KR20230134630A - 판코일 발전장치 및 그에 사용되는 판코일 연결부 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 효율성이 높고 분해 및 조립이 용이하여 휴대가 간편한 소수력 발전장치를 제공하는데 그 목적이 있는바, 이를 위하여 본 발명에 따른 판코일 발전장치에 사용되는 판코일 연결부는, 일측에서는 판코일 발전장치의 발전기의 회전축에 연결되면서 타측에서는 판코일(110)과 강봉(120)을 연결하는 판코일 발전장치에 사용되는 판코일 연결부로서, 상기 발전기의 회전축에 연결되는 강봉와이어(131); 상기 강봉와이어(131)와 결합되는 플랜지(132); 상기 플랜지(132)와 결합되는 제1 결착 튜브(133); 및 상기 제1 결착 튜브(133)를 상기 강봉(120)의 일단에 압착하는 압착수단; 을 포함하되, 제1 결착 튜브(133)에는 상기 판코일(110)을 전개한 상태에서 상기 판코일을 상기 강봉(120)에 고정 장착하도록 하는 제1 고정수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

Description

판코일 발전장치 및 그에 사용되는 판코일 연결부{A GENERATION INSTALLATION OF PLATE COIL AND THE PLATE COIL THEREFOR}

본 발명은, 판코일로 흐르는 유체에 의한 회전력을 이용하여 발전하는 발전장치 및 그에 사용되는 판코일 연결부에 관한 것으로, 특히, 유속이 있는 유체 속에 길게 나열되는 절첩가능한 판코일 날개를 통해, 흐르는 유체 속에서 판코일로 쉽게 효율적으로 회전력을 얻은 후, 연결된 강봉 와이어를 통해 동력을 전달하여 발전기에서 발전하는 것을 특징으로 하되, 특히 판코일 날개와 발전기 간의 연결이 용이한 판코일 발전장치 및 그에 사용되는 판코일 연결부에 관한 것이다.

기존의 발전장치는 고정형으로 고가의 시설과 장비를 갖추고, 비교적 큰 규모의 발전을 하는 것으로, 발전 장소의 제한과 고비용이 들고 에너지 생산을 접하기에도 희귀해 제한이 있고, 누구나 발전할 수 있는 여건이 되지 않아 보급의 어려움에 있어 자연에서의 재생에너지를 취득하는데 몹시 힘든 문제점이 있다.

한편, 일반적으로 흐르는 유체는 E=(1/2)mv²로 표현되는 운동에너지를 가지고 있는바, 운동에너지는 질량과 속도의 제곱에 비례하므로, 물은 같은 유속의 공기에 비해 같은 부피당 질량이 1,000배 크므로 흐르는 물에서의 발전량은 상당히 크다. 다만, 이를 이용하는 데는 제약이 많고, 환경문제로 발전자원도 부족해 쉽게 다루기도 어렵다는 문제점이 있었으나, 최근에는 조류와 해류, 또는 비교적 큰 하천 등에는 큰 물의 흐름(이하, 간단히 「수류」라고 함)의 자연에너지를 이용하여 발전을 하는 소수력발전에 대한 많은 아이디어가 제안되어 있다.

일례로, 제1 종래기술로서, 대한민국 공개특허 제10-2010-0093561호 (수류발전장치) 는, 도 1에서 보는 바와 같이, 수류(11)에 의해 회전하는 수중 회전체(32)와, 상기 수중회전체(32)의 전단(52)을 수중의 소정 위치에 지지하는 구동측 액압펌프(34)와, 상기 구동측 액압펌프(34)에 의해 지지되는 수중 회전체(32)의 회전동력을 수면(9)의 상방까지 전달하는 동력전달부(40)와, 상기 동력전달부(40)에 의해 전달되는 동력으로 구동하며, 수면의 상방으로 배치된 발전기(39)를 구비하고, 상기 수중 회전체(32)는 전단으로부터 후단쪽으로 유선형상으로 된 동체부(51)와, 상기 동체부(51)의 전단과 상기 구동측 액압펌프(34)의 사이에서 수중 회전체 축방향(43)과 교차하는 방향으로 요동가능한 지지부(33)와, 상기 동체부(51)의 주위로부터 방사형으로 돌출되는 복수개의 날개(54)를 가지도록 하여 장기간 안정된 발전이 가능한 수류발전장치를 제안하고 있다.

그러나, 상기 제1 종래기술 역시, 상당한 크기의 회전체와 동력전달 수단 및 상당한 크기의 발전기를 각각 별도로 구비하여야 하며 동력전달부의 특성상 고정된 기기배치부(3) 상에 배치되어야 하므로, 소형 선박에 구축할 수 있는 정도의 크기를 넘는 발전장치로 이해된다.

더욱이, 상당한 전력생산을 위해서는 많은 수중 회전체를 설치하여야 하는바, 결국은 전체 장치가 커져 버려, 전체 장치의 크기에 비해서는 효율성이 그리 높지 않다는 한계가 있다.

한편, 소형 선박에도 적용가능한 정도의 소수력발전장치를 위한 제2 종래기술로서, 대한민국 공개특허 제10-2017-0066062호 (해류 발전장치) 와 같은 것이 있다.

상기 제2 종래기술의 해류 발전장치(10)는, 도 2에서 보는 바와 같이, 날개부(100), 날개부(100)와 선체(2)의 사이에 연결되어 장력을 제공하는 와이어부(200), 선체(2)에 설치되어 와이어부(200)의 장력을 회전력으로 변환하는 회전부(300), 및 회전부(300)에 축결합된 회전전기기(rotating electrical machine)(400)를 포함한다. 날개부(100)는 수중에서 유동이 가능하고 해류 발전장치(10)는 날개부(100)에 연결된 와이어부(200)의 장력으로 회전부(300)를 회전시키며 회전부(300)의 회전력에 의해 회전전기기(400)가 동작하여 전력을 생성한다.

상기 제2 종래기술의 해류 발전장치(10)는, 날개부(100)가 와이어부(200)를 통해 선체(2)에 연결된 구조로, 날개부(100)는 해수의 흐름을 따라 유동이 용이한 에어포일(airfoil)/하이드로포일(hydrofoil)의 형상으로 형성된다. 따라서, 날개부(100)의 유동에 대응하여 와이어부(200)에 장력을 생성하고 장력으로 와이어부(200)에 연결된 회전부(300)를 용이하게 회전시킬 수 있다. 상기 제2 종래기술의의 해류 발전장치(10)는 해수의 흐름 또는 해수 흐름에 대응하는 동압(dynamic pressure)을 회전력으로 용이하게 변환할 수 있는 구조로 형성된다.

특히, 회전부(300)는 선체(2)에 탑재된 회전전기기(400)에 회전력을 전달하여 회전전기기(400)의 회전을 유도한다. 이를 통해 회전전기기(400)의 전자기유도 작용에 의해 전력이 생성된다.

상기 회전전기기(400)는 전동기와 발전기를 모두 포함하는 개념으로, 해류 발전장치(10)는 선체(2)에 탑재된 전동기 및 발전기 등을 이용하여 전력을 생산할 수 있다.

또한, 날개부(100)는 선체(2) 형상에 대응하는 형상으로 형성되어 선체(2)와 용이하게 착탈이 가능하고 선체(2)에 용이하게 수납된다. 이로 인해, 갑판 등 선체(2) 공간을 훼손하지 않고도 선체(2) 변형이나 부가물의 결합을 최소화한 상태로 해류 발전장치(10)를 매우 용이하게 선박(1)에 적용할 수 있다. 뿐만 아니라 날개부(100)는 수중에서의 유동방향이나 궤적 등을 원하는 대로 조정하여 와이어부(200)의 장력 및 회전부(300)의 회전력을 이용할 수 있다.

