2회전체(2200)의 제1유속증폭기(2210)의 제1관로(2211)를 통해 제2회전축(2300)의 내부를 거쳐 제2유속증폭기(2220)의 제2관로(2221) 외부로 방출되는 형태이다.

상기 회전체(2200)의 제2유속증폭기(2220) 측에는 물슬립 방지장치(2500)가 설치되는데, 상기 물슬립 방지장치(2500)의 내면에는 톱니형 물슬립 방지부(2510)가 형성되어 회전체(2200)의 제2유속증폭기(2220)로부터 나오는 물이 슬립현상을 일으키지 않고 임팩되어 회전체(2200)의 회전을 돕는 역할을 한다.

본 실시예에서도 역시 회전축 본체(2100)와 타장치와의 체결고정은 각 장치의 모서리부에 형성된 체결공을 통해 이루어진다.

도 7은 본 제3실시예에 따른 고속회전체장치(30)의 분해사시도이고 도 8은 도 7의 조립단면도, 도 9는 도 7의 회전체(2200) 확대도로서 물흐름(화살표)방향을 보여주는 사시도이다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명의 고속회전체 장치의 작동관계를 설명한다.

먼저 본 발명의 제1실시예에 의하면, 도 1에서와 같은 장치들을 설치조립한다. 즉, 고속회전장치(10)는 회전축(110)이 회전할 수 있게 설치된 회전축 본체(100)의 회전축(110) 체결안내부(120)에 회전체(200)가 고정설치되고 그 외부로 관로(310)를 형성하고 있는 유속증폭기(300)가 안내홈(130)에 고정설치되며 그 외곽으로 유입수 유입장치(400)가 설치된다. 위 설치 및 고정방법을 상기 기술한 바와 같다.

또한 유입수 유입장치(400)와 유속증폭기(300) 외측으로 덮개(500)가 설치되며, 덮개(500) 일측으로 토출장치(600)가 설치체결된다.

상기와 같이 설치되면 도 2에서와 같이 회전체(200) 외측으로 유속증폭기(300)가 위치하게 되고 도 3에서와 같이 유속증폭기(300)의 관로(310)는 사선형으로 형성되어 회전체(200)의 톱니형날개(210) 내측을 향하게 된다.

상기와 같이 구성되면 도 2 및 도 3에서와 같이 외부의 유입수 유입장치(400)로부터 유입되는 물은 유속증폭기(300) 외측과 유입수 유입장치(400)의 내측간에 유입수 정류공간(430)으로 들어오게 되고, 외측의 덮개(500)에 의해 유입수 정류공간(430)내에 머무르게 된다. 본 발명에서의 본 실시예를 포함한 타실시예에서의 각 장치들간에는 O링을 설치하여 각 장치들사이로 물의 유출을 막거나 일체형으로 제작 가능한 장치들은 일체형으로 하여 유입수의 유출을 방지할 수 있게 한다.

따라서 유입수 유입장치(400)의 밸브를 개방하거나, 펌프 등을 작동해 연결시켜 가동을 시작하면, 유입수 정류공간(430)으로는 유입수가 일정하게 계속 들어오므로 유입된 유입수는 빠져나가려 할 것이다. 본 발명에서는 상기 유입수 정류공간(430)내의 유입수가 유속증폭기(300) 내의 관로(310)를 통해 빠져나가려 할 것은 자명하다. 그러면 계속되어 유입되는 유입수 정류공간(430) 내의 유입수는 유속증폭기(30)의 관로(310)를 통해 팽창하여 유출될 것이다. 상기 유출되는 유출수는 관로(310)의 방향이 당연히 회전체(200)의 톱니형날개(210)의 내측을 향하고 있으므로(도 3참조) 회전체(200)의 회전체 날개(210)를 때리게 되고 이 힘에 의해 회전체(200)는 회전하게 될 것이며 유입되어 관로(310)를 통해 유출수의 팽창압력이 높아질수록 회전체(200)의 회전속도는 증가하게 되고 따라서 회전체(200)와 체결된 회전축 본체(100)의 회전축은 고속으로 회전하게 될 것이다.

