KR101030036B1 - 발전효율을 높인 파력 발전 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파도의 운동에너지를 이용하여 발전하는 파력 발전 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 한 쌍의 동력축에 각각 축설된 스프로킷 사이에 체결된 이송체인 상에 일정간격으로 설치된 복수의 발전날개가 해수면에서 하향 수직으로 전개되어 파력이 가해질 때 파도의 진행 방향에 대하여 항상 직각을 유지하도록 구성되어, 발전날개로 가해지는 파력의 손실을 최소화하여 발전할 수 있도록 한 발전효율을 높인 파력 발전 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 부력체의 상부에 설치된 프레임의 내부 양측에 각각 설치된 한 쌍의 동력축과; 상기 동력축에 각각 축설된 한 쌍의 이송스프로킷의 사이에 체결된 이송체인과; 상기 이송체인 상에 일정간격으로 설치된 복수의 발전날개로; 구성된 파력 발전 장치에 있어서, 상기 발전날개는 일단에 설치된 회전구에 의해 이송체인 상에 일정간격으로 설치한 회전축에 회전 가능하게 설치되고; 상기 이송체인의 하부에, 발전날개의 타단을 직각으로 고정 지지하는 수직유지구를 발전날개의 설치간격과 동일하게 설치한 지지체인이 지지축에 축설되어 서로 치합되는 두 기어에 의해 이송스프로킷과 반대방향으로 회전하는 한 쌍의 지지스프로킷 사이에 체결되어, 발전날개로 파력이 가해질 때 각 발전날개의 타단을 수직유지구가 고정 지지하여 파력이 가해지는 방향에 대하여 직각을 항상 유지하도록 함으로써 발전날개로 가해지는 파력이 이송체인으로 손실없이 전달될 수 있게 됨을 특징으로 한 발전효율을 높인 파력 발전 장치가 제공된다.

파력, 발전, 스프로킷, 체인, 발전날개, 수직유지구

Description

발전효율을 높인 파력 발전 장치{Wave-power generation}

본 발명은 파도의 운동에너지를 이용하여 발전하는 파력 발전 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 한 쌍의 동력축에 각각 축설된 스프로킷 사이에 체결된 이송체인 상에 일정간격으로 설치된 복수의 발전날개가 해수면에서 하향 수직으로 전개되어 파력이 가해질 때 파도의 진행 방향에 대하여 항상 직각을 유지하도록 구성되어, 발전날개로 가해지는 파력의 손실을 최소화하여 발전할 수 있도록 한 발전효율을 높인 파력 발전 장치에 관한 것이다.

[문헌 1] 대한민국 특허등록 제10-0660825호, 2006.12.18.

일반적으로 파력 발전 장치는 바다의 해수면에서 발생되는 파도에 의한 운동에너지를 전기에너지로 변환하는 장치이다. 이러한 순수한 자연에너지를 전기에너 지로 변환하는 친환경 에너지 장치로서 지구 온난화 등의 환경문제와 결부되어 대체 에너지 개발의 중요한 관심사로 대두되고 있다.

이와 같은 파력 발전 장치는 상기 [문헌 1]에 개시된 발명과 같이 부력체의 하부 양측에 회전 가능하게 축설된 한 쌍의 동력축과; 상기 동력축의 양측에 결합된 스프로킷 사이에 결합되는 이송체인과; 상기 이송체인의 외측면을 따라 일정간격으로 설치되고 파력에 의해 자동으로 수평, 회전 이송하는 복수의 발전날개로; 크게 구성되어 있다.

따라서 상기 부력체가 바닷물에 떠 있는 상태에서 파력이 상기 발전날개에 작용하면 강력한 파력에 의해 발전날개는 수평이송되고, 상기 발전날개의 수평이송에 따라 이송체인은 연동적으로 이송 및 회전하며, 상기 이송체인의 운동에 따라 동력축에서 일정한 회전동력이 발생하게 된다.

