KR100900415B1

KR100900415B1 - 조류발전장치

Info

Publication number: KR100900415B1
Application number: KR1020070077803A
Authority: KR
Inventors: 김병철
Original assignee: 김병철
Priority date: 2007-08-02
Filing date: 2007-08-02
Publication date: 2009-06-01
Also published as: KR20070082914A

Abstract

본 발명은 조류발전장치에 관한 것으로 해수의 빠른 흐름 즉, 자연적인 해수의 흐름을 이용하는 방식으로 발전을 하는 장치로서, 종전 조류발전기들의 문제점으로 지적된 발전장치 하우징에 대한 조류저항문제,특히 수중 수하식의 경우 조류력에 의하여 상층부의 지지를 안정적으로 유지할 수 없는 문제, 경제력이 떨어지는 문제점이 지적된다.이를 위하여 본 발명에서는 보다 경제적으로 발전설비를 설치하거나 유지보수토록 하는 조류발전장치를 제공하여 투자비를 절감하고 발전효율이 높은 조류발전장치를 제공하고자 하는 것으로, 조류발전지 해안(401)에서 부터 해저(401)상에 축조해 구성되는 플랫폼(300)상에 설치되는 조류발전장치모듈(100)은 플랫폼(300)상의 기초L앵커볼트에 볼트고정되는 8개의 발전장치지지골조(104)에 의해 지지되는 길이가 짧고 큰 직경의 원통형 발전실(106)과; 그 하부에는 발전실보다 길이가 길고 적은 직경의 원통형 기계실(109)이 일체로 구비되고; 기계실 양측으로 반 원반형의 에어포켓이 일체로 형성되고; 에어포켓내에 설치된 수차(130)로 구성됨을 특징으로 하는 조류발전장치를 제공함을 특징으로 하는 조류발전장치에 관한 것이다.

조류발전장치

Description

조류발전장치{The tidal current generator system}

본 발명은 조류발전장치에 관한 것이다.

조류발전장치는 조석을 동력원으로 하되 조석에 의한 해류의 흐름, 즉 조류로부터 에너지를 추출하는 조류발전임에 반하여,조력발전은 조석간만차를 이용한 발전장치이다.

참고로 조력발전장치에 있어서도 일정량의 부체가 받는 부력을 이용하는 부체식과 조위의 상승하강에 따라 밀실에 공기를 압축시키는 압축공기식,그리고 방조제를 축조하여 해수저수지를 만들어 발전하는 조지식이 있다.

상기와 같은 조력발전방식중 바람직하게는 강한 조석이 발생하는 하구나 만에 방조제를 설치하여 조지를 만들고 외해 수위와 조지 내의 수위차를 이용하여 발전하는 실정이다.

국내에서도 시화호에 25.4만 ㎾급이 건설중에 있으며, 가로림만은 50만 ㎾급의 상용발전소건립을 위해 정밀타당성 조사를 실시중이다.

조류발전은 해수의 빠른 흐름 즉, 자연적인 해수의 흐름을 이용하는 방식이므로 조력발전과 같이 댐을 설치할 필요가 없다. 조류발전에 사용하는 수차발전기의 종류는 프로펠러식,다리우스식,사보니우식과 이들의 변형 또는 개량형태의 수차 발전기들이 개발되고 있다.

위와 같은 조류발전기는 조력댐이 없이 발전에 필요한 수차발전기만을 설치하기 때문에 비용이 적게 드는 반면, 적지를 선정하는데 어려움이 있고, 조력발전에 비해 자연적인 흐름의 세기에 따라 발전량이 좌우된다는 단점이 있지만, 해수 유통이 자유롭고 해양환경에 미치는 영향이 거의 없어 조력발전에 비해 친 환경적인 것으로 평가되고 있다.

상기와 같은 조류발전은 최근 환경보존에 대한 관심과 무공해에너지에 대한 관심이 고조되면서 구미선진국을 중심으로 조류력과 조류발전수차에 관한 이론적 연구 및 실험적 연구가 활발히 수행되고 있다.

