WO2010013967A2 - 동력발생장치 - Google Patents

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WO2010013967A2
WO2010013967A2 PCT/KR2009/004273 KR2009004273W WO2010013967A2 WO 2010013967 A2 WO2010013967 A2 WO 2010013967A2 KR 2009004273 W KR2009004273 W KR 2009004273W WO 2010013967 A2 WO2010013967 A2 WO 2010013967A2
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fluid
storage tank
discharge
supply
mobile storage
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Inventor
김옥주
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Kim Ok-Ju
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
    • F03G7/10—Alleged perpetua mobilia

Definitions

  • the present invention relates to a power generator, and more particularly, to a power generator capable of generating power even when a small amount of fluid is supplied from the outside.
  • a power generator using hydraulic power generates power by directly colliding with a turbine or the like.
  • power generators using turbines, etc. should be supplied with fluid at a flow rate such that friction or mechanical inertia forces can occur. Therefore, if the flow rate of the fluid does not exceed a certain value, no power can be generated at all.
  • Power generating apparatus for solving the technical problem as described above is a heavy material movable in the vertical direction;
  • a fluid reservoir is provided at the top for collecting the fluid supplied from the fluid supply, a fluid outlet is provided at the bottom, and a supply opening / closing part for selectively discharging the fluid collected at the fluid reservoir is provided at the bottom of the fluid reservoir.
  • a mobile storage tank guide container provided; The fluid is accommodated in the movable storage tank guide cylinder so as to reciprocate in the vertical direction between the fluid reservoir and the fluid outlet, and collects the fluid collected through the supply opening and closing portion at a position proximate to the fluid reservoir to the fluid outlet.
  • a mobile storage tank provided with a recovery opening and closing portion for selectively discharging the fluid discharge portion at a close position; And a power transmission unit which connects the mobile storage tank and the heavy material so as to transmit power, and moves the mobile storage tank downward when the heavy material moves upward, and moves the mobile storage tank upward when the heavy material moves downward. do.
  • the power generating device may include a heavy weight guide tube in which the heavy weight is received to be movable in a vertical direction; And a fluid connection part connected to the fluid storage part through a transfer pipe, provided at a lower portion of any one of the heavy weight guide pipe and the moving storage tank guide pipe, and fluidly connected to the fluid discharge part. Pressurizes the fluid introduced from the mass by the weight of either one of the mass and the mobile storage tank It may include a fluid transfer unit for transferring to the fluid storage through the transfer pipe.
  • the fluid transfer part may be provided below the heavy weight guide cylinder, and the fluid of the fluid transfer part may be pressurized by the weight of the heavy material, and may be communicated through the fluid discharge part and the recovery pipe so that the fluid of the fluid discharge part flows in.
  • the power generating device may further include: a supply opening member provided in the mobile storage tank to open the supply opening / closing part at a position in which the mobile storage tank is close to the fluid storage part; And a recovery opening member provided in the fluid discharge part to open the recovery opening and closing part at a position in which the mobile storage tank is close to the fluid discharge part, wherein the supply opening and closing part comprises a supply hole formed in a bottom surface of the fluid storage part; And a supply opening / closing member rotatably installed on a bottom surface of the fluid storage part to close the supply hole by its own weight, and rotated upward by the supply opening member to open the supply hole.
  • the fluid transfer part is provided with an opening so that the fluid supplied through the recovery pipe can be introduced into the fluid storage unit, and the fluid flowing into the fluid through the opening while being stretched by the heavy material is stored in the fluid through the transport pipe.
  • Stretch member to convey to the negative;
  • a blocking member movable to the elastic member to selectively open and close the opening and selectively opening and closing the opening while moving in association with the movement of the heavy material.
  • the power generating device limits the lowering of the mobile storage tank so as to be maintained in a position close to the fluid storage unit until a fluid having a reference amount or more supplied from the fluid storage unit to the mobile storage tank, and the reference amount to the mobile storage tank.
  • the supply holding unit is a supply slide member which is installed to be slidable in the vertical direction inside the moving storage tank guide cylinder; A supply slide spring for applying a tension force to pull the supply slide member upward; A supply pivot member rotatably installed in one end of the supply slide member in a vertical direction; A supply stopper slidably installed in the radial direction of the movable storage tank guide cylinder on the supply slide member to selectively restrict the supply rotation member from rotating downward; A supply stopper spring for urging the supply stopper toward a central portion of the movable storage tank guide cylinder; A feed pulley provided at the other end of the feed slide member 271; And one end is fixed to the movement storage tank guide cylinder and the other end is fixed to the supply stopper 274.
  • the discharge maintaining unit comprises: a discharge slide member slidably installed in an up and down direction in the moving storage tank guide cylinder; A discharge slide spring that applies a tension force to the discharge slide member to pull the discharge slide member upward, and presses the slide member downward when the discharge slide member moves upward; A discharge pivot member rotatably installed upward and downward at one end of the discharge slide member; A rotation return elastic body for returning the discharge rotation member to its original position while the discharge rotation member is moved downward; A discharge stopper for restricting the discharge rotation member from rotating upward; A discharge stopper spring for urging the discharge stopper toward a central portion of the movable storage tank guide cylinder; A discharge pulley provided at the other end of the discharge slide member; And one end is fixed to the movement storage tank guide tube so as to surround a part of the pulley, and the other end is fixed
  • the power transmission unit is at least one pulley; And a power transmission wire disposed to surround at least a portion of the pulley, one end of which is fixed to the heavy material and the other end of which is fixed to the mobile storage tank.
  • the power transmission unit may include a first rack gear having one end fixed to the heavy material; A second rack gear having one end fixed to the movable storage tank; And a plurality of power transmission gears that are geared with the first and second rack gears so that the weight increases when the mobile storage tank descends and the weight drops when the mobile storage tank rises.
  • It is installed at the lower end of the mobile storage tank guide cylinder, and includes a recovery pipe opening and closing unit for selectively opening and closing the recovery pipe in conjunction with the movement of the mobile storage tank.
  • the recovery tube opening and closing unit is installed to be lifted in the interior of the mobile storage tank guide cylinder, the opening and closing member to selectively block the recovery pipe in conjunction with the lifting movement of the mobile storage tank; And it may include an elastic member for applying an elastic force in the direction to open the recovery pipe to the opening and closing member.
  • the bottom of the mobile storage tank may be provided with a buoyancy member is blocked by the opening and closing member by the opening and closing member to rise by the fluid collected in the fluid discharge portion.
  • the bottom surface of the fluid discharge portion maintains a constant distance between the bottom surface of the mobile storage tank and the bottom surface of the fluid discharge portion so that the fluid of the mobile storage tank can be introduced into the recovery pipe through the recovery opening and closing portion.
  • Spacer members may be provided.
  • the fluid transfer unit of the above-mentioned power generating device may be connected in communication with the fluid storage unit through the transfer pipe, provided in the lower portion of the movable storage tank guide cylinder, may be in the form of fluid connection with the fluid discharge portion.
  • the fluid flowing from the fluid discharge portion to the fluid transfer portion is pressurized by the weight of the mobile storage tank The fluid is transferred to the fluid reservoir through the conveying pipe.
  • the supply holding unit and the discharge holding unit described above can be electronically controlled, for this purpose is provided to protrude downward from the fluid storage, the first fluid detection sensor for detecting the level of the fluid filled in the mobile storage tank ;
  • a second fluid detection sensor provided in the fluid discharge part and configured to detect a level of fluid remaining in the mobile storage tank; And controlling the supply holding unit to allow the mobile storage tank to descend when the level of the mobile storage tank sensed by the first fluid sensor is equal to or greater than a first reference value, and detected by the second fluid sensor.
  • the level of the mobile storage tank is less than the second reference value may include a control unit for controlling the discharge holding unit to enable the mobile storage tank to rise.
  • the above-mentioned power generating device can be installed in the sea, in which case the fluid supply becomes sea water.
  • the fluid reservoir may be provided with an inlet so that the sea water can be introduced by the wave.
  • the inlet comprises an inlet provided in the fluid storage portion to allow the sea water to flow; And it may be configured to include an opening and closing door for selectively opening and closing the inlet in accordance with the amount of seawater introduced into the fluid reservoir.
  • the power generator when installed in the sea, includes a forced discharge portion for collecting the fluid discharged from the mobile storage tank to the fluid discharge portion; A water level sensor for sensing the water level of the forced discharge part; A pump for discharging the fluid of the forced discharge part to the outside when the level of the forced discharge part detected by the level sensor is equal to or greater than a reference value; It may include a non-return valve for preventing the sea water flows back to the forced discharge portion.
  • the above object is a heavy weight guide cylinder ;
  • the fluid is accommodated in the movable storage tank guide cylinder so as to reciprocate in the vertical direction between the fluid reservoir and the fluid outlet, and collects the fluid collected through the supply opening and closing portion at a position proximate to the fluid reservoir to the fluid outlet.
  • a mobile storage tank provided with a recovery opening and closing portion for selectively discharging the fluid discharge portion at a close position;
  • a power transmission unit which connects the movable storage tank and the heavy weight so as to transmit power and moves the movable storage tank downward when the heavy mass moves upward; and moves the movable storage tank upward when the heavy mass moves downward;
  • a fluid transfer part provided at a lower portion of the heavy weight guide tube and connected to the fluid storage part through a transfer pipe, and connected to the fluid discharge part and the discharge pipe. It can also be achieved by the power generating device characterized in that the fluid flowing through the recovery pipe from the portion presses the weight of the heavy material to supply to the fluid storage through the transfer pipe.
  • the fluid transferred from the fluid transfer part to the fluid reservoir is supplied together with the fluid of the fluid supply part, so that power can be generated even when the flow rate of the fluid supply part is smaller.
  • the fluid of the fluid transfer portion is pressed by the weight or the weight of the mobile storage tank is supplied to the fluid storage, it is possible to further improve the power generation efficiency.
  • the supply opening and closing member of the supply opening and closing portion and the recovery opening and closing member of the recovery opening and closing portion respectively close the supply hole and the recovery hole by their own weight, thereby minimizing the power for controlling the power generator.
  • the fluid transfer portion is composed of a stretchable member and the blocking member can minimize the friction force between the weight and the weight guide cylinder for pressurizing the fluid transfer portion, thereby further improving the power generation efficiency.
  • the supply holding unit and the discharge holding unit it is possible to set the weight for the lifting movement of the mobile storage tank, thereby improving the lifting speed of the mobile storage tank.
  • the lifting speed of the mobile storage tank it is possible not only to transmit high force to the outside but also to generate high power (energy that can be generated per unit time).
  • the power transmission unit can convert the lift force generated by the mobile storage tank into power. Furthermore, when the mobile storage tank is in a position close to the fluid discharge part, the collection pipe is blocked to allow the fluid to be collected in the fluid discharge part, and the mobile storage tank is raised by the buoyancy of the collected fluid, thereby generating power. Efficiency can be maximized.
  • FIGS. 1 to 8 are schematic diagrams illustrating a power generating apparatus according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a conceptual diagram schematically showing a power generating device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a perspective view schematically illustrating the fluid transfer part of FIG. 9;
  • 11 to 15 is a conceptual view schematically showing the supply holding unit of Figure 9, a view for explaining the operation of the supply holding unit,
  • 16 to 20 is a conceptual view schematically showing the discharge holding unit of Figure 9, a view for explaining the operation of the discharge holding unit,
  • 21 is a conceptual diagram schematically showing a power transmission unit of a power generating device according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 22 is a conceptual view schematically showing a recovery opening and closing unit of a power generating device according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 23 is a conceptual diagram schematically showing a power generating device according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 24 is a conceptual diagram schematically showing a power generating device according to a fifth embodiment of the present invention.
  • 25 to 27 are conceptual views schematically showing a power generating apparatus according to a sixth embodiment of the present invention, for explaining the movement operation of the mobile storage tank;
  • 31 to 33 is a conceptual diagram for explaining the operation of the discharge holding unit of FIG.
  • 34 is a control block diagram for controlling the supply holding unit and the discharge holding unit of FIG. 25;
  • 35 is a conceptual diagram schematically showing a power generating device according to a seventh embodiment of the present invention.
  • 36 to 38 are conceptual views for explaining an operation process of the inlet shown in FIG. 35;
  • 39 is a conceptual view schematically illustrating a power generator according to an eighth embodiment of the present invention.
  • FIG. 40 is a conceptual diagram schematically illustrating a power generator according to a ninth embodiment of the present invention.
  • the power generating apparatus includes a heavy weight guide tube 110, a heavy weight member 120 that is movable up and down in the heavy weight guide cylinder 110, and the heavy weight body.
  • a mobile storage tank guide cylinder 130 disposed at a position close to the guide cylinder 110, a mobile storage tank 140 movable up and down in the mobile storage tank guide cylinder 130, and the heavy material 120.
  • a power transmission unit 150 connecting the mobile storage tank 140 to the power transmission.
  • the heavy weight guide cylinder 110 functions to guide the vertical movement of the heavy weight 120.
  • the lower portion of the heavy weight guide cylinder 110 is provided with a fluid transfer part 111.
  • the fluid transfer unit 111 is connected to the mobile storage tank guide cylinder 130 through the transfer pipe 112, and the fluid discharge portion of the lower portion of the mobile storage tank guide cylinder 130 through the recovery pipe 135 133).
  • the fluid transfer part 111 is for supplying the fluid recovered from the fluid discharge part 133 through the recovery pipe 135 to the fluid storage part 131 again, and the fluid of the fluid transfer part 111 Pressurized by the weight of the heavy material 120 is supplied to the fluid reservoir 131 through the transfer pipe (112).
  • the heavy material 120 is for performing a so-called seesaw movement together with the mobile storage tank 140, and is heavier than the mobile storage tank 140 when no fluid is received in the mobile storage tank 140.
  • the storage tank 140 is set to have a lighter weight than the mobile storage tank 140. Therefore, according to the weight of the fluid contained in the mobile storage tank 140, the heavy material 120 and the mobile storage tank 140 is similar to the seesaw movement in the vertical direction.
  • An airtight protrusion 121 for transferring fluid to the fluid storage part 131 of the mobile storage tank guide cylinder 130 through the transport pipe 112 on the outer circumferential surface of the heavy material 120. ) Is provided.
  • the fluid transfer part 111 is smaller in diameter than the other parts of the heavy weight guide cylinder 110 so that the airtight protrusion 121 may perform a piston movement.
  • the area other than the fluid transfer portion 111 of the heavy weight guide cylinder 110 is designed to have a larger diameter than the hermetic protrusion 121 to minimize the energy lost by the frictional force during the vertical movement of the heavy material 120.
  • the fluid transfer part 111 can increase the pressing force for transporting the fluid, thereby transferring the fluid transfer part 111 from the fluid transfer part 111 to the fluid storage part 131. It is possible to increase the amount of fluid that is made.
  • the airtight protrusions 121 are formed on the outer circumferential surface of the heavy material 120, and the airtight protrusions 121 pressurize the fluid of the fluid transfer part 111 while maintaining the airtightness with the inner wall of the fluid transfer part 111.
  • the potential energy of the heavy material 120 may be utilized to the maximum.
  • the inner position of the heavy weight guide cylinder 110 is provided with an initial position holding unit 114 to maintain the heavy weight 120 in the initial position.
  • the initial position holding unit 114 is for mounting the heavy load 120 in a situation in which the power generator does not operate. When the operation of the power generator starts, a person directly turns an external lever or the like to the initial position. In addition to manually releasing the holding unit 114, the initial position holding unit 114 may be automatically released by transmitting a signal by a switch or the like to the driving motor, the driving cylinder, or the solenoid driving unit.
  • the mobile storage tank guide cylinder 130 is for guiding the vertical movement of the mobile storage tank 140, and the fluid storage for supplying the fluid to the mobile storage tank 140 after collecting a predetermined amount or more of the fluid in the upper portion
  • the part 131 is provided, and a fluid discharge part 133 for discharging the fluid contained in the mobile storage tank 140 is provided below.
  • the fluid storage unit 131 is provided at an upper portion of the mobile storage tank guide cylinder 130 to collect a predetermined amount of fluid and then supply the fluid to the mobile storage tank 140.
  • the fluid reservoir 131 collects the fluid transferred from the fluid transfer unit 111 and the fluid supplied from the external fluid supply unit 100. In this way, the fluid of the fluid transfer unit 111 is supplied to the fluid storage unit 131, it is possible to reduce the amount of fluid supplied from the external fluid supply unit 100, thereby reducing the flow rate of the external fluid supply unit ( 100, it is possible to generate power such as power generation.
  • the fluid supply unit 100 may be composed of a storage tank for pumping and storing ground water, a storage tank for an apartment or high ground, a storage tank for receiving and storing water from a high place such as a river or a dam or a valley.
  • a shutoff valve 102 is installed in the supply pipe 101 for supplying the fluid from the fluid supply part 100 to the fluid storage part 131.
  • the shut-off valve 102 may be operated by an electrical signal as well as directly open and close operation.
  • a fluid level sensor (not shown) is installed in the fluid reservoir 131, and the fluid reservoir detected by the level sensor (not shown) It is possible to automatically control the shut-off valve 102 in accordance with the amount of the fluid stored in the (131). That is, when the fluid stored in the fluid storage unit 131 is less than or equal to the first reference amount, the shutoff valve 102 is opened to supply the fluid from the fluid supply unit 100 to the fluid storage unit 131, and the fluid When the fluid stored in the storage unit 131 is greater than or equal to the second reference amount, the shutoff valve 102 may be blocked to automatically control the fluid of the fluid supply unit 100 to be supplied to the fluid storage unit 131.
  • a fluid level sensor not shown
  • a supply opening and closing portion 132 for supplying the stored fluid to the mobile storage tank 140 is provided on the bottom surface of the fluid storage unit 131.
