KR101473340B1 - 중력형 발전장치 - Google Patents

Abstract

중력형 발전장치를 제공한다.
본 발명은 일정길이를 갖는 복수개의 안내봉을 내부에 수직하게 설치한 본체케이스 ; 상기 안내봉의 길이중간에 상하이동가능하게 조립되는 상부작동판을 갖추고, 상기 안내봉에 위치고정된 하부고정판을 갖추고, 상기 상부작동판과 하부고정판사이에 배치되고, 일정량의 공기가 채워지는 내부공간을 갖는 벨로우즈를 갖추어 상기 상부작동판에 반복적으로 생성 또는 소멸되도록 전달되는 하중에 의해서 상기 벨로우즈를 반복적으로 압축 및 팽창복원시키는 작동부 ; 상기 상부작동판에 상단이 연결되어 상기 벨로우즈를 관통하여 상기 상부작동판과 더불어 상하왕복작동되는 수직이동부재를 갖추고, 상기 수직이동부재의 단부가 대응삽입되는 삽입공의 내주면에 상기 수직이동부재의 단부에 구비된 안내볼이 안내이동되는 나선홈을 형성하고, 상기 본체케이스의 바닥면과 상기 하부고정판사이에 구비된 회전지지부재에 회전가능하게 조립되는 회전부재를 갖추어 수직운동을 회전운동으로 전환시키는 방향전환부 ; 및 상기 회전부재의 외주면에 형성된 기어와 맞물리는 구동기어를 갖는 회전자와 대응하는 고정자를 갖추어 유도전류를 발생시키는 발전부 ;를 포함한다.

Description

중력형 발전장치{Power Generator}

본 발명은 전기를 발생시키는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세히는 바다와 인접하는 해안가에서 주기적으로 생성 및 소멸되는 파도의 위치에너지 변화를 이용하여 환경오염없이 전기를 안정적으로 생산할 수 있고, 접근이 용이한 해안가에 설치되어 관리유지 및 유지보수가 용이한 중력형 발전장치에 관한 것이다.

일반적으로, 전력은 석유, 화석연료 및 원자력 등을 이용하여 생산되고 있으나 석유 및 화석연료는 그 매장량이 한정되어 있어 시간이 지남에 따라서 고갈될 수밖에 없고, 원자력의 경우에는 우라늄의 고갈로 이용기간에 한계가 있을 뿐만 아닐라 핵폐기물의 처리가 심각한 문제로 대두되고 있는 상황이다.

이에 대하여, 풍력이나 태양에너지는 거의 무한하고 공해도 일으키지 않는 장점이 있으나, 바람을 이용한 풍력발전은 계절과 위치에 따라 매우 달라 최적의 위치를 찾아내기도 쉽지 않고, 태양에너지를 이용한 발전의 경우에는 그 일조량이 제한적이어서 이를 만회하기 위한 대규모 장치 및 효율적인 에너지 변환기술이 요구되므로 생산비가 매우 커지는 단점이 있었다.

최근에는, 이와 같은 문제점을 해결하고자 조력이나 파력을 이용한 발전장치가 다양하게 개시되고, 지속적인 개발이 이루어지고 있으며, 조력을 이용한 발전의 경우에는 조수간만의 차이를 이용하기 때문에 입지 조건에 한계를 가지고 있으므로 근래에는 파력을 이용한 발전장치에 대한 연구와 개발이 이루어지고 있다.

대한민국 특허공개번호 제2004-27662호에는 해수면 파도의 위치 변화를 이용하여 상하 수직운동을 생성하고 다시 회전운동으로 변환시켜 전기를 발생시는 발전기를 개시하고 있으나, 그 구조가 너무 복잡하여 설치는 물론이고 태풍과 같은 악천후로 훼손이 쉽게 발생되어 그 유지보수에 따른 큰 유지비용 발생으로 효율이 크게 저하되었으며, 상하 수직운동을 위해 설치되는 부력구조체가 큰 파도의 경우에는 작동이 원활하나 잔파도의 경우에는 작동이 저하되는 단점이 있었다.