1931년 다리우스(Darrieus)가 개발한 원통형의 수차는 평이한 모양과 유속이 적은 경우에도 높은 회전속도를 유지할 수 있다는 점과 수차의 지름을 증가시키지 않아도 넓은 접촉면적을 유지할 수 있다는 점에서 관심을 집중했으나, 회전에 의한 맥동현상과 상대적으로 낮은 효율때문에 실용화되지 못했고,1994-1995년 고를로프는 다리우스 수차를 개선한 헬리칼수차를 개발해 유속이 적은 경우에도 높은 속도로 일정하게 회전하며 흐름의 방향과 상관없이 일정한 방향으로만 회전하고 회전시 진동이 없으며 고속회전시 캐비테이션이 없고, 느린유속에서도 작동되는 특징이 있어 2000년 미국의 메인(Maine)주에서 이를 이용한 시험조류발전소가 가동중이며, 브라질의 아마존강유역에도 시험조류발전소가 가동중인 것으로 알려져 있다.

한편, 영국의 마린커랜트 터빈 회사에서는 풍력발전기와 유사한 형태의 조류 발전기를 개발하여 영국연안에 2010년까지 약 30만㎾을 설치하여 운영할 계획이다. 또한 캐나다의 블루에너지사는 H형 수직축 터빈인 데이비스(Davis) 수차를 개발하여 실용성을 실험한바 있다.

국내의 경우 진도의 울둘목에 조류 발전소 기본계획이 수립되어, 카타마란(Catamaran)형태의 구조물을 모듈식으로 육상에서부터 연결해 구조물 하부에 수차발전기를 설치하는 방식으로 2005년 4월 착공된 실정이다.

국내의 특허기술동향으로는 국내실용신안출원 제20-2003-33346호 "외팔보 지지구조 날개의 수직원통형수차"[문헌 1]에 따르면 조류력을 이용해 발전을 하는 수차에 있어서,수차날개가 회전축에 고정설치되어 고정지지물에 고정되어진체 회전하며 그 회전력을 발전기로 전달하는 수직원통형수차로서 회전축의 원외주면을 따라 다수의 연결팔들이 방사형으로 구성설치된 외팔보지지체를 상기 회전축의 종방향으로 다수개 설치하여 종방향으로 일직선상에 위치되는 다수개의 연결팔들의 끝단과 상기 수차날개를 고정설치한 것과 상기 다수개의 연결팔들과 고정설치된 수차날개를 횡방향으로 각각의 연결팔에 지지토록 분할하여 구성하되 상하 위치되는 각각의 회전날개를 서로 엇갈리게 구성한 것을 기술적 요지로 하고 있다.

또 다른 배경기술로는 국내특허출원 제10-2005-17964호 "조류발전장치"[문헌 2]에 따르면 해수면의 상측으로 위치되는 플랫폼,상기 플랫폼의 상부면에 지지되고 수직방향으로 구비되는 다수의 가이드를 구비하여 발전기가 구비된 발전기 어셈블리를 해수면 아래로 위치시키거나 해수면 상측으로 위치되도록 크레인을 발전기 어셈블리수와 같게 구비하며, 그리고 해수의 흐름방향에 따라 플랫폼상에 거치된 발전기 어셈블리의 회전축은 서보모터로 수평이동하는 랙기어 결합되는 피니언으로 회전하는 방식으로 되여 조류가 밀려오는 방향으로 프로펠러가 향하도록 구비한 것이다.

또 하나의 종전기술에 따르면, 국내 특허출원제 10-2005-33253호 "발전설비"[문헌 3]에 의해서는 원기둥형베인축에 발전기를 직결한 형태로 유체의 유입방향에 스포일러를 형성한 흡입구와 반대편에 배기구를 형성한 하우징으로 구성되어, 주로 이동수단의 지붕이나, 지상구조물 또는 소하천과 같은 수상에 설치하는 발전설비로서,특히 소하천등에 설치하는 경우에는 원기둥베인축에 직결된 발전기의 하우징 하부에 회전축 침수방지를 위한 부력부재를 가하여 부체시키되 부력부재를 관통하는 샤프트로 수저에 고정하거나, 소하천 양안에 로프나 케이블과 같은 링크부재로 발전설비를 설치함을 알 수 있다.

