KR100697717B1 - 조류 발전 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 조류 발전 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 해수면의 상측으로 위치되는 플렛폼(2), 상기 플렛폼(2)의 상부면에 지지되고 수직 상방향으로 구비되는 다수의 가이드(3) 그리고 해수의 흐름에 의하여 전기를 발전하는 발전기(15)가 구비된 발전기어셈블리(4)를 포함하며, 상기 발전기어셈블리(4)가 해수면의 아래로 위치되거나 해수면의 상측으로 위치되도록 상기 다수의 가이드(3)를 따라 상하로 이송되도록 하여, 조수간만 즉 밀물과 썰물의 양 방향 조류를 이용하여 발전하고, 발전기 및 프로펠러 등의 고장 시 해수면 상으로 손쉽게 들어 올릴 수 있어 수리 및 교환이 용이하도록 하며, 또한 프로펠러에 의한 회전속도를 증대 또는 감소시켜 발전기에 회전력을 전달하기 때문에 발전효율을 증대시키거나 또는 안정된 회전이 되도록 하여 발전기를 보호하도록 하는 조류 발전 장치를 제공한다.
조류발전장치, 발전기, 프로펠러

Description

조류 발전 장치{TIDAL CURRENT POWER PLANT}
도 1은 종래 기술에 따른 해류 발전시스템에 대한 예시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 조류 발전 장치의 제1실시예에 대한 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 조류 발전 장치의 제2실시예에 대한 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 조류 발전 장치의 제2실시예에 대한 다른 상태의 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 조류 발전 장치가 다수 설치된 실시예의 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 조류 발전 장치의 슬라이드블럭 및 가이드가 결합된 상태의 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 조류 발전 장치의 블레이드에 의한 회전방식에 대한 예시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 조류 발전 장치의 유압작동에 의한 회전방식에 대한 예시도이다.
도 9는 본 발명에 따른 조류 발전 장치에 있어서 해수흐름에 따른 실시를 나타낸 예시도이다.
도 10은 본 발명에 따른 조류 발전 장치의 프로펠러의 형상에 대한 예시도이 다.
도 11은 본 발명에 따른 조류 발전 장치의 발전기 구성에 대한 예시도이다.
도 12는 본 발명에 따른 조류 발전 장치의 발전기 하우징에 대한 예시도이다.
도 13은 본 발명에 따른 조류 발전 장치의 제어부에 대한 블럭도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 조류 발전 장치 2 : 플랫폼
3 : 가이드 4 : 발전기어셈블리
5 : 상하이송구 6 : 슬라이드블럭
7 : 크레인프레임 9 : 크레인
11 : 기둥 12 : 부유체
13 : 상측지지부 14 : 수직회전축
15 : 발전기 16 : 하우징
17 : 회전축 18 : 프로펠러
19 : 타워부 20 : 블레이드
24 : 기어박스 54 : 제어부
본 발명은 조류 발전 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 조류를 이용하여 발전하는 발전기 및 프로펠러 등의 고장 시 해수면 상으로 손쉽게 들어 올릴 수 있어 수리 및 교환이 용이하도록 하며, 또한 프로펠러에 의한 회전력을 전달하는 기어박스를 구비하여 발전효율이 증대되도록 하는 조류 발전 장치에 관한 것이다.
일반적으로 전기를 발전하는 발전장치는 석탄이나 석유를 이용한 화력발전장치, 우라늄을 이용한 원자력발전장치 및 수력발전장치 등이 있다.
상기 화력발전장치는 화석 연료를 사용하는 것으로 화석 연료 자원이 고갈될 뿐 아니라, 공해의 유발로 환경에 끼치는 피해가 심각하며, 담수를 이용하는 수력발전장치는 넓은 지역을 수몰시켜야 하므로, 지역주민 이주에 따른 사회적 문제와 자연생태계의 파손을 야기시키는 문제점이 있고, 원자력발전장치는 핵연료의 사용에 따른 안전성, 발전과정에서 발생되는 원자력의 폐기물 및 오염물질 등에 의한 환경오염 등의 문제점이 있다.
