KR101037711B1 - 조류 발전기용 증속장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 조류 발전기용 증속장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 임펠러가 설치되는 입력축이 임펠러의 작동에 의한 진동 및 흔들림을 방지하여 내구성이 저하되는 것을 방지할 수 있도록 한 조류 발전기용 증속장치에 관한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 하우징과, 상기 하우징의 공간부에 설치되어 임펠러의 회전에 의해 발생되는 회전에너지가 입력되는 입력부와, 상기 입력부에 결속되어 입력부로 입력된 회전에너지를 전달하는 전달부와, 상기 전달부에 결속되어 회전에너지를 외부로 출력하는 출력부로 이루어진 것을 특징으로 한다.
Figure R1020090070421
조류, 썰물, 조류 발전기, 증속기, 증속장치, 임펠러

Description

조류 발전기용 증속장치{A multiplying device for tide generator}
본 발명은 조류 발전기용 증속장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 임펠러가 설치되는 입력축이 임펠러의 작동에 의한 진동 및 흔들림을 방지하여 내구성이 저하되는 것을 방지할 수 있도록 한 조류 발전기용 증속장치에 관한 것이다.
지구온난화 및 화석연료의 고갈로 인해 대체에너지 자원의 확보문제가 세계적으로 대두되고 있다. 태양열에너지, 해양에너지, 수소에너지 등 오염이 발생하지 않는 무한한 에너지원을 찾기 위해 전 세계가 노력을 기울이고 있으며, 이 중 해양에너지도 신재생에너지원으로써 연구되고 있다.
여기서, 해양에너지의 종류는 파력발전, 조력발전, 조류발전, 해수온도차발전, 바이오매스, 해상풍력발전으로 나눠볼 수 있다.
위와 같이, 바다를 이용해서 다양한 신재생에너지를 개발하고 있으며, 조류발전은 이런 해양에너지를 이용한 여러 발전방식 중 하나이다.
특히, 조류발전은 조수간만의 차에 의해 발생하는 높은 유속을 이용하여 에너지를 생산하는 발전으로 물살이 빠른 곳에 터빈을 설치하여, 수평 유체 흐름을 회전운동으로 변환시켜 전력을 생산하는 것이며, 조수간만에 의해 밀물과 썰물 즉, 창조류와 낙조류가 발생하며 이는 조수간만의 차가 심할수록 유속이 빠르게 된다.
또한, 조류발전은 날씨나 계절에 상관없이 항상 발전할 수 있는 신뢰성 있는 에너지이다. 신재생에너지는 일반적으로 자연을 이용하는 특성이 있고, 이로 인해 불안정한 전력생산이 큰 문제가 된다. 예를 들어 풍력발전을 생각해보면, 언제 얼만큼의 바람이 불어올지 모르기 때문에 전력량을 예측하기 힘들며, 이는 생산전력을 안정화시키는데 큰 노력을 기울여야 하는 원인이 되고, 태양열발전 또한 날씨와 계절에 영향을 많이 받아 정확한 전력량을 예측하기 어렵게 된다. 밀물과 썰물은 날씨나 계절에 상관없이 항상 발생하는 자연현상이므로, 조류발전은 특정지역의 시간대별 유속을 측정하면 비교적 정확한 발전량 예측이 가능하며, 이는 신재생에너지 분야에서 큰 장점이 된다.
그리고, 조류발전은 생태계에 미치는 영향이 거의 없는 친환경적인 에너지로써, 댐이 필요 없기 때문에 해수유통이 자유롭고 생태계에 미치는 영향이 매우 적은 이점이 있다.
이와 같이 종래의 조류 발전기는 조수간만의 차가 심한 바다에 설치하여 조류와 썰물에 의해 임펠러가 회전하게 되고, 이 임펠러의 회전운동을 에너지원으로 증속시키는 증속장치가 구비된다.