그러나, 이상의 제2 종래기술은, 날개부(100)가 와이어부(200)에 장력을 발생시켜 회전부(300)를 회전시키는 방식이므로, 발전 후에는 다시 와이어를 감합하여야 하는 문제가 있고, 당연히 크기도 커질 수 밖에 없다.

더욱이, 수력발전의 효율은 결국 회전력에 의하여 발생하는바, 와이어를 감합하는 방식이어서 저항이 많이 걸리는 등, 전체 장치의 크기에 비해 효율성에 있어서도 바람직하지 않다.

이에, 본 발명자는 이상의 종래기술들의 문제점을 해결하고자, 대한민국 등록특허 제10-2239224호 (명칭: 판코일 발전장치) 를 제안한 바 있다.

상기 본 발명자의 특허기술을 도 3 내지 도 7을 참조하여 제3 종래기술로서 설명하면, 다음과 같다.

도 3은 제3 종래기술의 판코일 발전장치의 개략 사시도이고, 도 4는 제3 종래기술의 판코일 발전장치의 강봉와이어의 작용 설명도인바, 먼저, 도 3을 참조하면, 제3 종래기술에 따른 판코일 발전장치(100)는, 수류에 의해 회전력을 얻는 판코일부(10), 선박이나 부유체 등의 발전장치 지지체("C") 상에 장착되면서 판코일부(10)의 회전력을 전력으로 변환하는 발전부(40), 및 상기 판코일부(10)의 회전력을 상기 발전부(40)로 전달하는 연결부(30)로 구성된다.

상기 판코일부(10)는, 판코일(12)과 상기 판코일(12)의 회전축으로 사용되는 강봉(11)으로 이루어지며, 상기 발전부(40)는, 발전기(41)와 발전기를 발전장치 지지체("C") 상에 장착하는 체결볼트(42)와 같은 체결장치 및 전선(43)으로 이루어지며, 상기 연결부(30)는, 상기 판코일부(10)와 물리적으로 축결합되면서 회전력을 전달하는 강봉와이어(31)와, 상기 강봉와이어(31)와 상기 판코일부(10)의 강봉(11)을 축결합하는 플랜지(32)로 이루어지는바, 이때 상기 플랜지(32)에는 플랜지 본체의 직경보다 더 큰 직경의 디스크 형태로 브라켓(32a)을 일체로 혹은 용접 등의 방식으로 결합되도록 할 수 있다.

이제, 도 3에서 보는 바와 같이, 수류에 충분히 잠긴 상기 판코일부(10)가 수류에 의해 회전하게 되는바, 일례로 판코일(12)이 플랜지(32) 쪽에서 보아 왼나사(시계반대방향나사) 모양으로 회전하도록 결합되면, 수류의 유체흐름방향이 도면상에서 좌측 방향으로 향할 때(화살표 "A" 참조), 강봉(11)은 오른나사와 같은 저항을 받게 되므로 플랜지(32) 쪽에서 볼 때에 시계 방향으로 회전하게 된다(화살표 "B" 참조), 계속해서, 상기 강봉(11)의 회전력은 플랜지를 통해 축결합된 강봉아이어(31)를 같은 방향으로 회전시키게 되고, 이러한 회전력에 의해 상기 발전기(41)가 전력을 생산하여 전선(43)을 통해 필요한 곳으로 전력을 전송하게 된다.

계속해서, 도 4를 참조하여 상기 연결부(30)(특히, 강봉와이어(31))의 기능에 대해 설명한다. 상기 연결부(30)의 구성에 대해 재설명하면, 도 3에서과 같이 플랜지(32) 상단으로 강봉와이어(31)를 축결합시킨 후, 강봉와이어(31)를 통해 조립된 판코일부(10)를 물속에 늘어뜨려 담그면, 유속이 없는 물일 경우 판코일 몸체(10)는 무게로 수직으로 아래로 향하게 되는바, 이때, 상기 강봉와이어(31)는 소정의 직경을 갖는 강한 강철로 제작되어 어느 정도 탄성을 갖도록 제작된다.

도 4는 제3 종래기술의 판코일 발전장치의 강봉와이어의 작용 설명도인바, 도 4의 (a)는 유속이 시작할 순간에 판코일 발전장치(100)를 위에서 본 모습이고, 도 4의 (b)는 유속으로 판코일(12)이 위에서 보아 시계방향으로 회전 시 밀리는 것만을 가정한 상태의 판코일 발전장치(100)를 위에서 본 모습이며, 도 4의 (c)는 유속이 상방향 힘 (도 4의 (b)에서의 "S"의 힘) 을 받아 안정된 균형상태의 판코일 발전장치(100)를 위에서 본 모습이다.

유속없는 상태에서는 펼쳐진 판코일(12)이 수직으로 서게 되면서 나선형의 좌우 대칭 모양이 된다. 즉, 물 속에 담긴 상태이고 물이 흐르지 않으므로 그 상태로 그대로 있으나, 여기서 만약 물이 유속을 가지고 흐르게 되면 흐르는 물에 항력을 받아 판코일(12)이 뒤로 밀리게 되고 수직을 유지할 수 없고, 물이 흐르는 정면에서 보아 판코일(12)이 아랫부분이 뒤로 더 밀리는 경사진 모양이 되면서, 도 4의 (a)에서 보는 바와 같이 된다. 왜냐하면 상단 부분은 강봉와이어(31)가 발전기(41)로부터 잡아주고 있기 때문이다. 다시 만약 수직된 스크류 모양의 판코일(12)이 물의 유속을 정면으로 받는다면, 제3 종래기술의 도면 상태에서의 도 4의 (c)는 유속이 본격적으로 빨라진 상태이므로, 도 3의 경우와 같이 제3 종래기술의 판코일(12) 좌측은 위에서 보아 시계방향으로, 판코일(12) 우측은 위에서 보아 반시계방향으로 항력을 받아 회전하려 할 것이다. 다만, 좌우 면적이 동일해 왼쪽은 아래로 누르며 시계방향으로, 오른쪽은 위로 들리며 반시계방향으로 회전하려 해 같은 모양과 면적이라 힘이 상쇄되어 회전이 어렵게 된다.

결국, 위에서 언급한 대로 흐르는 물에 항력을 받아 판코일(12)이 뒤로 밀리게 되고 수직을 유지할 수 없게 되며, 물이 흐르는 정면에서 보아 판코일(12)이 아랫부분이 뒤로 더 밀리는 경사진 모양이 된다. 그러면 이번에는 도 3의 경우의 스크류 모양에서, 판코일(12)의 왼쪽의 모양이 더 넓게 보이고 오른쪽은 납작해져 작게 보인다. 이것은 스크류의 모양에서 기인한 것으로 위에서 보아 왼나사의 모양에서 기인한 것이고, 위에서 보아 오른나사의 모양에서는 지금과 같이 위에서 언급한 대로 흐르는 물에 항력을 받아 판코일(12)이 뒤로 밀리게 되고 수직을 유지할 수 없고, 물이 흐르는 정면에서 보아 판코일(12)이 아랫부분이 뒤로 더 밀리는 경사진 모양이 되면 이번에는 유속이 흐르는 정면에서 보아 스크류 모양은 판코일(12)의 오른쪽의 모양이 더 넓게 보이고 왼쪽은 납작해져 작게 보인다. 본 도면에서와 같이 다시 돌아와 스크류 모양은 판코일(12)의 왼쪽의 모양이 더 넓게 보이고 오른쪽은 납작해져 작게 보여 항력의 차이가 생긴다. 이것은 경사가 클수록 대체적으로 더 차이가 커진다. 이 항력의 좌우 차이로 판코일(12)은 회전력을 받게 되고 회전하게 된다. 판코일(12)의 무게로 물의 유속과 서로 균형을 이루며 판코일(12)이 아랫부분이 뒤로 밀려 경사진 상태로 계속 판코일(12)이 시계방향으로 회전하게 된다.