  • the supply opening and closing part 132 includes a supply hole 132a formed in the bottom surface of the fluid storage part 131 and a supply opening and closing member 132b for selectively opening and closing the supply hole 132a.
  • the supply opening / closing member 132b is rotatably installed on the bottom surface of the fluid storage unit 131, and the supply opening member 143 provided in the moving storage tank 140 is lifted by the moving storage tank 140.
  • the supply hole 132a is opened while being pushed upward, and when the movable storage tank 140 descends, the supply hole 132a is closed while rotating downward by its own weight.
  • the supply opening / closing member 132b When the supply opening member 143 is spaced apart from the supply opening / closing member 132b while the mobile storage tank 140 descends, the supply opening / closing member 132b does not immediately close the supply hole 132a. . This is because the supply opening and closing member 132b is in a floating state due to the buoyancy of the fluid in the fluid storage unit 131. Therefore, even if the supply storage member 140 is lowered and the supply opening member 143 is spaced apart from the supply opening / closing member 132b, the fluid in the fluid storage part 131 falls freely to allow the movement of the storage storage tank 140. Will continue to be supplied.
  • the bottom surface of the fluid reservoir 131 is formed to be inclined toward the supply hole (132a). This is to efficiently utilize the fluid by allowing the fluid supplied to the fluid storage unit 131 to flow into the supply hole 132a.
  • the fluid discharge unit 133 is provided in the lower portion of the mobile storage tank guide cylinder 130 to discharge the fluid collected in the mobile storage tank 140, and the discharged fluid to the fluid transfer unit In order to transfer to the 111, it is communicated through the fluid transfer unit 111 and the recovery pipe 135. Spacer member on the bottom surface of the fluid outlet 133 spaced apart from the bottom surface of the mobile storage tank 140 and the fluid outlet 133 to facilitate the discharge of the fluid of the mobile storage tank 140. 136 is provided.
  • the fluid discharge part 133 is provided with a recovery opening member 134 for opening the recovery opening and closing portion 142 of the mobile storage tank 140.
  • the mobile storage tank 140 is for the so-called seesaw movement through the weight 120 and the power transmission unit 150 is changed in weight depending on the amount of fluid collected.
  • the mobile storage tank 140 is provided with a receiving portion 141, the fluid is collected, the recovery opening and closing portion for selectively discharging the fluid collected in the receiving portion 141 on the bottom surface of the receiving portion 141 ( 142 is provided.
  • the moving storage tank 140 is provided with a supply opening member 143 for selectively opening and closing the supply opening and closing member 132b.
  • the recovery opening / closing part 142 is rotatably installed in the recovery hole 142a formed in the bottom surface of the accommodation part 141 and the bottom surface of the accommodation part 141 to selectively select the recovery hole 142a.
  • a recovery opening and closing member 142b for opening and closing is provided.
  • the recovery opening / closing member 142b is pushed by the recovery opening member 134 to open the recovery hole 142a, and the movable storage tank 140 is raised so that the recovery opening member 134 is the recovery opening / closing member ( When separated from 142b, the recovery opening / closing member 142b rotates downward by its own weight to close the recovery hole 142a.
  • the power transmission unit 150 is for connecting the weight 120 and the mobile storage tank 140 so as to enable power transmission, and a plurality of pulleys 151a, 151b, 151c, and one end of the weight ( It is connected to the 120 and the other end includes a power transmission wire 152 connected to the mobile storage tank 140.
  • the weight 120 is heavier than the mobile storage tank 140
  • the weight 120 is lowered, and the mobile storage tank 140 is raised.
  • the fluid is filled in the receiving portion 141 of the mobile storage tank 140 by a predetermined amount or more, the mobile storage tank 140 is heavier than the weight 120, the mobile storage tank 140 is lowered, The weight 120 is raised.
  • the pulley 151b is connected to a power converter 160 for converting the kinetic energy of the power transmission wire 152 into electrical energy.
  • the power converter may be configured as a generator for generating electrical energy.
  • the heavy weight 120 is fixed inside the heavy weight guide tube 110 by the initial position maintaining part 114, and accommodates the mobile storage tank 140.
  • the unit 141 is in an empty state. In such a state, when the initial position maintaining unit 114 is released manually or automatically as shown in FIG. 2, the weight 120 is lower than the moving storage tank 140, and thus descends to the power transmission wire 152. By this, the mobile storage tank 140 is raised.
  • the weight 120 descends and pressurizes the fluid collected in the fluid transfer part 111, the fluid of the fluid transfer part 111 rises through the transfer pipe 112 and is supplied to the fluid storage part 131.
  • the surface of the fluid in the transfer tube 112 is a fluid transfer unit pressurized by the heavy material 120 by the principle of Pascal. It can be formed much higher than the surface of the fluid of the 111, by this principle the fluid of the transfer pipe 112 can pass through the top of the transfer pipe 112 to supply to the fluid reservoir 131 do.
  • the shutoff valve 102 is opened in response to a manual or external electrical signal, whereby the fluid of the fluid supply unit 100 is stored in the fluid storage unit 131.
  • the weight 120 continues to descend to stop the drop further by the housing of the fluid transfer part 111, and the mobile storage tank 140 continues to rise to supply the mobile storage tank 140.
  • the opening member 143 pushes up the supply opening / closing member 132b so that the supply hole 132a is opened. Then, the fluid collected in the fluid storage unit 131 is collected in the mobile storage tank 140 through the supply hole (132a).
  • the mobile storage tank 140 when a fluid is supplied to the mobile storage tank 140 by a predetermined amount or more, and the weight of the mobile storage tank 140 becomes heavier than the weight 120, the mobile storage tank 140 starts to descend. Even if the moving storage tank 140 starts to descend, the supply opening / closing member 132b maintains the supply hole 132a open by buoyancy of the fluid collected in the fluid storage unit 131, thereby moving The storage tank 140 descends and continues to receive fluid from the fluid storage unit 131. Therefore, the descending speed of the mobile storage tank 140 is gradually increased, as well as the acceleration of the mobile storage tank 140 is gradually increased.
  • the supply opening / closing member 132b of the fluid storage unit 131 rotates downwardly.
  • the supply hole 132a is blocked.
  • the shutoff valve 102 may be opened to supply the fluid of the fluid supply part 100 to the fluid storage part 131.
  • the recovery opening member 134 of the fluid discharge part 133 is the recovery opening / closing member 142b. Push up to open the recovery hole 142a.
  • the fluid collected in the receiving part 141 of the mobile storage tank 140 is drained to the fluid discharge part 133, and the drained fluid is returned to the fluid transfer part 111 through the recovery pipe 135. Will be filled.
  • the mobile storage tank 140 when the amount of fluid remaining in the receiving portion 141 of the mobile storage tank 140 is equal to or less than a reference amount, the mobile storage tank 140 is lighter than the weight 120. Then, the mobile storage tank 140 starts to rise again by the lowering of the weight 120. On the other hand, the fluid discharged to the fluid transfer unit 111 through the recovery pipe 135 is discharged to the outside through the drain pipe 113 when more than a predetermined amount.
  • the recovery opening member 134 when the movable storage tank 140 is raised, the recovery opening member 134 is spaced apart from the recovery opening and closing member 142b. However, the recovery opening and closing member 142b does not completely close the recovery hole 142a due to the buoyancy of the fluid remaining in the mobile storage tank 140, and all of the fluid in the mobile storage tank 140 is completely discharged from the fluid. Only after being discharged to 133, the recovery opening / closing member 142b completely closes the recovery hole 142a. After that, the process of FIGS. 2 to 7 is repeated again.
  • the fluid storage unit 131 is supplied with the fluid stored in the fluid transfer unit 111 in addition to the fluid supplied from the external fluid supply unit 100, thereby generating power even if the flow rate supplied from the fluid supply unit 100 is small. You can do it.
  • the fluid of the fluid transfer unit 111 is transferred to the fluid storage unit 131 by the weight 120, but when the flow rate of the fluid by the weight 120 is small or insufficient, or the fluid
  • the fluid of the fluid transfer unit 111 may be forced to the fluid storage unit 131 by using a pump or the like.
  • 9 to 20 are diagrams schematically showing a power generator according to a second embodiment of the present invention.
  • the power generating apparatus according to the second embodiment of the present invention, the structure of the fluid transfer unit 211 and the first embodiment is changed, the supply holding unit 270 and the discharge holding unit 280 There is a difference in that it is added, and in that a brake device 290 for restricting the movement of the power transmission wire 152 is added. Otherwise, since the structure and operation process is the same as the first embodiment, a description will be given focusing on the configuration having the aforementioned difference. On the other hand, while describing the second embodiment of the present invention, the same reference numerals for the same members as those of the first embodiment will be given the same in the second embodiment.
  • the fluid transfer unit 211 includes an elastic member 212, a blocking member 214, and an elastic member 215.
  • the elastic member 212 is contracted by the weight of the heavy weight 120 while the heavy weight 120 is lowered, and is returned to its original position by its elastic force.
  • One side of the elastic member 212 is provided with an opening 213 to allow fluid to flow therein.
  • the blocking member 214 functions to block the opening 213 so that the inside of the elastic member 212 is kept airtight when the elastic member 212 is contracted by the weight 120.
  • the blocking member 214 is slidably installed in the elastic member 212 to selectively block the opening 213.
  • the elastic member 215 is for returning the blocking member 214 to its original position.
  • the heavy member 120 is raised after the heavy member 120 is pressed by the heavy member 120 to block the opening 213, the elastic member is raised.
  • the blocking member 214 is raised to open the opening 213 by the elastic force of 215.
  • the elastic member 215 is interposed between the elastic member 212 and the blocking member 214.
  • the fluid transfer unit 211 having the configuration as described above will be described.
  • the elastic member 212 is in an extended state, and the opening 213 is in an open state. . Therefore, the fluid supplied through the recovery pipe 135 may be introduced into the elastic member 212 through the opening 213.
  • the heavy material 120 pressurizes the blocking member 214. Then, as the elastic member 215 is compressed, the blocking member 214 moves downward to block the opening 213. As the heavy material 120 continues to descend, the heavy material 120 is contracted by pressing the elastic member 212. Then, the fluid inside the elastic member 212 is compressed and transferred to the fluid storage unit 131 through the transfer pipe 112. On the other hand, when the weight 120 is raised, the elastic member 212 is extended by its elasticity and returned to the state as shown in Figure 10, the blocking member 214 is the elastic force of the elastic member 215 As a result, the opening 213 is opened.
  • the heavy object 120 does not have to contact the inner wall of the fluid conveying part 211 of the heavy weight guide cylinder 110, thereby causing friction.
  • the power loss can be further reduced, further improving the efficiency of the power generator.
  • the supply holding unit 270 as shown in Figures 11 to 15, for limiting the falling time of the mobile storage tank 140, is installed on the inner surface of the mobile storage tank guide cylinder 130. More specifically, the supply holding unit 270 pulls the supply slide member 271 and the supply slide member 271 upwardly installed in the movable storage tank guide cylinder 130 in a slidable manner.
  • a supply slide spring 272 which exerts a tensile force so that the supply slide member 273 is rotatably installed at one end of the supply slide member 271, and the supply pivot member 273 is restricted from rotating downward.
  • the other end includes a supply wire 277 fixed to the guide barrel 130 and fixed to the supply stopper 274.
  • the mobile storage tank 140 when the fluid of the fluid storage unit 131 is collected in the receiving portion 141 of the mobile storage tank 140, the mobile storage tank 140 is heavier than the weight 120, the mobile storage tank 140 is downward It starts to move and is contacted and supported by the supply rotating member 273. At this time, the supply rotation member 273 is in a state where the rotation is limited downward by the supply stopper 274. Therefore, the supply rotation member 273 limits the lowering of the mobile storage tank 140.
  • the fluid of the fluid storage unit 131 is continuously supplied to the mobile storage tank 140 so that the mobile storage tank 140 gradually increases in weight.
  • the feed slide spring 272 begins to expand, whereby the feed slide member 271 begins to move downward. do.
  • one end of the supply wire 277 is fixed to the movable storage tank guide cylinder 130, so that the supply wire 277 is pulled in the supply stopper 274 inward.
  • the supply stopper 274 moves inward so that the supply rotation member 273 starts to rotate downward.
  • the movable storage tank 140 starts to descend.
  • the movable storage tank 140 is restricted to fall by the supply rotating member 273 until the weight is greater than the elasticity of the feed slide spring 272, thereby the reference amount to the movable storage tank 140 It will start to descend only after the above fluid is filled. Therefore, it is possible to increase the descending speed of the mobile storage tank 140, thereby improving the power generation efficiency.
  • the discharge holding unit 280 to increase the moving storage tank 140 by raising the mobile storage tank 140 after the discharge so that the fluid in the mobile storage tank 140 remains less than the reference amount for improving the ascending speed of the mobile storage tank 140 will be.
  • the discharge holding unit 280 has a structure similar to the supply holding unit 270.
  • the discharge holding unit 280 pulls the discharge slide member 281 and the discharge slide member 281 upwardly installed in the movable storage tank guide cylinder 130 to be slidable in the vertical direction.
  • a discharge slide spring 282 that exerts a tension force so as to apply a tension force
  • a discharge rotation member 283 rotatably installed at one end of the discharge slide member 281, and a rotation return for returning the discharge rotation member 283 to its original position.
  • the fluid of the mobile storage tank 140 begins to be discharged to the fluid outlet 133.
  • the fluid of the mobile storage tank 140 is discharged more than a certain amount so that the weight of the mobile storage tank 140 is lighter than the weight 120
  • the mobile storage tank 140 starts to rise again.
  • the movement storage tank 140 is limited in the lift by the discharge rotating member 283 in which upward rotation is limited by the discharge stopper 285. Therefore, the mobile storage tank 140 continuously discharges the fluid to the fluid discharge part 133 in contact with the discharge rotation member 283. Then, the weight difference between the mobile storage tank 140 and the heavy material 120 is gradually increased, the force that the mobile storage tank 140 is going to increase.
  • the discharge stopper 285 is returned to its original position by the elastic force of the discharge stopper spring 286 and returned to its original state as shown in FIG. 16, and the discharge rotation member 283 is also returned to its original position by the self-weight and rotation return elastic body 284. Return to.
  • the movement of the storage tank 140 may be limited until the weight of the fluid remaining in the receiving portion 141 is less than a predetermined, whereby the rise time of the movement storage tank 140 is moved to the storage tank ( Since the weight difference between the weight 140 and the weight 120 is large, it is possible to improve the power generation efficiency by increasing the ascending speed of the mobile storage tank 140.
  • the supply holding unit 270 and the discharge holding unit 280 is mechanically operated, but unlike the present embodiment, the supply holding unit 270 and the discharge holding unit 280 is moved and stored The level of the tank 140 may be sensed and electrically driven.
  • the brake device 290 is to prevent the rapid movement of the storage tank 140 and the weight 120 by limiting the movement of the power transmission wire 152, hydraulic and pneumatic brake device and electric brake device, etc. Various known brake devices can be used.
  • 21 and 22 are views schematically showing main parts of a power generator according to a third embodiment of the present invention.
  • the power transmission unit 350 of the power generating apparatus has a plurality of power transmission gears 351a and 351b. ) 351c and 351d, and first and second rack gears 352 and 353.
  • the lower end of the first rack gear 352 is fixed to the heavy material 120
  • the lower end of the second rack gear 353 is fixed to the mobile storage tank 140.
  • the first and second rack gears 352 and 353 are engaged with the plurality of power transmission gears 351a, 351b, and 351c.
  • the number of the plurality of power transmission gears 351a, 351b, 351c is set such that the first and second rack gears 352, 353 are moved in opposite directions. That is, an odd number of power transmission gears 351a, 351b, and 351c should be used.
  • the mobile storage tank 140 may be raised by the lifting force due to the buoyancy force in the fluid discharge part 133 in addition to the lifting force due to the weight of the heavy material 120.
  • the buoyancy member 370 is attached to the bottom of the mobile storage tank 140. And a lower portion of the movement storage tank guide cylinder 130 is provided with a recovery pipe opening and closing unit 354 that can selectively open and close the recovery pipe 135 in conjunction with the vertical movement of the movement storage tank 140.
  • the recovery tube opening and closing unit 354 is capable of exerting an elastic tensile force upward and downward on the opening and closing member 356 and the opening and closing member 356 which are installed to be movable up and down in the inside of the mobile storage tank guide cylinder 130.
  • One end is fixed to the movable storage tank guide cylinder 130 so that the other end includes an elastic member 355 is fixed to the opening and closing member 356.
  • the opening / closing member 356 may include an interlocking portion 356a that is selectively pressed into contact with the vertical movement of the movable storage tank 140, and a blocking portion 356b that selectively blocks the recovery pipe 135. Include.
  • the recovery pipe opening and closing unit 354 having the configuration as described above, first moving the storage tank 140 moves to the lower portion in contact with the linkage 356a to move the linkage 356a to the bottom. Pressurized. Then, the opening and closing member 356 moves to the bottom, whereby the blocking part 356b blocks the recovery pipe 135. In such a state, the recovery hole 142a of the mobile storage tank 140 is opened to discharge the fluid of the mobile storage tank 140 to the fluid discharge part 133. At this time, since the recovery pipe 135 is blocked, the discharged fluid is collected in the fluid discharge unit 133. The fluid collected in this way raises the mobile storage tank 140 by applying buoyancy to the buoyancy member 370 of the mobile storage tank 140. In this way, the mobile storage tank 140 is increased by the lifting force by the weight 120 and the lifting force by the buoyancy, thereby generating more power through the second rack gear 353, thereby improving the efficiency of power generation. You can do it.
  • the opening and closing member 356 is returned to its original position by the elastic force of the elastic member 355, whereby the fluid of the fluid discharge part 133 is recovered pipe The fluid is transferred to the fluid transfer part 111 through the 135.