이에 따라 상기 동력축에 인출하고자 하는 동력개소만큼 벨트 및 체인 등의 동력전달부재를 연속적으로 연결하여 회전동력을 가속시킨 후 상기 가속된 회전동력을 이용하여 선택적으로 복수의 발전기를 가동시켜 전력을 생산할 수 있게 되는 것이다.

그러나 상기한 종래의 파력 발전 장치는 발전날개가 이송체인의 하부에 위치한 상태에서 파력을 전달받을 때 발전날개의 상단은 이송체인에 고정 지지되어 있지만 그 하단은 어떠한 고정수단에도 고정 지지되어 있지 않은 구조이다.

따라서 발전날개에 파력이 작용할 때 발전날개는 파력이 가해지는 방향에 대하여 직각을 유지하지 못하고 후방으로 기울어진 상태가 되고 만다. 이에 따라 발 전날개를 통해 스프로킷으로 전달되는 파력의 손실이 불가피하므로 발전효율이 크게 떨어지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 발전날개로 파력이 작용할 때 발전날개가 파력이 가해지는 방향에 대하여 항상 직각을 유지하도록 하여 에너지 전환 손실을 극소화하여 발전효율을 보다 향상시킬 수 있도록 하기 위한 발전효율을 높인 파력 발전 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 발전효율을 높인 파력 발전 장치는 발전날개로 파력이 작용할 때 발전날개가 파력이 가해지는 방향에 대하여 항상 직각을 유지하도록 하여 에너지 전환 손실을 극소화할 수 있게 됨으로써 발전효율을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 수직 단면도이고, 도 2는 도 1의 "A-A"선 단면도이며, 도 3은 본 발명의 요부에 대한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 발전날개에 대한 사시도 이고, 도 5는 본 발명의 사용상태 단면도이다.

본 발명의 발전효율을 높인 파력 발전 장치(100)는 부력체(1)의 상부에 설치된 프레임(2)의 내부 양측에 각각 설치된 한 쌍의 동력축(3)과; 상기 동력축(3)에 각각 축설된 한 쌍의 이송스프로킷(4)의 사이에 체결된 이송체인(5)과; 상기 이송체인(5) 상에 일정간격으로 설치된 복수의 발전날개(6)로; 구성된 파력 발전 장치에 있어서, 상기 발전날개(6)는 일단에 설치된 회전구(7)에 의해 이송체인(5) 상에 일정간격으로 설치한 회전축(8)에 회전 가능하게 설치되고; 상기 이송체인(5)의 하부에 발전날개(6)의 타단을 직각으로 고정 지지하는 복수의 수직유지구(9)를 발전날개(6)의 설치간격과 동일하게 설치한 지지체인(10)이 지지축(11)에 축설되어 서로 치합되는 두 기어(12a)(12b)에 의해 이송스프로킷(4)과 반대방향으로 회전하는 한 쌍의 지지스프로킷(13) 사이에 체결되어; 발전날개(6)로 파력이 가해질 때 각 발전날개(6)의 타단을 수직유지구(9)가 고정 지지하여 파력이 가해지는 방향에 대하여 직각을 항상 유지하도록 함으로써 발전날개(6)로 가해지는 파력이 이송체인(5)으로 손실없이 전달될 수 있게 됨을 특징으로 한다.

상기 이송체인(5)과 지지체인(10)의 외측에는 프레임(2)에 설치된 가이드레일(14)에 내설되는 복수의 이송롤러(15)와 지지롤러(16)가 각각 일정간격으로 설치되어, 이송스프로킷(4)과 지지스프로킷(13)으로부터 이탈되지 않고 원활하게 회전할 수 있게 된다.

상기 이송체인(5)에는 발전날개(6)가 해수면 위로 상승하여 파력의 반대방향으로 이송 및 회전될 때 발전날개(6)가 수평으로 뉘어지게 발전날개(6)의 타단을 받치는 복수의 수평받침구(17)가 회전축(8)의 설치간격과 동일하게 설치된다.

