동력 발생장치(POWER GENERATOR SYSTEM)

(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 공개특허공보(A)
(11) 공개번호 10-2013-0087723
(43) 공개일자 2013년08월07일
(51) 국제특허분류(Int. Cl.)
F03B 13/06 (2006.01) F03B 3/12 (2006.01)
(21) 출원번호 10-2012-0008801
(22) 출원일자 2012년01월30일
심사청구일자 2012년01월30일
(71) 출원인
김용선
경기도 용인시 처인구 모현면 오산로 13-56, 303
호
김태형
경기도 광주시 오포읍 오포로171번길 25
(뒷면에 계속)
(72) 발명자
김용선
경기도 용인시 처인구 모현면 오산로 13-56, 303
호
김태형
경기도 광주시 오포읍 오포로171번길 25
(뒷면에 계속)
전체 청구항 수 : 총 2 항
(54) 발명의 명칭 동력 발생장치
(57) 요 약
본 발명은 동력 발생장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압축공기와 지렛대를 이용한 물 펌핑 작동으로 동력을
발생시킬 수 있도록 발명된 것이다.
본 발명의 구성은, 저수조(10)에 채워지는 물의 낙차로 로터(20)가 회전되어서 동력을 얻는 것에 있어서,
용수가 담겨지는 용수조(30)에 연통되게 상기 저수조(10)와 연결하여 펌핑수단(40)에 의해 용수조(30)내의 물을
저수조(10) 내부를 향해 소정의 압력으로 펌핑되도록 하고, 상기 저수조(10)에는 입구(11)로부터 하부를 향해 바
닥과 거리를 유지한 상태로 차단벽(13)을 설치하여, 이 차단벽(13)의 일측으로는 저수조(10) 내벽 사이에 송출로
(14)를 형성하고, 송출로(14)의 단부에서 소정의 압력으로 낙하되는 수압으로 로터(20)를 구동시켜 회전축(21)과
상기 펌핑수단(40)이 각각 구동되도록 하며, 차단벽(13)의 타측으로는 수면을 경계로 저수조(10)의 내부로 채워
지는 물에 압력을 가하게 하는 압축공기실(15)을 형성하여 저수조(10)의 송출로(14) 출구에 위치되는 로터(20)이
펌핑수단(40)에 의해 흡입되는 수압과, 압축공기실(15)에서 가해지는 수압이 더해져 회전되도록 구성된다.
대 표 도 - 도1
공개특허 10-2013-0087723
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(71) 출원인
김재중
인천광역시 남구 독정이로9번길 70 (용현동)
김삼중
경기도 용인시 처인구 모현면 오산로 13-56, 303호
(72) 발명자
김재중
인천광역시 남구 독정이로9번길 70 (용현동)
김삼중
경기도 용인시 처인구 모현면 오산로 13-56, 303호
공개특허 10-2013-0087723
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특허청구의 범위
청구항 1
저수조(10)에 채워지는 물의 낙차로 로터(20)가 회전되어서 동력을 얻는 것에 있어서,
용수가 담겨지는 용수조(30)에 연통되게 상기 저수조(10)와 연결하여 펌핑수단(40)에 의해 용수조(30)내의 물을
저수조(10) 내부를 향해 소정의 압력으로 펌핑되도록 하고,
상기 저수조(10)에는 입구(11)로부터 하부를 향해 바닥과 거리를 유지한 상태로 차단벽(13)을 설치하여, 이 차
단벽(13)의 일측으로는 저수조(10) 내벽 사이에 송출로(14)를 형성하고,
송출로(14)의 단부에서 소정의 압력으로 낙하되는 수압으로 로터(20)를 구동시켜 회전축(21)과 상기 펌핑수단
(40)이 각각 구동되도록 하며,
차단벽(13)의 타측으로는 수면을 경계로 저수조(10)의 내부로 채워지는 물에 압력을 가하게 하는 압축공기실
(15)을 형성하여 저수조(10)의 송출로(14) 출구에 위치되는 로터(20)이 펌핑수단(40)에 의해 흡입되는 수압과,
압축공기실(15)에서 가해지는 수압이 더해져 회전되도록 구성됨을 특징으로 한 동력 발생장치.
