KR20140066657A - 해수면의 파고에 따른 부력을 이용한 에어 생산장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해수면의 파고에 따른 부력을 이용한 에어 생산장치로 좀더 상세하게는 연안 바다에 설치하여 파도가 본체부선을 아래에서 밀어 올려주면 본체부선이 상승되고 파고가 소멸되면 본체부선이 자중에 의해 아래로 하강되는 과정에 상·하 직선운동에 의해 에어실린더를 작동하여 에어를 생산할 수 있다.
본 발명은 해수면에 띄우거나 고정하여져 자연 파도의 힘으로 상·하 수직 작동운동을 하는 내부에 에어탱크(21)을 일체로 구성한 본체부선(100)과, 일정한 깊이의 해저면에 고정하여 정지상태로 있으며 기둥 역활을 하는 기둥부선(200)과, 상기 본체부선(100)에 의해 반복되는 수직운동을 회전동력으로 변환하며 전력을 발생시켜주는 전력생산 발전부(300)와, 상기 본체부선(100)에 의해 작동하여 에어를 생산하는 에어생산부(400)로 구성되어 파고를 이용하여 에어를 생산하고자 한 것이다.

Description

해수면의 파고에 따른 부력을 이용한 에어 생산장치{A Air production device which uses the waves of the haesumyeon}

본 발명은 해수면의 파고에 따른 부력을 이용한 에어 생산장치로 좀더 상세하게는 연안 바다에 설치하여 파도가 본체부선을 아래에서 밀어 올려주면 본체부선이 상승되고 파고가 소멸되면 본체부선이 자중에 의해 아래로 하강되는 과정에 상·하 직선운동을 이용하여 본체부선의 상단에 설치되는 실린더의 작동에 의해 생산되는 에어를 에어탱크에 저장하여 사용할 수 있도록 개발한 해수면의 파고에 따른 부력을 이용한 에어 생산장치에 관한 것이다.

본 발명은 해수면에서 일어나는 파도의 파고를 이용하여 에어를 생산하고자 한 것으로 끝임 없이 반복되는 자연의 파도를 이용하여 자중과 부력에 의해 작동되는 본체부선의 상,하 승강 작동시 본체부선 상단부에 설치되는 실린더의 작동에 의해 에어를 지속적으로 생산하여 생산된 에어를 에어탱크에 저장하여 바닷가의 인근에서 작업을 하는 양식장이나 조선소등 산업 현장에서 필요한 에어를 공급시켜 산업현장에 사용할 수 있는 것으로 별도의 동력이나 콤프레샤의 사용없이 에어를 생산하여 저장된 에어를 공급받아 산업현장에서 에어장치 및 에어장비를 가동하여 사용하고 압축된 에어로 에어 모터로 발전기를 구동시켜 발전에도 사용할 수 있도록 한 것이다.

본 출원인의 특허등록 제10-1191023호 "해수면의 파고를 이용한 전력 발전장치"에 있어서도 해수면의 파고를 이용한 전력 발생장치가 있다. 상기 등록 고안에 있어서도 해수면의 파고를 이용하고 있으나 본체부선이 파고에 의해 상,하로 승, 하강 작동할 때 본체부선에 부닺치는 파고의 강도가 고르지 않는 관계로 본체부선이 한 곳으로 쏠림현상을 일으킬 수 있으며 이와 더불어 작동체가 스프라켓과 체인으로 구성되어 여러 개의 기어와 스프라켓을 사용함으로 실질적인 제작에 있어 그 제작비가 많이 소요되는 문제점이 있다. 뿐만 아니라 해저의 파도 만을 이용함에 의해 파고가 잦아들 경우에는 전력 생산에 다소의 어려움이 있으며 그 자체 제작에 있어 생산되는 전력 량이 적은 문제점이 있는 것이다.

본 발명은 해수면의 파도를 이용한 에어 생산장치에 관한 것으로 좀더 상세하게는 바다의 연안에 설치하여 파도가 일어날 때 그 파도에 의해 상,하 승 하강을 반복하는 본체부선의 힘을 이용하여 상승하거나 하강을 반복하는 과정에서 발생하는 수직 반복운동시 에어 실린더를 상, 하로 반복 운동시켜 에어를 생산하여 본체부선의 에어탱크에 저장하여 사용처에 직접적으로 공급하여 사용할 수 있도록 한 것이다.

본 발명은 해수면에 띄워 파도에 의해 에어가 생산 되도록 한 구성으로, 해수면에 띄워 자연 파도의 힘으로 상·하 수직작동운동을 하도록 한 본체부선과, 일정한 수위에 정지상태로 떠 있거나 고정시켜 기둥 역활을 하는 기둥부선에 의해 작동하는 에어생산부를 통해 에어를 생산하는 하도록 한 것이다.

