KR20160023204A - 동력변환장치 - Google Patents

Abstract

서로 반복적으로 정회전 또는 역회전하는 한쌍의 구동기어가 회전축에 결합된 한쌍의 체인기어를 교번적으로 회전시키게 구성되고, 회전축의 회전력이 회전축에 결합된 발전기 또는 열발생장치로 전달되어, 발전기를 구동시켜 전기에너지를 얻을 수 있도록 구성되고 열발생장치를 통해 물을 가열할 수 있게 구성된 동력변환장치에 관한 것이다.

Description

동력변환장치{POWER TRANSIMSSION APPARATUS}

본 발명은 동력변환장치에 관한 것으로, 서로 반복적으로 정회전 또는 역회전하는 한쌍의 구동기어가 회전축에 결합된 한쌍의 체인기어를 교번적으로 회전시키게 구성되고, 회전축의 회전력이 회전축에 결합된 발전기 또는 열발생장치로 전달되어, 발전기를 구동시켜 전기에너지를 얻을 수 있도록 구성되고 열발생장치를 통해 물을 가열할 수 있게 구성된 동력변환장치에 관한 것이다.

일반적으로 종래의 동력변환장치는 많은 기어들가 구비됨에 따라 동력 전달 손실이 많아 최종 구동력이 발휘되기까지 일정시간이 소요되는 등 신속한 구동이 이루어지지 못하는 문제점이 있었다.

그리고 통상 동력변환장치가 많은 기어들로 구성됨에 따라 원활한 구동을 위해서는 전기가 충분히 공급되어야 불편이 있고, 마찰 저감과 원활한 기어물림을 위하여 자주 윤활유를 공급하여 주어야 하기 때문에 운영 효율성이 떨어지는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 동력변환장치는 많은 기어들과 주변 부품들을 갖추고 있어 구조가 복잡하고 장치의 중량이 과중하여 설비 시공시 어려움뿐만 아니라 열발생장치나 발전장치에 연결이 복잡하고 어렵다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로, 그 목적은 서로 반복적으로 정회전 또는 역회전하는 한쌍의 구동기어가 회전축에 결합된 한쌍의 체인기어를 교번적으로 회전시키게 구성되고, 회전축의 회전력이 회전축에 결합된 발전기 또는 열발생장치로 전달되어, 발전기를 구동시켜 전기에너지를 얻을 수 있도록 구성되고 열발생장치를 통해 물을 가열할 수 있게 한 동력변환장치를 제공하는 데 있다.

상술한 목적은, 설치대 상에서 회전 가능하게 설치되는 회전축과, 상기 회전축의 일단에 설치되어 회전축과 함께 회전하게 구성되고, 외면에는 원주방향을 따라 일정간격 제1 체인링이 설치되되 상기 제1 체인링은 회전축의 회전 방향 또는 회전 반대방향으로 소정구간 이동가능하게 설치되는 제1 체인기어와, 상기 회전축의 타단에 설치되어 회전축과 함께 회전하게 구성되고, 외면에는 원주방향을 따라 일정간격 제2 체인링이 설치되되 상기 제2 체인링은 회전축의 회전 방향 또는 회전 반대방향으로 소정구간 이동가능하게 설치되는 제2 체인기어와, 상기 회전축의 전방으로 설치되는 중심축과, 상기 중심축의 일단에 정회전과 역회전을 반복하면서 회전가능하게 설치되되, 정회전할 때는 제1 기어이빨이 제1 체인링에 걸림되어 제1 체인기어를 회전시키고, 역회전할 때는 제1 기어이빨이 제1 체인링을 회전축의 회전 반대방향으로 밀면서 제1 체인링의 상측으로 빠져나가 동력이 전달되지 않도록 구성되는 제1 구동기어와, 상기 중심축의 타단에 정회전과 역회전을 반복하면서 회전가능하게 설치되되, 정회전할 때는 제2 기어이빨이 제2 체인링에 걸림되어 제2 체인기어를 회전시키고, 역회전할 때는 제2 기어이빨이 제2 체인링을 회전축의 회전 반대방향으로 밀면서 제2 체인링의 상측으로 빠져나가 동력이 전달되지 않도록 구성되는 제2 구동기어와, 상기 제1 구동기어가 정회전할 때는 제2 구동기어가 역회전되고, 제2 구동기어가 역회전할 때는 제2 구동기어를 정회전되게 반복적으로 동력을 제공하는 구동수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 동력변환장치에 의해 달성된다.