상기와 같이 유입수 유입장치(400)를 통해 유입되고 회전체(200)를 회전시키며 나오는 물은 토출장치(600)의 토출부를 통해 외부로 배출된다. 이렇게 하면 회전축 본체(100)의 회전축(110)이 고속으로 회전하게 되고 타측으로 나와 있는 회전축(110)에 타장치, 예를 들어 펌프, 모터, 발전기 등을 연결하면 적은 에너지를 가지고도 펌프 등을 경제적으로 이용하게 될 것이다.

즉, 본 발명의 제1실시예는 도 3에서와 같이 유입수 정류공간(430)의 유입수가 유속증폭기(300)의 관로(310)를 통해 팽창압축되어 내부쪽의 회전체(200)의 톱니형날개(210) 내측으로 고압분사되어 회전체(200)를 회전시키고 이에 고정설치된 회전축(100)을 고속회전시킴으로서 그 회전축(100)의 타단에 펌프 등을 연결시키면 에너지원으로서 효과적으로 사용할 수 있게 되는 것이고 토출부(610)를 통해 토출되는 물은 다시 유입수 유입장치(400)로 보내 사용할 수 있으므로 경제적인 장치를 제공할 수 있게 된다.

물론 유입수 유입장치(400)이 가동에는 다소의 에너지가 소모될 수 있으나 토출수를 계속 이용할 수 있고 적정의 필요양만 유입시키면 되므로 사용에너지에 비해 본 장치를 이용한 에너지가 훨씬 클 수 있음을 알 수 있다.

본 발명의 제2실시예에 따른 고속회전체장치(20)의 작동관계를 설명한다.

본 발명의 제2실시예에 따르면, 도 4에서와 같이 회전축 본체(1100)의 회전축(1110)을 중심으로 유입수 유입장치(1400)와 그 외측으로 유속증폭기(1300)가 배치된다. 그러면 도 5에서와 같이 유입수 유입장치(1400)의 내부 외측과 유속증폭기(1300)의 돌출부(1320) 외측 간에 유입수 정류공간(430)이 형성된다.

상기 유입수 정류공간(1430)으로 유입되는 물은 유입수 유입장치(1400)의 외측에 설치되는 유속증폭기(1300)에 의해 상기한 바와 같이 막히게 되고 막혀서 체류되는 유입수는 빠져 나가려 할 것이다. 이때 유량증폭기(1300)의 돌출부(1320)측으로부터 타면으로 형성된 관로(1310)로 유입수를 배출하게 되는데, 상기 관로(1310)는 폭이 좁게 형성되어 있어서 그 외측에 설치되는 회전체(1200)의 일면에 형성된 톱니형날개(1210)의 내측을 향해 분출되게 된다(도6참조).

상기 회전체(1200)는 회전축(1110)과 고정체결되어 있으므로 상기 관로(1310)로부터 분출되어 회전체(1200)의 날개(1210)를 향하는 물의 힘으로 회전체(1200)는 회전하게 되고 이에 고정된 회전축(1110)은 당연히 회전하게 된다.

상기에서 본 실시예에서는 회전체(1200) 외부로 가속장치(1500)가 설치되는데, 상기 가속장치(1500)의 내면에는 톱니형 가속부(1510)가 형성되어 있다. 이 가속장치(1500)는 도 6에서와 같이 유속증폭기(1300)내의 관로(1310)로부터 고압분사되는 유량이 회전체(1200)의 톱니형날개(1210)를 때리며 외부로 튀는 물이 도 6의 화살표에서와 같이 가속장치(1500)의 톱니형날개(1510)를 맞고 다시 회전체(1200)의 회전방향쪽으로 보내져 회전체(1200)의 회전을 가속시키는 역할을 하게 된다. 따라서 톱니형날개(1210) 및 톱니형 가속부(1510)는 이에 맞추어 설계하여 제작한다.

상기와 같은 구성으로 본 실시예에서는 회전축(1110)을 보다 가속시키게 할 수 있고 타측의 회전축(1110)을 실시예 1에서와 같이 이용하며 사용된 물은 제1실시예에서와 같이 토출되고 사용될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 제3실시예에 따른 본 발명이 고속회전체 장치(30)의 작동관계를 설명한다.

