KR20140109788A - 부력을 이용한 수력 발전장치 - Google Patents

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KR20140109788A
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Abstract

본 발명은 부력을 이용한 수력발전장치에 관한 것으로, 한정된 소량의 물로 회전 리턴시켜 공기부양 및 부력을 이용하고 지렛대 힘을 이용한 방식으로 수력 발전을 극대화시키는 것이다.
본 발명은 일정량의 물이 채워진 부력 부양 회전통을 회전축과 지렛대로 연결하되 상기 부력 부양 회전통은 여러 개를 수레바퀴 형태로 고정시켜 회전체를 구비하고, 상기 부력 부양 회전통이 하측에서 물속으로 진입하여 받게 되는 부력으로 부력 부양 회전통을 상부로 이동시키는 과정에 의해 회전체를 회전시키는 C자 형태의 부력 발생통을 구비하며, 상기 부력 발생통의 하측으로는 부력 발생통에서 배출된 물을 모아주는 회수조를 구비하고, 상기 회수조의 물은 물주입 펌프를 통하여 부력 발생통의 하측으로 주입되게 함으로써 이루어지게 된다.

Description

부력을 이용한 수력 발전장치{Hydroelectric power generator using the buoyancy}
본 발명은 부력을 이용한 수력발전장치에 관한 것으로, 한정된 소량의 물로 회전 리턴시켜 공기부양 및 부력을 이용하고 지렛대 힘을 이용한 방식으로 수력 발전을 극대화시키는 것이다.
물을 이용한 발전은 물의 높이 에너지를 이용하여 회전 에너지를 발생시킨 후 이를 이용하여 발전이 이루어지도록 하고 있으며, 적은 량의 담수와 낮은 높이에서도 효율적인 발전을 하기 위하여 소수력 발전을 하고 있다.
현재의 수력 발전장치는 위치에너지를 이용하기 위하여 높이를 갖고 떨어지는 물이 수차를 회전시켜 회전에너지를 얻도록 하는 것이어서, 댐을 건설하여 높이를 높이거나 낙하되는 수량을 증가시키지 않는 한 발전 효율을 높일 수가 없는 것이었다.
수력발전 방식으로는, 수로식, 유역변경식이 있으며, 물의 위치 에너지를 운동 에너지로 변환하여 전기 에너지를 얻도록 한 동력발생장치인 수차를 사용하게 되고, 높이가 높은 곳에 적당하고 속도에너지 이용하는 충동수차(펠턴)를 사용하고, 유량이 많은 곳에는 압력과 속도에너지 이용하는 반동수차(프란시스, 프로펠러)를 사용하고 있다.
그러나, 댐을 건설하여 높이를 높이거나 수량을 증가시키는 것은 현실적으로 상당한 어려움이 있는 것이어서, 소규모 하천이나 계곡 등의 한정된 물을 소량으로 사용하여 효율적인 전기 에너지를 얻기가 쉽지 않다
대한민국 특허등록 10-0642333호(2006.10.27 등록) 대한민국 특허등록 10-1042700호(2011.06.13 등록) 대한민국 특허등록 10-0991370호(2010.10.27 등록) 대한민국 특허등록 10-1050234호(2011.07.12 등록)
본 발명은 수력 발전장치에서 많은 량의 전기에너지를 효과적으로 얻기 위해서는 많은 수량을 확보하거나, 높이를 높일 필요가 있으나, 현실적으로는 수량과 높이 확보에 따른 어려움을 해결하기 위한 것으로, 적은 수량임에도 불구하고 부력 및 지렛대의 원리를 이용하여 효율적이며 한정된 물로 발전이 이루어지도록 하며, 환경 친화적으로 전기를 생산하고 경제의 순환에서 전기 생산으로 오염이 발생하지 않도록 하는 것이다.