즉, 판코일(12)의 왼쪽 날개가 유속에 의해 힘을 더 받으므로 판코일(12)은 우측으로 밀리게 되고, 도 4의 (a)에서 (b) 상태로 밀리게 된다. 그러면 경사각의 변동은 있을 수 있으나 회전력에는 큰 차이가 없다. 계속해서, 도 4의 (b) 상태에서 유체흐름("A")으로 인해 "S" 부위에 뒤로 밀리는 유속의 저항력을 받게 되고 판코일(12)은 좌측으로 밀리게 되어 결국 왼쪽 날개가 유속에 의해 받는 힘의 우측으로 미는 힘과 도 4의 (b) 상태에서 "S" 부위에서의 유체 흐름으로 인해 받는 힘의 좌측으로 밀리게 되는 서로의 힘의 균형을 이루는 지점에서 판코일(12)이 멈추게 되고 (도 4의 (c) 참조), 판코일(12)은 유속과 저향력을 견디는 힘으로 비교적 큰 회전력을 계속 얻게 된다. 이 회전력은 발전으로 이어진다.

참고로, 물의 유속은 에너지가 커 같은 물의 유속의 에너지는, 공기의 흐름에 따른 에너지의 약 840배가 되고, 큰 에너지를 얻을 수 있다. 판코일(12)의 큰 회전력으로 강봉와이어(31)를 회전시키면 발전기(41)에서 큰 전력을 얻을 수 있다. 특히, 제3 종래기술의 판코일(12)의 경우에는, 스크류 블레이드 날개의 회전 수가 많아 일반 프로펠러형 수차발전기보다 더욱 효율적인 발전이 가능하다.

이제, 제3 종래기술의 일 실시예에 관한 판코일 발전장치에 대하여, 도 5 및 도 6을 주로 참조하고, 도 7을 보조적으로 참조하여 상술한다. 도 5는 제3 종래기술의 실시예에 관한 판코일 발전장치의 정면도로서, 도 5의 (a)는 중량조절부이고, 도 5의 (b)는 판코일부 및 연결부이며, 도 5의 (c)는 연결부의 우측면도이다. 또한, 도 6은 제3 종래기술의 실시예에 관한 판코일 발전장치 중, 도 5의 (b)는 판코일부의 및 연결부의 부분 단면도 및 연결부의 확대 단면도를 보여주고 있다. 도 7은 제3 종래기술의 다른 실시예에 관한 판코일 발전장치의 부품도인바, 본 실시예에서도 참조되어진다.

상기 제3 종래기술의 일 실시예에 따른 판코일 발전장치는, 도 5 및 도 6에서 보듯이, 판코일부(10), 연결부(30) 및 발전부(40)로 구성되며, 바람직하게는 중량조절부(20)를 추가할 수 있다.

우선, 도 5에서 보듯이, 헬리컬 형상의 판코일(12)이 지지축으로 작용하는 강봉(11)에 지지되어 있는바, 강봉(11)은 플랜지(32)를 통해 강봉와이어(31)에 축결합되어 있다. 상기 강봉(11)의 재질은 강철과 같은 단단한 재질의 막대나 봉을 사용하면 바람직하나, 반드시 이에 한정될 필요는 없고, 다른 어느 정도 솔리드한 재질의 것을 사용하면 되며, 경우에 따라서는 어느 정도 유연성이 있는 재질의 것을 사용할 수도 있다.

상기 판코일(12)은 상기 강봉(11)에 고착되어 있는 고정형이어도 되지만, 더욱 바람직하게는 도 7의 실시예에서처럼 판코일 스프링과 같이 절첩가능한 것이 휴대 및 보관성 측면에서 바람직하다.

고정형이든 절첩형이든, 상기 판코일(12)의 일측(도 5에서 우측) 단부는, 판코일 연장부(12a)가 형성되어 플랜지(32)에 용접 기타 방식으로 고정되는 것이 좋다.

더 바람직하게는, 상기 플랜지(32)에는 플랜지 몸체 직경보다 더 큰 직경을 갖는 디스크 형태의 브라켓(32a)이 플랜지 몸체와 일체로 혹은 플랜지 몸체와 용접이나 기타 방식으로 고정되어 돌설되되, 이때 판코일 연장부(12a)는 상기 플랜지(32) 몸체와 상기 브라켓(32a)을 따라 굴곡 형성되어, 상기 플랜지 몸체에는 물론 상기 브라켓에도 용접 등이 방식으로 단단히 고정되도록 하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 상기 판코일(12)의 타측(도 5에서 좌측) 단부에는 고정핀(13)으로 강봉(11)에 고정되도록 하여야 하는바, 상기 판코일(12)이 상기 강봉(11)에 완전 고정되지 않는 방식인 경우, 상기 판코일(12)의 수류에 대한 저항력이 상기 일측(우측) 단부에 집중될 것이기 때문이다.

또한 바람직하게는, 상기 판코일(12: 도 5의 (b) 참조)의 타측(좌측) 단부에는 중량조절부(20: 도 5의 (a) 참조)를 추가하는 것이 바람직한바, 무게추를 달아서 수류에 충분히 잠겨야 하거나 혹은 반대로 코일부가 너무 무거울 경우에는 부유체를 매달아서 너무 잠기지 않도록 할 필요가 있기 때문이다. 따라서, 도 5의 (a) 에서 중량조절구(21)는 유체보다 비중이 큰 무게추이거나 반대로 유체보다 비중이 작은 부유체, 어느 쪽도 가능하다. 중량조절구(21)에는 돌설된 결착용 볼트(23)가 상기 판코일(12: 도 5의 (b) 참조)의 타측(좌측) 단부에 위치하는 맨 말단의 판코일에 형성된 중량조절부 결착홈(14)에 결착하는 것이 요구되며, 일례로 결착용 너트(23)를 사용하여 결착하는 것이 가능하다.

다만, 본 실시예에서, 판코일(12) 자체가 솔리드한 재질로 이루어지는 경우 혹은 말단부에 중량조절구(21)로서의 무게추를 달아서 판코일부(10)가 자체적으로 전개되는 경우에는, 강봉(11) 없이도 수류에 의한 회전 및 발전이 가능하다 (도 7의 (c) 참조). 또한, 외력이 가해지지 않아도 도 7의 (c)에서처럼 어느 정도 전개되도록 하고 외력을 가하여 도 7의 (a)에서처럼 절첩이 가능하도록 압축스프링과 같은 방식으로 제작하면, 판코일(12) 자체 무게가 있으므로 중량조절구(21) 없이도 발전이 가능하게 하여 사용자의 편리성을 도모할 수 있다 (이 경우에는, 판코일(12)을 외측에서 안쪽으로 외력을 가하여 절첩한 상태에서, 와이어 등으로 묶어 부피를 작게한 후에, 보관 및 운반이 가능하다).

이제, 도 6을 참조하여, 판코일부(10)와 연결부(30)의 결합 구조에 대하여 상술한다.

도 6에서와 같이, 연결부(30)의 플랜지(32) 좌우측에 각각 강봉(11) 결합용 나사부(11a) 및 강봉와이어(31) 결합용 나사부(32b)를 형성하고, 상기 나사부와 각각 매칭되는 수 나사부(11a, 31a)를 강봉(11) 및 강봉와이어(31) 말단에 형성하여, 일차로 상기 나사부끼리 결합되도록 하며, 그 위에 각각 고정너트(33)를 체결한다. 이때, 판코일 쪽으로 난 나사부를 통해 강봉(11)을 조립할 경우, 판코일(12)이 회전하는 방향과 같은 방향으로 나사가 조립되게(도 5 및 도 6에서는 왼나사) 조립하는 것이 바람직하다. 판코일(12)이 플랜지(32)에서 보아 시계 반대방향으로 회전하면 강봉(11)은 오른나사가 된다 (도 5 및 도 6에서는 플랜지(32)에서 보아 시계 방향으로 회전하게 되므로, 판코일(12)은 유체흐름 방향("A")으로 시계 방향으로 회전하므로 강봉 나사부(11a)는 왼나사가 되어야 판코일(12)이 회전하여 발전할수록 잠기는 역할을 한다). 아울러, 상기 플랜지(32)와 강봉와이어(31) 간에도 상기와 유사한 방식으로 결합되도록 한다.

