KR20130055824A - A generating apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 발전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유체 내에서 기포를 발생시켜 포집하고 이때 발생된 기포의 부력을 이용하여 발전하는 발전장치에 관한 것이다.The present invention relates to a power generation apparatus, and more particularly, to a power generation apparatus that generates and collects bubbles in a fluid and generates power using buoyancy of bubbles generated at this time.
일반적으로, 전력을 생산하는 방법으로는 크게 화력발전, 원자력발전, 수력발전, 풍력발전, 태양열발전, 조력발전, 지열발전 등이 있다.In general, power generation methods include thermal power generation, nuclear power generation, hydroelectric power generation, wind power generation, solar power generation, tidal power generation, and geothermal power generation.
이러한 발전 방법 중 화력발전은 화석연료의 고갈과 지구 환경변화 등의 심각한 부담을 안고 있고 풍력, 조력, 태양열, 지열 등을 이용하는 발전 방법은 환경조건의 제약을 많이 받는 문제점이 있다.Among these power generation methods, thermal power generation has serious burdens such as exhaustion of fossil fuels and changes in the global environment, and power generation methods using wind power, tidal power, solar heat, geothermal heat, and the like have a lot of environmental conditions.
상기와 같은 문제점을 해결하고자 대한민국공개특허공보 10-2006-0083473에는 유체내의 부력을 이용한 에너지 발생장치가 개시되어 있다.In order to solve the above problems, Korean Patent Publication No. 10-2006-0083473 discloses an energy generator using buoyancy in a fluid.
상기의 유체내의 부력을 이용한 에너지 발생장치는 유체 내에 설치되되 상단과 하단에 각각 회동가능한 롤러가 장착되고 상단 롤러와 하단 롤러 사이에 연결부재가 체결된 본체와, 본체의 연결부재 상에 소정간격으로 설치되되 상승시 기포를 용이하게 포집할 수 있도록 외측으로 펼쳐지고 하강시 유체와의 저항을 줄이기 위해 내측으로 접혀지는 가변형 부구를 구비하며, 본체 하단부에는 가변형 부구 내에 기포를 공급하기 위한 기포발생기를 포함하여 구성된다.The energy generating device using the buoyancy in the fluid is installed in the fluid, the rotatable rollers are mounted on the top and bottom, respectively, and the connecting member is fastened between the upper roller and the lower roller, and at a predetermined interval on the connecting member of the body It is installed but has a variable float that is spread outward so as to easily collect the bubbles when rising and folded inward to reduce the resistance to the fluid when descending, the lower end of the main body includes a bubble generator for supplying bubbles in the variable float It is composed.
상기의 유체내의 부력을 이용한 에너지 발생장치는 수중에 설치된 하단 롤러 측으로 압축된 공기를 불어넣는 구조로서, 공기를 압축하는데 사용되는 전력의 소모가 큰 단점이 있다.The energy generating device using the buoyancy in the fluid is a structure that blows the compressed air to the lower roller side installed in the water, there is a drawback of a large consumption of power used to compress the air.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기포생성을 위한 전력소모를 줄임으로써 기포생성에 소모되는 전력량보다 기포의 부력에 의해 발생되는 발전량의 증대시킬 수 있는 발전장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems, by reducing the power consumption for bubble generation to provide a power generation apparatus that can increase the amount of power generated by buoyancy of the bubble rather than the amount of power consumed in bubble generation. There is this.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 발전장치는 수중 또는 수상에 설치되는 지지구조체와; 상기 지지구조체에 설치되어 기포를 공급하는 기포공급수단과; 상기 지지구조체에 대하여 상부와 하부에 각각 회전가능하게 설치된 상부회전체 및 하부회전체와, 상기 상부회전체 및 하부회전체에 무한궤도로 회전가능하게 설치된 연결부재와, 상기 연결부재의 길이방향을 따라 복수개가 설치되고 상기 기포공급수단에서 공급되는 기포를 수용할 수 있는 수용공간이 마련되며 상기 수용공간에 수용된 기포의 부력에 의해 상기 연결부재를 회전시키는 기포수용부를 포함하는 회전유닛과; 상기 상부회전체와 연동되게 설치되어 상기 연결부재의 운동에너지를 전기에너지로 변환시키는 발전부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Generating device according to the present invention for achieving the above object is a support structure which is installed in the water or water; A bubble supply means installed in the support structure to supply bubbles; An upper rotary body and a lower rotary body rotatably installed at upper and lower portions with respect to the support structure, a connecting member rotatably installed in the upper and lower rotary bodies in an endless track, and a longitudinal direction of the connecting member. A rotation unit having a plurality installed therein and having an accommodation space for accommodating the bubbles supplied from the bubble supply means and including a bubble accommodating portion for rotating the connection member by buoyancy of the bubbles contained in the accommodation space; And a power generation unit installed in association with the upper rotating body to convert kinetic energy of the connection member into electrical energy.
