KR20140049422A - 수압발전기와 파도의 힘으로 작동하는 크레인 - Google Patents

Abstract

본 고안은 수압발전기와 파도의 힘으로 작동하는 크레인을 합성하여 만든 것으로 수압에 의한 직선운동을 래크와 피니언 등을 이용하여 회전운동으로 바꾸어서 발전을 하는 ‘수압발전기’를 프리휠 등을 이용하여 파도의 힘을 회전운동으로 바꾸어서 물건을 들어 올릴 수 있는 크레인을 이용하여 물 속에서 상승과 하강을 반복시킴으로써 ‘수압발전기’가 압축과 팽창을 반복하면서 발전을 하게 만든 것이다.

Description

수압발전기와 파도의 힘으로 작동하는 크레인 {Crane hydraulic generator and the power of the waves to work}

본 발명은 수압과 파력을 이용한 신재생 에너지에 관한 것이다.

본 발명은 신재생에너지에 관한 것으로서 발전 원리는 풍력발전기와 비슷하다. 그런데 풍력발전기는 바람이 불 때 날개로 회전력을 얻지만 수압발전기는 수압에 의해 발전기가 압축되면서 직선운동을 하는 힘으로 회전하는 차이가 있다. 따라서 바람을 에너지원으로 하는 풍력발전기는 바람이 충분하지 않을 때 발전이 제한되지만, 물 속에서의 압력은 수심이 10미터씩 증가할 때마다 1기압씩 증가하기 때문에 수압은 예측이 가능하며 일정하고, 수압을 에너지원으로 하는 수압발전기는 안정적으로 발전을 할 수 있다.

에너지는 우리가 생활하는데 꼭 필요한 자원이다. 그러나 석유나 석탄 등의 화석에너지는 매장량이 한정되어 있고, 연소할 때 발생되는 오염물질은 심각한 환경문제를 일으키고 있다. 지금은 대체에너지의 개발이 어느 때 보다 필요할 때이지만 현재까지 개발된 태양열발전, 풍력발전, 조력발전, 파력발전 등은 만족할 만한 성과를 나타내지 못하였다.

그래서 고갈되지 않고 안전하며 오염물질을 발생시키지 않으면서도 안정적으로 에너지를 생산할 수 있는 발전 방식을 고안하여 에너지 문제를 해결하기 위하여 ‘수압발전기’를 개발하였다.

상기 목적을 달성하기 위하여 고갈되지 않고 안전하며 오염물질을 발생시키지 않으면서도 안정적인 수압을 에너지원으로 하는 발전기인 ‘수압발전기’를 고안하였다. 그리고 수압발전기가 압축과 팽창을 반복하면서 전기를 생산하기 위해서는 물속에서 하강과 상승을 반복해야 하는데, 이 문제를 해결하기 위하여 ‘파도의 힘으로 작동하는 크레인’을 고안하여 수압과 파도의 힘으로 발전이 가능하게 하였다.

본 발명에 따르면, ‘수압’은 풍력이나 태양광과 달리 수심에 따라 일정하기 때문에 안정적으로 에너지를 생산할 수 있고, 작동원리가 풍력발전기와 비슷하지만 기둥이나 날개가 필요 없고 이동이 자유롭기 때문에 새로운 대체에너지로서 에너지문제를 해결하는데 이바지 할 것이다.

도 1은 수압발전기를 나타낸 도면,
도 2는 파도의 힘으로 작동하는 크레인을 나타내는 도면,
도 3은 체인이 적당한 장력을 받을 수 있게 하는 장치를 나타내는 도면이다.

본 발명은 수압을 에너지원으로 하는 발전기인 ‘수압발전기’와 수압발전기가 압축과 팽창을 반복하면서 전기를 생산할 수 있도록 하강과 상승을 반복하게 하는 장치인 ‘파도의 힘으로 작동하는 크레인’으로 구성되어 있으며 도 4와 같이 ‘수압발전기’를 ‘파도의 힘으로 작동하는 크레인’의 와이어에 연결하여 발전을 하게 되며 구체적인 내용은 다음과 같다.

본 고안에 따르면, 수압은 모든 방향에서 동일한 힘으로 작용하기 때문에, 도1과 같이 밀폐된 용기의 한 쪽 면이 외부의 힘의 작용에 의해 직선운동을 하도록 만들면 이 용기는 수압에 의해 직선운동을 하게 되며, 안쪽용기(200)가 바깥용기(100) 쪽으로 밀려들어가게 된다. 이때, 발전기 자석(240)의 축(210)에 연결된 피니언(230)이 래크(110)의 톱니와 맞물려 회전하면서 발전을 하게 된다.

그리고, 수압이 작아지면 발전기 내부의 압축된 공기의 힘에 의하여 반대 방향(바깥쪽)으로 직선운동이 일어나며 이때는 프리휠(220)에 의하여 자전거 페달을 거꾸로 회전시킬 때처럼 피니언과 축이 겉돈다.

* 발전기 코일(250)

그리고 수압발전기가 압축과 팽창을 반복하면서 전기를 생산하기 위해서는 물속에서 하강과 상승을 반복해야 하는데, 도2는 파도의 힘으로 작동하는 크레인으로서 발전기를 상승 및 하강시키는 장치이다.