본 발명은 물속에서 중력에 반하여 위로 뜨려는 힘인 부력을 이용하여 회전에너지를 얻어낸 후 이를 전기 에너지로 변환시키도록 하는 것으로, 일정량의 물이 채워진 부력 부양 회전통을 회전축과 지렛대로 연결하되 상기 부력 부양 회전통은 여러 개를 수레바퀴 형태로 고정시켜 회전체를 구비하고, 상기 부력 부양 회전통이 하측에서 물속으로 진입하여 받게 되는 부력으로 부력 부양 회전통을 상부로 이동시키는 과정에 의해 회전체를 회전시키는 C자 형태의 부력 발생통을 구비하며, 상기 부력 발생통의 하측으로는 부력 발생통에서 배출된 물을 모아주는 회수조를 구비하고, 상기 회수조의 물은 물주입 펌프를 통하여 부력 발생통의 하측으로 주입되게 함으로써 이루어지게 된다.
여기서, 회전체에서 부력 부양 회전통을 연결하는 지렛대에는 일정 간격으로 무게를 갖는 중력 회전체를 설치함으로써 회전체의 회전시 중력 회전체의 무게에 의한 관성 회전력을 발생시키도록 한다.
본 발명은 적은 높이와 적은 수량을 갖고도 효율적인 발전이 가능한 것으로, 부력을 이용하여 회전체의 회전이 이루어져 전기에너지를 생산할 수 있는 것이어서, 현실적으로 수량을 늘릴 수 없고 높이를 높일 수 없는 조건에서도 필요한 전기 에너지를 얻어낼 수 있으므로, 우리나라와 같이 수량 확보와 높이의 확보가 어려운 곳에서 효과적으로 전기를 생산하게 된다.
도 1은 본 발명의 구성도
도 2는 본 발명의 단면 구성도
도 3은 본 발명의 측면 구성도
도 4는 본 발명의 부력 발생통에서 부력 부양 회전통이 물막음판을 막은 상태의 내측면도
도 5는 본 발명의 부력 발생통에서 부력 부양 회전통이 물막음판을 막지 않은 상태의 내측면도
도 6의 a는 본 발명의 부력 발생통의 하부 평단면도
도 6의 b는 본 발명의 부력 발생통의 하부 막힘 상태를 보인 단면도
도 7은 본 발명의 부력 발생통의 하부 측단면도
도 8은 본 발명의 부력 발생통의 하부 정단면도
도 9는 본 발명의 물막음판 설치 상태를 보인 요부 사시도
도 10은 본 발명에서 부력 부양 회전통의 부력 원리도
본 발명은 일정 수위만 물이 채워지고 나머지는 공간으로 형성된 부력 부양 회전통이 지렛대로 연결되어 수레바퀴 형태로 구성된 회전체를 구비하고, 상기 회전체의 부량 부력 회전통에 순차적으로 6시 방향에서부터 12시 방향까지 부력을 제공하여 회전체를 회전시키는 회전력을 발생시키는 부력 발생통을 구비하며, 상기 부력 발생통의 하측으로 부력에 필요한 물을 지속적으로 공급하는 물주입 펌프를 구비함으로써 이루어지게 된다.
본 발명은 C자 형태를 갖고 내부에 공간이 형성된 부력 발생통을 관통하여 회전체를 구성하는 부력 부양 회전통이 회전되게 하되 상기 부력 발생통의 하측으로 물주입 펌프에서 물이 지속적으로 주입되어 부력 발생통에 채워지게 함으로써 부력 발생통의 하측 6시 방향에서 진입하는 부력 부양 회전통이 부력 발생통의 내부에서 부력에 의해 상부로 이동하여 12시 방향으로 부력 발생통을 벗어나는 과정이 지속적으로 이루어지게 됨으로써 회전체의 회전이 이루어지게 한 후 이를 이용하여 전기에너지를 생산하게 되는 것이다.
