WO2012057524A2 - 발전장치 - Google Patents

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WO2012057524A2
WO2012057524A2 PCT/KR2011/008037 KR2011008037W WO2012057524A2 WO 2012057524 A2 WO2012057524 A2 WO 2012057524A2 KR 2011008037 W KR2011008037 W KR 2011008037W WO 2012057524 A2 WO2012057524 A2 WO 2012057524A2
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compressed air
air
flywheel
rotating shaft
compression
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PCT/KR2011/008037
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WO2012057524A3 (ko
Inventor
정의섭
Original Assignee
Jeong Euisub
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Publication date
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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
    • F03G3/00—Other motors, e.g. gravity or inertia motors
    • F03G3/08—Other motors, e.g. gravity or inertia motors using flywheels

Definitions

  • the present invention relates to a power generator, and more particularly, to a power generator with improved power generation efficiency.
  • an energy storage system using a flywheel rotates a flywheel installed on a rotating shaft by rotating a motor using surplus power, and stores an inertial energy of the flywheel, and is a conventional mechanical energy storage device and a chemical energy storage device. Compared to the energy storage efficiency is excellent.
  • the flywheel energy storage device includes a flywheel for storing inertial energy and a motor for driving the flywheel.
  • the flywheel of the flywheel energy storage device uses more composite materials than ordinary metals to increase the tensile strength, thereby enabling high-speed rotation.
  • most of the pneumatic power generating device is to produce mechanical energy by a system that inhales, compresses, expands, and exhausts the air to move the engine for rotational movement and linear movement.
  • the power generator using such a pneumatic has an advantage that it is environmentally friendly compared to the power generator for generating power by burning fossil fuel.
  • the technical problem to be achieved by the present invention is to provide a power generation device with improved power generation efficiency.
  • the present invention compresses the air while the compression rotor rotates, the air compression unit for discharging the compressed high-pressure air;
  • One side is provided in the center of the compression rotor to rotate integrally with the compression rotor, the inner side of the rotating shaft is formed in the longitudinal direction of the compressed air storage tube with an open upper end;
  • a compressed air supply line having one end connected to the air compression unit and the other end connected to an upper end of the compressed air storage pipe to guide the high pressure air discharged from the air compression unit into the compressed air storage pipe; It is integrally provided on the other side of the rotary shaft to obtain a primary rotational force by the rotary shaft, while increasing the rotational force of the rotary shaft while obtaining a secondary rotational force with the driving force generated while the compressed air supplied to the compressed air storage pipe is discharged Flywheel unit; And it is connected to the lower end of the rotary shaft provides a power generator comprising a generator for generating electricity by the rotational force of the rotary shaft.
  • the air compression unit has a first space is formed to form an outer shape and the compression rotor inside, an air inlet line for guiding the outside air into the first space, and compressed air compressed after the inlet It comprises a compression housing having an air discharge line for guiding to be discharged, the compression housing is preferably provided with a first bearing and a second bearing for supporting the rotating shaft.
  • the upper end of the rotary shaft is preferably provided with a third bearing to allow the rotary shaft to rotate independently of the fixed compressed air supply line while allowing the compressed air storage tube and the compressed air supply line to pass through.
  • the inner upper end of the compressed air storage pipe is formed larger than the inner diameter of the compressed air supply line and smaller than the inner diameter of the compressed air storage pipe to selectively open and close the compressed air supply line so that the compressed air is compressed air Valve ball to be introduced into the storage pipe;
  • the lower end is in close contact with the upper surface of the support portion, the upper end is in close contact with the valve ball is preferably provided with a check valve comprising an elastic member for supporting the valve ball in the compressed air supply line direction.
  • the flywheel unit may have an outer shape and a second space formed therein, and a flywheel housing having a pair of exhaust parts symmetrically formed such that the second space is connected to the outside; And a compressed air tank coupled to the rotating shaft and provided in the second space, and connected to the compressed air storage tube to accommodate high-pressure air therein, and a pair of agents connected to the compressed air tank and formed in a radial direction. It is preferably made of a flywheel connected to the discharge pipe and the first discharge pipe and formed in parallel to each other in the opposite direction to guide the discharge of the compressed air is formed.
  • the exhaust unit has an expansion chamber which is formed perpendicular to the second discharge pipe and has a collision surface in which the compressed air discharged from the second discharge tube hits, and an expansion space in which the compressed air impinged on the collision surface is expanded. It is preferable to form more.
  • One end of the second discharge pipe is connected to the first discharge pipe, and the other end is opened to the outside of the flywheel, and one end of the second discharge pipe is configured to discharge compressed air discharged from the second discharge pipe. It is preferable that a driving force application part is formed which extends in a direction opposite to the discharge direction and applies a reaction force generated when the compressed air discharged from the second discharge pipe collides with the collision surface.
  • the flywheel housing is preferably provided with a fourth bearing and a fifth bearing for supporting the rotating shaft.
  • the high pressure compressed air is discharged from the inside of the flywheel, and the energy consumed in the compressed rotor compressing the air by using the driving force obtained from the discharged compressed air as the rotational energy of the flywheel, the energy required to rotate the flywheel,
  • the effect of supplementing the energy required to rotate the generator rotor of the generator can improve the overall efficiency.
  • the second discharge pipe is formed parallel to each other in the opposite direction relative to the center of the flywheel so that the compressed air discharged by the discharged compressed air can be effectively applied to the flywheel, through which the rotation of the flywheel Energy can be increased.
  • the driving force is applied to the opposite side of the compressed air is discharged from the second discharge pipe is formed so that the reaction force generated when the compressed air hits the surface can be effectively transmitted to the flywheel.
  • the rotational force of the rotating shaft can be well transmitted to the flywheel because the expansion ratio for the centrifugal force or heat generated during the high speed rotation is the same.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a power generation device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line B-B in FIG.
  • FIG 4 and 5 are exemplary views showing the operating state of the flywheel unit of the power generation apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a power generator according to a second embodiment of the present invention.
  • flywheel unit 61 flywheel housing
  • propulsion force application 79,79a first, second exhaust device
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a power generation apparatus according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 1
  • FIGS. Exemplary diagram showing an operating state of the flywheel unit of the power generation apparatus according to the first embodiment of the invention.
  • the power generation device may include an air compression unit 10, a rotary shaft 40, a compressed air supply line 50, a flywheel unit 60 and a generator 90.
  • the air compression unit 10 compresses and discharges air in the atmosphere
  • the compressed air supply line 50 preferably supplies the discharged high pressure compressed air to the inside of the rotary shaft 40.
  • the compressed air supplied to the inside of the rotary shaft 40 is preferably introduced into the flywheel 70 of the flywheel unit 60 is discharged, this time, the driving force by the discharged compressed air is the flywheel 70 As applied to), the rotational energy of the flywheel 70 is reinforced. Therefore, as the rotating shaft 40 rotates, the rotational energy of the rotating shaft 40 lost in the process of generating electrical energy in the generator 90 may be reinforced by the driving force, thereby improving efficiency.
  • the air compression unit 10 includes a compression housing 20 and a compression rotor 30.
  • the compression housing 20 forms the outer shape of the air compression unit 10, and the first space 22 is formed inside.