여기서, 상기 제1 체인기어는 외주면 중앙을 따라 환형의 제1 설치홈이 형성되고, 상기 제1 설치홈의 양측에 형성되는 지지판에는 상기 제1 체인링의 양단이 각각 끼워져 결합되고 제1 체인링을 지지판상에서 회전축의 회전 방향 또는 회전 반대방향으로 이동되게 가이드하는 제1 장공이 형성되며, 상기 제2 체인기어는 외주면 중앙을 따라 환형의 제2 설치홈이 형성되고, 상기 제2 설치홈의 양측에 형성되는 지지판에는 상기 제2 체인링의 양단이 각각 끼워져 결합되고 제2 체인링을 지지판상에서 회전축의 회전 방향 또는 회전 반대방향으로 이동되게 가이드하는 제2 장공이 형성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 구동수단은 정회전 및 역회전을 반복적으로 수행하는 정역회전 모터와, 상기 모터의 축의 단부에 결합되어 상기 모터의 정회전 역회전 작동에 따라 회전하는 구동스프라켓과, 중앙 부분이 상기 구동스프라켓에 결합되고 양단부는 하측으로 연장 설치되어 상기 구동스프라켓의 정회전 역회전 작동에 따라 반복적으로 그 양단이 서로 엇갈리게 상하 이동되게 구성되는 체인과, 일단은 상기 체인의 하단에 결합되고 타단은 상기 제1 구동기어 및 제2 구동기어에 각각 결합되어, 상기 체인의 상하 이동에 따라 서로 엇갈리게 상하 이동되는 한쌍의 작동아암으로 구성되되, 상기 작동아암의 타단부 일측에는 상기 제1 구동기어 및 제2 구동기어의 일측으로 편심되게 형성되고 전후방향 길게 형성된 가이드홈에 각각 끼워져지는 가이드돌기가 형성되어, 상기 작동아암의 상하 이동에 따라 상기 가이드돌기가 상기 가이드홈을 따라 이동하면서 상기 제1 구동기어 및 제2 구동기어를 정회전과 역회전을 반복적으로 회전시키도록 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 동력변환장치는

되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 동력변환장치의 구성을 나타낸 평면도,
도 2는 본 발명에 따른 동력변환장치의 주요 구성을 나타낸 사시도,
도 3는 도 2의 정면도,
도 4는 본 발명에 따른 동력변환장치에서 구동수단을 도시한 사시도,
도 5 내지 도 10은 본 발명에 따른 동력변환장치의 작동을 설명하기 위한 도면.

첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 서로 반복적으로 정회전 또는 역회전하는 한쌍의 구동기어가 회전축에 결합된 한쌍의 체인기어를 일방향으로 교번적으로 회전시키게 구성되고, 회전축의 회전력이 회전축에 결합된 발전기 또는 열발생장치로 전달되어, 발전기를 구동시켜 전기에너지를 얻을 수 있도록 구성되고 열발생장치의 회전 원심력에 의해 유체에 부여되는 압축, 마찰에 의해 난방 및 스팀 공급을 위한 열을 발생하는 동력전환장치에 관한 것이다.

도 1 내지 도 4 참조하면, 본 발명에 따른 동력변환장치는 기본 골조를 구성하는 미도시된 프레임을 구비하되, 프레임의 상부에는 설치대(10)가 설치된다.