이와 같이 된 발명은 자연적으로 반복되는 해수의 파도에 의해 본체부선이 꾸준히 상,하 반복되는 수직운동의 힘으로 에어실린더를 작동시켜 에어 생산를 생산할 수 있으며 삼면이 바다로 둘러쌓인 우리나라의 지형에 따라 가까운 해수면에 설치하여 저렴한 생산비용으로 산업공단으로 에어를 공급할 수 있어 국가적인 차원에서 활성화하여 생산성 향상에 적극 활용할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 사시도
도 2는 본 발명의 단면도
도 3은 본 발명에서 기둥부선을 해저면에 고정한 상태의 단면도
도 4는 본 발명의 본체부선이 자중에 의해 아래로 내려간 상태의 단면도
도 5는 본 발명의 본체부선이 파고에 의해 기둥부선 상단으로 상승한 상태의 단면도

본 발명은 가까운 해수면의 해저에 띄우거나 고정하여 파도의 파고를 이용하여 에어를 생산할 수 있도록 한 것으로, 해수면에 설치되는 기둥부선(200)에서 본체부선(100)이 파도의 파고에 의한 상·하 승강작동으로 에어가 생산 되도록 함을 주목적으로 한 갓으로 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 해수면에 띄우거나 고정하여져 자연 파도의 힘으로 상·하 수직 작동운동을 하는 내부에 에어탱크(101)을 일체로 구성한 본체부선(100)과,

일정한 깊이의 해저면에 고정하여 정지상태로 있으며 기둥 역활을 하는 기둥부선(200)과,

상기 본체부선(100)에 의해 반복되는 수직운동을 회전동력으로 변환하며 전력을 발생시켜주는 전력생산 발전부(300)와,

상기 본체부선(100)에 의해 작동하여 에어를 생산하는 에어생산부(400)로 구성된 것이다.

상기의 본체부선(100)은 외부격벽(10)과 내부격벽(11)에 의해 중앙부분이 중공홀(20)로 저면과 상부가 관통되어지며, 외부격벽(10)과 내부격벽(11) 사이에는 에어탱크(21)를 구비한다.

상기의 본체부선(100)의 내부격벽(11)에는 안내롤러(25)를 수직방향으로 다수 개 설치한다. 상기 안내롤러(25)는 본체부선(100)과 기둥부선(200)의 크기에 따라 가변적으로 다수 개로 설치가 가능하며 그 설치 숫자는 한정하지 않는다.

상기의 기둥부선(200)은 기둥체(30)의 중앙이 관통된 관통홀(27)로 구성되고 외부면에는 안내레일(28)을 설치하며, 이의 안내레일(28)은 본체부선(100)의 내부격벽(11)에 설치되는 안내롤러(25)가 본체부선(100)이 승,하강할 때 안내레일(28)에서 안내되어 원활한 승하강 작동을 도와 줌과 동시에 기둥부선(200)과 본체부선(100)이 일정한 간격을 두고 작동할 수 있는 통제 기능도 겸할 수 있는 것이다.

상기 기둥부선(200)은 상단 바닥면(26)에는 지지대(31)로 받침판(32)을 지지하여 발전부(300)를 장치한다.

상기의 기둥부선(200)은 상기 본체부선(100)의 중앙 중공홀(20)에 내입되며, 그 길이는 본체부선(100) 보다 길게 형성된다.

상기 발전부(300)는 테입클러치(40)와, 가속기(41)와 발전기(42)를 일측에 장치하였으며, 타측에도 대칭되게 테입클러치(40a)와, 가속기(41a)와 발전기(42a)를 설치하여 양측에서 작동되게 하였으며, 상기 테입클러치(40)(40a)는 동일한 회전축(43)에 결합하며 서로 동일한 한 방향으로만 작동되며 본체부선(100)이 아래로 하강할 때만 회전을 하며 반대로 본체부선(100)이 위로 상승시에는 공회전만 하게 되는 것이다.

상기의 받침판(32)은 테입클러치(40)(40a)가 설치되는 부분의 아래 측에 벨트 작동관통홀(33)을 형성되며 상기의 테입클러치(40)에 연접되어지는 벨트(35)(36)는 일측을 본체부선(100)의 바닥면에 고정하고 타측은 받침판(32)의 벨트 작동관통홀(33)아래로 유입시켜 기둥부선의 관통홀(27)에 내입시키며 선단부에는 무게추(39)를 고정한다.

상기와 같이 설치되는 벨트(35)(36)는 테입클러치(40)(40a)에 서로 대칭되게 설치하는 것으로 일측은 본체부선(100)에서 서로 다른 반대방향에서 고정하고 타측은 무게추(39)에 일체로 고정하는 것으로 서로 대향 작동되게 설치한다.