다른 종전기술에 따르면, 국내 실용신안등록출원 제20-2006-16660호에 "수중회전기"[문헌 4]에 따르면,수차축에 9개의 수차를 조립하고 수차룸에 카바를 씌우고 그 위에 중량물을 놓아 수차룸의 부양을 억제하며, 압축공기를 수차룸에 충전해 수차룸내의 수로에 유수가 발생하여 수차의 회전력을 전달축을 통하여 회전전달기에 전달되고 밀물이나 썰물시 회전반향이 역방향이므로 전환레버를 조작하여 출력축에 동일한 회전력을 얻게 하는 수중회전기에 관한 것이다.

본 발명은 종전의 조류발전방식에서 갖는 제반 문제점으로 지적된 아래와 같은 바를 해결하고자 하는 것이다.

종전기술인 상기 문헌 1에서는, 종전의 수직원통부재를 제거하는 대신 회전축에 설치되는 다수의 연결팔들에 의하여 수직원통부재 보다 중량을 줄인 원통형 수차를 제공하고 수차의 회전시 조류저항을 줄인다고 하지만, 중량은 감량될지언정 설치된 48개의 연결팔들에 의한 조류저항이 수직원통부재에 비해 현저하다 할 수 없을 것으로 사료된다.

또한, 상기 문헌 2에서는, 각 발전기 어셈블리 수마다 같은 수의 크레인을 구비해야 하는 점과, 발전기 어셈블리 하단 블레이드와 하우징에 구비된 타워부 하단에 구비된 프로펠러가 상당한 조류의 부하를 받는 상황에서, 타워부 상단에 이를 지지하는 수단은 플렛폼상에 고정된 4개의 가이드에 슬리브로 안치된 상태만으로는 강한 조류력에 의해 발생하는 발전기 어셈블리에 가해지는 부하를 상층부에서 플렛폼상에 고정된 4개의 가이드에 슬리브로 안치된 상태만으로는 안정적으로 유지할 수 없는 구조임을 알 수 있다.

상기 문헌 3에서는 흡입구에 불순물 유입방지를 위한 여과시스템을 제안하였으나, 상기와 같은 여과시스템에 의하여 하천의 유수력에 많은 지장을 가해 발전효율을 저감 시킬 뿐 아니라, 각종 부유물들의 유입에 대한 대비책이 없다 할 것이다.

상기 문헌 4에서는 일종의 조류력에 의한 수중회전기로서, 우선 조류력을 얻기 위해서는 일정한 유속이 발생하는 해저에 수차룸을 설치하되, 수차룸의 부양을 억제하기 위해서는 수차룸 위에 중량물로 제시한 토사를 축조한다는 방식인데, 국내 조류발전 시공지중 하나인 진도 연안의 울둘목만 하더라도 최고 유속은 6.5m/s에 달하고 있어, 이와 같이 유속이 빠른 해저에 상기와 같은 수중회전기를 설치하는 방식은 불가능은 아니나 시공비면에 있어서, 경제력이 떨어지는 문제점이 지적된다.

본 발명은 상기와 같은 종전의 조류발전에 관한 제반문제점을 감안하여, 본 발명에서는 보다 경제적으로 발전설비를 설치하거나 유지보수토록 하는 조류발전장치를 제공하여 투자비를 절감하고 발전효율이 높은 조류발전장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명에 따른 조류발전장치는 크레인하우스가 구비된 플랫폼(300)상에 마련된 조류발전장치홀(301)에 조류발전장치모듈(100)을 보다 용이하고 안정적이며 경제적으로 설치할 수 있도록 하였다.

또한, 플랫폼(300)상의 기초L앵커볼트에 볼트고정되는 8개의 발전장치지지골조(104) 각 하부에 형성된 앵커플랜지(105)에 의해 플랫폼에 견고하게 지지됨과 동시에, 플랫폼으로부터 해수중에 설치되는 기계실과 에어포켓내 수차의 하우징 길이가 짧게 설치되는 조류발전장치모듈(100)은 종전의 여타 조류발전장치에 비하여 조류의 유수력에 의해 발전실이나 기계실,수차의 에어포켓 등에 가해지는 저항력이나, 태풍이나 해일 등에 대해서도 보다 안정적으로 발전설비를 보호할 수 있도록 하였다.