  • FIG. 23 schematically shows a power generating apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
  • a fluid transfer part 411 is formed below the moving storage tank guide cylinder 130.
  • the drain pipe 413 is connected to the mobile storage tank guide cylinder 130.
  • the recovery pipe 135 of the second embodiment is deleted.
  • the transfer pipe 411 is connected to the fluid storage unit 131 from the fluid transfer unit 411, the fluid of the fluid transfer unit 411 pressurized by the moving storage tank 140 is the fluid storage unit 131 Is transferred back to.
  • the bottom surface of the heavy weight guide cylinder 110 is provided with an impact mitigating member 415 for preventing the impact by the heavy weight (120).
  • FIG. 24 is a view schematically showing a power generator according to a fifth embodiment of the present invention.
  • the fluid transfer part 211 and the transfer pipe are deleted from the second embodiment of the present invention shown in FIG. 9. That is, in the power generator according to the fifth embodiment of the present invention, after the fluid supplied from the fluid supply unit 100 is filled with the fluid storage unit 131 by a predetermined amount or more, the mobile storage tank 140 is raised to store the fluid. The fluid of the part 131 is filled in the mobile storage tank 140. By such a configuration, even if the flow rate supplied from the fluid supply unit 100 is small, since the fluid storage unit 131 is filled in the moving storage tank 140 after a certain amount or more is filled, it is possible to generate a large power.
  • 25 to 34 schematically illustrate a power generator according to a sixth embodiment of the present invention.
  • the sixth embodiment of the present invention differs from the second embodiment in that the supply holding unit 270 and the discharge holding unit 280 of the second embodiment are operated by electrical signals. .
  • the supply holding unit 670 and the discharge holding unit 680 is configured differently from the second embodiment as well as the first and second fluid detection sensors 691 and 692,
  • the tank detection sensor 693 and the control unit 694 is different in that it further includes.
  • the supply holding unit 670 according to the sixth embodiment of the present invention, as shown in Figures 28 to 30, the supply support member 671, the supply stopper 672, the supply stopper spring 673, a supply pulley 674, a supply wire 675, and a supply drive motor 676.
  • the supply support member 671 is installed to be supported by the mobile storage tank guide cylinder 130 to support the remaining members of the supply holding unit 670 described above.
  • the supply stopper 672 is installed on the supply support member 671 to be slidable in the radial direction of the movable storage tank guide cylinder 130 to selectively limit the downward movement of the movable storage tank 140.
  • the supply stopper 672 is maintained in a pressurized state toward the center of the movement storage tank guide cylinder 130 to the supply stopper spring 673.
  • the inclined surface 672b is formed so that the supply stopper 672 is pushed out by the moving storage tank 140 when the moving storage tank 140 is moved upwards 672a is provided.
  • the supply pulley 674 is for guiding the supply wire 675, and a plurality of supply pulleys 674 are disposed on the supply support member 671.
  • One end of the supply wire 675 is connected to the supply drive motor 676, and the other end thereof is connected to the supply stopper 672.
  • the supply wire 675 overcomes the elastic force of the supply stopper spring 673 and moves the supply stopper 672 outward. The slide will move to.
  • the mobile storage tank 140 whose lowering is restricted by the supply stopper 672 can be lowered.
  • the supply wire 675 is shown as being in a position where the mobile storage tank 140 interferes with movement, but the supply wire 675 is located at a position where the movement of the mobile storage tank 140 is not interfered. Will be deployed.
  • the discharge holding unit 680 is similar in configuration and operation to the supply holding unit 670. More specifically, the discharge holding unit 680, as shown in FIGS. 31 to 33, discharge support member 681, discharge stopper 682, discharge stopper spring 683, and discharge. A pulley 684, a discharge wire 685, and a discharge drive motor 686.
  • the discharge support member 681 is disposed below the supply support member 671 and is installed to be supported by the movable storage tank guide cylinder 130 to support the remaining members of the discharge maintaining unit 680.
  • the discharge stopper 682 is installed on the discharge support member 681 so as to be slidable in the radial direction of the movable storage tank guide cylinder 130 to selectively limit the upward movement of the movable storage tank 140.
  • the discharge stopper 682 is maintained in the pressurized state toward the center of the movable storage tank guide cylinder 130 to the discharge stopper spring (683).
  • the inclined surface 682b is formed so that the discharge stopper 682 is pushed out by the moving storage tank 140 when the moving storage tank 140 moves downward 682a is provided.
  • the discharge pulley 684 is used to guide the discharge wire 685, and a plurality of discharge pulleys 684 are disposed on the discharge support member 681.
  • One end of the discharge wire 685 is connected to the discharge drive motor 686, and the other end thereof is connected to the discharge stopper 682.
  • the discharge wire 685 overcomes the elastic force of the discharge stopper spring 683 and moves the discharge stopper 682 outward. The slide will move to.
  • the mobile storage tank 140 whose lift is limited by the discharge stopper 682 may be raised.
  • the discharge wire 685 is shown as being in a position where the mobile storage tank 140 interferes with movement, but the discharge wire 685 is in a position where the movement of the mobile storage tank 140 does not interfere. Will be deployed.
  • the first fluid detection sensor 691 is for detecting whether a fluid of the fluid storage unit 131 is filled in the moving storage tank 140 by a predetermined amount or more, as shown in FIGS. 25 to 27, the fluid storage unit 131 is provided at the bottom. More specifically, the first fluid detection sensor 691 outputs an ON signal to the controller 694 when the mobile storage tank 140 is filled in a predetermined amount or more. Then, the control unit 694 drives the supply drive motor 676 to move the supply stopper 672 outward. As a result, the mobile storage tank 140 starts to descend.
  • the second fluid detection sensor 692 is for detecting whether the mobile storage tank 140 has discharged all the fluid from the fluid discharge unit 133, the recovery opening member 134 of the fluid discharge unit 133 To be prepared. When all of the fluid is discharged while the mobile storage tank 140 is close to the fluid discharge part 133, the second fluid detection sensor 692 may not detect the fluid and may transmit an OFF signal to the controller 694. Output Then, the control unit 694 determines that all the fluid in the mobile storage tank 140 has been discharged, and drives the discharge drive motor 686 to move the discharge stopper 682 outward. As a result, the mobile storage tank 140 can move upward.
  • the tank detection sensor 693 is for controlling the driving timing of the discharge drive motor 686 together with the second fluid detection sensor 692. More specifically, when the moving storage tank 140 is detected by the tank detecting sensor 693, the tank detecting sensor 693 may be configured such that the moving storage tank 140 is close to the fluid discharge part 133. It is determined that the position is located, and controls the discharge drive motor 686 according to the information output from the second fluid detection sensor (692). However, when the tank detection sensor 693 outputs an OFF signal that does not detect the mobile storage tank 140 to the control unit 694, the control unit 694 may be configured such that the mobile storage tank 140 has the fluid. The discharge driving motor 686 is not driven even when it is determined that the discharge unit 133 has not been reached and an OFF signal is output from the second fluid detection sensor 692.
  • the tank detection sensor 693 may be a variety of known sensors such as proximity sensor.
  • control unit 694 may drive the driving motor 676 according to signals output from the first and second fluid detection sensors 691 and 692 and signals output from the tank detection sensor 693. As to control whether or not the drive 686 is driven, the function of the controller 694 will be described in detail below.
  • FIG. 25 illustrates a state in which the mobile storage tank 140 is close to the fluid storage unit 131.
  • the movable storage tank 140 is supported by the supply stopper 672 and does not descend even when the weight is greater than the weight 120.
  • the first fluid detection sensor 691 detects a fluid by filling the mobile storage tank 140 with a predetermined amount or more from the fluid storage unit 1341.
  • the first fluid detection sensor 691 is turned on.
  • the signal is output to the control unit 694.
  • the control unit 694 drives the supply drive motor 676.
  • the supply drive motor 676 winds up and pulls the supply wire 675, thereby causing the supply stopper 672 to retreat to the outside.
  • the mobile storage tank 140 is in a state capable of moving downwards, as shown in Figure 26, is lowered by its own weight.
  • the bottom surface of the mobile storage tank 140 has the discharge stopper 682 at the inclined surface 682b. In contact with which the discharge stopper 682 is retracted outward. As a result, the mobile storage tank 140 reaches the fluid discharge part 133, as shown in FIG.
  • the fluid discharge part 133 is reached, the fluid of the mobile storage tank 140 is discharged to the fluid discharge part 133 by the recovery opening / closing member 134.
  • the tank detection sensor 693 detects the moving storage tank 140 and outputs an ON signal to the control unit 694.
  • the controller 694 drives the discharge drive motor 686 according to the signal output from the second fluid detection sensor 692.
  • the mobile storage tank 140 When the fluid of the mobile storage tank 140 is discharged and the mobile storage tank 140 is lighter than the weight 120, the mobile storage tank 140 starts to rise. However, as shown in FIG. 31, the rise of the mobile storage tank 140 is limited by the discharge stopper 682.
  • the second fluid detection sensor 692 When all the fluid in the mobile storage tank 140 is discharged, the second fluid detection sensor 692 outputs an OFF signal to the controller 694.
  • the control unit 694 then drives the discharge drive motor 686 to wind the discharge wire 685. Then, as shown in Figure 32, the discharge stopper 682 is retracted to the outside, whereby the mobile storage tank 140 can be raised.
  • the vertical movement of the mobile storage tank 140 as described above is repeated continuously, thereby generating power such as power generation.
  • 35 to 38 are conceptual views schematically illustrating a power generator according to a seventh embodiment of the present invention.
  • an efficient power generator is improved in a place where waves or rocks naturally occur, such as an ocean or a river.
  • the power generator is installed in the sea.
  • an inlet 732 is provided to allow seawater to flow into the fluid storage unit 131.
  • the inlet 732 includes an inlet 732a formed in the fluid storage unit 131 and an opening / closing door 732b installed to selectively block the inlet 732a by buoyancy of seawater.
  • the opening / closing door 732b is positioned under the own weight when there is little seawater introduced into the fluid storage unit 131.
  • the inlet 732a of the fluid reservoir 131 is in an open state, whereby seawater flows into the fluid reservoir 131 through the inlet 732a.
  • the opening / closing door 732b completely blocks the inlet 732a. As a result, the seawater is no longer introduced into the fluid storage unit 131.
  • the inlet 732a may be formed by opening the upper portion of the fluid storage unit 131.
  • the inlet may be implemented in various places and in various ways as long as seawater may be introduced into the fluid storage unit 131 due to waves or the like.
  • the forced discharge portion 734 for discharging the fluid to the outside is provided in the lower portion of the fluid discharge portion 133.
  • the forced discharge part 734 is provided with a water level sensor 735 and a pump 736. Therefore, the fluid discharged from the mobile storage tank 140 to the fluid discharge portion 133 is dropped to the forced discharge portion 734 through the discharge hole (133a).
  • the level sensor 735 outputs an ON signal to the pump 736.
  • the pump 736 is driven to suck the fluid of the forced discharge part 734 and discharge it to the outside, and the driving of the pump 736 until the OFF signal is output from the water level sensor 735 Continues.
  • the driving of the pump 736 is stopped, the flow path is blocked by the non-return valve 737 is prevented from entering the seawater forced discharge portion 734.
  • the forced discharge part 734 is illustrated to be disposed below the moving storage tank guide cylinder 130, but unlike the present embodiment, the forced discharge portion 734 is disposed in the heavy weight guide cylinder 110 Can be.
  • a recovery pipe through which the fluid of the fluid discharge part 133 can be recovered to the heavy weight guide cylinder 110 is installed as in the first embodiment of the present invention.
  • the heavy weight guide cylinder 110 may be manufactured in an airtight structure to prevent the introduction of seawater into the interior.
  • Mobile storage tank guide cylinder 130 can also be produced in the airtight structure except the inlet 732.
  • the supply holding unit 670 and the discharge holding unit 680 are also installed in the mobile storage tank guide cylinder 130 in a gas tight structure.
  • the vertical movement of the moving storage tank 140 of the power generator and the operation principle of the supply holding unit 670 and the discharge holding unit 680 are the same as those in the sixth embodiment, and thus detailed description thereof will be omitted. .
  • the power generator is unlike the present embodiment may be installed in the water without the shoulder.
  • 39 is a view schematically showing a power generator according to an eighth embodiment of the present invention.
  • the fluid discharged from the mobile storage tank 140 to the fluid discharge part 133 is connected to the fluid storage part 211 through the recovery pipe 135. Is transferred to.
  • the fluid transferred to the fluid storage unit 211 is discharged to the outside of the weight guide cylinder 110 by the elastic member 712.
  • the non-return valve 712b is installed in the discharge pipe 712a of the elastic member 712.
  • the elastic member 712 is contracted and discharges the fluid inside the elastic member 712 through the discharge pipe 712a.
  • the elastic member 712 extends and sucks the fluid from the fluid transfer part 211 into the elastic member 712. Since the principle of sucking the fluid into the elastic member 712 is the same as the second embodiment of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.
  • the non-return valve 712b blocks the discharge pipe 712 to prevent the external sea water from flowing into the elastic member 712.
  • non-return valve 712b is schematically illustrated in the present embodiment, the non-return valve may be applied to the discharge pipe 712b by adopting any one of various known products.
  • FIG. 40 is a conceptual diagram schematically illustrating a power generator according to a ninth embodiment of the present invention.
  • the fluid supply part 100 for supplying the external fluid is omitted. That is, the fluid pressurized by the heavy material 120 is collected in the fluid storage unit 131 through the transfer pipe, the fluid of the fluid storage unit 131 collected more than a predetermined amount is supplied to the mobile storage tank 140 to move Storage tank 140 is to descend the movement.
  • the mobile storage tank 140 discharges the fluid from the fluid discharge part 133 and transfers the fluid to the fluid transfer part 111 through the recovery pipe 135 again, whereby the mobile storage tank 140 is raised. .
  • This configuration can simplify the power generating device.
  • the configuration and operation principle is the same as the first embodiment of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.
  • the power generator of the present invention can generate power by using water in an apartment, highlands, or various places.
  • the power generator of the present invention can be used in the water, it can be used to generate power even in the sea or river, such as the wave or the river is generated.

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Abstract

본 발명에 따른 동력발생장치는 상하 방향으로 이동 가능한 중량물; 상부에 유체 공급부로부터 공급된 유체를 집수하기 위한 유체 저장부가 마련되고, 하부에 유체 배출부가 마련되며, 상기 유체 저장부의 바닥면에는 상기 유체 저장부에 집수된 유체를 선택적으로 배출하기 위한 공급 개폐부가 마련된 이동저장탱크 안내통; 상기 유체 저장부와 상기 유체 배출부의 사이에서 상하 방향으로 왕복이동 가능하게 상기 이동저장탱크 안내통에 수용되며, 상기 유체 저장부에 근접한 위치에서 상기 공급 개폐부를 통해 집수된 유체를 상기 유체 배출부에 근접한 위치에서 상기 유체 배출부에 선택적으로 배출하기 위한 회수 개폐부가 마련된 이동저장탱크; 및 상기 이동저장탱크와 상기 중량물을 동력 전달 가능하게 연결하여 상기 중량물이 상방으로 이동시 상기 이동저장탱크를 하방으로 이동시키고 상기 중량물이 하방으로 이동시 상기 이동저장탱크를 상방으로 이동시키는 동력전달유닛을 포함한다.

Description

동력발생장치
본 발명은 동력발생장치에 관한 것으로서, 특히 외부로부터 적은 유량의 유체가 공급되더라도 동력을 발생시킬 수 있는 동력발생장치에 관한 것이다.
일반적으로 수력을 이용한 동력발생장치는 외부로부터 공급되는 유체가 직접 터빈 등에 충돌하여 동력을 발생시키게 된다. 그러나 터빈 등을 이용한 동력발생장치는 기계 요소간의 마찰력이나 관성력 이상의 힘이 발생할 수 있을 정도의 유량으로 유체가 공급되어야 한다. 따라서, 유체의 유량이 일정 값을 초과하지 못하는 경우, 동력을 전혀 발생시킬 수 없게 된다.
또한, 터빈 등과 같은 경우, 유체가 터빈의 날개에 충돌하는 충격력에 의해 구동되기 때문에 충격시 발생하는 손실이 커져서 동력 발생 효율이 높지 않은 단점이 있다.
본 발명은 적은 유량의 유체가 공급되더라도 동력을 발생시킬 수 있는 동력발생장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
전술한 바와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 동력발생장치는 상하 방향으로 이동 가능한 중량물; 상부에 유체 공급부로부터 공급된 유체를 집수하기 위한 유체 저장부가 마련되고, 하부에 유체 배출부가 마련되며, 상기 유체 저장부의 바닥면에는 상기 유체 저장부에 집수된 유체를 선택적으로 배출하기 위한 공급 개폐부가 마련된 이동저장탱크 안내통; 상기 유체 저장부와 상기 유체 배출부의 사이에서 상하 방향으로 왕복이동 가능하게 상기 이동저장탱크 안내통에 수용되며, 상기 유체 저장부에 근접한 위치에서 상기 공급 개폐부를 통해 집수된 유체를 상기 유체 배출부에 근접한 위치에서 상기 유체 배출부에 선택적으로 배출하기 위한 회수 개폐부가 마련된 이동저장탱크; 및 상기 이동저장탱크와 상기 중량물을 동력 전달 가능하게 연결하여 상기 중량물이 상방으로 이동시 상기 이동저장탱크를 하방으로 이동시키고 상기 중량물이 하방으로 이동시 상기 이동저장탱크를 상방으로 이동시키는 동력전달유닛을 포함한다.