청구항 2
청구항 1에 있어서, 상기 펌핑수단(40)은 로터(20)에 의해 함께 회전되는 크랭크(41)와 지렛대(43)의 자유단 사
이를 로드(42)로 연결하여, 지렛대(43)들이 좌우 이동될 지렛대(43)의 상단에 연결된 로드(42) 까지의 거리에
비해 피스톤(44)에 더 근접되게 피봇축(45)을 설치하여 이 피봇축(45)을 중심으로 피스톤(44)들이 왕복 이동하
면서 용수조(30)의 물을 저수조(10)의 송출로(14)를 통해 펌핑되도록 구성됨을 특징으로 하는 동력 발생장치.
명 세 서
기 술 분 야
본 발명은 동력 발생장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압축공기와 지렛대를 이용한 물 펌핑 작동으로 동력[0001]
을 발생시킬 수 있도록 발명된 것이다.
배 경 기 술
통상적인 전기 생산시설에 사용되는 동력발생 장치들은, 화석연료를 에너지원으로 이용하고 있으나, 이러한 화[0002]
석연료는 자원고갈과 함께 연소시 발생되는 오염물질에 의해 자연환경을 훼손하게 되어 대체 에너지원의 개발이
요구되고 있는 실정이다.
대표적으로 태양의 빛을 이용해 전기를 생산하는 태양광 발전장치가 있으나, 태양전지 모듈에 사용되는 셀들은[0003]
주로 고가의 반도체 자재인 규소(Si)을 사용하고 있어 가격이 매우 높은 문제점이 있었다.
또, 상기 태양광 발전장치는 대규모의 입지조건 및 기상상태를 고려해 설치해야 상업이용이 가능한 전기를 생산[0004]
할 수 있어, 설치장소의 선택과 설비규모에 대한 제약이 있었다.
따라서, 바람의 힘을 이용해 에어 블레이드가 회전되면서 발전기에서 전력을 생산하도록 한 풍력발전기를 사용[0005]
하고 있으나, 상기 풍력 에너지원의 무한성으로 인해 대체에너지원으로 인정받고 있으나, 설치지역의 풍속, 풍
향, 에어블레이드의 크기 및 그에 따른 부지확보 등의 까다로운 입지조건으로 인해 경쟁력이 낮은 실정이다.
또, 풍력 발전기에 사용되는 에어 블레이드는, 바람의 힘을 이용해 회전되는 것으로, 풍력발전에 사용되는 즉[0006]
1MW급에 사용되는 블레이드의 길이가 40여미터 가량 형성되고, 다른 에어 블레이드와 상호 간섭받지 않도록 넓
은 면적의 설치공간이 필요하였다.
또한, 상기 에어 블레이드를 회전시키기 위한 충분한 풍속을 갖지 못한 경우에는 전기를 생산하지 못하는 문제[0007]
공개특허 10-2013-0087723
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점이 있었다.
그리고, 유체의 흐름을 이용해 터빈을 회전시켜 발전기에서 전력을 생산하도록 한 수력발전기도 사용되고 있으[0008]
나, 상기 터빈을 항상 회전시키기 위해 대량의 유체를 배출해야 하는 폐단이 있었다.
따라서, 수력 발전을 위해서는 대규모의 댐공사로 충분한 유체를 저장해야 하고, 낙차가 없는 위치에서는 동력[0009]
을 얻을 수 없는 문제점이 있었다.
발명의 내용
해결하려는 과제
본 발명은 이러한 종래의 문제점을 감안하여 안출한 것이며, 그 목적은 수력과 탱크 내부에 채워지는 압축공기[0010]
를 이용해 회전 동력을 얻을 수 있도록 한 동력 발생장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 용수조부터 낙차 거리가 없고, 새로운 용수의 유입이 없어도 회전 동력을 얻을 수 있도[0011]
록 한 동력 발생장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 회전 동력을 이용해 발전이나 또는 각종 기구물들을 구동시킬 수 있는 동력 발생장치를[0012]
제공하는데 있다.