또한,기계실 양측에 형성된 반 원반형의 에어포켓은 반 원반형의 에어포켓내측커버(108)와 에어포켓외측커버(107)으로 분리 탈착하도록 볼트조립 구성하여 수차(130)의 탈부착이나 유지보수가 용이하도록 하였으며, 상기 에어포켓내의 수차(130)의 축계 조립구조가 스플라인수차축(122)의 내축은 기계실내의 에어포켓내측커버 내벽체에 볼트체결한 원통구멍형 각 플랜지형 로울링베어링유닛(117)에 체결하고, 에어포켓내측커버(108) 외벽체에는 수차내측커버(118)를 볼트조립 하되, 수차내측커버(118)의 외경허브속에 베어링(119)를 축조립해 내경멈춤링(120)으로 고정후, 다시 메카니칼씰(121)을 축조립해 해수를 차단한체, 스플라인(123) 축경이 형성된 수차(130)을 조립후에, 스플라인수차축(122)의 외축이 상기 에어포켓내측커버(108)와 볼트조립되는 에어포켓외측커버(107)의 내벽체에도 전기와 동일하게 수차내측커버(118)를 볼트조립하되, 수차내측커버(118)의 외경허브속에 베어링(119)을 축조립해 내경멈춤링(120)으로 고정후, 다시 메카니칼씰(121)을 축조립 해수를 차단한체,에어포켓외측커버(107)의 외벽체에도 볼트 체결한 원통구멍형 각 플랜지형 로울링베어링유닛(117)을 조립한후, 수차축외부커버(112)를 볼트조립되는 구성으로 인해 축계의 부식을 방지하도록 하여 내구성을 향상시켰다.

또, 수차(130)는 수차를 조립하는 수차고정리브(131)가 조류의 흐름방향에 따른 판상구조로서, 종전처럼 직경이 큰 회전축에 직접 수차를 구성하거나, 또는 회전축으로부터 돌출된 다수개의 바(Bar)타입 지지체 끝단에 수차가 설치되는 방식에 비하여 조류의 저항력을 최소로 할 수 있었고, 수차의 원판 외륜부에 형성된 외륜테(134)에 의하여 조류력의 받음각을 향상시켜 효율을 높이게 되며, 수차가 조류력을 받아 회전될때, 에어포켓내측커버와 에어포켓외측커버로 이루어진 에어포켓내부에는 에어콤푸레셔(158)의 에어라인(158a)을 통해 공급되는 공기층에 의해서, 만약 시계방향으로 회전되는 수차(130)가 9시 방향에서 3시 방향구간에 이르러서는 유수방향에 따른 조류력의 영향을 받지 않게 되여 수차의 회전력을 높이도록 하는 효과와 태풍 등으로 인하여 조류력이 현저하게 빠를때 수차의 속도를 제어하고자하는 경우에도 에어포켓 내부의 공기를 반대로 빼내 수차의 일부 또는 전체가 해수에 잠긴체 회전되도록 하여 회전속도를 늦추도록 하는 효과도 제공하는 것이다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시를 위하여 첨부된 도면에 의하여 상세히 알아보면 다음과 같다.

본 발명의 조류발전장치는 참고로 도 1에서와 같이, 조류발전지 해안(401)에서부터 해저(401)상에 교각(302)을 축조해 구성되는 플랫폼(300)과; 플랫폼의 각 교각 스팬에 형성한 조류발전장치홀(301)마다 기초L앵커볼트로 고정설치하는 조류발전장치모듈(100)과; 상기 조류발전장치의 유지보수 및 이동설치를 위해 플랫폼 길이방향 양쪽으로 이동레일(303)이 설치되고, 이동레일상의 운행을 위하여 기어드모터(203)로 구동되는 크레인하우스(200)로 구성되는 플랫폼상에 구축된다.

본 발명에 따른 상기 조류발전장치모듈(100)은 도 2에 도시된 바와 같이, 플랫폼(300)상의 기초L앵커볼트에 볼트고정되는 8개의 발전장치지지골조(104)에 의해 지지되는 길이가 짧고 큰 직경의 원통형 발전실(106)과; 그 하부에는 발전실 보다 길이가 길고 적은 직경의 원통형 기계실(109)이 일체로 구비되고; 기계실 양측으로 반 원반형의 에어포켓이 일체로 형성되고; 에어포켓내에 설치된 수차(130)로 구성된다.