  • the first space 22 may be formed at the center of the compression housing 20, and an air inlet 26 may be formed at one side of the first space 22.
  • an air inlet line 24 may be formed at one side of the compression housing 20 so that the outside of the air inlet 26 and the compression housing 20 is connected.
  • an air compression unit 27 may be formed at the other side of the first space 22, and the outside of the compression housing 20 may be connected to the air compression unit 27 and the compression housing 20.
  • An air discharge line 28 may be formed at the other side.
  • a first connection hose 80 may be further connected to the air inlet line 24, and high-pressure air is supplied to the first space 22 through the first connection hose 80. May be
  • the compression rotor 30 is provided in the first space 22.
  • the rotation shaft 40 is coupled to the center of the compression rotor 30, the compression rotor 30 is rotated about the rotation shaft (40).
  • the rotating shaft 40 is provided in the center of the compression rotor 30, it is provided eccentrically from the center of the first space (22).
  • the compression rotor 30 rotates eccentrically in the first space 22.
  • the compression rotor 30 may obtain a rotational force by electricity provided separately from the outside.
  • the upper and lower portions of the compression housing 20 the inner surface is coupled to the outer surface of the rotation shaft 40, the outer surface is coupled to the compression housing 20 to support the rotation shaft 40 to rotate
  • the first bearing 36 and the second bearing 37 may be provided respectively.
  • the compression rotor 30 may have a plurality of sliding grooves 31 in a radial direction in a radial direction, and the sliding groove 31 may be compressed to be movable in the longitudinal direction of the sliding groove 31.
  • Plate 34 may be provided.
  • the compression plates 34 slide radially by the centrifugal force generated at the time of rotation, and each of the compression plates 34 protrudes from the compression rotor. As the 30 rotates, the air is pushed and moved in one direction (from the air inlet 26 to the air compressor 27).
  • the compression plate 34 which moves air to the air compression unit 27, slides into the sliding groove 31 while the end is in contact with the inner surface of the first space 22, and then, As it passes near the air inlet line 24, it is repeated again by the centrifugal force to push out the air introduced into the air inlet line 24.
  • each of the compression plates 34 is compressed while passing through the air compression unit 27, and the compressed air is discharged through the air discharge line 28.
  • the inside of the rotary shaft 40 is preferably a compressed air storage tube 41 in the longitudinal direction of the rotary shaft 40 is formed.
  • the compressed air storage tube 41 is preferably formed so that the upper end is opened through the upper end of the rotating shaft 40.
  • the air discharge line 28 and the compressed air storage pipe 41 is preferably connected by the compressed air supply line 50.
  • the compressed air supply line 50 is one end is connected to the air discharge line 28, the other end is preferably connected to the upper end of the rotary shaft (40).
  • the compressed air supply line 50 may be made of a metal material having high pressure resistance.
  • a third bearing 38 may be provided between the upper end of the rotating shaft 40 and the compressed air supply line 50.
  • an appropriate bearing may be used without being limited to a specific type.
  • the rotating shaft 40 and the compression rotor 30 can be rotated in the state in which the compression housing 20 and the compressed air supply line 50 are fixed, and the compression housing 20 is generated.
  • Compressed air may be supplied to the compressed air storage pipe 41 through the compressed air supply line 50.
  • a check valve 55 is provided at an inner upper end of the compressed air storage pipe 41.
  • the check valve 55 may include a valve ball 56, a support 57, and an elastic member 58.
  • the support 57 is formed to protrude into the compressed air storage tube 41.
  • the elastic member 58 may be provided above the support 57, and the valve ball 56 may be provided above the elastic member 58.
  • the inner diameter of the compressed air storage pipe 41 is preferably larger than the inner diameter of the compressed air supply line 50, the outer diameter of the valve ball 56 of the compressed air supply line 50 It is preferable that the inner diameter is larger than the inner diameter of the compressed air storage tube 41.
  • the elastic member 58 the lower end is in close contact with the upper surface of the support portion 57, the upper end is in close contact with the valve ball 56, that is, supply the compressed air upward, that is, the compressed air It is preferable to support the shot in the direction of the line 50.
  • the compressed air may not be introduced into the compressed air storage pipe 41, but also the compressed air stored in the compressed air storage pipe 41 may also be prevented from being discharged back into the compressed air supply line 50. do.
  • the flywheel unit 60 is preferably provided below the air compression unit 10.
  • the flywheel unit 60 preferably includes a flywheel housing 61 and a flywheel 70.
  • the flywheel housing 61 forms an outer shape of the flywheel unit 60, and a second space 62 is formed inside.
  • flywheel 70 is preferably provided in the second space 62.
  • the second space 62 is preferably formed to correspond to the shape of the flywheel 70, the inner surface of the second space 62 and the outer surface of the flywheel 70 are spaced at a minute interval. This is preferred.
  • the rotation shaft 40 is preferably connected to the central portion of the flywheel 70, and through this, the flywheel 70 may be integrally rotated together with the rotation shaft 40.
  • the compression rotor 30, the rotary shaft 40 and the flywheel 70 may be made integrally, in this case, the rotational force of the rotary shaft 40 is the same as the expansion rate for the centrifugal force or heat generated during high-speed rotation There is an effect that can be well transmitted to the flywheel (70).
  • compression rotor 30, the rotating shaft 40 and the flywheel 70 may be made of a separate and combined of course.
  • the lower end of the rotating shaft 40 is preferably extended further from the lower side to the bottom surface of the flywheel (70).
  • the lower end of the rotary shaft 40 is preferably connected to the power generator rotor (not shown) of the generator 90 provided on the lower side of the flywheel unit 60.
  • the inertia energy of the flywheel 70 that rotates in conjunction with the rotation of the rotary shaft 40 is used, so that the generator 90 is capable of producing electrical energy while the power rotor rotates.
  • a fourth bearing 68 and a fifth bearing 69 are disposed on the upper and lower portions of the center of the flywheel housing 61 so that the rotation shaft 40 of the flywheel housing 61 can be rotatably supported. It is preferred to be provided.
  • the fourth bearing 68 and the fifth bearing 69, the inner surface may be coupled to the outer surface of the rotation shaft 40, the outer surface may be coupled to the flywheel housing 61.
  • the compressed air tank 71 is preferably formed inside the flywheel 70.
  • the compressed air tank 71 may be formed around the compressed air storage pipe 41, and the compressed air tank 71 and the compressed air storage pipe 41 are connected by a connection pipe 72. Can be connected.
  • the compressed air introduced into the compressed air storage tube 41 can also be introduced into the compressed air tank 71 through the connecting tube 72.
  • first discharge pipe 75 and a second discharge pipe 76 are formed inside the flywheel 70 to guide the compressed air of the compressed air tank 71 to the outside of the flywheel 70. This is preferred.
  • the first discharge pipe 75 is preferably one end is connected to the compressed air tank 71 and formed in the radial direction.
  • first discharge pipe (75) is preferably formed at least one pair, preferably is formed to be symmetrical with each other based on the central portion of the flywheel (70).
  • one end of the second discharge pipe 76 is connected to the other end of the first discharge pipe 75, and the other end is preferably formed to open to the outside of the flywheel (70).
