WO2013032247A2

WO2013032247A2 - 전력 발생장치

Info

Publication number: WO2013032247A2
Application number: PCT/KR2012/006943
Authority: WO
Inventors: 강호철
Original assignee: Kang Ho Cheol
Priority date: 2011-08-30
Filing date: 2012-08-30
Publication date: 2013-03-07
Also published as: WO2013032247A3

Abstract

본 발명은 전기를 발전시키고 증폭시켜서 다수의 가정에 공급할 수 있게 하는 전력 발생장치에 관한 것으로, 상기 배터리 전원을 이용하여 전기를 발생시키는 제1 발전기; 상기 제1 발전기를 통해서 발생된 전기를 증폭시켜서 다수의 가정용 변압기로 전기를 공급하는 제2 발전기; 및 상기 제2 발전기로부터 전원을 공급받아 상기 배터리를 충전시키는 충전기;로 구성되며, 이는 소량의 동력원을 이용하고, 이를 증폭시켜 대량의 전기를 발전시킬 수 있어 다수의 가정이나 상업시설에 전기를 공급 및 소비할 수 있는 효과를 제공한다.

Description

전력 발생장치

본 발명은 전력 발생장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소량의 동력원을 이용하고, 이를 증폭시켜 대량의 전기를 발전시킬 수 있어 다수의 가정이나 상업시설에 전기를 공급 및 소비할 수 있도록 한 전력 발생장치에 관한 것이다.

일반적으로 가정 등에서 사용될 상용전원이 필연적으로 필요한 경우에는 한전의 선로와 송신탑을 이용하여 전원을 공급받는다.

그러나, 간헐적이거나 소규모 소비시설에 대해서 전원이 필요할 때에 한전 선로를 설치하고자 하는 경우에 있어서는 많은 시설에 따른 비용이 발생하게 되며, 사용 후 전력사용 요금도 별도로 지급해야 하는 문제점이 있었다.

특히, 산간 오지나 도서지역, 그리고 외딴 섬에는 한전 선로를 통한 전원을 공급할 수 없기 때문에 태양에너지, 연료에너지 또는 풍력에너지를 이용하여 전기를 발생시키는 설비가 공개된 바 있다.

이에 관한 선행기술은 국내특허출원 제10-2006-0073503호의 '태양광 발전장치', 국내특허출원 제10-2011-0113716호의 '저풍속 풍력발전장치 및 이를 이용한 저풍속 풍력발전시스템' 및 국내특허출원 제10-2011-00128201호의 '재생 가능 에너지 이용 발전시스템의 제어방법' 등이 개시된 바 있다.

그러나 이들 선행기술들은 막대한 비용의 지출이 발생되는 문제가 있었다.

따라서, 현재에는 도 1에 도시된 바와 같이 모터(1)를 구동시키고 그 모터(1)의 구동에 의해 발전되는 발전기(2)를 통해서 얻어진 전력을 가정용 변압기(5)로 공급하는 소형발전기가 이용되고 있다.

그러나, 상기와 같은 소형발전기에 있어서는 생산되는 전력이 한 가정에서만이 이용될 수 있는 양 만큼으로 적은 양으로 생산되기 때문에, 즉 모터(1)가 2마력으로 구동되어 발전기(2)에서 10KW의 전력만을 생산할 수밖에 없기 때문에, 가구수가 많은 경우에 있어서는 각 가정마다 상기의 소형발전기를 설치해야 하는 번거로운 문제점이 있었다.

그리고, 보다 많은 전력을 사용해야 하는 농촌에서의 비닐하우스나 양돈장에서는 사용되지 못하는 경우가 발생하여 식물재배 및 가축양육이 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 소형의 스타트 모터의 동력을 증폭시켜 대형의 발전기를 구동시켜 발전시킴으로써 다수의 가정이나 상업시설 등에 전력을 일괄적으로 공급할 수 있게 하며, 전력이 많이 소모되는 비닐하우스나 양돈장에서도 충분히 전기를 공급받아 이용할 수 있게 하는 전력 발생장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 본 발명의 목적은, 전기를 발전시키고 증폭시켜서 다수의 가정에 공급할 수 있게 하는 전력 발생장치에 있어서, 배터리 전원을 이용하여 전기를 발생시키는 제1 발전기; 상기 제1 발전기를 통해서 발생된 전기를 증폭시켜서 다수의 가정용 변압기로 전기를 공급하는 제2 발전기; 및 상기 제2 발전기로부터 전원을 공급받아 상기 배터리를 충전시키는 충전기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 발생장치에 의해 달성될 수 있다.

상기 제1 발전기는, 12V용 4개의 배터리로 이루어진 전원공급부와, 상기 전원공급부로부터 전원을 공급받아 구동되는 DC모터와, 상기 DC모터의 회전력에 대응하여 전기를 발전시키는 제1 AC발전기로 이루어지며, 상기 DC모터와 상기 제1 AC발전기는 기어비가 3:1인 제1 기어와 제2 기어로 결합된다.

상기 DC모터가 10마력으로 회전할 때 제1 AC발전기에서는 50KW 전력이 발생되게 한다.

상기 제2 발전기는, 상기 제1 발전기의 제1 AC발전기에 의해 생성된 전력을 공급받아 축전하는 변압기와, 상기 변압기로부터 전기를 공급받아 구동되는 AC모터와, 상기 AC모터의 회전력에 대응하여 전기를 발전시키는 제2 AC발전기로 이루어지며, 상기 AC모터와 상기 제2 AC발전기는 기어비가 3:1인 제3 기어와 제4 기어로 결합된다.