상기 기포공급수단은 전기분해유닛과, 상기 전기분해유닛으로 전원을 공급하는 전원공급부를 구비하는 것을 특징으로 한다.The bubble supply means is characterized in that it comprises an electrolysis unit and a power supply for supplying power to the electrolysis unit.
상기 기포공급수단은 상기 전기분해유닛이 설치되는 내부공간이 마련되고 하부에는 유체가 유입 및 배출되는 유입구 및 배출구가 각각 마련되며, 상부에는 상기 전기분해유닛에 의해 생성되는 기체가 상승하여 외부로 배출되는 기체토출구가 마련된 하우징과, 상기 전기분해유닛에 의해 상기 하우징의 외부로 전기가 흐르는 것을 차단하도록 상기 내부공간과 상기 하우징의 외부공간을 전기적으로 단락시키는 차단부를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.The bubble supply means is provided with an inner space in which the electrolysis unit is installed, and an inlet and an outlet port through which fluid is introduced and discharged are provided, respectively, and the gas generated by the electrolysis unit rises and is discharged to the outside. And a blocking unit for electrically shorting the inner space and the outer space of the housing to block the flow of electricity to the outside of the housing by the electrolysis unit.
상기 전기분해유닛에 의해 발생하여 기포수용부에 수용된 상태로 상부로 상승하는 산소 및 수소를 수거할 수 있도록 상기 지지구조체에 설치되는 기체수거부를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.And a gas collecting unit installed on the support structure to collect oxygen and hydrogen generated by the electrolysis unit and rising to the upper portion in the bubble accommodating unit.
상기 기포공급수단은 기체가 충진될 수 있는 충진공간이 마련되고 상기 충진공간으로 상기 기체를 주입시킬 수 있는 주입구가 마련되며 상기 지지구조체의 하부에 설치되는 가스탱크와, 상기 충진공간으로부터 상기 기체가 배출되게 상기 주입구를 개폐하는 개폐밸브를 구비하는 것을 특징으로 한다.The bubble supply means is provided with a filling space in which gas can be filled, an injection hole for injecting the gas into the filling space, a gas tank installed under the support structure, and the gas from the filling space. And an on / off valve for opening and closing the inlet to be discharged.
상기 가스탱크에는 상기 충진공간에 수용된 가스가 상기 주입구를 통해 외부로 배출될 때 상기 가스를 가열하여 팽창시키는 히터가 더 구비된 것을 특징으로 한다.The gas tank may further include a heater for heating and expanding the gas when the gas contained in the filling space is discharged to the outside through the injection hole.
상기 기포공급수단은 일단이 상기 하부회전체의 하방으로 연장된 이송관과, 상기 이송관의 타 단에 연결되어 상기 이송관으로 공기를 불어넣는 압축기를 포함하는 것을 특징으로 한다.The bubble supply means is characterized in that it comprises a conveying tube, one end of which extends below the lower rotating body, and a compressor connected to the other end of the conveying tube to blow air into the conveying tube.
상기 기포수용부는 기포의 부력에 의해 상기 하부회전체에서 상기 상부회전체를 향하여 상승할 때 상기 수용공간에 수용된 기포의 부피변화에 대응되게 상기 수용공간의 체적이 확장되고, 상기 상부회전체에서 상기 하부회전체를 향하여 하강할 때는 상기 기포수용부의 체적이 축소되게 형성된 것을 특징으로 한다.The bubble accommodating part expands in a volume of the accommodating space to correspond to a volume change of the bubbles accommodated in the accommodating space when the air bubbles rise from the lower rotor toward the upper rotor by the buoyancy of the bubble, and the upper rotor has the volume. When descending toward the lower rotating body is characterized in that the volume of the bubble receiving portion is formed to be reduced.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 발전장치에 의하면, 기포생성에 필요한 전력의 낭비를 없애거나 최소화함으로써, 발전량을 증대시킬 수 있는 장점이 있고, 종래의 풍력, 조력, 태양열 등의 발전방식과는 다르게 환경변화에 따른 제약이 없어 상시 발전이 가능하다.According to the power generation apparatus according to the present invention as described above, by eliminating or minimizing the waste of power required to generate bubbles, there is an advantage that can increase the amount of power generation, unlike the conventional power generation methods such as wind power, tidal power, solar heat, etc. Since there is no restriction due to environmental changes, it is possible to continuously develop.
또한, 본 발명에 따른 발전장치는 수중에서 상하로 무한궤도로 회전하는 기포수용부에 의해 수중 내부를 교반시킬 수 있어 수질 개선 효과를 갖는다.In addition, the power generation apparatus according to the present invention can stir the inside of the water by the bubble accommodating unit rotates in the orbit up and down in the water has an effect of improving the water quality.