이와 같은 문제점으로 대체되는 발전장치로 자연을 이용한 발전장치인 태양열을 이용한 태양열발전장치, 풍력을 이용한 풍력발전장치 그리고 바다의 해수를 이용한 해양발전장치가 있다. 특히 해양발전장치에는 조석을 동력원으로 하여 해수면의 상승하강 운동을 이용하여 전기를 생산하는 조력발전장치, 해양표면층의 온수와 심해 냉수와의 온도차를 이용하여 열에너지를 기계적 에너지로 변환시켜 발전하는 해양온도차발전장치, 해수의 흐름이 빠른 곳에 수차발전기를 설치해 해수의 운 동에너지를 이용하여 발전하는 조류발전장치가 있다.
이와 같은 해양발전장치는 도 1에 도시된 대한민국 공개 특허 제10-2003-0024225호 "파일 고정식 해류 발전시스템"에서와 같이, 해수의 흐름에 의해 회전되는 프로펠러(103), 프로펠러(103)와 축결합되는 발전기(미도시됨)를 포함하는 발전기어셈블리(101) 그리고 발전기어셈블리(101)를 해저면(104)에 고정시키는 지주부(102) 등으로 해류 발전시스템(100)을 구비하였다.
이와 같이 구비된 종래의 해류발전시스템(100)은 발전기어셈블리(101) 및 프로펠러(103)가 해저면(104)에 지주부(102)에 의하여 고정되기 때문에, 해수의 흐름 방향이 바뀌게 되면 프로펠러(103)의 회전이 일정하게 되지 않아 발전되는 전기의 출력이 안정되지 못하게 된다. 그리고 해류 발전시스템(100)이 고장으로 수리를 하거나 또는 교체를 할 경우에는 수리공이 잠수를 하여 수중에서 작업하거나 또는 설치되었던 것을 육지로 끌어내 수리 또는 교체 작업을 해야 하는 등의 문제점이 발생된다.
상기와 같은 문제점을 극복하기 위한 본 발명은 해수의 흐름이 빠른 곳을 선정하여 그 지점에 수차 발전기를 설치하고, 자연적인 해수의 흐름을 이용하여 설치된 수차발전기를 가동시켜 발전하는 것으로, 조수간만 즉 밀물과 썰물 시 양 방향 조류를 이용하여 발전하며, 발전기 및 프로펠러 등의 고장 시 해수면 상으로 손쉽게 들어 올릴 수 있어 수리 및 교환이 용이하도록 하는 목적이 있다. 또한 프로펠 러에 의한 회전속도를 증대 또는 감소시켜 발전기에 회전력을 전달하기 때문에 발전효율을 증대시키며, 안정된 회전이 되도록 하여 발전기를 보호하도록 하는 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 해수면의 상측으로 위치되는 플렛폼, 상기 플렛폼의 상부면에 지지되고 수직 상방향으로 구비되는 기둥형태인 다수의 가이드 그리고 해수의 흐름에 의하여 회전되는 프로펠러와 상기 프로펠러와 축결합되어 전기를 발전하는 발전기가 구비된 발전기어셈블리를 포함하며, 상기 발전기어셈블리는 상기 프로펠러가 해수면의 아래로 위치되거나 해수면의 상측으로 위치되도록 상기 다수의 가이드를 따라 상하로 이송되도록 하는 조류 발전 장치를 제공한다.
그리고 상기 플렛폼은 일측으로 상기 발전기어셈블리가 상하로 이송되는 상하이송구가 형성되고, 상기 발전기어셈블리와 상기 가이드가 결합되는 슬라이드블럭을 더 포함하고, 상기 플렛폼의 상부면에 지지되어 수직 상방향으로 구비되는 기둥형태인 다수의 크레인프레임과, 상기 크레인프레임의 상측에 구비되어 상기 발전기어셈블리의 일측에 결합된 와이어를 움직여 상기 발전기어셈블리를 상하로 이송하는 크레인을 포함하며, 상기 플렛폼은 하측으로 해저면에 지지되는 다수의 기둥 또는 해수면에 부유되도록 하는 부유체가 결합되는 조류 발전 장치를 제공한다.
