KR20150137306A - 동력변환장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 동력변환에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다수의 작은 동력원들과 결합되어 큰 회전력과 균일한 회전상태를 형성하여 발전이 안정적으로 이루게 하고, 다양한 자연력을 이용하는 경우 일부는 전기를 이용할 수 있고 또는 일부는 회전력을 그대로 이용하여 자연력 손실 없이 그대로 하나의 에너지원의 생성에 이용하여 에너지 효율을 극대화하는 동력변환장치에 관한 것이다.
이와 같은 본 발명의 특징은 회전 중심축인 변환연동축을 중심으로 하여 회전되는 외향무게중심림장치; 외향무게중심림장치의 회전 중심축을 이루는 변환연동축; 외향무게중심림장치를 회전시키는 하나 또는 다수 개의 동력조절부; 및 변환연동축으로부터 회전력을 전달받아 발전을 하는 변환발전부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

동력변환장치{POWER TRANSFORMING APPARATUS}
본 발명은 동력변환에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다수의 작은 동력원들과 결합되어 큰 회전력과 균일한 회전상태를 형성하여 발전이 안정적으로 이루게 하고, 다양한 자연력을 이용하는 경우 일부는 전기를 이용할 수 있고 또는 일부는 회전력을 그대로 이용하여 자연력 손실 없이 그대로 하나의 에너지원의 생성에 이용하여 에너지 효율을 극대화하는 동력변환장치에 관한 것이다.
일반적으로 사람들이 이용하고 있는 대부분의 장치들은 전기를 이용하고 있다. 이러한 전기는 원자력, 수력, 화력 등 거대 발전설비에 의해 발전되고, 개별 공장이나 사무실, 가정 등에 전기선로를 통해 공급된다.
특히 이러한 발전설비들은 화석연료나 원자력 등을 이용하고 있어 발전 과정을 거치는 중에 환경오염이라던가 위험요소를 항시 내포하고 있다. 이러한 기존의 발전설비들에 대한 대안으로 자연력을 이용한 친환경 발전설비가 대두되고 있다. 특히 가정이나 공장과 같은 곳에서는 자체 발전시설을 이용하는 사례가 점점 늘어나고 있다. 하지만 이러한 친환경 발전설비들은 대부분 개별적으로 볼 때는 발전량이 작기 때문에 대용량의 전기시설들에 적용하기가 곤란한 문제점이 있다.
또한 하나의 자연력 발전설비만으로 하기 곤란하여 여러 발전설비를 이용하고자 하여도 원거리 이격된 경우가 상당하여 서로 합하여진 발전을 구성하기가 곤란한 문제점이 있다.
그나마 여러 발전설비들을 통해 하나의 에너지원으로 생성하기 위해서는 우선적으로 발전과정을 거쳐야 하며, 이러한 작은 규모의 설비들에 의해 발전하는 과정에서도 자연력으로부터 제공받는 에너지를 일부 손실하게 됨으로써 자연력 그대로 이용하지 못하는 문제점이 있는 것이다.
아울러 여러 발전시설들로부터 제공된 전력을 하나의 큰 에너지원으로 변환하기 위해서 전기장치를 이용할 수도 있으나 그 효율이 보장되지 않을 뿐만 아니라, 대부분 개별 자연력은 일정한 에너지를 갖지 못하고 수시로 에너지 양이 변화되기 때문에 단순 전력변환장치만으로는 충분한 발전을 기대하기가 곤란한 것이다.
특허출원 제10-2007-0052881호 특허출원 제10-2008-0105312호 특허출원 제10-2010-0014519호 특허출원 제10-2012-0064881호
상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명은 다수의 작은 동력원들과 결합되어 큰 회전력과 균일한 회전상태를 형성하도록 함으로써, 이로 인한 발전이 안정적으로 이루어지도록 하는 목적이 있다.
그리고 본 발명의 다른 목적은, 특히 다수의 자연력을 이용하는 경우에는 일부는 전기를 이용할 수 있고 또는 일부는 회전력을 그대로 이용할 수 있으므로, 자연력을 손실 없이 그대로 하나의 에너지원의 생성에 이용할 수 있으므로 에너지 효율을 극대화하는 것이다.
또한 본 발명의 또 다른 목적은, 다수의 동력공급 부재와 터빈의 회전체 사이에 자력을 이용한 무접촉 방식을 이용하기 때문에 접촉에 의한 파손이나 환경오염을 미연에 방지하는 것이다.
