KR20160123980A - 증속기어 및 플라이휠을 이용한 동력발생장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 증속기어 및 플라이휠을 이용한 동력발생장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 크기가 대형인 기어와 소형 기어의 조합으로 높은 회전력과 회전속도를 증강시켜 동력을 발생시킬 수 있도록 한 증속기어 및 플라이휠을 이용한 동력발생장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 증속기어 및 플라이휠을 이용한 동력발생장치는, 모터 또는 엔진으로부터 동력을 전달받기 위한 구동입력부와; 상기 구동입력부를 통해 입력된 동력에 의해 회전되는 대형기어와; 상기 대형기어와 연결되어 대형기어에 의한 회전력을 감속시키는 감속부와; 상기 감속부와 연결되어 높은 회전력과 회전속도를 증강시키는 증속부와; 상기 증속부에 의해 증속된 회전력을 전달받아 동력을 출력시키는 동력출력부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

증속기어 및 플라이휠을 이용한 동력발생장치{Apparatus for generating power using speed increasing gear and flywheel}
본 발명은 증속기어 및 플라이휠을 이용한 동력발생장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 크기가 대형인 기어와 소형 기어의 조합으로 높은 회전력과 회전속도를 증강시켜 동력을 발생시킬 수 있도록 한 증속기어 및 플라이휠을 이용한 동력발생장치에 관한 것이다.
일반적으로 동력을 발생시키는 방법으로는 내연기관을 이용하거나, 화력, 수력, 원자력을 이용하거나, 자기력, 중력, 풍력, 태양력, 부력, 파도 등을 이용하는 등 다양한 방법을 이용한 동력발생장치가 개발되어 왔다.
특히, 회전에너지를 필요로 하는 각종 장치나 기계 등을 구동하기 위하여 사용하는 동력발생장치는, 모터나 엔진을 구동원으로 이용하여 회전에너지를 발생하는 모터 구동방식과 엔진 구동방식이 있다.
상기 모터 구동방식과 엔진 구동방식의 동력발생장치는, 모터 또는 엔진의 회전축으로부터 발생한 회전 동력을 일정한 감속 또는 증속 비율을 갖도록 셋팅한 기어들을 거치면서 구동축에 전달하여 이 구동축으로 회전에너지를 출력하는 구조로 이루어진다.
그러나, 상기한 두 가지의 구동 방식 중에서 전자의 모터 구동방식은, 모터의 구동을 위해 전기를 공급해야 하므로 전기 공급 및 제어를 위한 별도의 추가 장치를 구비해야 하므로 구조가 복잡하다.
그리고, 상기 모터 구동방식은, 회전에너지를 발생하기 위해서는 모터측에 전기를 지속적으로 공급해야 하므로 전력 소모에 따른 비용을 감수해야 한다.
더욱이, 모터측에 전기를 공급하는 과정이나 전기를 공급받아서 작동하는 과정에서 전기적으로 과부하가 발생하여 모터는 물론이거니와 전기 공급 및 제어를 위한 장치가 쉽게 고장나거나 수명이 단축될 수 있으며, 자칫 화재나 전기 감전과 같은 심각한 안전사고를 유발할 수 있다.
또한, 상기한 엔진 구동방식은, 회전에너지를 발생하려면 휘발유나 경유와 같은 유체 연료를 엔진에 공급해야 하며, 엔진 구동 시 기계적인 마찰음이나 매연 등이 발생하는 단점이 있다.
이러한 문제를 해결하기 위한 기술의 일예가 하기 문헌 1에 개시되어 있다.
하기 특허문헌 1에는 하우징; 상기 하우징의 내부 양단에 배치된 전자석; 상기 전자석 사이를 왕복하도록 상기 하우징에 내장되며, 양단에는 상기 전자석과 동일극성을 갖는 영구자석이 그 전자석과 마주보도록 배치되어 교대로 자화된 전자석의 척력에 의해 이동되며, 이동방향과 교차하는 방향으로 핀홈이 형성된 이동체; 상기 핀홈에 삽입되는 크랭크핀이 구비되어 상기 이동체의 직선운동이 회전운동으로 전환되도록 하는 크랭크축; 상기 이동체의 이동방향이 역전되는 2곳의 사점에 마련된 사점센서; 상기 이동체가 어느 사점에 도달될 때 상기 사점센서로부터 정보를 받아 그 사점에 근처에 있는 전자석을 자화하여 척력을 발생하는 제어부를 포함하는 전자석을 이용한 무공해 동력발생장치에 대해 개시되어 있다.