상기 프레임(2)의 정면 상부에는 발전날개(6)로 가해지는 바람이나 풍랑 등의 외력을 막기 위한 방풍막(18)이 수직으로 설치된다.

상기 부력체(1)는 링크(19)에 의해 해저면에 고정시킨 고정구조물(20)에 회전 가능하게 연결 설치된다.

상기 발전날개(6)는 파력이 효과적으로 가해지도록 파력이 가해지는 방향으로 원통의 내측면과 같은 오목하게 형성되되, 좌우로 오목하게 형성되거나 상하로 오목하게 형성된다.

도면 중 미설명 부호 21과 22은 각각 동력축(3)에 축설된 발전기와 가속기이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 발전효율을 높인 파력 발전 장치(100)는 도 5와 같이 해저면에 고정시킨 고정구조물(20)에 링크(19)를 통해 연결된 부력체(1)의 상부에 설치되어 해수면의 높이 변화에 관계없이 해수면에서 발생되는 파도에 의한 운동에너지를 복수의 발전날개(6)로 전달받아 이송체인(5)과 이송스프로킷(4)과 동력축(3) 및 발전기(21)를 통해 전기에너지로 변환하는 장치이다.

특히, 본 발명의 발전효율을 높인 파력 발전 장치(100)는 상기 발전날개(6)에 파도의 운동에너지가 전달될 때 파도의 운동에너지가 효과적으로 전달되도록 함으로써 에너지 변환 손실을 최소화한 것이 큰 특징이다.

이는 도 1 내지 도 2와 같이 발전날개(6)가 일단에 설치된 회전구(7)에 의해 이송체인(5) 상에 일정간격으로 설치한 회전축(8)에 회전 가능하게 설치되고, 이송 체인(5)의 하부에 발전날개(6)의 타단을 고정 지지하는 복수의 수직유지구(9)를 발전날개(6)의 설치간격과 동일하게 설치한 지지체인(10)이 지지축(11)에 축설되어 서로 치합되는 두 기어(12a)(12b)에 의해 이송스프로킷(4)과 반대방향으로 회전하는 한 쌍의 지지스프로킷(13) 사이에 체결됨에 의한 것이다.

따라서 파도의 운동에너지인 파력이 해수면에 위치하고 있는 발전날개(6)에 가해질 때, 기어(12a)(12b)에 의해 이송체인(5)과 지지체인(10)이 동시에 회전하면서 지지체인(10) 상에 발전날개(6)의 회전축(8)과 동일한 위치와 간격으로 설치된 수직유지구(9)가 발전날개(6)의 타단을 그 일단의 위치와 동일하게 고정 지지하게 된다.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이 발전날개(6)에 파력이 가해질 때 발전날개(6)는 파력이 가해지는 방향에 대하여 항상 직각을 유지하게 됨으로써 발전날개(6)로 가해지는 파력의 손실을 최소화할 수 있게 된다.

이에 따라 발전날개(6)가 후방으로 기울어진 상태로 파력이 가해짐에 따라 이송스프로킷(4)으로 전달되는 파력의 손실이 불가피하였던 종래의 문제점을 완전히 해소할 수 있게 됨으로써, 파력의 손실을 최소화를 통해 발전효율을 크게 높일 수 있게 된다.

그러므로 동력축(3)에 설치된 발전기(21)를 통해서는 종래의 파력 발전 장치 보다 더 큰 전력에너지를 얻을 수 있게 되는 것이다.

이때 발전날개(6)는 도 4의 (a)와 (b)에 도시된 바와 같이 원통의 내측면과 같이 좌우 또는 상하로 오목하게 형성됨에 따라, 파력이 발전날개(6)의 모든면에 고르게 작용하고, 발전날개(6)에 작용하는 파력이 다른 방향으로 확산되지 않게 하여 큰 효율을 얻을 수 있게 된다.