상기 동력발생장치는 상기 중량물이 상하 방향 이동 가능하게 수용되는 중량물 안내통; 및 이송관을 통해 상기 유체 저장부와 연통되게 연결되며, 상기 중량물 안내통과 상기 이동저장탱크 안내통 중 어느 하나의 하부에 마련되고, 상기 유체 배출부와 유체 이동가능하게 연결되며, 상기 유체 배출부로부터 유입된 유체를 상기 중량물과 상기 이동저장탱크 중 어느 하나의 자중에 의해 가압하여 상기 이송관을 통해 상기 유체 저장부로 이송시키는 유체 이송부를 포함할 수 있다.
상기 유체 이송부는 상기 중량물 안내통의 하부에 마련되어 상기 유체 이송부의 유체가 상기 중량물의 자중에 의해 가압되며, 상기 유체 배출부의 유체가 유입되도록 상기 유체 배출부와 회수관을 통해 연통될 수 있다.
또한, 상기 동력발생장치는 상기 이동저장탱크가 상기 유체 저장부에 근접한 위치에서 상기 공급 개폐부를 개방시킬 수 있도록 상기 이동저장탱크에 마련된 공급 개방부재; 및 상기 이동저장탱크가 상기 유체 배출부에 근접한 위치에서 상기 회수 개폐부를 개방시킬 수 있도록 상기 유체 배출부에 마련된 회수 개방부재를 포함하며, 상기 공급 개폐부는 상기 유체 저장부의 바닥면에 형성된 공급 구멍; 및 자중에 의해 상기 공급 구멍을 폐쇄하도록 상기 유체 저장부의 바닥면에 회동 가능하게 설치되며, 상기 공급 개방부재에 의해 상방으로 회동되어 상기 공급 구멍을 개방시키는 공급 개폐부재를 포함하며, 상기 회수 개폐부는 상기 이동저장탱크의 바닥면에 형성된 회수 구멍; 및 자중에 의해 상기 회수 구멍을 폐쇄하도록 상기 이동저장탱크의 바닥면에 회동 가능하게 설치되며, 상기 회수 개방부재에 의해 상방으로 회동되어 상기 회수 구멍을 개방시키는 회수 개방부재를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 유체 이송부는 상기 회수관을 통해 공급된 유체가 내부로 유입될 수 있도록 개구부가 마련되며, 상기 중량물에 의해 신축하면서 상기 개구부를 통해 내부로 유입된 유체를 상기 이송관을 통해 상기 유체 저장부로 이송시키는 신축부재; 및 상기 개구부를 선택적으로 개폐할 수 있도록 상기 신축부재에 이동 가능하게 설치되며, 상기 중량물의 이동에 연동되어 이동하면서 상기 개구부를 선택적으로 개폐시키는 차단부재를 포함할 수 있다.
상기 동력발생장치는 상기 유체 저장부로부터 상기 이동저장탱크에 기준량 이상의 유체가 공급될 때까지 상기 유체 저장부의 근접한 위치에 유지될 수 있도록 상기 이동저장탱크의 하강을 제한하며, 상기 이동저장탱크에 기준량 이상의 유체가 공급되면 상기 이동저장탱크의 하강 제한을 해제하는 공급 유지유닛; 및 상기 유체 배출부에 근접한 위치에서 상기 이동저장탱크의 유체가 기준량 이하가 될 때까지 상기 유체 배출부로 배출되도록 상기 이동저장탱크의 상승을 제한하며, 상기 이동저장탱크의 유체가 기준량 이하가 되면, 상기 이동저장탱크의 상승 제한을 해제시키는 배출 유지유닛을 포함할 수 있다.
상기 공급 유지유닛은 상기 이동저장탱크 안내통의 내부에 상하 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되는 공급 슬라이드 부재; 상기 공급 슬라이드 부재를 상방으로 당기도록 인장력을 가하는 공급 슬라이드 스프링; 상기 공급 슬라이드 부재의 일단에 상하방향으로 회전 가능하게 설치되는 공급 회동부재; 상기 공급 슬라이드 부재에 상기 이동저장탱크 안내통의 반경 방향으로 슬라이드 가능하게 설치되어, 상기 공급 회동부재가 하방으로 회동하는 것을 선택적으로 제한하는 공급 스토퍼; 상기 공급 스토퍼를 상기 이동저장탱크 안내통의 중심부방향으로 가압하는 공급 스토퍼 스프링; 상기 공급 슬라이드 부재(271)의 타단에 마련된 공급 도르래; 및 일단은 이동저장탱크 안내통에 고정되고 타단은 상기 공급 스토퍼(274)에 고정되어, 상기 공급 슬라이드 부재가 하방으로 이동시 상기 공급 스토퍼를 상기 이동저장탱크 안내통의 외주 방향으로 이동시켜 상기 공급 회동부재의 하방 회전 제한을 해제시키는 공급 와이어를 포함하며, 상기 배출 유지유닛은 상기 이동저장탱크 안내통의 내부에 상하 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되는 배출 슬라이드 부재; 상기 배출 슬라이드 부재를 상방으로 당기도록 상기 배출 슬라이드 부재에 인장력을 가하고, 상기 배출 슬라이드 부재가 상방으로 이동시 상기 슬라이드 부재를 하방으로 가압하는 배출 슬라이드 스프링; 상기 배출 슬라이드 부재의 일단에 상방 및 하방으로 회전 가능하게 설치되는 배출 회동부재; 상기 배출 회동부재가 하방으로 이동된 상태에서 상기 배출 회동부재를 원위치로 복귀시키는 회동 복귀 탄성체; 상기 배출 회동부재가 상방으로 회동하는 것을 제한하는 배출 스토퍼; 상기 배출 스토퍼를 상기 이동저장탱크 안내통의 중심부 방향으로 가압하는 배출 스토퍼 스프링; 상기 배출 슬라이드 부재의 타단에 마련된 배출 도르래; 및 상기 도르래의 일부를 감싸도록 일단은 이동저장탱크 안내통에 고정되고, 타단은 상기 배출 스토퍼에 고정되어 상기 배출 슬라이드 부재가 상기 배출 슬라이드 스프링의 탄성력을 이기고 상방으로 이동시 상기 배출 스토퍼를 상기 이동저장탱크 안내통의 외주 방향으로 이동시켜 상기 배출 회동부재의 상방 회전을 허용하는 배출 와이어를 포함할 수 있다.
일 예에 의한 상기 동력전달유닛은 하나 이상의 도르래; 및 상기 도르래의 적어도 일부를 감싸도록 배치되며, 일단은 상기 중량물에 고정되고 타단은 상기 이동저장탱크에 고정되는 동력전달 와이어를 포함한다.
다른 예에 의하면, 상기 동력전달유닛은 상기 중량물에 일단이 고정되는 제 1 랙기어; 상기 이동저장탱크에 일단이 고정되는 제 2 랙기어; 및 상기 이동저장탱크가 하강하면 상기 중량물이 상승하고 상기 이동저장탱크가 상승하면 상기 중량물이 하강하도록 상기 제 1 및 제 2 랙기어와 기어 결합되어 복수의 동력전달기어를 포함하며, 이러한 경우, 상기 이동저장탱크 안내통의 하단부에 설치되며, 상기 이동저장탱크의 이동에 연동하여 상기 회수관을 선택적으로 개폐시키는 회수관 개폐유닛을 포함한다.
상기 회수관 개폐유닛은 상기 이동저장탱크 안내통의 내부에 승강 가능하게 설치되며, 상기 이동저장탱크의 승강 운동에 연동되어 상기 회수관을 선택적으로 차단하는 개폐부재; 및 상기 개폐부재에 상기 회수관을 개방시키는 방향으로 탄성력을 작용하는 탄성부재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 이동저장탱크의 저면에는 상기 개폐부재에 의해 상기 회수관이 차단되어 상기 유체 배출부에 집수된 유체에 의해 상승하는 부력부재가 마련될 수 있다.
한편, 상기 유체 배출부의 바닥면에는 상기 이동저장탱크의 바닥면과 상기 유체 배출부의 바닥면 사이에 일정한 간격을 유지하여 상기 이동저장탱크의 유체가 상기 회수 개폐부를 통해 상기 회수관으로 유입될 수 있도록 이격부재가 마련될 수 있다.
한편, 전술한 동력발생장치의 유체 이송부는 이송관을 통해 상기 유체 저장부와 연통되게 연결되고, 상기 이동저장탱크 안내통의 하부에 마련되며, 상기 유체 배출부와 유체 이동가능하게 연결된 형태일 수 있으며, 이러한 경우 상기 유체 배출부로부터 상기 유체 이송부에 유입된 유체가 상기 이동저장탱크의 자중에 의해 가압되어 상기 이송관을 통해 상기 유체 저장부로 이송된다.
한편, 전술한 공급 유지유닛과 배출 유지유닛은 전자적으로 제어될 수 있으며, 이를 위해 상기 유체 저장부로부터 하부로 돌출되게 마련되며, 상기 이동저장탱크에 채워진 유체의 수위를 감지하는 제 1 유체감지센서; 상기 유체 배출부에 마련되며 상기 이동저장탱크에 잔존하는 유체의 수위를 감지하기 위한 제 2 유체감지센서; 및 상기 제 1 유체감지센서에 의해 감지된 상기 이동저장탱크의 수위가 제 1 기준값 이상인 경우 상기 이동저장탱크의 하강이 가능하도록 상기 공급 유지유닛을 제어하고, 상기 제 2 유체감지센서에 의해 감지된 상기 이동저장탱크의 수위가 제 2 기준값 이하인 경우 상기 이동저장탱크의 상승이 가능하도록 상기 배출 유지유닛을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 전술한 동력발생장치는 바다에 설치될 수 있으며, 이러한 경우 상기 유체 공급부가 바닷물이 된다. 이러한 경우, 상기 유체 저장부에는 파도에 의해 바닷물이 유입될 수 있도록 유입부가 마련될 수 있다.
상기 유입부는 상기 바닷물이 유입될 수 있도록 상기 유체 저장부에 마련된 유입구; 및 상기 유체 저장부에 유입된 바닷물의 양에 따라 상기 유입구를 선택적으로 개폐시키는 개폐도어를 포함하도록 구성될 수 있다.
또한, 바다에 설치되는 경우, 상기 동력발생장치는 상기 이동저장탱크로부터 상기 유체 배출부로 배출된 유체가 집수되는 강제 배출부; 상기 강제 배출부의 수위를 감지하기 위한 수위감지센서; 상기 수위감지센서에 의해 감지된 상기 강제 배출부의 수위가 기준값 이상이면 상기 강제 배출부의 유체를 외부로 송출하는 펌프; 상기 바닷물이 상기 강제 배출부로 역류되어 유입되는 것을 방지하기 위한 역류방지밸브를 포함할 수 있다.
한편, 전술한 바와 같은 목적은 중량물 안내통; 상기 중량물 안내통에 상하 방향으로 이동 가능하게 수용되는 중량물; 상부에 유체 저장부가 마련되고, 상기 유체 저장부의 바닥면에는 상기 유체 저장부에 집수된 유체를 선택적으로 배출하기 위한 공급 개폐부가 마련되며, 하부에는 유체 배출부가 마련된 이동저장탱크 안내통; 상기 유체 저장부와 상기 유체 배출부의 사이에서 상하 방향으로 왕복이동 가능하게 상기 이동저장탱크 안내통에 수용되며, 상기 유체 저장부에 근접한 위치에서 상기 공급 개폐부를 통해 집수된 유체를 상기 유체 배출부에 근접한 위치에서 상기 유체 배출부에 선택적으로 배출하기 위한 회수 개폐부가 마련된 이동저장탱크; 상기 이동저장탱크와 상기 중량물을 동력 전달 가능하게 연결하여 상기 중량물이 상방으로 이동시 상기 이동저장탱크를 하방으로 이동시키며 상기 중량물이 하방으로 이동시 상기 이동저장탱크를 상방으로 이동시키는 동력전달유닛; 및 상기 중량물 안내통의 하부에 마련되고, 이송관을 통해 상기 유체 저장부와 연통되게 연결되며, 상기 유체 배출부와 회수관을 통해 연통되게 연결된 유체 이송부를 포함하며, 상기 유체 이송부는 상기 유체 배출부로부터 회수관을 통해 유입된 유체를 상기 중량물의 자중으로 가압하여 상기 이송관을 통해 상기 유체 저장부에 공급하는 것을 특징으로 하는 동력발생장치에 의해서도 달성될 수 있다.
전술한 과제 해결 수단에 의하면, 유체 저장부에 유체를 일정량 이상 저장한 후에 유체 저장부의 유체를 이동저장탱크에 채움으로써, 적은 유량의 유체가 공급되더라도 동력을 발생시킬 수 있게 된다.
또한, 유체 저장부에 유체 이송부로부터 이송된 유체가 유체 공급부의 유체와 함께 공급됨으로써, 유체 공급부의 유량이 더욱 적은 경우에도 동력을 발생시킬 수 있게 된다.
또한, 유체 저장부에 일정량 이상의 유체를 집수한 후에 이동저장탱크에 공급함으로써, 이동저장탱크의 하강 속도를 상승시킬 수 있고, 이에 의해 동력발생효율을 향상시킬 수 있게 된다.
한편, 유체 이송부의 유체가 중량물 또는 이동저장탱크의 자중에 의해 가압되어 유체 저장부에 공급됨으로써, 동력발생효율을 더욱더 향상시킬 수 있게 된다.
한편, 유체 저장부의 공급 개폐부를 개방시키기 위한 공급 개방부재와 회수 개폐부재를 이용하여 유체 저장부의 공급 개폐부와 이동저장탱크의 회수 개폐부를 각각 개방시킴으로써, 개폐부를 제어하기 위한 별도의 동력이 필요하지 않아 동력발생효율을 향상될 수 있게 된다.
더욱이, 공급 개폐부의 공급 개폐부재와 회수 개폐부의 회수 개폐부재가 자중에 의해 공급 구멍과 회수 구멍 각각을 폐쇄시킴으로써, 동력발생장치의 제어를 위한 동력을 최소화할 수 있다.
한편, 유체 이송부가 신축부재와 차단부재로 구성되어 상기 유체 이송부를 가압하기 위한 중량물과 중량물 안내통 사이의 마찰력을 최소화할 수 있고, 이에 의해 동력발생효율을 더욱더 향상시킬 수 있다.
또한, 공급 유지유닛과 배출 유지유닛에 의해 이동저장탱크가 승강 운동하기 위한 중량을 설정할 수 있게 되고, 이에 의해 이동저장탱크의 승강 속도를 향상시킬 수 있게 된다. 그리고 이동저장탱크의 승강 속도 향상에 의해 외부에 높은 힘을 전달할 수 있을 뿐만 아니라 높은 동력(단위 시간당 발생할 수 있는 에너지)을 발생시킬 수 있다.
또한, 동력전달유닛을 랙기어 및 복수의 동력전달기어를 이용함으로써, 이동저장탱크에 의해 발생하는 상승력을 동력으로 변환할 수 있게 된다. 더욱이, 이동저장탱크가 유체 배출부에 근접한 위치에 있을 때 회수관을 차단하여 유체 배출부에 유체가 집수될 수 있게 하고, 이와 같이 집수된 유체의 부력에 의해 이동저장탱크가 상승함으로써, 동력발생효율이 극대화될 수 있다.
한편, 유체 배출부에 이격부재를 설치하여 이동저장탱크와 유체 배출부 사이를 이격시킴으로써, 이동저장탱크로부터 유체를 원활하게 배출할 수 있게 된다.
도 1 내지 도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 동력발생장치의 개략적으로 나타낸 개념도로서, 동력 발생 과정을 설명하기 위한 도면,
도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 동력발생장치를 개략적으로 나타낸 개념도,
도 10은 도 9의 유체 이송부를 개략적으로 나타낸 사시도,
도 11 내지 도 15는 도 9의 공급 유지유닛을 개략적으로 나타낸 개념도로서, 공급 유지유닛의 작동 과정을 설명하기 위한 도면,
도 16 내지 도 20는 도 9의 배출 유지유닛을 개략적으로 나타낸 개념도로서, 배출 유지유닛의 작동 과정을 설명하기 위한 도면,
도 21은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 동력발생장치의 동력전달유닛을 개략적으로 나타낸 개념도,
도 22는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 동력발생장치의 회수 개폐유닛을 개략적으로 나타낸 개념도,
도 23는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 동력발생장치를 개략적으로 나타낸 개념도,
도 24는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 동력발생장치를 개략적으로 나타낸 개념도,
도 25 내지 도 27은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 동력발생장치를 개략적으로 나타낸 개념도로서, 이동저장탱크의 이동 동작을 설명하기 위한 도면,
도 28 내지 도 30은 도 25의 공급 유지유닛의 동작을 설명하기 위한 개념도,
도 31 내지 도 33은 도 25의 배출 유지유닛의 동작을 설명하기 위한 개념도,
도 34는 도 25의 공급 유지유닛과 배출 유지유닛을 제어하기 위한 제어 블록도,
도 35는 본 발명의 제 7 실시예에 따른 동력발생장치를 개략적으로 나타낸 개념도,
도 36 내지 도 38은 도 35에 도시된 유입부의 작동 과정을 설명하기 위한 개념도,
도 39는 본 발명의 제 8 실시예에 따른 동력발생장치를 개략적으로 나타낸 개념도,
도 40은 본 발명의 제 9 실시예에 따른 동력발생장치를 개략적으로 나타낸 개념도이다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 동력발생장치에 대하여 상세히 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 동력발생장치는 중량물 안내통(110)과, 상기 중량물 안내통(110)의 내부에서 상하 방향으로 이동 가능한 중량물(120)과, 상기 중량물 안내통(110)에 근접한 위치에 배치되는 이동저장탱크 안내통(130)과, 상기 이동저장탱크 안내통(130)의 내부에서 상하 방향으로 이동 가능한 이동저장탱크(140)와, 상기 중량물(120)과 상기 이동저장탱크(140)를 동력 전달 가능하게 연결하는 동력전달유닛(150)을 포함한다.