상기 AC모터가 40마력으로 회전할 때 상기 제2 AC발전기에서는 200KW 전력이 발생되며, 상기 변압기에 축전된 전압은 250KW인 것을 특징으로 한다.

한편 상기 본 발명의 목적은, 동력발생수단으로부터 동력을 공급받아 구동되는 1차 모터와, 상기 1차 모터의 동력에 의해 회전되며, 회전력을 증폭시키는 1차 원심력장치와, 상기 1차 원심력장치에 연결되어 증폭된 회전력에 의해 구동되어 전기를 발생하는 1차 발전기로 구성된 1차 발전부와; 상기 1차 발전부에서 발생된 전기가 저장되는 1차 변압기와; 상기 1차 변압기로부터 전기를 공급받아 구동되는 2차 모터와, 상기 2차 모터의 동력에 의해 회전되며 회전력을 증폭시키는 2차 원심력장치와, 상기 2차 원심력장치에 연결되어 증폭된 회전력에 의해 구동되어 전기를 발생하는 2차 발전기로 구성된 2차 발전부와; 상기 2차 발전부에서 발생된 전기를 저장하는 2차 변압기;를 포함하고, 상기 2차 변압기의 출력부를 통해 일부의 전기는 가정에 공급되고 나머지의 전기를 상기 충전기에 공급되도록 하는 것을 특징으로 하는 전력 발생장치에 의해 달성될 수 있다.

상기 배터리와 1차 모터를 연결하는 전기선로에는 차단기가 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 배터리는 200A짜리 2개로 구성되어 24V의 출력을 갖는 것이고, 상기 1차 모터는 DC 모터이며 4마력의 출력을 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 1차 발전기는 20Kw 출력을 갖는 것이며, 1차 발전기에서 상기 1차 변압기로 연결되는 전기선로는 단선이며, 상기 1차 변압기에서 2차 모터로 연결되는 전기선로는 3선인 것이고, 차단기가 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 2차 변압기의 출력부로부터 전기를 공급받아 구동되는 3차 모터와, 상기 3차 모터의 동력에 의해 회전되며 회전력을 증폭시키는 3차 원심력장치와, 상기 3차 원심력장치에 연결되어 증폭된 회전력에 의해 구동되어 전기를 발생하는 3차 발전기를 더 포함하며, 상기 3차 발전기로부터 발생된 전기를 상기 2차 변압기의 입력부로 입력되도록 한 것을 특징으로 한다.

상기 2차 변압기의 출력부와 상기 3차 모터를 연결하는 전선로에는 차단기가 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 1차 원심력장치는, 함체와; 상기 함체에 베어링을 매개로 결합되는 제1샤프트와, 상기 제1샤프트의 일단에 결합되며 상기 1차 모터의 풀리에 제1벨트로 연결되는 제1풀리와, 상기 제1풀리에 부착된 제1원판과, 상기 제1샤프트의 타단에 결합된 제1기어와, 상기 함체에 베어링을 매개로 결합되는 제2샤프트의 일단에 결합되며 상기 제1기어와 치차 결합되는 제2기어를 포함하는 것이며, 상기 제1풀리에 결합된 제2벨트가 1차 발전기에 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1풀리와 제1원판의 중량의 합은 500㎏이며, 상기 제1 및 제2기어의 중량의 합은 500㎏인 것을 특징으로 한다.

상기 제2기어는 제1기어보다 직경이 크게 형성된 것으로, 제2기어와 제1기어의 기어비는 3 : 1인 것을 특징으로 한다.

상기 2차 원심력장치는, 함체와; 상기 함체에 베어링을 매개로 결합되는 제3샤프트와, 상기 제3샤프트의 일단에 결합되며 상기 2차 모터의 풀리에 제3벨트로 연결되는 제2풀리와, 상기 제2풀리에 부착된 제2원판과, 상기 제2샤프트의 타단에 결합된 제3기어와, 상기 함체에 베어링을 매개로 결합되는 제3샤프트의 일단에 결합되며 상기 제3기어와 치차 결합되는 제4기어를 포함하는 것이며, 상기 제2풀리에 결합된 제4벨트가 2차 발전기에 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기 제2풀리와 제2원판의 중량의 합은 상기 제3기어 및 제4기어의 중량의 합과 동일하게 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제2풀리의 중량과 제2원판의 중량의 합은 800㎏이며, 상기 제3 및 제4기어의 중량의 합은 800㎏인 것을 특징으로 한다.

상기 제4기어는 제3기어보다 직경이 크게 형성된 것으로, 제4기어와 제3기어의 기어비는 3 : 1인 것을 특징으로 한다.

상기 2차 모터는 AC 모터이며, 8마력의 출력을 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 3차 원심력장치는, 함체와; 상기 함체에 베어링을 매개로 결합되는 제5샤프트와, 상기 제5샤프트의 일단에 결합되며 상기 3차 모터의 풀리에 제5벨트로 연결되는 제3풀리와, 상기 제3풀리에 부착된 제3원판과, 상기 제5샤프트의 타단에 결합된 제5기어와, 상기 함체에 베어링을 매개로 결합되는 제6샤프트의 일단에 결합되며 상기 제5기어와 치차 결합되는 제6기어를 포함하는 것이며, 상기 제3풀리에 결합된 제6벨트가 3차 발전기에 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기 제3풀리의 중량과 제3원판의 중량의 합은 상기 제5 및 제6기어의 중량의 합과 동일하게 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제3풀리의 중량과 제3원판의 중량의 합은 800㎏이며, 상기 제5 및 제6기어의 중량의 합은 800㎏인 것을 특징으로 한다.