그리고 이송체인(5)에 발전날개(6)의 타단을 받치는 복수의 수평받침구(17)가 회전축(8)의 설치간격과 동일하게 설치됨에 따라, 상기 발전날개(6)가 해수면 위로 상승하여 파력의 반대방향으로 이송 및 회전될 때 발전날개(6)가 수직으로 세워지지 않고 수평으로 뉘어지게 하여 공기저항을 최소화할 수 있게 한다.

또한 프레임(2)의 정면 상부에 방풍막(18)이 수직으로 설치됨에 따라, 발전날개(6)로 가해지는 바람이나 풍랑 등의 외력을 효과적으로 차단할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 수직 단면도

도 2는 도 1의 "A-A"선 단면도

도 3은 본 발명의 요부에 대한 사시도

도 4는 본 발명의 발전날개에 대한 사시도

도 5는 본 발명의 사용상태 단면도

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1: 부력체 2: 프레임

3: 동력축 4: 이송스프로킷

5: 이송체인 6: 발전날개

7: 회전구 8: 회전축

9: 수직유지구 10: 지지체인

11: 지지축 12a, 12b: 기어

13: 지지스프로킷 14: 가이드레일

15: 이송롤러 16: 지지롤러

17: 수평받침구 18: 방풍막

19: 링크 20: 고정구조물

21: 발전기 22: 가속기

100: 파력 발전 장치

Claims (4)

1. 부력체(1)의 상부에 설치된 프레임(2)의 내부 양측에 각각 설치된 한 쌍의 동력축(3)과; 상기 동력축(3)에 각각 축설된 한 쌍의 이송스프로킷(4)의 사이에 체결된 이송체인(5)과; 상기 이송체인(5) 상에 일정간격으로 설치된 복수의 발전날개(6)로; 구성된 파력 발전 장치에 있어서, 상기 발전날개(6)는 일단에 설치된 회전구(7)에 의해 이송체인(5) 상에 일정간격으로 설치한 회전축(8)에 회전 가능하게 설치되고; 상기 이송체인(5)의 하부에, 발전날개(6)의 타단을 직각으로 고정 지지하는 복수의 수직유지구(9)를 발전날개(6)의 설치간격과 동일하게 설치한 지지체인(10)이 지지축(11)에 축설되어 서로 치합되는 두 기어(12a)(12b)에 의해 이송스프로킷(4)과 반대방향으로 회전하는 한 쌍의 지지스프로킷(13) 사이에 체결되어, 발전날개(6)로 파력이 가해질 때 각 발전날개(6)의 타단을 수직유지구(9)가 고정 지지하여 파력이 가해지는 방향에 대하여 직각을 항상 유지하도록 함으로써 발전날개(6)로 가해지는 파력이 이송체인(5)으로 손실없이 전달될 수 있게 됨을 특징으로 한 발전효율을 높인 파력 발전 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 이송체인(5)에는 발전날개(6)가 해수면 위치로 상승하여 파력의 반대방향으로 이송 및 회전될 때 발전날개(6)가 수평으로 뉘어지게 발전날개(6)의 타단을 받치는 복수의 수평받침구(17)가 회전축(8)의 설치간격과 동일하게 설치된 발전효율을 높인 파력 발전 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 프레임(2)의 정면 상부에는 발전날개(6)로 가해지는 바람이나 풍랑 등의 외력을 막기 위한 방풍막(18)이 수직으로 설치된 발전효율을 높인 파력 발전 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 발전날개(6)는 파력이 효과적으로 가해지도록 파력이 가해지는 방향으로 원통의 내측면과 같은 오목하게 형성되되, 좌우로 오목하게 형성되거나 상하로 오목하게 형성된 발전효율을 높인 파력 발전 장치.

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