상기 중량물 안내통(110)은 상기 중량물(120)의 상하 방향 이동을 가이드하는 기능을 한다. 이러한 중량물 안내통(110)의 하부에는 유체 이송부(111)가 마련된다. 상기 유체 이송부(111)는 이송관(112)을 통해 상기 이동저장탱크 안내통(130)과 연결되며, 회수관(135)을 통해 상기 이동저장탱크 안내통(130)의 하부의 유체 배출부(133)와 연결된다. 이러한 유체 이송부(111)는 상기 유체 배출부(133)로부터 상기 회수관(135)을 통해 회수된 유체를 다시 상기 유체 저장부(131)에 공급하기 위한 것으로서, 상기 유체 이송부(111)의 유체는 상기 중량물(120)의 자중에 의해 가압되어 상기 이송관(112)을 통해 상기 유체 저장부(131)로 공급된다.
상기 중량물(120)은 상기 이동저장탱크(140)와 함께 소위 시소 운동을 시키기 위한 것으로서, 상기 이동저장탱크(140)에 유체가 수용되지 않은 상태에서는 상기 이동저장탱크(140)보다 무겁고, 상기 이동저장탱크(140)에 일정량 이상의 유체가 공급된 상태에서는 상기 이동저장탱크(140)보다 가벼운 중량을 가지도록 설정된다. 따라서, 상기 이동저장탱크(140)에 수용된 유체의 중량에 따라 상기 중량물(120)과 상기 이동저장탱크(140)는 상하 방향으로 시소 운동과 유사한 운동을 하게 된다.
이러한 중량물(120)의 외주면에는 상기 유체 이송부(111)의 유체를 이송관(112)을 통해 상기 이동저장탱크 안내통(130)의 유체 저장부(131)에 유체를 이송시키기 위한 기밀 돌출부(121)가 마련된다. 상기 유체 이송부(111)는 기밀 돌출부(121)가 피스톤 운동을 할 수 있도록 상기 중량물 안내통(110)의 다른 부분 보다 그 직경이 작다. 한편, 중량물 안내통(110)의 유체 이송부(111) 이외의 영역은 상기 기밀 돌출부(121)보다 그 직경이 크게 설계하여 중량물(120)의 상하 운동시 마찰력에 의한 손실되는 에너지를 최소화하였다. 이와 같이 중량물(120)의 마찰력을 최소화함으로써, 상기 유체 이송부(111)에서는 유체를 이송시키기 위한 가압력을 증가시킬 수 있게 되고, 이에 의해 상기 유체 이송부(111)로부터 상기 유체 저장부(131)로 이송되는 유체의 양을 증가시킬 수 있게 된다. 또한, 상기 중량물(120)의 외주면에 기밀 돌출부(121)를 형성하고, 상기 기밀 돌출부(121)가 상기 유체 이송부(111)의 내벽과 기밀을 유지하면서 상기 유체 이송부(111)의 유체를 가압하여 중량물(120)의 위치 에너지를 최대한 활용할 수 있게 된다.
한편, 상기 중량물 안내통(110)의 내벽에는 중량물(120)이 초기 위치에서 유지될 수 있도록 초기 위치 유지부(114)가 마련된다. 상기 초기 위치 유지부(114)는 동력발생장치가 작동하지 않는 상황에서 중량물(120)을 거치시키기 위한 것으로서, 상기 동력발생장치의 작동이 시작되면, 사람이 직접 외부의 레버 등을 돌려 상기 초기 위치 유지부(114)를 수동으로 해제할 수 있을 뿐만 아니라 스위치 등에 의한 신호를 구동 모터나 구동 실린더 또는 솔레노이드 구동부에 전송하여 자동으로 초기 위치 유지부(114)를 해제시킬 수도 있다.
상기 이동저장탱크 안내통(130)은 상기 이동저장탱크(140)의 상하 방향 이동을 안내하기 위한 것으로서, 그 상부에는 일정량 이상의 유체를 모아둔 후 상기 이동저장탱크(140)에 공급하기 위한 유체 저장부(131)가 마련되고, 그 하부에는 상기 이동저장탱크(140)에 수용된 유체를 배출시키기 위한 유체 배출부(133)가 마련된다.
상기 유체 저장부(131)는, 전술한 바와 같이, 상기 이동저장탱크 안내통(130)의 상부에 마련되어 일정량의 유체를 집수한 후 이동저장탱크(140)에 공급하기 위한 것이다. 이러한 유체 저장부(131)에는 유체 이송부(111)로부터 이송되는 유체와 외부의 유체 공급부(100)로부터 공급되는 유체가 집수된다. 이와 같이, 유체 이송부(111)의 유체가 유체 저장부(131)에 공급됨으로써, 외부의 유체 공급부(100)로부터 공급되는 유체의 양을 줄일 수 있게 되고, 이에 의해 유량이 작은 외부의 유체 공급부(100)에서도 발전 등의 동력을 발생시킬 수 있게 된다.
한편, 상기 유체 공급부(100)는 지하수를 양수하여 저장한 저장탱크, 아파트나 고지대의 저장탱크, 하천이나 댐, 계곡 등의 높은 곳의 물을 공급받아 저장하는 저장탱크 등으로 구성될 수 있다. 한편, 상기 유체 공급부(100)의 유체를 상기 유체 저장부(131)에 공급하기 위한 공급관(101)에는 차단밸브(102)가 설치된다. 상기 차단밸브(102)는 사람이 직접 개폐 작동을 시킬 수 있을 뿐만 아니라 전기적인 신호에 의해 작동시킬 수 있다. 상기 차단밸브(102)가 전기적인 신호에 의해 작동하는 경우, 유체 저장부(131)에 수위감지센서(미 도시)를 설치하고, 상기 수위감지센서(미 도시)에 의해 검출된 상기 유체 저장부(131)에 저수된 유체의 량에 따라 자동으로 차단밸브(102)를 제어할 수 있게 된다. 즉, 상기 유체 저장부(131)에 저수된 유체가 제 1 기준량 이하인 경우, 상기 차단밸브(102)를 개방하여 유체 공급부(100)의 유체를 상기 유체 저장부(131)에 공급하고, 상기 유체 저장부(131)에 저수된 유체가 제 2 기준량 이상인 경우, 상기 차단밸브(102)를 차단하여 상기 유체 공급부(100)의 유체가 유체 저장부(131)에 공급되는 것을 차단하도록 자동으로 제어될 수 있을 것이다.
한편, 상기 유체 저장부(131)의 바닥면에는 저수된 유체를 상기 이동저장탱크(140)에 공급하기 위한 공급 개폐부(132)가 마련된다. 상기 공급 개폐부(132)는 상기 유체 저장부(131)의 바닥면에 형성된 공급 구멍(132a)과, 상기 공급 구멍(132a)을 선택적으로 개폐시키는 공급 개폐부재(132b)를 포함한다. 상기 공급 개폐부재(132b)는 상기 유체 저장부(131)의 바닥면에 회동 가능하게 설치되며, 상기 이동저장탱크(140)가 상승하여 상기 이동저장탱크(140)에 마련된 공급 개방부재(143)에 밀려 상방으로 회동하면서 공급 구멍(132a)을 개방시키고, 상기 이동저장탱크(140)가 하강하면 자중에 의해 하방으로 회동하면서 상기 공급 구멍(132a)을 폐쇄한다. 상기 이동저장탱크(140)가 하강하면서 상기 공급 개방부재(143)가 상기 공급 개폐부재(132b)와 이격될 때, 상기 공급 개폐부재(132b)는 곧 바로 상기 공급 구멍(132a)을 폐쇄시키지 않는다. 이는 상기 공급 개폐부재(132b)가 유체 저장부(131) 유체의 부력에 의해 떠있는 상태가 되기 때문이다. 따라서, 상기 이동저장탱크(140)가 하강하여 상기 공급 개방부재(143)가 상기 공급 개폐부재(132b)로부터 이격되더라도 상기 유체 저장부(131)의 유체는 자유 낙하하여 상기 이동저장탱크(140)로 계속 공급되게 된다.
한편, 상기 유체 저장부(131)의 바닥면은 상기 공급 구멍(132a) 방향으로 경사지게 형성된다. 이는 유체 저장부(131)에 공급되는 유체가 상기 공급 구멍(132a)으로 흐를 수 있도록 하여 유체를 효율적으로 활용하기 위함이다.
상기 유체 배출부(133)는, 전술한 바와 같이, 상기 이동저장탱크 안내통(130)의 하부에 마련되어 상기 이동저장탱크(140)에 집수된 유체를 배출시킴과 아울러 배출된 유체를 상기 유체 이송부(111)로 이송시키기 위한 것으로서, 상기 유체 이송부(111)와 회수관(135)을 통해 연통된다. 상기 유체 배출부(133)의 바닥면에는 상기 이동저장탱크(140)와 상기 유체 배출부(133)의 바닥면을 이격시켜 상기 이동저장탱크(140)의 유체의 배출을 용이하게 하기 위한 이격부재(136)가 마련된다. 또한, 상기 유체 배출부(133)에는 상기 이동저장탱크(140)의 회수 개폐부(142)를 개방시키기 위한 회수 개방부재(134)가 마련된다.
상기 이동저장탱크(140)는 집수된 유체의 량에 따라 그 무게가 달라져 상기 중량물(120)과 동력전달유닛(150)을 매개로 이른바 시소 운동을 시키기 위한 것이다. 이러한 이동저장탱크(140)에는 유체가 집수된 수용부(141)가 마련되며, 상기 수용부(141)의 바닥면에는 상기 수용부(141)에 집수된 유체를 선택적으로 배출시키기 위한 회수 개폐부(142)가 마련된다. 또한, 상기 이동저장탱크(140)에는 상기 공급 개폐부재(132b)를 선택적으로 개폐시키기 위한 공급 개방부재(143)가 마련된다.
상기 회수 개폐부(142)는 상기 수용부(141)의 바닥면에 관통형성된 회수 구멍(142a)과, 상기 수용부(141)의 바닥면에 회동 가능하게 설치되어 상기 회수 구멍(142a)을 선택적으로 개폐시키기 위한 회수 개폐부재(142b)가 마련된다. 상기 회수 개폐부재(142b)는 상기 회수 개방부재(134)에 밀려 상기 회수 구멍(142a)을 개방시키며, 상기 이동저장탱크(140)가 상승하여 상기 회수 개방부재(134)가 상기 회수 개폐부재(142b)로부터 이격되면 상기 회수 개폐부재(142b)는 자중에 의해 하방으로 회동하여 상기 회수 구멍(142a)을 폐쇄시킨다.
상기 동력전달유닛(150)은 상기 중량물(120)과 상기 이동저장탱크(140)를 동력전달가능하게 연결시키기 위한 것으로서, 복수의 도르래(151a)(151b)(151c)와, 일단은 상기 중량물(120)에 연결되고 타단은 상기 이동저장탱크(140)에 연결된 동력전달 와이어(152)를 포함한다. 이와 같은 구성에 의해 상기 중량물(120)이 상기 이동저장탱크(140)보다 무거운 경우, 상기 중량물(120)은 하강하게 되고, 상기 이동저장탱크(140)는 상승하게 된다. 반면, 상기 이동저장탱크(140)의 수용부(141)에 유체가 일정량 이상 채워져 상기 이동저장탱크(140)가 상기 중량물(120)보다 무거운 경우, 상기 이동저장탱크(140)는 하강하게 되고, 상기 중량물(120)은 상승하게 된다.
한편, 상기 도르래(151b)에는 상기 동력전달 와이어(152)의 운동에너지를 전기 에너지 등으로 변환시키기 위한 동력변환장치(160)가 연결된다. 상기 동력변환장치는 전기 에너지를 발생시키기 위한 발전기 등으로 구성될 수 있다.
이하, 전술한 바와 같은 구성을 가지는 동력발생장치의 작동 과정에 대하여 설명한다.
우선, 도 1과 같이, 동력발생장치를 작동시키지 않는 경우, 중량물(120)은 초기 위치 유지부(114)에 의해 중량물 안내통(110)의 내부에서 고정되고, 이동저장탱크(140)의 수용부(141)는 비어있는 상태이다. 이와 같은 상태에서 수동 또는 자동으로 상기 초기 위치 유지부(114)를 도 2와 같이 해제하면, 중량물(120)은 상기 이동저장탱크(140)보다 무겁기 때문에 하강하게 되고, 동력전달 와이어(152)에 의해 이동저장탱크(140)는 상승하게 된다. 중량물(120)이 하강하여 유체 이송부(111)에 집수된 유체를 가압하면, 유체 이송부(111)의 유체는 이송관(112)을 통해 상승하여 유체 저장부(131)에 공급된다. 여기서, 상기 유체 이송부(111)의 단면적은 상기 이송관(112)의 단면적 보다 훨씬 크기 때문에 파스칼의 원리에 의해 상기 이송관(112)의 유체의 수면은 중량물(120)에 의해 가압된 상기 유체 이송부(111)의 유체의 수면보다 훨씬 높은 곳에 형성될 수 있고, 이러한 원리에 의해 상기 이송관(112)의 유체는 상기 이송관(112)의 상단을 통과하여 유체 저장부(131)에 공급할 수 있게 된다.
한편, 도 2와 같은 상태에서 차단밸브(102)는 수동 또는 외부의 전기적 신호에 연동하여 개방되고, 이에 의해 유체 공급부(100)의 유체는 유체 저장부(131)에 저장되게 된다.
도 3을 참조하면, 중량물(120)이 계속 하강하여 유체 이송부(111)의 하우징에 의해 더 이상 하강을 멈추는 상태가 되고, 이동저장탱크(140)는 계속 상승하여 이동저장탱크(140)의 공급 개방부재(143)가 공급 개폐부재(132b)를 밀어 올려 공급 구멍(132a)이 개방되게 된다. 그러면, 유체 저장부(131)에 집수된 유체는 공급 구멍(132a)을 통해 이동저장탱크(140)에 집수된다.
도 4를 참조하면, 이동저장탱크(140)에 일정량 이상 유체가 공급되어 이동저장탱크(140)의 중량이 중량물(120)보다 무거워지면 상기 이동저장탱크(140)는 하강하기 시작한다. 이동저장탱크(140)가 하강을 시작하더라도 공급 개폐부재(132b)는 유체 저장부(131)에 집수된 유체의 부력에 의해 공급 구멍(132a)을 개방시킨 상태를 유지하게 되고, 이에 의해 상기 이동저장탱크(140)는 하강하면서도 유체 저장부(131)로부터 계속 유체를 공급받게 된다. 따라서, 상기 이동저장탱크(140)의 하강 속도는 점진적으로 상승하게 됨은 물론이고 상기 이동저장탱크(140)의 가속도도 점진적으로 상승하게 된다.
도 5를 참조하면, 유체 저장부(131)의 유체가 모두 이동저장탱크(140)의 수용부(141)로 배출되면, 상기 유체 저장부(131)의 공급 개폐부재(132b)는 하강 회동하여 공급 구멍(132a)을 차단하게 된다. 이때, 상기 차단밸브(102)가 개방되어 상기 유체 공급부(100)의 유체가 상기 유체 저장부(131)에 공급될 수 있다.
도 6과 같이, 상기 이동저장탱크(140)가 계속 하강하여 유체 배출부(133)의 바닥면에 근접하면, 상기 유체 배출부(133)의 회수 개방부재(134)가 회수 개폐부재(142b)를 밀어 올려 회수 구멍(142a)을 개방시키게 된다. 이에 의해 이동저장탱크(140)의 수용부(141)에 집수된 유체는 상기 유체 배출부(133)로 배수되고, 이와 같이 배수된 유체는 회수관(135)을 통해 유체 이송부(111)에 다시 채워지게 된다.
도 7을 참조하면, 상기 이동저장탱크(140)의 수용부(141)에 잔존하는 유체의 량이 기준량 이하가 되면, 상기 이동저장탱크(140)는 상기 중량물(120)보다 가벼워진다. 그러면, 상기 이동저장탱크(140)는 상기 중량물(120)의 하강에 의해 다시 상승하기 시작한다. 한편, 회수관(135)을 통해 유체 이송부(111)로 배출되는 유체는 일정량 이상이 넘으면 배수관(113)을 통해 외부로 배출된다.
도 8을 참조하면, 이동저장탱크(140)가 상승하게 되면, 회수 개방부재(134)는 회수 개폐부재(142b)와 이격되게 된다. 그러나 회수 개폐부재(142b)는 이동저장탱크(140)에 잔존하는 유체의 부력에 의해 회수 구멍(142a)을 완전히 폐쇄시키지 못하는 상태이며, 상기 이동저장탱크(140)의 유체가 전부 유체 배출부(133)로 배출된 후에야 상기 회수 개폐부재(142b)는 회수 구멍(142a)을 완전히 폐쇄시키게 된다. 그런 후에 다시 도 2 내지 도 7의 과정을 다시 반복하게 된다.
이와 같이, 유체 저장부(131)에는 외부의 유체 공급부(100)로부터 공급되는 유체 이외에 유체 이송부(111)에 저장된 유체가 함께 공급됨으로써, 유체 공급부(100)로부터 공급되는 유량이 적더라도 동력을 발생시킬 수 있게 된다.
한편, 본 실시예에서는 상기 중량물(120)에 의해 유체 이송부(111)의 유체가 유체 저장부(131)로 이송되는 것을 예시하였으나, 중량물(120)에 의한 유체의 유량이 작거나 부족한 경우 또는 유체의 공급시간을 줄이기 위해서 펌프 등을 이용하여 유체 이송부(111)의 유체를 유체 저장부(131)로 강제 이송할 수도 있다.