상기 제6기어는 제5기어보다 직경이 크게 형성된 것으로, 제6기어와 제5기어의 기어비는 3 : 1인 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 전력 발생장치를 이용할 경우에는, 소형의 발전설비에 의해 다수의 가정이나 상업시설에 전력을 일괄적으로 공급할 수 있어 각 가정마다 발전기를 설치해야 하는 번거로움을 없애주며, 전력이 많이 소모되는 비닐하우스나 양돈장에서도 충분히 전기를 공급받아 이용할 수 있게 하는 효과가 있다.

도 1은 종래의 전력 발생장치를 보인 개략도.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 전력 발생장치를 보인 개략도,

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 전력 발생장치를 보인 개략도,

도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 전력 발생장치의 작동 순서를 나타낸 흐름도.

전기를 발전시키고 증폭시켜서 다수의 가정에 공급할 수 있게 하는 전력 발생장치에 있어서, 배터리(11) 전원을 이용하여 전기를 발생시키는 제1 발전기(10);

상기 제1 발전기(10)를 통해서 발생된 전기를 증폭시켜서 다수의 가정용 변압기(5)로 전기를 공급하는 제2 발전기(20); 및 상기 제2 발전기(20)로부터 전원을 공급받아 상기 배터리(11)를 충전시키는 충전기(30)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 전기를 발전시키고 증폭시켜서 다수의 가정에 공급할 수 있도록 하기 위한 것으로, 동력발생수단으로부터 동력을 공급받아 구동되는 1차 모터(M1)와, 상기 1차 모터(M1)의 동력에 의해 회전되며, 회전력을 증폭시키는 1차 원심력장치(C1)와, 상기 1차 원심력장치(C1)에 연결되어 증폭된 회전력에 의해 구동되어 전기를 발생하는 1차 발전기(K1)로 구성된 1차 발전부(G1)와; 상기 1차 발전부(G1)에서 발생된 전기가 저장되는 1차 변압기(200)와; 상기 1차 변압기(200)로부터 전기를 공급받아 구동되는 2차 모터(M2)와, 상기 2차 모터(M2)의 동력에 의해 회전되며 회전력을 증폭시키는 2차 원심력장치(C2)와, 상기 2차 원심력장치(C2)에 연결되어 증폭된 회전력에 의해 구동되어 전기를 발생하는 2차 발전기(K2)로 구성된 2차 발전부(G2)와; 상기 2차 발전부(G2)에서 발생된 전기를 저장하는 2차 변압기(500);를 포함하고, 상기 2차 변압기(500)의 출력부를 통해 일부의 전기는 가정에 공급되고 나머지의 전기를 상기 충전기(B)에 공급되도록 한 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 전력 발생장치를 보인 개략도이고, 도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 전력 발생장치를 보인 개략도, 도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 전력 발생장치의 작동 순서를 나타낸 흐름도이다.

제1실시예

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 전력 발생장치는, 전기를 발전시키고 증폭시켜서 다수의 가정에 공급할 수 있도록 하기 위한 것으로, 배터리(11) 전원을 이용하여 전기를 발생시키는 제1 발전기(10)와; 상기 제1 발전기(10)를 통해서 발생된 전기를 증폭시켜서 다수의 가정용 변압기(5)로 전기를 공급하는 제2 발전기(20)와; 상기 제2 발전기(20)로부터 전원을 공급받아 상기 배터리(11)를 충전시키는 충전기(30);를 포함하여 구성된다.

상기 제1 발전기(10)는 배터리(11) 전원을 이용하여 전기를 발생시키는 역할을 하며, 전원공급부(12), DC모터(14) 및 제1 AC발전기(16)로 이루어진다.

상기 전원공급부(12)에는 일반적으로 이용되고 있는 12V용 배터리(11)를 사용하되 충분한 전력을 발생시킬 수 있게 하기 위한 DC모터(14)를 구동시킬 수 있도록 다수 개를 이용하는 것이 바람직하다.

즉, 본 발명에서는 도 2에 도시된 바와 같이 12V용 배터리(11)를 4개 이용하여 전원공급부(12)에서 48V가 형성되도록 하고, 그 전원이 DC모터(14)에 공급되게 함으로써 구동 마력이 10마력이 형성되도록 하였다.

그리고, 상기 전원공급부(12)에 의한 DC모터(14)로의 전원공급은 스위치(13)에 의해 제어되도록 하여서, 전기공급이 필요치 않을 경우에는 DC모터(14)로 공급되는 전원을 차단시킬 수 있게 하였다.

상기 DC모터(14)는 상술된 바와 같이 전원공급부(12)로부터 12V용 4개의 배터리(11)에 의한 48V 전원을 공급받아 10마력으로 구동된다.

상기 제1 AC발전기(16)는 DC모터(14)의 회전력에 대응하여 전력을 발전시키는 역할을 하는 것으로, 그에 의해 발생된 전력은 다음에 기술될 제2 발전기(20)의 변압기(22)로 전송된다.

그리고, 상기 제1 AC발전기(16)에서 생성된 전력은 DC모터(14)가 10마력으로 회전할 때 50KW 전력이 된다.