본 발명의 회전체는 내부에 일정량의 물이 채워진 부력 부양 회전통이 일정 길이를 갖는 지렛대를 통하여 회전축과 연결되게 하되 부력 부양 회전통은 회전축에 수레바퀴 형태를 갖도록 연결하며, 상기 회전체의 회전 에너지는 회전축에서 증속기를 거쳐 발전기로 전달되어 전기 에너지로 변환시키고, 상기 지렛대에는 일정 간격으로 중량을 갖는 중력 회전체를 설치함으로써 회전체의 회전이 이루어진 후에는 중력에 의한 관성 회전력을 발생시키도록 한다.
본 발명의 부력 발생통은 하측 입구가 6시 방향을 향하고 상측 출구가 12시 방향을 향하는 C자 형태를 갖고 고정대에 세워지게 되고, 회전체의 부력 부양 회전통이 부력 발생통의 하측 6시 방향으로 유입된 후 부력에 의해 상측으로 이동한 후 12시 방향에서 빠져 나오게 하고, 상기 부력 발생통에는 내측으로 지렛대가 통과하는 이동로를 형성하는 한편 하측으로는 부력 부양 회전통과 부력 부양 회전통 사이를 막아주는 가림판을 설치하는 동시에 물 유입구를 외측으로 설치한다.
본 발명의 부력 발생통에서 내측으로 지렛대가 통과하도록 형성된 이동로를 통하여 부력 발생통에 채워진 물이 배출되지 않도록 실리콘으로 유동적인 물막음판을 설치하는 한편 부력 발생통과 부력 발생통 사이로 물이 배출되는 것을 방지하는 유동적인 실리콘 물막음판을 설치한다.
상기 부력 발생통의 물유입구에는 회수조에 모아져 물주입 펌프로 가압된 물이 유입관을 통하여 유입되게 하되 상기 유입관에는 유속조절 밸브를 설치하여 유입관을 흐르는 물의 유속을 조절할 수 있도록 한다.
본 발명의 부력 발생통에서 누출되는 물과 부력 발생통의 상부로 배출되는 물은 회수조로 모아진 후 물주입 펌프를 통하여 부력 발생통으로 주입되게 되고, 상기 회수조에는 증발수 보충탱크에서 수위센서를 통하여 일정량이 채워질 수 있도록 하며, 상기 증발수 보충탱크는 계곡수나 하천수 등이 채워지게 한다.
이러한 본 발명은 물주입 펌프에서 유입관을 통하여 회수조의 물을 부력 발생통의 유입구로 주입하면 부력 발생통에 물이 채워지게 되고, 부력 발생통에 채워진 물에 의해 부력 발생통의 하측 6시 방향에서 유입되는 부력 부양 회전통은 부력을 받아 상부로 이동하여 12시 방향으로 빠져 나가게 되고, 하나의 부력 부양 회전통이 상부로 이동할 때 또 다른 부력 부양 회전통이 부력을 받아 상부로 이동하는 과정을 반복하게 되므로, 부력 부양 회전통이 지렛대를 통하여 수레바퀴와 같이 연결된 회전체는 회전하게 된다.
부력 부양 회전통이 부력에 의해 회전체가 회전하게 되면, 회전체의 회전력에 의해 발전기를 구동시켜 전기 에너지를 얻게 되며, 상기 부력 발생통에서 부력 부양 회전통에 부력을 가한 후 배출되는 물은 회수조로 회수된 후 물주입 펌프를 통하여 부력 발생통으로 주입된다.
본 발명의 부력 부양 회전통은 내부에 일정량의 물이 채워져 있기 때문에 부력 부양 회전통이 부력 발생통에 채워진 물속에 위치하는 경우 부력에 의하여 강한 힘을 갖고 상부로 이동하게 되고, 이러한 부력에 의하여 회전체를 회전시키는 힘을 제공하게 되며, 부력 발생통에서 부력을 받아 상부로 이동하는 부력 부양 회전통은 부력 발생통을 12시 방향에서 빠져나와 부력을 받지 못할 때 회전이 이루어지는 상사점을 지나게 되고, 이때부터는 중력을 받게 되어 하부로 이동하면서 회전체를 회전시키는데 필요한 힘을 보태게 된다.