또한 상기 플렛폼은 상기 발전기어셈블리가 상하로 이송되기 위한 상기 상하이송구가 복수 개로 구비되어, 다수의 상기 발전기어셈블리가 복수 개로 구비되어 상기 플렛폼에 결합되며 상기 크레인프레임과 상기 가이드가 일체로 구비되는 조류 발전 장치를 제공한다.
그리고 상기 발전기어셈블리는 상기 플렛폼에 지지된 상기 가이드와 결합되어 상기 발전기어셈블리의 기대가 되는 상측지지부, 상기 상측지지부에 대해 발전기어셈블리가 수평방향으로 회전되도록 결합되는 수직회전축, 상기 수직회전축의 하측에 결합되어 내측에 발전기를 포함하는 하우징 그리고 상기 하우징 일측에 구비되어 상기 발전기와 회전축에 의해 회전결합되어 조류에 의하여 회전하는 상기 프로펠러를 포함하고, 상기 발전기어셈블리는 상기 수직회전축을 내측에 포함하는 타워부를 구비하며, 상기 타워부는 상기 수직회전축에 대해 상기 프로펠러의 타측으로 블레이드를 형성하여 상기 플렛폼에 대해 상기 발전기어셈블리가 회전하도록 하거나, 상기 상측지지부는 일측으로 유압에 의해 작동하는 서보모터에 의해 수평이동하는 랙기어를 구비하며, 상기 수직회전축은 상측 외주연으로 상기 랙기어와 결합되는 피니언기어를 구비하여 상기 플렛폼에 대해 상기 발전기어셈블리가 회전하도록 하는 조류 발전 장치를 제공한다.
그리고 상기 회전축에 축결합되어 상기 프로펠러의 회전속도를 증속 또는 감 속하여 상기 발전기에 회전력을 전달하도록 구비되는 기어박스와, 상기 기어박스를 냉각하기 위한 냉각부를 더 포함하고, 상기 가이드와 상기 슬라이드블럭 사이에 구비되는 슬립링을 더 포함하는 조류 발전 장치를 제공한다.
그리고 상기 플렛폼은 저부 일측으로 해수의 조수간만에 대한 조류속도(유속)를 감지하는 조류속도감지부와 조류의 방향을 감지하는 조류방향감지부를 구비하고, 상기 하우징은 일측으로 상기 회전축의 회전 속도를 감지하는 회전축회전속도감지부를 구비하며, 상기 상측지지부는 일측으로 수직회전축의 회전 각도를 감지하여 프로펠러의 위치를 감지하는 프로펠러위치감지부를 구비하고, 상기 조류속도감지부, 상기 조류방향감지부, 상기 회전축회전속도감지부, 상기 프로펠러위치감지부로부터의 신호를 입력받는 제어부 그리고 상기 제어부의 신호를 표시하는 표시부, 상기 제어부의 제어신호에 의해 상기 수직회전축을 회전구동시키는 수직회전축회전구동부를 더 포함하는 조류 발전 장치를 제공한다.
본 발명을 첨부되는 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 조류 발전 장치의 제1실시예에 대한 사시도, 도 3은 본 발명에 따른 조류 발전 장치의 제2실시예에 대한 사시도, 도 4는 본 발명에 따른 조류 발전 장치의 제2실시예에 대한 다른 상태의 사시도, 도 5는 본 발명에 따른 조류 발전 장치가 다수 설치된 실시예의 사시도, 도 6은 본 발명에 따른 조류 발전 장치의 슬라이드블럭 및 가이드가 결합된 상태의 단면도, 도 7은 본 발명에 따른 조류 발전 장치의 블레이드에 의한 회전방식에 대한 예시도, 도 8은 본 발명에 따른 조류 발전 장치의 유압작동에 의한 회전방식에 대한 예시도, 도 9는 본 발명에 따른 조류 발전 장치에 있어서 해수흐름에 따른 실시를 나타낸 예시도, 도 10은 본 발명에 따른 조류 발전 장치의 프로펠러의 형상에 대한 예시도, 도 11은 본 발명에 따른 조류 발전 장치의 발전기 구성에 대한 예시도, 도 12는 본 발명에 따른 조류 발전 장치의 발전기 하우징에 대한 예시도 그리고 도 13은 본 발명에 따른 조류 발전 장치의 제어부에 대한 블럭도를 나타낸 것이다.