아울러 본 발명의 또 다른 목적은, 서로 다른 다수의 동력공급 부재들 및 주회전축 등에서 서로 다른 회전수에 의한 파손을 방지하기 위해 커플러 및 구동클러치 장치 등을 이용하는 것이다.
그리고 본 발명의 또 다른 목적은, 큰 회전력을 갖지만 회전이 빠르지 않는 터빈의 회전을 발전을 위한 고속회전으로 변환하는 RPM증속장치인 변환회전속도조절부를 마련하여 안정적인 발전이 이루어지게 하고, 발전된 전력을 일정하게 출력하기 위한 인버터를 마련한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 회전 중심축인 변환연동축을 중심으로 하여 회전되는 외향무게중심림장치를 구비하고, 상기 외향무게중심림장치는: 상기 변환연동축에 고정되는 림축설치부; 상기 림축설치부에 고정되고 림축설치부에서 외측으로 이격되어 원형으로 형성된 외향중량림플레이트부; 및 상기 림축설치부에 대해 외향중량림플레이트부가 이격되게 설치되도록 연결시키는 플레이트연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 외향무게중심림장치를 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 플레이트연결부는, 상기 림축설치부에 일측이 고정되고 타측이 외향중량림플레이트부에 고정되는 다수 개의 바퀴살로 이루어진 림바퀴살부를 포함하는 것을 특징으로 하는 외향무게중심림장치를 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 외향중량림플레이트부는 림축설치부, 변환연동축 및 림축설치부와 외향중량림플레이트부를 잇는 림바퀴살부 중 어느 하나 보다 무거운 중량의 림(rim) 형상을 이루는 것을 특징으로 하는 외향무게중심림장치를 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 외향중량림플레이트부는, 다수 곳에 구비된 자력반응부를 포함하고, 상기 자력반응부는 마그넷 또는 철로 이루어지는 것을 특징으로 하는 외향무게중심림장치를 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 회전 중심축인 변환연동축을 중심으로 하여 회전되는 외향무게중심림장치; 외향무게중심림장치의 회전 중심축을 이루는 변환연동축; 외향무게중심림장치를 회전시키는 하나 또는 다수 개의 동력조절부; 및 변환연동축으로부터 회전력을 전달받아 발전을 하는 변환발전부를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력변환장치를 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 회전 중심축인 변환연동축을 중심으로 하여 회전되는 외향무게중심림장치; 및 외향무게중심림장치를 회전시키는 하나 또는 다수 개의 동력조절부를 포함하고, 동력조절부의 양측 마그넷설치플레이트 및 동력조절마그넷의 사이에 외향무게중심림장치의 외향중량림플레이트부 및 자력반응부가 위치되어, 동력조절부의 동력조절마그넷의 회전에 의하여 외향무게중심림장치의 자력반응부가 자력으로 함께 회전되는 것을 특징으로 하는 동력변환장치를 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 동력조절부는: 외향무게중심림장치의 외향중량림플레이트부가 중앙에 위치되도록 외향중량림플레이트부 양측으로 구비된 회전되는 판 형태의 마그넷설치플레이트; 상기 마그넷설치플레이트의 다수 곳에 각각 설치되는 다수 개의 동력조절마그넷; 및 상기 마그넷설치플레이트의 회전축을 이루는 동력조절회전축을 포함하는 것을 특징으로 하는 동력변환장치를 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 변환연동축에 결합되어 회전되는 풍력연동기어에 기어결합되어 풍력에 의한 회전력을 전달하는 풍력조절부를 포함하고, 상기 풍력조절부는: 회전축인 풍력조절회전축; 풍력조절회전축의 양끝에 결합된 원판 형상의 블레이드지지판; 양측 블레이드지지판 사이에 결합되어 풍력에 의해 회전력을 발생시키는 풍력블레이드; 및 풍력조절회전축에 결합되어 변환연동축에 결합된 풍력연동기어와 기어결합되어 회전력을 전달하는 풍력조절회전기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력변환장치를 제공한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명은 다수의 작은 동력원들과 결합되어 큰 회전력과 균일한 회전상태를 형성하도록 함으로써, 이로 인한 발전이 안정적으로 이루게 하는 탁월한 효과가 있다.
그리고 본 발명의 다른 효과는, 특히 다수의 자연력을 이용하는 경우에는 일부는 전기를 이용할 수 있고 또는 일부는 회전력을 그대로 이용할 수 있으므로, 자연력을 손실 없이 그대로 하나의 에너지원의 생성에 이용할 수 있으므로 에너지 효율을 극대화하는 것이다.