즉, 도 10에 도시된 바와 같이 지렛대를 중심으로 양쪽으로 같은 거리에서 같은 무게를 갖는 중량물(1)(2)을 놓을 경우 지렛대는 수평을 유지하게 되나, 물통(3)에 중량물(2)이 잠기게 하는 경우 중량물(2)의 내부에 형성된 공간에 의하여 중량물(2)은 부력을 받아 상승하게 되므로, 지렛대는 중량물(1) 쪽으로 현저히 기울어지게 된다.
따라서, 부력 부양 회전통이 부력 발생통의 내부에서 물에 잠기게 하여 부력을 받도록 함으로써 부력 발생통의 내부에 위치한 부력 부양 회전통은 쉽게 상승하고, 이와 대향되는 위치의 부력 부양 회전통은 중력에 의해 하강하게 되어 회전체의 연속 회전이 이루어지는 것으로, 본 발명의 회전체는 적은 량의 물을 이용하여 부력을 제공함으로써 회전이 이루어지게 되어 효과적으로 전기 에너지의 생산이 가능한 것이다.
이하 본 발명을 첨부된 실시예 도면에 의거 상세히 설명한다.
본 발명은 부력 부양 회전통(10)이 수레바퀴 형태로 배치된 회전체(30)를 구비하되 상기 부력 부양 회전통(10)이 C자 형태의 부력 발생통(60)의 내부에 채워진 물속에서 부력으로 상부로 이동하면서 회전되게 하고, 상기 부력 발생통(60)의 하부에는 회수조(90)에 채워진 물이 물주입 펌프(90)에 의해 유속조절 밸브(95)가 구비된 유입관(91)을 통하여 주입되어 채워지게 함으로써 6시 방향에서 유입되어 부력 발생통(60)의 내부에 위치한 부력 부양 회전통(10)이 부력에 의해 부력 발생통(60)을 따라 상부로 이동하면서 12시 방향으로 빠져나오게 되므로, 회전체(30)의 회전이 이루어지는 것이다.
본 발명의 회전체(30)는 회전축(40)에서 방사상으로 여러 개의 지렛대(20)가 고정되고, 상기 지렛대(20)의 선단에는 부력 부양 회전통(10)을 고정하는 것으로, 상기 부력 부양 회전통(10)의 내부에는 일정량의 물이 채워져 있도록 하되 상기 부력 부양 회전통(10)을 완전히 채우지 않고 일정한 공간이 형성되게 함으로써, 부력 부양 회전통(10)이 물속에 위치할 경우 부력이 작용하도록 한다.
여기서, 지렛대(20)에는 일정 간격으로 중력 회전체(25)를 설치하여 회전체(30)의 회전이 시작되면 중력 회전체(25)의 무게로 인한 관성 회전력을 받아 회전이 이루어지게 한다.
상기 회전체(30)의 회전축(40)에는 증속기를 통하여 증속이 이루어지게 한 후 발전기(50)를 연결하여 회전체(30)의 회전에너지를 전기 에너지로 생산하고, 상기 부력 부양 회전통(10)은 제작상의 편리성을 위하여 사각통 형태를 갖도록 하는 것이 유리하나, 필요한 경우 원통형으로 제작하여도 무방하다.
본 발명의 부력 발생통(60)은 부력 부양 회전통(10)과 같이 단면이 사각 형태를 갖고 측면에서 볼 때 C자 형태를 갖도록 하되 고정대(45)에 세워져 고정되게 하고, 상기 회전체(30)가 반시계 방향으로 회전할 때 6시 위치에서 12시 방향까지 이어질 수 있도록 하며, 회전체(30)의 부력 부양 회전통(10)이 내부를 관통하여 통과할 수 있도록 하는 한편 회수조(80)에 채워진 물이 물주입 펌프(90)에 의해 부력 발생통(60)의 하부로 주입되도록 한다.