따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 바다와 인접하는 해안가에서 주기적으로 생성 및 소멸되는 파도의 위치에너지 변화를 이용하여 환경오염없이 전기를 안정적으로 생산할 수 있고, 접근이 용이한 해안가에 설치되어 관리유지 및 유지보수가 용이한 중력형 발전장치를 제공하고자 한다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로서 본 발명은, 일정길이를 갖는 복수개의 안내봉을 내부에 수직하게 설치한 본체케이스 ; 상기 안내봉에 상하이동가능하게 조립되는 상부작동판을 갖추고, 상기 안내봉에 위치고정된 하부고정판을 갖추고, 상기 상부작동판과 하부고정판사이에 배치되고, 일정량의 공기가 채워지는 내부공간을 갖는 벨로우즈를 갖추어 상기 상부작동판에 반복적으로 생성 또는 소멸되도록 전달되는 하중에 의해서 상기 벨로우즈를 반복적으로 압축 및 팽창복원시키는 작동부 ; 상기 상부작동판에 상단이 연결되어 상기 벨로우즈를 관통하여 상기 상부작동판과 더불어 상하왕복작동되는 수직이동부재를 갖추고, 상기 수직이동부재의 단부가 대응삽입되는 삽입공의 내주면에 상기 수직이동부재의 단부에 구비된 안내볼이 안내이동되는 나선홈을 형성하고, 상기 본체케이스의 바닥면과 상기 하부고정판사이에 구비된 회전지지부재에 회전가능하게 조립되는 회전부재를 갖추어 수직운동을 회전운동으로 전환시키는 방향전환부 ; 및 상기 회전부재의 외주면에 형성된 기어와 맞물리는 구동기어를 갖는 회전자와 대응하는 고정자를 갖추어 유도전류를 발생시키는 발전부 ;를 포함하는 중력형 발전장치를 제공한다.

바람직하게, 상기 수직이동부재는 상기 상부작동판의 하부면에 상단이 연결되는 일정길이의 푸쉬핀과, 상기 푸쉬핀에 돌출형성된 돌출턱과 간섭되는 상,하부걸림턱을 내주면에 돌출형성하고, 상기 나선홈에 배치되도록 상기 푸쉬핀의 단부에 형성된 원추단면상의 접촉단과의 간섭시 노출공을 통해 외측으로 돌출되는 안내볼을 갖는 수직이동관을 포함한다.

더욱 바람직하게, 상기 안내볼은 상기 수직이동관의 하단외부면에 관통형성된 좌우한쌍의 노출공에 대응배치되는 구체를 선단에 갖는 좌우한쌍의 작동바와, 상기 노출공에 고정된 지지링과 상기 작동바의 후단사이에 배치되어 상기 작동바를 노출공으로부터 멀어지는 방향으로 탄력지지하는 스프링부재를 포함한다.

더욱 바람직하게, 상기 상부 걸림턱 또는 하부 걸림턱은 상기 수직이동관의 내주면에 형성된 암나사부과 나사결합되는 수나사부를 외부면에 형성한 링부재로 구비된다.

바람직하게, 상기 회전부재는 상기 안내볼이 대응배치되는 나선홈을 내주면에 함몰형성하고, 하단 외부면에 기어가 형성되고, 회전지지부재에 회전가능하게 조립되는 일정길이의 중공원통형 회전관을 포함한다.

바람직하게, 상기 안내봉은 상기 상부작동판에 하단이 연결되고, 상기 안내봉에 상단이 연결되어 상기 상부작동판의 하강시 탄성복원력을 발생시키는 판복귀용 스프링을 구비한다.

바람직하게, 상기 본체케이스는 상기 상부작동판의 하강시 개방되어 하중을 발생시키도록 주기적으로 올려져 생성된 하중 발생원을 배수하여 소멸시킬 수 있도록 일측면에 관통형성되는 적어도 하나의 토출구를 구비한다.

더욱 바람직하게, 상기 본체케이스는 상기 토출구가 형성되는 일측에 밀물시 본체케이스측으로 밀려오는 파도의 바닷물을 상기 상부작동판의 상부면까지 안정적으로 안내할 수 있도록 일정각도 경사진 경사판을 구비한다.