  • the pair of the second discharge pipe 76 is preferably formed in parallel to each other in the opposite direction.
  • the compressed air stored in the compressed air storage tube 41 and the compressed air tank 71 is the outside of the flywheel 70 through the first discharge pipe 75 and the second discharge pipe 76. It can be discharged to.
  • the flywheel housing 61 may be provided with a pair of exhaust parts 63 to connect the outside of the second space 62 and the flywheel housing 61.
  • the exhaust portion 63 may be formed to be symmetrical with respect to the center portion of the flywheel housing 61, preferably of the second discharge pipe 76 is opened to the outside of the flywheel (70) It may be formed to correspond to the other end.
  • the exhaust part 63 may be formed of an expansion chamber 64 and an exhaust pipe 65.
  • the expansion chamber 64 may be formed to have an expansion space 66 therein. In the expansion space 66, compressed air discharged from the second discharge pipe 76 is introduced and expanded. .
  • the amount of air discharged from the second discharge pipe 76 is the compressed air storage pipe 41. This is less than the amount of air entering the stream.
  • the compressed air storage pipe 41 and the compressed air tank 71 can be stored in the compressed air.
  • a collision surface 67 may be formed at one side of the expansion chamber 64, and the collision surface 67 is perpendicular to the second discharge pipe 76, more specifically, the second discharge. It may be formed perpendicular to the discharge direction of the compressed air discharged from the tube (76).
  • the other end of the second discharge pipe 76 is located in the expansion chamber 64, and the second discharge pipe 76 instantaneously discharges a large amount of compressed air.
  • the compressed air discharged from the second discharge pipe (76) flows into the expansion chamber (64) to collide with the collision surface (67), so that the reaction force is such that the flywheel (70) rotates. Will act as a driving force.
  • one end of the second discharge pipe 76 is preferably a driving force application portion 77 is formed extending in the direction opposite to the direction in which air is discharged through the second discharge pipe (76).
  • the propulsion force applying unit 77 When the compressed air discharged from the second discharge pipe 76 hits the collision surface 67, the propulsion force applying unit 77 has a reaction force transmitted to the compressed air inside the second discharge pipe 76. It can be gathered, the reaction force may act as a driving force (rotation energy) to rotate the flywheel 70.
  • the flywheel 70 is rotated to obtain a primary rotational force by the rotating shaft 40 rotates in conjunction with the rotation of the compression rotor 30, flowed into the compressed air storage pipe 41 Compressed air is discharged from the second discharge pipe (76) to obtain a secondary rotational force by the driving force generated while colliding with the collision surface 67 to rotate.
  • the high-speed compressed air is discharged from the inside of the flywheel 70, and the rotational speed of the flywheel 70 may be increased by using the driving force obtained from the discharged compressed air as the rotational energy of the flywheel 70. have.
  • the second discharge pipe 76 is formed in parallel to the opposite direction with respect to the center of the flywheel 70 so that the compressed air discharged by the compressed air discharged to the flywheel 70 effectively It may be applied, and through this, the rotational energy transmitted to the flywheel 70 may be further increased.
  • the generator 90 and the energy consumed for the rotation of the compression rotor 30 by supplementing the driving force obtained by the compressed air discharged from the inside of the flywheel 70 with the rotational energy of the flywheel 70. Since the effect of supplementing the energy required to rotate the power of the rotor can be improved efficiency.
  • the compressed air expanded in the expansion chamber 64 may be discharged to the outside of the flywheel housing 61 through the exhaust pipe 65.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a power generator according to a second embodiment of the present invention.
  • the air supplied to the above-mentioned air compression unit may be compressed air, and other components are the same as the above-described first embodiment, and thus description thereof is omitted.
  • an end of the exhaust pipe 65 may further include a first exhaust device 79 for selectively controlling the exhaust of the compressed air.
  • the first exhaust device 79 may be a device using a valve
  • the valve may be a valve of various types, including a through ball valve.
  • a second connection hose 81 may be further connected to the exhaust pipe 65, and the second connection hose 81 may be connected to an air inflow line 24.
  • a third connection hose 82 may be further connected to the air inlet line 24.
  • the third connection hose 82 may be directly connected to the second connection hose 81, or one side may be The other side may be connected to the air inlet line 24 and the other side may be connected by a separate adapter (not shown) provided to couple the second connection hose 81 and the third connection hose 83, respectively.
  • a second exhaust device 79a may be further provided in the exhaust pipe 65 so that the compressed air can be selectively exhausted to the third connection hose 82.
  • the compressed air storage pipe 41 the compressed air tank 71, the first and second discharge pipes (75, 76) and the exhaust portion 63 is compressed
  • the air can be stored.
  • the compressed air stored in the flywheel 70 is discharged through the second connection hose 81 and flows into the air inlet line 24 to compress the rotor. It may also function as a rotational energy capable of rotating the 30.
  • an ON / OFF switch for selectively supplying electricity to the compression rotor 30, a rotation speed sensor (not shown) for detecting the rotation speed of the compression rotor 30, and the A control device (not shown) for controlling the ON / OFF switch may be further provided according to the rotation speed of the compression rotor 30 detected by the rotation speed detection sensor.
  • the control device When the rotation speed of the compression rotor 30 sensed by the rotation speed detection sensor is equal to or less than a reference range, the control device operates to control the ON / OFF switch to ON to rotate the compression rotor 30. It is desirable to allow electricity to be supplied again.

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Abstract

본 발명은 발전 효율이 향상된 발전장치에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 발전장치는 공기압축유닛, 회전축, 압축공기 공급라인, 플라이휠유닛 그리고 발전기를 포함하여 이루어진다. 여기서, 공기압축유닛은 압축로터가 회전하면서 공기를 압축하고, 압축된 고압의 공기를 배출한다. 회전축은 일측이 압축로터의 중앙에 구비되어 압축로터와 일체로 회전하고, 내측에는 상단부가 개방된 압축공기 저장관이 길이방향으로 형성된다. 압축공기 공급라인은 일단부는 공기압축유닛에 연결되고, 타단부는 압축공기 저장관의 상단부에 연결되어 공기압축유닛에서 배출되는 고압의 공기가 압축공기 저장관으로 유입되도록 안내한다. 플라이휠유닛은 회전축의 타측에 일체로 구비되어 회전축에 의해 1차 회전력을 얻고, 압축공기 저장관으로 공급되는 압축공기가 배출되면서 발생하는 추진력으로 2차 회전력을 얻어 회전하면서 회전축의 회전력을 증가시킨다. 그리고, 발전기는 회전축의 하단부에 연결되어 회전축의 회전력에 의해 전기를 발생한다.

Description

발전장치
본 발명은 발전장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발전 효율이 향상된 발전장치에 관한 것이다.
일반적으로, 플라이휠을 이용한 에너지 저장 시스템은 잉여의 전력을 이용하여 모터를 회전시켜 회전축에 설치된 플라이휠을 회전시키고, 상기 플라이휠의 관성에너지를 저장하는 시스템으로서, 기존의 기계적 에너지 저장장치와 화학적 에너지 저장장치에 비해 에너지 저장 효율이 우수하다는 장점이 있다.