도 1은 본 발명에 따른 발전장치의 제1실시 예를 나타낸 단면도이고,
도 2는 도 1의 기포공급수단을 나타낸 부분단면도이며,
도 3은 본 발명에 따른 발전장치의 제2실시 예를 도시한 부분단면도이고,
도 4는 본 발명에 따른 발전장치의 제3실시 예를 도시한 발췌사시도이며,
도 5는 도 4에 도시된 기포수용부의 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of a power generation apparatus according to the present invention,
2 is a partial cross-sectional view showing the bubble supply means of FIG.
3 is a partial cross-sectional view showing a second embodiment of a power generation apparatus according to the present invention,
4 is an exploded perspective view showing a third embodiment of a power generation apparatus according to the present invention,
FIG. 5 is a cross-sectional view of the bubble accommodating part shown in FIG. 4.
이하 첨부된 도면을 참조하면서, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 발전장치에 대하여 더욱 상세하게 설명한다. 도 1 및 도 2에는 본 발명의 제1실시 예에 따른 발전장치가 도시되어 있다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in more detail with respect to the power generation apparatus according to an embodiment of the present invention. 1 and 2 illustrate a power generator according to a first embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 발전장치는 수중 또는 수상에 설치되는 지지구조체와, 기포공급수단(200)과, 회전유닛(300)과, 발전부(400)를 포함한다.1 and 2, the power generation apparatus includes a support structure installed in the water or the water, bubble supply means 200, the rotation unit 300, and the
본 실시 예에서 지지구조체는 부력을 가지며 바다 또는 강의 수면에 부상하는 부유체(100)를 적용하였으나, 이와는 다르게 상기 지지구조체는 수중 바닥에 고정된 구조물일 수도 있다.In the present embodiment, the support structure has a buoyancy and
도면에 도시되지 않았지만 부유체(100)는 내부가 빈 구조로 형성될 수도 있고, 이와는 다르게 내부에 물보다 비중이 작고 가벼우며 방수성을 갖는 발포폴리스티렌, 우레탄 폼이 충진될 수도 있다.Although not shown in the drawing, the
기포공급수단(200)은 수중에 설치되어 기포를 발생시키는 것으로 후술 되는 메인프레임의 하부에 고정 설치되어 있다.Bubble supply means 200 is installed in the water to generate a bubble is fixed to the lower portion of the main frame to be described later.
기포공급수단(200)은 산소, 수소, 질소 등의 가스를 액화상태로 충진할 수 있게 충진공간이 마련되고 충진공간으로 가스를 주입시킬 수 있게 주입구(211)가 마련된 가스탱크(210)와, 내부에 충전된 가스를 외부로 배출되게 주입구(211)를 개방하거나 폐쇄하는 밸브(220)와, 밸브(220)를 주기적으로 작동되게 하여 주입구(220)를 통해 가스를 주기적으로 또는 연속적으로 외부로 배출되게 하는 타이머(230)를 구비한다.Bubble supply means 200 is a
밸브(220)는 가스탱크(210)의 주입구(211)에 설치되는 것으로 통상적으로 사용되는 솔레노이드밸브를 사용하는 것이 바람직하다.The
타이머(230)는 가스탱크(210)의 외주면에 설치되어 있고, 도면에 도시되어 있지는 않지만 밸브(220)를 주기적 또는 개방된 상태 또는 폐쇄된 상태로 작동하도록 전류를 인가 또는 차단하는 제어모듈을 더 구비한다. 여기서, 밸브(220)의 작동을 제어하기 위한 전원공급 방법으로는 축전기를 가스탱크(210)에 설치하는 방법 또는, 이와는 다르게 부유체(100)로부터 가스탱크(210)로 전선을 연장하는 방법이 있을 수 있다.The
도면에 도시되어 있지 않지만 상기 가스탱크(210)에는 충진공간에 수용된 가스가 주입구를 통해 외부로 배출될 때 상기 가스를 가열하여 팽창시키는 히터가 더 구비될 수도 있다.Although not shown in the drawing, the