상기의 조류발전장치모듈(100)의 상세한 구조는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 발전실(106)은 그 내벽체에 발전기지지리브(114)로 고정되는 저속도형 회전자를 내장하는 고정자로 구성된 발전기(113)을 설치하고, 발전기회전축(150)과 기계실(109)바닥에 고정시킨 변속기어박스(115) 상측의 출력축 사이에는 브레이크라이닝(154)을 축조립하고 브레이크슈우(153)로 제어되는 발전기회전축(150)의 상단은 발전기회전축커플링(157)으로 하단은 변속기어박스출력축커플링(152)으로 각 조립되며, 변속기기어박스(152) 양 측벽에 도출된 각 변속기어박스입력축에는 수차축커플링(116)이 각 축조립되어, 기계실 외벽을 관통한 스플라인수차축(122)에 각 연결된다.

한편, 상기 기계실(109) 양측에 형성된 반 원반형의 에어포켓은 반 원반형의 에어포켓내측커버(108)와 에어포켓외측커버(107)의 조립은 수차(130)의 탈부착을 위해 볼트조립되며, 상기 스플라인수차축(122)의 내축은 기계실내의 에어포켓내측커버 내벽체에 볼트체결한 원통구멍형 각 플랜지형 로울링베어링유닛(117)에 체결하고, 에어포켓내측커버(108) 외벽체에는 수차내측커버(118)를 볼트조립 하되, 수차내측커버(118)의 외경허브속에 베어링(119)를 축조립해 내경멈춤링(120)으로 고정후, 다시 메카니칼씰(121)을 축조립해 해수를 차단한체, 스플라인(123) 축경이 형성된 수차(130)를 조립후에, 스플라인수차축(122)의 외축이 상기 에어포켓내측커버(108)와 볼트조립되는 에어포켓외측커버(107)의 내벽체에도 전기와 동일하게 수차내측커버(118)를 볼트조립하되, 수차내측커버(118)의 외경허브속에 베어링(119)를 축조립해 내경멈춤링(120)으로 고정후, 다시 메카니칼씰(121)을 축조립하여 해수를 차단한체,에어포켓외측커버(107)의 외벽체에도 볼트체결한 원통구멍형 각 플랜지형 로울링베어링유닛(117)을 조립한후, 수차축외부커버(112)를 볼트조립해 축계의 부식을 방지하도록 하였다.

한편, 기계실(109) 내부 바닥에는 온도감지부와 냉각펌프(도시되지 않았음)로 구성된 냉각장치부(160)을 구비하여, 변속기어박스(115)와 발전기(113)에서 발생되는 열을 온도감지부로 감지해 측정된 온도가 설정온도 이상으로 오르면 해수를 이용한 냉각펌프를 가동시켜 변속기어박스(155)와 발전기(113)에 구비되는 냉각배관(도시되지 않았음)을 통해 적정온도로 유지시키도록 한다.

상기와 같이 조립되는 본 발명의 조류발전장치의 수차(130)의 상세한 구조는 도 3에 도시된 바와 같이, 평면도시"

"형의 수차고정리브(131) 3조를 일정간격 띄우되, 양측의 수차고정리브(131)는 각 꼭지부 쪽으로 호퍼가공된체, 각 꼭지부를 수차고정리브 두께로 절개해 4개의 원판을 고정설치하되, 수차고정리브(131) 구간을 제외한 원판 외연에 외륜테(134)를 형성하고, 수차고정리브에는 수개의 감량공(133)을 형성하며, 수차센터축공(132)에는 스플라인(123)을 끼워 고정구성한 것이다.

한편, 상기와 같이 구성된 발전실(106) 내벽에는 기계실(109)내의 발생하는 응축수배출 및 침수를 대비한 양수펌프(156)와 양수라인(156a)을; 에어포켓내에 에어를 공급 배출하는 에어콤푸레셔(158)와 에어흡배기라인(158a)을; 조류방향감지부와 계자극성전환제어부, 정역전자접촉기로 구성된 발전기 계자 극성전환제어박스(159)가 각각 구비되어야 한다.