과제의 해결 수단
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여, 저수조(10)에 채워지는 물의 낙차로 로터(20)가 회전되어서 동력을[0013]
얻는 것에 있어서,
용수가 담겨지는 용수조(30)에 연통되게 상기 저수조(10)와 연결하여 펌핑수단(40)에 의해 용수조(30)내의 물을[0014]
저수조(10) 내부를 향해 소정의 압력으로 펌핑되도록 하고,
상기 저수조(10)에는 입구(11)로부터 하부를 향해 바닥과 거리를 유지한 상태로 차단벽(13)을 설치하여, 이 차[0015]
단벽(13)의 일측으로는 저수조(10) 내벽 사이에 송출로(14)를 형성하고,
송출로(14)의 단부에서 소정의 압력으로 낙하되는 수압으로 로터(20)를 구동시켜 회전축(21)과 상기 펌핑수단[0016]
(40)이 각각 구동되도록 하며,
차단벽(13)의 타측으로는 수면을 경계로 저수조(10)의 내부로 채워지는 물에 압력을 가하게 하는 압축공기실[0017]
(15)을 형성하여 저수조(10)의 송출로(14) 출구에 위치되는 로터(20)이 펌핑수단(40)에 의해 흡입되는 수압과,
압축공기실(15)에서 가해지는 수압이 더해져 회전되도록 구성되어서 달성된다.
이때 상기 펌핑수단(40)은 로터(20)에 의해 함께 회전되는 크랭크(41)와 지렛대(43)의 자유단 사이를 로드(42)[0018]
로 연결하여, 지렛대(43)들이 좌우 이동될 지렛대(43)의 상단에 연결된 로드(42) 까지의 거리에 비해 피스톤
(44)에 더 근접되게 피봇축(45)을 설치하여 이 피봇축(45)을 중심으로 피스톤(44)들이 왕복 이동하면서 용수조
(30)의 물을 저수조(10)의 송출로(14)를 통해 펌핑되도록 구성하게 된다.
발명의 효과
이러한 구조로 이루어진 본 발명에 의하면, 용수조내의 물을 펌핑하여 압력과 중력을 갖도록 하고, 저수조내에[0019]
형성되어 있는 압축공기를 이용해 로터의 회전비를 증대시킴으로써 동력의 효율성을 향상시킬 수 있다.
또, 상기 압축공기를 이용해 로터의 회전비를 향상시켜, 에너지 생산 효율을 크게 향상시킬 수 있는 매우 유용[0020]
한 발명인 것이다.
도면의 간단한 설명
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도 1은 본 발명인 동력 발생장치의 전체 구성을 도시한 장치도.[0021]
도 2는 펌핑수단에 의해 피스톤이 작동되는 구성을 도시한 요부 사시도.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명하기로 한다.[0022]
본 발명인 동력 발생장치는, 적은 에너지로 수압을 형성하고, 이 수압과 압축공기의 압력, 그리고 낙차를 이용[0023]
해 발전효율을 더욱 향상시킬 수 있도록 발명한 것이다.
우선 본 발명을 구성하는 동력 발생장치는, 도 1에서와 같이 저수조(10)에 채워지는 물이 송출로(14)의 출구에[0024]
서 낙하되는 수압으로 로터(20)가 회동되어 회전동력 또는 전기를 생산하게 된다.
로터(20)-ROTOR-은 각종 댐 등에서 수력을 이용해 회전자로, 회전축(21)에 제너레이터(22)를 연결 설치하게 되[0025]
면, 발전이 이루어질 수 있다는 것은 주지 사실이다.
또, 제너레이터(22)를 설치하지 않고 회전축(21)에서 얻어지는 회전력으로 각종 장치나 기기 등을 구동시킬 수[0026]
도 있게 된다.
본 발명은 용수가 담겨지는 용수조(30) 하부로 저수조(10)를 연통하되, 그 사이에 펌핑수단(40)를 설치하여 용[0027]
수조(30)내의 물을 펌핑하여 물을 저수조(10) 내부로 소정의 압력으로 펌핑시키게 된다.
펌핑수단(40)은 로터(20)의 회전력을 지렛대원리로 변환하는 것에 의해 작동된다.[0028]
상기 저수조(10)에는 입구(11)로부터 하부를 향해 바닥과 거리를 유지한 상태로 차단벽(13)을 설치하여, 이 차[0029]
단벽(13)의 일측(도 1에서 좌측)으로는 저수조(10) 내벽 사이에 송출로(14)를 형성하게 된다.