즉 본 발명 조류 발전 장치(1)는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 해수면의 상측으로 위치되도록 하는 플렛폼(2)을 구비하고, 상기 플렛폼(2)의 상부면에 저부가 지지되고 수직 상방향으로 구비되는 기둥형태인 다수의 가이드(3)를 구비하며 또한 해수의 조류에 의하여 전기를 발전하는 발전기가 구비된 발전기어셈블리(4)를 구비한 것이다. 이때 상기 발전기어셈블리(4)가 해수면의 아래로 위치되거나 해수면의 상측으로 위치되도록 상기 다수의 가이드(3)를 따라 상하로 이송되도록 하였다. 상기 가이드(3)는 도면에는 원형 형태로 형성하였으나, 사각 형태의 수평 단면이 되도록 형성하거나 또는 원형 및 다각형의 파이프 형상으로 하여도 가능하다.
그리고 상기 플렛폼(2)에는 상기 발전기어셈블리(4)가 상하로 이송되도록 하는 상하이송구(5)가 일측에 형성되고, 상기 발전기어셈블리(4)와 상기 가이드(3)가 결합되는 슬라이드블럭(6)을 구비하여, 상기 발전기어셈블리(4)가 상기 가이드(3)를 따라 상하로 이동이 원활하도록 하였다.
또한 상기 플렛폼(2)의 상부면에는 저부가 지지되고 수직 상방향으로 구비되는 기둥형태인 다수의 크레인프레임(7)을 구비하고, 그리고 크레인프레임(7)의 상측에 구비되어 상기 발전기어셈블리(4)의 일측에 결합된 와이어(8)를 움직여 상기 발전기어셈블리(4)가 상하로 이송되도록 하는 크레인(9)을 구비하였다. 또한 상기 크레인프레임(7)은 도면에서는 빔형태로 형성하였으나 상기 가이드(3)와 마찬가지로 다양한 형태로의 변형이 가능하다. 특히 상기 크레인프레임(7) 및 가이드(3)를 중공의 파이프 형상으로 형성할 경우, 크레인(9), 발전기어셈블리(4) 및 제어부로 연결되는 신호전송을 위한 부재인 케이블을 내재할 수 있어, 외부로부터의 영향을 받지 않고 발전할 수 있다.
이때 상기 플렛폼(2)의 하측으로는 해저면(10)에 지지되는 다수의 기둥(11)을 구비하거나 또는 해수면에 부유되도록 하는 부유체(12)가 결합되도록 한 것으로, 본 발명 조류 발전 장치(1)가 해저면(10)에 지지되어 고정되도록 구비하거나, 닻(미도시됨)에 의해 부유되어 고정 위치를 유지하거나 또는 선박과 같은 구조물과 연결된 상태에서 해수면에 부유되어 설치되도록 하여, 조수간만에 의한 조류에 의하여 전기를 발전하도록 하였다.
즉 본 발명의 제1실시를 나타낸 도2에 도시된 바와 같이, 해저면(10)에 지지되어 전기를 발전하거나, 또는 본 발명의 제2실시를 나타낸 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 부유체(12)에 플렛폼(2)의 저부가 지지되어 발전하도록 하였다. 그리고 도 2 및 도 3은, 도면 상측인 크레인프레임(7)의 상부의 크레인(9)에 일단이 연결된 와이어(8)의 타측단에 연결된 발전기어셈블리(4)가 플렛폼(2)의 하측으로 하강되어 해수면에 잠겨진 상태를 나타낸 것으로, 해수의 조수간만에 의한 조류에 의하여 발전작동이 진행되는 것을 타나낸 것이다. 또한 도 4는 크레인(9)이 작동하여 와이어(8)를 감아올려, 결국 발전기어셈블리(4)가 플렛폼(2)의 상부로 올려져 위치된 것을 나타낸 것으로, 발전기어셈블리(4) 내부의 구성요소 및 본 발명 조류 발전 장치(1)의 수리와 이동이 용이하도록 한 것이다.
