KR20150075954A - 고효율의 에너지 변환장치 - Google Patents

Abstract

간단한 구조에 의하여 입력되는 에너지를 높은 효율의 다른 형태의 에너지로 바꿀 수 있는 에너지 변환장치가 개시된다

Description

고효율의 에너지 변환장치{Energy Transformation Apparatus having high efficiency}

본 발명은 에너지 변환장치에 관한 것으로, 특히 입력되는 에너지를 높은 효율의 다른 형태의 에너지로 바꿀 수 있는 에너지 변환장치에 관련한다.

일반적으로 에너지 변환장치는 한 종류의 에너지를 다른 종류의 에너지로 바꾸는 장치를 말한다.

가령, 풍력 에너지나 수력 에너지를 입력받아 전기에너지로 변환하는 것이 대표적인 형태의 에너지 변환장치이다.

그러나, 종래의 에너지 변환장치는 변환효율이 너무 낮기 때문에 실용적으로 적용하기 어렵다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 변환효율이 높은 에너지 변환장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 구조가 간단하고 실용화할 수 있는 에너지 변환장치를 제공하는 것이다.

상기의 목적은, 프레임 내에서 프레임의 회전에 의한 공전과 자체 중량에 의ㅎ나 자전을 동시에 하는 중량체, 상기 프레임의 회전과 중량체의 회전을 제공받아 같은 방향의 회전으로 변환하면서 증속하는 증속기, 및 증속기에 의해 증속된 회전력으로 전기를 발생하는 발전기로 구성되는 에너비 변환장치에 의해 달성된다.

상기한 구성에 의하면, 변환효율이 높고, 구조가 간단하며, 실용화할 수 있는 에너지 변환장치를 구현할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 에너지 변환장치를 보여준다.
도 2 내지 4는 본 발명에 따른 에너지 변환장치의 동작을 보여준다.
도 5 내지 7은 본 발명에 따른 에너지 변환장치의 각 부분을 상세하게 보여준다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 에너지 변환장치를 보여주고, 도 5 내지 6은 본 발명에 따른 에너지 변환장치의 각 부분을 상세하게 보여주는데, 도 5는 중량체이고 도 6은 증속기와 발전기이며, 도 7은 증속기 내부를 보여준다.

지면에 설치되는 베이스 위에 회전 프레임이 회전 가능하게 장착된다. 즉, 회전 프레임의 양단으로부터 돌출되는 프레임 회전축은 베이스에 회전 가능하게 결합된다.

프레임 회전축의 무게 중심을 높이 방향으로 조절될 수 있는데, 작은 힘으로도 프레임을 회전시킬 수 있도록 조절되어 높이가 고정된다.

회전 프레임은 두 구역을 구획되는데, 전방의 제1구역에는 가령 반원형의 중량체가 수납되고, 후방의 제2구역에는 증속유닛과 발전유닛이 각각 수납된다.

중량체는 회전 프레임보다 훨씬 더 큰 중량을 구비하며, 회전 프레임과 독립하여 회전할 수 있도록 설치된다.

다시 말해, 중량체는 자전을 함과 동시에 회전 프레임의 회전에 의해 공전을 하게 된다. 이를 위해 회전 프레임의 양 단면에는 공전 안내유닛이 설치되는데, 공전 안내유닛에는 반 원호 형상의 슬롯이 형성되고 슬롯과 이격하여 동일하게 반 원호 형상의 기어 열이 형성된다.

슬롯에는 중량체가 고정된 중량체 회전축의 단부가 슬라이드 가능하게 끼워지는데, 중량체 회전축의 단부에는 부채 형상의 기어가 고정되어 설치된다.

또한, 기어 열에는 작은 기어와 큰 기어가 일체로 형성된 피니언이 기어 결합하고, 피니언은 다시 부채 형상 기어와 기어 결합한다.

프레임에는 구동모터(7)가 장착되고, 모터 축에는 기어(2, 8)가 결합하고 크랭크를 통하여 회전력이 프레임 회전축에 전달된다.

도 2 내지 4는 본 발명에 따른 에너지 변환장치의 동작을 보여준다.

상기한 것처럼, 프레임의 무게중심을 적절한 높이에 설정하여 작은 힘으로도 프레임을 회전시킬 수 있다.

구동모터(7)에 의해 작은 회전력이 발생하면, 크랭크를 통하여 프레임 회전축에 전달되고, 프레임이 도 2와 같이 회전한다.

이때, 프레임이 회전할 때, 최초 중량체도 같이 공전하게 되는데, 곧바로 중량체는 자신의 무게중심을 찾아서 자전하게 된다. 그 결과, 중량체 회전축이 자전하면서 부채형상 기어가 회전하고, 이에 기어 결합된 피니언이 회전하면서 반 원호형상의 기어 열을 따라 이동함으로써 프레임은 다시 반대방향으로 회전한다.

이와 같이 서로 반대방향으로의 회전이 반복되어 수행함에 따라 프레임의 회전력은 후방까지 전달되고, 전달된 프레임 회전력은 증속기를 거쳐 분당 회전속도가 증속된다.

이와 함께, 서로 반대방향의 회전력은 클러치를 이용하여 같은 방향을 갖도록 변환된다.

증속된 회전력은 발전유닛으로 인가되고 발전유닛으로부터 전력이 발생되어 에너지 변환을 완료한다.

이상에서는 본 발명의 실시 예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경을 가할 수 있음은 물론이다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 상기한 실시 예에 한정되어 해석될 수 없으며, 이하에 기재되는 특허청구범위에 의해 해석되어야 한다.

2, 8: 기어
7: 모터

Claims (1)

1. 지면에 설치되는 베이스; 상기 베이스에 회전축이 회전 가능하게 장착된 회전 프레임을 구비하고,
   상기 프레임 회전축의 무게 중심은 높이 방향으로 조절되고,
   상기 회전 프레임은 반원형의 중량체가 수납되는 제1구역과, 증속유닛과 발전유닛이 각각 수납되는 제2구역으로 분리되고,
   상기 중량체는 상기 회전 프레임보다 훨씬 더 큰 중량을 구비하여 상기 회전 프레임과 독립하여 회전할 수 있도록 설치되고,
   상기 프레임에는 구동모터가 장착되고, 모터 축에는 기어가 결합하고 크랭크를 통하여 회전력이 상기 프레임 회전축에 전달되는 것을 특징으로 하는 고효율의 에너지 변환장치.
   

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