KR20150082531A - 표류 부이 반전 수동력 출력 장치 - Google Patents

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KR20150082531A KR1020157014974A KR20157014974A KR20150082531A KR 20150082531 A KR20150082531 A KR 20150082531A KR 1020157014974 A KR1020157014974 A KR 1020157014974A KR 20157014974 A KR20157014974 A KR 20157014974A KR 20150082531 A KR20150082531 A KR 20150082531A
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Abstract

표류 부이 반전 수동력 출력 장치는 부이(1), 외부 프레임 지지부(2), 지지 스탠드(35, 36)들, 동력 반전 메커니즘(27), 및 유압 액튜에이터(41)를 포함한다. 부이(1)의 상단부와 하단부는, 외부 프레임 지지부(2)의 상부 및 하부 상에 제공된 2개의 유압 실린더(3, 4)들의 피스톤(7, 8)들과 각각 연결되는 상부 커넥팅 로드(5)와 하부 커넥팅 로드(6)를 각각 구비한다. 유압 실린더(3, 4)들의 오일 입구와 오일 출구는 원웨이 밸브(13, 14, 15, 16)들이 각각 설치된다. 원웨이 밸브(13, 14, 15, 16)들은 고압유 파이프(17, 18)들을 통해 유압유 탱크(40)와 고압 축압기(42)에 각각 연결된다. 외부 프레임 지지부(2)은 관통 구조를 가진다. 회전축(23, 24)들은 외부 프레임 지지부(2)의 중간에 설치되며, 외부 프레임 지지부(2)에 슬라이딩 가능하게 연결된다. 동력 반전 메커니즘(27)은 회전축(23, 24)들에 연결된다. 장치는 작은 외력 하에서 회전축(23, 24)들 주위에서 연속적이고 순환적으로 회전할 수 있으며, 부양성 위치 에너지를 수동력 에너지로 변환하도록 회전 동안 부이(1)를 해제할 수 있다. 한 세트의 장치의 조합된 사용은 직접적인 사용을 위해 고압 축압기(42) 내로 유압유를 연속으로 강제할 수 있다.

Description

표류 부이 반전 수동력 출력 장치{FLOATING BUOY TURNOVER HYDRAULIC POWER OUTPUT DEVICE }
본 발명은 전력원 변환 장치에 관한 것이고, 특히 부양성 위치 에너지(buoyancy potential energy)를 수동력 에너지(hydraulic energy)로 변환하기 위한 표류 부이 반전 수동력 출력 장치에 관한 것이다.
자연에는 태양, 풍력, 수력 발전 전력, 조수 및 다른 재생 가능한 많은 에너지원이 있다. 그러나, 이러한 에너지원은 고에너지 분산, 낮은 수준의 이용 및 에너지 변환에서의 낮은 효율을 가진다. 오늘날, 수동력은 기본적으로 에너지를 발생시키도록 중력의 위치 에너지로서 물을 사용한다. 상기된 재생 가능한 에너지원은 제어 가능하지 않다. 수력 발전은 때때로 자연 조건에 의해 제한된다. 그 건설 및 이용은 매우 편리하지 않다. 그러나, 청정 에너지로서 물은 거대한 부양성 위치 에너지를 포함할 수 있다. 부양성 위치 에너지가 이용되면, 효율을 크게 개선할 수 있다. 에너지 변환 및 효율적인 에너지 기술 혁신을 활발하게 촉진하는 국가 에너지 전략에 응답하여, 본 발명은 에너지 개발 및 에너지 변환 효율의 개선에서의 새로운 사고의 개척자이다.