또한 도 5는 하나의 플렛폼(2)에 다수의 발전기어셈블리(4)를 구비한 것으로, 상기 플렛폼(2)에는 상기 발전기어셈블리(4)가 상하로 이송되기 위한 상기 상하이송구(5)가 다수인 복수 개로 구비되고, 상기 발전기어셈블리(4)도 복수 개로 구비되어 상기 플렛폼(2)에 결합되며, 또한 각각 가이드(3) 및 크레인(9)을 발전기어셈블리(4) 수와 같게 구비한 것이다. 이와 같이 구비된 본 발명에 의하여 더욱더 커다란 전력을 발전할 수 있도록 구비한 것이다.
그리고 본 발명의 다른 실시로 상기 크레인프레임(7)과 상기 가이드(3)가 일체로 구비되도록 하였다. 그리하여 일체로 형성된 크레인프레임(7)(또는 가이드(3))을 따라 상기 발전기어셈블리(4)가 상하 방향으로 이송되도록 구비한 것이다.
이와 같이 구비되는 본 발명 조류 발전 장치(1)의 발전기어셈블리(4)는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 플렛폼(2)에 지지된 상기 가이드(3)와 결합되어 상기 발전기어셈블리(4)의 기대(機臺)가 되는 상측지지부(13), 상기 상측지지부 (13)에 대해 발전기어셈블리(4)가 수평방향으로 회전되도록 결합되는 수직회전축(14), 상기 수직회전축(14)의 하측에 결합되어 내측에 발전기(15)를 포함하는 하우징(16) 그리고 상기 하우징(16) 일측에 구비되어 상기 발전기(15)와 회전축(17)에 의해 회전결합되어 조류에 의하여 회전되는 프로펠러(18) 등으로 구비되었다. 이때 상기 발전기어셈블리(4)의 기대(機臺)가 되는 상기 상측지지부(13)는 봉형태 또는 막대형태의 프레임 구조 또는 판형 구조로 형성되어, 조류에 의하여 발전작동하는 발전기어셈블리(4)를 상기 플렛폼(2)과 지지 및 연결된 가이드(3)를 따라 안정적으로 상하로 이송되도록 형성된 것이다. 또한 프로펠러(18)의 재질은 알루미늄 청동 합금으로 구비하여 내구성과 바닷물에 의한 내부식성 등을 갖추도록 하여, 흐름 속도가 가변되는 해수의 흐름에 대해 안정적으로 발전이 가능하도록 구비하였다.
이와 같이 구비되는 발전기어셈블리(4)는 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 수직회전축(14)을 내측에 포함하는 타워부(19)를 구비하며, 이때 상기 타워부(19)는 상기 수직회전축(14)에 대해 상기 프로펠러(18)의 타측으로 블레이드(20)를 형성한 것으로, 상기 플렛폼(2)에 대해 상기 발전기어셈블리(4)가 회전하도록 하였다. 즉 도 9a에서와 같이, 도면의 좌측에서 우측으로의 일측 방향으로 해수가 흐르게 되면, 수직회전축(14)이 타워부(19)의 일측으로 결합되며, 타측으로 판형 블레이드(20)가 형성되어 있기 때문에, 블레이드(20)의 위치는 항상 조류가 빠져나가는 방향에 위치되며 프로펠러(18)는 해수가 밀려오는 방향으로 향하여 원활하게 회전되어 발전하게 된다. 이때 도 9b에서와 같이, 해수가 도 9a에서와는 반대 방향인 도면의 우측에서 좌측으로의 타측 방향으로 흘러 흐름 방향이 바뀌면, 타워부(19)에 결합된 수직회전축(14)을 중심으로 하여 블레이드(20)가 조류가 빠져나가는 방향으로 위치되어 결국 조류의 방향이 바뀌어도 프로펠러(18)가 항상 해수가 밀려오는 방향으로 향하게 되어 계속하여 회전되어 발전하도록 구비한 것이다.