이러한 플라이휠 에너지 저장장치는 관성에너지를 저장하는 플라이휠과, 상기 플라이휠을 구동시키는 모터로 이루어진다.
상기 플라이휠 에너지 저장장치의 플라이휠은 인장강도를 높이기 위해 일반금속보다는 복합재료를 많이 사용하고 있으며, 이를 통해 고속회전이 가능하게 되었다.
그러나, 플라이휠의 회전에너지가 모터에 의해서만 전달됨으로 인하여, 상기 플라이휠의 회전수를 증가시키기 위해서는 모터의 구동속도를 증가시켜야 하므로 보다 큰 전력이 필요하거나, 고성능의 모터가 요구되는 문제점이 있다.
한편, 대부분의 공압을 이용한 동력발생장치는 공기를 흡입, 압축, 팽창, 배기하는 시스템에 의해 기계에너지를 생산하여 회전운동과 직선운동 등을 하는 기관을 움직이고 있다.
그런데, 이러한 공압을 이용한 동력발생장치는 화석연료 등을 연소시켜 동력을 발생하는 동력발생장치에 비해 친환경적이라는 장점이 있다.
이에, 플라이휠과 공압을 이용하여 에너지를 생산할 수 있는 발전장치에 대한 연구가 요구된다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 발전 효율이 향상된 발전장치를 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 압축로터가 회전하면서 공기를 압축하고, 압축된 고압의 공기를 배출하는 공기압축유닛; 일측이 상기 압축로터의 중앙에 구비되어 상기 압축로터와 일체로 회전하고, 내측에는 상단부가 개방된 압축공기 저장관이 길이방향으로 형성되는 회전축; 일단부는 상기 공기압축유닛에 연결되고, 타단부는 상기 압축공기 저장관의 상단부에 연결되어 상기 공기압축유닛에서 배출되는 고압의 공기가 상기 압축공기 저장관으로 유입되도록 안내하는 압축공기 공급라인; 상기 회전축의 타측에 일체로 구비되어 상기 회전축에 의해 1차 회전력을 얻고, 상기 압축공기 저장관으로 공급되는 압축공기가 배출되면서 발생하는 추진력으로 2차 회전력을 얻어 회전하면서 상기 회전축의 회전력을 증가시키는 플라이휠유닛; 그리고 상기 회전축의 하단부에 연결되어 상기 회전축의 회전력에 의해 전기를 발생하는 발전기를 포함하여 이루어지는 발전장치를 제공한다.
여기서, 상기 공기압축유닛은 외형을 형성하고 내측에 상기 압축로터가 구비되도록 제1공간이 형성되고, 상기 제1공간으로 외부 공기가 유입되도록 안내하는 공기 유입라인과, 유입된 후 압축된 압축공기가 배출되도록 안내하는 공기 배출라인을 가지는 압축하우징을 포함하여 이루어지고, 상기 압축하우징에는 상기 회전축을 지지하는 제1베어링과 제2베어링이 구비됨이 바람직하다.
그리고, 상기 회전축의 상단부에는 상기 압축공기 저장관과 상기 압축공기 공급라인이 통하도록 하면서 고정된 상기 압축공기 공급라인과는 독립적으로 상기 회전축이 회전되도록 하는 제3베어링이 구비됨이 바람직하다.
또한, 상기 압축공기 저장관의 내측 상단부에는, 상기 압축공기 공급라인의 내측 지름보다는 크고 상기 압축공기 저장관의 내측 지름 보다는 작게 형성되어 상기 압축공기 공급라인을 선택적으로 개폐하여 압축 공기가 상기 압축공기 저장관으로 유입되도록 하는 밸브볼; 상기 압축공기 저장관의 내측으로 돌출된 지지부; 그리고 하단부는 상기 지지부의 상면에 밀착되고, 상단부는 상기 밸브볼에 밀착되어 상기 밸브볼을 상기 압축공기 공급라인 방향으로 탄발 지지하는 탄성부재를 포함하여 이루어지는 체크밸브가 구비됨이 바람직하다.
그리고, 상기 플라이휠유닛은 외형을 형성하고 내측에는 제2공간이 형성되며, 상기 제2공간이 외부로 연결되도록 서도 대칭되게 한 쌍의 배기부가 형성되는 플라이휠 하우징; 그리고 상기 회전축과 결합되어 상기 제2공간에 구비되며, 내측에는 상기 압축공기 저장관과 연결되어 고압의 공기가 수용되는 압축공기탱크, 상기 압축공기탱크와 연결되고 반경방향으로 형성되는 한 쌍의 제1토출관 및 상기 제1토출관에 연결되고 서로 반대방향으로 평행하게 형성되어 압축공기의 배출을 안내하는 제2토출관이 형성되는 플라이휠을 포함하여 이루어짐이 바람직하다.
또한, 상기 배기부에는 상기 제2토출관과 수직하게 형성되어 상기 제2토출관에서 배출되는 압축공기가 부딪히는 충돌면과, 상기 충돌면에 충돌된 압축공기가 팽창되는 팽창공간을 가지는 팽창실이 더 형성됨이 바람직하다.
그리고, 상기 제2토출관의 일단부는 상기 제1토출관과 연결되고, 타단부는 상기 플라이휠의 외측으로 개방되며, 상기 제2토출관의 일단부에는 상기 제2토출관에서 토출되는 압축공기의 토출방향의 반대방향으로 연장형성되어 상기 제2토출관에서 토출되는 압축공기가 상기 충돌면에 충돌할 때 발생되는 반력이 가해지는 추진력 적용부가 형성됨이 바람직하다.
또한, 상기 플라이휠 하우징에는 상기 회전축을 지지하는 제4베어링과 제5베어링이 구비됨이 바람직하다.
본 발명에 따른 발전장치의 효과를 설명하면 다음과 같다.
첫째, 플라이휠의 내측에서 고압의 압축공기가 토출되도록 하고, 토출된 압축공기로부터 얻어지는 추진력을 상기 플라이휠의 회전에너지로 이용함으로써 공기를 압축하는 압축로터에서 소비되는 에너지, 상기 플라이휠을 회전시키는데 필요한 에너지 그리고 발전기의 발전로터를 회전시키는데 소요되는 에너지를 보완하는 효과가 있어 전체적인 효율이 향상될 수 있다.
둘째, 제2토출관이 플라이휠의 중심을 기준으로 서로 반대방향으로 평행하게 형성되어 압축공기가 토출되도록 함으로써 토출되는 압축공기로 인한 추진력이 상기 플라이휠에 효과적으로 적용될 수 있고, 이를 통해, 상기 플라이휠의 회전에너지가 증가될 수 있다.
셋째, 제2토출관에서 압축공기가 토출되는 곳의 반대편에 추진력 적용부가 형성되어 압축공기가 면에 부딪히면서 발생되는 반력이 모이도록 함으로써 추진력이 플라이휠에 효과적으로 전달될 수 있다.
넷째, 회전축과 플라이휠 그리고 압축로터가 일체로 이루어지는 경우 고속회전시 발생되는 원심력이나 열에 대한 팽창률이 같아 상기 회전축의 회전력이 상기 플라이휠에 잘 전달될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 발전장치를 나타낸 단면예시도.