또한 본 발명의 또 다른 효과는, 다수의 동력공급 부재와 터빈의 회전체 사이에 자력을 이용한 무접촉 방식을 이용하기 때문에 접촉에 의한 파손이나 환경오염을 미연에 방지하는 것이다.
아울러 본 발명의 또 다른 효과는, 서로 다른 다수의 동력공급 부재들 및 주회전축 등에서 서로 다른 회전수에 의한 파손을 방지하기 위해 커플러 및 구동클러치 장치 등을 이용하는 것이다.
그리고 본 발명의 또 다른 효과는, 큰 회전력을 갖지만 회전이 빠르지 않는 터빈의 회전을 발전을 위한 고속회전으로 변환하는 RPM증속장치인 변환회전속도조절부를 마련하여 안정적인 발전이 이루어지게 하고, 발전된 전력을 일정하게 출력하기 위한 인버터를 마련한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 동력변환장치에 대한 전체적인 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 동력변환장치의 외향무게중심림장치와 다수의 동력조절부에 대한 예시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 동력변환장치의 외향무게중심림장치에 결합되는 풍력조절부에 대한 예시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 동력변환장치의 동력조절부에서 다수의 풍력블레이드에 대한 예시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 동력변환장치의 동력조절부에서 다수 개의 동력조절마그넷이 설치된 마그넷설치플레이트에 대한 예시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 동력변환장치의 동력조절부에서 동력조절마그넷이 설치된 마그넷설치플레이트이 두 개로 형성된 상태의 예시도이다.
이하 첨부되는 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
즉 본 발명에 따른 동력변환장치(10)는 첨부된 도 1 내지 도 6 등에서와 같이, 발전을 위한 장치구성과 회전동력을 하나로 모으기 위한 구성 등이 마련된 것이다. 그리하여 다수로 이루어져 작은 동력을 발생시키는 구성으로부터 회전 동력을 모아 균일하면서 보다 큰 전력을 구하기 위한 동력의 변환장치인 것이다.
이를 위한 작은 동력구성들의 예를 보면, 풍력을 이용한 장치, 지열을 이용한 장치, 물을 이용한 장치, 조력을 이용한 장치, 바닷물을 이용한 장치, 태양광이나 태양열을 이용한 장치, 보온 또는 연소 등으로 인해 버려지는 폐열을 이용한 장치, 각종 기계장치를 이용하여 소모되는 동력을 이용한 장치 등 다양한 장치가 적용될 수 있고, 이들 장치들로부터 제공되는 동력은 회전력이나 전기력 등 각 장치의 설치상태에 따라 알맞게 정하여져 제공받게 된다. 이에 회전력으로 제공되는 경우에는 바로 회전력을 이용할 수 있고, 전기력의 경우에는 회전모터를 구동시켜 회전력을 이용할 수 있을 것이다.
이로써 다수로 이루어져 제공받게 되는 작은 동력들에 의하여 하나의 커다란 회전동력을 이루어 발전에 이용되는 것이다. 이를 위한 세부 구성들을 살펴보기로 한다.
즉 본 발명에 따른 동력변환장치(10)는, 하나의 동력으로 모으기 위한 터빈의 구성으로써 회전 중심축인 변환연동축(50)을 중심으로 하여 회전되는 외향무게중심림장치(20)를 구비한다. 즉 외향무게중심림장치(20)는 소정의 회전력을 안정적으로 유지하기 위한 회전의 터빈을 이루게 되는 것이다.
그리고 이러한 회전력에 의해 회전되는 중심 축으로써, 외향무게중심림장치(20)의 회전 중심축을 이루는 변환연동축(50)을 마련한 것이다.
아울러 외향무게중심림장치(20)를 회전시키는 하나 또는 다수 개의 동력조절부(30)가 작은 동력원들로써 마련되는 것이다.
또한 동력 소모의 구성으로써, 변환연동축(50)으로부터 회전력을 전달받아 발전을 하는 변환발전부(70)를 포함한 것이다. 그외 동력 소모의 구성으로써 회전력을 이용할 수 있는 구성이라면 다양하게 동력 소모의 구성이 더 마련될 수도 있을 것이다. 즉 본 발명에서 예를 들고 있는 동력 소모의 구성으로써 변환발전부(70)를 주요 실시예로 보인 것은 전기력은 외부 원거리로 에너지원을 제공하기 용이하여 주요 실시예로 보인 것이며, 근거리 또는 직접 연결되는 소모의 구성일 경우에는 보다 다양한 실시예로 동력 소모의 구성이 적용될 수도 있을 것이다.