회전유닛(300)은 메인프레임(310)과, 상부회전체(320)와, 하부회전체(330)와, 연결부재(340) 및 기포수용부(350)를 구비한다.The rotating unit 300 includes a
메인프레임(310)은 부유체(100)에 상부가 고정되고 하부가 부유체(100)의 하방으로 수면과 직교하는 방향으로 수중에 설치되는 한 쌍의 수직프레임(311)과, 각 수직프레임(311)의 하단을 연결하는 수평프레임(312)을 구비한다. The
메인프레임(310)은 일 단이 부유체(100)의 저면에 고정되고 타 단은 수직프레임(311)에 고정되어 수직프레임(311)의 유동을 방지하는 보강프레임(310a)을 더 포함한다. 메인프레임(310)은 물살에 의해 휘어짐 등의 손상을 방지하고 녹이 발생하지 않는 소재로 형성되는 것이 바람직하다.The
메인프레임(310)의 상부에는 상부회전체(320)가 회전가능하게 설치되어 있고, 하부에는 하부회전체(330)가 회전가능하게 설치되어 있으며, 수평프레임(312)에는 가스탱크(210)가 고정 설치되어 있다.The upper rotating
도면에 도시된 바와 같이 상부 및 하부회전체(320,330)는 롤러로 형성되어 있고, 연결부재(340)는 상부 및 하부회전체(320,330)의 길이에 대응되는 폭을 가지며 상부 및 하부회전체(320,330) 사이에서 무한궤도상으로 회전되게 설치되어 있다.As shown in the figure, the upper and
기포수용부(350)는 가스탱크(210) 또는 전기분해유닛(250)에서 배출된 기포의 부력을 이용하여 연결부재(340)를 회전시키도록 연결부재(340)에 고정되어 있다.The
기포수용부(350)는 내부에 기포공급수단(200)에서 발생하는 기포가 수용될 수 있는 수용공간(351a)이 형성되어 있고 수용공간(351a)과 외부공간을 연통되게 하부가 개방된 개구부(351b)가 형성된 본체(351)와, 본체(351)로부터 상하방향으로 연장된 플랜지부(355)를 구비한다.The
본체(351)는 기포의 부력에 의해 상부로 상승하거나 상부회전체(320)을 경유하여 수중으로 하강할 시 물에 의한 저항을 줄이기 위해 하부에서 상부로 갈수록 좁아지는 형상으로 형성되어 있다.The
플랜지부(355)는 개구부(351b)가 하방을 향하도록 연결부재(340)의 길이방향으로 설치되어 있다. 플랜지부(355)는 연결부재(340)에 접착제를 이용하여 접착시킬 수도 있고, 이와는 다르게 리벳결합시킬 수도 있다. The
기포수용부(350)는 상부 및 하부회전체(320,330)를 용이하게 경유할 수 있게 탄성력을 갖는 소재로 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 도면에 도시되어 있지 않지만 상기 기포수용부는 기포의 부력에 의해 하부회전체에서 상부회전체를 향하여 상승할 때 수용공간에 수용된 기포가 수압의 감소에 의해 기포의 부피변화와 대응되게 기포수용부의 체적이 확장되고, 상부회전체에서 하부회전체를 향하여 하강할 때는 유체에 의한 저항력을 줄일 수 있게 기포수용부의 체적이 축소되게 형성할 수도 있다.Meanwhile, although not shown in the drawing, the bubble accommodating part is formed so that the bubble contained in the accommodation space corresponds to the volume change of the bubble due to the decrease in water pressure when the bubble accommodating part rises from the lower rotor to the upper rotor by buoyancy of the bubble. When the volume expands and descends from the upper rotating body toward the lower rotating body, the volume of the bubble accommodating part may be reduced to reduce the resistance by the fluid.
일 예로, 상기 기포수용부는 상하가 개방되고 일 측이 연결부재 측에 고정된 고정부와, 하부가 개방되고 상부는 기포가 빠져나가지 않도록 폐쇄되며 고정부의 외측에 결합되어 상기 고정부의 상하로 슬라이딩 가능하게 형성된 슬라이딩부를 포함한다.For example, the bubble receiving portion is fixed to the top and bottom open and one side is fixed to the connection member side, the lower part is opened and the upper part is closed so as not to escape the bubble is coupled to the outside of the fixing part up and down the fixing part It includes a sliding portion formed to be slidable.
