KR101035831B1 - 임펠라식 회전날개를 구비하는 조류 발전기 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 양태에 따라 제공되는 조류 발전기는, 발전기 기둥과, 상기 발전기 기둥의 상단부에 구비된 임펠라식 회전날개와, 그리고 상기 임펠라식 회전날개의 임펠라 회전축이 수직으로 들어가는 아래쪽 입구가 바닥 부분에 만들어지고, 상기 임펠라 회전축의 회전 운동으로부터 전기 에너지를 생성하는 임펠라 수직축 발전기가 내부에 위치되는 제1 밀폐실을 포함한다.

Description

임펠라식 회전날개를 구비하는 조류 발전기{TIDAL CURRENT POWER GENERATOR HAVING AN IMPELLER-TYPE ROTATING BLADE}

본 발명은 해류나 하천의 유수를 이용하여 전기에너지를 생산하는 조류 발전기에 관한 것이다. 보다 상세하게는 임펠라식 회전날개를 구비하되, 임펠라식 회전날개의 회전축을 수직축으로 사용하는 임펠라 수직축 발전기를 포함하는, 조류 발전기에 관한 것이다.

해양에너지를 이용하기 위해서 파력 발전, 조력 발전, 조류 발전, 해양온도차발전 등이 개발되어 왔다. 이 중 조류 발전은 밀물과 썰물로 생기는 조류를 이용하거나, 물살이 빠른 곳에 수차발전기를 설치해 전기를 생산하는 것을 말한다. 자연적인 조류 흐름을 그대로 이용한다는 점에서, 댐에 바닷물을 가뒀다가 흘려보내면서 낙차를 이용해 터빈을 돌려 전기를 만드는 조력 발전과 다르다.

조류 발전은 저수지를 확보하기 위해 댐을 막을 필요가 없고, 선박 다니기가 자유로우며 어류의 이동을 방해하지 않고 주변 생태계에 영향을 주지 않는 환경친화적인 대체에너지 시스템이다.

그런데 조류의 에너지는 방대하지만, 단위 밀도가 낮은데다가 조류 에너지를 이용하는 발전 장비를 설치하기 위해서는 대규모 토목공사가 필요하기 때문에 이를 실용화하는 데는 기술적인 어려움이 많다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 바닷물에 의해서 특히 염류에 의해서 조류 발전기의 금속으로 이루어진 장치들이 부식되는 것을 줄이거나 막을 수 있는 조류 발전기를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 조류 발전기에 사용되는 베어링에 공급되는 윤활유가 바닷물에 의해 씻겨나가서 해양을 오염시키는 것을 줄이거나 막을 수 있는 조류 발전기를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 조류 발전기의 바닷물 속에 잠기는 장치들을 용이하게 수리보수할 수 있는 조류 발전기를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 그물망이나 밧줄 등이 많은 깨끗하지 못한 바다 밑이나, 홍수 때 많은 쓰레기와 구조물이 쓸려 내려오는 하천이나 강에서도 조류 발전이 가능한 조류 발전기를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 임펠라식 회전 날개의 회전 효율을 높일 수 있는 조류 발전기를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제들 중 하나 이상을 해결하기 위한 본 발명에 따른 조류 발전기의 제1 양태(aspect)는, 발전기 기둥; 발전기 기둥의 상단부에 구비된 임펠라식 회전날개; 임펠라식 회전날개의 임펠라 회전축이 수직으로 들어가는 아래쪽 입구가 아래로 만들어지고, 임펠라 회전축으로부터 발전을 하는 임펠라 수직축 발전기와 발전에 필요한 장치들이 위치되는 제1 밀폐실; 및 임펠라 회전축의 하단부와 발전기 기둥의 상단부에 각각 결합된 부력실을 포함할 수 있다. 여기서 임펠라 수직축 발전기와 발전에 필요한 장치들이 제1 밀폐실 내에 위치함으로써, 임펠라 수직축 발전기와 발전에 필요한 장치들을 바닷물과 격리시킬 수 있고, 그 결과 바닷물에 의한 부식작용을 막을 수 있다. 또한 부력실은 임펠라 회전축과 발전기 기둥에 가해지는 무게하중을 경감시킬 수 있다.

본 발명에 따른 조류 발전기의 제1 양태에 있어서, 임펠라식 회전날개의 회전력을 높이기 위한 파도모양의 유도 케이싱이 임펠라식 회전날개에 설치될 수 있다. 또한 파도모양의 유도 케이싱의 지지구조가 발전기 기둥의 상단부에 결합될 수 있다.

본 발명에 따른 조류 발전기의 제1 양태에 있어서, 임펠라 회전축의 부식을 줄이거나 방지하는 임펠라 회전축 외피가 임펠라 회전축에 결합될 수 있다. 여기서 임펠라 회전축 외피는 탄소섬유나 플라스틱 등 바닷물에 의해서 부식이 잘 일어나지 아니하는 재료로 이루어질 수 있다. 이로써 임펠라 회전축이 바닷물과 접촉하여 부식되는 것을 줄이거나 막을 수 있다.

본 발명에 따른 조류 발전기의 제1 양태에 있어서, 발전기 기둥의 상단부에 구비되고 조류 방향의 변화에 따라서 임펠라식 회전날개와 임펠라 수직축 발전기의 위치를 조정하는 방향타를 더 포함할 수 있다. 또한 조류 발전기는, 발전기 기둥 상단부의 회전을 돕는 베어링과 부속 장치들이 내부에 위치하는 제2 밀폐실을 이루는 상단부기둥 방향조정실을 더 포함할 수 있다. 여기서 발전기 기둥 상단부의 회전을 돕는 베어링과 부속 장치들이 제2 밀폐실 내에 위치함으로써, 베어링과 부속 장치들을 바닷물과 격리시킬 수 있고, 그 결과 바닷물에 의한 부식작용을 막을 수 있다. 또한 베어링에 사용되는 윤활유가 유출되어 해양이 오염되는 것을 줄이거나 막을 수 있다. 다만, 조류의 흐름 방향이 잘 바뀌지 않는 하천이나 해류 지역에서는 이러한 방향타, 상단부기둥 방향조정실, 또는 방향타 및 상단부기둥 방향조정실이 사용되지 않을 수도 있다.

본 발명에 따른 조류 발전기의 제1 양태에 있어서, 발전기 기둥은, 복수의 서브 기둥들로 이루어지고 서브 기둥들이 요철 구조로 연결되어 발전기 기둥이 2단 이상으로 분리 가능할 수 있다. 이러한 구조는 조류 발전기가 설치되는 물의 깊이가 얕지 않을 때 특히 바람직할 수 있다.

본 발명에 따른 조류 발전기의 제1 양태에 있어서, 1개의 발전기 기둥에, 임펠라 수직축 발전기와 임펠라식 회전날개가 2개 이상 연결 및 설치될 수 있다.

본 발명에 따른 조류 발전기의 제1 양태에 있어서, 여러 개의 발전기 기둥에, 임펠라 수직축 발전기와 임펠라식 회전날개가 1개 이상 연결 및 설치될 수 있다.

본 발명에 따른 조류 발전기의 제1 양태에 있어서, 조류 발전기는 해류나 하천의 유수 또는 풍력에 의해서 구동될 수 있다.

본 발명에 따른 조류 발전기의 제1 양태에 있어서, 제1 밀폐실과 제2 밀폐실 그리고 부력실은 유선형일 수 있다. 물론 이와 달리 제1 밀폐실과 제2 밀폐실 그리고 부력실은 유선형이 아닌 다른 형태를 가질 수도 있다.

상기 과제들 중 하나 이상을 해결하기 위한 본 발명에 따른 조류 발전기의 제2 양태는, 아래쪽 입구가 바닥 부분에 형성된 밀폐실; 밀폐실의 아래쪽 입구로부터 밀폐실의 내부로 수직으로 들어오는 임펠라 회전축을 구비하는 임펠라식 회전날개; 임펠라 회전축 둘레에 배치된 임펠라 수직축 발전기; 임펠라 회전축에 결합되어, 임펠라 회전축의 회전력을 유지하면서 임펠라 회전축의 떨림과 비틀림을 막아주는 회전축 고정실로서, 아래쪽 입구가 바닥 부분에 형성된 회전축 고정실; 및 회전축 고정실의 아래쪽 입구로부터 회전축 고정실의 내부로 수직으로 들어오는 고정실 지지축을 포함할 수 있다.

여기서, 밀폐실 또는 회전축 고정실 중 하나 이상이 바닷물보다 가벼운 부식방지재가 저장되는 부식방지제 저장실을 하부에 구비할 수 있다. 밀폐실 또는 회전축 고정실은 압축공기로 채워질 수 있지만, 이것만으로는 바닷물의 염분이 섞인 습기가 밀폐실 또는 회전축 고정실에 유입되는 것을 완전히 막지는 못할 수 있다. 그런데 이와 같이 밀폐실 또는 회전축 고정실이 하부에 부식방지제 저장실을 구비함으로써, 이와 같은 유입을 줄이거나 방지할 수 있다.

본 발명에 따른 조류 발전기의 제2 양태에 있어서, 밀폐실의 아래쪽 입구와 임펠라 회전축 중 밀폐실의 아래쪽 입구에 인접한 부분 사이에 오목부가 형성되고, 오목부에 오목한 형상의 원륜이 삽입될 수 있다.

본 발명에 따른 조류 발전기의 제2 양태에 있어서, 회전축 고정실의 아래쪽 입구와 고정실 지지축 중 회전축 고정실의 아래쪽 입구에 인접한 부분 사이에 오목부가 형성되고, 오목부에 오목한 형상의 원륜이 삽입될 수 있다.

밀폐실 또는 회전축 고정실은, 압축공기로 채워질 수 있다. 그런데 압축공기를 밀폐실 또는 회전축 고정실 내로 투입하는 과정에서 밀폐실 또는 회전축 고정실으로부터 부식방지제가 유출될 수 있다. 그런데 본 발명에 따라서 밀폐실 또는 회전축 고정실이 오목부 및 원륜을 구비함으로써, 이러한 유출을 줄이거나 방지할 수 있다.

본 발명에 따른 조류 발전기의 제2 양태에 있어서, 임펠라 회전축과 밀폐실의 회전관계를 유지하면서, 임펠라 회전축과 밀폐실을 수직적으로 연결하기 위해, 임펠라 회전축의 상부에 배치된 트러스트 베어링을 더 포함할 수 있다. 여기서 트러스트 베어링은, 발전기의 사이즈에 따라서, 임펠라 회전축의 상부 뿐만이 아니라, 임펠라 회전축의 하부를 포함하는 다른 부위에 더 설치될 수도 있다. 또한 임펠라 회전축과 밀폐실의 회전관계를 유지하면서, 좌우 흔들림을 막기 위해, 임펠라 회전축과 밀폐실 사이의 공간에 배치되는 회전축용 베어링을 더 포함할 수 있다. 여기서 회전축용 베어링은 예를 들어 볼 베어링일 수 있다.

본 발명에 따른 조류 발전기의 제2 양태에 있어서, 회전축 고정실과 고정실 지지축의 회전관계를 유지하면서, 회전축 고정실과 고정실 지지축을 수직적으로 연결하기 위해, 고정실 지지축의 상부에 배치된 트러스트 베어링을 더 포함할 수 있다. 여기서 트러스트 베어링은, 발전기의 사이즈에 따라서, 고정실 지지축의 상부 뿐만이 아니라, 고정실 지지축의 하부를 포함하는 다른 부위에 더 설치될 수도 있다. 또한, 회전축 고정실과 고정실 지지축의 회전관계를 유지하면서, 좌우 흔들림을 막기 위해, 회전축 고정실과 고정실 지지축 사이에 배치되는 회전축용 베어링을 더 포함할 수 있다. 여기서 회전축용 베어링은 예를 들어 볼 베어링일 수 있다.

본 발명에 따른 조류 발전기의 제2 양태에 있어서, 회전축 고정실 아래에 배치되고, 상부가 고정실 지지축의 하단과 연결되며, 아래쪽 입구가 바닥 부분에 형성된 방향조정실; 및 방향조정실의 아래쪽 입구로부터 방향조정실의 내부로 수직으로 들어오는 방향조정실 지지축을 더 포함할 수 있다.