이와 같이 마련된 본 발명에 따른 동력변환장치(10)의 경우, 주요 구성으로써 회전 중심축인 변환연동축(50)을 중심으로 하여 회전되는 외향무게중심림장치(20)와, 외향무게중심림장치(20)를 회전시키는 하나 또는 다수 개의 동력조절부(30) 등을 포함한 것이다.
특히 동력조절부(30)의 양측 마그넷설치플레이트(32) 및 동력조절마그넷(33)의 사이에 외향무게중심림장치(20)의 외향중량림플레이트부(21) 및 자력반응부(22)가 위치되도록 실시될 것이다.
그리하여 동력조절부(30)의 동력조절마그넷(33)이 회전되면, 외향무게중심림장치(20)의 자력반응부(22)가 회전되는 동력조절마그넷(33)의 자력에 의해 함께 회전되는 것이다. 결국 다수의 동력조절부(30)와 외향무게중심림장치(20) 사이에 자력에 의한 무접촉(비접촉)에 의해 동력을 전달하여 하나로 모을 수 있는 구성이 주요 특징인 것이다. 이처럼 비접촉에 의한 동력전달 구성에 의하여 동력전달의 결합구성으로 인해 구성요소들이 오랜 시간 사용하여도 마모나 손상없이 반영구적으로 오랫동안 사용이 가능한 장점을 갖게 된다. 물론 비접촉이므로 접촉의 구성에 비해 접촉으로 인한 비산물질의 발생이 없는 등 시설물 환경에 있어서도 친환경적인 장점을 갖는다.
아울러 앞서 살펴본 바와 같이 다수의 동력조절부(30)에 대한 예로써 풍력, 수력, 조력, 태양광이나 기타 연소의 경우에도 버려지는 폐열을 주로 이용대상으로 할 수 있으며, 따라서 보다 친환경적인 분야에 적용됨이 보다 바람직할 것이다.
이와 같은 본 발명에 따른 동력변환장치(10)에 있어서, 회전 중심축인 변환연동축(50)을 중심으로 하여 회전되는 외향무게중심림장치(20)에 대해 좀더 상세한 구성을 살펴보기로 한다.
이러한 상기 외향무게중심림장치(20)는 첨부된 도면의 예에서처럼, 상기 변환연동축(50)에 고정되는 림축설치부(23)가 마련되고, 상기 림축설치부(23)에 고정되고 림축설치부(23)에서 외측으로 이격되어 원형으로 형성된 외향중량림플레이트부(21)가 마련된다. 이러한 외향중량림플레이트부(21)에는 다수 개의 자력반응부가 설치됨이 바람직할 것이다. 또한 일부 소정의 실시예에서는 기어나 기타 동력 전달수단에 의하여 회전력을 전달할 수도 있으나 자력반응 수단이 보다 바람직하며, 따라서 자력반응 수단에 의한 무접촉 구성을 이룰 수 있을 것이다.
아울러 상기 림축설치부(23)에 대해 외향중량림플레이트부(21)가 이격되게 설치되도록 연결시키는 플레이트연결부를 포함하는 것이다.
이에 이와 같은 외향무게중심림장치(20)의 경우 작은 크기로 마련될 수도 있지만 어느 정도 회전의 관성력을 갖도록 하여 오랜 동안 회전이 가능하도록 실시됨이 보다 바람직할 것이다. 이를 위해 다수의 동력조절부(30) 등에 의해 모아지는 회전동력이 모아진 것보다 큰 회전력을 갖도록 실시될 것이다.
따라서 외향무게중심림장치(20)의 경우 그 크기가 될 수 있으면 큰 크기로 실시됨이 바람직할 것이며, 예를 들면 외향무게중심림장치(20)의 외향중량림플레이트부(21)의 지름이 수m에서 10m나 20m 등과 같이 큰 사이즈로 이루어짐이 바람직할 것이다.
따라서 다수의 동력조절부(30) 중에서 어느 순간에 또는 소정 시간동안 일부 동력조절부(30)로부터 소정의 동력을 전달받지 못하더라도 다른 몇몇의 동력만으로도 계속해서 외향무게중심림장치(20)가 작동되도록 함이 바람직할 것이다.