한편, 상기 판코일(12)의 일측(플랜지(32)의 좌측) 단부에는 판코일 연장부(12a)를 형성하여, 판코일 연장부(12a)를 상기 플랜지(32)에 용접이나 기타 방식으로 결합되도록 하는바, 더욱 바람직하게는 플랜지 몸체의 직경보다 더 큰 직경의 디스크 형상의 브라켓(32a)을 형성하고, 상기 판코일 연장부(12a)를 직각으로 구부린 다음, 상기 플랜지(32) 몸체와 상기 브라켓(32a)에 동시에 여러 곳에서 결합되도록 하는 것이 견고성의 측면에서 바람직하다. 플랜지(32) 몸체와 브라켓(32a)은 일체로 형성되어도 좋고, 별도로 형성된 후에 결합되어도 좋다.

미설명부호 (39)는 용접부인바, 용접부는 도 6에서 보는 바와 같은 브라켓(32a)과 판코일 연장부(12a) 간의 용접부 외에도, 도 5에서 보는 바와 같이 플랜지(32) 몸체와 브라켓(32a)이 별도로 형성된 후에 결합되어야 할 경우에는, 용접부를 여러개 형성하여야 할 수도 있다.

이후, 강봉와이어(31)의 타단이 공지의 방식으로 발전기(41)에 결합되며, 그리하여 유체흐름(도 3의 "A")에 따라 회전하는 판코일부(10) 및 그와 플랜지를 통해 축결합된 강봉와이어(31)가 회전하고, 강봉와이어(31)에 연결된 발전부(40)의 발전기(41)를 구동하여 전기를 생산하여 전선(43)으로 전기를 전송한다.

이제, 제3 종래기술의 다른 실시예에 관한 판코일 발전장치에 대하여, 도 7을 주로 참조하고, 상술한 도 5 및 도 6을 보조적으로 참조하여 상술한다. 도 7은 제3 종래기술의 다른 실시예에 관한 판코일 발전장치의 부품도로서, 도 7의 (a)는 왼쪽부터 판코일(12) 및 플랜지(32) 결합체의 좌측면도, 정면도 및 우측면도이고, 도 7의 (b)는 강봉(11)의 도면이다. 도 7의 (c)는, 도 7의 (a)에서의 판코일과 플랜지 결합체에 강봉와이어(31)를 결합한 다음 판코일을 전개한 상태의 사시도이고, 도 7의 (d)는 중량조절부(20)의 도면이다.

본 실시예에 따른 판코일 발전장치의 가장 큰 장점은, 휴대 간편성이라 할 수 있다. 도 7에서 보듯이, 본 실시예에 따른 판코일 발전장치가, 판코일부(10), 연결부(30) 및 발전부(40)로 구성되는 점은 전술한 제3 종래기술의 기존원리와 동일하나, 본 실시예에 따른 판코일 발전장치에서는, 도 7의 (a)에서 보는 바와 같이, 판코일(12)이 헬리컬 스프링처럼 평소에 외력이 가해지지 않는 상태에서는 판과 판이 겹쳐져 있는 상태로 보관 및 휴대가능하다.

그리하여, 본 실시예의 판코일 발전장치를 사용하고자 하는 경우, 먼저, 도 7의 (c)에서와 같이 판코일(12)을 전개하면서, 판코일(12)의 강봉 삽입홀(12b)에 강봉(11)을 삽입하여 도 6에서와 같이 플랜지(32)에 결합하고, 고정핀(13)을 핀삽입홀(11b)에 삽입함으로써 판코일이 더 이상 접히지 않고 고정되도록 하는 것이다. 이후, 필요에 따라, 도 7의 (c)에서와 같은 중량조절부(20)를 상기 중량조절부 결착홈(14)에 장착한다.

즉, 본 실시예의 경우, 판코일(12)의 일측 단부에 연장된 판코일 연장부(12a)를 굽혀 플랜지(32) 몸체 및 브라켓(32a)에 용접 등의 방식으로 결합하고 두고, 보관 및 휴대 시에는 상기 판코일(12)의 타측은 힘을 가하지 않고 그냥 두면 도 7의 (a)에서와 같이 납작한 작은 크기로 되어 보관 및 휴대가 간편하도록 하는 것이다. 반면, 소수력 발전기로 사용할 시에는, 판코일을 인위적으로 또는 자체 하중으로 늘리면 도 7의 (c)에서와 같이 된다. 판코일(11)은 중앙에 강봉(11) 굵기보다 다소 큰 구멍인 강봉 삽입홀(12b)이 관통되어 나 있고, 여기로 판코일(12)을 길게 전개하면서 강봉(11)을 끼워 사용할 수 있는 것이다.

강봉(11)과 플랜지(32)의 결합방식은, 도 5 및 도 6에서와 같은 방식으로 결합시키면 되며, 도 5 및 도 6에서와 같이, 강봉(11)의 타측(좌측) 말단에 있는 핀삽입홀(11b)에 고정핀(13)으로 판코일(12)을 고정할 수 있다.

당연히, 본 실시예의 변형례로서, 메인 플랜지(32')와 판코일부(10)의 판코일 연장부(12a) 간의 결합은, 반드시 용접 등의 고정방식이 아닌 별도의 탈착가능한 방식도 가능하다.

이와 같은 상기 제3 종래기술에 의하면, 흐르는 유체가 있는 곳이면 장소에 구애됨 없이 발전이 가능하되, 하나의 회전축에 축방향을 따라 다수개의 블레이드를 연속으로 배치한 판코일을 통해 회전력을 얻는 관계로 효율성이 높은 소수력 발전이 가능하여, 기존의 발전장치에 비해 효율적인 에너지 대체 효과와 생활과 산업에 이용할 수 있는 전기를 생산하므로 재생에너지 및 에너지 생산에 있어 큰 장점을 지니며, 더욱이, 도 7의 실시예에서와 같이 판코일을 절첩이 가능하게 하면, 간단하고 휴대가 가능한 발전장치 장비들로 이동성을 가지며, 누구나 쉽게 이용을 할 수 있어 단위 발전량당 비용이 저렴한 소수력 발전이 가능하다는 추가적인 장점들을 지닌다.

그러나, 상기 제3 종래기술의 경우, 절첩가능한 판코일(12)을 위해서 금속과 같은 솔리드한 재질로 이루어지는 경우, 외력이 가해지지 않으면 도 7의 (c)에서처럼 어느 정도 전개되도록 하고 외력을 가하여 도 7의 (a)에서처럼 절첩이 가능하도록 압축스프링과 같은 방식으로 제작하면, 여러가지로 사용자의 편리성을 도모할 수 있기는 하나, 보관시 판코일(12)을 외측에서 안쪽으로 외력을 가하여 절첩한 상태에서 와이어 등으로 고정시켜야 하므로, 보관시 불편함이 있고 또한 보관 과정에서 변형이 이루어지기도 하며, 무엇보다도 사용시에 금속 재질의 판코일에 잔자갈이나 다른 물체에 부딛혀서 소음이 발생하고 판코일의 표면에도 요철이 발생하여 추후 발전기능이 나빠지면서 미관에도 좋지 않게 된다는 문제점이 있었다. 무엇보다도 금속재질의 경우에는 판코일의 외주면과 내주면의 길이 차로 인하여 절첩과 전개가 원활하지 못하며, 발전기와의 연결이 불편하다는 본연의 한계가 존재하였다.