부력 발생통(60)의 안쪽으로는 지렛대(20)가 이동할 수 있는 통로인 이동로(61)를 길이 방향으로 형성하여 부력 부양 회전통(10)이 부력 발생통(60)에 끼워진 채로 회전이 이루어질 수 있도록 하되 상기 이동로(61)에는 지렛대(20)가 지날 때만 개방되게 유동적인 실리콘 물막음판(62)을 설치하고, 상기 부력 발생통(60)의 하부는 부력 부양 회전통(10)이 유입되는 통로(63)를 형성시키는 한편 그 외측으로 유입관(91)과 연결되는 물유입구(64)를 형성시키며, 상기 부력 부양 회전통(10)이 유입되게 형성된 통로(63)에는 외측으로 일정 높이를 갖는 가림판(65)을 형성하되 상기 가림판(65)은 부력 부양 회전통(10)과 부력 부양 회전통(10) 사이의 간격보다 길게 함으로써 하나의 부력 부양 회전통(10)이 가림판(65)을 완전히 빠져나오기 전에 다음 부력 부양 회전통(10)이 가림판(65)으로 형성된 통로(63)로 진입되게 한다.
본 발명에서 부력 부양 회전통(10)이 통과되는 통로(63)에는 가림판(65)을 설치하여 부력 발생통(60)에 채워진 물이 통로(63)를 통하여 배출되지 않도록 하고, 상기 부력 부양 회전통(10)과 부력 부양 회전통(10) 사이를 막아주는 실리콘 물막음판(66)을 설치하는 한편 부력 발생통(60)에는 물이 하부로 내려가지 않도록 유동적인 실리콘 물막음판(67)을 경사지게 설치한다.
본 발명의 부력 발생통(60)의 하부에는 유입관(91)을 통하여 회수조(80)의 물을 물주입 펌프(90)를 통하여 주입되게 물유입구(64)가 형성되어 있으며, 상기 물유입구(64)는 부력 부양 회전통(10)이 통로(64)로 진입하는 것에 방해가 되지 않도록 가림판(65)의 외측으로 형성한다.
물주입 펌프(90)에서 부력 발생통(60)으로 고압의 물이 주입되게 하는 유입관(91)에는 유속조절 밸브(95)를 설치하여 유속을 조절할 수 있도록 한다.
상기 부력 발생통(60)에서 회전체(30)를 회전시킬 때 어쩔 수 없이 외부로 누출되는 물은 회수조(80)로 모아지게 되고, 부력 발생통(60)에서 부력 부양 회전통(10)에 부양력을 제공한 후 상부로 배출되는 물도 회수조(80)로 모아지게 되며, 상기 회수조(80)에 모아진 물은 물주입 펌프(90)를 통하여 부력 발생통(60)으로 주입되게 한다.
여기서, 회수조(80)에는 수위센서를 이용하여 일정 수위가 유지되게 하고, 증발에 의해 부족한 수량은 증발수 보충탱크(70)에서 보충이 이루어지도록 하며, 상기 증발수 보충탱크(70)는 계곡수나 하천수를 이용한다.
이러한 구성의 본 발명에서 부력 발생통(60)은 C자 형태를 갖는 것으로, 회전체(30)의 부력 부양 회전통(10)이 부력 발생통(60)의 내부를 통하여 회전될 수 있도록 하고, 상기 부력 발생통(60)은 회전되지 않게 고정대(45)에 고정되어 있도록 하고, 상기 부력 발생통(60)의 하측 6시 방향으로 회전체(30)의 부력 부양 회전통(10)이 진입되게 하는 통로(63)를 형성하는 한편 회수조(80)의 물이 물주입 펌프(90)에 의해 가압된 후 유입관(91)을 통하여 물유입구(64)로 주입되게 한다.