상기에서 사용되고 있는 테입클러치(40)(40a)는 본체부선(100)과 기둥부선(200)을 작동시 회전하여 가속기(41)(41a)를 회전시키고 가속기(41)(41a)는 발전기(42)(42a)를 작동하는 것이다.

이와 같이 가속기(41)(41a)와 발전기(42)(42a)를 작동함에 있어 테입클러치(40)(40a) 만을 한정하지 않고 다른 구조를 적용하여서도 사용할 수 있는 것으로 본체부선(100)과 기둥부선(200)을 상,하 승하강 되도록 사용할 수 있으며, 벨트(35)(36) 또한 다른 구조물을 사용할 수 있다. 즉 스프라켓을 이용하여 체인을 사용할 수 있는 것과 같은 것이다.

또한, 상기의 발전부(300)를 지지하고 있는 지지대(31)의 양측으로는 가로대(50)(51)와 세로대(52)(52a)(53)(53a)를 일정간격으로 결합하였으며 세로대(52)(52a)(53)(53a)의 상단부분에 눌름판(54)(55)이 세로대(52)(52a)(53)(53a) 양측으로 돌출되게 고정시키며, 상기 눌름판(54)(55)의 양측 아래에는 에어실린더(56)(57)(58)(59)를 에어생산부(400)를 두고 있다.

상기의 에어 생산부(400)는 본체부선(100)이 파고에 의한 부력작동으로 상하 승강 운동시 실린더축(60)의 받침편(61)을 압압과 압압 해제를 연속 반복함에 따라 실린더축(60)이 상,하 작동하며 에어가 생산되며 생산된 에어는 본체부선(100)의 에어 탱크(21)에 저장되는 것이다.

상기와 같이 된 본 발명을 해저면에 고정하여 사용하고자 할 경우 기둥부선(200)의 하단부분에 고정받침부(801)에 다수 개의 보조기둥(802)을 부착 일체로 한 지지고정체(800)를 설치하여 연안에서 가까운 해저의 수면에 고정할 때 사용할 수 있으며 본 발명의 장치를 이동 할 필요가 없을 때 사용할 수 있도록 하기 위함이다.

상기와 같이된 본 발명을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명을 사용하여 에어를 생산하고자 할 경우 먼저 본체부선(100)과 기둥부선(200)을 사용하고 하는 해저의 장소까지 이동한다.

이렇게 해저로 이동한 다음 해저에 고정하여 사용하고자 할 경우 도 3과 같이 기둥부선(200)의 하단부분에 고정받침부(801)에 다수 개의 보조기둥(802)을 부착 일체로 한 지지고정체(800)를 해저의 수면에 고정하면 되는 것이다.

상기와 같이 기둥부선(200)이 정지된 상태에서 본체부선(100)이 파도에 의해 움직이기 시작한다.

본체부선(100)이 파도에 의해 흔들리기 시작하다 파도의 파고에 따라 상,하로 반복 작동을 하게 되는 것으로 도 4와 같이 일반적인 상태에서는 본체부선(100)이 기둥부선(200) 보다 다소 상승한 상태로 있다가 파고에 의해 본체부선(100)을 위로 밀어 올려주면 본체부선(100)에서 일정한 장력에 의해 정지되어 있던 벨트(35)(36)에서 장력이 제거됨과 동시에 기둥부선(200)의 관통홀(27)에 있는 무게추(39)의 하중에 의해 아래로 내려가게 되면서 발전부(300)의 테입클러치(40)(40a)가 정회전하게 되며 양측에 연접된 가속기(41)(41a)를 작동하면 가속기(41)(41a)는 다시 발전기(42)(42a)를 작동하여 발전을 시작하게 된다.

상기와 같이 발전되는 전력은 곧바로 사용처로 공급할수 도 있으며 축전기에도 비축할 수 있다.

상기와 같이 본체부선(100)이 상승한 상태에서 파고가 내려가 본체부선(100)에 가하고 있던 상승작용의 힘이 소멸되면 본체부선(100)에서 힘이 소멸됨과 동시에 본체부선(100)의 하중에 의해 자연적으로 아래로 내려가게 되는 것으로 이때는 전자의 설명과는 반대로 벨트(35)(36)에서 장력이 제거됨과 동시에 기둥부선(200)의 관통홀(27)에 있는 무게추(39)가 아래로 내려가면서 테입클러치(40)(40a)가 반대로 회전하게 된다.

이때 테입클러치(40)(40a)는 역회전하면서 작동하면서 가속기(41)(41a)에 동력을 전달하지 않아 전력이 발생하지 않으며 다음 전력 생산의 예비동작으로 된다.