대한민국 공개특허 제10-2010-0093561호 (수류발전장치) 대한민국 공개특허 제10-2017-0066062호 (해류 발전장치) 대한민국 등록특허 제10-2239224호 (명칭: 판코일 발전장치)

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 절첩가능한 판코일을 갖는 판코일 발전장치를 제공하되, 고무나 플라스틱과 같은 변형가능한 재질의 판코일을 사용하면서 발전기 회전축과의 연결이 용이한 연결부를 아울러 제공함으로써, 더욱 편의성과 기능성을 향상시킨 판코일 연결부 및 그러한 판코일을 갖는 판코일 발전장치를 제공하는데, 그 목적이 있다.

이상의 목적 및 다른 추가적인 목적들이, 첨부되는 청구항들에 의해 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서, 당업자들에게 명백히 인식될 수 있을 것이다.

상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제1 측면에 따른 판코일 연결부는, 일측에서는 판코일 발전장치의 발전기의 회전축에 연결되면서 타측에서는 판코일(110)과 강봉(120)을 연결하는 판코일 발전장치에 사용되는 판코일 연결부로서, 상기 발전기의 회전축에 연결되는 강봉와이어(131); 상기 강봉와이어(131)와 결합되는 플랜지(132); 상기 플랜지(132)와 결합되는 제1 결착 튜브(133); 및 상기 제1 결착 튜브(133)를 상기 강봉(120)의 일단에 압착하는 압착수단; 을 포함하되, 제1 결착 튜브(133)에는 상기 판코일(110)을 전개한 상태에서 상기 판코일을 상기 강봉(120)에 고정 장착하도록 하는 제1 고정수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제1 고정수단은, 상기 판코일(110)의 일 단부에 형성된 제1 핀하우징(110c)의 제1 안착홈(110d)에 삽입되어짐으로써 상기 판코일(110)과 상기 제1 결착 튜브(133)를 결합하는 제1 결착핀(133b)인 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는, 상기 압착수단은, 상기 제1 결착 튜브(133)가 상기 강봉(120)의 일단을 감싼 상태에서 상기 제1 결착 튜브(133)를 상기 강봉(120)에 압착하는 제1 시트클램프(134)인 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는, 상기 플랜지(132)는, 탄성을 지니는 금속판 형태의 서로 마주보는 제1 가지부(132a)와 제2 가지부(132b)를 지니고 있어 'ㄷ'자 형태이며, 상기 제1 가지부(132a)와 제2 가지부(132b)가 각각 상기 제1 결착 튜브(133)의 내면에 단단히 결착되는 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는, 상기 결착 튜브(133)는, 일측에 슬릿(133a)이 형성되어 있어 'C'자형을 이루며, 상기 강봉(120)과의 결합 전에는 상기 결착 튜브(133)의 슬릿(133a)이 다소 벌어진 상태에서 강봉(120)에 삽입되나, 상기 압착수단으로 상기 강봉(120)에 압착이 완료된 상태에서는, 상기 슬릿(133a)이 거의 드러나지 않을 정도로 슬릿의 양 마주보는 면이 근접하도록 이루어지는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 강봉(120)의 타단에도 상기 제1 결착 튜브(133)와 대칭인 제2 결착 튜브(133')와, 상기 제2 결착 튜브(133')를 상기 강봉(120)의 타단에 압착하는 제2 시트클램프(134')를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제2 측면에 따르는 판코일 발전장치는, 상기 연결부(130); 상기 연결부(130)에 결착되는 강봉(120); 상기 연결부(130)에 의해 상기 강봉(120)의 일 지점에 고정되는 판코일(110, 110'); 및 지지체 상에 장착되면서 상기 판코일부의 회전력을 전력으로 변환하는 발전부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 판코일(110, 110')은, 상기 강봉(120)에 탈착가능하도록 결합되어 판코일 발전장치의 회전력을 생성하며, 상기 판코일(110, 110')의 양 단부에는 전개시 상기 제1 고정수단에 결합되는 제2 고정수단을 구비하되, 상기 판코일이 헬리컬 스프링처럼 평소에 외력이 가해지지 않는 상태에서는 판과 판이 겹쳐져 있는 상태로 보관 및 휴대가능하며, 상기 판코일 발전장치를 사용하여 발전을 하고자 할 경우에는, 상기 판코일을 전개하면서 상기 제1 및 제2 고정수단이 상호 결합되도록 하고, 상기 판코일을 상기 결착 튜브를 통하여 상기 강봉에 고정 장착하도록 하는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 제2 고정수단은 상기 판코일의 단부에 형성된 핀하우징이고, 상기 제1 고정수단은 상기 핀하우징에 안착되는 결착핀인 것을 특징으로 한다.

한층 더 바람직하게는, 상기 핀하우징은, 안착홈 안쪽에 상기 결착핀이 삽입 용이하도록 하면서 불필요한 물이 배출되도록 하는 통공(110e)을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는, 상기 판코일(110, 110')의 내주부(110b)는 주름진 형태로 절첩 상태에서는 단면이 'S'자 형태로 접히도록 연성 재질로 제조되며, 상기 판코일(110, 110')의 외주부(110a)는 주름지지 않은 형태로 매끄럽게 제조되도록 하며, 상기 판코일(110, 110')의 전개시, 상기 내주부(110b)의 주름이 펴진 상태에서, 상기 강봉(120)의 외표면을 따라서 헬리컬 형상으로 접하도록 설계되는 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는, 상기 판코일(110)의 시작부분 및 끝부분에는 각각 제1 및 제2 핀하우징(110c, 110c')이 형성되고, 상기 제1 및 제2 핀하우징(110c, 110c')이 각각, 제1 및 제2 결착 튜브(133, 133')의 제1 및 제2 결착핀(133b, 133b')에 씌워짐으로써 고정이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는, 상기 강봉 와이어(131)를 단일 강선이 아닌, 여러 강선을 꼬아서 제작한 꼬임선으로 사용하고, 상기 강봉 와이어(131)의 꼬임방향과 상기 판코일의 회전방향이 동일한 방향인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 흐르는 유체가 있는 곳이면 장소에 구애됨 없이 발전이 가능하되 하나의 회전축에 축방향을 따라 다수개의 블레이드를 연속으로 배치한 판코일을 통해 회전력을 얻는 관계로 효율성이 높은 소수력 발전이 가능하다는 제3 종래기술의 장점을 그대로 유지하면서도, 절첩가능하면서 강화고무 혹은 플렉시블 플라스틱과 같은 변형가능한 재질의 판코일을 사용하면서 발전기 회전축과의 연결이 용이한 연결부를 아울러 제공함으로써, 더욱 편의성과 기능성을 향상시킨 판코일 연결부 및 그러한 판코일을 갖는 판코일 발전장치가 가능하다.

본 발명의 추가적인 특징 및 장점들은 이하의 설명을 통해 더욱 명확히 될 것이다.

도 1은 제1 종래기술에 따른 수류발전장치를 도시한 확대 측면도.
도 2는 제2 종래기술에 의한 해류발전장치와 선박의 사시도.
도 3은 제3 종래기술의 판코일 발전장치의 개략 사시도.
도 4는 제3 종래기술의 판코일 발전장치의 강봉와이어의 작용 설명도.
도 5는 제3 종래기술의 제1 실시예에 관한 판코일 발전장치의 정면도.
도 6은 제3 종래기술의 제1 실시예에 관한 판코일 발전장치의 단면도.
도 7은 제3 종래기술의 제2 실시예에 관한 판코일 발전장치의 부품도.
도 8은 본 발명의 최적 실시예에 관한 판코일 발전장치의 분해사시도.
도 9a는 본 발명의 최적 실시예에 관한 판코일 발전장치의 조립상태 사시도.
도 9b는 본 발명의 최적 실시예에 관한 판코일 발전장치에 사용되는 판코일 연결부의 부분단면도.
도 10은 본 발명의 최적 실시예에 관한 판코일 발전장치에 사용되는 판코일의 절첩상태 사시도.
도 11a 내지 도 11c는 각각, 본 발명의 최적 실시예에 관한 판코일 발전장치에 사용되는 판코일의 절첩상태의 정면도, 배면도 및 측면도.
도 12는 본 발명의 변형예에 관한 판코일 발전장치에 사용되는 판코일의 절첩상태의 실예.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 말하는 실시예에 한정하여 해석되어서는 안 되며, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진자에게 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다.