그리고 설치대(10) 상에는 회전 가능하게 회전축(100)이 설치되고, 이 회전축(100)에는 제1 체인기어(210) 및 제2 체인기어(220)가 설치된다. 제1 체인기어(210) 및 제2 체인기어(220)는 회전축(100)에 일체로 결합되어 회전축(100)을 회전시키게 설치되는 것으로, 제1 체인기어(210) 및 제2 체인기어(220)의 회전에 의해 회전축(100)은 그 동력을 전달받아 일방향으로 회전을 실행하게 구성된다.

그리고, 상기 제1 체인기어(210)는 상기 회전축(100)의 일단에 설치되어 회전축(100)과 함께 회전하게 구성되고, 외면에는 원주방향을 따라 일정간격 제1 체인링(211)이 설치된다. 여기서, 상기 제1 체인링(211)은 회전축(100)의 회전 방향 또는 회전 반대방향으로 소정구간 이동가능하게 설치된다. 그리고, 상기 제2 체인기어(220)는 상기 회전축(100)의 타단에 설치되어 회전축(100)과 함께 회전하게 구성되고, 외면에는 원주방향을 따라 일정간격 제2 체인링(221)이 설치된다. 여기서, 상기 제2 체인링(221)은 회전축(100)의 회전 방향 또는 회전 반대방향으로 소정구간 이동가능하게 설치된다.

구체적으로, 상기 제1 체인기어(210)는 외주면 중앙을 따라 환형의 제1 설치홈(212)이 형성되고, 상기 제1 설치홈(212)의 양측에 형성되는 지지판(213)에는 상기 제1 체인링(211)의 양단이 각각 끼워져 결합되고 제1 체인링(211)을 지지판(213)상에서 회전축(100)의 회전 방향 또는 회전 반대방향으로 이동되게 가이드하는 제1 장공(214)이 형성된다. 그리고, 상기 제2 체인기어(220)는 외주면 중앙을 따라 환형의 제2 설치홈(222)이 형성되고, 상기 제2 설치홈(222)의 양측에 형성되는 지지판(223)에는 상기 제2 체인링(212)의 양단이 각각 끼워져 결합되고 제2 체인링(212)을 지지판(223)상에서 회전축(100)의 회전 방향 또는 회전 반대방향으로 이동되게 가이드하는 제2 장공(224)이 형성된다.

그리고, 상기 상기 회전축(100)의 전방으로는 중심축(300)이 설치되고, 이 중심축(300)에는 제1 구동기어(310) 및 제2 구동기어(320)가 회전가능하게 설치된다. 제1 구동기어(310) 및 제2 구동기어(320)는 중심축(300)에 회전 가능하게 결합되어 정회전과 역회전을 반복하면서 상기 제1 체인기어(210) 및 제2 체인기어(220)를 회전시키게 구성된다. 여기서, 상기 제1 체인기어(210) 및 제2 체인기어(220)는 베어링(B)을 통해 중심축(300)상에서 마찰없이 부드럽게 정회전 및 역회전할 수 있게 구성되는 것이 바람직하다.

구체적으로 상기 제1 구동기어(310)는 상기 중심축(100)의 일단에 정회전과 역회전을 반복하면서 회전가능하게 설치된다. 여기서, 상기 제1 구동기어(310)는 정회전할 때엔 제1 기어이빨(311)이 제1 체인링(211)에 걸림되어 제1 체인기어(210)를 회전시키고, 역회전할 때 제1 기어이빨(311)이 제 1체인링(211)을 회전축(100)의 회전 반대방향으로 밀면서 제1 체인링(211)의 상측으로 빠져나가 동력이 전달되지 않도록 구성된다.