도 2는 도 1의 A-A선 단면도.
도 3은 도 1의 B-B선 단면도.
도 4 및 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 발전장치의 플라이휠유닛의 작동상태를 나타낸 예시도.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 발전장치를 나타낸 단면예시도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 공기압축유닛 20: 압축하우징
22: 제1공간 24: 공기 유입라인
28: 공기 배출라인 30: 압축로터
31: 슬라이딩홈 34: 압축판
36: 제1베어링 37: 제2베어링
38: 제3베어링 40: 회전축
41: 압축공기 저장관 50: 압축공기 공급라인
55: 체크밸브 56: 밸브볼
57: 지지부 58: 탄성부재
60: 플라이휠유닛 61: 플라이휠 하우징
62: 제2공간 63: 배기부
64: 팽창실 65: 배기관
66: 팽창공간 67: 충돌면
68: 제4베어링 69: 제5베어링
70: 플라이휠 71: 압축공기탱크
75: 제1토출관 76: 제2토출관
77: 추진력 적용부 79,79a: 제1,제2배기장치
80,81,82: 제1,제2,제3연결호스 90: 발전기
상기의 기술적 과제를 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 발전장치를 나타낸 단면예시도이고, 도 2는 도 1의 A-A선 단면도이고, 도 3은 도 1의 B-B선 단면도이고, 도 4 및 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 발전장치의 플라이휠유닛의 작동상태를 나타낸 예시도이다.
도 1 내지 도 5에서 보는 바와 같이, 상기 발전장치는 공기압축유닛(10), 회전축(40), 압축공기 공급라인(50), 플라이휠유닛(60) 그리고 발전기(90)를 포함하여 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 공기압축유닛(10)은 대기중의 공기를 압축하여 배출하고, 상기 압축공기 공급라인(50)은 배출된 고압의 압축 공기를 상기 회전축(40)의 내측으로 공급함이 바람직하다. 또한, 상기 회전축(40)의 내측으로 공급된 압축 공기는 상기 플라이휠유닛(60)의 플라이휠(70)의 내부로 유입되어 배출됨이 바람직한데, 이때, 배출되는 압축 공기에 의한 추진력이 상기 플라이휠(70)에 적용됨에 따라, 상기 플라이휠(70)의 회전에너지가 보강되게 된다. 따라서, 상기 회전축(40)이 회전함에 따라 상기 발전기(90)에서 전기에너지를 발생하는 과정에서 손실되는 상기 회전축(40)의 회전에너지가 상기 추진력에 의해 보강될 수 있어 효율이 향상될 수 있다.
상세히, 상기 공기압축유닛(10)은 압축하우징(20)과 압축로터(30)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 압축하우징(20)은 상기 공기압축유닛(10)의 외형을 형성하며, 내측에는 제1공간(22)이 형성된다.
그리고, 상기 제1공간(22)은 상기 압축하우징(20)의 중심부에 형성될 수 있으며, 상기 제1공간(22)의 일측에는 공기유입부(26)가 형성될 수 있다.
또한, 상기 공기유입부(26)와 상기 압축하우징(20)의 외측이 연결되도록 상기 압축하우징(20)의 일측에는 공기 유입라인(24)이 형성될 수 있다.
그리고, 상기 제1공간(22)의 타측에는 공기압축부(27)가 형성될 수 있으며, 상기 공기압축부(27)와 상기 압축하우징(20)의 외측이 연결되도록 상기 압축하우징(20)의 타측에는 공기 배출라인(28)이 형성될 수 있다.
또한, 필요에 따라서는 상기 공기 유입라인(24)에는 제1연결호스(80)가 더 연결될 수 있으며, 상기 제1연결호스(80)를 통해 상기 제1공간(22)으로 고압의 공기가 공급될 수도 있다.
그리고, 상기 압축로터(30)는 상기 제1공간(22)에 구비된다.
여기서, 상기 압축로터(30)의 중앙에는 회전축(40)이 결합되며, 상기 압축로터(30)는 상기 회전축(40)을 중심으로 회전하게 된다.
이때, 상기 회전축(40)은 상기 압축로터(30)의 중앙에 구비되되, 상기 제1공간(22)의 중심으로부터는 편심지게 구비된다.
따라서, 상기 압축로터(30)는 상기 제1공간(22)에서 편심지게 회전하게 된다.
상기 압축로터(30)는 외측에서 별도로 제공되는 전기에 의해 회전력을 얻을 수 있다.
그리고, 상기 압축하우징(20)의 상부 및 하부에는, 내측면이 상기 회전축(40)의 외측면에 결합되고, 외측면은 상기 압축하우징(20)에 결합되어 상기 회전축(40)이 회전하도록 지지하는 제1베어링(36) 및 제2베어링(37)이 각각 구비될 수 있다.
또한, 상기 압축로터(30)에는 반경방향으로 다수개의 슬라이딩홈(31)이 일정한 각도 간격으로 형성될 수 있으며, 상기 슬라이딩홈(31)에는 상기 슬라이딩홈(31)의 길이방향으로 이동 가능하도록 압축판(34)이 구비될 수 있다.
따라서, 상기 압축로터(30)가 회전하게 되면, 회전시에 발생하는 원심력에 의해 상기 각 압축판(34)이 반경방향으로 슬라이딩되어 돌출되며, 돌출된 상기 각 압축판(34)은 상기 압축로터(30)가 회전함에 따라 공기를 일방향으로(공기유입부(26)에서 공기압축부(27) 방향) 밀어 이동시키게 된다.
그리고, 공기를 상기 공기압축부(27)로 이동시킨 압축판(34)은 단부가 상기 제1공간(22)의 내측면에 접하면서 상기 슬라이딩홈(31)의 안쪽으로 슬라이딩되어 들어가고, 이후, 상기 공기 유입라인(24) 근처를 지나면서는 다시 원심력에 의해 밖으로 나오면서 상기 공기 유입라인(24)으로 유입된 공기를 밀어내는 것을 반복하게 된다.
상기 각 압축판(34)에 밀려 이동되는 공기는 상기 공기압축부(27)를 통과하면서 압축되고, 압축된 공기는 상기 공기 배출라인(28)을 통해 배출되게 된다.
한편, 상기 회전축(40)의 내측에는 상기 회전축(40)의 길이방향으로 압축공기 저장관(41)이 형성됨이 바람직하다.
여기서, 상기 압축공기 저장관(41)은 상단부가 상기 회전축(40)의 상단부를 통해 개방되도록 형성됨이 바람직하다.
그리고, 상기 공기 배출라인(28)과 상기 압축공기 저장관(41)은 상기 압축공기 공급라인(50)에 의해 연결됨이 바람직하다.
이를 위해, 상기 압축공기 공급라인(50)은 일단부는 상기 공기 배출라인(28)에 연결되고, 타단부는 상기 회전축(40)의 상단부에 연결됨이 바람직하다.
이때, 상기 압축공기 공급라인(50)은 내압성이 높은 금속재질 등으로 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 회전축(40)의 상단부와 상기 압축공기 공급라인(50)의 사이에는 제3베어링(38)이 구비됨이 바람직하다.