상기와 같이 전력을 생산함에 있어 본체부선(100)이 상승과 하강시 지속적으로 전력을 생산하고자 할 경우에는 테입클러치(40)(40a)를 각각 반대 방향으로 설치하면 상승시에는 어느 하나가 작동되고 반대 방향에 설치된 것은 작동되지 않고 반대방향의 것은 다음동작시 가속기를 작동하게되어 지속적으로 발전할 수 있게 설치할 수 있다.

상기와 같이 파도의 움직임에 의해 본체부선(100)이 기둥부선(200)에서 승,하강 동작시 본체부선(100)의 내부격벽(11)에 설지된 안내롤러(25)가 기둥부선(200)의 안내레일(28)을 따라 움직이므로 파고가 본체부선(100)에 닿으면서 충격을 다소 받게되어도 본체부선(100)이 어느 한 방향으로 쏠림현상 없이 상,하로 작동이 가능한 것이다.

상기와 같이 본체부선(100)이 기둥부선(200)에서 상,하 승강 작동시 본체부선(100)의 바닥면에 고정된 에어생산부(400)도 동시에 작동되는 것으로 도 4와 같이 본체부선(200)이 아래로 내려간 상태와 같을 경우 기둥부선(200)의 받침판(32)에 고정한 세로대(52)(52a)(53)(53a) 상단부분의 눌름판(54)(55)이 실린더축(60)의 받침편(61) 아래에서 벗어나며 실린더축(60)이 상승하며 에어 생산 준비 상태가 된다.

상기와 같은 상태에서 본체부선(100)이 파고에 의해 상승하게 되면 도 5와 같이 에어생산부(400)측 실린더축(60)의 받침편(61)이 세로대(52)(52a)(53)(53a) 상단부분의 눌름판(54)(55) 아래에서 압압되어 눌러짐과 동시에 실린더(60)에 의해 에어가 생산되는 것이다. 상기와 같이 생산되는 에어는 본체부선(100)의 에어탱크(21)에 저장하여 사용하고자 하는 공급처로 공급하면 되는 것이다.

이와 같이 된 발명은 에어 생산을 위해 전력이나 기름을 사용하지 않아 공해가 전혀 없으며 본체부선의 크기에 따라 에어를 소량 또는 대량으로 생산하여 본체부선의 에어탱크에 저장도 할 수 있으며 직접적으로 곧바로 해안에서 가까운곳에 있는 소규모의 산업단지나 대규모의 조선소와 같은 곳으로 공급할 수 있어 저렴한 비용으로 에어를 공급 할 수 있을 뿐 아니라 일기에 관계없이 일정하게 에어를 생산할 수 있어 해변에서 가까운 곳이면 어디에나 설치하여 에어를 생산할 수 있는 것이다.

100: 본체부선 200: 기둥부선
300: 발전부 400: 에어생산부
500: 풍력발전부 600: 태양열 발전부
700: 엔진부 800: 지지고정체
10: 외부격벽 11: 내부격벽
20: 중공홀 21: 에어탱크
25: 안내롤러 27: 관통홀
28: 안내레일 31: 지지대
32: 받침판 33: 벨트 작동관통홀
35, 36: 벨트 39: 무게추
40, 40a: 테입클러치 41, 41a: 가속기
42, 42a: 발전기 50, 50a, 51, 51a: 가로대
52, 52a, 53, 53a: 세로대 54, 55: 눌름판
56, 57, 58, 59: 에어실린더

Claims (1)

1. 해수면에 띄우거나 고정하여져 자연 파도의 힘으로 상·하 수직 작동운동을 하는 내부에 에어탱크(21)을 일체로 구성한 본체부선(100)과,
   일정한 깊이의 해저면에 고정하여 정지상태로 있으며 기둥 역활을 하는 기둥부선(200)과,
   상기 본체부선(100)에 의해 반복되는 수직운동을 회전동력으로 변환하며 전력을 발생시켜주는 전력생산 발전부(300)에 있어서,
   상기 발전부(300)를 지지하고 있는 지지대(31)의 양측으로 가로대(50)(50a)(51)(51a)와 세로대(52)(52a)(53)(53a)를 일정간격으로 결합하였으며 세로대(50)(50a)(51)(51a)의 상단부분에 눌름판(54)(55)이 세로대(50)(50a)(51)(51a) 양측으로 돌출되게 고정시키며, 상기 눌름판(54)(55)의 양측 아래에는 에어실린더(56)(57)(58)(59)를 고정하여서 생산되는 에어를 본체부선(100)의 에어탱크(21)에 저장함을 특징으로 한 해수면의 파고에 따른 부력을 이용한 에어 생산장치.
   

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