도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 고속회전체 장치(30)의 분해하시도이고 도 8은 도 7의 결합도에 따른 단면도, 도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 회전체의 사시도이다.

먼저 도 7에서와 같이 본 발명의 제3실시예에 따른 고속회전체 장치(30)는 회전축(2110)이 회전하게 설치된 회전축 본체(2100)의 일측에 유입수 유입장치(2400)과 물체류장치(2300)이 설치되는데 상기 유입수 유입장치(2400)와 물체류장치(2300)을 일체로 하여도 된다.

상기 유입수 유입장치(2400)와 물체류장치(2300)의 내측으로는 회전체(2200)가 끼워지는데, 회전체(2200)의 제2회전축(2230) 일측이 본체(2100)의 회전축(2120)과 체결나사(2120)을 통해 나사결합체결되거나 기타의 방법으로 체결되게 된다(도8참조).

상기에서의 제2회전축(2230)은 내부 구멍형성 등에 따라 2부분으로 나누어 제조하여 체결사용할 수도 있다.

상기에서 본 실시예에서의 회전체(2200)는 일측에 제1유속증폭기(2210), 타측에 제2유속증폭기(2220)가 제2회전축(2230)을 통해 연결되는데, 상기 제2회전축(2230)은 내부가 중공상태이고, 상기 제1유속증폭기(2210)에는 외부로부터 내부의 제2회전축(2230) 내측까지 제1관로(2211)가 나선형으로 형성되어 있고, 상기 제2유속증폭기(2220)에는 제2회전축(2230)의 내부로부터 상기 제2유속증폭기(2220)의 외부쪽으로 곡선 또는 나선형으로 제2관로(2221)이 형성된다.

따라서, 본 실시예에서는 유입수 유입장치(2400)로부터 유입되어 물체류장치(2300)으로 유입되는 물은 도 9에서와 같이 회전체(2200)의 제1유속증폭기(2210)의 관로(2211)을 통해 제2회전축(2230)의 중공을 타고 제2유속증폭기(2220)의 관로(2221)을 통해 빠져나가는 형성이다.

상기에서 회전체(2200)의 제2유속증폭기(2220) 외측에는 물슬립 방지장치(2500)이 설치되는데, 상기 물슬립 방지장치(2500) 내측에는 상기 제2유속증폭기의 관로(2221)로부터 나오는 물이 슬립되지 않고 임팩이 되도록 톱니형의 물슬립 방지부(2510)가 형성된다.

또한 상기 물슬립 방지장치(2500) 외측으로는 제 1 및 제 2 실시예에서와 같이 토출장치(2600)가 설치된다.

따라서 본 실시예에서의 고속회전체 장치(30)에서는 유입수 유입장치(2400)으로 유입되어 체류장치(2300), 또는 일체형의 유입수 유입장치내로 계속하여 유입되는 물은 본체(2100)의 회전축(2110)과 연결된 제2회전축(2230)의 일측에 있는 제1유속증폭기(2210)의 관로(2211)를 통해 유입되는데, 여기서 상기 관로(2211)는 나선형이므로 들어오는 물에 의해 회전체는 회전할 수 있게 되고, 관로(2211)를 통하는 유속이 빨라지게 되면 더욱 고속으로 회전하게 된다. 또한, 관로(2211)를 통해 제2회전체(2200)를 회전시키면서 제2회전축(2230)의 내부를 통하는 물은 계속되는 유입으로 제2유속증폭기(2220)쪽으로 향하게 된다. 여기서 상기 제2유속증폭기(2220)의 위치는 물체류장치(2300)의 외측으로 향하므로 내부의 물과는 관계가 없게 된다.

상기와 같이 제2유속증폭기(2220) 쪽으로 향하는 물은 제2회전축(2230)의 상부가 막혀 있으므로 계속되는 물의 유입 및 이에 따른 압력으로 제2회전축(2230)으로부터 제2유속증폭기(2220)의 내부로부터 외부로 곡선 또는 나선형으로 형성된 관로(2221)를 타고 외부로 빠져 나가려 할 것이고, 이렇게 빠져 나가는 힘으로 인해 회전체(2200)는 회전하게 되는 것이다.