여기서, 상기 DC모터(14)가 10마력으로 회전할 때 제1 AC발전기(16)에서의 50KW 전력은, 통상적인 방식인 DC모터(14)가 2마력으로 회전할 때 제1 AC발전기(16)에서 10KW 전력이 발생되는 원리를 이용함과 함께 다음에 기술될 제1 기어(15)와 제2 기어(17)의 기어비인 3:1, 즉 DC모터(14)의 제1 기어(15)가 한 바퀴 회전할 때 제1 AC발전기(16)의 제2 기어(17)가 세 바퀴 회전되는 동력을 이용함으로써 얻어진다.

상기 DC모터(14)와 제1 AC발전기(16)는 상술된 바와 같이 제1 기어(15)와 제2 기어(17)로 결합된다.

상기 제1 기어(15)와 제2 기어(17)의 기어비는 DC모터(14)의 구동 마력에 따라서 제1 AC발전기(16)에서 충분한 전력이 생산될 수 있게 형성된다.

즉, 상기 DC모터(14)의 구동 마력이 10마력일 때 제1 AC발전기(16)에서 생성된 전력이 50KW가 되도록 상기 제1 기어(15)와 제2 기어(17)의 기어비가 3:1인 것이 바람직하다.

다시 말하면, 제1 기어(15)가 한 바퀴 회전할 때 제2 기어(17)는 세 바퀴 회전하도록 설정되는 것이다.

즉, 상기 제1 기어(15)가 1,200rpm으로 회전할 때, 제2 기어(17)는 3,600rpm으로 회전하게 된다.

상기 제2 발전기(20)는 제1 발전기(10)에 의해 발생된 전기를 전송받아 증폭시켜서 다수의 가정용 변압기(5)로 전기를 공급하는 역할을 하는 것으로, 변압기(22), AC모터(24) 및 제2 AC발전기(26)로 이루어진다.

상기 변압기(22)는 제1 발전기(10)의 제1 AC발전기(16)에 의해 생성된 50KW의 전력을 공급받아 축전함과 동시에 제2 AC발전기(26)에서 증폭된 200KW의 전력을 공급받아 축전하여 가정용 변압기(5) 및 다음에 기술될 충전기(30)로 전원이 공급되게 하는 역할을 하며, 축전된 전력에 대해서는 후술하기로 한다.

상기 변압기(22)에서 가정용 변압기(5)로 전력이 공급될 때에는 3선으로 이루어진 전선을 통해 공급되고(2선으로 하여도 가능함), 가정용 변압기(5)로부터 각 가정으로 전원이 공급될 때에는 2선의 이루어진 전선을 통해서 공급된다.

그리고, 상기 변압기(22)에서 AC모터(24)로 전원을 공급할 때는 2선 또는 3선으로 하여도 무방하다.

상기 AC모터(24)는 변압기(22)로부터 50KW의 전력을 공급받아 소정의 마력, 바람직하게는 40마력으로 구동되게 한다.

이때, 상기 변압기(22)에는 제1 AC발전기(16)로부터 받은 50KW의 전력 중에서 40KW로 구동되고, 나머지 10KW만 남아있게 한다.

상기 제2 AC발전기(26)는 AC모터(24)의 회전력에 대응하여 전력을 발전시키켜서 그 발전된 전력이 변압기(22)로 보내 충전되게 한다.

여기서, 상기 AC모터(24)가 40마력으로 구동되면 제2 AC발전기(26)에 의해 발생된 전력은 200KW가 된다.

상기 AC모터(24)가 40마력으로 회전할 때 제2 AC발전기(26)에서의 200KW 전력은, 통상적인 방식인 AC모터(24)가 2마력으로 회전할 때 제2 AC발전기(26)에서 10KW 전력이 발생되는 원리를 이용함과 함께 다음에 기술될 제3 기어(25)와 제4 기어(27)의 기어비인 3:1, 즉 AC모터(24)의 제3 기어(25)가 한 바퀴 회전할 때 제2 AC발전기(26)의 제4 기어(27)가 세 바퀴 회전하여 얻어진다.

상기 AC모터(24)와 상기 제2 AC발전기(26)는 제3 기어(25)와 제4 기어(27)로 결합된다.

그리고, 상기 제3 기어(25)와 제4 기어(27)의 기어비는 3:1로 설정하였으며, 그 원리 및 이유는 상술된 제1 발전기(10)에서와 동일하여 여기에서는 그에 대한 구체적인 설명을 생략하기로 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 전기를 가정에 공급하고자 할 때에 상기 변압기(22)에 축전되어 있는 전력이 250KW가 되게 하였다.

상기의 변압기(22)에 축전된 250KW의 전력은 제1 AC발전기(16)에 의해 생성된 50KW의 전력과 제2 AC 발전기(26)에 의해 생성된 200KW의 전력으로 구성된다.

그리고, 상기 제2 발전기(20)가 구동될 때는 제1 발전기(10)는 정지시켜도 무방하다.

상기 변압기(22)에 축전된 250KW의 전력 중에서 가정용 변압기(5)로 공급되는 전력은 상용전원을 위한 150KW가 되며, 나머지 전력 중 일부는 충전기(30)로 공급된다.

여기서, 상기 가정용 변압기(5)에 공급된 150KW전력은, 각 가정에서 필요한 전력이 5KW인 경우를 고려하여 약 30가구에 전력을 공급할 수 있게 되는 것이다.