그러나, 종래의 증속장치는 조수간만의 차에 의해 임펠러가 회전할 때 발생되는 진동이 임펠러가 설치된 입력축으로 전달되어 진동이 발생됨에 따라 증속장치의 내구성이 떨어지게 되어 쉽게 파손됨으로써, 증속장치를 교체하여야 하는 번거로움과 그에 따른 교체시간 및 비용이 많이 소요되게 되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 임펠러가 설치되는 입력축에 별도의 진동방지용 베어링을 장착함으로써, 임펠러의 회전시에 발생되는 진동 및 흔들림에 의해 입력축이 진동하는 것을 방지하여 증속장치의 내구성을 향상시킴과 동시에 진동으로 인해 증속장치가 파손되는 것을 방지할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
그리고, 입력축으로부터 입력된 회전운동을 전달하여 에너지원으로 증속시키기 위해 서로 맞물려 회전력을 전달하는 기어를 헬리컬기어를 사용함으로써, 보다 큰 힘으로 회전력을 전달하여 증속시킬 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 하우징과, 상기 하우징의 공간부에 설치되어 임펠러의 회전에 의해 발생되는 회전에너지가 입력되는 입력부와, 상기 입력부에 결속되어 입력부로 입력된 회전에너지를 전달하는 전달부와, 상기 전달부에 결속되어 회전에너지를 외부로 출력하는 출력부로 이루어진 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 하우징은 내측에 공간부가 형성되고 일측부가 캡플랜지에 의해 커버된 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 입력부는 하우징의 공간부에 구비되되, 하우징의 캡플랜지와 캡플랜지의 반대 방향 외측으로 돌출되게 입력축이 구비되고, 상기 하우징의 관통부와 입력축 사이에는 베어링이 구비되며, 상기 입력축에 제1기어가 장착되고, 상기 캡플랜지의 반대 방향으로 돌출된 입력축을 커버하는 지지부재가 구비되며, 상기 지지부재의 내측에는 입력축에 체결되는 진동방지베어링이 구비된 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 입력축의 일측부을 커버하되, 지지부재에 결합 고정되는 제1커버부재가 구비되고, 상기 입력축의 타측부에 끼워져 고정되는 제2커버부재가 구비된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전달부는 하우징의 공간부에 설치되되, 입력부의 제1기어에 맞물려 회전하는 제1기어축이 구비되고, 상기 제1기어축에 결속되어 회전하는 제2기어축이 구비된 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제1기어축은 입력축의 제1기어에 맞물리는 제2기어가 구비되고, 상기 제1기어축의 양측 끝단부 외측과 하우징의 사이에는 베어링이 구비되며, 상기 제2기어와 근접되게 제1기어축에는 제3기어가 체결 고정된 것을 특징으로 한다.
나아가, 상기 제2기어축은 제1기어축과 대응되게 장착되되, 제3기어와 맞물리는 제4기어가 구비되고, 상기 제2기어축에는 제4기어와 이격되게 제1베벨기어가 체결 고정된 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 하우징에 체결고정되는 제1기어축과 제2기어축의 일측부를 커버하는 제3커버부재가 구비된 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 출력부는 연결부의 제1베벨기어에 맞물리는 제2베벨기어가 일측부에 형성되고, 반대 방향으로 하우징의 외측으로 돌출되게 출력축이 구비된 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 출력축이 관통된 하우징에는 부시가 끼워지고, 이 부시의 내측에는 저어널이 끼워지며, 이 저어널의 내측에는 출력축을 지지 및 회동 가능하게 체결되는 베어링이 구비된 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 제1기어, 제2기어, 제3기어는 헬리컬기어인 것을 특징으로 한다.
이와 같이 구성된 본 발명은 임펠러가 설치되는 입력축에 별도의 진동방지용 베어링을 장착함으로써, 임펠러의 회전시에 발생되는 진동 및 흔들림에 의해 입력축이 진동하는 것을 방지하여 증속장치의 내구성을 향상시킴과 동시에 이 진동에 의해 증속장치가 파손되는 것을 방지할 수 있도록 하는 효과가 있다.
그리고, 입력축으로부터 입력된 회전운동을 전달하여 에너지원으로 증속시키기 위해 서로 맞물려 회전력을 전달하는 기어를 헬리컬기어를 사용함으로써 보다 큰 힘으로 회전력을 전달하여 증속시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.