조류 발전기가 방향조정실과 방향조정실 지지축을 더 포함하는 경우, 방향조정실은 바닷물보다 가벼운 부식 방지재가 저장되는 부식방지제 저장실을 하부에 구비할 수 있다. 따라서 밀폐실 또는 회전축 고정실이 하부에 부식방지제 저장실을 구비하는 경우와 같이, 바닷물의 염분이 섞인 습기가 방향조정실에 유입되는 것을 줄이거나 방지할 수 있다. 그리고, 방향조정실의 아래쪽 입구와 방향조정실 지지축 중 방향조정실의 아래쪽 입구에 인접한 부분 사이에 오목부가 형성되고, 오목부에 오목한 형상의 원륜이 삽입될 수 있다. 따라서, 밀폐실 또는 회전축 고정실이 오목부 및 원륜을 구비하는 경우와 같이, 방향조정실로부터 부식방지제가 유출되는 것을 줄이거나 방지할 수 있다.

조류 발전기가 방향조정실과 방향조정실 지지축을 더 포함하는 경우, 방향조정실과 방향조정실 지지축의 회전관계를 유지하면서, 방향조정실과 방향조정실 지지축을 수직적으로 연결하기 위해, 방향조정실 지지축의 상부에 배치된 트러스트 베어링을 더 포함할 수 있다. 여기서 트러스트 베어링은, 발전기의 사이즈에 따라서, 방향조정실 지지축의 상부 뿐만이 아니라, 방향조정실 지지축의 하부를 포함하는 다른 부위에 더 설치될 수도 있다. 또한, 방향조정실과 방향조정실 지지축의 회전관계를 유지하면서, 좌우 흔들림을 막기 위해, 방향조정실과 방향조정실 지지축 사이에 배치되는 회전축용 베어링을 더 포함할 수 있다. 여기서 회전축용 베어링은 예를 들어 볼 베어링일 수 있다.

조류 발전기가 방향조정실과 방향조정실 지지축을 더 포함하는 경우, 임펠라식 회전날개의 위쪽에 배치된 상원판과 임펠라식 회전날개의 아래쪽에 배치되고 방향조정실의 측면과 결합되는 하원판으로서, 임펠라 회전축의 회전중심에 맞추어 회전할 수 있는 원판들; 원판들의 한 쪽에 결합된 삼각 모양의 유도 케이싱; 및 원판들의 다른 쪽에 결합된 방향조정날개를 더 포함할 수 있다. 여기서 유도 케이싱은 유체의 흐름을 유도해서, 임펠라식 회전날개의 회전력을 증가시키기 위한 것이고 한쪽이 곡면 형태일 수 있다.

조류 발전기가 방향조정실과 방향조정실 지지축을 더 포함하는 경우, 상원판 위에 설치되고, 유도 케이싱의 위치 조정을 보조하는 방향조정보조날개를 더 포함할 수 있다. 그리고, 임펠라식 회전날개와 원판들의 틈새로 이물질이 끼어들지 못하도록 원판들의 둘레에 설치된 이물질방지턱을 더 포함할 수 있다. 또한 유도 케이싱을 지지하고 방향조정날개에 연결되는 유도케이싱 지지구조를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 유도케이싱 지지구조를 주변에 위치하는 기둥에 고정하지 아니하여서, 조류의 방향 변화에 따라 유도 케이싱이 쉽게 적절한 위치로 이동할 수 있도록 할 수 있다.

다만, 조류의 흐름 방향이 잘 바뀌지 않는 하천이나 해류 지역에서는 전술한 유도 케이싱, 방향조정실, 방향조정실 지지축, 상원판, 하원판, 방향조정날개, 및 방향조정 보조날개 중 하나 이상이 사용되지 않을 수도 있다.

본 발명에 따른 조류 발전기의 제2 양태에 있어서, 방향조정실 지지축은 한개의 발전기 기둥에 설치되고, 방향조정실 지지축의 하단이 발전기 기둥의 상단과 요철구조로 결합될 수 있다. 여기서, 발전기 기둥의 상단의 둘레에는 위로 꺾인 "ㄴ"자형 테두리가 설치될 수 있다. 또한, 상기 요철구조의 요철형상을 가지면서, 바닷물보다 무거운 부식방지제를 묻힌 부식방지주머니가 방향조정실 지지축의 하단과 발전기 기둥의 상단 사이에 삽입될 수 있다. 다시 말해서, 방향조정실 지지축과 발전기 기둥을 결합할 때, 발전기 기둥의 상단에 부식방지주머니를 먼저 끼우고 방향조정실 지지축을 그 위에 결합함으로써, 결합부위의 부식을 줄이거나 막을 수 있다. 이 경우 부식방지제는 바닷물보다 무거우므로 바닷물 속으로 빠져나가지 못한다.

본 발명에 따른 조류 발전기의 제2 양태에 있어서, 회전축 고정실은 임펠라 회전축의 하부에 결합되어, 임펠라 회전축의 하부의 회전력을 유지하면서 임펠라 회전축의 떨림과 비틀림을 막아줄 수 있고, 임펠라 수직축 발전기는 임펠라 회전축의 상부에 설치될 수 있다. 여기서, 임펠라 수직축 발전기는 회전계자형 발전기일 수 있다.

본 발명에 따른 조류 발전기의 제2 양태에 있어서, 회전축 고정실은 임펠라 회전축의 상부에 결합되어, 임펠라 회전축의 상부의 회전력을 유지하면서 임펠라 회전축의 떨림과 비틀림을 막아줄 수 있고, 임펠라 수직축 발전기는 임펠라 회전축의 하부에 설치될 수 있다. 여기서, 임펠라 수직축 발전기는 회전전기자형 발전기일 수 있다.

본 발명에 따른 조류 발전기의 제2 양태에 있어서, 임펠라 수직축 발전기는, 한 개의 기둥에, 또는 한 개의 기둥 및 상기 한 개의 기둥 옆에 세워진 하나 이상의 다른 기둥 사이에 설치될 수 있다.

본 발명에 따른 조류 발전기의 제2 양태에 있어서, 임펠라 수직축 발전기는, 종횡으로 배치된 다수의 기둥들 사이에 복수 개가 설치될 수 있다.

상기 과제들 중 하나 이상을 해결하기 위한 본 발명에 따른 조류 발전기의 제3 양태는, 아래쪽 입구가 바닥 부분에 형성되고 내부에 임펠라 수직축 발전기가 있는 제1 밀폐실; 상기 제1 밀폐실의 아래쪽 입구로부터 상기 제1 밀폐실의 내부로 수직으로 들어오는 임펠라 회전축을 구비하는 임펠라식 회전날개; 상기 임펠라 회전축과 함께 회전하는 회전축 고정실로서, 아래쪽 입구가 바닥 부분에 형성된 회전축 고정실; 상기 회전축 고정실의 아래쪽 입구로부터 상기 회전축 고정실의 내부로 수직으로 들어오는 케이싱 회전축; 상기 케이싱 회전축과 함께 회전하는 케이싱 회전실로서, 아래쪽 입구가 바닥 부분에 형성된 케이싱 회전실; 상기 케이싱 회전실의 아래쪽 입구로부터 상기 케이싱 회전실의 내부로 수직으로 들어오는 고정실 지지축; 및 상기 임펠라식 회전날개의 회전 효율을 높이기 위한 유도 케이싱으로서 상기 케이싱 회전실과 함께 회전하는 유도 케이싱을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 조류 발전기의 제3 양태에 있어서, 아래쪽 입구가 바닥 부분에 형성된 제2 밀폐실을 더 포함할 수 있다. 상기 유도 케이싱의 상부는 상기 제2 밀폐실과 연결되고, 상기 유도 케이싱의 하부는 상기 케이싱 회전실과 연결될 수 있다. 여기서, 상기 유도 케이싱의 상부와 상기 제2 밀폐실 사이 또는 상기 유도 케이싱의 하부와 상기 케이싱 회전실 사이 중 하나 이상이 수직 원통을 매개로 연결될 수 있다. 또한, 상기 유도 케이싱의 회전력을 유지하면서, 상기 제2 밀폐실의 내부와 상기 유도 케이싱의 상부를 연결하는 트러스트 베어링을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 조류 발전기의 제3 양태에 있어서, 상기 케이싱 회전실의 회전력을 유지하면서, 상기 케이싱 회전실과 상기 회전실 지지축을 연결하는 트러스트 베어링을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 조류 발전기의 제3 양태에 있어서, 상기 제1 밀폐실, 상기 회전축 고정실 또는 상기 케이싱 회전실 중 하나 이상이 바닷물보다 가벼운 부식방지재가 저장되는 부식방지제 저장실을 하부에 구비할 수 있다.

본 발명에 따른 조류 발전기의 제3 양태에 있어서, 상기 제1 밀폐실의 아래쪽 입구와 상기 임펠라 회전축의 사이, 상기 회전축 고정실의 아래쪽 입구와 상기 케이싱 회전축의 사이 또는 상기 케이싱 회전실의 아래쪽 입구와 상기 회전실 지지축 사이의 중 하나 이상에 오목부가 형성될 수 있다. 상기 오목부에 오목한 형상의 원륜이 삽입될 수 있다.

본 발명에 따른 조류 발전기의 제3 양태에 있어서, 상기 제1 밀폐실의 아래에 배치되고, 아래쪽 입구가 바닥 부분에 형성된 제2 밀폐실을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 조류 발전기의 제3 양태에 있어서, 상기 제1 밀폐실의 위에 배치되고, 아래쪽 입구가 바닥 부분에 형성되고 윗쪽 입구가 윗면 부분(top portion)에 형성된 제2 밀폐실을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 밀폐실의 윗면 부분(top portion)에 결합되고, 상기 제2 밀폐실의 아래쪽 입구와 윗쪽 입구를 관통하여 지나가는 제2 밀폐실 지지축을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 조류 발전기의 제3 양태에 있어서, 상기 임펠라 수직축 발전기는, 상기 임펠라식 회전날개의 회전축을 수직축으로 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 조류 발전기의 제3 양태에 있어서, 상기 임펠라 회전축의 하단부에 결합된 부력실을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 조류 발전기의 제3 양태에 있어서, 상기 유도 케이싱에 있어서 유체가 유출되는 쪽에 출구의 크기가 순서대로 넓어지는 복수의 벤츄리관이 결합될 수 있다.

본 발명에 따른 조류 발전기의 제3 양태에 있어서, 각각의 유도 케이싱의 반작용의 힘의 균형을 잡기 위하여 좌우폭을 다르게 조정할 수 있는 T자형 꼬리날개가 부착될 수 있다.

본 발명에 따른 조류 발전기의 제3 양태에 있어서, 상기 임펠라식 회전날개의 오목면으로부터 돌출하여 상기 임펠라식 회전날개의 회전축으로부터 반경 방향 외측으로 뻗어나가는 임펠라 보조날개가 결합될 수 있다. 여기서, 상기 임펠라 보조날개는, 상기 임펠라식 회전날개를 뒤로 밀어서 회전시키는 유체의 흐름의 방향이 상기 임펠라식 회전날개에 수직 방향으로 만날 수 있도록 할 수 있다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명에 따른 조류 발전기에 의하면, 다음들 중 하나 이상의 효과가 있다.

첫째, 바닷물에 의해서 특히 염류에 의해서 조류 발전기의 금속으로 이루어진 장치들이 부식되는 것을 줄이거나 막을 수 있다.

둘째, 조류 발전기에 사용되는 베어링에 공급되는 윤활유가 바닷물에 의해 씻겨나가서 해양을 오염시키는 것을 줄이거나 막을 수 있다.

셋째, 조류 발전기의 바닷물 속에 잠기는 장치들을 용이하게 수리보수할 수 있다.

넷째, 그물망이나 밧줄 등이 많은 깨끗하지 못한 바다 밑이나, 홍수 때 많은 쓰레기와 구조물이 쓸려 내려오는 하천이나 강에서도 조류 발전이 가능할 수 있다.

다섯째, 임펠라식 회전 날개의 회전 효율을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 양태에 따른 조류 발전기의 전체적인 구조를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 임폘라식 회전 날개와 제1 밀폐실의 내부 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1의 발전기 상단부기둥 방향조정실의 내부 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 1의 임펠라 회전축을 나타내는 단면도이다.
도 5는 도 1의 발전기 기둥이 요철 구조로 이루어졌음을 설명하기 위한 사시도이다.
도 6은 유도 케이싱을 나타내는 단면도이다.
도 7은 도 6의 유도 케이싱을 설치한 도 1의 조류 발전기를 나타내는 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제2 양태에 따른 조류 발전기의 전체적인 구조를 나타내는 사시도이다.
도 9는 도 8의 내부 구조를 나타내는 단면도이다.
도 10은 발전기 상단부 기둥과 발전기 하단부 기둥 연결 부위의 상세도이다.
도 11은 도 8 및 도 9를 참조하여 설명한 임펠라 수직축 발전기 하나를 두 개의 발전기 기둥에 설치한 것을 나타내는 도면이다.
도 12는 종횡으로 배치한 다수의 기둥들 사이에 복수의 임펠라 수직축 발전기를 설치한 것을 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 제3 양태에 따른 조류 발전기의 전체적인 구조를 나타내는 사시도이다.
도 14는 본 발명의 제3 양태에 따른 조류 발전기의 제1 실시예에 따른 조류 발전기의 단면도이다.
도 15는 본 발명의 제3 양태에 따른 조류 발전기의 제2 실시예에 따른 조류 발전기의 단면도이다.
도 16은 본 발명의 제3 양태에 따른 조류 발전기의 제3 실시예에 따른 조류 발전기의 단면도이다.
도 17은 본 발명의 제3 양태에 따른 조류 발전기에서 사용될 수 있는 유도 케이싱, 복수의 벤츄리관, 꼬리 날개 및 임펠라 보조날개를 도시하고 있는 단면도이다.