발전부(400)는 상부회전체(320)에 결합되어 연결부재(340) 또는 체인벨트(340a)의 회전에 의한 상부회전체(320)의 운동에너지를 전기에너지로 변환시키는 것으로, 도 에 도시된 바와 같이 상부회전체(320)의 회전축에 설치된 구동기어(321)와 맞물리게 결합되는 종동기어(410)가 설치되어 있다.The
한편, 도 3에는 본 발명의 제2실시 예에 따른 발전장치가 도시되어 있다. 도 3을 참조하면 발전장치는 물 또는 염분을 포함하는 바닷물을 전기분해하여 기포를 발생시키는 전기분해유닛(250)을 포함한다.On the other hand, Figure 3 shows a power generation apparatus according to a second embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, the generator includes an
전기분해유닛(250)은 하우징(251)과, 전극부(255)를 구비한다.The
하우징(251)의 내부에는 유체를 담을 수 있는 수용공간(251a)이 마련되고, 하부에는 외부로부터 수용공간(251a)으로 유체가 유입되는 유입구(251b)와 수용공간(251a)으로부터 외부로 유체가 배수되는 배출구(251c)가 형성되며, 상부에는 수용공간(251a)에서 발생되는 기포가 외부로 배출되는 기포토출구(251d)가 형성되어 있다. An interior of the
도면에 도시되어 있지 않지만, 하우징(251)의 일 측면에는 후술 되는 양극판 및 음극판에 전원을 공급하는 전원공급부가 설치될 수도 있고, 이와는 다르게 외부에서 전원을 공급받을 수 있게 전원공급부가 수중 밖에 설치하고 전원선을 연장할 수도 있다.Although not shown in the drawings, one side of the
전극부(255)는 양극판(25a)과 음극판(255b)을 포함하며, 양극판(255a)과 음극판(255b)은 하우징(251)의 수용공간(251a)에 일정간격으로 상호 교호적으로 이격되게 배치고정되어 있다.The
바닷물은 전해질 용액으로서 나트륨, 염소, 수소 및 산소가 이온화된 상태로 물에 혼재한다. 전기분해유닛(250)으로 전원을 인가하게 되면 양극판(255a)에서는 염소 이온이 전자를 잃고 염소가 생성되고, 음극판(255b)에서는 수소 이온이 전자를 얻어 수소가 생성된다. 양극판(255a)과 음극판(255b)에서 각각 형성되는 염소와 수소 기체는 하우징(251)의 상부로 이동하여 기포토출구(251d)를 통해 상부로 이동한다.Seawater is mixed with water in an ionized state of sodium, chlorine, hydrogen, and oxygen as an electrolyte solution. When power is supplied to the
하우징(251)에는 전기분해유닛에 의해 하우징의 외부로 전기가 흐르는 것을 방지할 수 있도록 하우징의 내부공간과 외부공간을 전기적으로 단락시키는 차단부를 더 구비한다. 상기 차단부는 유입구와 배출구 및 기포토출구를 각각 독립적으로 개폐하는 개폐도어를 적용할 수 있다.The
한편, 메인프레임의 상부에는 전기분해유닛에 의해 발생하여 기포수용부를 통해 상방으로 상승하는 수소 및 산소를 수거하는 기포수거부를 더 구비할 수 있다.On the other hand, the upper portion of the main frame may be further provided with a bubble collecting unit for collecting hydrogen and oxygen generated by the electrolysis unit and rising upward through the bubble receiving unit.
상기 기포수거부는 기포수용부의 회전궤도 근방에 설치되어 수용공간측으로 연장된 연장관과 상기 연장관의 일단에 설치되는 흡입기를 적용할 수 있다.The bubble collecting unit may be installed in the vicinity of the rotational trajectory of the bubble accommodating unit and may be applied to an extension tube extending toward the receiving space and an inhaler installed at one end of the extension tube.
전기분해유닛(250)에서 소모되는 전력은 발전부(400)에서 생산된 전력을 이용할 수도 있다. 즉, 물 또는 바닷물을 전개분해를 통해서 기포를 발생시키고 기포의 부력을 이용하여 전기를 생산하며 외부전원을 사용하지 않고 발전부(400)에서 생산된 전기를 이용하여 전기분해할 수 있는 것이다.The power consumed by the
한편, 도 4 및 도 5에는 본 발명의 제3실시 예에 따른 발전장치가 도시되어 있다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 기포수용부(360)는 내부공간(361a)이 마련되고 일 측면이 개방된 개구부(361b)가 형성된 본체(361)와, 본체(361)를 체인벨트(340a)에 고정시키도록 본체(361)로부터 연장된 암(365)을 구비한다.Meanwhile, FIGS. 4 and 5 show a power generator according to a third embodiment of the present invention. 4 and 5, the
본 실시 예에서 상부 및 하부회전체는 스프로킷 형태를 적용하였고, 상부 및 하부회전체에는 체인벨트가 무한궤도로 회전가능하게 설치되어 있다.In the present embodiment, the upper and lower rotors have a sprocket shape, and the upper and lower rotors are rotatably installed in a caterpillar.