이에 대해 다른 실시를 나타내는 도 8에서는 플렛홈(2)에 대해 발전기어셈블리(4)를 제어에 의한 서보모터(21)에 의하여 회전하도록 구비한 것이다. 즉 상기 상측지지부(13)의 일측으로 제어의 의한 유압에 의해 작동하는 서보모터(21)에 의해 수평이동하는 랙기어(22)를 구비하며, 또한 상기 수직회전축(14)의 상측 외주연으로 상기 랙기어(22)와 결합되는 피니언기어(23)를 구비한 것으로, 서보모터(21)의 직선작용으로 상기 랙기어(22)가 상측지지부(13)의 수평방향으로 이동하게 된다. 그리하여 수직회전축(14)에 형성된 피니언기어(23)를 측방향으로 밀게 되어 결국 피니언기어(23) 및 수직회전축(14)이 회전하며, 따라서 상기 플렛폼(2)에 대해 상기 발전기어셈블리(4)가 회전하도록 구비한 것이다. 그리하여 조류가 밀려오는 방향으로 프로펠러(18)가 향하도록 하여 항시 발전이 이루어지도록 구비한 것이다. 이때 프로펠러(18)는 효율을 높이기 위하여 도 10에 도시된 바와 같이, 조류방향(a)의 수직방향에 대해 일정각도 기울어진 각도(b)를 유지하도록 하여 효율을 높이도록 구비하였다.
그리고 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 하우징(16)의 내측에는 상기 회전축(17)에 축결합되어 상기 프로펠러(18)의 회전속도를 증속 또는 감속하여 상기 발전기(15)에 회전력을 전달하는 기어박스(24), 상기 기어박스(24)를 냉각하기 위한 냉각부(25), 프로펠러(18)의 고속회전에 의한 과부하 방지를 위한 브 레이크(26) 및 하우징(16)에 대해 회전축(17)을 회전가능하게 지지하는 다수의 베어링(27) 등을 구비하였다. 이때 냉각부(25)는 유체인 오일을 이용하는 것으로 오일탱크, 유압펌프(28) 그리고 오일이송을 위한 유류라인(29) 등이 구비된다. 그리고 회전축(17)에 대해 상기 하우징(16) 및 상기 프로펠러(18)와 결합되는 부분에는 다수의 실링을 결합하여 해수가 하우징(16) 및 프로펠러(18) 내측으로 유입되는 것을 방지하였다. 또한 회전축(17)의 일측에 형성된 키홈에 결합된 프로펠러키(30)에 의해 프로펠러(18)의 회전력이 회전축(17)에 전달되도록 하였으며, 회전축(17)에 실링이 결합된 프로펠러(18)가 결합된 후 너트(31)에 의해 체결되고 프로펠러캡(32)(도 7에 도시됨)이 결합되도록 하여, 너트(31) 측으로 해수가 유입되지 않도록 하였다.
이에 더하여, 상기 회전축(17)을 프로펠러(18)와 결합되는 제1회전축(35)과 기어박스(24) 및 발전기(15)와 결합되는 제2회전축(36)으로 형성하되, 제1회전축(35)의 일측단에 구비된 제1회전판(37)과 제1회전판(37)과 대응되는 제2회전축(36)의 일측단에 제2회전판(38)으로 하여 회전판부(39)를 구비하여, 발전기어셈블리(4)의 결합효율이 증대되도록 하며, 또한 강한 해수의 흐름에 의해 회전되는 프로펠러(18)의 강한 힘에 대해 발전기(15)가 보호되도록 구비하였다. 이를 위하여 회전판부(39)의 제1회전판(37) 및 제2회전판(38)은 볼트에 의해 일체로 결합되도록 하거나, 압력판(미도시됨) 등에 의하여 탄성결합되는 클러치 결합방식에 의하여 결합되도록 하였다.
그리고 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 가이드(3)와 상기 슬라이드블럭(6) 사이에 슬립링(33)을 구비하되, 이때 슬립링(33)은 테프론 슬립링(teflon slip ring)으로 구비하여, 상기 가이드(3)를 따라 발전기어셈블리(4)의 상하 이송이 용이하도록 하였다.