발명의 실시를 위한 형태

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한 "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

본 명세서에서 사용된 밀폐실이라는 용어는, 바닥 부분에 형성된 아래쪽 입구를 포함하고 있지만, 바닷물 속으로 수직으로 밀어 넣었을 때, 내부에 바닷물이 들어오지 못하도록 기체 또는 액체 등을 채운 공간을 의미한다. 따라서, 조류 발전기의 발전 효율을 지나치게 저해하지 아니하는 이상, 밀폐실에는 압축 공기는 물론이고 필요에 따라서 불활성 가스나 기름 등으로 채워질 수도 있으며, 이 또한 본원 발명의 권리 범위 내에 속함을 이해할 수 있을 것이다.

본 명세서에서 특별히 다르다고 지적하지 아니하는 한, 풍력 발전기에서 사용되는 기술적 특징들이 본 명세서에서 설명하지 아니한 조류 발전기의 기술적 특징들로서 사용될 수 있다. 특히 본 명세서에서 청구하고 있는 조류 발전기는 해류, 하천의 유수는 물론 풍력에 의해서도 전기를 생산할 수 있으며, 이들 또한 본원 발명의 권리 범위에 속함을 유의해야 한다.

이하, 도 1 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 제1 양태에 따른 조류 발전기를 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1 양태에 따른 조류 발전기의 전체적인 구조를 나타내는 사시도이다.

도 1을 참조하면, 조류 발전기는, 발전기 기둥과 임펠라식 회전날개(9)와 제1 밀폐실(7)과 부력실(11 및 도 2의 16 참조)을 포함할 수 있다. 도 1에는 예를 들어 두 개의 제1 밀폐실(7)이 도시되어 있다.

발전기 기둥은, 복수의 서브 기둥들(1, 2, 3)로 이루어지고 상기 서브 기둥들이 요철 구조(도 5를 참조하여 후술한다)로 연결되어 상기 발전기 기둥이 2단 이상으로 분리 가능할 수 있다. 예를 들어 발전기 기둥은 도 1에 도시된 바와 같이 세 개의 서브 기둥들, 다시 말해서, 발전기 상단부 기둥(1)과 발전기 중단부 기둥(2)과 발전기 하단부 기둥(3)으로 이루어질 수 있고, 각 서브 기둥들 간은 조인트(4-1, 4-2)로 연결될 수 있다, 여기서 조인트(4-1, 4-2)는 도 5에 도시된 바와 같이 요철 구조이어서 조립이 간편할 수 있다. 조인트(4-1, 4-2)에 대해서는 도 5를 참조하여 상세히 후술한다.

임펠라식 회전날개(9)는 상기 발전기 기둥의 상단부에 구비되고 상기 임펠라식 회전날개(9)에는 파도 모양의 유도 케이싱(도 6 및 도 7의 54 참조)이 설치될 수 있다.

각각의 제1 밀폐실(7)에는 임펠라 회전축(8)이 연결될 수 있다. 이를 위해서, 각각의 제1 밀폐실(7)에는 임펠라식 회전날개(9)의 임펠라 회전축(8)이 수직으로 들어가는 아래쪽 입구가 바닥 부분(bottom protion)에 만들어질 수 있다. 그리고 밀폐실(7) 내에는 상기 임펠라 회전축의 회전 운동으로부터 전기에너지를 생성하는 임펠라 수직축 발전기(도 2의 19 참조)와 발전에 필요한 장치들이 위치될 수 있다. 제1 압축 공기 밀폐실(7)에 대해서는 도 2를 참조하여 상세히 후술한다.

부력실(11, 및 도 2의 16 참조)은 상기 발전기 기둥의 상단부에 결합된 부력실(11)과 상기 임펠라 회전축(9)의 하단부에 결합된 부력실(도 2의 16 참조)일 수 있다. 부력실(11, 및 도 2의 16 참조)은 예를 들어 진공탱크이거나 또는 가벼운 가스로 채워진 탱크일 수 있다. 부력실(11)은 발전기 상단부 기둥(1)에 가해지는 무게하중을 경감시킬 수 있고, 부력실(도 2의 16 참조)은 임펠라 회전축(9)에 가해지는 무게하중을 경감시킬 수 있다. 이로써 조류 발전기 내에 구비되는 회전하는 구성요소들에 사용되는 베어링 등에 가해지는 하중마찰력을 줄일 수 있어서, 내구성이 향상되고, 작동효율도 높아진다. 또한 조류 발전기가 부력실(11, 및 도 2의 16 참조)을 구비함으로써, 수리 또는 보수가 요구될 때, 수리보수가 필요한 부분을 수면 위로 보다 용이하게 끌어 올릴 수 있게 된다.

조류 발전기는, 방향타(10)와 상단부기둥 방향조정실(5)을 더 포함할 수 있다.

방향타(10)는 발전기 기둥 상단부에 구비되고 조류 방향의 변화에 따라서 임펠라식 회전날개(9)와 임펠라 수직축 발전기의 위치를 조정할 수 있다. 예를 들어 방향타(10)는 상단부기둥 방향조정실(5)의 방향을 결정하여서, 상단부기둥 방향조정실(5)에 연결된 임펠라식 회전날개(9)의 위치와 상단부기둥 방향조정실(5) 내부에 구비된 임펠라 수직축 발전기의 위치를 조정할 수 있다.

상단부기둥 방향조정실(5)은 발전기 상단부 기둥(1)에 구비되어, 조류 방향의 변화에 따라서 발전기 상단부 기둥(1)의 방향을 조정할 수 있다. 또한, 상단부기둥 방향조정실(5)은 발전기 기둥 상단부의 회전을 돕는 베어링과 부속 장치들이 내부에 위치하는 제2 밀폐실을 이룰 수 있다. 이에 대해서는 도 3을 참조하여 상세히 후술한다.

다만, 조류의 흐름 방향이 잘 바뀌지 않는 하천이나 해류 지역에서는 이러한 상단부기둥 방향조정실이 사용되지 않을 수도 있다.

십자형 기둥(6)은 상단부기둥 방향조정실(5)로부터 4개의 기둥이 십자형으로 연장된 형태를 취할 수 있다. 십자형 기둥(6)은 상단부기둥 방향조정실(5)과 제1 밀폐실(7)과 같은 구성 요소들을 연결한다. 예를 들어, 도 1에는 십자형기둥(6)의 좌측 기둥과 우측 기둥에, 내부에 임펠라 수직축 발전기가 들어있는 밀폐실(7)이 하나씩 결합되어 있다. 또한 십자형 기둥(6)은 십자형 기둥(6)에 연결된 구조물들의 지지력을 보강하는 역할을 할 수 있다. 이러한 십자형 기둥(6)은 속이 빈 공간으로 구성될 수 있어서, 구조적인 강도를 높이고, 부력실로서의 역할을 하여서 십자형 기둥(6)에 가해지는 무게하중을 경감시킬 수 있다.

도 2는 도 1의 임폘라식 회전 날개와 제1 밀폐실의 내부 구조를 나타내는 도면이다.

도 2를 참조하면, 임펠라회전축(8)이 제1 밀폐실(7)의 아래쪽 입구(14)로부터 수직으로 들어오고, 트러스트 베어링(15)에 의해서 제1 밀폐실(7)과 연결될 수 있다. 임펠라회전축(8)의 하단부에는 부력실(16)이 결합될 수 있어서, 트러스트 베어링(15)에 가해지는 하중마찰력을 경감시킬 수 있다. 임펠라회전축(8)의 회전력을 유지하기 위해서 회전축용 베어링(17, 18)이 구비될 수 있다. 임펠라회전축(8)에 연결된 임펠라 수직축 발전기(19)는 임펠라회전축(8)의 회전운동을 이용하여 전기 에너지를 생성할 수 있다. 임펠라회전축(8)의 하단부에 결합된 부력실(16)에는 임펠라식 회전날개(9)가 결합될 수 있다.

압축공기 투입 구멍(20)을 통해서 압축공기가 제1 밀폐실(7) 내로 투입되고, 이렇게 투입된 공기는 공기 흐름 구멍(21, 22, 23)을 통해서 제1 밀폐실(7)의 아래쪽입구(14)에 도달할 수 있다. 이로써, 압축공기는 바닷물이 제1 밀폐실(7) 내로 유입되는 것을 줄이거나 막을 수 있다.

또한 제1 밀폐실(7)의 아래쪽 입구(14)에는 고무판밸브(27)가 구비되어서, 바닷물의 습기나 바다 생물이 제1 밀폐실(7) 내로 침입하는 것을 줄이거나 막을 수 있다.

이와 같이 임펠라 수직축 발전기(19)와 발전에 필요한 장치들이 제1 밀폐실(7) 내에 위치함으로써, 임펠라 수직축 발전기와 발전에 필요한 장치들을 바닷물과 격리시킬 수 있고, 그 결과 바닷물에 의한 부식작용을 막을 수 있다.

그리고, 발전기 기둥 상단부의 회전을 돕는 베어링과 부속 장치들이 제1 밀폐실(7) 내에 위치함으로써, 베어링과 부속 장치들을 바닷물과 격리시킬 수 있고, 그 결과 바닷물에 의한 부식작용을 막을 수 있다. 따라서, 베어링으로부터 윤활유가 유출되지 아니하고, 바닷물에 의해 베어링이 부식되지 아니하므로 베어링의 효율도 높일 수 있다. 또한 베어링으로부터 윤활유가 씻겨나가 지속적으로 윤활유를 공급해야 할 필요가 없어지고, 베어링에 사용되는 윤활유가 유출되어 해양이 오염되는 것을 줄이거나 막을 수 있다.

도 3은 도 1의 발전기 상단부기둥 방향조정실의 내부 구조를 나타내는 도면이다.

도 3을 참조하면, 발전기 상단부 기둥(1)이 상단부기둥 방향조정실(5)의 아래쪽 입구(30)로부터 수직으로 들어오고, 트러스트 베어링(31)에 의해서 상단부기둥 방향조정실(5)과 연결될 수 있다. 상단부기둥 방향조정실(5)의 위쪽에는 부력실(11)이 결합되어서, 트러스트 베어링(31)에 가해지는 하중마찰력을 경감시킬 수 있다. 상단부기둥 방향조정실(5)의 회전은 트러스트 베어링(31)과 회전축용 베어링(33)에 의해서 도움을 받을 수 있다.

상단부기둥 방향조정실(5)의 위쪽에 구비된 압축공기 투입 구멍(34)을 통해서 압축공기가 상단부기둥 방향조정실(5) 내로 투입되고, 이렇게 투입된 공기는 공기 흐름 구멍(35)을 통해서 상단부기둥 방향조정실(5)의 아래쪽입구(30)에 도달할 수 있다. 이로써, 상단부기둥 방향조정실(5)는 제2 밀폐실을 이루어서 압축공기가 바닷물이 상단부기둥 방향조정실(5) 내로 유입되는 것을 줄이거나 막을 수 있다.

상단부기둥 방향조정실(5)의 아래쪽 입구(30)에는 고무판밸브(36)가 구비되어서, 바닷물의 습기나 바다 생물이 상단부기둥 방향조정실(5) 내로 침입하는 것을 줄이거나 막을 수 있다.

이와 같이 상단부기둥 방향조정실(5)의 회전을 돕는 베어링과 부속 장치들이 제2 밀폐실을 이루는 상단부기둥 방향조정실(5) 내에 위치함으로써, 베어링과 부속 장치들을 바닷물과 격리시킬 수 있고, 그 결과 바닷물에 의한 부식작용을 막을 수 있다. 따라서, 베어링으로부터 윤활유가 유출되지 아니하고, 바닷물에 의해 베어링이 부식되지 아니하므로 베어링의 효율도 높일 수 있다. 또한 베어링으로부터 윤활유가 씻겨나가 지속적으로 윤활유를 공급해야 할 필요가 없어지고, 베어링에 사용되는 윤활유가 유출되어 해양이 오염되는 것을 줄이거나 막을 수 있다.

