KR100983866B1 - 조수수력발전장치 - Google Patents

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KR100983866B1
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Abstract

본 발명의 조수수력발전장치는 지지대(10), 지지대(10)의 일측에는 유수의 길이방향으로 설치된 제1컨베이어 벨트(20), 상기 제1컨베이어 벨트(20)의 회전을 지지하기 위해 설치된 한 쌍의 구동롤러(24), 상기 제1컨베이어 벨트(20)에 일정간격으로 힌지 부착되어 유속에 의해 상기 제1컨베이트벨트(20)를 회전시키는 다수개의 저항판(22), 상기 지지대(10)에 부착된 증속기(60), 제1컨베이어벨트(20)의 구동롤러(24)과 증속기(60)를 연결하는 동력전달벨트(50), 상기 증속기(60)에 커플링되어 전기를 생산하는 발전기(70)로 이루어진 조수수력발전장치에 있어서,
상기 제1컨베이어 벨트(20)의 하부에 설치되되, 상기 저항판(22)의 간격에 대응하여 저항판(22)의 하부측을 지지하는 다수개의 받침턱(32)가 형성된 제2 컨베이어벨트를 포함한다.
컨베이어 벨트, 기어, 증속기, 발전기

Description

조수수력발전장치{tide hydraulic power unit }
본 발명은 조수수력발전장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 벨트구조에 저항판(22)을 사용하여 흐르는 물이 저항판(22)을 움직임으로써 자연적으로 발생하는 힘이 증속기(60)와 발전기(70)를 움직이게 하는 조수수력 발전장치에 관한 것이다.
일반적으로 자연력을 이용하여 전기를 생산하는 발전방법에는 수력발전, 화력발전, 기계적 발전 등이 있으나 그 중에서 수력발전이 널리 알려져 있다.
그러나, 수력발전은 물의 흐름을 막아서 낙차를 이용한 것으로 많은 폐단과 문제점이 제기되어 왔다.
태고의 신비를 간직한 채 조용하던 동강유역의 경우, 영월댐 건설로 인해 국내외적으로 많은 사람들의 이목이 집중되었으나 댐이 건설이 되기도 전에 생태환경문제와 환경파괴가 사회문제로 제기되었다.
댐이 건설되면 주변의 생태계를 변화시키고, 물고기의 번식을 막게 되며, 안개 때문에 주변 농업에도 나쁜 영향을 끼치게 된다.
또한 주민의 강제 이주에 의하여 빈곤층을 만들어 가정경제에도 심각한 위기를 가져다 준다.
이처럼 흙과 함께 평생을 소박하게 살아가는 동강유역은 영월댐 건설 여파로
인해 천혜의 비경과 자연환경이 훼손되고 있으며, 지역주민들은 한숨과 경제적 고통으로 고향을 저버려야 할 기로에 서게 되었다.
한편, 조수간만의 차이로 인하여 유속이 빠른 바다나, 강 등에 유속을 이용하여 발전을 하는 장치들이 다수 제안되고 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2008-0054321호(발명의 명칭: 저속 수력이용 장치의 구조)에서는 한 쌍의 콘베어 롤러, 90도로 구동하는 장석형식의 저항판(22)이 다수 장착된 콘베어 벨트, 콘베어 롤러에 연결된 체인벨트, 증속기(60)에 연결된 커플링과 커플링과 연결된 발전기(70)로 구성되는 수력이용 장치를 제시하고 있으며,
대한민국 공개특허공보 제2001-78479호(발명의 명칭: 해류를 이용한 발전기(70))에서는 다수의 파워보드가 장착된 로드레일, 로울러에 연결된 증감속기, 증감속기와 연결된 발전기(70)로 구성되는 것을 특징으로 하는 발전기(70)를 제시하고 있다.