여기서, 상기 제3베어링(38)은 상기 압축공기 공급라인(50)이 고정된 상태에서 상기 회전축(40)이 회전할 수 있도록 한다면 특정한 종류에 한정됨이 없이 적절한 베어링이 사용될 수 있음은 물론이다.
이를 통해, 상기 압축하우징(20) 및 상기 압축공기 공급라인(50)이 고정된 상태에서 상기 회전축(40)과 상기 압축로터(30)는 회전이 가능해지며, 상기 압축하우징(20)에서 발생되는 압축 공기는 상기 압축공기 공급라인(50)을 통해 상기 압축공기 저장관(41)으로 공급될 수 있게 된다.
그리고, 상기 압축공기 저장관(41)의 내측 상단부에는 체크밸브(55)가 구비됨이 바람직하다.
여기서, 상기 체크밸브(55)는 밸브볼(56), 지지부(57) 그리고 탄성부재(58)를 포함하여 이루어질 수 있다.
먼저, 상기 지지부(57)는 상기 압축공기 저장관(41)의 내측으로 돌출 형성된다.
그리고, 상기 지지부(57)의 상측으로는 상기 탄성부재(58)가 구비되며, 상기 탄성부재(58)의 상측에는 상기 밸브볼(56)이 구비될 수 있다.
이때, 상기 압축공기 저장관(41)의 내측지름은 상기 압축공기 공급라인(50)의 내측지름보다 큼이 바람직하고, 상기 밸브볼(56)의 외측 지름은 상기 압축공기 공급라인(50)의 내측지름보다는 크고 상기 압축공기 저장관(41)의 내측지름보다는 작게 형성됨이 바람직하다.
또한, 상기 탄성부재(58)는, 하단부가 상기 지지부(57)의 상면에 밀착되고, 상단부는 상기 밸브볼(56)에 밀착되어 상기 밸브볼(56)을 상향으로, 즉, 상기 압축공기 공급라인(50) 방향으로 탄발 지지함이 바람직하다.
따라서, 상기 압축공기 공급라인(50)에서 유입되는 압축공기의 압력이 상기 탄성부재(58)의 탄성력 이상일 경우에는 상기 탄성부재(58)가 압축되면서 상기 밸브볼(56)이 하향이동하여 상기 압축공기 공급라인(50)을 개방하게 되고, 이에 따라, 압축공기는 상기 압축공기 저장관(41)으로 유입되게 된다.
그러나, 상기 압축공기 공급라인(50)에서 유입되는 압축공기에 의한 압력이 상기 탄성부재(58)의 탄성력 이하일 경우에는 상기 탄성부재(58)가 인장되면서 상기 밸브볼(56)이 상향이동하여 상기 압축공기 공급라인(50)을 밀폐하게 된다.
이에 따라, 압축공기는 상기 압축공기 저장관(41)으로 유입되지 못하게 될 뿐만 아니라, 상기 압축공기 저장관(41)에 저장된 압축공기도 상기 압축공기 공급라인(50)으로 다시 배출되는 것도 방지되게 된다.
한편, 상기 공기압축유닛(10)의 하측에는 플라이휠유닛(60)이 구비됨이 바람직하다.
그리고, 상기 플라이휠유닛(60)은 플라이휠 하우징(61)과 플라이휠(70)을 포함하여 이루어짐이 바람직하다.
먼저, 상기 플라이휠 하우징(61)은 상기 플라이휠유닛(60)의 외형을 형성하게 되며, 내측에는 제2공간(62)이 형성된다.
또한, 상기 제2공간(62)에는 상기 플라이휠(70)이 구비됨이 바람직하다.
이때, 상기 제2공간(62)은 상기 플라이휠(70)의 형상에 대응되도록 형성됨이 바람직하며, 상기 제2공간(62)의 내측면과 상기 플라이휠(70)의 외측면은 미세한 간격으로 이격됨이 바람직하다.
그리고, 상기 플라이휠(70)의 중앙부에는 상기 회전축(40)이 연결됨이 바람직하며, 이를 통해, 상기 플라이휠(70)은 상기 회전축(40)과 함께 일체로 회전할 수 있게 된다.
여기서, 상기 압축로터(30), 상기 회전축(40) 및 상기 플라이휠(70)은 일체로 이루어질 수 있는데, 이 경우, 고속회전시 발생되는 원심력이나 열에 대한 팽창률이 같아 상기 회전축(40)의 회전력이 상기 플라이휠(70)에 잘 전달될 수 있는 효과가 있다.
물론, 상기 압축로터(30), 상기 회전축(40) 및 상기 플라이휠(70)은 각각 개별적으로 이루어져 결합될 수도 있음은 물론이다.
또한, 상기 회전축(40)의 하단부는 상기 플라이휠(70)의 바닥면으로 하측에서 더 연장형성됨이 바람직하다.
그리고, 상기 회전축(40)의 하단부는 상기 플라이휠유닛(60)의 하측에 구비되는 발전기(90)의 발전로터(미도시)와 연결됨이 바람직하다.
이에 따라, 상기 회전축(40)이 회전함에 따라 연동하여 회전하는 상기 플라이휠(70)의 관성에너지가 이용되어 상기 발전로터가 회전하면서 상기 발전기(90)는 전기에너지를 생산할 수 있게 된다.
다시, 상기 플라이휠 하우징(61)에 구비되는 상기 회전축(40)이 회전 가능하게 지지될 수 있도록 상기 플라이휠 하우징(61)의 중앙 상부 및 하부에는 제4베어링(68) 및 제5베어링(69)이 구비됨이 바람직하다.
여기서, 상기 제4베어링(68) 및 상기 제5베어링(69)은, 내측면이 상기 회전축(40)의 외측면에 결합되고, 외측면은 상기 플라이휠 하우징(61)에 결합될 수 있다.
그리고, 상기 플라이휠(70)의 내측에는 압축공기탱크(71)가 형성됨이 바람직하다.
여기서, 상기 압축공기탱크(71)는 상기 압축공기 저장관(41)의 둘레에 형성될 수 있으며, 상기 압축공기탱크(71)와 상기 압축공기 저장관(41)은 연결관(72)에 의해 연결될 수 있다.
따라서, 상기 압축공기 저장관(41)에 유입된 압축공기는 상기 연결관(72)을 통해 상기 압축공기탱크(71)에도 유입될 수 있게 된다.
그리고, 상기 플라이휠(70)의 내측에는 상기 압축공기탱크(71)의 압축공기가 상기 플라이휠(70)의 외측으로 토출되도록 안내하는 제1토출관(75)과 제2토출관(76)이 형성됨이 바람직하다.
여기서, 상기 제1토출관(75)은 일단부가 상기 압축공기탱크(71)와 연결되고 반경 방향으로 형성됨이 바람직하다.
또한, 상기 제1토출관(75)은 적어도 한 쌍이 형성됨이 바람직하며, 바람직하게는 상기 플라이휠(70)의 중앙부를 기준으로 서로 대칭되도록 형성됨이 바람직하다.
그리고, 상기 제2토출관(76)은 일단부가 상기 제1토출관(75)의 타단부와 연결되고, 타단부는 상기 플라이휠(70)의 외측으로 개방되도록 형성됨이 바람직하다.