한편, 발전기 기둥은 전술한 바와 같이 예를 들어 3개의 서브 기둥들로 이루어질 수 있다. 도시한 바와 같이, 발전기 상단부 기둥(1)과 발전기 중단부 기둥(2)은 조인트(4-1)에 의해서 연결될 수 있고, 발전기 중단부 기둥(2)과 발전기 하단부 기둥(3)은 조인트(4-2)에 의해서 연결될 수 있다. 조인트(4-1 및/또는 4-2)는 유지보수가 용이하도록 예를 들어 도시한 바와 같은 요철형식을 취할 수 있다.

도 4는 도 1의 임펠라 회전축을 나타내는 단면도이다.

도 4를 참조하면, 임펠라 회전축(8)의 부식을 줄이거나 방지하는 임펠라 회전축 외피(43)가 임펠라 회전축(8)에 결합될 수 있다. 여기서 임펠라 회전축(8)은 주로 금속으로 이루어질 수 있지만, 임펠라 회전축 외피(43)는 탄소섬유나 플라스틱 등 바닷물에 의해서 부식이 잘 일어나지 아나하는 재료로 이루어질 수 있다. 이로써 금속으로 이루어질 수 있는 임펠라 회전축(8)이 바닷물과 접촉하여 부식되는 것을 줄이거나 막을 수 있다.

도 5는 도 1의 발전기 기둥이 요철 구조로 이루어졌음을 설명하기 위한 사시도이다.

전술한 바와 같이, 발전기 기둥은, 복수의 서브 기둥들(도 1의 1, 2, 3 참조)로 이루어지고 상기 서브 기둥들이 요철 구조로 연결되어 2단 이상으로 분리 가능할 수 있다. 이러한 구조는 조류 발전기가 설치되는 물의 깊이가 얕지 않을 때 특히 바람직할 수 있다.

도 5를 참조하면, 서브 기둥들이 요철 구조로 연결된 것의 예시로서, 발전기 중단부 기둥(2)과 발전기 하단부 기둥(3)이 요철 구조로 연결되어 있다.

이러한 구조에 의하면, 수직 방향으로 작용하는 힘이 서브 기둥들에 작용하지 아니하는 이상, 서브 기둥들이 서로 기울어지거나 분리되지 아니한다. 그런데 바닷물 속에는, 용승류 외에는, 발전기 기둥에 수직 방향으로 작용하는 힘이 존재하지 아니한다.

따라서, 발전기 중단부 기둥(2)과 발전기 하단부 기둥(3)이 요철 구조로 연결되는 부위에 형성된 구멍들(49 및 50)을 통하여, 밧줄이나 플라스틱 밴드 등으로 묶어놓으면, 수리보수가 필요할 때, 이러한 밧줄이나 플라스틱 밴드를 풀고 서브 기둥들을 수직으로 뽑아서, 발전기 기둥을 용이하게 둘 이상으로 분리할 수 있다. 여기서 밧줄이나 플라스틱 밴드는 바닷물에 의해서 부식이 잘되지 아니하면서도 풀거나 끊기 쉬운 재료로 이루어질 수 있다. 이로써 바닷물에 의한 부식이 심한 볼트와 너트로 서브 기둥들을 결합하는 경우와 비교하여, 용이하게 발전기 기둥을 용이하게 둘 이상으로 분리할 수 있다. 조류는 주로 발전기 기둥을 휘게 하는 방향으로 작용하는 힘을 가질 뿐이므로, 이러한 조류의 자연력은 밧줄이나 플라스틱밴드를 끊는 힘으로는 작용하지 못할 것이다.

이와 같이 발전기 기둥을 용이하게 둘 이상으로 분리할 수 있으므로, 수리보수가 필요할 때, 수리보수가 필요한 부분을 수면 위로 쉽게 끌어올릴 수 있다.

도 6은 유도 케이싱을 나타내는 단면도이고, 도 7은 도 6의 유도 케이싱을 설치한 도 1의 조류 발전기를 나타내는 사시도이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 임펠라식 회전날개(9)에는 파도 모양의 유도 케이싱(54)이 설치될 수 있다. 이러한 유도 케이싱(54)은 임펠라식 회전날개(9)의 회전력을 높이는 역할을 할 수 있다.

일반적으로 임펠라식 회전날개(9)에 있어서, 임펠라식 회전날개(9)가 회전하는 방향 쪽에 위치한 회전날개(52)는 임펠라회전축(16)의 회전력을 증가시키고, 임펠라식 회전날개(9)가 회전하는 방향과 반대쪽에 위치한 회전 날개(53)는 임펠라회전축(16)의 회전력을 감소시킬 수 있다.

따라서 도 6에 도시된 바와 같이 파도모양의 유도 케이싱(54)이 임펠라식 회전날개(9)가 회전하는 방향과 반대쪽에 위치한 회전 날개(53) 쪽에 설치되면, 더 많은 양의 임펠라회전축(16)의 회전력을 얻을 수 있다.

도 7에 도시한 바와 같이, 도 6을 참조하여 전술한 유도 케이싱(54)은 예를 들어 상단부기둥 방향조정실(5)과 지지구조물(57)에 의해서 결합되어, 조류 발전기에 설치될 수 있다.

이하, 도 8 내지 도 12를 참조하여, 본 발명의 제2 양태에 따른 조류 발전기를 설명한다.

도 8은 본 발명의 제2 양태에 따른 조류 발전기의 전체적인 구조를 나타내는 사시도이다. 도 9는 도 8의 내부 구조를 나타내는 단면도이다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 조류 발전기는 밀폐실(111), 임펠라식 회전날개(127), 임펠라 수직축 발전기(122), 회전축 고정실(129), 고정실 지지축(130), 방향조정실(104), 및 방향조정실 지지축(136)을 포함할 수 있다.

밀폐실(111)에는 아래쪽 입구가 바닥 부분(bottom portion)에 형성될 수 있다. 압축공기 투입 구멍(112)을 통해서 압축공기가 밀폐실(111) 내로 투입되고, 이렇게 투입된 공기는 공기 흐름 구멍을 통해서 밀폐실(111)의 하부에 도달할 수 있다.

밀폐실(111)은 바닷물보다 가벼운 부식 방지재가 저장되는 부식방지제 저장실을 하부에 구비할 수 있다. 부식 방지제는 예를 들어 바닷물보다 가벼운 기름이나 그리스 등일 수 있다. 이러한 부식방지제에 의하면, 임펠라 회전축(114)의 회전력을 방해하지 않으면서도, 바닷물의 염분이 섞인 습기가 밀폐실(111) 내부로 들어와, 장기간 사용시, 이들이 누적되어 금속을 부식시키는 것을 줄이거나 막을 수 있다. 또한 바다 생물의 유입도 줄이거나 막을 수 있다.

임펠라식 회전날개(127)는 임펠라 회전축(114)을 구비할 수 있다. 임펠라 회전축(114)은 밀폐실(111)의 아래쪽 입구로부터 상기 밀폐실(111)의 내부로 수직으로 들어올 수 있다.

임펠라 회전축(114)의 상부에는 트러스트 베어링(115, 116)이 배치될 수 있다. 트러스트 베어링(115, 116)은 임펠라 회전축(114)과 밀폐실(111)의 회전관계를 유지하면서, 상기 임펠라 회전축(114)과 상기 밀폐실(111)을 수직적으로 연결할 수 있다. 또한, 임펠라 회전축(114)과 밀폐실(111) 사이의 공간에는 회전축용 베어링(123, 124)이 배치될 수 있다. 회전축용 베어링(123, 124)은 임펠라 회전축(114)과 밀폐실(111)의 회전관계를 유지하면서, 좌우 흔들림을 막을 수 있다. 회전축용 베어링(123, 124)은 또한 밀폐실(111)과 임펠라 회전축(114)을 연결하는 구조로서의 역할도 할 수 있다.

밀폐실(111)의 아래쪽 입구와 상기 임펠라 회전축(114) 중 상기 밀폐실(111)의 아래쪽 입구에 인접한 부분 사이에 오목부(126)가 형성되고, 상기 오목부(126)에 오목한 형상의 원륜(125)이 삽입될 수 있다. 원륜(125)은 탄성 있는 고무나 플라스틱 등의 재료로 이루어질 수 있고, 압축공기를 채울 때 바닷물보다 가벼운 부식방지제가 빠져나가는 것을 줄이거나 막을 수 있고, 부식방지제와 바닷물이 접촉하는 것을 줄이거나 막을 수 있다.

임펠라 수직축 발전기(122)는 임펠라 회전축(114)의 둘레에 배치될 수 있다.

회전축 고정실(129)은 임펠라 회전축(114)에 결합되어, 임펠라 회전축(114)의 회전력을 유지하면서 임펠라 회전축(114)의 떨림과 비틀림을 막아줄 수 있다. 회전축 고정실(129)은 밀폐실(111)과 마찬가지로 밀폐실일 수 있다. 회전축 고정실(129)에는, 아래쪽 입구가 바닥 부분에 형성될 수 있다. 회전축 고정실(129)은 바닷물보다 가벼운 부식 방지재가 저장되는 부식방지제 저장실을 하부에 구비할 수 있다. 부식 방지제는 예를 들어 바닷물보다 가벼운 기름이나 그리스 등일 수 있다. 이러한 부식방지제는, 바닷물의 염분이 섞인 습기가 회전축 고정실(129) 내부로 들어와, 장기간 사용시, 이들이 누적되어 금속을 부식시키는 것을 줄이거나 막을 수 있다. 또한 바다 생물의 유입도 줄이거나 막을 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따라서, 회전축 고정실(129)과 임펠라 수직축 발전기(122)의 상대적인 위치가 달라질 수 있다. 구체적으로 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 회전축 고정실(129)은 임펠라 회전축(114)의 하부에 결합되어, 임펠라 회전축(114)의 하부의 회전력을 유지하면서 임펠라 회전축(114)의 떨림과 비틀림을 막아주고, 임펠라 수직축 발전기(122)는 임펠라 회전축(114)의 상부에 설치될 수 있다. 여기서 임펠라 수직축 발전기(122)는 회전계자형 발전기일 수 있다.

한편, 도면에 도시된 바와는 달리, 회전축 고정실(129)은 임펠라 회전축(114)의 상부에 결합되어, 임펠라 회전축(114)의 상부의 회전력을 유지하면서 임펠라 회전축(114)의 떨림과 비틀림을 막아주고, 임펠라 수직축 발전기(122)는 임펠라 회전축(114)의 하부에 설치될 수도 있다. 여기서 임펠라 수직축 발전기(122)는 회전전기자형 발전기일 수 있다.

고정실 지지축(130)은 회전축 고정실(129)의 아래쪽 입구로부터 상기 회전축 고정실(129)의 내부로 수직으로 들어올 수 있다.

고정실 지지축(130)의 상부에는 트러스트 베어링(131, 132)이 배치될 수 있다. 트러스트 베어링(131, 132)은 고정실 지지축(130)과 회전축 고정실(129)의 회전관계를 유지하면서, 고정실 지지축(130)과 회전축 고정실(129)을 수직적으로 연결할 수 있다. 또한 고정실 지지축(130)과 회전축 고정실(129) 사이의 공간에는 회전축용 베어링(133, 134)이 배치될 수 있다. 회전축용 베어링(133, 134)은 고정실 지지축(130)과 회전축 고정실(129)의 회전관계를 유지하면서, 좌우 흔들림을 막을 수 있다. 회전축용 베어링(133, 134)은 또한 회전축 고정실(129)과 고정실 지지축(130)을 연결하는 구조로서의 역할도 할 수 있다.

회전축 고정실(129)의 아래쪽 입구와 상기 고정실 지지축(130) 중 상기 회전축 고정실(129)의 아래쪽 입구에 인접한 부분 사이에 오목부가 형성되고, 상기 오목부에 오목한 형상의 원륜이 삽입될 수 있다. 원륜은 탄성 있는 고무나 플라스틱 등의 재료로 이루어질 수 있고, 압축공기를 채울 때 바닷물보다 가벼운 부식방지제가 빠져나가는 것을 줄이거나 막을 수 있고, 부식방지제와 바닷물이 접촉하는 것을 줄이거나 막을 수 있다.

이러한 회전축 고정실(129)과 고정실 지지축(130)에 의하면, 임펠라식 회전날개(127)의 임펠라 회전축(114)의 회전력을 유지하면서도, 임펠라식 회전날개(127)의 임펠라 회전축(114)의 상단부는 물론 임펠라 회전축(114)의 하단부 또한 고정할 수 있다. 따라서 임펠라식 회전날개(127)의 폭을 길게 하더라도, 임펠라 회전축(114)의 하단부의 떨림과 비틀림을 줄일 수 있다. 이로써 임펠라식 회전날개(127)의 폭의 길이를 더 길게 할 수 있어서, 전기 발전량을 더 늘릴 수 있다.

