KR20150109097A - 수압 변환형 동력 발생 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수압 변환형 동력 발생 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 수압 변환형 동력 발생 장치는 본 발명에 따른 수압 변환형 동력 발생 장치는 공기 압축 탱크와, 상기 공기 압축 탱크를 통해서 유입되는 공기를 이용하여 고압으로 물이 배출되는 물 탱크와, 상기 물탱크로부터 배출되는 물이 유입되는 유입구와 양방향으로 배출되는 배출구가 각각 형성된 가변 밸브와, 상기 가변 밸브의 배출구를 통해서 유입되는 수압을 통해서 왕복되는 한 쌍의 제1실린더와, 상기 제1실린더의 왕복운동을 회전운동으로 전환시키는 운동 전환부와, 상기 한 쌍의 제1실린더로부터 배출되는 물이 유입되는 수거 탱크를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

수압 변환형 동력 발생 장치{a power generating device with converting water pressure}

본 발명은 수압 변환형 동력 발생 장치에 관한 것으로서, 공압을 수압으로 전환시켜서 지속적으로 동력을 발생시킬 수 있는 수압 변환형 동력 발생 장치에 관한 것이다.

유체의 압력을 이용하여 기계적인 움직임을 만드는 장치로는 전통적으로 풍차나 수차와 같은 동력발생장치가 있어 왔다.

먼저, 풍차는 공기의 압력의 차이에 의해 혹은 그 압력 차이에 의해 발생하는 공기의 흐름에 의해 회전하는 공압회전장치이며, 이때의 회전력을 외부로 인출하여 이용할 수 있도록 하는 동력발생장치이다.

최근에는 이러한 공기의 압력을 인공적인 압축 장치를 이용하여 지속적인 동력 발생이 가능하도록 제안되고 있으며, 이러한 선행기술에는 대한민국 특허청에 출원된 출원번호 제10-2010-0011506호, 10-2002-0027470호 등이 있다.

그러나, 공기의 경우 압축성 유체로 진동과 소음 발생에서 불리하고, 안정적인 동력 발생이 불가능하다는 문제점이 있다.

압축성을 가지는 유체인 기체의 경우, 흐름방향의 전환에도 압력의 손실이 작고 압력을 견디기 위해 요구되는 기계적 강도를 액체에 비해 작게할 수 있으므로 배관과 같은 한정된 공간 내의 흐름에서 그 압력을 이용하는 것에 액체에 비해 유리하다는 이점이 있다.

따라서, 공압을 수압으로 전환시키고 이를 이용하여 동력을 발생시킬 필요성이 제기된다.

본 발명에 따른 수압 변환형 동력 발생 장치는 공압을 수압으로 변환시키고 변환된 수압을 통해서 동력을 안정적으로 생산할 수 있는 동력발생 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 수압 변환형 동력 발생 장치는 공기 압축 탱크와, 상기 공기 압축 탱크를 통해서 유입되는 공기를 이용하여 고압으로 물이 배출되는 물 탱크와, 상기 물탱크로부터 배출되는 물이 유입되는 유입구와 양방향으로 배출되는 배출구가 각각 형성된 가변 밸브와, 상기 가변 밸브의 배출구를 통해서 유입되는 수압을 통해서 왕복되는 한 쌍의 제1실린더와, 상기 제1실린더의 왕복운동을 회전운동으로 전환시키는 운동 전환부와, 상기 한 쌍의 제1실린더로부터 배출되는 물이 유입되는 수거 탱크를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 운동 전환부는 프레임과, 상기 한 쌍의 제1실린더에 일단이 결합되고 타단이 한 쌍의 제2실린더에 각각 결합되도록 상기 프레임에 수평으로 설치되는 한 쌍의 랙기어와, 상기 한 쌍의 랙기어의 내측면에 형성된 기어에 각각 치합되도록 상기 프레임에 설치되는 중간 기어와, 상기 한 쌍의 랙기어에 각각 치합되고, 일향 클러치가 내장된 한 쌍의 구동 기어와, 상기 한 쌍의 구동 기어를 통해서 전달되는 동력을 외부로 전달하도록 상기 프레임 상에 설치되는 동력축으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