중국 특허 CN201210110047.4는 비전통적인 전력원의 부양성 위치 에너지를 동력 출력으로 변환하기 위한 장치를 제공한다. 이 특허는 강한 잠수형 에너지 변환 동력 출력 장치를 개시한다. 장치는 부양성 탱크, 부양성 변환 동력 유닛, 반전 트랙, 가이드 레일, 잠수 구동 제어 샤프트, 잠수 위치 록크, 및 반부양성 위치 록크(anti-buoyant position lock)를 포함한다. 제어 메커니즘은 부양성 변환 동력 유닛에 의해 반전될 수 있다. 이러한 것은 부양 에너지를 기계적 에너지로의 변환을 달성한다. 중량 조정은 많은 부양성 위치 에너지를 발생시키는데 적은 에너지 입력을 사용하는 것을 가능하게 할 수 있다. 순간적인 기계적 에너지 변환이 전기를 발생시키도록 이용될 수 있거나 또는 사용될 수 있다. 그러나, 부양성 위치 에너지 변환 장치의 구조는 복잡하다. 다양한 부품들의 마찰 및 마모가 크며, 에너지 변환 효율은 높지 않다. 부양성 위치 에너지 변환 장치는 제어와 산업화되기 어렵다.
해결되어야 하는 기술적 문제는 구조가 간단하고 작동이 용이하고 마찰 및 마모가 적고 에너지 변환 효율이 높으며 보다 안정하고 신뢰할 수 있고 부양성 위치 에너지를 산업화된 수력 동력으로 더욱 완전히 변환할 수 있는 고효율 출력 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 장치는 다음의 기술적인 해결책을 실시하는 것에 의해 상기된 기술적 문제를 해결할 수 있다. 본 발명의 장치는 부이, 외부 프레임 지지부, 지지 스탠드들, 동력 반전 메커니즘, 및 전달 메커니즘을 포함할 수 있다. 부이의 상단부 및 하단부는, 외부 프레임 지지부의 상부 및 하부에 제공된 유압 실린더의 피스톤들과 각각 연결될 수 있는 상부 커넥팅 로드와 하부 커넥팅 로드를 각각 구비할 수 있다. 외부 프레임 지지부는 부이의 주변에 제공되고 바닥판들과 다수의 고정 로드에 의해 형성될 수 있다. 외부 프레임 지지부는 회전축들을 구비할 수 있으며, 회전축을 통해 지지 스탠드들에 연결될 수 있다. 동력 반전 메커니즘은 회전축에 연결될 수 있다. 유압 실린더들의 오일 입구와 오일 출구는 원웨이 밸브들이 각각 설치된다. 전달 메커니즘은 유압 실린더들, 원웨이 밸브들, 고압유 파이프들, 유압유 탱크, 유압 액튜에이터 및 고압유 축압기를 포함할 수 있다.
보다 양호한 결과를 위하여, 본 발명의 장치는 다음의 기술적 조치들을 또한 실행할 수 있다. 회전축들은 외부 프레임 지지부에 슬라이딩 가능하게 연결된 슬라이딩 가능 커넥터들 상에 형성될 수 있으며, 푸싱 디바이스는 지지 스탠드들 사이에 제공될 수 있다. 푸싱 디바이스는 가압 플레이트 또는 푸싱 로드일 수 있다. 회전축들은 베어링들을 구비하고, 베어링들을 통해 지지 스탠드들과 연결된다. 회전축들은 중공 부분을 가질 수 있으며, 고압유 파이프들은 회전축들의 중공 부분들을 통과하여, 로터리 커플러들을 통해 유압유 탱크와 고압유 축압기에 각각 연결될 수 있다. 유량 스위치는 로터리 커플러와 유압유 탱크 사이에 제공될 수 있다. 유압 제어 밸브는 로터리 커플러와 고압유 축압기 사이에 제공될 수 있다. 부이는 외부 프레임 지지부의 내측부 상의 대응 위치들에 제공된 적어도 한 쌍의 가이드 로드들과 가동 가능하게 연결될 수 있다. 반전 부이들은 바닥판들 상에 각각 제공될 수 있다. 공기 역학적 밸런서들은 유압 실린더들의 외측 주위에 각각 제공될 수 있다. 공기 역학적 밸런서들은 적어도 하나의 통기 파이프에 의해 연결될 수 있다. 공기 역학적 밸런서들은 에어백의 형태를 할 수 있다. 지지 스탠드들은 자기 유도 스위치를 구비할 수 있으며, 자석들은 외부 프레임 지지부 상의 대응 위치들에 제공될 수 있다. 고정 로드의 중간 부분은 균형추를 구비할 수 있다.