그러나 상기 종래의 발명은 흐르는 물 위에 띄워진 물체와 물의 흐름 사이에서 일어나는 저항값을 이용하여 전기를 발전시켰으나. 저항판(22)이나 보드판이 물 흐름의 전면측에서 저항을 받는 경우 유속에 의한 탈선, 비틀림, 슬림 현상으로 90도 이상 회전하여 동력이 손실되는 문제점이 있었으며, 저항판이 단단히 고정되지 않은 경우에 빠른 유속으로 인하여 저항판이 파손되는 위험이 있었다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서 본 발명의 목적은 구성이 간단하고 제작이 용이하며 물이 흐르는 힘을 이용하여 에너지를 창출하는 조수수력발전장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 오염원 발생이 없고 자연친화적인 발전기(70)를 제공하고자 함이며, 단기간에 설치가능하며, 장착되는 공간 또한 넓은 면적이 필요하지 않아 경제적 손실을 줄일 수 있는 조수수력발전장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 빠른 유속으로 인하여 큰 저항을 받는 경우 저항판(22)이 유속에 의한 탈선, 비틀림, 슬림현상으로 인한 동력손실을 예방하는 조수수력발전장치를 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 것으로서 본 발명은 지지대(10), 지지대(10)의 일측에는 유수의 길이방향으로 설치된 제1컨베이어 벨트(20), 상기 제1컨베이어 벨트(20)의 회전을 지지하기 위해 설치된 한 쌍의 구동롤러(24), 상기 제1컨베이어 벨트(20)에 일정간격으로 힌지 부착되어 유속에 의해 상기 제1컨베이트벨트(20)를 회전시키는 다수개의 저항판(22), 상기 지지대(10)에 부착된 증속기(60), 제1컨베이어벨트(20)의 구동롤러(24)과 증속기(60)를 연결하는 동력전달벨트(50), 상기 증속기(60)에 커플링되어 전기를 생산하는 발전기(70)로 이루어지고, 상기 제1컨베이어 벨트(20)의 하부에 설치되되, 상기 저항판(22)의 간격에 대응하여 동일한 간격 으로 저항판(22)의 하부측을 지지하는 다수개의 받침턱(32)이 형성된 제2 컨베이어벨트(30)를 포함하고 상기 제1컨베이어벨트의 이동속도는 상기 제2 컨베이어벨트의 이동속도와 동일한 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 제2컨베이어벨트(30)는 상기 제1컨베이어벨트(20)의 구동롤러(24)의 구동력에 의해 회전된다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 제1컨베이어벨트(20)의 구동롤러(24)에는 기어(26)가 형성되고, 상기 기어(26)는 체인 또는 타이밍 벨트에 의해 하부의 종동기어(40)와 연결되고, 상기 종동기어(54)는 상기 제2컨베이어 벨트(30)의 구동롤러(34)에 형성된 기어(36)와 맞물려서 회전된다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 제1컨베이어벨트의 구동롤러(24)에는 기어가 형성되고, 상기 기어는 상기 제2컨베이어 벨트(20)의 구동롤러(34)에 형성된 기어와 맞물려서 회전된다.
바람직한 실시예에 따르면, 조수수력 발전 장치가 부착되어 조수수력 발전 장치의 구동력에 의해 항해되는 선박이 이용될 수 있다.
인류의 무한 자원인 바다, 강, 호수 등의 유속(물의 흐름)을 이용하여 에너지를 창출함으로써 연료비가 들지 않으며, 반영구적으로 쓸 수 있는 효과가 있다.
유수를 이용함으로써 오염원 배출이 없고, 댐을 건설하는 것과 달리 생태환경을 파괴하지 않으며 소중한 자산인 자연환경을 보호할 수 있는 효과가 있다.
흐르는 물 위에는 어디든지 장착될 수 있으며, 단기간에 설치할 수 있고 설 치공간을 많이 차지하지 않아 설치비용을 감소시키는 효과가 있다.