또한, 이러한 회전축 고정실(129)과 고정실 지지축(130)에 의하면, 한 개의 발전기 기둥 위에, 한 개의 임펠라 회전축 하단부를 고정시킬 수가 있어서, 한 개의 발전기 기둥 위에, 한 개의 임펠라식 회전날개를 배치한 전체적으로 단순한 구조의 임펠라 수직축 발전기를 구비하는 조류 발전기를 만들 수 있다. 이렇게 전체적으로 구조가 단순화되면, 그물망이나 밧줄이 걸릴 가능성이 줄어들기 때문에, 깨끗하지 못한 바다 밑에서도 또는 홍수 때 쓰레기나 잡목들이 많이 떠내려 오는 하천에서도 사용할 수 있는 가능성을 높일 수 있다.

방향조정실(104)은 발전기 상단부 기둥(102)의 위에 위치되어, 조류의 방향 변화에 따라서, 유도 케이싱(106)의 위치를 변환시킬 수 있다. 방향조정실(104)은 회전축 고정실(129) 아래에 배치되고, 상부가 상기 고정실 지지축(130)의 하단과 연결될 수 있다. 방향조정실(104)은 밀폐실(111)과 마찬가지로 밀폐실일 수 있다. 방향조정실(104)에는 아래쪽 입구가 바닥 부분에 형성될 수 있다. 방향조정실(104)은 바닷물보다 가벼운 부식 방지재가 저장되는 부식방지제 저장실을 하부에 구비할 수 있다. 부식 방지제는 예를 들어 바닷물보다 가벼운 기름이나 그리스 등일 수 있다. 이러한 부식방지제는, 바닷물의 염분이 섞인 습기가 방향조정실(104) 내부로 들어와, 장기간 사용시, 이들이 누적되어 금속을 부식시키는 것을 줄이거나 막을 수 있다. 또한 바다 생물의 유입도 줄이거나 막을 수 있다.

방향조정실(104)의 하단 외측에는 방지턱(142)이 구비될 수 있다. 방지턱(142)은 방향조정실(104)과 발전기 상단부 기둥(102)의 상단 사이의 틈으로, 밧줄이나 그물망 등이 끼이는 것을 줄이거나 막을 수 있다.

방향조정실 지지축(136)은, 방향조정실(104)의 아래쪽 입구로부터 상기 방향조정실(104)의 내부로 수직으로 들어올 수 있다. 방향조정실 지지축(136)은 한 개의 발전기 기둥에 설치될 수 있다. 방향조정실 지지축(136)은 발전기 기둥의 상단과 요철구조로 결합될 수 있다. 예를 들어, 도 9에 도식된 바와 같이, 방향조정실 지지축(136)의 하단이 발전기 상단부 기둥(102)의 상단과 요철구조로 결합될 수 있어서, 그들의 분리와 결합을 용이하도록 할 수 있다.

여기서 발전기 기둥의 상단의 둘레에는 위로 꺾인 "ㄴ"자형 테두리(144)가 설치될 수 있다. 그리고, 상기 요철구조의 형태에 따라 만들어진 부식방지 주머니(145)가 방향조정실 지지축(136)의 하단과 발전기 상단부 기둥(102)의 상단 사이에 삽입될 수 있다. 부식방지 주머니(145)는 바닷물보다 무거운 부식방지제를 먹인 천이나 부직포, 또는 다른 재료로 만들어질 수 있다. 방향조정실 지지축(136)과 발전기 상단부 기둥(102)을 결합할 때, 부식방지주머니(145)를 발전기 상단부 기둥(102)에 먼저 끼워둔 다음, 방향조정실 지지축(136)을 발전기 상단부 기둥(102)에 끼운다. 그러면 바닷물보다 무거운 부식방지제는 발전기 상단부 기둥(102)과 방향조정실 지지축(136) 간의 연결 부위 밖으로 빠져나가기 못함과 동시에, 바닷물이 상기 연결부위 사이로 들어오지 못하게 된다. 다시 말해서 "ㄴ"자형 테두리(144)가 외부 유입물이 발전기 상단부 기둥(102)과 방향조정실 지지축(136)의 연결 부위에 유입되는 것을 막고, 상기 연결 부위로부터 외부로 기름이 배출되는 것을 막는 방지턱으로서 기능할 수 있다. 그 결과 상기 기둥들의 연결부위에 바닷물이 들어와서 발생하는 부식 현상으로 인하여, 장기간 사용 후에 상기 요철 구조를 분리하는 것이 어려워지는 것을 줄이거나 막을 수 있다. 따라서 유지보수가 필요할 때, 발전기 상단부 기둥(102)과 방향조정실 지지축(136)을 용이하게 분리할 수 있다.

방향조정실 지지축(136)의 상부에는 트러스트 베어링(137, 138)이 배치될 수 있다. 트러스트 베어링(137, 138)은 방향조정실 지지축(136)과 방향조정실(104)의 회전관계를 유지하면서, 방향조정실 지지축(136)과 방향조정실(104)을 수직적으로 연결할 수 있다. 또한 방향조정실 지지축(136)과 방향조정실(104) 사이의 공간에는 회전축용 베어링(139, 140)이 배치될 수 있다. 회전축용 베어링(139, 140)은 방향조정실 지지축(136)과 방향조정실(104)의 회전관계를 유지하면서, 좌우 흔들림을 막을 수 있다. 회전축용 베어링(139, 140)은 또한 방향조정실 지지축(136)과 방향조정실(104)을 연결하는 구조로서의 역할도 할 수 있다.

방향조정실(104)의 아래쪽 입구와 방향조정실 지지축(136) 중 방향조정실(104)의 아래쪽 입구에 인접한 부분 사이에 오목부가 형성되고, 상기 오목부에 오목한 형상의 원륜(141)이 삽입될 수 있다. 원륜(141)은 탄성 있는 고무나 플라스틱 등의 재료로 이루어질 수 있고, 압축공기를 채울 때 바닷물보다 가벼운 부식방지제가 빠져나가는 것을 줄이거나 막을 수 있고, 부식방지제와 바닷물이 접촉하는 것을 줄이거나 막을 수 있다.

한편, 조류 발전기는 임펠라식 회전날개(127)와 임펠라 회전축(114)의 사이에 부력실(128)을 더 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이 한 개의 발전기 기둥 위에 한 개의 임펠라 수직축 발전기(122)를 배치하는 경우, 트러스트 베어링들(115, 116; 131, 132; 137, 138)에 많은 하중이 가해질 수 있는데, 부력실(128)은 트러스트 베어링들(115, 116; 131, 132; 137, 138)에 가해질 수 있는 하중을 경감시킬 수 있다.

조류 발전기는 원판들(105, 107), 유도 케이싱(106), 방향조정날개(109), 이물질방지턱(118-1, 119-1), 유도케이싱 지지구조, 및 방향조정보조날개(110)를 더 포함할 수 있다.

원판들(105, 107)은, 임펠라 회전축(114)의 회전중심에 맞추어 회전할 수 있다. 원판들(105, 107)은 발전실(108)의 아래쪽이면서 임펠라식 회전날개(127)의 위쪽에 배치된 상원판(107)과 임펠라식 회전날개(127)의 아래쪽에 배치되고 방향조정실(104)의 측면과 결합되는 하원판(105)을 포함할 수 있다. 상원판(107)과 하원판(105)은 유도 케이싱(106)과 임펠라 회전축(114)과 방향조정날개(109)에 의해서 서로 연결되고 고정될 수 있다.

유도 케이싱(106)은 삼각 모양일 수 있으며, 상기 원판들(105, 107)의 한 쪽에 결합될 수 있다.

방향조정날개(109)는 상기 원판들(105, 107)의 다른 쪽에 결합될 수 있다.

이물질방지턱(118-1, 119-1)은 원판들(105, 107)의 둘레에 설치될 수 있다. 이물질방지턱(118-1, 119-1)은, 임펠라식 회전날개(127)와 원판들(105, 107)의 틈새로 밧줄 등의 이물질이 끼어들지 못하도록 할 수 있다.

유도케이싱 지지구조는 유도 케이싱(106)을 지지하는 구조로서, 상기 방향조정날개(109)에 연결될 수 있다. 유도케이싱 지지구조를 주변에 위치하는 기둥에 고정하지 아니하여서, 조류의 방향 변화에 따라 유도 케이싱(106)이 쉽게 적절한 위치로 이동할 수 있도록 할 수 있다.

방향조정보조날개(110)는 상원판(107) 위에 설치되고, 유도 케이싱(106)의 위치 조정을 보조할 수 있다.

이와 같은 구성에 의하면, 한 개의 발전기 기둥(101, 102)의 상단에 임펠라 회전축(114)의 하단을 고정시키면서도, 조류의 방향 변화에 따라서-임펠라식 회전날개(127)의 빠른 회전과는 독립적으로- 유도 케이싱(106)의 위치를 용이하게 조정할 수 있다. 다시 말해서, 유도 케이싱(106) 역시 한 개의 발전기 기둥(101, 102)의 위에 설치하면서도, 유도 케이싱(106)이 방향조정날개(109)와 방향조정보조날개(110)에 의해서, 조류의 방향에 따라서 적절히 회전할 수 있다.

한편, 조류 발전기는 상원판(107)과 하원판(105)에는 부력실(120, 121)이 설치될 수 있다. 전술한 바와 같이 한 개의 발전기 기둥 위에 한 개의 임펠라 수직축 발전기(122)를 배치하는 경우, 특히 임펠라 회전축(114)을 지탱하기 위해 사용되는 트러스트 베어링(115, 116)에 많은 하중을 가하여, 임펠라 회전축(114)의 회전을 방해할 수 있다. 부력실(120, 121)은 이렇게 임펠라 회전축(114)의 회전을 방해하는 것을 줄이거나 막을 수 있다.

도 10은 발전기 상단부 기둥과 발전기 하단부 기둥 연결 부위의 상세도이다.

도 8에 도시된 바와 같이 조류 발전기의 발전기 기둥은, 복수의 서브 기둥들(101, 102)로 이루어지고 상기 서브 기둥들이 요철 구조로 연결되어 상기 발전기 기둥이 2단 이상으로 분리 가능할 수 있다. 예를 들어 발전기 기둥은 두 개의 서브 기둥들, 다시 말해서, 발전기 상단부 기둥(102)과 발전기 하단부 기둥(101)으로 이루어질 수 있고, 각 서브 기둥들 간은 조인트(103)로 연결될 수 있다.

도 10을 참조하여, 그 연결 부위를 보다 상세히 설명하면, 발전기 상단부 기둥(102)과 발전기 하단부 기둥(101)은 요철구조로 연결되는데, 이것은 분리와 결합을 쉽게 만들기 위한 것이다.

여기서 발전기 하단부 기둥(101)의 상단의 둘레에는 위로 꺾인 "ㄴ"자형 테두리(144)가 설치될 수 있다. 그리고, 상기 요철구조의 형태에 따라 만들어진 부식방지 주머니(145)가 발전기 하단부 기둥(101)의 상단과 발전기 상단부 기둥(102)의 하단 사이에 삽입될 수 있다. 부식방지 주머니(145)는 바닷물보다 무거운 부식방지제를 먹인 천이나 부직포, 또는 다른 재료로 만들어질 수 있다. 발전기 상단부 기둥(102)과 발전기 하단부 기둥(101)을 결합할 때, 부식방지주머니(145)를 발전기 하단부 기둥(101)에 먼저 끼워둔 다음, 발전기 상단부 기둥(102)을 발전기 하단부 기둥(101)에 끼운다. 그러면 바닷물보다 무거운 부식방지제는 발전기 상단부 기둥(102)과 발전기 하단부 기둥(101) 간의 연결 부위 밖으로 빠져나가기 못함과 동시에, 바닷물이 상기 연결부위 사이로 들어오지 못하게 된다. "ㄴ"자형 테두리(144)는 외부 유입물이 발전기 상단부 기둥(102)과 발전기 하단부 기둥(101)의 연결 부위에 유입되는 것을 막고, 상기 연결 부위로부터 외부로 기름이 배출되는 것을 막는 방지턱으로서 기능할 수 있다. 그 결과 상기 기둥들의 연결부위에 바닷물이 들어와서 발생하는 부식 현상으로 인하여, 장기간 사용 후에 상기 요철 구조를 분리하는 것이 어려워지는 것을 줄이거나 막을 수 있다. 따라서 유지보수가 필요할 때, 발전기 상단부 기둥(102)과 발전기 하단부 기둥(101)을 용이하게 분리할 수 있다.