그리고 이러한 상기 플레이트연결부는, 연속해서 회전되는 외향중량림플레이트부(21)가 회전축인 변환연동축(50)에 대해 이탈되지 않도록 하기 위한 것이며, 그 예로는 평판이나 다수의 큰 구멍이 형성된 플레이트 등이 마련될 수도 있을 것이다.
또는 이러한 플레이트연결부는, 상기 림축설치부(23)에 일측이 고정되고 타측이 외향중량림플레이트부(21)에 고정되는 다수 개의 바퀴살로 이루어진 림바퀴살부(25)로 이루어짐이 보다 바람직할 것이다. 즉 본 발명에 따른 동력변환장치(10)에서는 다수의 동력원들에 의해 회전되는 하나의 외향무게중심림장치(20)에 있어서, 외측중량림플레이트부(21)가 연속해서 안정적으로 회전됨이 중요 사항이며, 이를 위해서는 외측중량림플레이트부(21)가 다른 회전부재들(예: 축이나 연결부 등)에 비하여 무게 비중이 크도록 마련됨이 바람직할 것이다. 이로써 회전력의 중심이 축부분에서 보다 축으로부터 이격된 외측중량림플레이트부(21)에 가깝도록 함으로써 회전토크의 크기가 크도록 마련되는 것이다. 아울러 외측중량림플레이트부(21)는 원형 링의 림형태로 이루어지며 회전축인 변환연동축(50)을 중심으로 하여 균일한 무게분포를 이루는 것이다. 따라서 회전하는 중에도 변환연동축(50)을 중심으로 하여 볼 때 무게가 어느 한쪽으로 쏠리지 않아 안정적인 회전상태를 유지할 수 있는 것이다. 또한 중심 부분보다 외측인 외측중량림플레이트부(21)가 무거울 경우에도 회전의 힘이 크게 되어 안정적인 회전상태를 유지할 수 있는 것이다.
즉 이러한 상기 외향중량림플레이트부(21)는 림축설치부(23), 변환연동축(50) 및 림축설치부(23)와 외향중량림플레이트부(21)를 잇는 림바퀴살부(25) 중 어느 하나 보다 무거운 중량의 림(rim) 형상을 이루는 것이 특징인 것이다.
아울러 앞서 설명한 바와 같이 이러한 상기 외향중량림플레이트부(21)는, 다수 곳에 자력반응부(22)를 구비한 것이다.
이러한 외향무게중심림장치(20)에 대응하여 동력조절부(30)도 외향무게중심림장치(20)의 자력반응부(22)와 대응되는 자성구성이 마련된다.
즉 상기 동력조절부(30)는, 외향무게중심림장치(20)의 외향중량림플레이트부(21)가 중앙에 위치되도록 외향중량림플레이트부(21) 양측으로 구비된 회전되는 판 형태의 마그넷설치플레이트(32), 그리고 상기 마그넷설치플레이트(32)의 다수 곳에 각각 설치되는 다수 개의 동력조절마그넷(33) 등을 구비한 것이다. 이러한 동력조절마그넷(33)은 마그넷설치플레이트(32)에 볼트에 의해 고정될 수 있다.
그리고 상기 마그넷설치플레이트(32)의 회전축을 이루는 동력조절회전축(31)을 포함한다.
따라서 동력조절부(30)의 판형태의 마그넷설치플레이트(32)가 회전하는 것은 결국 마그넷설치플레이트(32)에 다수 개로 설치된 동력조절마그넷(33)이 회전하는 것이다. 이에 이러한 동력조절마그넷(33)은 도 6 등의 예시에서처럼 중앙의 외향무게중심림장치(20)의 자력반응부(22)에 대해 양측으로 각각 마련되는 것이어서, 동력조절마그넷(33)이 회전됨으로서 자력반응부(22)도 회전되는 것이다.
그리하여 자력반응부(22)의 회전에 따라 외측중량림플레이트부(21)가 변환연동축(50)을 중심으로 하여 회전되는 것이다. 이에 자력반응부(22)는 동력조절부(30)의 동력조절마그넷(33)의 자력에 반응하는 재질로 이루어지는 것이며, 이에 자력반응부(22)는 자성물질을 포함한 림마그넷 또는 철성분을 포함한 금속 등으로 이루어질 수 있다. 또는 자력반응부(22)는 외측중량림플레이트부(21)의 가장자리에 균일 분포의 자성성분 또는 철성분이 포함되도록 실시될 수도 있을 것이다. 그리하여 동력조절부(30)의 동력조절마그넷(33)에 의해 회전되도록 실시되는 것이다.