이하, 본 발명에 따른 조류 발전기용 증속장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 조류 발전기용 증속장치를 보인 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 조류 발전기용 증속장치의 측면도를 보인 도면이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 조류 발전기용 증속장치(100)는 내측에 공간부(112)가 형성되고, 일측부를 커버하는 캡플랜지(120)가 체결 고정되는 하우징(110)이 구비된다.
또한, 상기 하우징(110)의 공간부(112)에 설치되어 임펠러(미도시)의 회전에 의해 발생되는 회전 에너지가 입력되는 입력부(210)가 구비된다.
여기서, 상기 입력부(210)는 하우징(110)의 공간부(112)에 설치되되, 하우징(110)의 캡플랜지(120)와 캡플랜지(120)의 반대 방향의 외측, 즉 하우징(110)의 양측부로 돌출되어 일측에 임펠러(미도시)가 장착되는 입력축(212)이 구비된다.
나아가, 상기 하우징(110)의 관통부 양측에는 입력축(212)이 끼워져 입력축(212)이 원활하게 회전할 수 있도록 지지하는 베어링(214)이 장착된다.
이때, 상기 입력축(212)의 끝단부, 즉 임펠러가 장착된 반대 방향에는 입력축(212)을 지지하는 지지부재(216)가 구비되고, 이 지지부재(216)에 체결 고정되어 돌출된 입력축(212)의 일측부를 커버하는 제1커버부재(218)가 구비되며, 지지부재(216)의 내측에는 입력축(212)에 체결되어 임펠러의 회전시 발생되는 진동이나 소음을 최소화 또는 소음이 발생되는 것을 방지할 수 있도록 진동방지 베어링(220)이 더 구비된다.
아울러, 상기 입력축(212)에는 하우징(110)의 공간부(112)에 위치되게 체결 고정되는 제1기어(222)가 구비된다.
그리고, 상기 제1커버부재(218)가 구비된 반대 방향에는 입력축(212)이 설치되되, 하우징(110)에 고정되어 외부의 물이 하우징(110)의 내측으로 침투하는 것을 방지하는 실링이 구비된 제2커버부재(224)가 구비된다.
한편, 상기 하우징(110)에 고정되는 한 쌍의 베어링(214)은 구면로울러 베어링을 사용하고, 진동방지 베어링(220)은 테이퍼로울러 베어링을 사용하게 된다.
또한, 상기 입력부(210)의 제1기어(222)에 맞물려 입력부(210)로부터 입력된 회전 에너지를 전달하는 전달부(310)가 구비된다.
여기서, 상기 전달부(310)는 하우징(110)의 내측 공간부(112)에 설치되되, 입력부(210)의 제1기어(222)에 맞물려 회동하는 제1기어축(312)이 구비된다.
이때, 상기 제1기어축(312)은 양측부가 하우징(110)에 체결 고정되게 구비되되, 제1기어축(312)과 하우징(110)의 체결부에 각각 베어링(314))이 체결되고, 제1기어축(312)에는 제1기어(222)와 맞물리도록 일체로 형성된 제2기어(316)가 형성되며, 제2기어(316)와 근접되게 제1기어축(312)에 체결 고정되는 제3기어(318)가 구비된다.
나아가, 상기 제1기어축(312)의 제3기어(318)에 맞물려 회전하는 제2기어축(320)이 더 구비된다.
이때, 상기 제2기어축(320)은 양측부가 하우징(110)에 체결 고정되게 구비되되, 제1기어축(312)과 대응되게 장착되어 제2기어축(320)과 하우징(110)의 체결부에 각각 베어링(322)이 체결되고, 제1기어축(312)의 제3기어(318)에 맞물리는 제4기어(324)가 일체로 형성되고, 제4기어(324)에 근접되게 제2기어축(320)에 체결 고 정되는 제1베벨기어(326)가 구비된다.
아울러, 상기 제1기어축(312) 및 제2기어축(320)의 일측부, 즉 캡플랜지(120)가 구비된 반대 방향을 커버하는 제3커버부재(328)가 하우징(110)에 체결 고정된다.