그러나, 상술한 바와 같은 종래의 기술은 대부분이 전자석을 이용하여 회전력을 발생시키고 있기 때문에 입력되는 에너지에 비례하는 양의 회전력만을 생산할 수 있게 되므로 에너지를 효과적으로 사용하지 못하는 문제점이 발생하며, 동력발생장치가 구동하는 동안 계속해서 동력발생장치에 비례하는 양의 전원을 공급해주어야 하므로 에너지효율이 크게 떨어지는 문제점이 있었다.
대한민국 공개실용신안공보 제20-2010-0012994호(2010.12.31 공개)
본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 크기가 대형인 기어와 다수의 소형 기어의 조합으로 높은 회전력과 회전속도를 증강시켜 에너지 효율을 높일 수 있는 증속기어 및 플라이휠을 이용한 동력발생장치를 제공하는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 증속기어 및 플라이휠을 이용한 동력발생장치는, 모터 또는 엔진으로부터 동력을 전달받기 위한 구동입력부와; 상기 구동입력부를 통해 입력된 동력에 의해 회전되는 대형기어와; 상기 대형기어와 연결되어 대형기어에 의한 회전력을 감속시키는 감속부와; 상기 감속부와 연결되어 높은 회전력과 회전속도를 증강시키는 증속부와; 상기 증속부에 의해 증속된 회전력을 전달받아 동력을 출력시키는 동력출력부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 증속기어 및 플라이휠을 이용한 동력발생장치는, 크기가 대형인 기어와 다수의 소형 기어의 조합으로 높은 회전력과 회전속도를 증강시켜 에너지 절감 효과 및 오염배출 가스를 최소화시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 증속기어 및 플라이휠을 이용한 동력발생장치를 도시한 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 증속기어 및 플라이휠을 이용한 동력발생장치를 도시한 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 구동입력부의 입력기어와 대형기어를 도시한 측면도.
본 발명에 따른 증속기어 및 플라이휠을 이용한 동력발생장치는, 모터 또는 엔진으로부터 동력을 전달받기 위한 구동입력부와; 상기 구동입력부를 통해 입력된 동력에 의해 회전되는 대형기어와; 상기 대형기어와 연결되어 대형기어에 의한 회전력을 감속시키는 감속부와; 상기 감속부와 연결되어 높은 회전력과 회전속도를 증강시키는 증속부와; 상기 증속부에 의해 증속된 회전력을 전달받아 동력을 출력시키는 동력출력부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 구동입력부는 외주면에 다수의 베어링이 회전이 자유롭게 지지되며 동력원과 벨트로 연결되는 풀리가 일단에 구비되고 입력기어가 구비되는 구동축으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 감속부는 상기 대형기어보다 직경이 작은 기어로 형성되며 상기 대형기어가 결합되어 있는 제1 회전축의 일단에 결합되는 감속기어로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 증속부는 상기 감속부의 기어와 맞물려 회전되도록 제2 회전축의 일단에 결합되는 전달기어와, 상기 전달기어보다 직경이 큰 기어로 형성되며 상기 제2 회전축의 타측에 결합되는 증속중간기어와, 상기 증속중간기어보다 직경이 작은 기어로 형성되며 상기 증속중간기어와 맞물려 회전되도록 제3 회전축의 일측에 결합되는 제1 증속전달기어와, 상기 증속중간기어와 동일한 직경을 가지며 상기 제3 회전축의 타측에 결합되는 제1 증속기어와, 상기 제1 증속전달기어와 동일한 직경을 가지며 상기 제1 증속기어와 맞물려 회전되도록 제4 회전축의 일측에 결합되는 제2 증속전달기어와, 상기 제1 증속기어와 동일한 직경을 가지며 상기 제4 회전축의 타측에 결합되는 제2 증속기어와, 상기 제2 증속전달기어와 동일한 직경을 가지며 상기 제2 증속기어와 맞물려 회전되도록 제5 회전축의 일측에 결합되는 