또한, 쌍을 이루는 상기 제2토출관(76)은 각각이 서로 반대방향으로 평행하게 형성됨이 바람직하다.
이를 통해, 상기 압축공기 저장관(41)과 상기 압축공기탱크(71)에 저장된 압축공기는 상기 제1토출관(75)과 상기 제2토출관(76)을 통해 상기 플라이휠(70)의 외측으로 토출될 수 있게 된다.
그리고, 상기 플라이휠 하우징(61)에는 상기 제2공간(62)과 상기 플라이휠 하우징(61)의 외측이 연결되도록 하는 한 쌍의 배기부(63)가 형성됨이 바람직하다.
여기서, 상기 배기부(63)는 상기 플라이휠 하우징(61)의 중앙부를 기준으로 서로 대칭되도록 형성될 수 있는데, 바람직하게는 상기 플라이휠(70)의 외측으로 개방되는 상기 제2토출관(76)의 타단부에 대응되도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 배기부(63)는 팽창실(64)과 배기관(65)으로 형성될 수 있다.
먼저, 상기 팽창실(64)은 내측에 팽창공간(66)을 가지도록 형성될 수 있으며, 상기 팽창공간(66)에서는 상기 제2토출관(76)에서 토출되는 압축공기가 유입되어 팽창되게 된다.
여기서, 상기 플라이휠(70)의 외주면과 상기 제2공간(62)의 내측면의 간격은 아주 적기 때문에, 상기 제2토출관(76)으로부터 토출되는 공기의 양이 상기 압축공기 저장관(41)으로 유입되는 공기의 양보다 적게 된다.
따라서, 상기 압축공기 저장관(41)과 상기 압축공기탱크(71)에는 압축공기가 저장될 수 있게 된다.
그리고, 상기 팽창실(64)의 일측에는 충돌면(67)이 형성될 수 있으며, 상기 충돌면(67)은 상기 제2토출관(76)과 수직하게, 보다 구체적으로는, 상기 제2토출관(76)으로부터 토출되는 압축공기의 토출 방향과 수직하게 형성될 수 있다.
이에 따라, 상기 제2토출관(76)의 타단부가 상기 팽창실(64)에 위치되게 되며, 상기 제2토출관(76)에서는 순간적으로 많은 양의 압축공기가 토출되게 된다.
그리고, 상기 제2토출관(76)에서 토출되는 압축공기는 상기 팽창실(64)의 내측으로 유입되어 상기 충돌면(67)과 충돌하게 되는데, 이때의 반력은 상기 플라이휠(70)이 회전하도록 하는 추진력으로 작용하게 된다.
또한, 상기 제2토출관(76)의 일단부에는 상기 제2토출관(76)을 통해 공기가 배출되는 방향의 반대방향으로 추진력 적용부(77)가 연장형성됨이 바람직하다.
상기 추진력 적용부(77)에는 상기 제2토출관(76)에서 토출되는 압축공기가 상기 충돌면(67)에 부딪힐 때, 상기 제2토출관(76) 내부의 압축공기에 전달되는 반력이 모이도록 할 수 있으며, 상기 반력은 상기 플라이휠(70)이 회전되도록 하는 추진력(회전에너지)으로 작용할 수 있다.
이를 통해, 상기 플라이휠(70)은 상기 압축로터(30)가 회전함에 따라 연동하여 회전하는 상기 회전축(40)에 의해 1차 회전력을 얻어 회전하게 되고, 상기 압축공기 저장관(41)으로 유입된 압축공기가 상기 제2토출관(76)에서 토출되어 상기 충돌면(67)과 충돌하면서 발생하는 추진력에 의해 2차 회전력을 얻어 회전하게 된다.
이와 같이, 상기 플라이휠(70)의 내측에서 고압의 압축공기가 토출되도록 하고, 토출된 압축공기로부터 얻어지는 추진력을 상기 플라이휠(70)의 회전에너지로 이용함으로써 상기 플라이휠(70)의 회전속도가 높아질 수 있다.
나아가, 상기 제2토출관(76)이 상기 플라이휠(70)의 중심을 기준으로 서로 반대방향으로 평행하게 형성되어 압축공기가 토출되도록 함으로써 토출되는 압축공기로 인한 추진력이 상기 플라이휠(70)에 효과적으로 적용될 수 있고, 이를 통해, 상기 플라이휠(70)에 전달되는 회전에너지가 더욱 증가될 수 있다.
뿐만 아니라, 상기 플라이휠(70)의 내부로부터 토출되는 압축공기에 의해 얻어지는 추진력을 상기 플라이휠(70)의 회전에너지로 보충함으로써 상기 압축로터(30)의 회전을 위해 소비되는 에너지와 상기 발전기(90)의 발전로터를 회전시키는데 소요되는 에너지를 보완하는 효과가 있어 효율이 향상될 수 있다.
상기 팽창실(64)에서 팽창된 압축공기는 상기 배기관(65)을 통해 상기 플라이휠 하우징(61)의 외측으로 배출될 수 있다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 발전장치를 나타낸 단면예시도이다. 본 실시예에 따른 발전장치에서는 전술한 공기압축유닛으로 공급되는 공기가 압축 공기일 수 있으며, 다른 구성은 전술한 제1실시예와 동일하므로 설명을 생략한다.
도 6에서 보는 바와 같이, 배기관(65)의 단부에는 압축공기의 배기를 선택적으로 조절하기 위한 제1배기장치(79)가 더 구비될 수도 있다.
이를 위해, 상기 제1배기장치(79)는 밸브를 이용하는 장치일 수 있으며, 상기 밸브는 관통된 볼 밸브 등을 포함하여 다양한 형태의 밸브가 사용될 수 있다.
그리고, 상기 배기관(65)에는 제2연결호스(81)가 더 연결될 수 있으며, 상기 제2연결호스(81)는 공기 유입라인(24)에 연결될 수 있다.
또한, 상기 공기 유입라인(24)에는 제3연결호스(82)가 더 연결될 수도 있으며, 이 경우, 상기 제3연결호스(82)는 상기 제2연결호스(81)에 직접 연결되거나, 일측은 상기 공기 유입라인(24)에 연결되고 타측이 분지되어 상기 제2연결호스(81)와 상기 제3연결호스(83)가 각각 결합되도록 구비되는 별도의 어댑터(미도시)에 의해 연결될 수도 있다.
그리고, 상기 제3연결호스(82)로 압축공기가 선택적으로 배기될 수 있도록 상기 배기관(65)에도 제2배기장치(79a)가 더 구비될 수도 있다.
따라서, 상기 제1배기장치(79)가 밀폐된 상태에서는 압축공기 저장관(41), 압축공기탱크(71), 제1,제2토출관(75,76) 그리고 배기부(63)에 압축공기가 저장된 상태를 유지할 수 있게 된다.
그리고, 상기 제1배기장치(79)가 개방되게 되면, 플라이휠(70)의 내부에 저장된 압축공기가 상기 제2연결호스(81)를 통해 배출되고 상기 공기 유입라인(24)으로 유입되어 압축로터(30)를 회전시킬 수 있는 회전에너지로 기능 할 수도 있다.