도 9 내지 도 20은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 동력발생장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 동력발생장치는, 제 1 실시예와 유체 이송부(211)의 구조가 변경된 점과, 공급 유지유닛(270) 및 배출 유지유닛(280)이 추가되는 점과, 동력전달 와이어(152)의 이동을 제한하는 브레이크 장치(290)가 추가되는 점에서 차이가 있다. 그 외에는 제 1 실시예와 구조 및 작동 과정이 동일하므로 전술한 차이점이 있는 구성을 중심으로 설명한다. 한편, 본 발명의 제 2 실시예를 설명하면서 제 1 실시예와 동일한 부재에 대한 참조 부호는 제 2 실시예에서도 동일하게 부여한다.
우선, 상기 유체 이송부(211)는, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 신축부재(212)와, 차단부재(214) 및 탄성부재(215)를 포함한다.
상기 신축부재(212)는 중량물(120)이 하강하면서 중량물(120)의 자중에 의해 수축되고, 자체의 탄성력에 의해 원위치로 복귀한다. 이러한 신축부재(212)의 일측에는 유체가 내부에 유입될 수 있도록 개구부(213)가 마련된다.
상기 차단부재(214)는 상기 중량물(120)에 의해 상기 신축부재(212)가 수축시 상기 신축부재(212)의 내부가 기밀을 유지할 수 있도록 상기 개구부(213)를 차단하는 기능을 한다. 이러한 차단부재(214)는 상기 개구부(213)를 선택적으로 차단할 수 있도록 상기 신축부재(212)에 슬라이딩 가능하게 설치된다.
상기 탄성부재(215)는 상기 차단부재(214)를 원위치로 복귀시키기 위한 것으로서, 상기 중량물(120)에 눌려 상기 개구부(213)를 차단한 후, 상기 중량물(120)이 상승하면, 상기 탄성부재(215)의 탄성력에 의해 상기 차단부재(214)가 상기 개구부(213)를 개방시키도록 상승하게 된다. 이러한 탄성부재(215)는, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 신축부재(212)와 상기 차단부재(214)의 사이에 개재된다.
이하, 전술한 바와 같은 구성을 가지는 유체 이송부(211)의 작동 과정에 대하여 설명한다. 우선, 중량물(120)이 상기 신축부재(212)와 이격된 상태에서는 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 신축부재(212)는 신장된 상태가 되고, 상기 개구부(213)는 개방된 상태가 된다. 따라서, 회수관(135)을 통해 공급되는 유체는 개구부(213)를 통해 상기 신축부재(212)의 내부로 유입될 수 있게 된다.
이와 같은 상태에서 상기 중량물(120)이 하강하면, 상기 중량물(120)은 상기 차단부재(214)를 가압하게 된다. 그러면, 탄성부재(215)가 압축되면서 상기 차단부재(214)가 하방으로 이동하여 상기 개구부(213)를 차단하게 된다. 상기 중량물(120)이 계속 하강하면서, 상기 중량물(120)은 신축부재(212)를 가압하여 수축시키게 된다. 그러면, 신축부재(212) 내부의 유체는 압축되어 이송관(112)을 통해 유체 저장부(131)로 이송된다. 한편, 상기 중량물(120)이 상승하는 경우, 상기 신축부재(212)는 자체의 탄성에 의해 신장되어 도 10과 같은 상태로 복귀되고, 상기 차단부재(214)는 탄성부재(215)의 탄성력에 의해 상승하여 개구부(213)를 개방시키게 된다.
이와 같이, 상기 유체 이송부(211)로 신축부재(212)를 이용함으로써, 상기 중량물(120)이 중량물 안내통(110)의 유체 이송부(211)의 내벽에 접촉하지 않아도 되고, 이에 의해 마찰에 의한 동력 손실을 더욱 줄일 수 있어 동력발생장치의 효율을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.
상기 공급 유지유닛(270)은, 도 11 내지 도 15에 도시된 바와 같이, 상기 이동저장탱크(140)의 하강시점을 제한하기 위한 것으로서, 이동저장탱크 안내통(130)의 내면에 설치된다. 보다 구체적으로, 상기 공급 유지유닛(270)은 이동저장탱크 안내통(130)의 내부에 상하 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되는 공급 슬라이드 부재(271)와, 상기 공급 슬라이드 부재(271)를 상방으로 당기도록 인장력을 가하는 공급 슬라이드 스프링(272)과, 상기 공급 슬라이드 부재(271)의 일단에 회전 가능하게 설치되는 공급 회동부재(273)와, 상기 공급 회동부재(273)가 하방으로 회동하는 것을 제한하는 공급 스토퍼(274)와, 상기 공급 스토퍼(274)를 외측으로 가압하기 위한 공급 스토퍼 스프링(275)과, 상기 공급 슬라이드 부재(271)의 타단에 마련된 공급 도르래(276)와, 일단은 이동저장탱크 안내통(130)에 고정되고 타단은 상기 공급 스토퍼(274)에 고정되는 공급 와이어(277)를 포함한다.
전술한 같은 공급 유지유닛(270)의 작동 과정을 살펴보면, 우선, 도 11에 도시된 바와 같이, 이동저장탱크(140)가 상승하고 있으나 공급 회동부재(273)에 접촉되지 않은 상태에서, 도 12에 도시된 바와 같이, 이동저장탱크(140)가 상승하여 공급 회동부재(273)를 밀어 올리면 공급 회동부재(273)는 상방으로 회전하여 도 13과 같이 이동저장탱크(140)가 공급 유지유닛(270)을 상방으로 통과하게 된다. 그리고 이동저장탱크(140)가 상방으로 이동이 완료된 상태에서 상기 공급 회동부재(273)는 자중에 의해, 도 14에 도시된 바와 같이, 원위치로 복귀된다. 한편, 유체 저장부(131)의 유체가 이동저장탱크(140)의 수용부(141)에 집수되어 이동저장탱크(140)가 중량물(120)보다 무거워지면 상기 이동저장탱크(140)는 하방으로 이동하기 시작하여 상기 공급 회동부재(273)에 접촉되어 지지된다. 이때, 상기 공급 회동부재(273)는 공급 스토퍼(274)에 의해 하방으로 회동이 제한된 상태이다. 따라서, 상기 공급 회동부재(273)는 상기 이동저장탱크(140)의 하강을 제한하게 된다.
이와 같은 상태에서 상기 유체 저장부(131)의 유체는 계속 상기 이동저장탱크(140)에 공급되어 상기 이동저장탱크(140)는 점진적으로 중량이 증가하게 된다. 상기 이동저장탱크(140)의 중량이 공급 슬라이드 스프링(272)의 탄성력보다 커지는 순간, 상기 공급 슬라이드 스프링(272)은 신장하기 시작하고, 이에 의해 상기 공급 슬라이드 부재(271)는 하방으로 이동하기 시작한다. 이때, 상기 공급 와이어(277)의 일단이 상기 이동저장탱크 안내통(130)에 고정되어 있어서, 상기 공급 와이어(277)는 상기 공급 스토퍼(274)는 내측으로 당기게 된다. 이에 의해 공급 스토퍼(274)는 내측으로 이동하게 되어 상기 공급 회동부재(273)가 하방으로 회전을 시작하게 된다. 공급 회동부재(273)가 하방으로 회동하면, 상기 이동저장탱크(140)는 하강하기 시작하게 된다.
이처럼, 상기 이동저장탱크(140)는 공급 슬라이드 스프링(272)의 탄성보다 큰 중량이 될 때까지 상기 공급 회동부재(273)에 의해 하강이 제한되고, 이에 의해 상기 이동저장탱크(140)에는 기준량 이상의 유체가 채워진 후에야 하강하기 시작한다. 따라서, 상기 이동저장탱크(140)의 하강 속도를 상승시킬 수 있게 되고, 이에 의해 동력발생 효율을 향상시킬 수 있게 된다.
한편, 배출 유지유닛(280)은 상기 이동저장탱크(140)의 유체가 기준량 이하만 잔존하도록 배출을 시킨 후에 이동저장탱크(140)를 상승시켜 이동저장탱크(140)의 상승 속도를 향상시키기 위한 것이다. 이러한 배출 유지유닛(280)은 상기 공급 유지유닛(270)과 유사한 구조로 구성된다.
보다 구체적으로, 상기 배출 유지유닛(280)은 이동저장탱크 안내통(130)의 내부에 상하 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되는 배출 슬라이드 부재(281)와, 상기 배출 슬라이드 부재(281)를 상방으로 당기도록 인장력을 가하는 배출 슬라이드 스프링(282)과, 상기 배출 슬라이드 부재(281)의 일단에 회전 가능하게 설치되는 배출 회동부재(283)와, 상기 배출 회동부재(283)를 원위치로 복귀시키기 위한 회동 복귀 탄성체(284)와, 상기 배출 회동부재(283)가 상방으로 회동하는 것을 제한하는 배출 스토퍼(285)와, 상기 배출 스토퍼(285)를 외측으로 가압하기 위한 배출 스토퍼 스프링(286)과, 상기 배출 슬라이드 부재(281)의 타단에 마련된 배출 도르래(287)와, 일단은 이동저장탱크 안내통(130)에 고정되고, 타단은 상기 배출 스토퍼(285)에 고정되는 배출 와이어(288)를 포함한다.
전술한 같은 배출 유지유닛(280)의 작동 과정을 살펴보면, 우선, 도 16에 도시된 바와 같이, 이동저장탱크(140)가 하강하여 배출 회동부재(283)에 접촉하고 하방으로 가압하면, 도 17에 도시된 바와 같이, 배출 회동부재(283)는 회동 복귀 탄성체(284)의 탄성력을 이기고 하방으로 회동하게 되고, 이에 의해 이동저장탱크(140)가 배출 유지유닛(280)을 통과하여 도 18에 도시된 바와 같이 하강할 수 있게 된다. 이동저장탱크(140)가 배출 유지유닛(280)을 통과한 후에 배출 회동부재(283)는 회동 복귀 탄성체(284)에 의해 원위치로 복귀된다.
그런 후에, 이동저장탱크(140)의 유체는 유체 배출부(133)로 배출되기 시작된다. 이동저장탱크(140)의 유체가 일정량 이상 배출되어 이동저장탱크(140)의 중량이 중량물(120)보다 가벼워지면, 이동저장탱크(140)는 다시 상승하기 시작한다. 그러나 도 19에 도시된 바와 같이, 이동저장탱크(140)는 배출 스토퍼(285)에 의해 상방으로의 회동이 제한된 배출 회동부재(283)에 의해 상승이 제한된다. 따라서, 이동저장탱크(140)는 배출 회동부재(283)에 접촉된 상태에서 유체 배출부(133)에 유체를 계속 배출하게 된다. 그러면, 이동저장탱크(140)와 중량물(120)은 그 중량 차가 점점 커져서 상기 이동저장탱크(140)가 상승하려는 힘이 증가하게 된다.
이동저장탱크(140)의 상승력이 증가하여 상기 배출 슬라이드 스프링(282)의 탄성력을 초과하면, 도 19에 도시된 바와 같이, 배출 슬라이드 부재(281)는 배출 슬라이드 스프링(282)을 압축하면서 상방으로 슬라이드 이동하기 시작한다. 이때, 상기 배출 와이어(288)의 일단이 이동저장탱크 안내통(130)에 고정되어 있기 때문에, 배출 와이어(288)는 배출 스토퍼(285)를 당기게 되고, 이에 의해 도 20에 도시된 바와 같이, 배출 회동부재(283)가 상방으로 회동가능한 상태가 된다. 따라서, 이동저장탱크(140)는 상기 배출 회동부재(283)를 밀고 올라갈 수 있게 된다.
그런 후에, 상기 배출 스토퍼(285)는 배출 스토퍼 스프링(286)의 탄성력에 의해 원위치로 복귀되어 도 16과 같은 원상태로 복귀되고 배출 회동부재(283)도 자중 및 회동 복귀 탄성체(284)에 의해 원위치로 복귀된다.
이처럼, 상기 이동저장탱크(140)는 그 수용부(141)에 잔존하는 유체의 중량이 일정 이하일 때까지 상승이 제한될 수 있고, 이에 의해 이동저장탱크(140)의 상승시점이 이동저장탱크(140)와 중량물(120)의 중량차가 큰 상태이어서, 이동저장탱크(140)의 상승속도를 향상시켜 동력발생 효율을 향상시킬 수 있게 된다.
본 실시예에서는 상기 공급 유지유닛(270)과 배출 유지유닛(280)이 기계적으로 작동하는 것을 예시하였으나, 본 실시예와 달리 상기 공급 유지유닛(270)과 상기 배출 유지유닛(280)은 이동저장탱크(140)의 수위를 감지하여 전기적으로 구동시킬 수도 있다.
상기 브레이크 장치(290)는 상기 동력전달 와이어(152)의 이동을 제한하여 이동저장탱크(140) 및 중량물(120)이 급낙하는 것을 방지하기 위한 것으로서, 유압 및 공압 브레이크 장치와 전기 브레이크 장치 등 공지된 다양한 브레이크 장치가 사용될 수 있다.
도 21 및 도 22는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 동력발생장치의 요부를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 21을 참조하면, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 동력발생장치의 동력전달유닛(350)은, 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예와 달리, 복수의 동력전달기어(351a)(351b)(351c)(351d)와, 제 1 및 제 2 랙기어(352)(353)로 구성된다.
상기 제 1 랙기어(352)는 하단이 중량물(120)에 고정되고, 상기 제 2 랙기어(353)는 그 하단이 이동저장탱크(140)에 고정된다. 그리고 제 1 및 제 2 랙기어(352)(353)는 복수의 동력전달기어(351a)(351b)(351c)에 치합된다. 여기서, 상기 복수의 동력전달기어(351a)(351b)(351c)는 상기 제 1 및 제 2 랙기어(352)(353)가 상호 반대방향으로 이동되도록 그 개수가 설정된다. 즉, 홀수개의 동력전달기어(351a)(351b)(351c)를 사용해야 한다.
한편, 복수의 기어를 이용하여 중량물(120)과 이동저장탱크(140)를 연결함으로써, 동력전달 와이어(152)와 달리 이동저장탱크(140)의 상승력에 의해서도 동력을 발생시킬 수 있다. 따라서, 본 실시예에서는 상기 이동저장탱크(140)가 상기 중량물(120)의 자중에 의한 상승력 이외에도 유체 배출부(133)에서의 부력에 의한 상승력으로도 상승할 수 있도록 하였다.
보다 구체적으로, 도 22를 참조하면, 이동저장탱크(140)의 저면에는 부력부재(370)가 부착된다. 그리고 이동저장탱크 안내통(130)의 하부에는 이동저장탱크(140)의 상하 이동에 연동하여 회수관(135)을 선택적으로 개폐할 수 있는 회수관 개폐유닛(354)이 마련된다.
상기 회수관 개폐유닛(354)은 상기 이동저장탱크 안내통(130)의 내부에서 상하방향 이동 가능하게 설치되는 개폐부재(356)와, 상기 개폐부재(356)를 상방으로 탄력적인 인장력을 작용할 수 있도록 일단이 이동저장탱크 안내통(130)에 고정되고 타단은 상기 개폐부재(356)에 고정되는 탄성부재(355)를 포함한다.
상기 개폐부재(356)는 상기 이동저장탱크(140)의 상하 방향의 이동에 따라 선택적으로 가압 접촉되는 연동부(356a)와, 상기 회수관(135)은 선택적으로 차단하는 차단부(356b)를 포함한다.
전술한 바와 같은 구성을 가지는 회수관 개폐유닛(354)의 작동 과정을 살펴보면, 우선 이동저장탱크(140)가 하부로 이동하면서 상기 연동부(356a)에 접촉하여 상기 연동부(356a)를 하부로 가압하게 된다. 그러면 개폐부재(356)는 하부로 이동하게 되고, 이에 의해 차단부(356b)는 회수관(135)을 차단하게 된다. 이와 같은 상태에서 상기 이동저장탱크(140)의 회수 구멍(142a)은 개방된 상태가 되어 상기 이동저장탱크(140)의 유체가 유체 배출부(133)로 방출된다. 이때, 상기 회수관(135)이 차단되어 있기 때문에 배출되는 유체는 유체 배출부(133)에 집수된다. 이와 같이 집수된 유체는 상기 이동저장탱크(140)의 부력부재(370)에 부력을 작용하여 이동저장탱크(140)를 상승시키게 된다. 이와 같이 이동저장탱크(140)는 중량물(120)에 의한 상승력과 부력에 의한 상승력이 더해져 상승함으로써, 상기 제 2 랙기어(353)를 통해 더욱 큰 동력을 발생시킬 수 있어 동력발생의 효율을 향상시킬 수 있게 된다.
한편, 상기 이동저장탱크(140)가 상승하게 되면, 상기 탄성부재(355)의 탄성력에 의해 상기 개폐부재(356)는 다시 원위치로 복귀되고, 이에 의해 유체 배출부(133)의 유체는 회수관(135)을 통해 유체 이송부(111)로 이송된다.
도 23는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 동력발생장치를 개략적으로 나타낸 것으로서, 제 4 실시예는 제 2 실시예와 달리 유체 이송부(411)가 이동저장탱크 안내통(130)의 하부에 형성되고, 배수관(413)이 상기 이동저장탱크 안내통(130)에 연결된다. 이와 같은 구성에 의해 제 2 실시예의 회수관(135)은 삭제된다. 또한, 이송관(411)은 유체 이송부(411)로부터 유체 저장부(131)에 연결되어 상기 이동저장탱크(140)에 의해 가압된 상기 유체 이송부(411)의 유체는 상기 유체 저장부(131)로 다시 이송된다.