도 11은 도 8 및 도 9를 참조하여 설명한 임펠라 수직축 발전기 하나를 두 개의 발전기 기둥에 설치한 것을 나타내는 도면이다.

임펠라 수직축 발전기(100)는, 한 개의 기둥에 설치될 수 있지만, 도 11에 도시된 바와 같이, 한 개의 기둥(150) 및 상기 한 개의 기둥 옆에 세워진 하나 이상의 다른 기둥(151) 사이에 설치될 수 있다. 도 11에서 152는 지면을 나타낸다.

전술한 바와 같이 본 발명의 제2 양태에 따른 조류 발전기에 의하면, 임펠라식 회전날개의 임펠라 회전축의 회전력을 유지하면서도, 임펠라식 회전날개의 임펠라 회전축의 상단부는 물론 임펠라 회전축의 하단부 또한 고정할 수 있다. 특히 도 11에 도시된 바와 같이 복수의 기둥들(150, 151) 사이에 하나의 임펠라 수직축 발전기(100)를 설치함으로써, 임펠라식 회전날개의 임펠라 회전축의 상단부와 임펠라 회전축의 하단부를 더욱 견고하게 고정할 수 있다. 따라서 임펠라식 회전날개의 폭을 더 길게 하더라도, 임펠라 회전축의 하단부의 떨림과 비틀림을 줄일 수 있다. 이로써 임펠라식 회전날개의 폭의 길이를 더 길게 할 수 있어서, 전기 발전량을 더 늘릴 수 있다.

도 12는 종횡으로 배치한 다수의 기둥들 사이에 복수의 임펠라 수직축 발전기를 설치한 것을 나타내는 도면이다.

도 12를 참조하면, 복수의 임펠라 수직축 발전기를 종횡으로 배치한 다수의 기둥들 사이에 설치함으로써, 보다 경제성을 꾀할 수 있고, 임펠라 수직축 발전기를 지지하는 구조의 지지 강도를 높일 수 있다. 지지 강도의 증대에 따라서, 한 개의 발전기 기둥에 임펠라 수직축 발전기를 두 개 이상 설치할 수도 있다. 이러한 설치는 예를 들어, 그물망이나 밧줄, 또는 임펠라식 회전날개의 회전을 방해하는 쓰레기들이 없는 깨끗한 바다 밑이나 하천에서 유용할 수 있다.

이러한 설치 구조에 있어서, 도 12에 도시한 바와 같이, 유지보수가 필요할 때, 임의의 임펠라 수직축 발전기를 다수의 기둥들으로부터 이탈시키기 위한 발전기 착탈 조인트(153)이 설치될 수 있다.

그리고, 임의의 임펠라 수직축 발전기를 다수의 기둥들으로부터 이탈시켰을 때, 다른 임펠라 수직축 발전기들을 지지하는 것을 유지하기 위한 기둥 지지구조물(154)이 설치될 수 있다.

또한, 이러한 설치 구조에 밧줄이나 그물망 등이 유입되는 것을 막기 위한 걸림장치 기둥(155)이 설치될 수 있는데, 이것은 얇고 넓은 판으로 만들어질 수 있다.

이하 도 13 내지 도 17을 참조하여 본 발명의 제3 양태에 따른 조류 발전기를 설명한다. 본 발명의 제3 양태에 따른 조류 발전기를 설명하는데에 있어서, 제1 양태 및 제2 양태에서의 구성요소들과 실질적으로 동일하거나 유사한 구성요소들에 대하여 동일유사한 명칭을 사용하고, 편의상 이들에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 13은 본 발명의 제3 양태에 따른 조류 발전기의 전체적인 구조를 나타내는 사시도이다.

도 13을 참조하면, 조류 발전기는 임펠라식 회전날개(301), 임펠라 회전축(302), 밀폐실(304), 유도 케이싱(323), 꼬리 날개(305), 보조 날개(306), 그리고 발전기 기둥(307)을 포함할 수 있다.

밀폐실(304)에는 임펠라 수직축 발전기(도 14의 313 참조)가 들어있고, 바닥 부분에 아래쪽 입구를 구비하여, 아래쪽 입구로부터 임펠라 회전축(302)이 수직으로 들어올 수 있다. 꼬리 날개(305)는 조류의 흐름의 방향 변화에 따라서 유도 케이싱(323)의 위치를 변화시켜줄 수 있으며, 예를 들어 T자 형태일 수 있다. 보조 날개(306)는 꼬리 날개(305)의 유도 케이싱(323)의 위치 조정 기능을 도울 수 있다.

도 14는 본 발명의 제3 양태에 따른 조류 발전기의 제1 실시예에 따른 조류 발전기의 단면도이다.

도 14를 참조하면, 조류 발전기는 아래쪽 입구가 바닥 부분에 만들어진 밀폐실(304)과 아래쪽 입구가 바닥 부분에 만들어진 회전축 고정실(317)을 포함할 수 있다. 여기서 회전축 고정실(317)은 본 발명의 제2 양태에 따른 조류 발전기에서의 회전축 고정실과 마찬가지로 밀폐실일 수 있다.

임펠라식 회전 날개(301)의 임펠라 회전축(302)은 밀폐실(304)의 아래쪽 입구로 들어와서, 트러스트 베어링(311)과 회전축용 베어링(312)을 매개로 밀폐실(304)의 내부와 연결될 수 있다. 여기서 트러스트 베어링(311)은 임펠라 회전축(302)을 지지하면서 임펠라 회전축(302)이 회전할 수 있도록 한다. 그리고, 회전축용 베어링(312)은 임펠라 회전축(302)의 회전을 유지함과 동시에 좌우 흔들림을 방지하기 위해서 보조적으로 사용될 수 있다. 회전축용 베어링(312)은 볼 베어링일 수 있다.

임펠라 회전축(302)의 상부는 트러스트 베어링(311)을 매개로 밀폐실(304)의 상부와 연결될 수 있고, 임펠라 회전축(302)의 하단은 회전축 고정실(317)의 상단 중앙에 고정되어서, 임펠라 회전축(302)의 상부와 하부 양쪽을 안정적으로 고정시키면서 임펠라 회전축(302)을 회전시킬 수 있다.

밀폐실(304)의 내부에는 임펠라 수직축 발전기(313)가 들어있고, 밀폐실(304)의 하부에는 부식방지제 저장실(314)이 구비된다. 부식방지제 저장실(314)에는 예를 들어 바닷물보다 가벼운 기름이 채워질 수 있다. 이러한 부식방지제 저장실은 본 발명의 제2 양태에 따른 조류 발전기에서의 부식방지제 저장실과 실질적으로 동일 유사하고 실질적으로 동일유사한 기능을 하므로, 이에 대한 상세한 설명은 편의상 생략한다.

본 발명의 제2 양태에 따른 조류 발전기에서와 마찬가지로, 밀폐실(304)은 압축공기 투입구멍(315)과 원륜(316)을 포함할 수 있다. 이들 또한 제2 양태에 따른 조류 발전기에서의 압축공기 투입구멍 및 원륜과 실질적으로 동일 유사하고 실질적으로 동일유사한 기능을 하므로, 이에 대한 상세한 설명은 편의상 생략한다.

회전축 고정실(317)의 윗면 부분은 임펠라 회전축(302)의 하단과 결합되어 있어서, 임펠라 회전축(302)의 상부에 위치하는 밀폐실(304)과는 달리, 임펠라 회전축(302)과 함께 회전할 수 있다.

고정실 지지축(318)은 회전축 고정실(317)의 아래쪽 입구로 들어와서, 트러스트 베어링(319)과 회전축용 베어링(320)을 매개로 회전축 고정실(317)의 내부와 연결될 수 있다. 여기서 트러스트 베어링(319)은 고정실 지지축(318)을 지지하면서 고정실 지지축(318)이 회전할 수 있도록 한다. 그리고, 회전축용 베어링(320)은 고정실 지지축(318)의 회전을 유지함과 동시에 좌우 흔들림을 방지하기 위해서 보조적으로 사용될 수 있다. 회전축용 베어링(320)은 볼 베어링일 수 있다.

밀폐실(304)에서와 마찬가지로, 회전축 고정실(317)은 부식방지제 저장실(321)와 원륜(322)을 포함할 수 있다. 이들은 밀폐실(304)에 구비된 부식방지제 저장실(314) 및 원륜(316)과 실질적으로 동일유사하고 실질적으로 동일유사한 기능을 하므로, 이에 대한 상세한 설명은 편의상 생략한다.

도 15는 본 발명의 제3 양태에 따른 조류 발전기의 제2 실시예에 따른 조류 발전기의 단면도이다.

도 15를 참조하면, 도 15에 도시된 조류 발전기는 도 14에 도시된 조류 발전기와 비교하여 유도 케이싱(323)을 더 포함하고 있다. 유도 케이싱(323)은 임펠라식 회전 날개(301)의 유체에 대한 회전 효율을 높일 수 있다.

도 15에 있어서, 제1 밀폐실(327)은 도 2에서의 밀폐실(304)과 실질적으로 동일한 구조를 가지고 동일유사한 기능을 수행하므로 이에 대한 상세한 설명을 편의상 생략한다. 그리고 회전축 고정실(317)는 도 2에서의 회전축 고정실(317)과 실질적으로 동일한 구조를 가지고 동일유사한 기능을 수행하므로 이에 대한 상세한 설명을 편의상 생략한다.

유도 케이싱(323)의 위에는 유도 케이싱(323)의 회전력을 유지하면서, 유도 케이싱(323)의 상부와 연결되어 유도 케이싱(323)을 지지할 수 있는 제2 밀폐실(326)이 구비될 수 있다. 유도 케이싱(323)의 아래에는 유도 케이싱(323)의 회전력을 유지하면서, 유도 케이싱(323)의 하부와 연결되어 유도 케이싱(323)을 지지할 수 있는 케이싱 회전실(335)이 구비될 수 있다. 여기서 제2 밀폐실(326)은, 임펠라 수직축 발전기(313)이 내부에 들어있는 제1 밀폐실(327)의 밑면에 부착되어 있을 수 있는, 다른 밀폐실이다. 예를 들어 도 15에 도시한 바와 같이, 제1 밀폐실(327)이 폭이 넓은 상부와 폭이 좁은 하부로 구분되는 형상을 취할 수 있고, 이 때 제2 밀폐실(326)은 상기 제1 밀폐실(327)의 폭이 좁은 하부 둘레에 배치될 수 있다.

제2 밀폐실(326)과 케이싱 회전실(335)은 각각 바닥 부분에 아래쪽 입구를 구비할 수 있다. 제2 밀폐실(326)과 케이싱 회전실(335)은 제1 밀폐실(327) 및 회전축 고정실(317)과 마찬가지로 밀폐실을 이룰 수 있으므로, 유도 케이싱(323)의 회전에 필요한 트러스트 베어링(328, 341) 또는 회전축용 베어링(329, 341)에 사용되는 윤활유의 유출을 줄이거나 막을 수 있다.

또한 제2 밀폐실(326)과 케이싱 회전실(335)은 각각 하부에 부식방지제 저장실(330, 343)과 원륜을 구비할 수 있다. 이들은 밀폐실(304)에 구비된 부식방지제 저장실(314) 및 원륜(316)과 실질적으로 동일유사하고 실질적으로 동일유사한 기능을 하므로, 이에 대한 상세한 설명은 편의상 생략한다.

유도 케이싱(323)의 상부는, 상원판(324)의 외측 원주에 결합될 수 있고, 유도 케이싱(323)의 하부는, 하원판(332)의 외측 원주에 결합될 수 있다. 상원판(324)의 내측 원주 상에는 수직 원통(325)이 결합되어 있고, 이 수직 원통(325)은 제2 밀폐실(326)의 아래쪽 입구로 들어갈 수 있다. 또한 수직원통(325)은 트러스트 베어링(328)과 회전축용 베어링(329)에 의해서, 회전력을 유지하면서 제2 밀폐실(326)의 내부와 연결될 수 있다. 하원판(332)의 내측 원주 상에는 수직 원통(333)이 결합되어 있고,이 수직 원통(333)의 하단은 케이싱 회전실(335)과 결합될 수 있다.

한편, 도 15에서는 도시하지 아니하였으나, 본 발명의 제2 양태에 따른 조류 발전기에서 설명한 부력실과 마찬가지로, 상원판(324)의 윗쪽과 하원판(332)의 아랫쪽에는 부력실이 설치될 수 있다. 마찬가지로 이러한 부력실은 트러스트 베어링에 가해지는 하중 부담을 경감시키고, 유지 보수가 필요할 때, 조류 발전기 전체를 부력에 의해서 용이하게 수면 밖으로 끌어올릴 수 있도록 할 수 있다.