암(365)의 일단은 본체(361)에 고정결합되어 있고, 타단은 체인벨트(340a)에 결합되어 있다. 암(365)의 타단에는 브라켓(365a)과 차단돌기(365b)가 마련되어 있다. 브라켓(365a)은 체인벨트(340a)에 핀 결합되어 체인벨트(340a)에 대하여 회전가능하게 결합되어 있다. 즉, 기포수용부(360)가 체인벨트(340a)에 일 측 방향으로 즉, 개구부가 체인벨트와 가까워지는 방향으로 회전가능하게 결합되어 있다. One end of the
차단돌기(365b)는 브라켓(365a)의 상부에 형성된 것으로 본체(361)의 내부공간(361a)에 수용된 기포의 부력에 의해 본체(361)가 수면방향으로 상승할 시 부력에 의해 암(365)이 체인벨트(340a)에 대하여 상부로 회전되는 것을 차단하도록 브라켓(365a)의 상부에 돌출되게 형성되어 있다. 즉, 암(365)은 차단돌기(365b)에 의해 체인벨트(340a)에 대하여 상방으로 회전되는 것이 차단되고, 하부는 개방된 구조로 본체(361)가 수중으로 하강할 시 물의 저항력을 줄일 수 있게 체인벨트(340a)에 대하여 상방으로 회전될 수 있게 형성되어 있다.The blocking
도면에 도시되어 있지 않지만, 상기 기포수용부는 하부회전체에서 상부회전체를 향하여 상승할 때 기포수용부에 수용된 기포의 부피변화에 대응되게 수용공간의 체적을 확장하고, 상부회전체에서 하부회전체를 향하여 하강할 때 저항력을 줄일 수 있도록 수용공간의 체적을 축소하도록 형성할 수도 있다.Although not shown in the drawing, the bubble accommodating part expands the volume of the accommodating space to correspond to the volume change of the bubbles accommodated in the bubble accommodating part as it rises from the lower rotor toward the upper rotor, and the lower rotor in the upper rotor. It may be formed to reduce the volume of the receiving space to reduce the resistance when descending toward.
상기 기포공급수단은 일 단이 부유체측에 설치되고 타 단은 상기의 기포수용부의 하부까지 연장되어 메인프레임에 고정되는 이송관과, 상기 이송관의 일단에 결합되어 이송관으로 공기를 불어넣는 압축기를 포함하여 이루어질 수도 있다. The bubble supply means is one end is installed on the floating body side and the other end is extended to the lower portion of the bubble receiving portion is fixed to the main frame, and coupled to one end of the conveying pipe to blow air into the conveying pipe It may also comprise a compressor.
상기 압축기는 발전부에서 발전된 전력을 이용하여 공기를 이송관으로 공급하며, 이송관의 타단에서 토출되는 공기는 상승하면서 기포수용부의 수용공간에 수용된다.The compressor supplies air to the transfer pipe by using the electric power generated by the power generation unit, and the air discharged from the other end of the transfer pipe is accommodated in the receiving space of the bubble accommodating unit.
한편, 도면에 도시되어 있지 않지만 본 발명에 따른 발전장치는 지지구조체와, 회전유닛과 인접되게 설치되어 무한궤도로 회전하면서 기포수용부에 기포를 공급하는 기포공급수단과, 회전유닛과, 발전부를 포함한다.On the other hand, although not shown in the drawings, the power generation apparatus according to the present invention is installed adjacent to the support structure, the rotary unit, the bubble supply means for supplying bubbles to the bubble receiving portion while rotating in an infinite orbit, the rotary unit, the power generation unit Include.
기포공급수단은 메인프레임과 소정거리 이격되고 상부는 지지구조체에 고정되고 하부는 수중으로 연장된 서브프레임과, 서브프레임의 상부와 하부에 각각 회전가능하게 설치되는 상부회전가이드 및 하부회전가이드와, 상기 상부 및 하부회전가이드에 지지되어 무한궤도로 회전되는 이송벨트와, 상기 이송벨트의 길이방향을 따라 소정간격으로 이격되게 설치되며 내부에 액화가스가 충진된 액화가스탱크와, 상기 액화가스탱크 내부의 가스를 외부로 배출시킬 수 있게 상기 각 액화가스탱크에 설치되는 차단밸브와, 액화탱크가 서브프레임의 하단부에 위치할 때 상기 이송벨트가 회전하는 것을 중단시키며 차단밸브를 개방하는 제어부를 포함한다.Bubble supply means is spaced apart from the main frame by a predetermined distance, the upper part is fixed to the support structure and the lower part extends underwater, the upper rotation guide and lower rotation guide rotatably installed on the upper and lower portions of the subframe, A transport belt supported by the upper and lower rotation guides to be rotated in an endless track, spaced apart at predetermined intervals along a longitudinal direction of the transport belt, and filled with a liquefied gas tank therein; and inside the liquefied gas tank A shutoff valve installed in each of the liquefied gas tanks to discharge the gas to the outside, and a control unit which stops the transfer belt from rotating when the liquefied tank is located at the lower end of the subframe and opens the shutoff valve. .