그리고 저항판(22)의 하부측을 지지하는 다수개의 받침턱(32)는 저항판(22)이 90도 이상 휘어지는 것을 방지함으로써 동력손실을 막아주는 효과가 있다.
이하,첨부된 도면을 참조로 하여, 본 발명의 조수수력발전장치에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 조수수력발전장치의 사시도이며, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 조수수력발전장치의 분리도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 조수수력발전장치는 종래와 같이 지지대(10), 제1컨베이어벨트(20), 한 쌍의 구동롤러(24), 저항판(22), 증속기(60), 동력전달벨트(50), 발전기(70)를 포함한다.
지지대(10)는 본 발명의 조수수력발전장치가 설치되는 몸체 또는 프레임이라 할 수 있다.
제1컨베이어벨트(20)는 지지대(10)의 일측에 유수길이 방향으로 설치되며, 제1컨베이어 벨트(20)는 한 쌍의 구동롤러(24)에 의해 회전지지된다.
저항판(22)은 상기 제1컨베이어 벨트(20)에 일정간격으로 다수 개가 부착되며 힌지결합으로 결합되어 있다.
제1컨베이어 벨트(20)의 구동롤러(24)에 기어(28)가 장착되는 데, 상기 기어(28)는 동력전달벨트(50)에 의해 지지대(10) 상부에 설치된 증속기(60) 전면의 기어(68)와 연결된다. 동력전달벨트(50)는 제1컨베이어벨트(20)에 의해서 발생된 동력을 증속기(60)로 전달하는 벨트이다.
증속기(60)는 회전력을 높이기 위한 것으로, 전기를 생산하는 발전기(70)와 커플링으로 연결된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 조수수력발전장치는 받침턱(32)가 형성된 제2컨테이너벨트(30), 구동벨트(38), 동력전달을 위한 기어들을 포함한다.
제2컨베이어 벨트(30)는 외주면에 일정간격으로 형성된 받침턱(32)을 구비한다. 즉, 상기 제2컨베이어 벨트(30)는 제1컨베이어 벨트(20)의 하부에 설치되며 저항판(22)의 하부측을 지지하는 다수개의 받침턱(32)를 가진다.
상기 받침턱(32)는 저항판(22)의 하부측을 지지하는 데, 저항판(22)에 밀리면서 제2컨베이어 벨트와 일체로 회전되고, 저항판(22)이 90도 이상 휘어지는 것을 방지한다.
보다 상세하게 살펴보면 상기 저항판(22)은 유수에 의한 저항을 이용해 제1컨베이어 벨트를 회전시키고, 상기 저항판(22)의 하측부를 지지하는 받침턱(32)를 밀어내면서 제2컨베이어 벨트(30)를 구동시킨다.
한편, 제2컨베이어 벨트(30)의 좀더 원활한 회전을 위해 상기 제 1컨베이어 벨트와 제2컨베이어 벨트(30)는 구동벨트(38)에 의해서 연결된다. 구동벨트(38)는 제2컨베이어 벨트(30)를 구동시키기 위한 벨트로서, 체인 또는 타이밍 벨트가 사용될 수 있다.
제1컨베이어 벨트(20)와 제2컨베이어 벨트(30)를 구동벨트(38)로 연결하기 위해 제1컨베이어 벨트의 구동롤러(24)에는 기어(26)가 형성되고 제2컨베이어 벨 트(30)의 일측에는 제2컨베이어벨트(30)의 구동롤러(34)에 형성된 기어(36)와 맞물리는 종동기어(40)가 별도로 구비되어야 한다. 별도의 종동기어(40)를 설치하는 이유는 제2컨베이어 벨트의 받침턱이 제1 컨베이어 벨트의 저항판을 지지하기 위해서는 제1컨베이어 벨트(20)와 제2컨베이어 벨트(30)는 서로 반대방향으로 회전하여야 하는 데, 종동기어를 설치하여 제2컨베이어 벨트가 제1컨베이어 벨트와 다른 방향으로 회전하도록 한다. 보다 명확한 이해를 위하여 기어(26), 종동기어(40), 기어(36)의 회전방향을 화살표로 표시하였다.