또한, 중량물 안내통(110)의 바닥면에는 중량물(120)에 의한 충격을 방지하기 위한 충격완화부재(415)가 마련된다.
즉, 이동저장탱크(140)의 중량에 의해 이동저장탱크(140)로부터 유체 배출부(433)로 배출된 유체가 다시 유체 이송부(411)에 이송되게 된다. 그 이외에 다른 작동 과정은 본 발명의 제 2 실시예와 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 24는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 동력발생장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 24를 참조하면, 본 발명의 제 5 실시예는 도 9에 도시된 본 발명의 제 2 실시예로부터 유체 이송부(211)와 이송관이 삭제된다. 즉, 본 발명의 제 5 실시예에 따른 동력발생장치는 유체 공급부(100)로부터 공급된 유체가 유체 저장부(131)에 일정량 이상이 채워진 후에 상기 이동저장탱크(140)가 상승하여 상기 유체 저장부(131)의 유체가 이동저장탱크(140)에 채워진다. 이와 같은 구성에 의해, 유체 공급부(100)로부터 공급되는 유량이 적더라도 유체 저장부(131)에 일정량 이상이 채워진 후에 이동저장탱크(140)에 채워지기 때문에 큰 동력의 발생이 가능하게 된다.
그외에 중량물(120)과 이동저장탱크(140)의 시소 운동이나 공급 유지유닛(270)과 배출 유지유닛(280)이 동작 등은 본 발명의 제 2 실시예와 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 본 실시예에서는 중량물 안내통(110)이 있는 것을 예시하였으나, 상기 중량물 안내통(110)이 없는 경우라도 유체 저장부(131)에 일정량 이상의 유체를 저장한 후에 이동저장탱크(140)에 채워 동력을 발생시킬 수 있는 본 발명의 사상은 적용이 가능하다.
도 25 내지 도 34는 본 발명의 제 6 실시예에 따른 동력발생장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 25 및 도 34를 참조하면, 본 발명의 제 6 실시예는 제 2 실시예의 공급 유지유닛(270)과 배출 유지유닛(280)을 전기적인 신호에 의해 동작시키는 점에서 제 2 실시예와 다르다.
이를 위해 본 발명의 제 6 실시예는 공급 유지유닛(670)과 배출 유지유닛(680)이 제 2 실시예와 다르게 구성될 뿐만 아니라 제 1 및 제 2 유체감지센서(691)(692)와, 탱크감지센서(693)와, 제어부(694)를 더 포함하는 점에서 다르다.
보다 구체적으로, 본 발명의 제 6 실시예에 따른 공급 유지유닛(670)은, 도 28 내지 도 30에 도시된 바와 같이, 공급 지지부재(671)와, 공급 스토퍼(672)와, 공급스토퍼 스프링(673)과, 공급 도르래(674)와, 공급 와이어(675)와, 공급 구동모터(676)를 포함한다.
상기 공급 지지부재(671)는 이동저장탱크 안내통(130)에 지지되게 설치되어 상술한 공급 유지유닛(670)의 나머지 부재들을 지지하기 위한 것이다.
상기 공급 스토퍼(672)는 상기 공급 지지부재(671)에 이동저장탱크 안내통(130)의 반경 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되어 이동저장탱크(140)의 하강 운동을 선택적으로 제한하기 위한 것이다. 이러한 공급 스토퍼(672)는 상기 공급스토퍼 스프링(673)에 이동저장탱크 안내통(130)의 중심 방향으로 가압된 상태로 유지된다. 한편, 상기 공급 스토퍼(672)의 끝단에는 상기 이동저장탱크(140)가 상방으로 이동시 상기 이동저장탱크(140)에 의해 상기 공급 스토퍼(672)가 외측으로 밀릴 수 있도록 경사면(672b)이 형성된 접촉부(672a)가 마련된다.
상기 공급 도르래(674)는 상기 공급 와이어(675)를 안내하기 위한 것으로서, 상기 공급 지지부재(671)에 복수개가 배치된다.
상기 공급 와이어(675)는 그 일단이 상기 공급 구동모터(676)에 연결되고, 그 타단이 상기 공급 스토퍼(672)에 연결된다. 이에 의해 상기 공급 구동모터(676)가 상기 공급 와이어(675)를 감는 방향으로 구동되면, 상기 공급 와이어(675)는 상기 공급스토퍼 스프링(673)의 탄성력을 이기고 상기 공급 스토퍼(672)를 외측 방향으로 슬라이드 이동시키게 된다. 이에 의해 상기 공급 스토퍼(672)에 의해 하강이 제한된 상기 이동저장탱크(140)는 하강할 수 있게 된다. 본 실시예에서는 상기 공급 와이어(675)가 상기 이동저장탱크(140)가 이동시 간섭되는 위치에 있는 것처럼 도시되었으나, 상기 공급 와이어(675)는 이동저장탱크(140)의 이동이 간섭되지 않는 위치에 배치되게 된다.
상기 배출 유지유닛(680)은 상기 공급 유지유닛(670)과 그 구성 및 동작이 유사하다. 보다 구체적으로 설명하면, 상기 배출 유지유닛(680)은, 도 31 내지 도 33에 도시된 바와 같이, 배출 지지부재(681)와, 배출 스토퍼(682)와, 배출스토퍼 스프링(683)과, 배출 도르래(684)와, 배출 와이어(685)와, 배출 구동모터(686)를 포함한다.
상기 배출 지지부재(681)는 상기 공급 지지부재(671)의 하방에 배치되며 이동저장탱크 안내통(130)에 지지되게 설치되어 상술한 배출 유지유닛(680)의 나머지 부재들을 지지하기 위한 것이다.
상기 배출 스토퍼(682)는 상기 배출 지지부재(681)에 이동저장탱크 안내통(130)의 반경 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되어 이동저장탱크(140)의 상승 운동을 선택적으로 제한하기 위한 것이다. 이러한 배출 스토퍼(682)는 상기 배출스토퍼 스프링(683)에 이동저장탱크 안내통(130)의 중심 방향으로 가압된 상태로 유지된다. 한편, 상기 배출 스토퍼(682)의 끝단에는 상기 이동저장탱크(140)가 하방으로 이동시 상기 이동저장탱크(140)에 의해 상기 배출 스토퍼(682)가 외측으로 밀릴 수 있도록 경사면(682b)이 형성된 접촉부(682a)가 마련된다.
상기 배출 도르래(684)는 상기 배출 와이어(685)를 안내하기 위한 것으로서, 상기 배출 지지부재(681)에 복수개가 배치된다.
상기 배출 와이어(685)는 그 일단이 상기 배출 구동모터(686)에 연결되고, 그 타단이 상기 배출 스토퍼(682)에 연결된다. 이에 의해 상기 배출 구동모터(686)가 상기 배출 와이어(685)를 감는 방향으로 구동되면, 상기 배출 와이어(685)는 상기 배출스토퍼 스프링(683)의 탄성력을 이기고 상기 배출 스토퍼(682)를 외측 방향으로 슬라이드 이동시키게 된다. 이에 의해 상기 배출 스토퍼(682)에 의해 상승이 제한된 상기 이동저장탱크(140)는 상승할 수 있게 된다. 본 실시예에서는 상기 배출 와이어(685)가 상기 이동저장탱크(140)가 이동시 간섭되는 위치에 있는 것처럼 도시되었으나, 상기 배출 와이어(685)는 이동저장탱크(140)의 이동이 간섭되지 않는 위치에 배치되게 된다.
상기 제 1 유체감지센서(691)는 유체 저장부(131)의 유체가 이동저장탱크(140)에 일정량 이상 채워졌는지를 감지하기 위한 것으로서, 도 25 내지 도 27에 도시된 바와 같이, 유체 저장부(131)의 하부에 설치된다. 보다 구체적으로, 상기 제 1 유체감지센서(691)는 상기 이동저장탱크(140)에 일정량 이상 채워진 경우 온(ON) 신호를 제어부(694)에 출력한다. 그러면, 제어부(694)는 공급 구동모터(676)를 구동시켜 공급 스토퍼(672)를 외측으로 이동시킨다. 이에 의해 이동저장탱크(140)는 하강을 시작하게 된다.
상기 제 2 유체감지센서(692)는 상기 이동저장탱크(140)가 유체 배출부(133)에서 유체를 모두 배출하였는지를 감지하기 위한 것으로서, 상기 유체 배출부(133)의 회수 개방부재(134)에 마련된다. 상기 이동저장탱크(140)가 유체 배출부(133)에 근접한 상태에서 유체가 모두 배출되면, 상기 제 2 유체감지센서(692)는 유체를 감지하지 못하여 오프(OFF) 신호를 제어부(694)를 출력한다. 그러면 제어부(694)는 상기 이동저장탱크(140)의 유체가 모두 배출된 것으로 판단하고, 상기 배출 구동모터(686)를 구동시켜 상기 배출 스토퍼(682)를 외측으로 이동시킨다. 이에 의해 상기 이동저장탱크(140)가 상방으로 이동할 수 있게 된다.
상기 탱크감지센서(693)는 상기 제 2 유체감지센서(692)와 함께 상기 배출 구동모터(686)의 구동시기를 제어하기 위한 것이다. 보다 구체적으로, 상기 탱크감지센서(693)에 의해 상기 이동저장탱크(140)가 감지되면, 상기 탱크감지센서(693)는 상기 이동저장탱크(140)가 상기 유체 배출부(133)에 근접하게 위치한 것으로 판단하고, 상기 제 2 유체감지센서(692)로부터 출력되는 정보에 따라 상기 배출 구동모터(686)를 제어한다. 그러나 상기 탱크감지센서(693)가 상기 이동저장탱크(140)를 감지하지 못한 오프(OFF) 신호를 제어부(694)에 출력하면, 상기 제어부(694)는 상기 이동저장탱크(140)가 상기 유체 배출부(133)에 도달하지 않은 것으로 판단하고 상기 제 2 유체감지센서(692)로부터 오프(OFF) 신호가 출력되더라도 상기 배출 구동모터(686)를 구동시키지 않는다. 이러한 탱크감지센서(693)는 근접 센서 등 공지된 다양한 센서가 이용될 수 있다.
상기 제어부(694)는 전술한 바와 같이, 상기 제 1 및 제 2 유체감지센서(691)(692)로부터 출력되는 신호와 상기 탱크감지센서(693)로부터 출력되는 신호에 따라 상기 구동모터(676)(686)의 구동 여부를 제어하기 위한 것으로서, 상기 제어부(694)의 기능에 대해서는 이하에서 상세히 설명한다.
이하, 전술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명의 제 6 실시예에 따른 동력발생장치에 동작에 대하여 설명한다.
우선, 도 25는 이동저장탱크(140)가 유체 저장부(131)에 근접한 상태에 있다. 이와 같은 상태에서 상기 이동저장탱크(140)는, 도 28에 도시된 바와 같이, 공급 스토퍼(672)에 의해 지지되어 중량물(120)보다 무거운 상태가 되어도 하강하지 않는다. 상기 유체 저장부(1341)로부터 상기 이동저장탱크(140)에 일정량 이상의 유체가 채워져 상기 제 1 유체감지센서(691)가 유체를 감지하면, 상기 제 1 유체감지센서(691)는 온(ON) 신호를 제어부(694)에 출력한다. 그러면, 제어부(694)가 공급 구동모터(676)를 구동시킨다. 그러면, 공급 구동모터(676)가 공급 와이어(675)를 감아서 당기게 되고, 이에 의해 공급 스토퍼(672)가 외측으로 후퇴하게 된다. 그러면, 도 29에 도시된 바와 같이, 이동저장탱크(140)는 하방으로 이동가능한 상태가 되어, 도 26에 도시된 바와 같이, 자중에 의해 하강하게 된다.
이동저장탱크(140)가 하강을 계속하여 배출 유지유닛(680)에 도달하면, 도 33에 도시된 바와 같이, 이동저장탱크(140)의 바닥면이 배출 스토퍼(682)가 경사면(682b)에 접촉하여 배출 스토퍼(682)를 외측으로 후퇴시킨다. 이에 의해 이동저장탱크(140)는, 도 27에 도시된 바와 같이, 유체 배출부(133)에 도달하게 된다. 유체 배출부(133)에 도달하여 회수 개폐부재(134)에 의해 이동저장탱크(140)의 유체가 유체 배출부(133)로 배출되기 시작하게 된다. 이때, 탱크감지센서(693)는 이동저장탱크(140)를 감지하여 온(ON) 신호를 제어부(694)에 출력한다. 이에 의해 제어부(694)는 제 2 유체감지센서(692)로부터 출력되는 신호에 따라 배출 구동모터(686)를 구동시키게 된다. 이동저장탱크(140)의 유체가 배출되어 이동저장탱크(140)가 중량물(120)보다 가벼워지면 이동저장탱크(140)는 상승하기 시작한다. 그러나 도 31에 도시된 바와 같이, 배출 스토퍼(682)에 의해 이동저장탱크(140)의 상승이 제한된다. 이동저장탱크(140)의 유체가 모두 배출되면, 제 2 유체감지센서(692)는 오프(OFF) 신호를 제어부(694)에 출력한다. 그러면 제어부(694)는, 배출 구동모터(686)를 구동시켜 배출 와이어(685)를 감아 당긴다. 그러면, 도 32에 도시된 바와 같이, 배출 스토퍼(682)가 외측으로 후퇴하게 되고, 이에 의해 이동저장탱크(140)는 상승을 할 수 있게 된다.
상승하면서 이동저장탱크(140)가 공급 유지유닛()에 도달하게 되면, 도 30에 도시된 바와 같이, 공급 스토퍼(672)의 경사면(672b)을 밀어 공급 스토퍼(672)를 외측으로 후퇴시키고 유체 저장부(131)로 이동하게 된다.
전술한 바와 같은 이동저장탱크(140)의 상하 방향 운동은 계속적으로 반복되게 되며, 이에 의해 발전과 같은 동력을 발생시키게 된다.
도 35 내지 도 38은 본 발명의 제 7 실시예에 따른 동력발생장치를 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 35를 참조하면, 본 발명의 제 7 실시예에서는 바다나 강과 같이 파도나 너울이 자연적으로 발생하는 장소에 효율적인 동력발생장치로 개량된 것이다. 본 실시예에서는 동력발생장치가 바다에 설치되는 것을 예시하여 설명한다.
본 발명의 제 7 실시예에서는, 도 35에 도시된 바와 같이, 유체 저장부(131)에 바닷물이 유입될 수 있도록 유입부(732)가 마련된다. 상기 유입부(732)는 유체 저장부(131)에 형성된 유입구(732a)와, 상기 유입구(732a)를 바닷물의 부력에 의해 선택적으로 막을 수 있도록 설치된 개폐도어(732b)를 포함한다.
상기 개폐도어(732b)는, 도 36에 도시된 바와 같이, 유체 저장부(131)에 유입된 바닷물이 적은 경우에는 자중에 의해 하부에 위치하게 된다. 따라서, 유체 저장부(131)의 유입구(732a)는 개방된 상태가 되고, 이에 의해 바닷물은 유입구(732a)를 통해 유체 저장부(131)에 유입된다. 바닷물이 유체 저장부(131)에 유입되면서 수위가 올라가면, 도 37과 같이, 개폐 문(732b)가 유입된 바닷물의 부력에 의해 상승하게 되고, 이에 의해 개폐 문(732b)가 유입구(732a)를 점진적으로 차단하게 된다. 유체 저장부(131)에 일정량 이상이 유입되면, 도 38에 도시된 바와 같이, 개폐도어(732b)는 유입구(732a)를 완전히 차단하게 된다. 이에 의해 유체 저장부(131)에 바닷물이 더 이상 유입되지 않게 된다. 그러나 본 실시예와 달리 유입구(732a)는 유체 저장부(131)의 상부를 개방하여 형성할 수도 있다. 그외에 파도 등에 의해 바닷물이 유체 저장부(131)에 유입될 수 있는 한 유입구는 다양한 장소 및 다양한 방법으로 구현될 수 있다.
한편, 본 실시예에서는, 도 35에 도시된 바와 같이, 유체 배출부(133)의 하부에 유체를 강제를 외부로 배출하는 강제 배출부(734)가 마련된다. 상기 강제 배출부(734)에는 수위감지센서(735)와 펌프(736)가 마련된다. 따라서, 이동저장탱그(140)로부터 유체 배출부(133)로 배출된 유체는 배출 공(133a)을 통해 강제 배출부(734)로 낙하 된다. 강제 배출부(734)에 일정량 이상의 유체가 채워지면 수위감지센서(735)가 온(ON) 신호를 펌프(736)에 출력한다. 그러면 펌프(736)가 구동되어 강제 배출부(734)의 유체를 흡입하여 외부로 토출시키게 되며, 상기 수위감지센서(735)로부터 오프(OFF) 신호가 출력될 때까지 펌프(736)의 구동은 계속된다. 한편, 상기 펌프(736)의 구동이 정지되면, 역류방지밸브(737)에 의해 유로가 차단되어 바닷물이 강제 배출부(734)로 유입되는 것이 방지된다.
이처럼, 바닷물의 파도를 이용하여 유체 저장부(131)에 바닷물을 유입시키고, 이와 같이 유입된 바닷물을 이용해 이동저장탱크(140)를 하강시킴으로써, 파도 에너지를 효율적으로 이용하여 동력을 발생시킬 수 있게 된다.
본 실시예에서는 강제 배출부(734)가 이동저장탱크 안내통(130)의 하부에 배치되는 것을 예시하였으나, 본 실시예와 달리 상기 강제 배출부(734)는 중량물 안내통(110)에 배치될 수 있다. 이러한 경우, 물론 유체 배출부(133)의 유체가 중량물 안내통(110)으로 회수될 수 있는 회수관이 본 발명의 제 1 실시예와 같이 설치된다.