상기한 바와 같은 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

(1) 바다의 파도가 주기적으로 영향을 미치는 해안가에 설치되어 파도의 바닷물을 하중 발생원으로 이용하여 상부작동판을 수직하강이동시키고, 하중 발생원의 소멸시 상부작동판을 상승복귀시키고, 상부작동판의 수직운동을 발전이 가능하도록 회전운동으로 전환시킴으로써 상부작동판의 상부에서 주기적으로 생성 및 소멸되는 바닷물의 위치에너지 변화를 이용하여 환경오염없이 전기를 안정적으로 생산할 수 있는 것이다.

(2) 작업자의 접근이 용이한 해안가에 설치됨으로써 관리유지 및 유지보수가 용이하여 전기를 생산원가를 절감할 수 있다.

도 1a 와 도 1b 는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 중력형 발전장치를 도시한 외관도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 중력형 발전장치를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 중력형 발전장치에 채용되는 작동부를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 중력형 발전장치에 채용되는 작동부를 도시한 단면 사시도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 중력형 발전장치에 채용되는 방향전환부를 도시한 단면 사시도이다.
도 6a 내지 도 6c 는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 중력형 발전장치에 채용되는 방향전환부를 도시한 작동상태도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 구조 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 구성 요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 중력형 발전장치(100)는 도 1 내지 도 6c 에 도시한 바와 같이, 바다와 인접하는 해안가에서 주기적으로 생성 및 소멸되는 파도의 위치에너지를 이용하여 중력방향의 수직운동을 회전운동으로 변환시켜 전기를 발생시킬 수 있도록 본체케이스(110), 작동부(120), 방향전환부(130) 및 발전부(140)를 포함한다.

상기 본체케이스(110)는 일정길이를 갖는 복수개의 안내봉(111)을 수직하게설치함과 동시에 상기 작동부(120)를 내부수용할 수 있도록 일정크기의 내부공간을 갖추고, 상부로 개방된 대략 직육면체상의 박스구조물로 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 복수개의 안내봉(111)은 상기 본체케이스(110)의 밀폐된 하부면에 하부단이 고정설치되고, 서로 인접하는 복수개의 안내봉(111)의 상단은 수직상태를 안정적으로 유지할 수 있도록 연결바(112)를 매개로 서로 연결될 수 있다.

이러한 본체케이스(110)는 파도의 위치에너지를 이용할 수 있도록 해안가 뿐만 아니라 방파제, 트라이포트, 등대와 같은 해안구조물에 인접하여 설치될 수 있다.

상기 작동부(120)는 상기 본체케이스(110)의 개방된 상부에 배치되어 상기 안내봉(111)의 길이중간에 상하이동가능하게 조립되는 대략 사각판상의 상부작동판(121)을 포함하고, 상기 상부작동판(121)과 일정간격으로 두고 하부에 위치되도록 상기 안내봉(111)의 길이중간에 위치고정되고, 상기 본체케이스의 내부면에 외측테두리가 접하여 배치되는 대략 사각판상의 하부고정판(122)을 포함한다.

그리고, 상기 본체케이스(110)의 내부에서 상하왕복이동이 가능한 상부작동판(121)과 상기 본체케이스의 내부에 위치고정된 하부고정판(122)과의 사이에는 일정량의 공기가 채워지는 내부공간을 갖는 벨로우즈(123)를 구비한다.

상기 상부작동판(121)은 상기 벨로우즈의 상부면과 일체로 접합되고, 상기 본체케이스의 내부면과 마주하는 벨로우즈(123)의 외부면은 신축이 용이하도록 주름형태로 구비되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 상부작동판(121)의 외측테두리는 상기 본체케이스(110)의 내부면과 선접촉되어 마찰저항력을 감소시키고, 이들 사이의 틈새를 통해 바닷물과 같은 유체가 본체케이스(110)의 내부로 유입되는 것을 최대한 방지할 수 있도록 호형 단면상으로 구비되는 것이 바람직하다.

이에 따라, 상기 상부작동판(121)의 상부면에 반복적으로 밀려 올라가는 바닷물이나 직상부에 반복적으로 낙하되는 낙하수와 같은 하중 작동체에 의해서 주기적으로 생성되는 중력방향의 하중에 의해서 상기 상부작동판(121)을 하강작동시키거나 상기 상부작동판(121)에 전달되는 하중의 소멸시 상기 상부작동판(121)과 하부고정판(122)사이에서 압축된 벨로우즈(123)의 탄성복원력에 의해서 상기 상부작동판을 원위치로 상승복귀시킬 수 있는 것이다.