즉, 종동기어(40)는 도시된 바와 같이 제1컨베이어벨트(20)의 기어(26)와 구동벨트(38)에 의해 연결됨과 동시에, 제2 컨베이어벨트(30)의 기어(36)와 연결된다.
제1컨베이어 구동롤러(24), 기어(26), 종동기어(40), 기어(36), 제2컨베이어 구동롤러(34)는 그 크기 및 회전속도를 고려하여 당업자가 적절히 선택할 수 있는 데, 반드시 제1컨베이어 벨트의 이동속도는 상기 제2 컨베이어 벨트의 이동속도와 동일하여야 할 것이다. 이는 제2 컨베이어벨트에 형성된 받침턱(32)가 제1컨베이어 벨트에 형성된 저항판(22)의 간격에 대응하여 동일한 간격으로 설치되기 때문이다.
한편, 제1컨베이어 벨트(20)의 구동롤러(24)과 제2컨베이어 벨트의 구동롤러(34)에 각각 기어를 장착하고, 이 기어들이 서로 맞물리도록 하여 구성할 수도 있는 데, 이 경우에는 별도의 종동기어(40)가 필요하지 않다. 그러나, 제1컨베이어벨트(20)에 설치된 기어와 제2컨베이어 벨트(30)의 기어가 맞물리기 위해서는 기 어의 크기가 커야한다는 단점이 있다.
도 1과 도 2를 참조하여 본 발명의 작동원리를 설명하면 다음과 같다.
흐르는 물은 제1컨베이어벨트에 부착된 저항판(22)을 밀어내고, 제1컨베이어 벨트(20)를 회전시킨다. 이러한 회전력으로 제1컨베이어벨트(20)에 연결된 증속기(60)가 회전하고 유수 에너지를 기계에너지로 변환시킨다.
제1컨베이어벨트(20)의 회전시에, 제2컨베이어 벨트(30)에 형성된 받침턱(32)은 저항판(22)의 하부측을 지지하며 저항판(22)이 물의 저항을 받을 때 뒤로 접혀짐이 없이 직각으로 유지되게 함으로써 동력의 손실없이 회전하도록 한다. 즉, 유수에 의해 저항판 회전되면서 제1컨베이어벨트가 회전하게 되고 받침턱을 구비한 제2컨베이어 벨트도 저항판에 밀리면서 제1컨베이어 벨트와 연동하여 회전하게 되는 것이다.
동력전달벨트(50)를 통해 제1컨베이어벨트(20)에 의해 발생된 동력을 전달받아 증속기(60)가 회전하면 커플링에 연결된 발전기(70)가 회전하게 되고 기계적 에너지가 전기에너지로 전환되어 전력을 얻을 수 있다.
이러한 전력을 이용하는 방법으로 바람직하게는 조수수력 발전장치가 부착된 선박을 제조할 수 있다. 조수수력 발전장치가 부착된 선박은 유속이 빠른 곳에서 일시 정박하면서 조소수력발전장치를 이용하여 동력을 얻어 이를 충전하고, 충전된 동력을 이용하여 이동할 수 있음으로, 별도의 연료 없이도 운행이 가능하다 할 것이다. 즉, 이러한 선박은 흐르는 물 위에서 스스로 전력을 충당하여 별도의 연료 없이도 항해할 수 있는 자가 발전선박으로 유용하게 사용될 것이다.
도 3은 바람직한 실시예에 따른 조수수력발전장치의 받침턱(32)를 구비한 제2컨베이어 벨트(30)의 일예를 도시한다. 도 3을 통해, 제1컨베이어벨트(20)의 저항판(22)과 제2컨베이어 벨트(30)의 받침턱(32)의 관계를 다시 설명하기로 한다.