여기서 상기 관로(2221)로부터 분출되어 나오는 물이 그냥 나가거나 슬립되면 회전체에는 힘이 덜 받게 되어, 즉 임팩트의 효과가 없게 되므로 상기 제2유속증폭기(2220)에는 증폭기(2220)의 관로(2221)로부터 분사되는 물에 힘을 주어 회전체(2200)에 회전력을 더할 수 있게 하도록 톱니형의 물슬립 방지부(2510)가 내부에 형성된 물슬립 방지장치(1500)을 상기 제2유량증폭기(2200)의 외주에 설치한다. 이렇게 하면 관로(2221)로부터 고압분사되는 물은 물슬립 방지장치(2500)의 물슬립방지부(2510)의 톱니형 날에 부딪히게 되어 힘이 배가 되게 되므로 회전체(2200)의 회전은 더욱 빠르게 되고 이와 연결된 회전축(2110)은 고속회전하게 되며 이와 연결된 본체(2100)의 회전축(2110)이 고속회전하게 되므로 상기의 실시예에서와 같이 그 일측의 회전축(2110)을 외부에너지로 효과적으로 사용할 수 있게 된다.

10, 20, 30 : 회전체장치
100, 1100, 2100 : 회전축 본체
110, 1110, 2110 : 회전축
101, 220, 401, 501, 601, 1101, 1220, 1301, 1401, 1501, 1601, 2101, 2301, 2501, 2601 : 체결공
200, 1200, 2200 : 회전체
300, 1300, 2210, 2220 : 유속증폭기
400, 1400, 2400 : 유입수 유입장치
310, 1310, 2211, 2221 : 관로
500 : 덮개 600, 1600, 2600 : 토출장치
210, 1210 : 톱니형날개 1500 : 가속장치
1510 : 가속부 2230 : 제2회전축
2300 : 물체류장치 2500 : 물슬립 방지장치
2510 : 물슬립방지부

Claims (9)

1. 유속을 증폭시켜 회전축을 고속회전시키기 위한 고속회전체 장치로서,
   회전축이 양측으로 회전가능하게 설치되는 회전체 본체; 상기 회전체 본체 일측에 고정설치되는 유입수 유입장치; 상기 유입수 유입장치 내부로 돌출부가 끼워지게 돌출부를 갖고 있는 유속증폭기; 상기 유속증폭기 일측에 설치되며 본체의 회전축에 고정설치되는 회전체; 상기 회전체를 수용하며 체결되는 가속장치; 그리고 가속장치 일측에 장착되는 토출장치를 포함함을 특징으로 하는, 관로의 유속증폭을 이용한 고속회전체 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 회전체 본체에는 상기 유속증폭기의 돌출부가 안내되는 체결안내부가 형성되어 있음을 특징으로 하는, 관로의 유속증폭을 이용한 고속회전체 장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 회전체 본체의 회전축에는 상기 회전체가 고정체결되는 체결안내부가 형성됨을 특징으로 하는, 관로의 유속증폭을 이용한 고속회전체 장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 유속증폭기는 돌출부가 형성된 면으로부터 반대면 쪽으로 관로가 형성됨을 특징으로 하는, 관로의 유속증폭을 이용한 고속회전체 장치.
5. 제 4항에 있어서, 상기 관로는 하나 이상임을 특징으로 하는, 관로의 유속증폭을 이용한 고속회전체 장치.
6. 제 4항에 있어서, 상기 유속증폭기의 돌출부가 형성된 반대면은, 체결공, 관로 이외는 폐쇄상태임을 특징으로 하는, 관로의 유속증폭을 이용한 고속회전체 장치.
7. 제 1항에 있어서, 상기 회전체의 일면에는 톱니형날개가 형성됨을 특징으로 하는, 관로의 유속증폭을 이용한 고속회전체 장치.
8. 제 1항에 있어서, 상기 가속장치의 내면에는 톱니형가속부가 형성됨을 특징으로 하는, 관로의 유속증폭을 이용한 고속회전체 장치.
9. 제 8항에 있어서, 상기 가속장치의 톱니형 가속부는 그 내부에서 회전체가 회전할 수 있는 상태임을 특징으로 하는, 관로의 유속증폭을 이용한 고속회전체 장치.

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