마지막으로, 상기 한 쌍의 제1실린더 반대측에 각각 설치되어 상기 수거 탱크의 내부 압력을 상승시키는 한 쌍의 제2실린더를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 수압 변환형 동력 발생 장치는 비압축성 유체인 물을 이용하여 동력을 생산할 수 있도록 한 쌍의 실린더를 이용한 운동전환부를 이용하므로 안정적으로 동력을 생산할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 수압 변환형 동력 발생 장치는 제2실린더를 이용하여 배출되는 물의 수압을 높여서 효율이 높은 동력발생장치를 제공할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 수압 변환형 동력발생장치를 도시하는 개념도.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 운동전환부를 도시하는 사시도.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 수압 변환형 동력발생장치를 도시하는 개념도이다.

본 발명에 따른 수압 변환형 동력 발생 장치는 공기 압축 탱크(10)와, 물탱크(20), 가변 밸브(30), 한 쌍의 제1실린더(40), 운동 전환부(50), 한 쌍의 제2실린더(60) 및 수거 탱크(70)을 포함하여 이루어진다.

상기 공기 압축 탱크(10)는 컴프레셔의 일종으로 압축된 공기가 저장되고, 이러한 공기 압축 탱크는 일반적인 플랜트나 별도의 설비에서 남은 압축 공기를 이용할 수 있다.

그리고, 물 탱크(20)는 상기 공기 압축 탱크(100)를 통해서 유입되는 공기를 이용하여 고압으로 물이 배출되는 역할을 하며, 공기 유입구와 물 배출구가 각각 형성된다.

여기서, 상기 물 배출구를 통해서 배출되는 물은 가변 밸브(30)를 통해서 양방향으로 배출되고, 상기 가변 밸브(30)는 솔레노이드 밸브와 같이 제어부를 통해서 정밀하게 제어될 수 있도록 하여 일측 유로로 물이 교대로 공급될 수 있다.

그리고, 한 쌍의 제1실린더(40)는 상기 가변 밸브(30)의 배출구를 통해서 유입되는 수압을 통해서 왕복으로 작동되고, 상기 제1실린더(40)의 왕복운동을 회전운동으로 전환시키는 운동 전환부(50)를 통해서 출력으로 변환된다.

운동 전환부에 대해 보다 상세히 살펴보면,

도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 운동전환부를 도시하는 사시도이다.

도 2에 도시된 바와 같이 운동 전환부는 프레임(51)과, 상기 한 쌍의 제1실린더(40)에 일단이 결합되고 타단이 한 쌍의 제2실린더(60)에 각각 결합되도록 상기 프레임(51)에 수평으로 설치되는 한 쌍의 랙기어(52)와, 상기 한 쌍의 랙기어(52)의 내측면에 형성된 기어에 각각 치합되도록 상기 프레임(51)에 설치되는 중간 기어(53)와, 상기 한 쌍의 랙기어(52)에 각각 치합되고 일향 클러치가 내장된 한 쌍의 구동 기어(54)와, 상기 한 쌍의 구동 기어(54)를 통해서 전달되는 동력을 외부로 전달하도록 상기 프레임(51) 상에 설치되는 동력축(59)으로 이루어진다.

즉, 일측 제1실린더에 물이 공급되면서 랙기어가 전진하면 구동기어가 회전되고, 반대측 랙기어는 중간 기어(3)를 통해서 후방으로 이동된다. 이때 제1실린더에 유입구(42)를 통해서 공급된 물은 배출구(44)를 수거 탱크로 유입된다.

반대로 후방으로 이동된 랙기어에 연결된 제1실린더에 물이 공급되면 랙기어가 다시 전방으로 이동되면서 구동기어를 회전시켜서 주축(55)을 회전시키게 되고, 반대로 중간 기어(53)를 통해서 그전에 전방으로 이동된 랙기어가 후방으로 이동된다.

그리고, 수거 탱크(70)는 상기 한 쌍의 실린더(40)로부터 배출되는 물이 유입되고, 한 쌍의 제2실린더(60)는 상기 한 쌍의 제1실린더(40) 반대측에 각각 설치되어 상기 수거 탱크(70)의 내부 압력을 상승시키는 역할을 하게 된다.