그리고, 발전기(113)의 설치 및 유지보수를 위해서는 발전실상부커버(101)를 분리식으로 발전실(106)의 외륜테에 볼트조립하며, 발전실상부커버(101) 일측에는 해치(102)와 견인고리(103)를 설치하며, 기계실(109)의 외측벽에도 볼트조립식으로 점검구(110)를 형성하며, 발전장치지지골조(103)의 각 상측에는 크레인 이동을 위한 견인고리(103)를 형성하도록 하였다.

한편, 상기의 플랫폼(300)의 길이방향 좌우에는 보행안전을 위한 안전난간(305)을 설치하도록 하였다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 조류발전장치의 보다 편리한 설치를 위한 구체적인 설명으로는 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 플랫폼(300)상에 마련된 조류발전장치홀(301)에 설치되는 조류발전장치모듈(100)은 플랫폼(300)상의 기초L앵커볼트에 볼트고정되는 8개의 발전장치지지골조(104) 각 하부에 형성된 앵커플랜지(105)에 의해 플랫폼에 견고하게 지지됨과 동시에, 플랫폼으로부터 해수중에 설치되는 기계실과 에어포켓내 수차의 하우징 길이가 짧게 설치되는 구조로 인하여 조류의 유수력에 의해 발전실이나 기계실,수차의 에어포켓 등에 가해지는 저항력이나, 태풍이나 해일 등에 대해서도 보다 안정적으로 발전설비를 보호할 수 있는 특징을 가지게 된다.

상기와 같이 플랫폼에 고정설치되는 조류발전장치모듈(100)은 도 5에 도시된 바와 같이, 조수간만차를 감안하여, 고조시에는 내부에 공기층이 형성된 상태로 에어포켓이 전부 잠기는 상태이거나, 저조시에는 에어포켓 저부에 돌출된 수차만 잠긴체 가동되는 것이며, 수차의 구조가 전후방향 없이,수차의 회전축방향에 대하여 방사상으로 "

"형의 수차고정리브(131)에 의해 고정되며, 앞뒤 구분이 없는 원판형 수차에 의해서, 밀물이나 썰물때 조류의 방향이 뒤 바뀌는 경우에도 발전이 가능하도록 하였다.

상기와 같은 조류의 방향이 바뀌어 수차가 정역회전시에도 발전이 가능하도록 하는 것은, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 발전실에 구비되는 발전기 계자 극성전환제어박스(159)에 의해 수행되는데, 상기 발전기 계자 극성전환제어박스(159)는 조류방향감지부와 계자극성전환제어부,정역전자접촉기로 구성되는 것으로 도 9에 도시된 바와 같이,발전기 계자 극성전환회로에 의하여 발전기 계자 전원극성을 (+)극은 (-)극으로, (-)극은 (+)극으로 전환시켜 수차가 정역회전시에도 안정적으로 전력을 생산하도록 함으로서, 종전과 같이 조류방향에 따라 발전기의 수차방향을 매번 전환시켜야 했던 불편을 덜게 되였다.

한편, 본 발명에 따른 수차(130)에 대한 특성을 구체적으로 살피면, 도 5에 도시된 바와 같이, 수차(130)을 조립하는 수차고정리브(131)는 조류의 흐름방향에 따른 판상구조로서, 종전처럼 직경이 큰 회전축에 직접수차를 구성하거나, 또는 회전축으로부터 돌출된 다수개의 바(Bar)타입 지지체 끝단에 수차가 설치되는 방식에 비하여 조류의 저항력을 최소로 할 수 있었다.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이,만약 수차(130)가 도면상 시계방향으로 회전되는 상황에서 수차가 에어포켓을 벗어나 조류력을 받기 시작하는 구간인, 3시 방향에서 4시 방향으로 위치 되였을때, 수차의 원판 외륜부에 형성된 외륜테(134)에 의하여 조류력의 받음각을 향상시켜 효율을 높이게 되는 것이다.

한편, 4시 방향을 떠난 수차는 다시 8시 방향에서 9시 방향으로 진입하는 순간에 조류력의 받음각을 상실하면서, 수차에 떠받쳐진 해수는 수차가 9시 방향에서 10시 방향으로 진입할때 수차고정리브(131)의 구간에만 외륜테가 형성되지 않아 해수의 퇴출을 용이하도록 한 것이다.