또한, 본 실시예에서는 중량물 안내통(110)은 그 내부로 바닷물이 유입되는 것을 방지할 수 있는 기밀 구조로 제작될 수 있다. 이동저장탱크 안내통(130)도 유입부(732)를 제외하고는 나머지 부분을 기밀 구조로 제작할 수 있다. 또한, 공급 유지유닛(670)과 배출 유지유닛(680)도 기밀의 구조로 이동저장탱크 안내통(130)에 설치된다.
전술한 바와 같은 동력발생장치의 이동저장탱크(140)의 상하 방향 이동 및 공급 유지유닛(670)과 배출 유지유닛(680)의 작동원리는 제 6 실시예와 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 본 실시예에서는 바다나 강과 같이 파도나 너울이 자연적으로 발생하는 장소에 설치되는 것을 예시하였으나 ,본 실시예와 달리 상기 동력발생장치는 너울이 없는 수중에 설치되는 것도 가능하다.
도 39는 본 발명의 제 8 실시예에 따른 동력발생장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 39를 참조하면, 본 발명의 제 8 실시예에 따른 동력발생장치는 이동저장탱크(140)로부터 유체 배출부(133)로 배출된 유체는 회수관(135)을 통해 유체 저장부(211)로 이송된다. 그리고 유체 저장부(211)로 이송된 유체는 신축부재(712)에 의해 중량물 안내통(110)의 외부로 배출되다. 여기서, 상기 신축부재(712)의 배출관(712a)에는 역류방지밸브(712b)가 설치된다.
이와 같은 구성에 의해, 중량물(120)이 하강하여 신축부재(712)를 가압하면 신축부재(712)는 수축되면서 신축부재(712) 내부의 유체를 배출관(712a)을 통해 배출한다. 그리고 중량물(120)이 다시 상승하면, 상기 신축부재(712)는 신장하면서 유체 이송부(211)의 유체를 신축부재(712)의 내부로 흡입한다. 상기 신축부재(712) 내부로 유체를 흡입하는 원리는 본 발명의 제 2 실시예와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다. 신축부재(712) 내부로 유체를 흡입시 역류방지밸브(712b)는 배출관(712)을 차단하여 외부의 바닷물이 신축부재(712)의 내부로 유입되는 것을 방지하게 된다.
본 실시예에서는 역류방지밸브(712b)를 개념상 개략적으로 도시하였으나, 역류방지밸브는 다양한 제품이 공지되어 있으므로, 공지된 다양한 제품 중 어느 하나를 채택하여 배출관(712b)에 적용할 수 있다.
도 40은 본 발명의 제 9 실시예에 따른 동력발생장치를 개략적으로 나타낸 개념도이다.
제 9 실시예에 의하면, 외부의 유체를 공급하기 위한 유체 공급부(100)가 생략된다. 즉, 중량물(120)에 의해 가압된 유체가 이송관을 통해 유체 저장부(131)에 집수되고, 일정량 이상 집수된 유체 저장부(131)의 유체는 이동저장탱크(140)에 공급되어 상기 이동저장탱크(140)가 하강운동을 하게 된다. 그리고 이동저장탱크(140)는 유체 배출부(133)에서 유체를 배출하여 다시 회수관(135)을 통해 유체 이송부(111)에 유체를 이송시키고, 이에 의해 이동저장탱크(140)는 상승하게 된다.
이와 같은 구성에 의해 동력발생장치를 간소화시킬 수 있게 된다. 그 외에 구성 및 작동 원리는 본 발명의 제 1 실시예와 동일하므로, 상세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 동력발생장치는 아파트나 고지대 또는 다양한 장소의 물을 이용하여 동력을 발생시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 동력발생장치는 수중에서도 사용할 수 있고, 파도나 너울이 발생하는 바다나 강 등에서도 동력을 발생시키기 위해 사용될 수 있다.

Claims (20)

  1. 상하 방향으로 이동 가능한 중량물;
    상부에 유체 공급부로부터 공급된 유체를 집수하기 위한 유체 저장부가 마련되고, 하부에 유체 배출부가 마련되며, 상기 유체 저장부의 바닥면에는 상기 유체 저장부에 집수된 유체를 선택적으로 배출하기 위한 공급 개폐부가 마련된 이동저장탱크 안내통;
    상기 유체 저장부와 상기 유체 배출부의 사이에서 상하 방향으로 왕복이동 가능하게 상기 이동저장탱크 안내통에 수용되며, 상기 유체 저장부에 근접한 위치에서 상기 공급 개폐부를 통해 집수된 유체를 상기 유체 배출부에 근접한 위치에서 상기 유체 배출부에 선택적으로 배출하기 위한 회수 개폐부가 마련된 이동저장탱크; 및
    상기 이동저장탱크와 상기 중량물을 동력 전달 가능하게 연결하여 상기 중량물이 상방으로 이동시 상기 이동저장탱크를 하방으로 이동시키고 상기 중량물이 하방으로 이동시 상기 이동저장탱크를 상방으로 이동시키는 동력전달유닛을 포함하는 동력발생장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 중량물이 상하 방향 이동 가능하게 수용되는 중량물 안내통; 및
    이송관을 통해 상기 유체 저장부와 연통되게 연결되며, 상기 중량물 안내통과 상기 이동저장탱크 안내통 중 어느 하나의 하부에 마련되고, 상기 유체 배출부와 유체 이동가능하게 연결되며, 상기 유체 배출부로부터 유입된 유체를 상기 중량물과 상기 이동저장탱크 중 어느 하나의 자중에 의해 가압하여 상기 이송관을 통해 상기 유체 저장부로 이송시키는 유체 이송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력발생장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 유체 이송부는 상기 중량물 안내통의 하부에 마련되어 상기 유체 이송부의 유체가 상기 중량물의 자중에 의해 가압되며, 상기 유체 배출부의 유체가 유입되도록 상기 유체 배출부와 회수관을 통해 연통되는 것을 특징으로 하는 동력발생장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 이동저장탱크가 상기 유체 저장부에 근접한 위치에서 상기 공급 개폐부를 개방시킬 수 있도록 상기 이동저장탱크에 마련된 공급 개방부재; 및
    상기 이동저장탱크가 상기 유체 배출부에 근접한 위치에서 상기 회수 개폐부를 개방시킬 수 있도록 상기 유체 배출부에 마련된 회수 개방부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력발생장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 공급 개폐부는,
    상기 유체 저장부의 바닥면에 형성된 공급 구멍; 및
    자중에 의해 상기 공급 구멍을 폐쇄하도록 상기 유체 저장부의 바닥면에 회동 가능하게 설치되며, 상기 공급 개방부재에 의해 상방으로 회동되어 상기 공급 구멍을 개방시키는 공급 개폐부재를 포함하며,
    상기 회수 개폐부는,
    상기 이동저장탱크의 바닥면에 형성된 회수 구멍; 및
    자중에 의해 상기 회수 구멍을 폐쇄하도록 상기 이동저장탱크의 바닥면에 회동 가능하게 설치되며, 상기 회수 개방부재에 의해 상방으로 회동되어 상기 회수 구멍을 개방시키는 회수 개방부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력발생장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 유체 이송부는,
    상기 회수관을 통해 공급된 유체가 내부로 유입될 수 있도록 개구부가 마련되며, 상기 중량물에 의해 신축하면서 상기 개구부를 통해 내부로 유입된 유체를 상기 이송관을 통해 상기 유체 저장부로 이송시키는 신축부재; 및
    상기 개구부를 선택적으로 개폐할 수 있도록 상기 신축부재에 이동 가능하게 설치되며, 상기 중량물의 이동에 연동되어 이동하면서 상기 개구부를 선택적으로 개폐시키는 차단부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력발생장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체 저장부로부터 상기 이동저장탱크에 기준량 이상의 유체가 공급될 때까지 상기 유체 저장부의 근접한 위치에 유지될 수 있도록 상기 이동저장탱크의 하강을 제한하며, 상기 이동저장탱크에 기준량 이상의 유체가 공급되면 상기 이동저장탱크의 하강 제한을 해제하는 공급 유지유닛; 및
    상기 유체 배출부에 근접한 위치에서 상기 이동저장탱크의 유체가 기준량 이하가 될 때까지 상기 유체 배출부로 배출되도록 상기 이동저장탱크의 상승을 제한하며, 상기 이동저장탱크의 유체가 기준량 이하가 되면, 상기 이동저장탱크의 상승 제한을 해제시키는 배출 유지유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 동력발생장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 공급 유지유닛은,
    상기 이동저장탱크 안내통의 내부에 상하 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되는 공급 슬라이드 부재;
    상기 공급 슬라이드 부재를 상방으로 당기도록 인장력을 가하는 공급 슬라이드 스프링;
    상기 공급 슬라이드 부재의 일단에 상하방향으로 회전 가능하게 설치되는 공급 회동부재;
    상기 공급 슬라이드 부재에 상기 이동저장탱크 안내통의 반경 방향으로 슬라이드 가능하게 설치되어, 상기 공급 회동부재가 하방으로 회동하는 것을 선택적으로 제한하는 공급 스토퍼;
    상기 공급 스토퍼를 상기 이동저장탱크 안내통의 중심부방향으로 가압하는 공급 스토퍼 스프링;
    상기 공급 슬라이드 부재(271)의 타단에 마련된 공급 도르래; 및
    일단은 이동저장탱크 안내통에 고정되고 타단은 상기 공급 스토퍼(274)에 고정되어, 상기 공급 슬라이드 부재가 하방으로 이동시 상기 공급 스토퍼를 상기 이동저장탱크 안내통의 외주 방향으로 이동시켜 상기 공급 회동부재의 하방 회전 제한을 해제시키는 공급 와이어를 포함하며,
    상기 배출 유지유닛은,
    상기 이동저장탱크 안내통의 내부에 상하 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되는 배출 슬라이드 부재;
    상기 배출 슬라이드 부재를 상방으로 당기도록 상기 배출 슬라이드 부재에 인장력을 가하고, 상기 배출 슬라이드 부재가 상방으로 이동시 상기 슬라이드 부재를 하방으로 가압하는 배출 슬라이드 스프링;
    상기 배출 슬라이드 부재의 일단에 상방 및 하방으로 회전 가능하게 설치되는 배출 회동부재;
    상기 배출 회동부재가 하방으로 이동된 상태에서 상기 배출 회동부재를 원위치로 복귀시키는 회동 복귀 탄성체;
    상기 배출 회동부재가 상방으로 회동하는 것을 제한하는 배출 스토퍼;
    상기 배출 스토퍼를 상기 이동저장탱크 안내통의 중심부 방향으로 가압하는 배출 스토퍼 스프링;
    상기 배출 슬라이드 부재의 타단에 마련된 배출 도르래; 및
    상기 도르래의 일부를 감싸도록 일단은 이동저장탱크 안내통에 고정되고, 타단은 상기 배출 스토퍼에 고정되어 상기 배출 슬라이드 부재가 상기 배출 슬라이드 스프링의 탄성력을 이기고 상방으로 이동시 상기 배출 스토퍼를 상기 이동저장탱크 안내통의 외주 방향으로 이동시켜 상기 배출 회동부재의 상방 회전을 허용하는 배출 와이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력발생장치.
  9. 제 3 항에 있어서, 상기 동력전달유닛은,
    하나 이상의 도르래; 및
    상기 도르래의 적어도 일부를 감싸도록 배치되며, 일단은 상기 중량물에 고정되고 타단은 상기 이동저장탱크에 고정되는 동력전달 와이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력발생장치.
  10. 제 3 항에 있어서, 상기 동력전달유닛은,
    상기 중량물에 일단이 고정되는 제 1 랙기어;
    상기 이동저장탱크에 일단이 고정되는 제 2 랙기어; 및
    상기 이동저장탱크가 하강하면 상기 중량물이 상승하고 상기 이동저장탱크가 상승하면 상기 중량물이 하강하도록 상기 제 1 및 제 2 랙기어와 기어 결합되어 복수의 동력전달기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력발생장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 이동저장탱크 안내통의 하단부에 설치되며, 상기 이동저장탱크의 이동에 연동하여 상기 회수관을 선택적으로 개폐시키는 회수관 개폐유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 동력발생장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 회수관 개폐유닛은,
    상기 이동저장탱크 안내통의 내부에 승강 가능하게 설치되며, 상기 이동저장탱크의 승강 운동에 연동되어 상기 회수관을 선택적으로 차단하는 개폐부재; 및
    상기 개폐부재에 상기 회수관을 개방시키는 방향으로 탄성력을 작용하는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력발생장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 이동저장탱크의 저면에는 상기 개폐부재에 의해 상기 회수관이 차단되어 상기 유체 배출부에 집수된 유체에 의해 상승하는 부력부재가 마련된 것을 특징으로 하는 동력발생장치.
  14. 제 3 항에 있어서,
    상기 유체 배출부의 바닥면에는,
    상기 이동저장탱크의 바닥면과 상기 유체 배출부의 바닥면 사이에 일정한 간격을 유지하여 상기 이동저장탱크의 유체가 상기 회수 개폐부를 통해 상기 회수관으로 유입될 수 있도록 이격부재가 마련된 것을 특징으로 하는 동력발생장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    이송관을 통해 상기 유체 저장부와 연통되게 연결되고, 상기 이동저장탱크 안내통의 하부에 마련되며, 상기 유체 배출부와 유체 이동가능하게 연결된 유체 이송부를 더 포함하며,
    상기 유체 배출부로부터 상기 유체 이송부에 유입된 유체가 상기 이동저장탱크의 자중에 의해 가압되어 상기 이송관을 통해 상기 유체 저장부로 이송되는 것을 특징으로 하는 동력발생장치.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체 저장부로부터 상기 이동저장탱크에 기준량 이상의 유체가 공급될 때까지 상기 유체 저장부의 근접한 위치에 유지될 수 있도록 상기 이동저장탱크의 하강을 제한하며, 상기 이동저장탱크에 기준량 이상의 유체가 공급되면 상기 이동저장탱크의 하강 제한을 해제하기 위한 공급 유지유닛;
    상기 유체 배출부에 근접한 위치에서 상기 이동저장탱크의 유체가 기준량 이하가 될 때까지 상기 유체 배출부로 배출되도록 상기 이동저장탱크의 상승을 제한하며, 상기 이동저장탱크의 유체가 기준량 이하가 되면, 상기 이동저장탱크의 상승 제한을 해제시키기 위한 배출 유지유닛;
    상기 유체 저장부로부터 하부로 돌출되게 마련되며, 상기 이동저장탱크에 채워진 유체의 수위를 감지하는 제 1 유체감지센서;
    상기 유체 배출부에 마련되며 상기 이동저장탱크에 잔존하는 유체의 수위를 감지하기 위한 제 2 유체감지센서; 및
    상기 제 1 유체감지센서에 의해 감지된 상기 이동저장탱크의 수위가 제 1 기준값 이상인 경우 상기 이동저장탱크의 하강이 가능하도록 상기 공급 유지유닛을 제어하고, 상기 제 2 유체감지센서에 의해 감지된 상기 이동저장탱크의 수위가 제 2 기준값 이하인 경우 상기 이동저장탱크의 상승이 가능하도록 상기 배출 유지유닛을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력발생장치.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체 공급부는 동력발생장치가 일정 부분 잠기는 물이며,
    상기 유체 저장부에는 상기 물이 유입되는 유입부가 마련된 것을 특징으로 하는 동력발생장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 유입부는,
    상기 물이 유입될 수 있도록 상기 유체 저장부에 마련된 유입구; 및
    상기 유체 저장부에 유입된 물의 양에 따라 상기 유입구를 선택적으로 개폐시키는 개폐도어를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력발생장치.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 이동저장탱크로부터 상기 유체 배출부로 배출된 유체가 집수되는 강제 배출부;
    상기 강제 배출부의 수위를 감지하기 위한 수위감지센서;
    상기 수위감지센서에 의해 감지된 상기 강제 배출부의 수위가 기준값 이상이면 상기 강제 배출부의 유체를 외부로 송출하는 펌프;
    상기 물이 상기 강제 배출부로 역류되어 유입되는 것을 방지하기 위한 역류방지밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력발생장치.
  20. 중량물 안내통;
    상기 중량물 안내통에 상하 방향으로 이동 가능하게 수용되는 중량물;
    상부에 유체 저장부가 마련되고, 상기 유체 저장부의 바닥면에는 상기 유체 저장부에 집수된 유체를 선택적으로 배출하기 위한 공급 개폐부가 마련되며, 하부에는 유체 배출부가 마련된 이동저장탱크 안내통;
    상기 유체 저장부와 상기 유체 배출부의 사이에서 상하 방향으로 왕복이동 가능하게 상기 이동저장탱크 안내통에 수용되며, 상기 유체 저장부에 근접한 위치에서 상기 공급 개폐부를 통해 집수된 유체를 상기 유체 배출부에 근접한 위치에서 상기 유체 배출부에 선택적으로 배출하기 위한 회수 개폐부가 마련된 이동저장탱크;
    상기 이동저장탱크와 상기 중량물을 동력 전달 가능하게 연결하여 상기 중량물이 상방으로 이동시 상기 이동저장탱크를 하방으로 이동시키며 상기 중량물이 하방으로 이동시 상기 이동저장탱크를 상방으로 이동시키는 동력전달유닛; 및
    상기 중량물 안내통의 하부에 마련되고, 이송관을 통해 상기 유체 저장부와 연통되게 연결되며, 상기 유체 배출부와 회수관을 통해 연통되게 연결된 유체 이송부를 포함하며,
    상기 유체 이송부는 상기 유체 배출부로부터 회수관을 통해 유입된 유체를 상기 중량물의 자중으로 가압하여 상기 이송관을 통해 상기 유체 저장부에 공급하는 것을 특징으로 하는 동력발생장치.
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