본 발명의 장치는 극미 중력 상태에서 물에서 장치를 띠우도록 균형추를 사용한다. 적은 힘의 작용 하에서, 회전축들을 중심으로 하는 장치의 연속 회전이 달성될 수 있다. 회전 동안, 부이는 수동력 에너지로의 부양성 위치 에너지의 변환을 실현하도록 해제된다. 한 세트의 장치의 조합은 직접 사용 또는 유압 발전기에서 사용하기 위하여 고압유 축압기 내로 유압유를 연속적으로 가압하도록 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 장치의 실시예의 부분 단면 정면도;
도 2는 본 발명의 장치의 측면도;
도 3은 본 발명의 장치의 반단면 평면도;
도 4는 본 발명의 실시예 A의 확대도.
본 발명의 장치는 그 실시예를 참조하여 다음에 상세하게 설명될 것이다.
본 발명의 장치는 부이(1), 외부 프레임 지지부(2), 지지 스탠드(35, 36)들, 동력 반전 메커니즘(27) 및 전달 메커니즘을 포함한다. 전달 메커니즘은 유압 실린더(3, 4)들, 원웨이 밸브(13, 14, 15, 16)들, 고압유 파이프(17, 18)들, 유압유 탱크(40), 유압 액튜에이터(41) 및 고압유 축압기(42)를 포함할 수 있다. 외부 프레임 지지부(2)는 관통 구조를 가질 수 있다. 외부 프레임 지지부(2)은 부이(1)의 주변에 제공되고, 상부 및 하부 바닥판(44, 45)들 및 다수의 고정 로드(43)에 의해 형성될 수 있다. 부이(1)는 외부 프레임 지지부(2)의 내측에 있는 대응 위치에 제공된 2쌍의 가이드 로드(9, 10, 11, 12)들에 가동 가능하게 연결될 수 있다. 부이(1)의 상단부와 하단부는 외부 프레임 지지부(2)의 상부 및 하부 바닥판(44, 45)들 상에 제공된 유압 실린더(3, 4)들의 피스톤(7, 8)들과 각각 연결될 수 있는 상부 및 하부 커넥팅 로드(5, 6)들을 각각 구비할 수 있다. 상부 및 하부 바닥판(44, 45)들은 반전 부이(46, 47)들을 추가로 구비할 수 있다. 2개의 유압 실린더(3, 4)들의 오일 입구는 원웨이 밸브(13, 14)를 각각 구비할 수 있다. 2개의 유압 실린더(3, 4)들의 오일 출구는 원웨이 밸브(15, 16)를 각각 구비할 수 있다. 에어백(19, 20)들과 같은 공기 역학 밸런스들은 유압 실린더(3, 4)들의 외측부 주위에 각각 제공될 수 있다. 에어백(19, 20)들은 2개의 통기 파이프(21, 22)들에 의해 연결될 수 있다. 슬라이딩 가능 커넥터(28, 29)들은 외부 프레임 지지부(2)에 슬라이딩 가능하게 연결될 수 있다. 회전축(23, 24)들은 슬라이딩 가능 커넥터(28, 29)들 상에 각각 제공될 수 있다. 회전축(23, 24)들은 베어링(25, 26)들을 통해 지지 스탠드(35, 36)들에 각각 연결될 수 있다. 회전축(23, 24)들은 중공 부분을 가질 수 있다. 원웨이 밸브(13, 14)들에 연결된 고압유 파이프(17)는 회전축(24)의 중공 부분을 통과하고, 로터리 커플러(30)와 유량 스위치(33)를 통해 유압유 탱크(40)와 연결될 수 있다. 원웨이 밸브(15, 16)들에 연결된 고압유 파이프(18)는 회전축(23)의 중공 부분을 통과하고, 로터리 커플러(31)와 유압 제어 밸브(34)를 통해 고압유 축압기(42)와 연결될 수 있다. 