상기 충전기(30)는 제2 발전기(20)의 변압기(22)로부터 전원을 공급받아 배터리(11)를 충전시키는 역할을 한다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 전력 발생장치의 실시예를 위한 작동상태를 간략하게 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 상기 전원공급부(12)로부터 전원을 공급받아 DC모터(14)가 10마력으로 구동된다.

상기 DC모터(14)가 10마력으로 구동되면 제1 기어(15)와 제2 기어(17)의 3:1의 기어비에 따른 회전으로 제1 AC발전기(16)가 작동하여 50KW의 전력이 발생된다.

따라서, 상기 제1 발전기(10)에서는 50KW의 전력이 생산되게 되는 것이다.

상기 제1 발전기(10)에서 발생된 50KW의 전력은 제2 발전기(20)의 변압기(22)로 보내져서 축전되며, 동시에 AC모터(24)로 전원을 공급한다.

상기 변압기(22)로부터 전원을 공급받은 AC모터(24)는 40마력으로 구동되며, 그의 구동에 따라서 그리고 제3 기어(25)와 제4 기어(27)의 3:1의 기어비에 따른 회전으로 제2 AC발전기(26)가 작동하여 200KW의 전력이 발생된다.

상기 제2 AC발전기(26)에서 발생된 200KW의 전력은 변압기(22)로 보내져서 축전되며, 가정용 변압기(5)로 150KW를 보내고 나머지 중 일부는 충전기로 보내지게 한다.

따라서, 상기와 같은 구성과 그 구성에 의한 작동원리를 통해서, 종래의 모터의 2마력에 의한 발전기에서의 10KW전력 발생으로 공급되는 전원이 본 발명의 전력 발생장치에 의해 모터의 40마력에 의한 발전기에서의 250KW전력 발생을 통해서 30가구 이상의 다수의 가정뿐만 아니라 비닐하우스나 양돈장 등에 일괄적으로 전원을 공급할 수 있게 하는 효과를 제공할 수 있게 되는 것이다.

제2실시예

한편 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 전력 발생장치는, 전기를 발전시키고 증폭시켜서 다수의 가정에 공급할 수 있도록 하기 위한 것으로, 동력발생수단으로부터 동력을 공급받아 구동되는 1차 모터(M1)와, 상기 1차 모터(M1)의 동력에 의해 회전되며, 회전력을 증폭시키는 1차 원심력장치(C1)와, 상기 1차 원심력장치(C1)에 연결되어 증폭된 회전력에 의해 구동되어 전기를 발생하는 1차 발전기(K1)로 구성된 1차 발전부(G1)와; 상기 1차 발전부(G1)에서 발생된 전기가 저장되는 1차 변압기(200)와; 상기 1차 변압기(200)로부터 전기를 공급받아 구동되는 2차 모터(M2)와, 상기 2차 모터(M2)의 동력에 의해 회전되며 회전력을 증폭시키는 2차 원심력장치(C2)와, 상기 2차 원심력장치(C2)에 연결되어 증폭된 회전력에 의해 구동되어 전기를 발생하는 2차 발전기(K2)로 구성된 2차 발전부(G2)와; 상기 2차 발전부(G2)에서 발생된 전기를 저장하는 2차 변압기(500);를 포함하고, 상기 2차 변압기(500)의 출력부를 통해 일부의 전기는 가정에 공급되고 나머지의 전기를 상기 충전기(B)에 공급되도록 한다.

각 구성에 대해 보다 상세하게 살펴보면, 동력발생수단은 충전기(B)와, 충전기(B)로부터 전원을 공급받는 배터리(100)로 구성됨이 바람직하다.

배터리(100)는 200A짜리 2개로 구성되어 24V의 출력을 갖는 것이고, 상기 1차 모터(M1)는 DC 모터이며 4마력의 출력을 갖는 것이다.

즉 충전기(B)로부터 전기가 배터리(100)로 공급되며, 배터리(100)의 전원에 의해 1차 모터(M1)가 구동된다.

배터리(100)와 1차 모터(M1)를 연결하는 전기선로에는 차단기(120)가 형성되어 일정 조건에서는 1차 모터(M1)의 전원을 차단하도록 한다.

일정 조건이라 함은 1차 원심력장치(C1)가 충분한 회전력에 도달했을때이며, 약 2000kgf이다.

한편 동력발생수단은 소형이면서 자연력을 이용한 발전기로도 적용 가능함을 밝혀둔다.

예를들어 소형의 풍력발전기, 수력발전기, 조력발전기, 태양광 발전기 등이 적용 가능하다.

1차 원심력장치(C1)는, 함체(130)와; 함체(130)에 베어링을 매개로 결합되는 제1샤프트(S1)와, 제1샤프트(S1)의 일단에 결합되며 1차 모터(M1)의 풀리에 제1벨트(V1)로 연결되는 제1풀리(P1)와, 제1풀리(P1)에 부착된 제1원판(150)과, 제1샤프트(S1)의 타단에 결합된 제1기어(R1)와, 함체(130)에 베어링을 매개로 결합되는 제2샤프트(S2)의 일단에 결합되며 제1기어(R1)와 치차 결합되는 제2기어(G2)를 포함하는 것이며, 제1풀리(P1)에 결합된 제2벨트(V2)가 1차 발전기(K1)에 연결되는 것이다.

바람직하게는 제1풀리(P1)의 중량과 제1원판(150)의 중량의 합은 제1 및 제2기어(G1,G2)의 중량의 합과 동일하게 형성된다.