그리고, 제2 구동기어(320)는 상기 중심축(200)의 타단에 정회전과 역회전을 반복하면서 회전가능하게 설치된다. 여기서, 상기 제2 구동기어(320)는 정회전할 때엔 제2 기어이빨(321)이 제2 체인링(221)에 걸림되어 제2 체인기어(220)를 회전시키고, 역회전할 때엔 제2 기어이빨(321)이 제2 체인링(221)을 회전축(100)의 회전 반대방향으로 밀면서 제2 체인링(221)의 상측으로 빠져나가 동력이 전달되지 않도록 구성된다.

이와 같이 제1 구동기어(310) 및 제2 구동기어(320)가 교번적으로 정회전과 역회전을 반복하면서 회전축(100)에 결합된 한쌍의 체인기어(210,220)를 교번적으로 회전시키게 구성되고, 회전축(100)이 제1 체인기어(210)와 제2 체인기어(220)의 동력을 전달받아 회전하게 되는데, 이 회전축(100)의 회전력은 회전축(100)에 결합된 발전기 또는 열발생장치(1)에 전달되어 전기 에너지를 생산한거나 열 에너지를 발생시키게 구성된다.

여기서, 상기 제1 구동기어(310) 및 제2 구동기어(320)는 구동수단(400)을 통해 제1 구동기어(310)가 정회전할 때는 제2 구동기어(320)가 역회전되고, 제2 구동기어(310)가 역회전할 때는 제2 구동기어(320)를 정회전되게 반복적으로 동력을 제공받게 된다.

구체적으로, 상기 구동수단(400)은 정회전 및 역회전을 반복적으로 수행하는 정역회전 모터(410)와, 상기 모터의 축(411)의 단부에 결합되어 상기 모터(410)의 정회전 역회전 작동에 따라 회전하는 구동스프라켓(420)과, 중앙 부분이 상기 구동스프라켓(420)에 결합되고 양단부는 하측으로 연장 설치되어 상기 구동스프라켓(420)의 정회전 역회전 작동에 따라 반복적으로 그 양단이 서로 엇갈리게 상하 이동되게 구성되는 체인(430)과, 일단은 상기 체인(430)의 하단에 결합되고 타단은 상기 제1 구동기어(310) 및 제2 구동기어(320)에 각각 결합되어, 상기 체인(430)의 상하 이동에 따라 서로 엇갈리게 상하 이동되는 한쌍의 작동아암(441,442)으로 구성된다.

그리고, 상기 작동아암(441,442)의 타단부 일측에는 상기 제1 구동기어(310) 및 제2 구동기어(320)의 일측으로 편심되게 형성되고 전후방향 길게 형성된 가이드홈(312,322)에 각각 끼워져지는 가이드돌기(441a,442a)가 형성되어, 상기 작동아암(441,442)의 상하 이동에 따라 상기 가이드돌기(441a,442a)가 상기 가이드홈(312,322)을 따라 이동하면서 상기 제1 구동기어(310) 및 제2 구동기어(320)를 정회전과 역회전을 반복적으로 회전시키도록 구성된다. 즉, 상기 구동수단(400)은 모터(410)의 동력에 의해 작동아암(441,442)을 상하운동시켜 작동아암의 상하운동을 통해 상기 제1 구동기어(310) 및 제2 구동기어(320)를 정회전과 역회전을 반복적으로 회전시키게 구성되는 것이다.

이제 이와 같이 구성된 본 발명에 따른 동력전환장치의 작동 및 작용/효과를 살펴본다.

먼저, 도 5에 도시된 바와 같이, 모터(410)가 역회전하기 시작하면 구동스프라켓(420)이 역회전하게 되고, 구동스프라켓(420)에 결합된 체인(430)도 회전하면서 체인(430)의 일단에 결합된 작동아암(441)도 상승을 시작하게 된다. 이때, 체인(430)의 타단에 결합된 작동아암(442)은 하강하게 된다.

그리고, 도 6에 도시된 바와 같이, 모터(410)의 역회전에 의해 계속적으로 체인(430)의 일단에 결합된 작동아암(441)도 상승하고, 이에 연동하여, 작동아암(441)의 타단에 구성된 가이드돌기(441a)가 제1 구동기어의 가이드홈(312,322)을 따라 상측으로 이동하면서 상기 제1 구동기어(310)를 정방향으로 회전시킨다.