케이싱 회전실(335)의 윗면 부분은 케이싱 회전축(336)과 결합될 수 있다. 케이싱 회전축(336)은 회전축 고정실(317)의 회전력을 유지하면서 회전축 고정실(317)를 지지할 수 있다. 케이싱 회전축(336)은 회전축 고정실(317)의 아래쪽 입구로 들어가고, 트러스트 베어링(319)과 회전축용 베어링(320)을 매개로 회전축 고정실(317)의 내부와 연결될 수 있다.

케이싱 회전실(335)의 아래쪽 입구로부터는 회전실 지지축(340)이 들어오고, 회전실 지지축(340)은 트러스트 베어링(341)과 회전축용 베어링(342)을 매개로 케이싱 회전실(335)의 내부와 연결된다.

이와 같은 구성으로 인하여, 회전축 고정실(317)이 임펠라식 회전날개(301)와 함께 회전할 수 있으며, 이들의 회전과는 독립적으로, 케이싱 회전실(335)이 유도 케이싱(323)과 함께 회전할 수 있다. 따라서 유도 케이싱(323)의 위치가 유체의 흐름의 방향이 바뀜에 따라서 적절히 조정될 수 있다. 그 결과, 유체의 흐름의 방향이 바뀜으로써 임펠라식 회전날개(301)가 유체를 이용하는 효율이 떨어지는 것을 줄이거나 방지할 수 있다.

또한, 유체의 흐름의 방향 변화에 따라서 회전해야 하는 유도 케이싱(323)의 상부와 하부 양자를 안정적으로 고정시키면서 유도 케이싱(323)을 회전시킬 수 있어서 대용량의 조류 발전기 제작이 가능해질 수 있다.

도 16은 본 발명의 제3 양태에 따른 조류 발전기의 제3 실시예에 따른 조류 발전기의 단면도이다. 도 16에 있어서, 도 15와 실질적으로 동일유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하고, 이들에 대한 상세한 설명은 편의상 생략한다.

도 16을 참조하면, 유도 케이싱(323)의 회전력을 유지하면서 유도 케이싱(323)의 상부를 지지하기 위한 제2 밀폐실(326)이, 내부에 임펠라 수직축 발전기(313)가 위치되는 제1 밀폐실(327)의 윗쪽에 위치하고 있다. 제2 밀폐실(326)의 아래쪽 입구로부터 제2 밀폐실(326)의 내부로 제2 밀폐실 지지축(346)이 들어올 수 있다. 제2 밀폐실 지지축(346)의 하단은 제1 밀폐실(327)의 윗면 부분(top portion)과 결합될 수 있다.

도 17은 본 발명의 제3 양태에 따른 조류 발전기에서 사용될 수 있는 유도 케이싱(323, 448), 복수의 벤츄리관 유체 출구(349, 350, 351), 꼬리 날개(305) 및 임펠라 보조날개(306)를 도시하고 있는 단면도이다. 도 17을 참조하는 설명에 있어서 앞쪽은 유체가 유입되는 방향을 의미하고 뒤쪽은 유체가 유출되는 방향을 의미한다.

도 17을 참조하면, 임펠라식 회전 날개(301)의 임펠라 회전축의 앞쪽에 유도 케이싱(323, 448)이 위치될 수 있고, 임펠라 회전축의 뒤쪽에는 복수의 벤츄리관 유체 출구(349, 350, 351)가 위치될 수 있다. 복수의 벤츄리관 유체 출구(349, 350, 351)은 유도 케이싱(323, 448) 내부로 들어온 유체의 흐름을 임펠라식 회전 날개(301)의 회전 방향으로 유도하면서, 유체를 외부로 효과적으로 배출시킬 수 있다. 구체적으로 복수의 벤츄리관 유체 출구(349, 350, 351)의 크기가 점차적으로 커지게 순차적으로 배치됨으로써, 주변과의 기압차를 이용하여 벤츄리관 효과를 극대화시킬 수 있다.

꼬리 날개(305)는 유체의 흐름의 방향 변화를 따라가기 위한 것으로서, T자형 구조를 지닐 수 있다. 이것은 유도 케이싱(323, 448)이 유체를 유도하면서 발생하는 반작용의 힘이 각각 서로 다를 경우, 유도 케이싱(323, 448)의 정위치를 잡아줄 수 있도록 T자형 날개의 좌우 길이를 서로 다르게 만들어서, 각각의 유도 케이싱(323, 448)에 발생하는 반작용의 힘이 전체적으로 같아지도록 만들어줄 수 있다.

임펠라 보조날개(306)는 임펠라식 회전날개(301)의 오목면으로부터 돌출되어 임펠라식 회전날개(301)의 회전축으로부터 반경방향 외측으로 뻗어나오는 형상을 취할 수 있다. 임펠라식 회전날개(301)의 회전효율을 높이기 위하여 유도 케이싱(323, 448)을 설치할 경우, 임펠라식 회전날개(301)에 접촉하게 되는 유체의 흐름은 그 일부가 경사진 흐름으로 바뀌게 된다. 구체적으로 임펠라식 회전날개(301)를 뒤로 밀어서 회전시키는 유체의 흐름의 방향이 임펠라식 회전날개(301)에 대해서 경사 방향으로 바뀐게 된다. 다시 말해서, 유체의 흐름 중 일부가 위에서 아래로 또는 아래에서 위로 경사지게 이동하는 유체의 흐름으로 바뀐다. 그런데, 임펠라식 회전날개(301)의 내부에 경사진 유체와 직각으로 만나는 임펠라 보조날개(306)를 만들어 둠으로써, 임펠라식 회전날개(301)의 회전효율을 극대화시킬 수 있다.

도 17에 도시된 바와 같이, 임펠러식 회전 날개(301)의 구조를 변형하고 유도 케이싱(323, 448)과 복수의 벤츄리관 유체 출구(349, 350, 351)를 적절하게 사용함으로써, 임펠러식 회전 날개(301)의 단위 면적당 유체의 이용 효율을 프로펠러식 회전 날개의 단위 면적당 유체의 이용 효율보다 더 우수하게 만들 수 있다.

구체적으로 프로펠러식 날개는, 한 개의 회전축에 여러 개의 긴 날개의 한쪽만을 고정시키는 구조이므로 강한 조류나 태풍 등이 가하는 뒤로 미는 힘에 날개가 쉽게 부러질 수 있다. 따라서 날개의 폭도 제한되고, 날개의 숫자도 서너개 이상을 사용하기는 힘들다. 이와 달리 임펠라식 회전날개(301)는 구조적으로 임펠라식 회전날개(301)에 가해지는 뒤로 미는 힘에 강하기 때문에 날개의 폭을 늘릴 수 있다. 따라서, 동일한 면적에 설치될 수 있는 프로펠러식 회전 날개와 비교하여서, 임펠라식 회전날개(301)가 설치되는 지면의 단위 면적당 전력 생산량이 더 클 수 있어서, 더 경제적일 수 있다.

한편 도면으로 도시하지는 아니하였으나, 도 17에 있어서, 유도 케이싱 중의 하나(448) 및 복수의 벤츄리관 유체 출구 중 하나(351)를 구비하지 않은 채로, 도 17에 도시된 구조가 본 발명의 제3 양태에 따른 조류 발전기에 이용될 수 있다. 이 경우 하나의 유도 케이싱(323)만을 구비하므로, 꼬리 날개(305) 또한 필요하지 않을 수 있다. 도 13 내지 도 16은 이렇게 하나의 유도 케이싱(323)만을 구비하는 경우를 도시하고 있다. 이러한 구조를 이용하면, 두 개의 유도 케이싱을 구비하고 있는 경우와 비교하여, 두 유도 케이싱 사이에 밧줄이나 그물망 또는 쓰레기 등이 유입되어, 임펠라식 회전날개(301)의 회전을 방해하거나 임펠라식 회전날개(301)를 망가뜨리는 것을 줄이거나 막을 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (58)