여기서 부력 발생통(60)의 하부에 형성된 통로(63)를 통하여 부력 부양 회전통(10)이 부력 발생통(60)의 내부로 6시 방향으로 진입하고, 상기 통로(63)로 진입된 부력 부양 회전통(10)은 물유입구(64)를 통하여 주입되는 고압의 물에 의해 상부로 이동하려는 힘을 받음과 동시에 물속에 위치하게 되어 부력을 받게 되므로, 결국 부력 부양 회전통(10)은 부력에 의해 부력 발생통(60)을 타고 상부로 이동하여 12시 방향으로 빠져 나오게 된다.
이때 부력 부양 회전통(10)에 고정된 지렛대(20)는 부력 발생통(60)의 내측으로 형성된 이동로(61)를 따라 회전되고, 부력 부양 회전통(10)의 이동으로 회전체(30)는 회전하면서 회전축(40)을 회전시켜 발전기(50)에서 전기 에너지를 생산하게 되며, 지렛대(20)에 설치된 중력 회전체(25)의 무게로 인하여 관성 회전력을 받아 회전이 이루어지게 한다.
부력 발생통(60)의 하부에 형성된 통로(63)는 일정 높이를 갖는 가림판(65)에 의해 일부가 막혀진 상태를 유지하는 것으로, 가림판(65)은 부력 부양 회전통(10)과 부력 부양 회전통(10) 사이의 거리보다 길게 하여 부력 부양 회전통(10)이 가림판(65)에서 완전히 빠져 나오기 전에 다른 부력 부양 회전통(10)이 통로(63)로 진입되게 함으로써 통로(63)를 통하여 물이 누출되는 것을 방지하도록 한다.
즉, 부력 부양 회전통(10)이 통로(63)를 통하여 연속적으로 진입할 때 부력 부양 회전통(10)이 가림판(65)을 빠져 나가기 전에 다른 부력 부양 회전통(10)이 가림판(65)의 하측으로 진입하게 되면, 부력 부양 회전통(10)의 회전이 이루어지더라도 통로(63)를 통하여 부력 발생통(60)에 채워진 물이 배출되는 것을 방지하게 된다.
상기 통로(63)의 주변으로 물유입구(64)를 형성하여 회수조(80)에 채워진 물이 물주입 펌프(90)로 가압된 후 유속조절밸브(95)에 의해 유속을 조절할 수 있는 유입관(91)을 통하여 주입될 수 있도록 한다.
본 발명에서는 부력 발생통(60)의 이동로(61)를 따라 지렛대(20)가 이동할 때 이동로(61)를 따라 물이 배출되는 것을 방지하기 위하여 이동로(61)를 막아주는 물막음판(62)을 실리콘으로 설치하되 상기 물막음판(62)은 평상시 이동로(61)를 덮고 있다가 지렛대(20)가 이동하는 순간만 이동로(61)를 개방하고, 지렛대(20)가 지나면 다시 이동로(61)를 막아주게 되는 것으로, 지렛대(20)가 이동하는 순간의 짧은 시간동안 소량의 물만 누출된다.
그리고, 부력 부양 회전통(10)과 부력 부양 회전통(10) 사이에도 실리콘 물막음판(66)을 설치하되 상기 물막음판(66)은 부력 발생통(60)의 내측에서 외측 방향으로는 물이 이동하되 외측에서 내측방향으로는 물이 이동되지 않도록 하는 것으로, 부력 발생통(60)에 채워진 물이 내측에 형성된 이동로(61) 쪽으로 이동하는 것을 방지하여 물이 누출되는 것을 최대한 방지하도록 한다.
