KR101078529B1 - 파력발전장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 해수면이 유동되는 바닷가에 설치하여 해수면의 유동에 따라 전기적에너지를 생성할 수 있는 파력발전장치에 관한 것이다.
본 발명의 구성은 해저면의 상부에 고정 설치되는 받침부와, 상기 받침부의 상측에 높이조절이 가능한 연결부를 통하여 수직방향을 이루게 설치되는 지지포스트와, 상기 지지포스트에 상,하 슬라이딩 가능하게 결합 설치되어 해수면의 유동에 대응되게 유동되는 부유기와, 상기 지지포스트를 통하여 부유기가 원활하게 상,하 유동되게 하기 위하여 상기 지지포스트와 부유기에 연결 설치되는 부유기고정부를 포함하고, 상기 부유기고정부의 상측에는 상기 지지포스트를 중심으로 대향되게 각각 설치되되, 힌지 연결되어 상기 부유기의 상,하 유동에 대응되게 유동되는 제1유동기어 및 제2유동기어가 구비되고, 상기 지지포스트의 상측에는 상기 제1유동기어 및 제2유동기어가 관통 결합되어 상기 부유기의 상,하 유동에 따라 전기적 에너지를 생성하는 발전부가 구비되어 구성된다.
위와 같은 본 발명은 첫째, 해수면의 유동에 따라 전기적에너지를 형성하는 발전장치로써 해수면의 유동에 대응되게 상,하 유동되는 부유기와, 상기 부유기의 상,하 유동에 따라 발전기에 회전력을 전달하는 제1유동기어 및 제2유동기어를 통하여 효율적으로 발전기를 회전시킴에 따라 파력을 이용한 전기적에너지 생성을 효율적으로 이룰 수 있다.
둘째, 해수면이 유동되는 바닷가에 설치하여 사용하는 경우에도 부유기와 지 지포스트를 연결하는 부유기고정부를 통하여 부유기가 보다 넒은 범위로 원활하게 유동되게 하여 해수면의 급격한 유동변화에도 원활하게 대응할 수 있어 파손 등으로부터 보호할 수 있고, 이에 따른 효율적인 전기적에너지 생산작업을 할 수 있다.
셋째, 해수면의 높이가 변화하여 부유기가 기울어져도 부유기고정부와 부유기 및 지지포스트의 결합이 원활하게 유동가능하도록 연결되어 해수면의 유동에 유연하게 대응하여 효율적인 전기적에너지 생산작업을 할 수 있다.
넷째, 부유기의 상부에 구비된 제1유동기어 및 제2유동기어와 치합되게 결합되어 발전기에 회전력을 부여하는 제1회전기어, 제2회전기어, 회동축, 연결기어를 통하여 해수면의 상,하 유동에 원활하게 대응하여 발전기에 회전력을 전달할 수 있음은 물론이고, 상기 회동축에 결합된 플라이휠을 통하여 회동축의 회전력을 유지하여 발전기의 원활한 회전을 유도함으로써 사용상 편리함은 물론이고, 장비의 교체없이도 장기간 사용하여 설치비용 및 원가절감등의 효과를 얻을 수 있는 것이다.
다섯째, 해수면의 유동에도 원활하게 대응하는 부유기, 부유기고정부를 통하여 바닷가에 설치된 파력발전장치의 급격한 유동을 방지하여 안정성을 확보할 수 있고, 특히, 지지포스트의 파손을 방지하여 부유기고정부와 부유기를 원활하게 재 설치할 수 있어 사용상의 편리함은 물론 이에 따른 비용 절감등의 효과를 얻을 수 있는 것이다.
부유기, 파력, 해수면, 해저면

Description

파력발전장치{Electric power generation system using wave force}
본 발명은 파력발전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 해수면의 급격한 유동에도 부유기와 지지포스트를 연결하는 부유기고정부를 통하여 파손의 위험없이 안전하게 사용할 수 있고, 해수면의 유동에 원활하게 대응하여 상,하 유동됨으로써 발전기에 회전력을 전달하는 제1유동기어 및 제2유동기어 그리고, 이와 결합 구성되는 발전부를 통하여 원활한 발전기의 회전력을 도모함으로써 해수면이 유동하는 바닷가에 편리하게 설치하여 효율적인 파력발전을 이룰 수 있도록 한 파력발전장치에 관한 것이다.
일반적으로 파력발전이란 파도의 움직임 속에 존재하는 운동에너지를 통하여 발전기를 구동함으로써 전기적에너지원을 생산하는 것을 말하는 것이다.
위와 같은, 파력발전을 이루기 위한 발전장치는 파도 즉, 해수면의 유동을 이용하여 발전기를 회전시키고, 이러한 회전운동을 통하여 전기적에너지의 생산이 가능한 발전기를 회전시키는 것이다.