따라서, 상기 압축로터(30)를 가동하기 위한 전기가 일정시간 동안 공급되지 않더라도 상기 압축공기를 이용하여 상기 압축로터(30)가 회전되도록 하는 것이 가능해질 수 있다.
이를 위해, 상기 압축로터(30)에 전기를 선택적으로 공급하기 위한 ON/OFF 스위치(미도시)와, 상기 압축로터(30)의 회전수를 감지하는 회전수감지센서(미도시) 그리고, 상기 회전수감지센서에서 감지되는 상기 압축로터(30)의 회전수에 따라 상기 ON/OFF 스위치를 제어하는 제어장치(미도시)가 더 구비될 수 있다.
그리고, 상기 제어장치는 상기 회전수감지센서에서 감지되는 상기 압축로터(30)의 회전수가 기준범위 이하가 되면, 상기 ON/OFF 스위치를 ON으로 작동제어하여 상기 압축로터(30)를 회전시키기 위한 전기가 다시 공급되도록 함이 바람직하다.
또한, 상기 제어장치는 상기 회전수감지센서에서 감지되는 상기 압축로터(30)의 회전수가 기준범위 이상이 되면, 상기 ON/OFF 스위치를 OFF로 작동제어하여 상기 압축로터(30)를 회전시키기 위한 전기가 차단되도록 함이 바람직하다.
이를 통해, 상기 압축로터(30)를 회전시키는데 소요되는 전기가 절약될 수 있어 운용비가 절감될 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정한 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형의 실시가 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.

Claims (8)

  1. 압축로터가 회전하면서 공기를 압축하고, 압축된 고압의 공기를 배출하는 공기압축유닛;
    일측이 상기 압축로터의 중앙에 구비되어 상기 압축로터와 일체로 회전하고, 내측에는 상단부가 개방된 압축공기 저장관이 길이방향으로 형성되는 회전축;
    일단부는 상기 공기압축유닛에 연결되고, 타단부는 상기 압축공기 저장관의 상단부에 연결되어 상기 공기압축유닛에서 배출되는 고압의 공기가 상기 압축공기 저장관으로 유입되도록 안내하는 압축공기 공급라인;
    상기 회전축의 타측에 일체로 구비되어 상기 회전축에 의해 1차 회전력을 얻고, 상기 압축공기 저장관으로 공급되는 압축공기가 배출되면서 발생하는 추진력으로 2차 회전력을 얻어 회전하면서 상기 회전축의 회전력을 증가시키는 플라이휠유닛; 그리고
    상기 회전축의 하단부에 연결되어 상기 회전축의 회전력에 의해 전기를 발생하는 발전기를 포함하여 이루어지는 발전장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공기압축유닛은
    외형을 형성하고 내측에 상기 압축로터가 구비되도록 제1공간이 형성되고, 상기 제1공간으로 외부 공기가 유입되도록 안내하는 공기 유입라인과, 유입된 후 압축된 압축공기가 배출되도록 안내하는 공기 배출라인을 가지는 압축하우징을 포함하여 이루어지고, 상기 압축하우징에는 상기 회전축을 지지하는 제1베어링과 제2베어링이 구비됨을 특징으로 하는 발전장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 회전축의 상단부에는 상기 압축공기 저장관과 상기 압축공기 공급라인이 통하도록 하면서 고정된 상기 압축공기 공급라인과는 독립적으로 상기 회전축이 회전되도록 하는 제3베어링이 구비됨을 특징으로 하는 발전장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 압축공기 저장관의 내측 상단부에는,
    상기 압축공기 공급라인의 내측 지름보다는 크고 상기 압축공기 저장관의 내측 지름 보다는 작게 형성되어 상기 압축공기 공급라인을 선택적으로 개폐하여 압축 공기가 상기 압축공기 저장관으로 유입되도록 하는 밸브볼;
    상기 압축공기 저장관의 내측으로 돌출된 지지부; 그리고
    하단부는 상기 지지부의 상면에 밀착되고, 상단부는 상기 밸브볼에 밀착되어 상기 밸브볼을 상기 압축공기 공급라인 방향으로 탄발 지지하는 탄성부재를 포함하여 이루어지는 체크밸브가 구비됨을 특징으로 하는 발전장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 플라이휠유닛은
    외형을 형성하고 내측에는 제2공간이 형성되며, 상기 제2공간이 외부로 연결되도록 서도 대칭되게 한 쌍의 배기부가 형성되는 플라이휠 하우징; 그리고
    상기 회전축과 결합되어 상기 제2공간에 구비되며, 내측에는 상기 압축공기 저장관과 연결되어 고압의 공기가 수용되는 압축공기탱크, 상기 압축공기탱크와 연결되고 반경방향으로 형성되는 한 쌍의 제1토출관 및 상기 제1토출관에 연결되고 서로 반대방향으로 평행하게 형성되어 압축공기의 배출을 안내하는 제2토출관이 형성되는 플라이휠을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 발전장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 배기부에는 상기 제2토출관과 수직하게 형성되어 상기 제2토출관에서 배출되는 압축공기가 부딪히는 충돌면과, 상기 충돌면에 충돌된 압축공기가 팽창되는 팽창공간을 가지는 팽창실이 더 형성됨을 특징으로 하는 발전장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2토출관의 일단부는 상기 제1토출관과 연결되고, 타단부는 상기 플라이휠의 외측으로 개방되며, 상기 제2토출관의 일단부에는 상기 제2토출관에서 토출되는 압축공기의 토출방향의 반대방향으로 연장형성되어 상기 제2토출관에서 토출되는 압축공기가 상기 충돌면에 충돌할 때 발생되는 반력이 가해지는 추진력 적용부가 형성됨을 특징으로 하는 발전장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 플라이휠 하우징에는 상기 회전축을 지지하는 제4베어링과 제5베어링이 구비됨을 특징으로 하는 발전장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108278179A (zh) * 2018-03-29 2018-07-13 苏州暖人心热水器电子科技有限公司 一种利用空气的发电设备
CN108343556A (zh) * 2018-03-29 2018-07-31 苏州暖人心热水器电子科技有限公司 一种压缩空气发电设备

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004028225A (ja) * 2002-06-26 2004-01-29 Shiro Adachi フライホイール発電機
KR20050047376A (ko) * 2003-11-17 2005-05-20 최동규 자연에너지에 의해 압축 저장된 고압공기를 이용하여자연을 훼손하지 않고 전기를 발전하기 위한 장치
KR100844403B1 (ko) * 2007-10-09 2008-07-08 윤석만 압축공기를 이용한 발전장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004028225A (ja) * 2002-06-26 2004-01-29 Shiro Adachi フライホイール発電機
KR20050047376A (ko) * 2003-11-17 2005-05-20 최동규 자연에너지에 의해 압축 저장된 고압공기를 이용하여자연을 훼손하지 않고 전기를 발전하기 위한 장치
KR100844403B1 (ko) * 2007-10-09 2008-07-08 윤석만 압축공기를 이용한 발전장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108278179A (zh) * 2018-03-29 2018-07-13 苏州暖人心热水器电子科技有限公司 一种利用空气的发电设备
CN108343556A (zh) * 2018-03-29 2018-07-31 苏州暖人心热水器电子科技有限公司 一种压缩空气发电设备

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