상기 제어부는 서브프레임에 회전가능하게 설치된 상부회전가이드의 외주면을 가압하여 회전을 중단시키도록 상부회전가이드의 외주면에 대응하는 형상으로 형성된 브레이크패드와, 상기 브레이크패드를 상기 상부회전가이드의 외주면에 접촉 또는 이탈시키는 액추에이터와, 액화탱크가 서브프레임의 하단부에 진입할 때를 감지하는 감지센서와, 상기 감지센서에서 액화탱크의 진입이 감지되면 상기 액추에이터를 작동시키고, 차단밸브를 개방시키는 제어모듈을 포함한다.The control unit is a brake pad formed in a shape corresponding to the outer circumferential surface of the upper rotary guide to press the outer circumferential surface of the upper rotary guide rotatably installed in the sub-frame, and the brake pad in contact with the outer circumferential surface of the upper rotary guide Or an actuator for disengaging, a detection sensor for detecting when the liquefaction tank enters a lower end of the subframe, and a control module for operating the actuator and opening the shutoff valve when the liquefaction tank is detected by the detection sensor. do.
상기와 같은 구조를 갖는 기포공급부는 지지구조체에서 이송벨트에 액화가스가 충진된 액화탱크를 복수개 설치하게 되면 액화탱크의 자중에 의해 이송벨트가 수중으로 침강하면서 이송벨트가 회전된다. When the bubble supply unit having the structure as described above installs a plurality of liquefied tanks filled with liquefied gas in the transport belt in the support structure, the transport belt rotates while the transport belt is settled underwater by the weight of the liquefied tank.
액화탱크가 서브프레임의 하단에 진입하면 제어부를 통해 상부회전가이드를 가압하여 이송벨트의 회전을 중단하고, 액화탱크로부터 배출되는 가스가 상승하면서 기포수용부에 수용된다.When the liquefaction tank enters the lower end of the subframe, the upper rotation guide is pressed through the control unit to stop the rotation of the conveying belt, and the gas discharged from the liquefaction tank rises and is accommodated in the bubble receiving unit.
액화탱크 내부에 충진된 가스가 모두 소진될 정도의 시간이 지나면 상부회전가이드를 가압하는 브레이크패드를 상부회전가이드의 외주면으로부터 이격시켜 가압상태를 해제하게 되는데 이때 가스가 소진된 액화탱크는 수중에서 부력을 받아 상방으로 떠오르게 되고, 액화가스가 충진된 액화탱크는 자중에 의해 하방으로 가라앉게 되므로 이송벨트를 회전시킨다.After enough time to exhaust the gas filled in the liquefaction tank, the brake pad pressurizing the upper rotation guide is separated from the outer circumferential surface of the upper rotation guide to release the pressurized state. Received and floated upwards, the liquefied tank filled with liquefied gas sinks downward by its own weight, so rotate the transport belt.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 발전장치는 기포 생성에 소모되는 전력의 낭비를 없애거나 최소화함으로써, 발전량을 증대시킬 수 있는 장점이 있고, 종래의 풍력, 조력, 태양열 등의 발전방식과는 다르게 환경변화에 따른 제약이 없어 상시 발전이 가능한 장점이 있다.The power generation device according to the present invention as described above has the advantage of increasing the amount of power generation by eliminating or minimizing the waste of power consumed to generate bubbles, and unlike the conventional power generation methods such as wind power, tidal power, solar heat, etc. There is no restriction in accordance with the change has the advantage that can be developed at any time.
이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 발전장치는 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.The power generation apparatus according to the present invention as described above has been described with reference to the embodiment shown in the drawings, but this is only an example, and those skilled in the art have various modifications and other equivalent implementation therefrom. It will be appreciated that examples are possible.
따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be determined only by the appended claims.
100 : 지지구조체
200 : 기포공급수단
210 : 가스탱크
250 : 전기분해유닛
300 : 회전유닛
310 : 메인프레임
320 : 상부회전체
330 : 하부회전체
340 : 연결부재
350 : 기포수용부
400 : 발전부100: support structure
200: bubble supply means
210: gas tank
250: electrolysis unit
300: rotating unit
310: mainframe
320: upper rotating body
330: lower rotor
340: connecting member
350: bubble accommodation
400:
Claims (8)
상기 지지구조체에 설치되어 기포를 공급하는 기포공급수단과;
상기 지지구조체의 상부와 하부에 각각 회전가능하게 설치된 상부회전체 및 하부회전체와, 상기 상부회전체 및 하부회전체에 무한궤도로 회전가능하게 설치된 연결부재와, 상기 연결부재의 길이방향을 따라 복수개가 설치되고 상기 기포공급수단에서 공급되는 기포를 수용할 수 있는 수용공간이 마련되며 상기 수용공간에 수용된 기포의 부력에 의해 상기 연결부재를 회전시키는 기포수용부를 포함하는 회전유닛과;
상기 상부회전체와 연동되게 설치되어 상기 연결부재의 운동에너지를 전기에너지로 변환시키는 발전부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전장치.A support structure installed in the water or underwater;
A bubble supply means installed in the support structure to supply bubbles;
An upper rotary body and a lower rotary body rotatably installed on the upper and lower portions of the support structure, a connecting member rotatably installed in the upper and lower rotary bodies in an endless track, and along the longitudinal direction of the connecting member. A rotation unit having a plurality installed therein and having an accommodation space for accommodating the bubbles supplied from the bubble supply means and including a bubble accommodation portion for rotating the connection member by buoyancy of the bubbles contained in the accommodation space;
And a power generation unit installed in association with the upper rotating body to convert kinetic energy of the connection member into electrical energy.