이때, 상기 안내봉(111)은 상기 상부작동판(121)에 하단이 연결되고, 상기 안내봉에 상단이 연결되어 상기 상부작동판의 하강시 탄성복원력을 발생시키는 판복귀용 스프링(115)을 구비함으로써 상기 상부작동판의 상부면에 주기적으로 올려지는 하중 해제시 상기 상부작동판의 하강과 더불어 신장된 판복귀용 스프링(115)의 탄성복원력에 의해서 상기 벨로우즈(123)의 탄성복원력과 더불어 상기 상부작동판을 보다 신속하게 원위치로 상승복귀시킬 수 있는 것이다.

이러한 본체케이스(110)는 외해로부터 해안가측으로 반복적으로 밀려오는 파도의 바닷물과 같은 하중발생원을 상기 작동부의 상부에 중력방향의 수직운동을 유발시키는 하중 작동체로서 이용할 수 있도록 해안가에 몸체 일부가 매입되어 설치되거나 일정높이에서 낙하수와 같은 하중발생원이 일정주기로 낙하되는 위치에 설치되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 본체케이스(110)는 상기 상부작동판(121)의 하강시 개방되어 하중을 발생시키도록 주기적으로 올려져 생성되는 유체와 같은 하중을 배수하여 하중발생원을 소멸시킬 수 있도록 바다와 마주하는 일측면에 관통형성되는 적어도 하나의 토출구(116)를 구비하며, 이러한 토출구(116)는 상기 상부작동판의 상승복귀시 이와 더불어 팽창복원되는 벨로우즈(123)에 의해서 자연스럽게 차단될 수 있다.

또한, 상기 본체케이스(110)는 상기 토출구(116)가 형성되는 일측에 밀물시 본체케이스측으로 밀려오는 파도의 바닷물을 상기 상부작동판(121)의 상부면까지 안정적으로 안내할 수 있도록 일정각도 경사진 경사판(114)을 구비하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 벨로우즈(123)는 상기 본체케이스(110)의 타측면에 관통형성된 배기구(119)에 삽입배치되는 배기용 연통구(123a)와, 상기 배기용 연통구에 하단이 삽입배치되어 연통연결되어 상기 벨로우즈(123)의 압축시 내부공기를 외부로 배출하고, 상기 벨로우즈(123)의 팽창복원시 외부공기를 벨로우즈 내부로 안내유입하는 공기유출입관(125)을 포함한다.

여기서, 상기 본체케이스(110)의 외벽과 나란하게 수직하게 배치되는 공기유출입관(125)은 공기가 배출되는 출구단을 통해 바닷물이나 우천시 빗물이 내부유입되는 것을 방지할 수 있도록 하향 절곡되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 안내봉(111)에 고정설치되는 하부고정판(122)은 상기 배기구(119)보다 상대적으로 낮은 위치에 고정설치되며, 상기 하부고정판(122)과 본체케이스의 바닥면사이에는 상기 발전부(140)를 배치할 수 있도록 일정간격을 두고 이격되는 것이 바람직하며, 상기 하부고정판의 외측테두리와 본체케이스의 내부면은 바닷물이 상기 발전부가 배치되는 본체케이스의 하부공간으로 유입되는 것을 방지할 수 있도록 밀착되고, 밀봉재로서 밀봉처리하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 안내봉(111)의 상단에 수평하게 구비되는 상부작동판(121)은 상기 안내봉의 상단에 별도로 설치되는 실린더부재(미도시)에 의해서 상하높이조절이 가능하도록 구비됨으로써, 기상여건에 따라 기준높이보다 파도높이가 높을 경우 상부작동판(121)을 상승이동시키는 반면에 파도높이가 낮을 경우 상부작동판을 하강이동시킬 수 있기 때문에 파고높이에 따라 상부작동판의 높이를 조절하여 파도의 위치에너지에 기인하여 상부작동판에 전달되는 중력방향의 중력을 일정하게 유지할 수 있는 것이다.

이러한 상부작동판(121)의 높이는 파고높이를 수시로 측정하고, 기상상태를 감지하도록 설치되는 센서들의 정보를 수신하는 제어부에 의해서 제어될 수 있으며, 상기 제어부는 발전상태 및 충전정부를 실시간으로 제어하고, 원격으로 제어할 수 있도록 구비될 수 있다.