이때, 도 6와 연속된 동작으로 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제1 구동기어(310)가 정방향으로 회전 때, 제1 구동기어의 제1 기어이빨(311)이 제1 체인링(211)에 걸림되어 제1 체인기어(210)를 정회전시킨다. 그러면 제1 체인기어(210)의 회전에 의해 회전축(100)을 회전시키게 된다.

다음으로, 도 8에 도시된 바와 같이, 모터(410)가 정회전하기 시작하면 구동스프라켓(420)이 정회전하게 되고, 구동스프라켓(420)에 결합된 체인(430)도 회전하면서 체인(430)의 일단에 결합된 작동아암(441)도 하강을 시작하게 된다. 그리고, 체인(430)의 타단에 결합된 작동아암(442)은 상승하게 된다.

그리고, 도 9에 도시된 바와 같이, 모터(410)의 정회전에 의해 계속적으로 체인(430)의 일단에 결합된 작동아암(441)도 하강하고, 이에 연동하여, 작동아암(441)의 타단에 구성된 가이드돌기(441a)가 제1 구동기어의 가이드홈(312)을 따라 하측으로 이동하면서 상기 제1 구동기어(310)를 역방방향으로 회전시킨다.

이때, 도 9와 연속된 동작으로 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 제1 구동기어(310)가 역방향으로 회전 때, 제1 기어이빨(311)이 제 1체인링(211)을 회전축(100)의 회전 반대방향으로 밀면서 제1 체인링(211)의 상측으로 빠져나가, 제1 구동기어(310)의 동력이 제1 체인기어(210)에 전달되지 않게 된다.

즉, 본 발명은 도 5 내지 도 7의 동작을 체인(430)의 일단에 결합된 작동아암(441), 제1 구동기어(310), 제1 체인기어(210)가 수행할 때는, 도 8 내지 도 10의 동작을 체인(430)의 타단에 결합된 작동아암(442), 제2 구동기어(320), 제2 체인기어(220)가 수행하게 된다. 그리고, 도 8 내지 도 10의 동작을 체인의 일단에 결합된 작동아암(441), 제1 구동기어(310), 제1 체인기어(210)가 수행할 때는, 도 5 내지 도 7의 동작을 체인(430)의 타단에 결합된 작동아암(442), 제2 구동기어(320), 제2 체인기어(220)가 수행하게 되는 것이다.

따라서, 본 발명은 모터의 회전력에 의해 작동되는 작동아암의 상하 동력을 전달받아 제1 구동기어 및 제2 구동기어가 서로 반복적으로 정회전 또는 역회전하게 되고, 제1 구동기어 및 제2 구동기어가 회전축에 결합된 제1 체인기어 및 제2 체인기어를 교번적으로 계속 일방향으로 회전시킨다. 그리고, 제1 체인기어 및 제2 회전기어의 회전에 의해 회전축이 회전되는 것이다.

그리고, 상기 회전축의 회전력이 회전축에 결합된 발전기 또는 열발생장치로 전달되어, 발전기를 구동시켜 전기에너지를 얻을 수 있도록 구성되고 열발생장치를 통해 물을 가열할 수 있게 된다. 한편, 상기 발번기 또는 열발생장치와 회전축의 사이에는 미도시된 증속기가 설치되어 회전축의 회전력을 증속시키면서 전달될 수 있게 구성될 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

10: 설치대 100: 회전축
210: 제1 체인기어 220: 제2 체인기어
300: 중심축 310: 제1 구동기어
320: 제2 구동기어 400: 구동수단

Claims (3)