파도에 의해서 플로트(300)가 위, 아래로 움직이면 반대편에 있는 추(320)가 아래, 위로 움직이고 이에 따라서 축 위쪽에 있는 체인(310)이 오른쪽과 왼쪽으로 수평왕복운동을 하게 된다. 이 때, 크레인의 중심축(510)과 스프로킷(420) 사이에 설치된 프리휠(430)에 의해서 체인의 수평왕복운동 중 한쪽 방향의 운동만이 중심축에 전달되어서 중심축이 한쪽방향으로만 회전하면서 와이어(520)를 감아올리게 된다. 그리고 중심축(510)에 동력이 전달되지 않을 때는 중심축의 한쪽에 설치된 역회전 방지장치(410)에 의해서 와이어에 매달린 물건의 무게로 인하여 축이 역회전 하는 것이 방지된다. 중심축이 한 방향으로 회전하여 물건을 원하는 높이까지 올린 후에는 와이어드럼(500)에 설치된 클러치를 작동시켜서 동력의 전달을 끊으면 와이어에 매달린 물건의 무게에 의하여 와이어드럼(500)이 회전하면서 와이어(520)가 풀리고 물건은 다시 아래로 내려가게 된다.

* 베어링(400)에 연결된 보조축(530)은 겉돈다.

그리고 추의 무게가 무거울수록 더 큰 힘을 낼 수 있는데 도2처럼 체인이 플로트와 추의 무게를 직접 받으면 체인에 지나치게 큰 힘이 작용하기 때문에 도3과 같이 체인의 양쪽에 와이어(710)를 설치하여 와이어(710)가 플로트와 추의 무게를 직접 받게 하고 체인은 적당한 장력을 유지할 수 있게 하여야 한다.

*도르래(720) 강관(700)

Claims (4)

1. 본 고안에 따르면, 수압은 모든 방향에서 동일한 힘으로 작용하기 때문에, 도1과 같이 밀폐된 용기의 한 쪽 면이 외부의 힘의 작용에 의해 직선운동을 하도록 만들면 이 용기는 수압에 의해 직선운동을 하게 되며, 안쪽용기(200)가 바깥용기(100) 쪽으로 밀려들어가게 된다. 이때, 발전기 자석(240)의 축(210)에 연결된 피니언(230)이 래크(110)의 톱니와 맞물려 회전하면서 발전을 하게 된다.
   그리고, 수압이 작아지면 발전기 내부의 압축된 공기의 힘에 의하여 반대 방향(바깥쪽)으로 직선운동이 일어나며 이때는 프리휠(220)에 의하여 자전거 페달을 거꾸로 회전시킬 때처럼 피니언과 축이 겉돈다.
   * 발전기 코일(250)
   
2. 제1항에 있어서, 수압발전기가 압축과 팽창을 반복하면서 전기를 생산하기 위해서는 물속에서 하강과 상승을 반복해야 하는데, 도2는 파도의 힘으로 작동하는 크레인으로서 발전기를 상승 및 하강시키는 장치이다.
   파도에 의해서 플로트(300)가 위, 아래로 움직이면 반대편에 있는 추(320)가 아래, 위로 움직이고 이에 따라서 축 위쪽에 있는 체인(310)이 오른쪽과 왼쪽으로 수평왕복운동을 하게 된다. 이 때, 크레인의 중심축(510)과 스프로킷(420) 사이에 설치된 프리 휠(430)에 의해서 체인의 수평왕복운동 중 한쪽 방향의 운동만이 중심축에 전달되어서 중심축이 한쪽방향으로만 회전하면서 와이어(520)를 감아올리게 된다. 그리고 중심축(510)에 동력이 전달되지 않을 때는 중심축의 한쪽에 설치된 역회전 방지장치(410)에 의해서 와이어에 매달린 물건의 무게로 인하여 축이 역회전 하는 것이 방지된다. 중심축이 한 방향으로 회전하여 물건을 원하는 높이까지 올린 후에는 와이어드럼(500)에 설치된 클러치를 작동시켜서 동력의 전달을 끊으면 와이어에 매달린 물건의 무게에 의하여 와이어드럼(500)이 회전하면서 와이어(520)가 풀리고 물건은 다시 아래로 내려가게 된다.
   * 베어링(400)에 연결된 보조축(530)은 겉돈다.
3. 제2항에 있어서, 추의 무게가 무거울수록 더 큰 힘을 낼 수 있는데 도2처럼 체인이 플로트와 추의 무게를 직접 받으면 체인에 지나치게 큰 힘이 작용하기 때문에 도3과 같이 체인의 양쪽에 와이어(710)를 설치하여 와이어(710)가 플로트와 추의 무게를 직접 받게 하고 체인은 적당한 장력을 유지할 수 있게 하여야 한다.
   *도르래(720) 강관(700)
4. 제1항 및 제2항에 있어서, 도4와 같이 수압발전기와 파도의 힘으로 작동하는 크레인을 설치한다.
   
   

Images