즉 제1풀리(P1)와 제1원판(150)의 중량의 합은 500㎏이며, 제1 및 제2기어(G1,G2)의 중량의 합은 500㎏인 것이다.

또한 제2기어(R2)는 제1기어(R1)보다 직경이 크게 형성된다.

바람직하게는 제2기어(R2)와 제1기어(R1)의 기어비는 3 : 1이 적당하다. 물론 이 기어비는 필요에 따라 증감될 수 있음은 당연할 것이다.

한편 1차 원심력장치(C1)에서 발생되는 회전력은 1차 발전기(K1)의 동력으로 작용하게 된다.

1차 발전기(K1)는 20Kw 출력을 갖는 것이며, 1차 발전기(K1)에서 1차 변압기(200)로 연결되는 전기선로는 단선이며, 1차 변압기(200)에서 2차 모터(M2)로 연결되는 전기선로는 3선인 것이고, 차단기(230)가 형성된다.

한편 2차 원심력장치(C2)는, 함체(300)와; 함체(300)에 베어링을 매개로 결합되는 제3샤프트(S3)와, 제3샤프트(S3)의 일단에 결합되며 2차 모터(M2)의 풀리에 제3벨트(V3)로 연결되는 제2풀리(P2)와, 제2풀리(P2)에 부착된 제2원판(350)과, 제2샤프트(S2)의 타단에 결합된 제3기어(R3)와, 함체(300)에 베어링을 매개로 결합되는 제3샤프트(S3)의 일단에 결합되며 제3기어(R3)와 치차 결합되는 제4기어(R4)를 포함하는 것이며, 제2풀리(P2)에 결합된 제4벨트(V4)가 2차 발전기(K2)에 연결되어 이루어진다.

바람직하게는 제2풀리(P2)와 제2원판(350)의 중량의 합은 제3기어(R3) 및 제4기어(R4)의 중량의 합과 동일하게 형성된다. 일 예로는 제2풀리(P2)의 중량과 제2원판(350)의 중량의 합은 800㎏이며, 제3 및 제4기어(R3,R4)의 중량의 합은 800㎏인 것이다.

그리고 제4기어(R4)는 제3기어(R3)보다 직경이 크게 형성된 것으로, 제4기어(R4)와 제3기어(R3)의 기어비는 3 : 1가 적당하다.

또 2차 모터(M2)는 AC 모터이며, 8마력의 출력을 갖는 것이다.

한편, 2차 발전부(G2)의 정비 또는 고장시 이를 대체하기 위해 3차 발전부(G3)가 마련된다.

즉, 3차 발전부(G3)는 2차 변압기(500)의 출력부로부터 전기를 공급받아 구동되는 3차 모터(M3)와, 3차 모터(M3)의 동력에 의해 회전되며 회전력을 증폭시키는 3차 원심력장치(C3)와, 3차 원심력장치(C3)에 연결되어 증폭된 회전력에 의해 구동되어 전기를 발생하는 3차 발전기(K3)로 구성된다.

2차 변압기(500)의 출력부를 통해 일부의 전기는 2차 모터(M2)의 동력으로도 공급될 수 있고, 2차 변압기(500)의 출력부와 2차 모터(M2)를 연결하는 전기선로에는 차단기(590)가 형성되어 전원공급의 차단을 제어토록 한다.

그리고 3차 발전기(K3)로부터 발생된 전기를 2차 변압기(500)의 입력부로 입력되도록 한다.

또한 2차 변압기(500)의 출력부와 3차 모터(M3)를 연결하는 전기선로에는 차단기(530)가 형성되어 3차 모터(M3)의 전원공급의 차단을 제어토록 한다. 즉 3차 모터(M3)의 구동 후 3차 원심력장치(C3)가 일정한 회전속도를 갖게 되면 3차 모터(M3)의 전원을 차단시킨다.

한편 3차 원심력장치(C3)는, 함체(400)와; 함체(400)에 베어링을 매개로 결합되는 제5샤프트(S5)와, 제5샤프트(S5)의 일단에 결합되며 3차 모터(M3)의 풀리에 제5벨트(V5)로 연결되는 제3풀리(P3)와, 제3풀리(P3)에 부착된 제3원판(450)과, 제5샤프트(S5)의 타단에 결합된 제5기어(G5)와, 함체(400)에 베어링을 매개로 결합되는 제6샤프트(S6)의 일단에 결합되며 제5기어(G5)와 치차 결합되는 제6기어(R6)를 포함하는 것이며, 제3풀리(P3)에 결합된 제6벨트(V6)가 3차 발전기(K3)에 연결되어 이루어진다.

제3풀리(P3)와 제3원판(450)의 중량의 합은 제5기어 및 제6기어의 중량의 합과 동일하게 형성된다.

일 예로는 제3풀리(P3)의 중량과 제3원판(450)의 중량의 합은 800㎏이며, 상기 제5 및 제6기어(R5,R6)의 중량의 합은 800㎏인 것이다.

제6기어(R6)는 제5기어(G5)보다 직경이 크게 형성된 것으로, 제6기어(R6)와 제5기어(G5)의 기어비는 3 : 1가 적당하다.

이와 같이 구성된 본 발명의 제2실시예의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 4에 도시된 바와 같이, 배터리(100)나 기타 소형발전기와 같은 동력발생수단으로부터 동력을 공급받아 1차 모터(M1)가 구동된다(S100).