제3 증속전달기어와, 상기 제2 증속기어와 동일한 직경을 가지며 상기 제5 회전축의 타측에 결합되는 제3 증속기어와, 상기 제3 증속전달기어와 동일한 직경을 가지며 상기 제3 증속기어와 맞물려 회전되도록 출력축의 일측에 결합되는 제4 증속전달기어를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 동력출력부는 발전부와 벨트로 연결되는 풀리가 타단에 구비되는 출력축으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 출력축의 일측에는 제4 증속전달기어에 의해 전달되는 회전 구동력에 따라 회전하는 플라이휠이 결합되는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 증속기어 및 플라이휠을 이용한 동력발생장치를 도시한 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 증속기어 및 플라이휠을 이용한 동력발생장치를 도시한 단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 구동입력부의 입력기어와 대형기어를 도시한 측면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 증속기어 및 플라이휠을 이용한 동력발생장치는 모터 또는 엔진으로부터 동력을 전달받기 위한 구동입력부(10)와, 상기 구동입력부(10)를 통해 입력된 동력에 의해 회전되는 대형기어(20)와, 상기 대형기어(20)와 연결되어 대형기어(20)에 의한 회전력을 감속시키는 감속부(30)와, 상기 감속부(30)와 연결되어 높은 회전력과 회전속도를 증강시키는 증속부(40)와, 상기 증속부(40)에 의해 증속된 회전력을 전달받아 동력을 출력시키는 동력출력부(50)를 포함한다.
먼저, 상기 구동입력부(10)는 외주면에 다수의 베어링(111)이 회전이 자유롭게 지지되며 동력원(모터 또는 엔진)과 벨트로 연결되는 풀리(112)가 일단에 구비되고 입력기어(113)가 구비되는 구동축(11)으로 이루어진다.
상기 구동축(11)은 바닥으로부터 일정 간격을 유지할 수 있도록 복수의 지지프레임(60)에 의해 지지되도록 설치되는 것이 바람직하며, 상기 베어링(111)은 상기 지지프레임(60)의 상부에 각각 고정 설치된다.
상기 감속부(30)는 상기 대형기어(20)보다 직경이 작은 기어로 형성되며 상기 대형기어(20)가 결합되어 있는 제1 회전축(31)의 일단에 결합되는 감속기어(32)로 이루어진다. 상기 제1 회전축(31)은 복수의 지지프레임(60)에 의해 지지되도록 설치되는 것이 바람직하며, 상기 지지프레임(60)의 상부에는 상기 제1 회전축(31)을 지지하기 위한 베어링(70)이 고정 설치된다.
상기 감속기어(32)는 소형 크기인 상기 입력기어(113)처럼 크기가 소형으로 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 대형기어(20)가 회전함과 동시에 연동 회전하게 된다.
상기 증속부(40)는 전달기어(41), 증속중간기어(42), 제1 증속전달기어(43), 제1 증속기어(44), 제2 증속전달기어(45), 제2 증속기어(46), 제3 증속전달기어(47), 제3 증속기어(48), 제4 증속전달기어(49)를 포함한다.
상기 전달기어(41)는 상기 감속부(30)의 기어와 맞물려 회전되도록 제2 회전축(411)의 일단에 결합된다.
상기 증속중간기어(42)는 상기 전달기어(41)보다 직경이 큰 기어로 형성되며 상기 제2 회전축(411)의 타측에 결합된다.
상기 제1 증속전달기어(43)는 상기 증속중간기어(42)보다 직경이 작은 기어로 형성되며 상기 증속중간기어(42)와 맞물려 회전되도록 제3 회전축(431)의 일측에 결합된다.
상기 제1 증속기어(44)는 상기 증속중간기어(42)와 동일한 직경을 가지며 상기 제3 회전축(431)의 타측에 결합된다.
상기 제2 증속전달기어(45)는 상기 제1 증속전달기어(43)와 동일한 직경을 가지며 상기 제1 증속기어(44)와 맞물려 회전되도록 제4 회전축(451)의 일측에 결합된다.