상기 방향전환부(130)는 중력방향으로 하강되는 상부작동판(121)에 기인하는 수직운동을 전기발생이 가능하도록 회전운동으로 전환시킬 수 있도록 수직이동부재(130a)와, 이에 연동하여 회전하는 회전부재(130b)를 포함한다.

상기 수직이동부재(130a)는 상기 본체케이스(110)내에서 밀물시 올려져 생성되는 바닷물과 같은 하중발생원에 의해서 하강되고 하중발생원의 소멸시 상승복귀되는 상부작동판(121)과 더불어 상하이동되도록 상기 상부작동판(121)에 상단이 연결되어 벨로우즈(123)를 관통하여 배치된다.

상기 회전부재(130b)는 상기 수직이동부재(130a)의 단부가 대응삽입되는 삽입공의 내주면에 상기 수직이동부재(130a)의 단부에 구비된 안내볼(134)이 안내이동되는 나선홈(136)을 형성하고, 상기 본체케이스(110)의 바닥면과 상기 하부고정판(122)사이에 구비된 회전지지부재(137)에 회전가능하게 조립된다.

이때, 상기 수직이동부재(130a)는 상기 회전부재(130b)의 상단을 외부노출시키도록 상기 하부고정판(122)에 관통형성된 배치공과 대응하는 벨로우즈(123)에 구비된 중공형 내부벨로우즈에 배치되는 것이 바람직하다.

이에 따라, 상기 회전부재(130b)의 내부로 진입된 수직이동부재(130a)의 하강과 더불어 상기 나선홈(136)을 따라 하강이동되는 안내볼(134)에 의해서 회전가능하게 구비된 회전부재(130b)는 일방향으로 회전되는 것이다.

이러한 수직이동부재(130a)는 상기 상부작동판(121)의 하부면에 상단이 연결되는 일정길이의 푸쉬핀(132)과, 상기 푸쉬핀(132)의 외부면에 돌출형성된 돌출턱(132b)과 간섭되는 상,하부걸림턱(133a,133b)을 상기 푸쉬핀(132)이 삽입배치되는 내부공의 내주면에 돌출형성하고, 상기 나선홈(136)에 배치되도록 상기 푸쉬핀(132)의 단부에 형성된 원추단면상의 접촉단(132a)과의 간섭시 노출공을 통해 외측으로 돌출되는 안내볼(134)을 갖는 수직이동관(133)을 포함한다.

상기 상,하부 걸림턱(133a,133b)은 대략 원형단면상의 푸쉬핀(132)이 관통되고, 상기 돌출턱(132b)과 간섭되도록 상기 수직이동관(133)의 상부 내주면에 구비되는 링부재로 이루어지고, 상기 하부 걸림턱(133a)은 상기 푸쉬핀(132)의 하강시 이와 더불어 수직이동관(133)을 직하부로 하강시킬 수 있도록 상기 돌출턱(132b)과 간섭되고, 상기 상부 걸림턱(133b)은 상기 푸쉬핀(132)의 상승복귀시 이와 더불어 상기 수직이동관(133)을 상승복귀시킬 수 있도록 상기 돌출턱(132b)과 간섭된다.

이때, 상기 상,하부 걸림턱(133a, 133b)은 상기 수직이동관(133)의 내주면에 형성된 암나사부과 나사결합되는 수나사부를 외부면에 형성한 링부재로 이루어짐으로써, 상기 돌출턱(132b)과의 간섭위치를 가변시킬 수 있도록 상하위치를 변경시킬수 있는 것이 바람직하다.

상기 회전부재(130b)는 상기 안내볼(134)이 대응배치되는 나선홈(136)을 내주면에 함몰형성하고, 하단 외부면에 기어(135a)가 형성되고, 베어링과 같은 회전지지부재(137)에 회전가능하게 조립되는 일정길이의 중공원통형 회전관(135)을 포함한다.

여기서, 상기 안내볼(134)은 상기 수직이동관의 하단외부면에 관통형성된 좌우한쌍의 노출공에 대응배치되는 구체를 선단에 갖는 좌우한쌍의 작동바(134a)와, 상기 노출공에 고정된 지지링(134c)과 상기 작동바(134a)의 후단사이에 배치되어 상기 작동바(134a)를 노출공으로부터 멀어지는 방향으로 탄력지지하는 스프링부재(134b)를 포함한다.