그리고, 차단벽(13)의 타측(도 1에서 우측)으로는 수면을 경계로 저수조(10)의 내부로 채워지는 물에 압력을 가[0030]
하게 하는 압축공기실(15)을 형성하여 송출로(14)를 통해 공기압력이 빠지지 않도록 벽을 유지하게 된다.
압축공기실(15)에는 수압보다 큰 고압으로 공기가 압축된 상태로 채워지게 되는데, 이 압축공기를 보호하기 위[0031]
해 비닐튜브의 내부로 소정 압력으로 공기를 채워지게 할 수도 있다.
따라서, 압축공기실(15)의 하부로 수면 경계를 형성하면서 채워지는 물에 소정의 압력을 지속적으로 전달하게[0032]
되므로, 송출로(14)의 출구에 위치되는 로터(20)는 펌핑수단(40)에 의해 흡입되는 압력과, 압축공기실(15)에서
가해지는 수압이 더해져 강하게 회전되면서 전기 에너지가 생성되는 것이다.
압축공기실(15) 내부의 압력에 따라 송출로(14)의 출구에서 분출되는 수압이 상이하게 된다.[0033]
여기서, 상기 펌핑수단(40)은 도 1 및 도 2에서와 같이 지렛대 원리를 이용해 보다 작은 동력으로 큰 힘의 구동[0034]
력을 얻을 수 있도록 한다.
즉, 로터(20)의 회전으로 크랭크(41)가 함께 회전되는데, 이 크랭크(41)와 지렛대(43)의 자유단 사이를 로드[0035]
(42)로 연결하여 크랭크(41)의 회전 운동을 직선운동으로 지렛대(43)에 전달되게 한다.
이때, 지렛대(43)의 상단에 연결된 로드(42) 까지의 거리에 비해 피스톤(44)에 더 근접되게 피봇축(45)을 설치[0036]
하여 로드(42)를 통해 전달되는 힘 보다 피스톤(44)이 좌우 이동되려는 힘이 더 크게 작용될 수 있어, 적은 힘
으로 큰 펌핑 능력을 갖도록 하는 것이다.
그러므로, 로드(42)가 좌우 왕복 이동하게 되면, 지렛목 역할을 하게 되는 피봇축(45)을 중심으로 복수개의 피[0037]
스톤(44)들이 왕복 이동하게 된다.
이때 로드(42)를 좌우 구동하는 힘에 비하여 복수개의 피스톤(44)들이 왕복 구동하는 힘은 더 크게 작용될 수[0038]
있으며, 이러한 피스톤(44)들의 펌핑 작동에 의해 용수조(30)의 물을 저수조(10)의 송출로(14)를 통해 펌핑되게
하는 것이다.
따라서, 작은 동력원으로 펌핑에 필요한 더 큰 동력을 얻을 수 있는 것이고, 이 펌핑수단(40)에 의해서 가압되[0039]
는 수압과, 압축공기실(15)에서 가해지는 압력, 그리고, 저수조(10)에 채워지는 물의 중력이 더해져 송출로(1
4)의 출구에 위치되는 로터(20)를 강하게 회전시켜 큰 전기 에너지를 얻을 수가 있는 것이다.
그리고, 이 송출로(14)에는 선택적으로 물의 공급량을 제어, 또는 차단하기 위해 제어밸브(50)가 설치된다.[0040]
공개특허 10-2013-0087723
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또, 압축공기실(15)내부로 압축공기를 공급하거나 또는 저수조(10)내의 유체를 필요시 외부로 유출시키기 위해[0041]
밸브(51)(52)들이 각각 설치된다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗[0042]
어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지
식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
부호의 설명
10 - 저수조 13 - 차단벽[0043]
14 - 송출로 15 - 압축공기실
20 - 로터 30 - 용수조
40 - 펌핑수단 41 - 크랭크
42 - 로드 43 - 지렛대
44 - 피스톤 45 - 피봇축
도면
도면1
공개특허 10-2013-0087723
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도면2
공개특허 10-2013-0087723
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