도 3을 참조하면, 제1컨베이어벨트(20)에 부착된 저항판(22)이 유수에 의한 저항으로 뒤로접혀짐이 없이 회전하기 위해 저항판(22)을 지지하는 받침턱(32)이 사용된다.
즉 흐르는 물에서 저항판이 90도 이상 회전하지 않기 위해 저항판의 하부측을 지지하는 받침턱(32)을 구비한 제2컨베이어 벨트(30)가 별도로 구비되는 것이다.
유수에 의해 저항판(22)이 회전되면서 제1컨베이어벨트(20)가 회전하게 되고 받침턱(32)을 구비한 제2컨베이어 벨트(30)도 저항판(22)에 밀리면서 상기 저항판(22)을 지지하는 역할을 한다. 이로 인해, 제1컨베이어 벨트(20)를 회전시키는 동력손실을 최대한으로 막을 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부한 도면에 의해 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서, 치환, 변형 및 변환이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서, 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 조수수력 발전장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 조수수력 발전장치의 분리도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 조수수력 발전장치의 부분확대도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10 : 지지대 20 : 제1컨베이어 벨트
22: 저항판 24: 구동롤러
26: 기어 28: 기어
30 : 제2컨베이어 벨트 32: 받침턱
34: 구동롤러 36: 기어
38: 구동벨트 40: 종동기어
50: 동력전달벨트
60 : 증속기 68: 기어
70 : 발전기

Claims (5)

  1. 지지대(10), 지지대(10)의 일측에는 유수의 길이방향으로 설치된 제1컨베이어 벨트(20), 상기 제1컨베이어 벨트(20)의 회전을 지지하기 위해 설치된 한 쌍의 구동롤러(24), 상기 제1컨베이어 벨트(20)에 일정간격으로 힌지 부착되어 유속에 의해 상기 제1컨베이트벨트(20)를 회전시키는 다수개의 저항판(22), 상기 지지대(10)에 부착된 증속기(60), 제1컨베이어벨트(20)의 구동롤러(24)과 증속기(60)를 연결하는 동력전달벨트(50), 상기 증속기(60)에 커플링되어 전기를 생산하는 발전기(70)로 이루어진 조수수력발전장치에 있어서,
    상기 제1컨베이어 벨트(20)의 하부에 설치되되, 상기 저항판(22)의 간격에 대응하여 동일한 간격으로 저항판(22)의 하부측을 지지하는 다수개의 받침턱(32)이 형성된 제2 컨베이어벨트(30)를 포함하되,
    상기 제1컨베이어벨트의 이동속도는 상기 제2 컨베이어벨트의 이동속도와 동일한 것을 특징으로 하는 조수수력발전장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2컨베이어벨트(30)는 상기 제1컨베이어벨트(20)의 구동롤러(24)의 구동력에 의해 회전되는 것을 특징으로 하는 조수수력발전장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1컨베이어벨트(20)의 구동롤러(24)에는 기어(26)가 형성되고, 상기 기어(26)는 체인 또는 타이밍 벨트에 의해 하부의 종동기어(40)와 연결되고, 상기 종동기어(54)는 상기 제2컨베이어 벨트(30)의 구동롤러(34)에 형성된 기어(36)와 맞물리는 것을 특징으로 하는 조수수력발전장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1컨베이어벨트의 구동롤러(24)에는 기어가 형성되고, 상기 기어는 상기 제2컨베이어 벨트(20)의 구동롤러(34)에 형성된 기어와 맞물리는 것을 특징으로 하는 조수수력 발전장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 한 항에 따른 조수수력 발전 장치가 부착되어 상기 조수수력 발전 장치의 구동력에 의해 항해되는 선박.
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JPS6055781U (ja) 1983-09-26 1985-04-18 田中　勝 水力利用の回転体駆動装置
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