1. 설치대 상에서 회전 가능하게 설치되는 회전축과,
   상기 회전축의 일단에 설치되어 회전축과 함께 회전하게 구성되고, 외면에는 원주방향을 따라 일정간격 제1 체인링이 설치되되 상기 제1 체인링은 회전축의 회전 방향 또는 회전 반대방향으로 소정구간 이동가능하게 설치되는 제1 체인기어와,
   상기 회전축의 타단에 설치되어 회전축과 함께 회전하게 구성되고, 외면에는 원주방향을 따라 일정간격 제2 체인링이 설치되되 상기 제2 체인링은 회전축의 회전 방향 또는 회전 반대방향으로 소정구간 이동가능하게 설치되는 제2 체인기어와,
   상기 회전축의 전방으로 설치되는 중심축과,
   상기 중심축의 일단에 정회전과 역회전을 반복하면서 회전가능하게 설치되되, 정회전할 때는 제1 기어이빨이 제1 체인링에 걸림되어 제1 체인기어를 회전시키고, 역회전할 때는 제1 기어이빨이 제1 체인링을 회전축의 회전 반대방향으로 밀면서 제1 체인링의 상측으로 빠져나가 동력이 전달되지 않도록 구성되는 제1 구동기어와,
   상기 중심축의 타단에 정회전과 역회전을 반복하면서 회전가능하게 설치되되, 정회전할 때는 제2 기어이빨이 제2 체인링에 걸림되어 제2 체인기어를 회전시키고, 역회전할 때는 제2 기어이빨이 제2 체인링을 회전축의 회전 반대방향으로 밀면서 제2 체인링의 상측으로 빠져나가 동력이 전달되지 않도록 구성되는 제2 구동기어와,
   상기 제1 구동기어가 정회전할 때는 제2 구동기어가 역회전되고, 제2 구동기어가 역회전할 때는 제2 구동기어를 정회전되게 반복적으로 동력을 제공하는 구동수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 동력변환장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 체인기어는 외주면 중앙을 따라 환형의 제1 설치홈이 형성되고, 상기 제1 설치홈의 양측에 형성되는 지지판에는 상기 제1 체인링의 양단이 각각 끼워져 결합되고 제1 체인링을 지지판상에서 회전축의 회전 방향 또는 회전 반대방향으로 이동되게 가이드하는 제1 장공이 형성되며,
   상기 제2 체인기어는 외주면 중앙을 따라 환형의 제2 설치홈이 형성되고, 상기 제2 설치홈의 양측에 형성되는 지지판에는 상기 제2 체인링의 양단이 각각 끼워져 결합되고 제2 체인링을 지지판상에서 회전축의 회전 방향 또는 회전 반대방향으로 이동되게 가이드하는 제2 장공이 형성되는 것을 특징으로 하는 동력변환장치.
   
3. 제1항에 있어서
   상기 구동수단은
   정회전 및 역회전을 반복적으로 수행하는 정역회전 모터와, 상기 모터의 축의 단부에 결합되어 상기 모터의 정회전 역회전 작동에 따라 회전하는 구동스프라켓과, 중앙 부분이 상기 구동스프라켓에 결합되고 양단부는 하측으로 연장 설치되어 상기 구동스프라켓의 정회전 역회전 작동에 따라 반복적으로 그 양단이 서로 엇갈리게 상하 이동되게 구성되는 체인과, 일단은 상기 체인의 하단에 결합되고 타단은 상기 제1 구동기어 및 제2 구동기어에 각각 결합되어, 상기 체인의 상하 이동에 따라 서로 엇갈리게 상하 이동되는 한쌍의 작동아암으로 구성되되,
   상기 작동아암의 타단부 일측에는 상기 제1 구동기어 및 제2 구동기어의 일측으로 편심되게 형성되고 전후방향 길게 형성된 가이드홈에 각각 끼워져지는 가이드돌기가 형성되어, 상기 작동아암의 상하 이동에 따라 상기 가이드돌기가 상기 가이드홈을 따라 이동하면서 상기 제1 구동기어 및 제2 구동기어를 정회전과 역회전을 반복적으로 회전시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 동력변환장치.

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