본 발명의 상세한 설명에 앞서, 도면들 중 제3 종래기술과 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일하거나 유사한 참조번호를 부여하며, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

(실시예)

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 8은 본 발명의 최적 실시예에 관한 판코일 발전장치의 분해사시도이고, 도 9a는 본 발명의 최적 실시예에 관한 판코일 발전장치의 조립상태 사시도이며, 도 9b는 본 발명의 최적 실시예에 관한 판코일 발전장치에 사용되는 판코일 연결부의 부분단면도이다.

도 10은 본 발명의 최적 실시예에 관한 판코일 발전장치에 사용되는 판코일의 절첩상태 사시도이고, 도 11a 내지 도 11c는 각각, 본 발명의 최적 실시예에 관한 판코일 발전장치에 사용되는 판코일의 절첩상태의 정면도, 배면도 및 측면도이고, 도 12는 본 발명의 변형예에 관한 판코일 발전장치에 사용되는 판코일의 절첩상태의 실예이다.

먼저, 본 발명의 최적 실시예에 관한 판코일 발전장치에 사용되는 판코일(110)은, 도 10 내지 도 11c에서 보는 바와 같이, 대략 강봉(120)의 외경에 가까운 내경의 상대적으로 작은 반경의 헬리컬 형상을 이루는 내주연부(110b)와 상기 내주연부(110b) 보다 큰 반경의 헬리컬 형상을 이루는 외주연부(110a)를 갖는 판코일로서, 바람직하게는 내주연부(110b)는 전개된 상태에서는 도 8 및 도 9a에서와 같이 강봉(120)의 외주를 감싸면서 헬리컬 형상으로 펼쳐진 상태이나, 절첩된 상태에서는 도 10 내지 도 11c에서 보는 바와 같이 주름진 혹은 접혀진 형태이다.

참고로, 도 12는 본 발명의 변형예에 관한 판코일 발전장치에 사용되는 판코일의 절첩상태의 실예인바, 회전방향만 상이할 뿐, 나머지는 도 10의 판코일과 동일하므로, 자세한 설명은 생략한다.

이제, 본 발명의 일 측면에 따르는 판코일 발전장치에 사용되는 판코일 연결부(130)에 대하여, 도 8 내지 도 9b를 참조하여 설명하면, 일측에서는 판코일 발전장치의 발전기(41)(도 3 참조)의 회전축에 연결되면서 타측에서는 판코일(110)과 강봉(120)을 연결하는 기능을 수행하기 위해, 발전기(도 3의 '41')의 회전축에 연결되는 강봉와이어(131)와 상기 강봉와이어(131)와 결합되는 'ㄷ'자 형의 플랜지(132)와, 상기 플랜지(132)와 결합되는 제1 결착 튜브(133)와, 상기 제1 결착 튜브(133)를 상기 강봉(120)의 일단에 압착하는 제1 시트클램프(134)를 포함하여 이루어진다.

경우에 따라서는, 상기 강봉(120)의 타단에도 상기 제1 결착 튜브(133)와 대칭인 제2 결착 튜브(133')와, 상기 제2 결착 튜브(133')를 상기 강봉(120)의 타단에 압착하는 제2 시트클램프(134')를 추가로 포함할 수 있다.

한편, 상기 'ㄷ'자 형의 플랜지(132)는, 일례로 어느 정도 탄성을 지니는 금속판 형태의, 서로 마주보는 제1 가지부(132a)와 제2 가지부(132b)를 지니고 있어, 이들이 각각 상기 제1 결착 튜브(133)의 내면에, 일예로 용접부(139)를 통해, 단단히 결착되어 있으며, 이때 상기 제1 결착 튜브(133)가 상기 강봉(120)의 일단을 감싼 상태에서 (일예로 제1 시트클램프(134)와 같은) 압착수단으로 압착되어짐으로써, 상기 강봉(120)과 상기 연결부(130)가 결합되어진다.

이 과정에서, 사전에 상기 판코일(110)의 제1 핀하우징(110c)이 상기 제1 결착 튜브(133)의 제1 결착핀(133b)에 삽입 체결된 상태에서, 상기 강봉(120)과 상기 연결부(130)가 결합되어지므로, 결국 상기 판코일(110)과 상기 강봉(120) 및 상기 연결부(130)가 일체로 결합되어지는 것이다.

도 9a는 이들 결합 상태의 사시도인바, 결합 전에는 상기 결착 튜브(133)의 슬릿(133a)이 다소 벌어진 상태에서 강봉(120)에 삽입되나, 제1 시트클램프(134)와 같은 압착수단으로 압착이 완료된 상태에서는, 상기 슬릿(133a)이 거의 드러나지 않을 정도로 밀착되도록 한다.

미설명부호 (131a)는 상기 제1 플랜지(132)와 상기 강봉와이어(131)를 결합시키기 위한 '클램핑부'이고, (133b')는 제2 핀하우징(110c')과 결합되는 '제2 결착핀'이다.

본 실시예에서의 'ㄷ'자형 플랜지(132)가 결착 튜브(133)에 결합되는 방식은, 용접부(139)가 일반적일 것이나 기타 리벳팅 혹은 기타 다른 방식으로 결합될 수도 있으며, 이와 같이 구성하게 되면 대체로 길이가 긴 강봉(120)과 강봉와이어(131)를 포함한 연결부(130)를 별도로 구성할 수 있어, 휴대하기에 보다 편리하다는 추가적인 장점이 있다. 참고로, 용접에 의해 상기 'ㄷ'자형 플랜지(132)와 결착 튜브(133)를 결합시에는, 상기 'ㄷ'자형 플랜지(132)를 금속박판으로 제조하여야 바람직하다.

한편, 상기 판코일(110)의 시작부분 및 끝부분에는 각각 제1 및 제2 핀하우징(110c, 110c')이 형성되는바, 도 8 및 도 9a에서 보는 바와 같이, 결착수단으로서의 일측에 슬릿(133a)을 갖고 있어 'C'자형을 이루는 제1 및 제2 결착 튜브(133, 133')의 일측에 각각 돌출형성된 제1 및 제2 결착핀(133b, 133b')이 상기 핀하우징의 제1 및 제2 안착홈(110d, 110d')에 각각 삽입됨으로써, 상기 판코일(110)이 상기 강봉(120)에 결착되도록 하기 위함이다.

더 상세하게는, 상기 제1 및 제2 핀하우징(110c, 110c')에 상기 제1 및 제2 결착핀(133b, 133b')이 삽입되도록 한 상태에서, 상기 강봉(120)에 슬라이딩 삽입하고, 이후 미리 삽입되었거나 새로 삽입하는 제1 및 제2 시트클램프(134, 134')를 사용하여 상기 제1 및 제2 결착 튜브(133, 133')를 상기 강봉(120)의 적당한 위치에 단단히 결착하는 것이다.