이에 동력조절부(30)의 동력조절마그넷(33)은, 중앙의 외향무게중심림장치(20)의 자력반응부(22)에 대해 양측에 각각 마련되는 것으로, 중앙의 자력반응부(22)를 양측의 동력조절마그넷(33)에 의한 자력으로 잡아당기는 역할을 하게 되는 등, 자력반응부(22)의 양측에서 힘을 작용하여 더욱 효율이 향상되게 하는 것이다.
이에 더하여 양측 동력조절마그넷(33)은 서로 동일 극으로 이루어지도록 실시됨이 바람직할 것이다.
그리하여 같은 극으로 이루어진 양측 동력조절마그넷(33)은, 중간 부분을 지나는 외향무게중심림장치(20)의 자력반응부(22)를 당기는 힘이 두 배로 작용하게 된다.
아울러 이와 같이 마련되는 본 발명에 따른 동력변환장치(10)에 있어서, 다수로 구비되는 동력조절부(30)의 경우, 앞서 설명한 바와 같이 친환경의 다수 에너지를 이용하는 것이 바람직하다.
그 예를 보면, 풍력을 이용한 장치, 지열을 이용한 장치, 물을 이용한 장치, 조력을 이용한 장치, 바닷물을 이용한 장치, 태양광이나 태양열을 이용한 장치, 보온 또는 연소 등으로 인해 버려지는 폐열을 이용한 장치, 각종 기계장치를 이용하여 소모되는 동력을 이용한 장치 등 다양한 장치가 적용될 수 있다.
이들 동력조절부(30)의 장치들에 대해서, 회전력을 이용할 경우, 동력조절부(30)의 동력조절회전축(31)을 회전시키는 힘으로 전환하며, 그리하여 동력조절회전축(31)을 중심으로 하여 회전되는 마그넷설치플레이트(32) 및 동력조절마그넷(33)이 회전되어 외향무게중심림장치(20)를 작동하게 된다.
또는 동력조절부(30)로써 일부 장치들로부터는 전력을 공급받을 수 있다. 예를 들면 태양광이나 태양열을 이용한 장치처럼 회전의 힘이 없는 경우, 바닷물을 이용한 장치와 같이 거리가 좀 떨어진 경우 등의 장치들로부터는 회전력을 직접 이용하는 것보다 전력을 이용할 수 있을 것이다.
따라서 전기를 이용한 동력조절부(30)의 경우 전기에 의해 회전되는 회전모터(34)가 마련되고, 이러한 회전모터(34)의 회전속도를 조절하기 위한 속도조정부(35)가 마련되는 것이다. 이로써 공급받는 전기를 이용하여 외향무게중심림장치(20)가 구동되는 것이다.
나아가 동력조절부(30)에 있어서 일부 구성은 초기 작동을 위한 시동장치(301)가 마련될 수 있을 것이다. 특히 외향무게중심림장치(20)의 외측중량림플레이트부(21)의 지름이 10m 내지 30m 등과 같이 큰 사이즈로 이루어지는 경우에는 소정의 안정적인 속도에 이르기까지 소요되는 초기 동력이 다소 필요하다. 이를 위해 외부로부터 전력을 공급받아 구동하는 동력조절부(30)로써 시동장치(301)가 마련되는 것이다. 이러한 시동장치(301)의 경우에도, 전기를 공급받는 회전모터, 회전축, 속도조절부, 마그넷설치플레이트, 동력조절마그넷 등이 마련되어 외향무게중심림장치(20)를 초기 구동하게 된다. 이러한 초기 구동의 경우 외향무게중심림장치(20)가 큰 사이즈로 이루어진 때에는 수일에 걸쳐 초기 구동이 진행될 것이다.
다음으로 이러한 동력조절부(30)의 일 실시예로써 바람을 이용한 풍력조절부(40)가 마련되는 것이다. 즉 변환연동축(50)에 결합되어 회전되는 풍력연동기어(51)에 기어결합되어 풍력에 의한 회전력을 전달하는 풍력조절부(40)를 포함하는 것이다. 이로써 풍력조절부(40)에 의한 풍력과, 동력조절부(30)에 의한 전기에너지를 결합한 발전시스템을 마련할 수 있는 것이다.