상기 기포공급수단은
전기분해유닛과, 상기 전기분해유닛으로 전원을 공급하는 전원공급부를 구비하는 것을 특징으로 하는 발전장치.The method of claim 1,
The bubble supply means
And a power supply for supplying power to the electrolysis unit.
상기 기포공급수단은
상기 전기분해유닛이 설치되는 내부공간이 마련되고 하부에는 유체가 유입 및 배출되는 유입구 및 배출구가 각각 마련되며, 상부에는 상기 전기분해유닛에 의해 생성되는 기체가 상승하여 외부로 배출되는 기체토출구가 마련된 하우징과, 상기 전기분해유닛에 의해 상기 하우징의 외부로 전기가 흐르는 것을 차단하도록 상기 내부공간과 상기 하우징의 외부공간을 전기적으로 단락시키는 차단부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 발전장치.The method of claim 2,
The bubble supply means
The inner space in which the electrolysis unit is installed is provided, and the inlet and the outlet port through which the fluid is introduced and discharged are provided, respectively, and the gas generated by the electrolysis unit rises and is discharged to the outside. And a blocking portion for electrically shorting the inner space and the outer space of the housing to block the flow of electricity to the outside of the housing by the electrolysis unit.
상기 전기분해유닛에 의해 발생하여 기포수용부에 수용된 상태로 상부로 상승하는 산소 및 수소를 수거할 수 있도록 상기 지지구조체에 설치되는 기체수거부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 발전장치.The method of claim 3,
And a gas collection unit installed in the support structure to collect oxygen and hydrogen generated by the electrolysis unit and rising to the upper portion in the bubble accommodating unit.
상기 기포공급수단은
기체가 충진될 수 있는 충진공간이 마련되고 상기 충진공간으로 상기 기체를 주입시킬 수 있는 주입구가 마련되며 상기 지지구조체의 하부에 설치되는 가스탱크와, 상기 충진공간으로부터 상기 기체가 배출되게 상기 주입구를 개폐하는 개폐밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 발전장치. The method of claim 1,
The bubble supply means
A filling space for filling gas is provided, and an inlet for injecting the gas into the filling space is provided, and a gas tank installed under the support structure, and the inlet for discharging the gas from the filling space. A power generation apparatus comprising an on-off valve for opening and closing.
상기 가스탱크에는
상기 충진공간에 수용된 가스가 상기 주입구를 통해 외부로 배출될 때 상기 가스를 가열하여 팽창시키는 히터가 더 구비된 것을 특징으로 하는 발전장치.The method of claim 5,
The gas tank
And a heater for heating and expanding the gas when the gas contained in the filling space is discharged to the outside through the injection hole.
상기 기포공급수단은
일단이 상기 하부회전체의 하방으로 연장된 이송관과, 상기 이송관의 타 단에 연결되어 상기 이송관으로 공기를 공급하는 압축기를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전기.The method of claim 1,
The bubble supply means
And a compressor, one end of which is extended below the lower rotating body, and a compressor connected to the other end of the conveying tube to supply air to the conveying tube.
상기 기포수용부는
기포의 부력에 의해 상기 하부회전체에서 상기 상부회전체를 향하여 상승할 때 상기 수용공간에 수용된 기포의 부피변화에 대응되게 상기 수용공간의 체적이 확장되고, 상기 상부회전체에서 상기 하부회전체를 향하여 하강할 때는 상기 기포수용부의 체적이 축소될 수 있게 형성된 것을 특징으로 하는 발전기.
8. The method according to any one of claims 1 to 7,
The bubble receiving portion
As the buoyancy of the bubble rises from the lower rotor toward the upper rotor, the volume of the accommodation space expands to correspond to the volume change of the bubbles accommodated in the accommodation space, and the lower rotor is moved from the upper rotor. When descending toward the generator, it characterized in that the volume of the bubble receiving portion is formed to be reduced.
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GB2567340A (en) * | 2018-12-18 | 2019-04-10 | Faisal Alhabbubi Abdulrazzaq | Belt-conveyor three-phase reactor |
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GB2567340B (en) * | 2018-12-18 | 2019-09-25 | Faisal Alhabbubi Abdulrazzaq | Belt-conveyor three-phase reactor |
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