이에 종동되어 1차 원심력장치(C1)가 구동되기 시작하여 일정한 회전속도가 구현될때까지 증속시킨다(S200).

이후 1차 원심력장치(C1)의 회전력이 제2벨트(V2)에 의해 1차발전기(K1)에 전달되어 1차 발전부(G1)의 발전작동이 시작된다(S300).

따라서 1차 모터(M1)는 4마력의 소용량이지만 1차 원심력장치(C1)의 증폭에 의해 1차 발전기(K1)에서 20kw의 발전이 가능해지고, 이렇게 발생된 전기에너지는 1차 변압기(200)에 공급된다(S400).

1차 변압기(200)의 출력부를 통해 3선의 전기선로를 통해서 2차 발전부(G2) 또는 3차 발전부(G3) 중 어느 하나가 선택된다(S500).

2차 발전부(G2)가 선택되면 2차 모터(M2)가 구동되기 시작한다(S600).

2차 모터(M2)의 구동에 종동되어 2차 원심력장치(C2)가 구동되어 원심력이 얻어진다(S700).

이때 원심력은 2차 원심력장치(C2)가 1차 원심력장치(C1)에 비해 더 크기 때문에 원심력도 1차 원심력장치(C1)에 비해 월등히 증가된 힘이 얻어진다.

즉 2차 원심력장치(C2)의 중량이 1600kg이고, 이에 의해 얻어지는 원심력은 약 5000kgf에 달한다.

2차 원심력장치(C2)의 회전력은 제4벨트(V4)에 의해 2차 발전기(K2)로 전달되어 발전 동력으로 작용하게 된다(S800).

2차 발전기(K2)에 의해 발전되는 용량은 200kw이며, 이 발전된 전기에너지는 2차 변압기(500)에 축적된다(S900).

따라서 2차 변압기(500)의 출력부를 통해 3선의 전기선로를 이용하여 가정이나 공장 등 사용처의 전력으로 공급될 수 있고(S1000), 일부는 충전지(B)의 충전 전원으로 상시 공급된다(S1100).

한편 2차 발전부(G2)의 점검이나 보수 작업시에는 이를 대체하기 위해 3차 발전부(G3)를 가동한다.

즉 2차 변압기(500)의 출력부의 전기선로에 마련된 차단기(530)를 온시켜 전원이 3차 모터(M3)로 공급되도록 한다(S510).

이후 3차 모터(M3)의 구동에 의해 3차 원심력장치(C3)가 구동된다(S520). 이후 일정 회전력이 얻어지면 차단기(530)를 오프시킨다.

이후 3차 원심력장치(C3)와 연결된 제6벨트(V6)에 의해 3차 발전기(K3)가 구동되어 발전을 수행하게 되며(S530), 3차 발전기(K3)를 통해 발전된 전기에너지는 2차 변압기(500)로 공급된다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 청구의 범위에 속함은 자명하다.

Claims

전기를 발전시키고 증폭시켜서 다수의 가정에 공급할 수 있게 하는 전력 발생장치에 있어서,

배터리(11) 전원을 이용하여 전기를 발생시키는 제1 발전기(10);

상기 제1 발전기(10)를 통해서 발생된 전기를 증폭시켜서 다수의 가정용 변압기(5)로 전기를 공급하는 제2 발전기(20); 및

상기 제2 발전기(20)로부터 전원을 공급받아 상기 배터리(11)를 충전시키는 충전기(30);

를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 발생장치.
제 1항에 있어서,

상기 제1 발전기(10)는,

12V용 4개의 배터리(11)로 이루어진 전원공급부(12)와,

상기 전원공급부(12)로부터 전원을 공급받아 구동되는 DC모터(14)와,

상기 DC모터(14)의 회전력에 대응하여 전기를 발전시키는 제1 AC발전기(16)를 포함하고,

상기 DC모터(14)와 상기 제1 AC발전기(16)는 기어비가 3:1인 제1 기어(15)와 제2 기어(17)로 결합되는 것을 특징으로 하는 전력 발생장치.
제 2항에 있어서,

상기 DC모터(14)가 10마력으로 회전할 때 제1 AC발전기(16)에서는 50KW 전력이 발생되는 것을 특징으로 하는 전력 발생장치.
제 1항에 있어서,

상기 제2 발전기(20)는,

상기 제1 발전기(10)의 제1 AC발전기(16)에 의해 생성된 전력을 공급받아 축전하는 변압기(22)와,

상기 변압기(22)로부터 전기를 공급받아 구동되는 AC모터(24)와,

상기 AC모터(24)의 회전력에 대응하여 전기를 발전시키는 제2 AC발전기(26)를 포함하고,

상기 AC모터(24)와 상기 제2 AC발전기(26)는 기어비가 3:1인 제3 기어(25)와 제4 기어(27)로 결합되는 것을 특징으로 하는 전력 발생장치.
제 4항에 있어서,

상기 AC모터(24)가 40마력으로 회전할 때 상기 제2 AC발전기(26)에서는 200KW 전력이 발생되며, 상기 변압기(22)에 축전된 전압은 250KW인 것을 특징으로 하는 전력 발생장치.
전기를 발전시키고 증폭시켜서 다수의 가정에 공급할 수 있도록 하기 위한 것으로,

동력발생수단으로부터 동력을 공급받아 구동되는 1차 모터(M1)와, 상기 1차 모터(M1)의 동력에 의해 회전되며, 회전력을 증폭시키는 1차 원심력장치(C1)와, 상기 1차 원심력장치(C1)에 연결되어 증폭된 회전력에 의해 구동되어 전기를 발생하는 1차 발전기(K1)로 구성된 1차 발전부(G1)와;