이러한 상기 풍력조절부(40)의 세부 구성을 보면, 회전축인 풍력조절회전축(41), 풍력조절회전축(41)의 양끝에 결합된 원판 형상의 블레이드지지판(43), 그리고 양측 블레이드지지판(43) 사이에 결합되어 풍력에 의해 회전력을 발생시키는 풍력블레이드(42) 등으로 이루어진다. 따라서 바람의 힘이 풍력블레이드(42)를 회전시키면 그 회전력으로 풍력조절회전축(41)이 회전된다. 첨부된 도면의 예에서는 수직형 블레이드를 예로 하였다.
이에 풍력조절회전축(41)에 결합되어 변환연동축(50)에 결합된 풍력연동기어(51)와 기어결합되어 회전력을 전달하는 풍력조절회전기어(44)를 포함하는 것이다. 따라서 바람에 의해 풍력블레이드(42)를 회전시키면 풍력조절회전축(41)에 결합된 풍력조절회전기어(44)가 회전되고, 풍력조절회전기어(44)와 기어결합된 풍력연동기어(51)를 통해 변환연동축(50)이 회전되는 것이다. 이러한 회전력에 의해 외향무게중심림장치(20)의 외측중량림플레이트부(21)가 회전되기도 하며, 또한 변환발전부(70)에 전달하여 발전에 기여하기도 한다. 이에 풍력조절회전기어(44)와 풍력연동기어(51) 등은 헬리컬기어로 실시될 수 있다.
이에 변환연동축(50)과 관련된 풍력조절부(40), 외향무게중심림장치(20), 변환발전부(70) 등의 부재들 사이에서는 상대적으로 회전되는 속도가 다른 수 있으므로, 이러한 회전속도의 간섭을 줄일 수 있도록 하는 회전속도조절수단이 각 구성들 사이의 회전축 등에 설치될 수 있다.
특히 상기 변환연동축(50)과 연결되어 회전력을 전달받는 변환회전속도조절부(60)를 더 포함하여, 변환발전부(70)에서 발전을 위한 회전속도로 회전력을 전달하게 된다. 따라서 변환발전부(70)에서는 소정의 일정한 회전속도로 발전하게 된다. 특히 큰 지름을 갖고 회전력이 큰 외향무게중심림장치(20)로부터 회전력을 전달받아 발전하는 경우에는, 비록 회전력이 크기는 하지만 회전속도는 빠르지 않아 발전에 적합하지 않을 수도 있을 것이다. 이에 변환회전속도조절부(60)에 의해 회전속도가 증속되도록 함으로써, 변환발전부(70)에서 발전에 알맞은 소정의 회전수로 증속되도록 실시됨이 바람직하다. 이러한 외향무게중심림장치(20)에 의해서는 큰 회전력을 갖기 때문에 소정의 빠른 회전수를 갖도록 RPM 증속장치로서 변환회전속도조절부(60)를 마련할 수 있을 것이다.
기타 외향무게중심림장치(20), 동력조절부(30), 풍력조절부(40) 등에도 회전속도를 조절할 수 있는 수단들이 마련됨이 바람직하다.
또한 각 장치들 사이의 회전축에는 또한 커플러(52)를 마련할 수 있다. 이러한 커플러에 의해 양측의 회전축들을 일체로 연결할 수 있다.
이러한 커플러의 예를 보면, 풍력조절부(70)의 경우 바람의 세기 변화에 영향을 받게 되며, 이에 상황에 따라서는 변환연동축(50)의 회전속도보다 빠르거나 느리게 되는 상황이 수시로 변할 수도 있다. 따라서 풍력조절부(70)의 커플러의 경우 소정 속도보다 느릴 때에는 변환연동축(50)과의 연동되지 않도록 하나, 소정 속도보다 빠를 경우에는 변환연동축(50)에 회전력을 전달하도록 하는 원웨이클러치와 같은 구성이 마련될 수 있다. 기타 풍력조절회전축(41)에는 블레이드클러치장치를 마련함으로써 풍력조절부(40)의 부재들을 손상을 방지할 수 있다.
이상에서와 같이 마련되는 본 발명에 따른 동력변환장치(10)에 있어서는 최종 출력측에 전기를 발전하는 변환발전부(70)가 변환연동축(50)에 연결되는 예를 보이고 있다. 따라서 변환연동축(50)을 중심으로 하여 회전되는 외향무게중심림장치(20)에 의한 안정된 회전력에 의하여 변환발전부(70)에서는 발전을 이루게 된다.
이러한 변환발전부(70)에 의한 전기는 변환인버터(75)를 거쳐 외부의 사용장치들에 공급되는 것이다. 즉 변환인버터(75)에 의해 일정한 전기 출력을 보존하는 안전장치를 마련하는 것이다.