상기 제2 증속기어(46)는 상기 제1 증속기어(44)와 동일한 직경을 가지며 상기 제4 회전축(451)의 타측에 결합된다.
상기 제3 증속전달기어(47)는 상기 제2 증속전달기어(45)와 동일한 직경을 가지며 상기 제2 증속기어(46)와 맞물려 회전되도록 제5 회전축(471)의 일측에 결합된다.
상기 제3 증속기어(48)는 상기 제2 증속기어(46)와 동일한 직경을 가지며 상기 제5 회전축(471)의 타측에 결합된다.
상기 제4 증속전달기어(49)는 상기 제3 증속전달기어(47)와 동일한 직경을 가지며 상기 제3 증속기어(48)와 맞물려 회전되도록 출력축(51)의 일측에 결합된다.
특히, 상기 제2 회전축(411), 제3 회전축(431), 제4 회전축(451), 제5 회전축(471)은 복수의 지지프레임(60)에 의해 지지되도록 설치되는 것이 바람직하며, 상기 지지프레임(60)의 상부에는 베어링(70)이 고정 설치된다.
한편, 상기 동력출력부(50)는 발전부와 벨트로 연결되는 풀리(511)가 타단에 구비되는 출력축(51)으로 이루어진다.
상기 출력축(51)은 일정 높이를 갖는 지지프레임(60)에 의해 지지되도록 설치되는 것이 바람직하며, 상기 지지프레임(60)의 상부에는 베어링(70)이 고정 설치된다.
한편, 상기 출력축(51)의 일측에는 제4 증속전달기어(49)에 의해 전달되는 회전 구동력에 따라 회전하는 플라이휠(52)이 결합된다. 상기 플라이휠(52)은 상기 제4 증속전달기어(49)로부터 전달받은 회전 구동력을 증속시키는 역할을 한다.
이하, 본 발명에 따른 증속기어 및 플라이휠을 이용한 동력발생장치의 작동을 설명하면 다음과 같다.
동력원인 모터 또는 엔진으로부터 동력을 전달받은 구동축(11)이 회전을 하면서 입력기어(113)도 연동 회전한다.
이후, 입력기어(113)와 맞물려 있는 대형기어(20)가 연동 회전을 하면서 감속기어(32), 전달기어(41) 및 증속중간기어(42)도 함께 회전을 한다.
이때, 대형기어(20)가 1회전을 하게 되면 감속기어(32), 전달기어(41) 및 증속중간기어(42)가 동시에 1회전을 하고, 제1 증속전달기어(43)와 제1 증속기어(44)는 2회전을 한다.
그리고 제2 증속전달기어(45)와 제2 증속기어(46)가 2회전을 하고, 제3 증속전달기어(47), 제3 증속기어(48) 및 제4 증속전달기어(49)도 마찬가지로 2회전을 한다.
예를 들어, 직경이 480mm인 대형기어(20), 직경이 60mm인 입력기어(113), 직경이 60mm인 감속기어(32), 직경이 60mm인 전달기어(41)를 이용하면 입력기어(113)가 8회전 시 대형기어(20)가 1회전을 한다.
따라서, 모터의 구동력이 전달되는 구동축(11)의 rpm이 1800인 경우 제1 회전축(31)과 제2 회전축(411)의 rpm이 225가 되고, 제3 회전축(431)의 rpm이 450이 되며, 제4 회전축(451)의 rpm이 900이 되고, 제5 회전축(471)의 rpm이 1800이 되며, 마지막으로 출력축(51)의 rpm이 3600이 되는 것이다.