또한, 부력 발생통(60)의 내부에는 부력 부양 회전통(10)의 외측에서 물이 하강하지 않도록 하는 유동적인 실리콘 물막음판(67)을 경사지게 설치하는 것으로, 상기 물막음판(67)은 부력 발생통(60)의 하부에서 주입된 물이 상부로 이동은 할 수 있으나, 부력 발생통(60)의 상측에서 하측으로 이동하는 것은 차단하게 된다.
본 발명에서, 부력 발생통(60)의 하측에 형성된 물유입구(64)로 물주입 펌프(90)를 통하여 물이 주입되어 부력 발생통(60)의 내부에 채워지게 되면, 상기 부력 부양 회전통(10)은 부력 발생통(60)의 내부에서 물에 잠기게 되므로, 부력에 의해 상부로 이동하려는 힘을 받아 결과적으로 회전체(30)가 회전하게 된다.
즉, 본 발명은 부력 발생통(60)에 채워진 물의 부력을 이용하여 부력 부양 회전통(10)이 부력 발생통(60)을 통과하게 되고, 이로 인하여 부력 부양 회전통(10)으로 이루어진 회전체(30)가 회전력을 얻도록 하고, 상기 회전체(30)의 회전으로 인하여 전기 에너지를 생산하게 된다.
본 발명의 부력 부양 회전통(10)에는 일정량의 물이 채워져 있으나, 부력 발생통(60)의 내부에서 부력에 의해서 상승하는 데는 크게 문제가 되지 않고, 반대로 부력 발생통(60)을 빠져 나와서는 중력에 의해 하부로 밀리게 되므로, 부력 부양 회전통(10)을 회전시켜 회전체(30)의 회전이 이루어지게 된다.
본 발명의 회전체(30)가 회전되면 발전기(50)가 작동하여 전기 에너지를 생성하게 되고, 상기 부력 발생통(60)에서 부력 부양 회전통(10)을 회전시킬 때 누출되는 물은 회수조(80)에 채워지게 되며, 상기 회수조(80)에 채워진 물은 물주입 펌프(90)에 의해 부력 발생통(60)으로 주입되게 된다.
이와 같이 본 발명은 부력을 이용하여 물속에서 부력 부양 회전통(10)이 부력에 의하여 상승하려는 힘을 이용하여 부력 부양 회전통(10)을 회전시킴으로써 회전력을 얻도록 하는 것으로, 부력 발생통(60)의 내부에서 부력 부양 회전통(10)이 물속에 잠긴 채로 상부로 이동하면서 회전력을 발생하게 되며, 특히 본 발명은 물속에서 부력 부양 회전통(10)의 내부 공기로 인한 엄청난 부력을 받게 되는 것을 이용하여 회전체(30)의 회전이 이루어지게 하는 것이다.
이러한 본 발명을 현재 시운전 중인 상태에서 살펴보면, 사방의 길이가 30cm의 길이를 갖는 육면체 형상의 부력 부양 회전통(10)에 20Kg의 물을 채웠을 때 자체의 무게 13Kg을 더하여 33Kg의 무게를 갖게 되고, 상기 부력 부양 회전통(10)을 회전축(40)과 연결하는 지렛대(20)의 길이가 70cm일 경우 약 7배의 힘을 받게 되므로, 회전축(40)에는 약 210Kg의 힘을 받게 되고, 이러한 부력 부양 회전통(10)은 부력 발생통(60)에 최소 7개 정도가 진입하여 부력 부양 회전통(10)은 7개 정도에서 부력을 받게 된다.
그리고 부력 발생통(60)의 하측으로 유입되는 물은 지를 5cm의 관으로 2.25Kw의 물주입 펌프(90)를 펌프를 이용하여 초당 6리터의 물을 주입하게 되므로, 본 발명의 회전체(30)는 하나의 부력 부양 회전통(10)에 의해 회전축(40)에서 받는 힘이 210Kg 이고, 7 개의 부력 부양 회전통(10)이 부력 발생통(60)에서 부력을 받게 되며, 부력 발생통(60)에는 초당 6리터의 물이 주입되더라도 본 발명은 210*7=1470리터의 물을 사용하는 것과 같은 효과를 발휘하는 것이어서, 전기를 생산할 수 있다.