즉, 상기 한 쌍의 제1 실린더(40)의 왕복 운동을 통해서 상기 한 쌍의 제2실린더가 왕복 운동을 수행하면서 공기를 압축시켜서 상기 수거 탱크(70)의 내부 압력을 상승시키게 된다.

이러한 한 쌍의 제2실린더(60)를 통해서 내부 압력이 상승된 수거 탱크(70)는 가변 밸브의 물 유입구와 연결하고, 한 쌍의 제1실린더로부터 유입되는 물을 물 탱크(20)와 연결시켜서 물 탱크(20)와 그 역할을 교대할 수 있도록 한다.

구체적인 본 발명에 따른 수압변환형 동력 발생 장치의 작동 태양에 대해 사살벼보면,

먼저, 공기 압축 탱크(10)에서 압축된 공기는 물탱크(20)로 유입되면서 물탱크 내부 압력을 상승시키고 따라서 물탱크로 배출되는 물은 고압으로 가변 밸브(30)측으로 배출된다.

그리고, 가변 밸브에서는 일정한 주기로 한 쌍의 제1실린더(40)로 공급되는 유로를 선택하여 선택적으로 제1실린더를 작동시키고, 제1실린더에 연결된 랙기어를 통해서 구동 기어가 일방향으로 회전되면서 동력이 발생된다.

그리고, 상기 제1실린더의 작동은 랙기어를 통해서 그대로 제2실린더에 전달되어 제2실린더가 왕복 운동을 하게 되고, 상기 제2실린더는 수거 탱크의 내부 압력을 상승시키게 된다.

이러한 동력 발생 과정을 통해서 물 탱크 내부에 물을 소비하게 되면, 물탱크와 수거 탱크의 역할을 변경하여 물탱크를 제1실린더에 연결하고 수거 탱크를 공기 압축 탱크와 가변 밸브측에 연결하여 지속적인 동력 발생이 가능하게 한다.

이상과 같이 본 발명은 공압을 수압으로 변환시켜서 동력을 생산하는 수압 변환형 동력 발생 장치를 제공하는 것을 주요한 기술적 사상으로 하고 있으며, 도면을 참고하여 상술한 실시 예는 단지 하나의 실시 예에 불과하므로 본 발명의 진정한 범위는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.

10: 공기 압축 탱크
20: 물탱크
30: 가변 밸브
40: 한 쌍의 제1실린더
50: 운동 전환부
51: 프레임
52: 랙기어
53: 중간 기어
54: 구동 기어
55: 주축
59: 동력축
60: 한 쌍의 제2실린더
70: 수거 탱크

Claims (3)

1. 공기 압축 탱크와;
   상기 공기 압축 탱크를 통해서 유입되는 공기를 이용하여 고압으로 물이 배출되는 물 탱크와;
   상기 물탱크로부터 배출되는 물이 유입되는 유입구와 양방향으로 배출되는 배출구가 각각 형성된 가변 밸브와;
   상기 가변 밸브의 배출구를 통해서 유입되는 수압을 통해서 왕복되는 한 쌍의 제1실린더와;
   상기 제1실린더의 왕복운동을 회전운동으로 전환시키는 운동 전환부와;
   상기 한 쌍의 제1실린더로부터 배출되는 물이 유입되는 수거 탱크;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수압 변환형 동력발생장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 운동 전환부는,
   프레임과,
   상기 한 쌍의 제1실린더에 일단이 결합되고, 타단이 한 쌍의 제2실린더에 각각 결합되도록 상기 프레임에 수평으로 설치되는 한 쌍의 랙기어와,
   상기 한 쌍의 랙기어의 내측면에 형성된 기어에 각각 치합되도록 상기 프레임에 설치되는 중간 기어와,
   상기 한 쌍의 랙기어에 각각 치합되고, 일향 클러치가 내장된 한 쌍의 구동 기어와,
   상기 한 쌍의 구동 기어를 통해서 전달되는 동력을 외부로 전달하도록 상기 프레임 상에 설치되는 동력축으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수압 변환형 동력발생장치.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 한 쌍의 제1실린더 반대측에 각각 설치되어 상기 수거 탱크의 내부 압력을 상승시키는 한 쌍의 제2실린더;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수압 변환형 동력발생장치.

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