그리고 본 발명에 따른 수차는 조류력을 받아 회전될때, 에어포켓외측커버와 에어포켓내측커버로 이루어진 에어포켓내부에는 에어콤푸레셔(158)의 에어흡배기라인(158a)을 통해 공급되는 공기층에 의해서, 만약 시계방향으로 회전되는 수차(130)가 9시 방향에서 3시 방향구간에 이르러서는 유수방향에 따른 조류력의 영향을 받지 않게 되여 수차의 회전력을 높이도록 한 것이다.

또한, 태풍 등으로 인하여 조류력이 현저하게 빠를때 수차의 속도를 제어하고자하는 경우, 동력전달축(151)에 형성한 브레이크라이닝(154)과 브레이크슈우(153)에 의한 제동 외에도 에어포켓 내부의 공기를 빼내 수차 일부 또는 전체가 해수에 잠긴체 회전되도록 하여 회전속도를 늦추도록 하는 효과도 제공하는 것이다.

참고로, 본 발명에 따라 참고도시된 크레인하우스(200)는 도 7 과 도 8에 도시된 바와 같이, 크레인하우스의 이동수단으로 플랫폼(300)상의 기초L앵카볼트에 볼트조립된 이동레일받침대(304)에 볼트고정하는 이동레일(303)의 "I"빔 양편상에 안치되는 아치형 크레인지지보(202) 각 기저부에 C형강(205)를 조립후 그 측방에서 상기 이동레일 양편으로 로울러(204)를 결합설치후, 아치형 크레인지지보(202) 1개소의 외측방 로울러축에는 기어드모터(203)를 장착하고, 아치형크레인지지보(203) 상부 양편에는 이동레일(303)과 직교 방향의 상측빔(206)상에 구간이동되는 크레인상부모듈(201)를 설치하고, 지붕과 양측벽체를 조립시킨 것이다.

그리고, 본 발명에 따른 조류발전장치는 크레인하우스(200)에 의하여 해안으로부터 축조된 플렛폼(300)상의 각 조류발전장치설치홀(301)에 조류발전장치모듈 (100)을 이동시키는 것으로 그 실시예로는 도 1 및 도 8과 같이, 크레인하우스(200)의 크레인상부모듈(201)로 조류발전장치모듈(100)의 발전장치지지골조(104)상에 형성된 견인고리(103)에 와이어로프를 걸어 상향시킨 후, 플랫폼(300)상의 이동레일(303)을 통해 이동해 조류발전장치홀(301)에 안전하게 하역시켜 조류발전장치모듈(100)을 플랫폼(300) 상에 안전하게 설치시킬 수 있도록 하였다.

이와 같이 본 발명에 따른 조류발전장치모듈(100)의 설치는 1개의 중량이 발전용량에 따라 수톤에서 수십톤에 이르고, 조류발전지의 조류유속이 빠른 점을 감안하여 선박이나 선상크레인에 의하여 이동설치하는 것에 비하여 매우 경제적이고 안전하다 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 조류발전장치모듈이 다수 설치된 참고사시도.

도 2는 본 발명에 따른 조류발전장치모듈의 사시도.