이에 따라, 상기 상부작동판(121)과 더불어 하강되는 푸쉬핀(132)의 하부단이 좌우한쌍의 작동바(134a)사이로 진입하여 이들을 양측으로 벌리게 되면, 상기 작동바의 선단에 구비된 구체는 상기 나선홈(136)에 대응결합되도록 외측으로 돌출되는 것이다.

연속하여, 상기 푸쉬핀(132)의 계속된 하강에 의해서 상기 하부걸림턱(133a)에 상기 돌출턱(132b)이 간섭되거나 상기 푸쉬핀(132)의 하단이 수직이동관(133)의 바닥면에 접하게 되면, 상기 나선홈(136)에 대응삽입된 안내볼(134)을 갖는 수직이동관(133)이 회전관의 내부에서 직하부로 수직하강되기 때문에 직하부로 하강되는 수직이동관의 안내볼이 안내이동되는 나선홈을 갖는 회전관(135)은 일방향으로 회전하게 된다.

상기 회전관(135)은 베어링블럭(137a)의 배치홈에 삽입배치된 회전지지부재(137)의 내륜과 결합되고, 상기 베어링블럭(137a)은 본체케이스의 바닥면에 고정설치되는 수직한 지지바(138)과 결합됨으로써 상기 회전관(135)의 하부단이 본체케이스의 바닥면과 간섭되지 않는 일정높이 유지하게 되는 것이다.

그리고, 상기 푸쉬핀(132)이 상부작동판(121)과 더불어 상승복귀되어 상기 푸쉬핀의 하단과 좌우한쌍의 작동바와의 간섭이 해제되면, 좌우양측으로 벌어져 있던 좌우한쌍의 작동바(134a)는 스프링부재(134b)의 탄성복원력에 의해서 내측으로 후진복귀되기 때문에, 상기 작동바(134a)의 선단에 구비된 구체는 상기 회전관의 나선홈으로부터 분리되어 나선홈(136)과 안내볼(134)간의 대응결합이 자연스럽게 해제되고, 이로 인하여 상기 회전관(135)의 내부로 하강 삽입된 수직이동관(133)을 상기 회전관의 회전발생없이 상기 회전관의 외부로 상승복귀할 수 있는 것이다.

상기 발전부(140)는 상기 회전부재(130b)의 외주면에 형성된 기어(135a)와 맞물리는 구동기어를 갖는 회전자와 이에 대응하는 고정자를 갖는 발전기(141)를 갖추어 유도전류를 발생시키는 것이다.

상기 발전기(141)는 전원케이블을 매개로 축전지와 전기적으로 연결되어 발생된 전기를 축전하여 사용할 수도 있으며, 이러한 발전기는 제어부와 전기적으로 연결될 수 있다.

그리고, 상기 공기유출입관(125)의 내부에는 상기 벨로우즈의 압축과 팽창과정에서 외부로 배출되고 내부로 유입되는 공기흐름에 기인하여 회전되는 적어도 하나의 회전날개를 구비함으로써, 상기 회전날개의 회전력을 이용하여 전기를 발생시키는 풍력발전기를 별도로 추가 설치할 수 있어 복합적인 발전이 가능하게 되는 것이다.

또한, 상기 발전기(141)에서 얻어지는 전기는 축전지에 충전함과 더불어 겨울철에 상부작동판과 같은 작동부재에 구비되는 열선에 전원을 공급하여 결빙을 방지할 수도 있다.

한편, 상기 상부작동판에 전달되는 파도위치 에너지는 일정시간의 파도 주기에 따라 전달됨으로써 상기 수직이동부재의 하강시에만 전기를 발생시킬 수 있는 단점을 보완할 수 있도록 상기 회전부재의 주변에 상기 기어와 기어물림되는 연결기어를 갖는 복수개의 보조발전기를 추가로 구비할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