그리고, 상기 전달부(310)에 결속되어 입력부(210)로부터 전달된 회전 에너지를 외부로 출력시키는 출력부(410)가 구비된다.
여기서, 상기 출력부(410)는 전달부(310)의 제2기어축(320)에 형성된 제1베벨기어(326)에 맞물리는 제2베벨기어(414)가 형성되고, 제2베벨기어(414)가 형성된 반대 방향은 하우징(110)의 외측으로 돌출되도록 출력축(412)이 구비된다.
이때, 상기 출력축(412)이 관통된 하우징(110)의 관통부에는 출력축(412)이 끼워지는 저어널(416)이 구비되고, 이 저어널(416)의 내측에는 출력축(412)을 지지함과 동시에 회전할 수 있도록 한 쌍의 베어링(418)이 구비되며, 저어널(416)의 외측부에는 하우징(110)에 고정되는 부시(420)가 구비된다.
나아가, 상기 출력축(412)은 하우징(110)의 외측으로 돌출된 방향을 커버함과 동시에 외부의 물이 하우징(110)의 내측으로 침투하는 것을 방지할 수 있도록 실링이 구비된 제4커버부재(422)가 저어널(416)에 체결 고정된다.
한편, 상기 제1,2기어축(312)(320)과 출력축(412)에 각각 끼워진 베어링(314)(322)(418)은 구면로울러 베어링을 사용하게 된다.
그리고, 제1,2,3,4기어(222)(316)(318)(324)는 서로 간에 맞물려 있는 접촉선이 길어지도록 하여 큰 힘으로 회전 에너지를 전달할 수 있도록 함과 동시에 소 음을 줄일 수 있도록 헬리컬기어를 사용하게 된다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 조류 발전기용 증속장치에 대한 작용관계를 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 따른 조류 발전기용 증속장치의 작용관계를 보인 도면이다.
이에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 조류 발전기용 증속장치(100)는 먼저, 바다에 설치하여 조류와 썰물에 의해 임펠러가 회전하게 되고, 이 임펠러의 회전 에너지원은 입력축(212)으로 입력되게 된다.
이때, 상기 입력축(212)으로 회전 에너지원이 입력되어 회전할 때 진동방지베어링(220)에 의해 흔들림 등 진동이 발생되는 것을 방지하여 입력축(212)의 회전시 발생되는 진동 등에 의해 증속장치(100)의 부품들이 파손되는 것을 방지할 수 있게 된다.
이렇게 상기 입력축(212)으로 입력된 회전 에너지원은 제1기어(222)에 맞물려 있는 제2기어(316)로 전달되어 제2기어(316)가 회전하면서 제1기어축(312)을 회전시키게 되고, 제1기어축(312)의 회전시 제3기어(318)도 동일하게 회전을 하게 된다.
이와 같이 상기 제3기어(318)가 회전함에 따라 제3기어(318)에 맞물려 있는 제4기어(324)가 회전을 하면서 제2기어축(320)을 회전시키게 된다.
이렇게 상기 제2기어축(320)의 회전에 의해 제2기어축(320)에 체결 고정된 제1베벨기어(326)가 동일하게 회전을 하게 된다.
따라서, 상기 제2기어축(320)의 회전에 의해 제1베벨기어(326)가 회전하게 되고, 제1베벨기어(326)에 맞물려 있는 제2베벨기어(414)가 회전하면서 출력축(412)이 회전을 하게 되어 증속된 회전 에너지원이 외부로 출력되게 된다.
이와 같이 상기 입력축(212)으로 입력된 회전 에너지원이 제1기어축(312) 및 제2기어축(320)이 입력축(212)으로부터 회전 에너지원을 전달받아 회전하는 과정에서 회전 에너지원이 증속되게 되고, 증속된 회전 에너지원은 출력축(412)을 통하여 외부로 출력되게 된다.
상기에서는 본 발명에 따른 조류 발전기용 증속장치에 대한 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 권리범위에 속한다
본 발명은 조류 발전기용 증속장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 임펠러가 설치되는 입력축이 임펠러의 작동에 의한 진동 및 흔들림을 방지하여 내구성이 저하되는 것을 방지할 수 있도록 한 조류 발전기용 증속장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 조류 발전기용 증속장치를 보인 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 조류 발전기용 증속장치의 측면도를 보인 도면.