도 3는 본 발명에 따른 조류발전장치모듈의 부분절개분해사시도

도 4는 본 발명에 따른 1식의 조류발전장치모듈이 설치된 실시예의 평면도

도 5는 도 4의 A-A선 발췌단면도

도 6은 도 5의 B-B선 발췌단면도

도 7은 크레인하우스로 본 발명 조류발전장치모듈을 설치한 상태의 참고측면도

도 8은 크레인하우스로 본 발명 조류발전장치모듈을 이동시켜 플렛폼의 조류발전장치홀에 세팅시키는 실시예 및 기어드모터부의 부분발췌확대도

도 9는 발전기 계자 극성전환회로

※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

100:조류발전장치모듈 200:크레인하우스

300:플렛폼 400:해저

401:해안

Claims

삭제
해저상에 축조 구축되는 플랫폼(300)상의 기초L앵커볼트에 볼트고정되는 조류발전장치에 있어서,

8개의 발전장치지지골조(104)에 의해 지지되는 길이가 짧고 큰 직경의 원통형 발전실(106)과; 그 하부에는 발전실보다 길이가 길고 적은 직경의 원통형 기계실(109)이 일체로 구비되고; 기계실 양측으로 반 원반형의 에어포켓이 일체로 형성되고; 에어포켓내에 설치된 수차(130)가 포함된 조류발전장치모듈(100)로 구성됨을 특징으로 하는 조류발전장치.
제2항에 있어서, 발전실(106)은 그 내벽체에 발전기지지리브(114)로 고정되는 저속도형 회전자를 내장하는 고정자로 구성된 발전기(113)를 설치하고, 발전기회전축(150)과 기계실(109)바닥에 고정시킨 변속기어박스(115) 상측의 출력축 사이에는 브레이크라이닝(154)을 축조립하고 브레이크슈우(153)로 제어되는 발전기회전 축(150)의 상단은 발전기회전축커플링(157)으로 하단은 변속기어박스출력축커플링(152)으로 각 조립되며, 변속기기어박스(152) 양측벽에 도출된 각 변속기어박스입력축에는 수차축커플링(116)이 각 축조립되어, 기계실 외벽을 관통한 스플라인수차축(122)에 각 연결됨을 특징으로 하는 조류발전장치.
제2항에 있어서,반 원반형의 에어포켓은 반 원반형의 에어포켓내측커버 (108)와 에어포켓외측커버(107)의 조립은 수차(130)의 탈부착을 위해 볼트조립되며, 상기 스플라인수차축(122)의 내축은 기계실내의 에어포켓내측커버 내벽체에 볼트체결한 원통구멍형 각 플랜지형 로울링베어링유닛(117)에 체결하고, 에어포켓내측커버(108) 외벽체에는 수차내측커버(118)를 볼트조립 하되, 수차내측커버(118)의 외경허브속에 베어링(119)를 축조립해 내경멈춤링(120)으로 고정후, 다시 메카니칼씰(121)을 축조립해 해수를 차단한체, 스플라인(123) 축경이 형성된 수차(130)을 조립후에, 스플라인수차축(122)의 외축이 상기 에어포켓내측커버(108)와 볼트조립되는 에어포켓외측커버(107)의 내벽체에도 전기와 동일하게 수차내측커버(118)를 볼트조립하되, 수차내측커버(118)의 외경허브속에 베어링(119)를 축조립해 내경멈춤링(120)으로 고정후, 다시 메카니칼씰(121)을 축조립 해수를 차단한체,에어포켓외측커버(107)의 외벽체에도 볼트체결한 원통구멍형 각 플랜지형 로울링베어링유닛(117)을 조립한후, 수차축외부커버(112)를 볼트조립 함을 특징으로 하는 조류발전장치.
제2항에 있어서, 수차(130)는 평면도시 "
"형의 수차고정리브(131) 3조를 일정간격 띄우되, 양측의 수차고정리브(131)는 각 꼭지부 쪽으로 호퍼가공된체, 각 꼭지부를 수차고정리브 두께로 절개해 4개의 원판을 고정설치하되, 수차고정리브(131) 구간을 제외한 원판 외연에 외륜테(134)를 형성하고, 수차고정리브에는 수개의 감량공(133)을 형성하며, 수차센터축공(132)에는 스플라인(123)을 고정설치함을 특징으로 하는 조류발전장치.
제2항에 있어서, 기계실(109)은 그 내부 바닥에 온도감지부와 냉각펌프로 구성된 냉각장치부(160)을; 외측벽은 볼트조립식으로 점검구(110)를 형성함을 특징으로 하는 조류발전장치.
제3항에 있어서, 발전실(106) 내벽에는 기계실(109)내의 응축수배출 및 침수를 대비한 양수펌프(156)와 양수라인(156a)을; 에어포켓내에 에어를 공급 배출하는 에어콤푸레셔(158)와 에어흡배기라인(158a)을; 조류방향감지부와 발전기계자 극성전환제어부, 출력부로 구성된 발전기 계자 극성전환제어박스(159)를 각 구비함을 특징으로 하는 조류발전장치.
제3항에 있어서, 발전실(106)은 발전기(113)의 설치 및 유지보수를 위해서는 발전실상부커버(101)를 분리식으로 발전실(106)의 외륜테에 볼트조립하며, 발전실상부커버(101) 일측에는 해치(102)와 견인고리(103)를 설치하며, 발전장치지지골 조(103)의 각 상측에도 크레인 이동을 위한 견인고리(103)를 형성함을 특징으로 하는 조류발전장치.