110 : 본체케이스
111 : 안내봉
112 : 연결바
114 : 경사판
115 : 판복귀용 스프링
120 : 작동부
121 : 상부작동판
122 : 하부고정판
123 : 벨로우즈
125 : 공기유출입관
130 : 방향전환부
130a : 수직이동부재
130b : 회전부재
132 : 푸쉬핀
133 : 수직이동관
134 : 안내볼
135 : 회전관
136 : 나선홈
137 : 회전지지부재
138 : 지지바
140 : 발전부
141 : 발전기

Claims (8)

1. 일정길이를 갖는 복수개의 안내봉을 내부에 수직하게 설치한 본체케이스 ;
   상기 안내봉에 상하이동가능하게 조립되는 상부작동판을 갖추고, 상기 안내봉에 위치고정된 하부고정판을 갖추고, 상기 상부작동판과 하부고정판사이에 배치되고, 일정량의 공기가 채워지는 내부공간을 갖는 벨로우즈를 갖추어 상기 상부작동판에 반복적으로 생성 또는 소멸되도록 전달되는 하중에 의해서 상기 벨로우즈를 반복적으로 압축 및 팽창복원시키는 작동부 ;
   상기 상부작동판에 상단이 연결되어 상기 벨로우즈를 관통하여 상기 상부작동판과 더불어 상하왕복작동되는 수직이동부재를 갖추고, 상기 수직이동부재의 단부가 대응삽입되는 삽입공의 내주면에 상기 수직이동부재의 단부에 구비된 안내볼이 안내이동되는 나선홈을 형성하고, 상기 본체케이스의 바닥면과 상기 하부고정판사이에 구비된 회전지지부재에 회전가능하게 조립되는 회전부재를 갖추어 수직운동을 회전운동으로 전환시키는 방향전환부 ; 및
   상기 회전부재의 외주면에 형성된 기어와 맞물리는 구동기어를 갖는 회전자와 대응하는 고정자를 갖추어 유도전류를 발생시키는 발전부 ;를 포함하는 중력형 발전장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 수직이동부재는 상기 상부작동판의 하부면에 상단이 연결되는 일정길이의 푸쉬핀과, 상기 푸쉬핀에 돌출형성된 돌출턱과 간섭되는 상,하부걸림턱을 내주면에 돌출형성하고, 상기 나선홈에 배치되도록 상기 푸쉬핀의 단부에 형성된 원추단면상의 접촉단과의 간섭시 노출공을 통해 외측으로 돌출되는 안내볼을 갖는 수직이동관을 포함하는 것을 특징으로 하는 중력형 발전장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 안내볼은 상기 수직이동관의 하단외부면에 관통형성된 좌우한쌍의 노출공에 대응배치되는 구체를 선단에 갖는 좌우한쌍의 작동바와, 상기 노출공에 고정된 지지링과 상기 작동바의 후단사이에 배치되어 상기 작동바를 노출공으로부터 멀어지는 방향으로 탄력지지하는 스프링부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 중력형 발전장치.
4. 제2항에 있어서,
   상기 상부 걸림턱 또는 하부 걸림턱은 상기 수직이동관의 내주면에 형성된 암나사부과 나사결합되는 수나사부를 외부면에 형성한 링부재로 구비되는 것을 특징으로 하는 중력형 발전장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 회전부재는 상기 안내볼이 대응배치되는 나선홈을 내주면에 함몰형성하고, 하단 외부면에 기어가 형성되고, 회전지지부재에 회전가능하게 조립되는 일정길이의 중공원통형 회전관을 포함하는 것을 특징으로 하는 중력형 발전장치.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 안내봉은 상기 상부작동판에 하단이 연결되고, 상기 안내봉에 상단이 연결되어 상기 상부작동판의 하강시 탄성복원력을 발생시키는 판복귀용 스프링을 구비하는 것을 특징으로 하는 중력형 발전장치.
7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 본체케이스는 상기 상부작동판의 하강시 개방되어 하중을 발생시키도록 주기적으로 올려져 생성된 하중 발생원을 배수하여 소멸시킬 수 있도록 일측면에 관통형성되는 적어도 하나의 토출구를 구비하는 것을 특징으로 하는 중력형 발전장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 본체케이스는 상기 토출구가 형성되는 일측에 밀물시 본체케이스측으로 밀려오는 파도의 바닷물을 상기 상부작동판의 상부면까지 안정적으로 안내할 수 있도록 일정각도 경사진 경사판을 구비하는 것을 특징으로 하는 중력형 발전장치.

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