1. 발전기 기둥;
   상기 발전기 기둥의 상단부에 구비된 임펠라식 회전날개; 및
   상기 임펠라식 회전날개의 임펠라 회전축이 수직으로 들어가는 아래쪽 입구가 바닥 부분(bottom portion)에 만들어지고, 상기 임펠라 회전축의 회전 운동으로부터 전기 에너지를 생성하는 임펠라 수직축 발전기가 내부에 위치되는 제1 밀폐실을 포함하고,
   상기 제1 밀폐실에는, 압축 공기, 불활성 가스 또는 기름이 채워지는,
   조류 발전기.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 발전기 기둥의 상단부에 구비되고 조류 방향의 변화에 따라서 상기 임펠라식 회전날개와 상기 임펠라 수직축 발전기의 위치를 조정하는 방향타를 더 포함하는,
   조류 발전기.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 발전기 기둥 상단부의 회전을 돕는 베어링이 내부에 위치하는 제2 밀폐실을 이루는 상단부기둥 방향조정실을 더 포함하는,
   조류 발전기.
4. 제1 항에 있어서,
   고무판밸브가 상기 제1 밀폐실의 아래쪽 입구에 설치되는,
   조류 발전기.
5. 제1 항에 있어서,
   상기 임펠라 회전축의 하단부에 결합된 부력실을 더 포함하는,
   조류 발전기.
6. 제1 항에 있어서,
   상기 발전기 기둥의 상단부에 결합된 부력실을 더 포함하는,
   조류 발전기.
7. 제1 항에 있어서,
   상기 임펠라식 회전날개의 회전력을 높이기 위한 파도 모양의 유도 케이싱이 상기 임펠라식 회전날개에 설치된,
   조류 발전기.
8. 제7 항에 있어서,
   상기 유도 케이싱의 지지 구조가 상기 발전기 기둥의 상단부에 결합된,
   조류 발전기.
9. 제1 항에 있어서,
   상기 임펠라 회전축의 부식을 줄이거나 방지하는 임펠라 회전축 외피가 상기 임펠라 회전축에 결합된,
   조류 발전기.
10. 제1 항에 있어서, 상기 발전기 기둥은,
    복수의 서브 기둥들로 이루어지고 상기 서브 기둥들이 요철 구조로 연결되어 상기 발전기 기둥이 2단 이상으로 분리 가능한,
    조류 발전기.
11. 제1 항에 있어서, 1개의 발전기 기둥에,
    상기 임펠라 수직축 발전기와 상기 임펠라식 회전날개가 2개 이상 연결 및 설치된,
    조류 발전기.
12. 삭제
13. 제1 항에 있어서,
    상기 조류 발전기는 해류, 하천의 유수 또는 풍력에 의해서 구동될 수 있는,
    조류 발전기.
14. 아래쪽 입구가 바닥 부분(bottom portion)에 형성된 밀폐실;
    상기 밀폐실의 아래쪽 입구로부터 상기 밀폐실의 내부로 수직으로 들어오는 임펠라 회전축을 구비하는 임펠라식 회전날개;
    상기 임펠라 회전축 둘레에 배치된 임펠라 수직축 발전기;
    상기 임펠라 회전축의 하단부에 결합되어, 상기 임펠라 회전축의 회전력을 유지하면서 상기 임펠라 회전축의 떨림과 비틀림을 막아주는 회전축 고정실로서, 아래쪽 입구가 바닥 부분에 형성된 회전축 고정실; 및
    상기 회전축 고정실의 아래쪽 입구로부터 상기 회전축 고정실의 내부로 수직으로 들어오는 고정실 지지축을 포함하는,
    조류 발전기.
15. 제14 항에 있어서,
    상기 밀폐실 또는 상기 회전축 고정실 중 하나 이상이 바닷물보다 가벼운 부식 방지재가 저장되는 부식방지제 저장실을 하부에 구비하는,조류 발전기.
16. 제14 항에 있어서,
    상기 밀폐실의 아래쪽 입구와 상기 임펠라 회전축 중 상기 밀폐실의 아래쪽 입구에 인접한 부분 사이에 오목부가 형성되고, 상기 오목부에 오목한 형상의 원륜이 삽입되는,
    조류 발전기.
17. 제14 항에 있어서,
    상기 회전축 고정실의 아래쪽 입구와 상기 고정실 지지축 중 상기 회전축 고정실의 아래쪽 입구에 인접한 부분 사이에 오목부가 형성되고, 상기 오목부에 오목한 형상의 원륜이 삽입되는,
    조류 발전기.
18. 제14 항에 있어서,
    상기 임펠라 회전축과 상기 밀폐실의 회전관계를 유지하면서, 상기 임펠라 회전축과 상기 밀폐실을 수직적으로 연결하기 위해, 상기 임펠라 회전축의 상부에 배치된 트러스트 베어링을 더 포함하는,
    조류 발전기.
19. 제14 항에 있어서,
    상기 임펠라 회전축과 상기 밀폐실의 회전관계를 유지하면서, 좌우 흔들림을 막기 위해, 상기 임펠라 회전축과 상기 밀폐실 사이의 공간에 배치되는 회전축용 베어링을 더 포함하는,
    조류 발전기.
20. 제14 항에 있어서,
    상기 회전축 고정실과 상기 고정실 지지축의 회전관계를 유지하면서, 상기 회전축 고정실과 상기 고정실 지지축을 수직적으로 연결하기 위해, 상기 고정실 지지축의 상부에 배치된 트러스트 베어링을 더 포함하는,
    조류 발전기.
21. 제14 항에 있어서,
    상기 회전축 고정실과 상기 고정실 지지축의 회전관계를 유지하면서, 좌우 흔들림을 막기 위해, 상기 회전축 고정실과 상기 고정실 지지축 사이에 배치되는 회전축용 베어링을 더 포함하는,
    조류 발전기.
22. 제14 항에 있어서,
    상기 회전축 고정실 아래에 배치되고, 상부가 상기 고정실 지지축의 하단과 연결되며, 아래쪽 입구가 바닥 부분에 형성된 방향조정실; 및
    상기 방향조정실의 아래쪽 입구로부터 상기 방향조정실의 내부로 수직으로 들어오는 방향조정실 지지축을 더 포함하는,
    조류 발전기.
23. 제22 항에 있어서, 상기 방향조정실은
    바닷물보다 가벼운 부식 방지재가 저장되는 부식방지제 저장실을 하부에 구비하는,
    조류 발전기.
24. 제22 항에 있어서,
    상기 방향조정실의 아래쪽 입구와 상기 방향조정실 지지축 중 상기 방향조정실의 상기 아래쪽 입구에 인접한 부분 사이에 오목부가 형성되고, 상기 오목부에 오목한 형상의 원륜이 삽입되는,
    조류 발전기.
25. 제22 항에 있어서,
    상기 방향조정실과 상기 방향조정실 지지축의 회전관계를 유지하면서, 상기 방향조정실과 상기 방향조정실 지지축을 수직적으로 연결하기 위해, 상기 방향조정실 지지축의 상부에 배치된 트러스트 베어링을 더 포함하는,
    조류 발전기.
26. 제22 항에 있어서,
    상기 방향조정실과 상기 방향조정실 지지축의 회전관계를 유지하면서, 좌우 흔들림을 막기 위해, 상기 방향조정실과 상기 방향조정실 지지축 사이에 배치되는 회전축용 베어링을 더 포함하는,
    조류 발전기.
27. 제22 항에 있어서,
    상기 임펠라식 회전날개의 위쪽에 배치된 상원판과 상기 임펠라식 회전날개의 아래쪽에 배치되고 상기 방향조정실의 측면과 결합되는 하원판으로서, 상기 임펠라 회전축의 회전중심에 맞추어 회전할 수 있는 원판들;
    상기 원판들의 한 쪽에 결합된 삼각 모양의 유도 케이싱; 및
    상기 원판들의 다른 쪽에 결합된 방향조정날개를 더 포함하는,
    조류 발전기.
28. 제27 항에 있어서,
    상기 임펠라식 회전날개와 상기 원판들의 틈새로 이물질이 끼어들지 못하도록 상기 원판들의 둘레에 설치된 이물질방지턱을 더 포함하는,
    조류 발전기.
29. 제27 항에 있어서,
    상기 유도 케이싱을 지지하고 상기 방향조정날개에 연결되는 유도케이싱 지지구조를 더 포함하는,
    조류 발전기.
30. 제29 항에 있어서,
    상기 유도케이싱 지지구조를 주변에 위치하는 기둥에 고정하지 아니하여서, 상기 유도 케이싱이 조류의 방향 변화에 따라 용이하게 이동할 수 있는,
    조류 발전기.
31. 제27 항에 있어서,
    상기 상원판 위에 설치되고, 상기 유도 케이싱의 위치 조정을 보조하는 방향조정보조날개를 더 포함하는,
    조류 발전기.
32. 제22 항에 있어서,
    상기 방향조정실 지지축은 한 개의 발전기 기둥에 설치되고,
    상기 방향조정실 지지축의 하단이 상기 발전기 기둥의 상단과 요철구조로 결합되는,
    조류 발전기.
33. 제32 항에 있어서,
    상기 발전기 기둥의 상단의 둘레에는 "ㄴ"자형 테두리가 설치된,
    조류 발전기.
34. 제32 항에 있어서,
    상기 요철구조의 요철형상을 가지면서, 바닷물보다 무거운 부식방지제를 묻힌 부식방지주머니가 상기 방향조정실 지지축의 하단과 상기 발전기 기둥의 상단 사이에 삽입되는,
    조류 발전기.
35. 제14 항에 있어서,
    상기 회전축 고정실은 상기 임펠라 회전축의 하부에 결합되어, 상기 임펠라 회전축의 하부의 회전력을 유지하면서 상기 임펠라 회전축의 떨림과 비틀림을 막아주고,
    상기 임펠라 수직축 발전기는 상기 임펠라 회전축의 상부에 설치되는,
    조류 발전기.
36. 제35 항에 있어서,
    상기 임펠라 수직축 발전기는 회전계자형 발전기인,
    조류 발전기.
37. 제14 항에 있어서,
    상기 회전축 고정실은 상기 임펠라 회전축의 상부에 결합되어, 상기 임펠라 회전축의 상부의 회전력을 유지하면서 상기 임펠라 회전축의 떨림과 비틀림을 막아주고,
    상기 임펠라 수직축 발전기는 상기 임펠라 회전축의 하부에 설치되는,
    조류 발전기.
38. 제37 항에 있어서,
    상기 임펠라 수직축 발전기는 회전전기자형 발전기인,
    조류 발전기.
39. 제14 항에 있어서,
    상기 임펠라 수직축 발전기는,
    한 개의 기둥에, 또는 상기 한 개의 기둥 및 상기 한 개의 기둥 옆에 세워진 하나 이상의 다른 기둥 사이에 설치될 수 있는,
    조류 발전기.
40. 제14 항에 있어서,
    상기 임펠라 수직축 발전기는,
    종횡으로 배치된 다수의 기둥들 사이에 복수 개가 설치될 수 있는,
    조류 발전기.
41. 아래쪽 입구가 바닥 부분(bottom portion)에 형성되고 내부에 임펠라 수직축 발전기가 있는 제1 밀폐실;
    상기 제1 밀폐실의 아래쪽 입구로부터 상기 제1 밀폐실의 내부로 수직으로 들어오는 임펠라 회전축을 구비하는 임펠라식 회전날개;
    상기 임펠라 회전축의 하단부에 결합되어, 상기 임펠라 회전축과 함께 회전하는 회전축 고정실로서, 아래쪽 입구가 바닥 부분에 형성된 회전축 고정실;
    상기 회전축 고정실의 아래쪽 입구로부터 상기 회전축 고정실의 내부로 수직으로 들어오는 케이싱 회전축;
    상기 케이싱 회전축과 함께 회전하는 케이싱 회전실로서, 아래쪽 입구가 바닥 부분에 형성된 케이싱 회전실;
    상기 케이싱 회전실의 아래쪽 입구로부터 상기 케이싱 회전실의 내부로 수직으로 들어오는 고정실 지지축; 및
    상기 임펠라식 회전날개의 회전 효율을 높이기 위한 유도 케이싱으로서 상기 케이싱 회전실과 함께 회전하는 유도 케이싱을 포함하는,
    조류 발전기.
42. 제41 항에 있어서,
    아래쪽 입구가 바닥 부분에 형성된 제2 밀폐실을 더 포함하고,
    상기 유도 케이싱의 상부는 상기 제2 밀폐실과 연결되고, 상기 유도 케이싱의 하부는 상기 케이싱 회전실과 연결된,
    조류 발전기.
43. 제42 항에 있어서,
    상기 유도 케이싱의 상부와 상기 제2 밀폐실 사이 또는 상기 유도 케이싱의 하부와 상기 케이싱 회전실 사이 중 하나 이상이 수직 원통을 매개로 연결되는,
    조류 발전기.
44. 제42 항에 있어서,
    상기 유도 케이싱의 회전력을 유지하면서, 상기 제2 밀폐실의 내부와 상기 유도 케이싱의 상부를 연결하는 트러스트 베어링을 더 포함하는,
    조류 발전기.
45. 제41 항에 있어서,
    상기 케이싱 회전실의 회전력을 유지하면서, 상기 케이싱 회전실과 상기 회전실 지지축을 연결하는 트러스트 베어링을 더 포함하는,
    조류 발전기.
46. 제41 항에 있어서,
    상기 제1 밀폐실, 상기 회전축 고정실 또는 상기 케이싱 회전실 중 하나 이상이 바닷물보다 가벼운 부식 방지재가 저장되는 부식방지제 저장실을 하부에 구비하는,
    조류 발전기.
47. 제41 항에 있어서,
    상기 제1 밀폐실의 아래쪽 입구와 상기 임펠라 회전축의 사이, 상기 회전축 고정실의 아래쪽 입구와 상기 케이싱 회전축의 사이 또는 상기 케이싱 회전실의 아래쪽 입구와 상기 회전실 지지축 사이의 중 하나 이상에 오목부가 형성되고, 상기 오목부에 오목한 형상의 원륜이 삽입되는,
    조류 발전기.
48. 제41 항에 있어서,
    상기 제1 밀폐실의 아래에 배치되고, 아래쪽 입구가 바닥 부분에 형성된 제2 밀폐실을 더 포함하는,
    조류 발전기.
49. 제41 항에 있어서,
    상기 제1 밀폐실의 위에 배치되고, 아래쪽 입구가 바닥 부분에 형성되고 윗쪽 입구가 윗면 부분(top portion)에 형성된 제2 밀폐실과,
    하단이 상기 제1 밀폐실의 윗면 부분(top portion)에 결합되고, 상기 제2 밀폐실의 아래쪽 입구와 윗쪽 입구를 관통하여 지나가는 제2 밀폐실 지지축을 더 포함하는,
    조류 발전기.
50. 제41 항에 있어서,
    상기 임펠라 수직축 발전기는, 상기 임펠라식 회전날개의 회전축을 수직축으로 사용하는.
    조류 발전기.
51. 제41 항에 있어서,
    상기 임펠라 회전축의 하단부에 결합된 부력실을 더 포함하는,
    조류 발전기.
52. 제41 항에 있어서,
    상기 유도 케이싱에 있어서 유체가 유출되는 쪽에 출구의 크기가 순서대로 넓어지는 복수의 벤츄리관이 결합되는,
    조류 발전기.
53. 제41 항에 있어서,
    각각의 유도 케이싱의 반작용의 힘의 균형을 잡기 위하여 좌우폭을 다르게 조정할 수 있는 T자형 꼬리날개가 부착되는,
    조류 발전기.
54. 제41 항에 있어서,
    상기 임펠라식 회전날개의 오목면으로부터 돌출하여 상기 임펠라식 회전날개의 회전축으로부터 반경 방향 외측으로 뻗어나가는 임펠라 보조날개가 결합되는,
    조류 발전기.
55. 제54 항에 있어서,
    상기 임펠라 보조날개는,
    상기 임펠라식 회전날개를 뒤로 밀어서 회전시키는 유체의 흐름의 방향이 상기 임펠라식 회전날개에 수직 방향으로 만날 수 있도록 하는,
    조류 발전기.
56. 제41 항에 있어서,
    아래쪽 입구가 바닥 부분에 형성된 제2 밀폐실과,
    외측 원주가 상기 유도 케이싱의 상부에 결합되는 상원판, 및
    상기 제2 밀폐실의 아래쪽 입구로 들어가는 수직 원통으로서 하단이 상기 상원판의 내측 원주 상에 결합되는 수직 원통을 더 포함하는,
    조류 발전기.
57. 제56 항에 있어서,
    상기 수직원통은 트러스트 베어링을 매개로 회전력을 유지하면서, 상기 제2 밀폐실의 내부와 연결되는,
    조류 발전기.
58. 제41 항에 있어서,
    외측 원주가 상기 유도 케이싱의 하부에 결합되는 하원판과,
    상단이 상기 하원판의 내측 원주 상에 결합되고, 하단이 상기 케이싱 회전실과 결합되는 수직 원통을 더 포함하는,
    조류 발전기.

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