즉, 상기 제1 및 제2 결착 튜브(133, 133')는 슬릿(133a)을 갖는 'C'자형이므로 강봉에 삽입시에는 슬라이딩 삽입가능하며, 탈거시에는 상기 결착 튜브의 외경보다 약간 더 큰 내경의 압착부(134a)를 갖는 제1 및 제2 시트클램프(134, 134') 역시 상기 제1 및 제2 결착 튜브(133, 133')를 감싸도록 장착가능하나, 장착 후 고정시에는, 상기 제1 및 제2 시트클램프(134, 134')의 손잡이(134c)(도 8의 점선 부분 참조)를 적색 화살표 방향으로 돌려서(도 8의 화살표 "A" 참조), 상기 나사부(134b)가 죄어지도록 하며, 어느 정도 조인 다음에는 편심부를 갖는 상기 손잡이(134c)를 청색 화살표 방향으로 가압하여(도 8의 화살표 "B" 참조), 완전히 제1 시트클램프(134) 및 제1 결착 튜브(133)가 상기 강봉(120)의 내측에 압착 고정되도록 하며 (도 8의 실선 부분 참조), 마찬가지 방식으로 손잡이를 가압하여 완전히 제2 시트클램프(134') 및 제2 결착 튜브(133')가 상기 강봉(120)의 외측에 압착 고정되도록 하는 것이다.

한편, 상기 강봉(120)은 연결부(130)를 통하여 발전부 (미 도시됨: 도 3의 '40' 참조) 에 축결합되는바, 일례로 상기 연결부(130)는, 발전부와 축결합된 강봉와이어(131)가 클램핑부(131a) 등의 방식으로 플랜지(132)에 결합되며, 다시 상기 플랜지(132)는 용접부(139) 등의 방식으로 상기 결착 튜브(133)에 결합되고, 다시 시트클램프(134)등의 압착 수단을 통하여 강봉(120)에 결합되어 진다.

그리하여, 도 9a에서 보는 바와 같이, 본 발명의 판코일(110)이 강봉(120)에 끼워진 상태에서 강봉의 길이방향으로 전개된 후에, 본 실시예의 연결부(130)에 의하여 결착 고정된 후, 계곡이나 강 혹은 보트와 같이 자연적이든 인공적이든 수류가 발생하는 곳에 장착되며, 수류로 인하여 판코일(110)이 회전하게 되면, 그 회전력이 연결부(130)를 통하여, 최종적으로는 강봉와이어(131)를 통하여, 발전부로 전달됨으로써 소수력 발전이 이루어지게 되는 것이다. 아울러, 사용하지 않을 시에는, 연결부(130)를 풀어서 판코일(110)을 해체하게 되면, 도 10에서 보는 바와 같이 절첩되는바, 보관 및 휴대가 간편하게 되는 것이다.

도 10 내지 도 11 c를 참조하여, 본 발명의 판코일(110)을 더 상술하면, 상기 판코일(110)의 내주부(110b)는 주름진 형태로 절첩 상태에서는 도면에서 보는 바와 같이 단면이 'S'자 형태로 접히도록 고무재질이나 연성 플라스틱 재질로 제조되며, 반대로 상기 판코일(110)의 외주부(110a)는 주름지지 않은 형태로 매끄럽게 제조되도록 한다. 이때 상기 판코일(110)의 전개시, 상기 내주부(110b)의 주름이 펴진 상태에서, 상기 강봉(120)의 외표면을 따라서 헬리컬 형상으로 접하도록 설계되어 진다.

아울러, 상기 판코일(110)의 양 단부에는 전개시 고정수단이 마련되어야 하는바, 본 실시예에서는 양 단부에 핀하우징(110c, 110c')이 형성되어, 결착수단의 결착핀(133b, 133b')에 씌워짐으로써 고정이 이루어지도록 하였다. 더 상술하면, 안쪽(도 9a의 우측)에는 상기 판코일(110)의 외주부(110a)와 내주부(110b) 사이에 제1 핀하우징(110c)이 형성되어, 본 실시예에서는 결착수단으로서의 "슬릿(133a)을 갖는 'C'자형 제1 결착 튜브(133)" 에 돌설된 제1 결착핀(133b)에 결착되도록 하고, 바깥쪽(도 9a의 좌측)에는 상기 판코일(110)의 외주부(110a)와 내주부(110b) 사이에 제2 핀하우징(110c')이 형성되어, 결착수단으로서의 "슬릿을 갖는 'C'자형 제2 결착 튜브(133')" 에 돌설된 제2 결착핀(133b')에 결착되도록 하였다.

미설명 부호 '110e'는 핀하우징에 결착핀이 삽입 용이하도록 하면서 불필요한 물이 배출되도록 하는 '통공'이다.

(변형예)

한편, 상기 본 발명의 실시예에서는 다양한 변형이 가능한바, 이를 도 12를 참조하여 설명한다.

도 12는 본 발명의 최적 실시예에 관한 판코일 발전장치의 변형예이다.

다른 한편, 상기 강봉 와이어(131)를 단일 강선이 아닌, 여러 강선을 꼬아서 제작한 꼬임선으로 사용하는 경우, 구부러짐도 좋으면서 내구성도 향상시킬 수 있는바, 이때 꼬임선의 꼬임방향이 왼나사 방향인지 오른나사 방향인지에 따라서 판코일(110')의 회전방향도 달라져야 하는바, 도 12의 변형예의 판코일(110')에서는, 도 10의 실시예에 비해 판코일의 회전방향이 반대이다.

(발전장치)

상술한 바와 같이, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 연결부(130); 상기 연결부(130)에 결착되는 강봉(120); 상기 연결부(130)에 의해 상기 강봉(120)의 일 지점에 고정되는 판코일(110, 110'); 및 지지체 상에 장착되면서 상기 판코일부의 회전력을 전력으로 변환하는 발전부; 를 포함하는 판코일 발전장치를 제안한다.

이때, 상기 판코일(110, 110')은, 상기 강봉(120)에 탈착가능하도록 결합되어 판코일 발전장치의 회전력을 생성하며, 상기 판코일(110, 110')의 양 단부에는 전개시 상기 제1 고정수단(제1 및/또는 제2 결착 튜브(133, 133')에 돌설된 결착핀(133b, 133b')과 같은)에 결합되는 제2 고정수단(판코일(110)의 일측 혹은 양측 단부에 형성된 핀하우징(110c, 110c')과 같은)을 구비하되, 상기 판코일(110)이 헬리컬 스프링처럼 평소에 외력이 가해지지 않는 상태에서는 판과 판이 겹쳐져 있는 상태로 보관 및 휴대가능하며, 상기 판코일 발전장치를 사용하여 발전을 하고자 할 경우에는, 상기 판코일을 전개하면서 상기 제1 및 제2 고정수단이 상호 결합되도록 하고, 상기 판코일(110)을 상기 결착 튜브(133)를 통하여 상기 강봉(120)에 고정 장착하도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 핀하우징은, 안착홈 안쪽에 상기 결착핀이 삽입 용이하도록 하면서 불필요한 물이 배출되도록 하는 통공(110e)을 더 구비하도록 한다.

더욱이, 상기 판코일(110, 110')의 내주부(110b)는 주름진 형태로 절첩 상태에서는 단면이 굴곡진 형태로 (특히 'S'자 형태로) 접히도록 연성 재질로 제조되며, 상기 판코일(110, 110')의 외주부(110a)는 주름지지 않은 형태로 매끄럽게 제조되도록 하며, 상기 판코일(110, 110')의 전개시, 상기 내주부(110b)의 주름이 펴진 상태에서, 상기 강봉(120)의 외표면을 따라서 헬리컬 형상으로 접하도록 설계되는 것이 좋다.

특히, 상기 강봉 와이어(131)는, 잘 휘는 단일 강선도 가능하나, 여러 강선을 꼬아서 제작한 꼬임선으로 사용하고, 상기 강봉 와이어(131)의 여러 강선을 꼬아서 제작한 꼬임선의 꼬임방향과 상기 판코일의 회전방향이 동일한 방향으로 하면 더욱 바람직하다.