고압유 파이프(17, 18)들은 소프트 파이프의 형태를 취할 수 있다. 가압 플레이트(48)는 지지 스탠드(35, 36)들 사이에 제공될 수 있다. 가압 플레이트(48)는 원호 형상일 수 있다. 지지 스탠드(35, 36)들을 제외하고, 전체 장치의 중량은 부이(1)의 부양력과 동일할 수 있다. 이러한 것은 지지 스탠드(35, 36)들과 원호 형상의 가압 플레이트(48)를 제외하고, 전체 장치가 물에서 부유중의 극미 중력 상태(suspending microgravity state)에 도달하게 한다. 동력 반전 메커니즘(27)은 회전축(23, 24)들과 연결될 수 있다. 지지 스탠드(35)는 자기 유도 스위치(37)를 구비할 수 있다. 자석(38, 39)들은 외부 프레임 지지부(2) 상의 대응 위치에 설치될 수 있다. 유압 액튜에이터(41)는 오일 파이프들을 통해 고압유 축압기(42)와 유압유 탱크(40)와 연결될 수 있다.
본 발명의 장치는 다음의 방식으로 실현될 수 있다. 장치가 구동중일 때, 지지 스탠드(35, 36)들은 수직 위치에 고정될 수 있다. 전체 장치는 물에 잠길 수 있다. 지지 스탠드(35, 36)들을 제외하고, 전체 장치의 중량은 부이(1)의 부양력과 동일할 수 있다. 지지 스탠드(35, 36)들을 제외하고, 전체 장치는 부유중의 극미 중력 상태로 있을 수 있다. 작은 외력이 회전축(23, 24)들을 중심으로 외부 프레임 지지부(2)을 회전 구동시키도록 동력 반전 메커니즘(27)에 의해 발휘될 수 있다. 원호 형상의 가압 플레이트(48)의 작용 하에서, 바닥판(44, 45)들 상에 장착된 반전 부이(46, 47)들은 외부 프레임 지지부(2)와 회전축(23, 24)들이 회전할 때 이것들을 동시에 슬라이딩시킨다. 이러한 것은 부유중의 극미 중력 상태로 있는 전체 장치가 용이하게 가라앉게 한다. 외부 프레임 지지부(2)이 수직 위치로 회전할 때, 전체 장치는 가장 낮은 위치로 가라앉는다. 회전축(23, 24)들은 슬라이딩 가능 커넥터(28, 29)들의 수단에 의해 외부 프레임 지지부(2)의 가장 높은 위치로 슬라이딩한다. 이 순간에, 자석 유도 스위치(37)는 자석(38)으로부터 감지 신호를 수신한다. 동력 반전 메커니즘(27)은 회전을 중지한다. 이 순간에, 부이(1)는 전체 장치의 하부 절반 부분에 위치된다. 자석 유도 스위치(37)가 자석(38)으로부터 신호를 감지할 때, 이것은 동시에 유압 제어 밸브(34)를 개방한다. 강한 부양력의 작용 하에서, 부이(1)는 위로 움직여 유압 실린더(3)의 피스톤(7)을 민다. 원웨이 밸브(13)에 의해 유도되는 유압유는 고압유 파이프(18)와 유압 제어 밸브(34)를 통해 고압유 축압기(42) 내로 가압된다. 동시에, 부이(1)의 견인력 하에서, 하부 유압 실린더(4)의 피스톤(8)이 당겨진다. 원웨이 밸브(14)에 의해 유도되는 유압유는 유량 스위치(33)와 고압유 파이프(17)를 통해 유압유 탱크(40)로부터 유압 실린더(4) 내로 흡인된다. 부이(1)가 이동의 최대 단부 근처의 피스톤으로 움직일 때, 부이(1)의 상향 이동력은 에어백(19)을 누르고, 에어백(19) 내부의 공기가 2개의 통기 파이프(21, 22)들을 통해 에어백(20) 내로 방출되도록 한다. 이러한 것은 작업 이동을 완성한다.