이와 같이, 본 발명에 따른 증속기어 및 플라이휠을 이용한 동력발생장치는 크기가 대형인 기어와 다수의 소형 기어의 조합으로 최초의 동력원에 비하여 크게 회전속도를 증가시키게 되어 큰 동력을 출력시킬 수 있는 것이다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
10 : 구동입력부
11 : 구동축
111 : 베어링, 112 : 풀리, 113 : 입력기어
20 : 대형기어
30 : 감속부
31 : 제1 회전축
32 : 감속기어
40 : 증속부
41 : 전달기어
411 : 제2 회전축
42 : 증속중간기어
43 : 제1 증속전달기어
431 : 제3 회전축
44 : 제1 증속기어
45 : 제2 증속전달기어
451 : 제4 회전축
46 : 제2 증속기어
47 : 제3 증속전달기어
471 : 제5 회전축
48 : 제3 증속기어
49 : 제4 증속전달기어
50 : 동력출력부
51 : 출력축
511 : 풀리, 512 : 베어링
52 : 플라이휠
60 : 지지프레임
70 : 베어링

Claims (6)

  1. 모터 또는 엔진으로부터 동력을 전달받기 위한 구동입력부(10)와;
    상기 구동입력부(10)를 통해 입력된 동력에 의해 회전되는 대형기어(20)와;
    상기 대형기어(20)와 연결되어 대형기어(20)에 의한 회전력을 감속시키는 감속부(30)와;
    상기 감속부(30)와 연결되어 높은 회전력과 회전속도를 증강시키는 증속부(40)와;
    상기 증속부(40)에 의해 증속된 회전력을 전달받아 동력을 출력시키는 동력출력부(50)를 포함하는 것을 특징으로 하는 증속기어 및 플라이휠을 이용한 동력발생장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구동입력부(10)는 외주면에 다수의 베어링(111)이 회전이 자유롭게 지지되며 동력원과 벨트로 연결되는 풀리(112)가 일단에 구비되고 입력기어(113)가 구비되는 구동축(11)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 증속기어 및 플라이휠을 이용한 동력발생장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 감속부(30)는 상기 대형기어(20)보다 직경이 작은 기어로 형성되며 상기 대형기어(20)가 결합되어 있는 제1 회전축(31)의 일단에 결합되는 감속기어(32)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 증속기어 및 플라이휠을 이용한 동력발생장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 증속부(40)는 상기 감속부(30)의 기어와 맞물려 회전되도록 제2 회전축(411)의 일단에 결합되는 전달기어(41)와, 상기 전달기어(41)보다 직경이 큰 기어로 형성되며 상기 제2 회전축(411)의 타측에 결합되는 증속중간기어(42)와, 상기 증속중간기어(42)보다 직경이 작은 기어로 형성되며 상기 증속중간기어(42)와 맞물려 회전되도록 제3 회전축(431)의 일측에 결합되는 제1 증속전달기어(43)와, 상기 증속중간기어(42)와 동일한 직경을 가지며 상기 제3 회전축(431)의 타측에 결합되는 제1 증속기어(44)와, 상기 제1 증속전달기어(43)와 동일한 직경을 가지며 상기 제1 증속기어(44)와 맞물려 회전되도록 제4 회전축(451)의 일측에 결합되는 제2 증속전달기어(45)와, 상기 제1 증속기어(44)와 동일한 직경을 가지며 상기 제4 회전축(451)의 타측에 결합되는 제2 증속기어(46)와, 상기 제2 증속전달기어(45)와 동일한 직경을 가지며 상기 제2 증속기어(46)와 맞물려 회전되도록 제5 회전축(471)의 일측에 결합되는 제3 증속전달기어(47)와, 상기 제2 증속기어(46)와 동일한 직경을 가지며 상기 제5 회전축(471)의 타측에 결합되는 제3 증속기어(48)와, 상기 제3 증속전달기어(47)와 동일한 직경을 가지며 상기 제3 증속기어(48)와 맞물려 회전되도록 출력축(51)의 일측에 결합되는 제4 증속전달기어(49)를 포함하는 것을 특징으로 하는 증속기어 및 플라이휠을 이용한 동력발생장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 동력출력부(50)는 발전부와 벨트로 연결되는 풀리(511)가 타단에 구비되는 출력축(51)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 증속기어 및 플라이휠을 이용한 동력발생장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 출력축(51)의 일측에는 제4 증속전달기어(49)에 의해 전달되는 회전 구동력에 따라 회전하는 플라이휠(52)이 결합되는 것을 특징으로 하는 증속기어 및 플라이휠을 이용한 동력발생장치.
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