이상에서는 본 발명의 일 실시예에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형한 것도 본 발명에 속함은 당연하다.

(제3 종래기술)(도 3 ~ 도 7)
100 : 판코일 발전장치
10 : 판코일부
11 : 강봉 11a : 나사부 11b : 핀삽입홀
12 : 판코일 12a : 판코일 연장부 12b : 강봉 삽입홀
13 : 고정핀 14 : 중량조절부 결착홀
20 : 중량조절부
21 : 중량조절구 22 : 결착용 볼트 23 : 결착용 너트
30 : 연결부
31 : 강봉와이어 31a : 나사부 31' : 꼬임와이어
32 : 플랜지 32a : 브라켓 32b : 나사부
32' : 메인 플랜지 32" : 보조 플랜지 33 : 고정너트
34 : 연결봉 35 : 스프링 36 : 고무호스
37 : 안전망 38 : 홀더 39 : 용접부
40 : 발전부
41 : 발전기 42 : 체결볼트 43 : 전선
"A" : 유체흐름방향 "B" ; 회전방향 "C" : 발전장치 지지체
"CL" : 좌측 판코일 날개 커브 "CR" : 우측 판코일 날개 커브
(본 발명)(도 8 ~ 도 12)
110 : 판코일
110a : 외주연부
110b : 내주연부
110c, 110c' : 제1 및 제2 핀하우징
110d, 110d' : 제1 및 제2 안착홈
110e : 통공
120 : 강봉
130 : 연결부
131 : 강봉와이어
131a : 클램핑부
132 : 플랜지
132a : 제1 가지부
132b : 제2 가지부
133, 133' : 제1 및 제2 결착 튜브
133a : 슬릿
133b, 133b' : 제1 및 제2 결착핀
134, 134' : 제1 및 제2 시트클램프
134a : 압착부
134b : 나사부
134c : 손잡이
139 : 용접부

Claims (13)

1. 일측에서는 판코일 발전장치의 발전기의 회전축에 연결되면서 타측에서는 판코일(110)과 강봉(120)을 연결하는 판코일 발전장치에 사용되는 판코일 연결부로서,
   상기 발전기의 회전축에 연결되는 강봉와이어(131);
   상기 강봉와이어(131)와 결합되는 플랜지(132);
   상기 플랜지(132)와 결합되는 제1 결착 튜브(133); 및
   상기 제1 결착 튜브(133)를 상기 강봉(120)의 일단에 압착하는 압착수단;
   을 포함하되,
   제1 결착 튜브(133)에는 상기 판코일(110)을 전개한 상태에서 상기 판코일을 상기 강봉(120)에 고정 장착하도록 하는 제1 고정수단을 구비한 것을 특징으로 하는 판코일 발전장치에 사용되는 판코일 연결부.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 고정수단은,
   상기 판코일(110)의 일 단부에 형성된 제1 핀하우징(110c)의 제1 안착홈(110d)에 삽입되어짐으로써 상기 판코일(110)과 상기 제1 결착 튜브(133)를 결합하는 제1 결착핀(133b)인 것을 특징으로 하는 판코일 발전장치에 사용되는 판코일 연결부.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 압착수단은,
   상기 제1 결착 튜브(133)가 상기 강봉(120)의 일단을 감싼 상태에서 상기 제1 결착 튜브(133)를 상기 강봉(120)에 압착하는 제1 시트클램프(134)인 것을 특징으로 하는 판코일 발전장치에 사용되는 판코일 연결부.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 플랜지(132)는,
   탄성을 지니는 금속판 형태의 서로 마주보는 제1 가지부(132a)와 제2 가지부(132b)를 지니고 있어 'ㄷ'자 형태이며, 상기 제1 가지부(132a)와 제2 가지부(132b)가 각각 상기 제1 결착 튜브(133)의 내면에 단단히 결착되는 것을 특징으로 하는 판코일 발전장치에 사용되는 판코일 연결부.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 결착 튜브(133)는,
   일측에 슬릿(133a)이 형성되어 있어 'C'자형을 이루며, 상기 강봉(120)과의 결합 전에는 상기 결착 튜브(133)의 슬릿(133a)이 다소 벌어진 상태에서 강봉(120)에 삽입되나, 상기 압착수단으로 상기 강봉(120)에 압착이 완료된 상태에서는, 상기 슬릿(133a)이 거의 드러나지 않을 정도로 슬릿의 양 마주보는 면이 근접하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 판코일 발전장치에 사용되는 판코일 연결부.
6. 제 3 항에 있어서,
   상기 강봉(120)의 타단에도 상기 제1 결착 튜브(133)와 대칭인 제2 결착 튜브(133')와, 상기 제2 결착 튜브(133')를 상기 강봉(120)의 타단에 압착하는 제2 시트클램프(134')를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 판코일 발전장치에 사용되는 판코일 연결부.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항의 연결부(130);
   상기 연결부(130)에 결착되는 강봉(120);
   상기 연결부(130)에 의해 상기 강봉(120)의 일 지점에 고정되는 판코일(110, 110'); 및
   지지체 상에 장착되면서 상기 판코일부의 회전력을 전력으로 변환하는 발전부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 판코일 발전장치.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 판코일(110, 110')은, 상기 강봉(120)에 탈착가능하도록 결합되어 판코일 발전장치의 회전력을 생성하며,
   상기 판코일(110, 110')의 양 단부에는 전개시 상기 제1 고정수단에 결합되는 제2 고정수단을 구비하되,
   상기 판코일이 헬리컬 스프링처럼 평소에 외력이 가해지지 않는 상태에서는 판과 판이 겹쳐져 있는 상태로 보관 및 휴대가능하며,
   상기 판코일 발전장치를 사용하여 발전을 하고자 할 경우에는, 상기 판코일을 전개하면서 상기 제1 및 제2 고정수단이 상호 결합되도록 하고, 상기 판코일을 상기 결착 튜브를 통하여 상기 강봉에 고정 장착하도록 하는 것을 특징으로 하는 판코일 발전장치.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 제2 고정수단은 상기 판코일의 단부에 형성된 핀하우징이고,
   상기 제1 고정수단은 상기 핀하우징에 안착되는 결착핀인 것을 특징으로 하는 판코일 발전장치.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 핀하우징은, 안착홈 안쪽에 상기 결착핀이 삽입 용이하도록 하면서 불필요한 물이 배출되도록 하는 통공(110e)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 판코일 발전장치.
11. 제 8 항에 있어서,
    상기 판코일(110, 110')의 내주부(110b)는 주름진 형태로 절첩 상태에서는 단면이 'S'자 형태로 접히도록 연성 재질로 제조되며,
    상기 판코일(110, 110')의 외주부(110a)는 주름지지 않은 형태로 매끄럽게 제조되도록 하며,
    상기 판코일(110, 110')의 전개시, 상기 내주부(110b)의 주름이 펴진 상태에서, 상기 강봉(120)의 외표면을 따라서 헬리컬 형상으로 접하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 판코일 발전장치.
12. 제 8 항에 있어서,
    상기 판코일(110)의 시작부분 및 끝부분에는 각각 제1 및 제2 핀하우징(110c, 110c')이 형성되고,
    상기 제1 및 제2 핀하우징(110c, 110c')이 각각, 제1 및 제2 결착 튜브(133, 133')의 제1 및 제2 결착핀(133b, 133b')에 씌워짐으로써 고정이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 판코일 발전장치.
13. 제 7 항에 있어서,
    상기 강봉 와이어(131)를 단일 강선이 아닌, 여러 강선을 꼬아서 제작한 꼬임선으로 사용하고,
    상기 강봉 와이어(131)의 꼬임방향과 상기 판코일의 회전방향이 동일한 방향인 것을 특징으로 하는 판코일 발전장치.
    

Images