부이(1)가 이동의 최대 단부에 도달하도록 상부 유압 실린더(3)의 피스톤(7)을 밀 때, 유압유는 유동을 중지한다. 유량 스위치(33)는 신호를 보낸다. 반전 메커니즘(27)은 작업을 시작하고, 전체 장치는 회전한다. 동시에, 자석 유도 스위치(37)는 자석(38)으로부터 유도 신호를 수신하고, 부이(1)가 상하로 움직이지 않지만 외부 프레임 지지부(2)과 함께 회전하도록 유압 제어 밸브(34)를 폐쇄한다. 부이(1)와 외부 프레임 지지부(2)는 공기가 충전된 에어백(20)과 바닥판(45) 상에 장착된 반전 부이(47)의 부양력 뿐만 아니라 동력 반전 메커니즘(27)의 작은 외력의 도움으로 함께 반전된다. 부이(1)와 외부 프레임 지지부(2)가 회전할 때, 바닥판(45) 상에 장착된 반전 부이(47)는 원호 형상의 가압 플레이트(48)에 의해 작동되고, 외부 프레임 지지부(2)와 회전축(23, 24)들은 이것들이 회전할 때 슬라이딩한다. 이러한 것은 부유중인 극미 중력 상태로 있는 전체 장치를 용이하게 가라앉게 한다. 전체 장치가 수직 위치로 180°회전할 때, 부유중인 극미 중력 상태로 있는 전체 장치는 가장 낮은 위치로 가라앉는다. 회전축(23, 24)들은 슬라이딩 가능 커넥터(28, 29)들의 수단에 의해 외부 프레임 지지부(2)의 가장 높은 위치로 슬라이딩한다. 부이(1)는 다시 전체 장치의 하부 절반 부분에 위치된다. 부이(1)는 2차 부양력 에너지 저장부에 도달한다. 이 순간에, 자석 유도 스위치(37)는 자석(39)으로부터 감지 신호를 수신한다. 동력 반전 메커니즘(27)은 회전을 중지한다. 유압 제어 밸브(34)는 동시에 개방되고, 부이(1)는 위를 향해 움직인다. 이것은 그런 다음 다음의 작업 사이클 상태로 들어간다. 이러한 것이 연속함으로써, 표류 부이 반전 수동력 출력 장치는 그 운동을 반복하고 계속 수동력을 발생시킨다.
한 세트의 장치의 조합을 통하여, 고압 유압유는 계속 고압유 축압기(42)로 들어간다. 고압유 축압기(42)의 출구는 유압 액튜에이터(41)에 연결된다. 유압 액튜에이터(41)로부터 방출된 유압유는 배압을 조정하고 유압유 탱크(40)로 복귀하며, 유압유의 폐쇄 사이클 시스템을 완성한다. 그러므로, 이러한 것은 동력 전달 사이클을 완성한다. 동력 반전 메커니즘(27)은 그 동력으로서 풍력, 광, 전기, 유압, 공기를 채택할 수 있다. 가압 플레이트(48)는 가압 로드의 형태를 취할 수 있다. 전체 장치가 수직 위치로 회전할 때, 가압 로드는 움직여 전체 장치를 아래로 누를 수 있다. 이러한 것은 가압 플레이트(48)의 동일한 기술적 효과를 가진다. 유압 액튜에이터(41)는 수동력을 전력으로 변환하기 위한 수동력 발전기일 수 있다. 유압 액튜에이터(41)는 또한 수동력을 기계적 동력으로 변환하기 위한 유압 모터 또는 유압 탱크일 수 있다.