상기 1차 발전부(G1)에서 발생된 전기가 저장되는 1차 변압기(200)와;

상기 1차 변압기(200)로부터 전기를 공급받아 구동되는 2차 모터(M2)와, 상기 2차 모터(M2)의 동력에 의해 회전되며 회전력을 증폭시키는 2차 원심력장치(C2)와, 상기 2차 원심력장치(C2)에 연결되어 증폭된 회전력에 의해 구동되어 전기를 발생하는 2차 발전기(K2)로 구성된 2차 발전부(G2)와;

상기 2차 발전부(G2)에서 발생된 전기를 저장하는 2차 변압기(500);를 포함하고,

상기 2차 변압기(500)의 출력부를 통해 일부의 전기는 가정에 공급되고 나머지의 전기를 상기 충전기(B)에 공급되도록 한 것을 특징으로 하는 전력 발생장치.
제 6항에 있어서,

상기 1차 원심력장치(C1)는

함체(130)와;

상기 함체(130)에 베어링을 매개로 결합되는 제1샤프트(S1)와, 상기 제1샤프트(S1)의 일단에 결합되며 상기 1차 모터(M1)의 풀리에 제1벨트(V1)로 연결되는 제1풀리(P1)와, 상기 제1풀리(P1)에 부착된 제1원판(150)과, 상기 제1샤프트(S1)의 타단에 결합된 제1기어(R1)와,

상기 함체(130)에 베어링을 매개로 결합되는 제2샤프트(S2)의 일단에 결합되며 상기 제1기어(R1)와 치차 결합되는 제2기어(G2)를 포함하는 것이며,

상기 제1풀리(P1)에 결합된 제2벨트(V2)가 1차 발전기(K1)에 연결되는 것을 특징으로 하는 전력 발생장치.
제 7항에 있어서,

상기 제1풀리(P1)와 제1원판(150)의 중량의 합은 500㎏이며, 상기 제1 및 제2기어(G1,G2)의 중량의 합은 500㎏이고,

상기 제2기어(R2)는 제1기어(R1)보다 직경이 크게 형성된 것을 특징으로 하는 전력 발생장치.
제 6항에 있어서,

상기 2차 원심력장치(C2)는

함체(300)와;

상기 함체(300)에 베어링을 매개로 결합되는 제3샤프트(S3)와, 상기 제3샤프트(S3)의 일단에 결합되며 상기 2차 모터(M2)의 풀리에 제3벨트(V3)로 연결되는 제2풀리(P2)와, 상기 제2풀리(P2)에 부착된 제2원판(350)과, 상기 제2샤프트(S2)의 타단에 결합된 제3기어(R3)와,

상기 함체(300)에 베어링을 매개로 결합되는 제3샤프트(S3)의 일단에 결합되며 상기 제3기어(R3)와 치차 결합되는 제4기어(R4)를 포함하는 것이며,

상기 제2풀리(P2)에 결합된 제4벨트(V4)가 2차 발전기(K2)에 연결되어 이루어진 것을 특징으로 하는 전력 발생장치.
제 9항에 있어서,

상기 제2풀리(P2)의 중량과 제2원판(350)의 중량의 합은 800㎏이며, 상기 제3 및 제4기어(R3,R4)의 중량의 합은 800㎏인 것이고,

상기 제4기어(R4)는 제3기어(R3)보다 직경이 크게 형성된 것을 특징으로 하는 전력 발생장치.
제 6항에 있어서,

상기 2차 발전부(G2)의 정비 또는 고장시 이를 대체하기 위해 3차 발전부(G3)가 형성되고,

상기 3차 발전부(G3)는,

상기 2차 변압기(500)의 출력부로부터 전기를 공급받아 구동되는 3차 모터(M3)와,

상기 3차 모터(M3)의 동력에 의해 회전되며 회전력을 증폭시키는 3차 원심력장치(C3)와,

상기 3차 원심력장치(C3)에 연결되어 증폭된 회전력에 의해 구동되어 전기를 발생하는 3차 발전기(K3)

를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 발생장치.
제 11항에 있어서,

상기 3차 원심력장치(C3)는

함체(400)와;

상기 함체(400)에 베어링을 매개로 결합되는 제5샤프트(S5)와, 상기 제5샤프트(S5)의 일단에 결합되며 상기 3차 모터(M3)의 풀리에 제5벨트(V5)로 연결되는 제3풀리(P3)와, 상기 제3풀리(P3)에 부착된 제3원판(450)과, 상기 제5샤프트(S5)의 타단에 결합된 제5기어(G5)와,

상기 함체(400)에 베어링을 매개로 결합되는 제6샤프트(S6)의 일단에 결합되며 상기 제5기어(G5)와 치차 결합되는 제6기어(R6)를 포함하는 것이며,

상기 제3풀리(P3)에 결합된 제6벨트(V6)가 3차 발전기(K3)에 연결되어 이루어진 것을 특징으로 하는 전력 발생장치.
제 12항에 있어서,

상기 제3풀리(P3)의 중량과 제3원판(450)의 중량의 합은 800㎏이며, 상기 제5 및 제6기어(R5,R6)의 중량의 합은 800㎏인 것이고,

상기 제6기어(R6)는 제5기어(G5)보다 직경이 크게 형성된 것을 특징으로 하는 전력 발생장치.