이와 같이 구비된 본 발명 조류 발전 장치(1)는 도 13에 도시된 바와 같이, 해수가 항상 접촉되는 플렛폼(2) 저부, 특히 기둥(11) 또는 부유체(12) 저부에 구비되어 조류속도(유속)를 감지하는 조류속도감지부(50), 조류의 방향을 감지하는 조류방향감지부(51)를 구비하였다. 그리고 하우징(16) 일측으로 프로펠러(18)와 연동되는 회전축(17)의 회전 속도를 감지하는 회전축(17)회전속도감지부(52)를 구비하고, 수직회전축(14) 및 상측지지부(13) 일측에 위치되어 수직회전축(14)의 회전 각도를 감지하여 프로펠러(18)의 위치를 감지하는 프로펠러(18)위치감지부(53)를 구비하였다. 이러한 조류속도감지부(50), 조류방향감지부(51), 회전축(17)회전속도감지부(52) 및 프로펠러(18)위치감지부(53)에 의한 감지신호는 제어부(54)에 입력되며, 입력된 신호에 의한 상태 및 조류 발전 장치(1)의 작동 상태를 표시부(55)에 표시하도록 하였다. 또한 조류 변화 등에 의한 수직회전축(14)의 회전구동 시에는 제어부(54)에서 수직회전축(14)회전구동부(56)로 신호를 전송하여 서보모터(21)가 구동되도록 하였다. 그리고 빠른 조류에 의해 프로펠러(18)가 고속회전하면 제어부(54)에서 브레이크(26)작동부(57)로 신호를 전송하여 발전기(15) 작동이 원활하도록 하였다.
특히 태풍, 폭풍우 그리고 해일 등으로 흐름 속도가 빨라진 해수에 의해 프 로펠러(18)가 고속회전하게 되면, 수직회전축(14)을 회전구동시켜 해수 흐름의 수직방향으로 프로펠러(18)가 향하도록 하여, 프로펠러(18)가 정지하거나 또는 저속으로 회전되어 발전기(15) 및 본 발명 조류 발전 장치(1)가 보호되도록 하였다.
이와 같이 구비되는 본 발명 조류 발전 장치(1)에 의하여 발전된 전기는 일시 축전 장치 등에 축전되거나 또는 육지로 송전되어 사용되도록 하였다. 그리고 상기의 제어부(54)가 구비된 제어 장치는 플렛폼(2)에 설치되거나 또는 케이블 또는 위성 송신 등에 의하여 육지에서 원격으로 조정이 가능하도록 하였다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 변형 및 변경이 가능하다.
상기와 같이 구비된 본 발명은 조수간만 즉 밀물과 썰물의 양 방향 조류를 이용하여 발전하며, 발전기 및 프로펠러 등의 고장 시 해수면 상으로 손쉽게 들어 올릴 수 있어 수리 및 교환이 용이하다. 또한 프로펠러에 의한 회전속도를 증대 또는 감소시켜 발전기에 회전력을 전달하기 때문에 발전효율을 증대시키거나 또는 안정된 회전이 되도록 하여 발전기를 보호하도록 하는 등의 효과가 있다.