도 3은 본 발명에 따른 조류 발전기용 증속장치의 작용관계를 보인 도면.
[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]
100 : 증속장치 110 : 하우징
112 : 공간부 120 : 캡플랜지
210 : 입력부 212 : 입력축
214, 314, 322, 418 : 베어링 216 : 지지부재
218, 224, 328, 422 : 제1,2,3,4커버부재
220 : 진동방지 베어링
222, 316, 318, 324 : 제1,2,3,4기어
310 : 전달부 312, 320 : 제1,2기어축
326, 414 : 제1,2베벨기어 410 : 출력부
412 : 출력축 416 : 저어널
420 : 부시

Claims (11)

  1. 하우징과,
    상기 하우징의 공간부에 설치되어 임펠러의 회전에 의해 발생되는 회전에너지가 입력되는 입력부와,
    상기 입력부에 결속되어 입력부로 입력된 회전에너지를 전달하는 전달부와,
    상기 전달부에 결속되어 외부로 회전에너지를 외부로 출력하는 출력부로 이루어진 것을 특징으로 하는 조류 발전기용 증속장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징은 내측에 공간부가 형성되고 일측부가 캡플랜지에 의해 커버된 것을 특징으로 하는 조류 발전기용 증속장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 입력부는 하우징의 공간부에 구비되되, 하우징의 캡플랜지와 캡플랜지의 반대 방향 외측으로 돌출되게 입력축이 구비되고,
    상기 하우징의 관통부와 입력축 사이에는 베어링이 구비되며,
    상기 입력축에 제1기어가 장착되고,
    상기 캡플랜지의 반대 방향으로 돌출된 입력축을 커버하는 커버 지지하는 지지부재가 구비되며,
    상기 지지부재의 내측에는 입력축에 체결되는 진동방지베어링이 구비된 것을 특징으로 하는 조류 발전기용 증속장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 입력축의 일측부을 커버하되, 지지부재에 결합 고정되는 제1커버부재가 구비되고,
    상기 입력축의 타측부에 끼워져 고정되는 제2커버부재가 구비된 것을 특징으로 하는 조류 발전기용 증속장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징의 공간부에 설치되되, 입력부의 제1기어에 맞물려 회전하는 제1기어축이 구비되고,
    상기 제1기어축에 결속되어 회전하는 제2기어축이 구비된 것을 특징으로 하는 조류 발전기용 증속장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상시 제1기어축은 입력축의 제1기어에 맞물리는 제2기어가 구비되고,
    상기 제1기어축의 양측 끝단부 외측과 하우징의 사이에는 베어링이 구비되며,
    상기 제2기어와 근접되게 제1기어축에는 제3기어가 체결 고정된 것을 특징으 로 하는 조류 발전기용 증속장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제2기어축은 제1기어축과 대응되게 장착되되, 제3기어와 맞물리는 제4기어가 구비되고,
    상기 제2기어축에는 제4기어와 이격되게 제1베벨기어가 체결 고정된 것을 특징으로 하는 조류 발전기용 증속장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 하우징에 체결고정되는 제1기어축과 제2기어축의 일측부를 커버하는 제3커버부재가 구비된 것을 특징으로 하는 조류 발전기용 증속장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 출력부는 연결부의 제1베벨기어에 맞물리는 제2베벨기어가 일측부에 형성되고, 반대 방향으로 하우징의 외측으로 돌출되게 출력축이 구비된 것을 특징으로 하는 조류 발전기용 증속장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 출력축이 관통된 하우징에는 부시가 끼워지고, 이 부시의 내측에는 저어널이 끼워지며, 이 저어널의 내측에는 출력축을 지지 및 회동 가능하게 체결되는 베어링이 구비된 것을 특징으로 하는 조류 발전기용 증속장치.
  11. 제 3 항, 제 6 항, 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1기어, 제2기어, 제3기어는 헬리컬기어인 것을 특징으로 하는 조류 발전기용 증속장치.
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