Claims (10)

  1. 부이(1), 외부 프레임 지지부(2), 지지 스탠드(35, 36)들, 동력 반전 메커니즘(27), 및 전달 메커니즘을 포함하는 표류 부이 반전 수동력 출력 장치에 있어서, 상기 부이(1)의 상단부와 하단부는, 상기 외부 프레임 지지부(2)의 상부 및 하부 상에 제공된 유압 실린더(3, 4)들의 피스톤(7, 8)들과 각각 연결되는 상부 커넥팅 로드(5)와 하부 커넥팅 로드(6)를 각각 구비하고, 상기 외부 프레임 지지부(2)는 상기 부이(1)의 주변에 제공되며 바닥판(44, 45)들과 다수의 고정 로드(43)에 의해 형성되며; 상기 외부 프레임 지지부(2)는 회전축(23, 24)들을 구비하고, 상기 회전축(23, 24)들을 통하여 상기 지지 스탠드(35, 36)들에 연결되고; 상기 동력 반전 메커니즘(27)은 상기 회전축(23, 24)에 연결되고; 상기 유압 실린더(3, 4)들의 오일 입구와 오일 출구는 원웨이 밸브(13, 14, 15, 16)들이 각각 설치되는 것을 특징으로 하는, 표류 부이 반전 수동력 출력 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 회전축(23, 24)들은 상기 외부 프레임 지지부(2)에 슬라이딩 가능하게 연결된 슬라이딩 가능 커넥터(28, 29)들 상에 제공되고, 푸싱 디바이스(48)는 상기 지지 스탠드(35, 36)들 사이에 제공되는 것을 특징으로 하는, 표류 부이 반전 수동력 출력 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 회전축(23, 24)들은 중공 부분을 가지며, 고압유 파이프(17, 18)들은 상기 회전축(23, 24)들의 중공 부분들을 통과하고, 로터리 커플러(30, 31)들을 통해 유압유 탱크(40)와 고압유 축압기(42)에 각각 연결되는 것을 특징으로 하는, 표류 부이 반전 수동력 출력 장치.
  4. 제3항에 있어서, 유량 스위치(33)가 상기 로터리 커플러(30)와 상기 유압유 탱크(40) 사이에 제공되는 것을 특징으로 하는, 표류 부이 반전 수동력 출력 장치.
  5. 제3항에 있어서, 유압 제어 밸브(34)가 상기 로터리 커플러(31)와 상기 고압유 축압기(42) 사이에 제공되는 것을 특징으로 하는, 표류 부이 반전 수동력 출력 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 부이(1)는 상기 외부 프레임 지지부(2)의 내측 상의 대응 위치에 제공된 적어도 한 쌍의 가이드 로드(9, 10)와 가동 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는, 표류 부이 반전 수동력 출력 장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 반전 부이(46, 47)들이 상기 바닥판(44, 45)들 상에 각각 제공되는 것을 특징으로 하는, 표류 부이 반전 수동력 출력 장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 공기 역학 밸런스(19, 20)들이 상기 유압 실린더(3, 4)들의 외측 주위에 각각 제공되는 것을 특징으로 하는, 표류 부이 반전 수동력 출력 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 공기 역학 밸런스(19, 20)들은 적어도 하나의 통기 파이프에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는, 표류 부이 반전 수동력 출력 장치.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 지지 스탠드(35, 36)들은 자석 유도 스위치(37)를 구비하고, 자석(38, 39)들은 상기 외부 프레임 지지부(2) 상의 대응 위치에 제공되는 것을 특징으로 하는, 표류 부이 반전 수동력 출력 장치.
KR1020157014974A 2012-11-06 2013-11-05 표류 부이 반전 수동력 출력 장치 KR20150082531A (ko)

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