Claims (11)

  1. 해수면의 상측으로 위치되는 플렛폼(2),
    상기 플렛폼(2)의 상부면에 지지되고 수직 상방향으로 구비되는 기둥형태인 다수의 가이드(3)
    그리고 해수의 흐름에 의하여 회전되는 프로펠러(18)와 상기 프로펠러(18)와 축결합되어 전기를 발전하는 발전기(15)가 구비된 발전기어셈블리(4)를 포함하며,
    상기 발전기어셈블리(4)는 상기 프로펠러(18)가 해수면의 아래로 위치되거나 해수면의 상측으로 위치되도록 상기 다수의 가이드(3)를 따라 상하로 이송되는 것을 특징으로 하는 조류 발전 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 플렛폼(2)은 일측으로 상기 발전기어셈블리(4)가 상하로 이송되는 상하이송구(5)가 형성되고,
    상기 발전기어셈블리(4)와 상기 가이드(3)가 결합되는 슬라이드블럭(6)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조류 발전 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 플렛폼(2)의 상부면에 지지되어 수직 상방향으로 구비되는 기둥형태인 다수의 크레인프레임(7)과,
    상기 크레인프레임(7)의 상측에 구비되어 상기 발전기어셈블리(4)의 일측에 결합된 와이어(8)를 움직여 상기 발전기어셈블리(4)를 상하로 이송하는 크레인(9)을 포함하며,
    상기 플렛폼(2)은 하측으로 해저면에 지지되는 다수의 기둥(11) 또는 해수면에 부유되도록 하는 부유체(12)가 결합되는 것을 특징으로 하는 조류 발전 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 플렛폼(2)은 상기 발전기어셈블리(4)가 상하로 이송되기 위한 상기 상하이송구(5)가 복수 개로 구비되며,
    상기 발전기어셈블리(4)가 복수 개로 구비되어 상기 플렛폼에 결합되는 것을 특징으로 하는 조류 발전 장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 크레인프레임(7)과 상기 가이드(3)가 일체로 구비되는 것을 특징으로 하는 조류 발전 장치.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발전기어셈블리(4)는 상기 플렛폼(2)에 지지된 상기 가이드(3)와 결합되어 상기 발전기어셈블리(4)의 기대가 되는 상측지지부(13),
    상기 상측지지부(13)에 대해 발전기어셈블리(4)가 수평방향으로 회전되도록 결합되는 수직회전축(14),
    상기 수직회전축(14)의 하측에 결합되어 내측에 발전기(15)를 포함하는 하우징(16) 그리고 상기 하우징(16) 일측에 구비되어 상기 발전기(15)와 회전축(17)에 의해 회전결합되어 조류에 의하여 회전하는 상기 프로펠러(18)를 포함하는 것을 특징으로 하는 조류 발전 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 발전기어셈블리(4)는 상기 수직회전축(14)을 내측에 포함하는 타워부(19)를 구비하며,
    상기 타워부(19)는 상기 수직회전축(14)에 대해 상기 프로펠러(18)의 타측으로 블레이드(20)를 형성하여 상기 플렛폼(2)에 대해 상기 발전기어셈블리(4)가 회전하도록 하는 것을 특징으로 하는 조류 발전 장치.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 상측지지부(13)는 일측으로 유압에 의해 작동하는 서보모터(21)에 의해 수평이동하는 랙기어(22)를 구비하며,
    상기 수직회전축(14)은 상측 외주연으로 상기 랙기어(22)와 결합되는 피니언기어(23)를 구비하여 상기 플렛폼(2)에 대해 상기 발전기어셈블리(4)가 회전하도록 하는 것을 특징으로 하는 조류 발전 장치.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 회전축(17)에 축결합되어 상기 프로펠러(18)의 회전속도를 증속 또는 감속하여 상기 발전기(15)에 회전력을 전달하도록 구비되는 기어박스(24)와
    상기 기어박스(24)를 냉각하기 위한 냉각부(25)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조류 발전 장치.
  10. 제 2항에 있어서,
    상기 가이드(3)와 상기 슬라이드블럭(6) 사이에 구비되는 슬립링(33)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조류 발전 장치.
  11. 제 6항에 있어서,
    상기 플렛폼(2)은 저부 일측으로 해수의 조수간만에 대한 조류속도(유속)를 감지하는 조류속도감지부(50)와 조류의 방향을 감지하는 조류방향감지부(51)를 구비하고,
    상기 하우징(16)은 일측으로 상기 회전축(17)의 회전 속도를 감지하는 회전축(17)회전속도감지부(52)를 구비하며,
    상기 상측지지부(13)는 일측으로 수직회전축(14)의 회전 각도를 감지하여 프로펠러(18)의 위치를 감지하는 프로펠러(18)위치감지부(53)를 구비하고,
    상기 조류속도감지부(50), 상기 조류방향감지부(51), 상기 회전축(17)회전속도감지부(52), 상기 프로펠러(18)위치감지부(53)로부터의 신호를 입력받는 제어부(54) 그리고 상기 제어부(54)의 신호를 표시하는 표시부(55), 상기 제어부(54)의 제어신호에 의해 상기 수직회전축(14)을 회전구동시키는 수직회전축(14)회전구동부(56)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조류 발전 장치.
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