이상으로 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 일실시예를 기재한 것이므로, 상기 실시예의 기재에 의하여 본 발명의 기술적 사상이 제한적으로 해석되어서는 아니 된다.
10 : 동력변환장치 20 : 외향무게중심림장치
21 : 외측중량림플레이트부 22 : 자력반응부
23 : 림축설치부 25 : 림바퀴살부
30 : 동력조절부 31 : 동력조절회전축
32 : 마그넷설치플레이트 33 : 동력조절마그넷
34 : 회전모터 35 : 속도조정부
301 : 시동장치 40 : 풍력조절부
41 : 풍력조절회전축 42 : 풍력블레이드
43 : 블레이드지지판 44 : 중력조절회전기어
50 : 변환연동축 51 : 풍력연동기어
52 : 커플러 60 : 변환회전속도조절부
70 : 변환발전부 75 : 변환인버터

Claims (8)

  1. 회전 중심축인 변환연동축을 중심으로 하여 회전되는 외향무게중심림장치를 구비하고,
    상기 외향무게중심림장치는:
    상기 변환연동축에 고정되는 림축설치부;
    상기 림축설치부에 고정되고 림축설치부에서 외측으로 이격되어 원형으로 형성된 외향중량림플레이트부; 및
    상기 림축설치부에 대해 외향중량림플레이트부가 이격되게 설치되도록 연결시키는 플레이트연결부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 외향무게중심림장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 플레이트연결부는, 상기 림축설치부에 일측이 고정되고 타측이 외향중량림플레이트부에 고정되는 다수 개의 바퀴살로 이루어진 림바퀴살부를 포함하는 것을 특징으로 하는 외향무게중심림장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 외향중량림플레이트부는 림축설치부, 변환연동축 및 림축설치부와 외향중량림플레이트부를 잇는 림바퀴살부 중 어느 하나 보다 무거운 중량의 림(rim) 형상을 이루는 것을 특징으로 하는 외향무게중심림장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 외향중량림플레이트부는,
    다수 곳에 구비된 자력반응부를 포함하고,
    상기 자력반응부는 마그넷 또는 철로 이루어지는 것을 특징으로 하는 외향무게중심림장치.
  5. 회전 중심축인 변환연동축을 중심으로 하여 회전되는 외향무게중심림장치;
    외향무게중심림장치의 회전 중심축을 이루는 변환연동축;
    외향무게중심림장치를 회전시키는 하나 또는 다수 개의 동력조절부; 및
    변환연동축으로부터 회전력을 전달받아 발전을 하는 변환발전부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력변환장치.
  6. 회전 중심축인 변환연동축을 중심으로 하여 회전되는 외향무게중심림장치; 및
    외향무게중심림장치를 회전시키는 하나 또는 다수 개의 동력조절부를 포함하고,
    동력조절부의 양측 마그넷설치플레이트 및 동력조절마그넷의 사이에 외향무게중심림장치의 외향중량림플레이트부 및 자력반응부가 위치되어, 동력조절부의 동력조절마그넷의 회전에 의하여 외향무게중심림장치의 자력반응부가 자력으로 함께 회전되는 것을 특징으로 하는 동력변환장치.
  7. 제 5항 또는 제 6항에 있어서,
    상기 동력조절부는:
    외향무게중심림장치의 외향중량림플레이트부가 중앙에 위치되도록 외향중량림플레이트부 양측으로 구비된 회전되는 판 형태의 마그넷설치플레이트;
    상기 마그넷설치플레이트의 다수 곳에 각각 설치되는 다수 개의 동력조절마그넷; 및
    상기 마그넷설치플레이트의 회전축을 이루는 동력조절회전축;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 동력변환장치.
  8. 제 5항 또는 제 6항에 있어서,
    변환연동축에 결합되어 회전되는 풍력연동기어에 기어결합되어 풍력에 의한 회전력을 전달하는 풍력조절부를 포함하고,
    상기 풍력조절부는:
    회전축인 풍력조절회전축;
    풍력조절회전축의 양끝에 결합된 원판 형상의 블레이드지지판;
    양측 블레이드지지판 사이에 결합되어 풍력에 의해 회전력을 발생시키는 풍력블레이드; 및
    풍력조절회전축에 결합되어 변환연동축에 결합된 풍력연동기어와 기어결합되어 회전력을 전달하는 풍력조절회전기어;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력변환장치.
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