따라서, 본 발명은 적은 량의 물을 이용하여 최대의 발전효율을 얻어낼 수 있는 것이다.
10 : 부력 부양 회전통 20 : 지렛대
30 : 회전체 40 : 회전축
50 : 발전기 60 : 부력 발생통
61 : 이동로 63 : 통로
65 : 가림판 70 : 증발수 보충탱크
80 : 회수조 90 : 물주입 펌프

Claims (4)

  1. 내부에 일정량의 물이 채워지고 공간이 형성된 여러 개의 부력 부양 회전통(10)을 등간격으로 회전축(40)과 지렛대(20)로 연결하여 수레바퀴 형태의 회전체(30)를 구성하고,
    상기 부력 부양 회전통(10)이 하측으로 유입된 후 물속에 잠기게 하여 부력으로 상부로 이동시켜 회전체(30)가 회전되게 하는 한편 C자 형태를 갖고 고정대(45)에 고정되는 부력 발생통(60)을 구비하며,
    상기 부력 발생통(60)의 하측으로는 부력 부양 회전통(10)이 진입되게 하는 한편 물주입 펌프(90)에서 가압된 물이 채워져 부력 부양 회전통(10)이 부력 발생통(60)의 내부에서 부력을 받게 하되 상기 부력 발생통(60)의 내측으로는 회전체(30)의 지렛대(20)가 이동하는 이동로(61)를 형성하고,
    상기 회전체(30)의 부력 부양 회전통(10)이 부력 발생통(60)에서 부력을 받아 상승하는 한편 부력 발생통(60)을 벗어난 후에는 중력에 의해 하강하면서 회전축(40)을 회전시켜 발전기(50)를 구동시키는 것을 특징으로 하는 부력을 이용한 수력 발전장치.
  2. 제1항에 있어서, 부력 발생통(60)의 하부에는 중앙으로 부력 부양 회전통(10)이 진입되는 통로(63)를 형성하는 한편 상기 통로(63)의 외측으로 가림판(65)을 부력 발생통(60)의 이동로(61)를 따라 형성하고, 상기 통로(63)의 외측으로 물유입구(64)를 형성하여 회수조(80)에서 물주입 펌프(90)로 가압된 물이 부력 발생통(60)의 내부로 주입되게 하며, 상기 부력 발생통(60)의 상부로 배출되는 물은 회수조(80)로 회수되는 것을 특징으로 하는 부력을 이용한 수력 발전장치.
  3. 제1항에 있어서, 부력 발생통(60)은 단면이 사각 형태를 갖는 C자 형태로 구성하되 회전체(30)가 반시계 방향으로 회전할 때 6시 위치에서 12시 방향까지 형성되게 하고, 상기 회전체(30)는 단면이 사각 형태로 제작하며, 부력 발생통(60)의 이동로(61)와 부력 부양 회전통(10)사이는 실리콘 물막음판(62)(66)으로 누수를 차단하며, 상기 부력 발생통(60)이 내부에서 부력 부양 회전통(10)을 향하여 경사지게 유동성 실리콘 물막음판(67)을 설치하는 것을 특징으로 하는 부력을 이용한 수력 발전장치.
  4. 제1항에 있어서, 회전체(30)의 부력 부양 회전통(10)을 회전축(40)과 연결하는 지렛대(20)에는 일정 간격으로 중량을 갖는 중력 회전체(25)를 설치하는 것을 특징으로 하는 부력을 이용한 수력 발전장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101642876B1 (ko) * 2015-03-12 2016-07-26 세명대학교 산학협력단 수력 발전용 수차
KR20180028171A (ko) * 2016-09-08 2018-03-16 강영호 선박에 동력을 제공하는 발전장치

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