최근에는 심한 에너지출력의 변동과 대규모 발전플랜트를 해상에 계류키는 문제를 개선하여 보다 폭 넓게 파력에너지를 생산하여 이용하고자 파력자원이 풍부한 일본, 영국, 노르웨이와 같은 나라에서도 파력발전장치를 이용한 에너지개발이 활발하게 추진되고 있으며, 이를 이루기 위한 방법 및 장치가 다양하게 제공되고 있는 실정이다.
예컨대, 종래에는 해수면의 상,하 유동에 따라 회전운동을 하는 부유식 구조물을 이용한 파력발전장치 또는 해수면의 상부에 부유식 구조물을 설치하고 이러한 부유식 구조물이 해수면의 유동에 의해 연직 방향으로 왕복 운동함에 따라 부유식 구조물에 연결된 연결장치에 작용하는 축력을 회전운동으로 변환함으로써 전기적에너지를 생산할 수 있는 파력발전장치등이 제안된 바 있다.
그러나, 상기와 같은 종래의 파력발전장치는 자연에너지(운동에너지)를 이용하여 환경오염을 줄임과 동시에 발전장치를 제공할 수 있는 본연의 목적은 이룰 수 있으나, 파력발전장치의 설비비용에 비하여 경제적 효율이 낮았으며 태풍이나 해일등과 같이 해수면이 급격한 유동을 이루게 되는 경우에는 해수면에 따라 상,하 운동을 하는 부유식 구조물이 손쉽게 손상되거나 파손될 수 있어 재설치가 어렵고, 이에 따른 추가비용 증대의 문제가 있었으며, 설치한 후에도 손쉽게 유지 및 관리를 이루기 어려운 문제로 인하여 해수면의 상,하 유동을 이용한 파력발전장치의 경 제적인 효율성이 낮아지는 문제가 있었다.
또한, 파력발전을 이루고자 하는 바닷가에 설치한 후에도 해수면의 유동에 따라 유동되는 부유식구조물과 전기적에너지를 생성하는 발전장치의 결합이 단순한 일방향 회전을 이루도록 구성되어 해수면의 운동에너지를 효율적인 전기적에너지로 변환하기 어려운 문제가 있었던 것이다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 파력발전을 이루고자 하는 바닷가에 설치하여 해수면의 상,하 유동을 이용하여 전기적에너지를 생성하고자 할 때 해수면의 유동에 대응되게 유동되는 부유기와, 이에 연결되어 전기적에너지를 생성하는 발전부를 통하여 전기적에너지를 생산할 수 있는 파력발전장치로서, 해수면의 상,하 유동을 따라 발전기의 회전력을 원활하게 유지시킬 수 있도록 구성되어 효율적인 파력발전을 이룰 수 있는 파력발전장치를 제공한다.
그리고, 본 발명의 다른 목적은 급격한 해수면의 유동에도 유연하게 대응할 수 있도록 연결 구성함으로써 설치한 후에도 유지 및 보수가 편리함은 물론이고, 파손의 위험을 최소한으로 줄여 안정적이고 효율적인 파력발전을 이룰 수 있도록 함으로써 파력발전을 이루기 위한 전체비용 절감 효과를 얻을 수 있는 파력발전장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 해저면의 상부에 고정 설치되는 받침부와, 상기 받침부의 상측에 높이조절이 가능한 연결부를 통하여 수직방향을 이루게 설치되는 지지포스트와, 상기 지지포스트에 상,하 슬라이딩 가능하게 결합 설치되어 해수면의 유동에 대응되게 유동되는 부유기와, 상기 지지포스트를 통하여 부유기가 원활하게 상,하 유동되게 하기 위하여 상기 지지포스트와 부유기에 연결 설 치되는 부유기고정부를 포함하고, 상기 부유기고정부의 상측에는 상기 지지포스트를 중심으로 대향되게 각각 설치되되, 힌지 연결되어 상기 부유기의 상,하 유동에 대응되게 유동되는 제1유동기어 및 제2유동기어가 구비되고, 상기 지지포스트의 상측에는 상기 제1유동기어 및 제2유동기어가 관통 결합되어 상기 부유기의 상,하 유동에 따라 전기적 에너지를 생성하는 발전부가 구비되어 구성된다.
이때, 상기 연결부는 상기 받침부에 삽입되는 고정바가 구비된 하부고정판과, 상기 하부고정판에 일체로 형성되어 상부로 돌출 형성되는 다수개의 채결핀을 포함하고, 상기 지지포스트의 하단에는 상기 체결핀이 삽입 후 고정되는 다수개의 체결공과, 상기 체결공에 삽입된 체결핀과 결합되는 다수개의 고정너트를 포함하며, 상기 지지포스트와 하부고정판 간의 결합시, 상기 연결부의 체결핀이 지지포스트의 체결공에 관통 결합된 후 상기 고정너트를 통하여 견고하게 고정될 수 있다.
또한, 상기 부유기고정부는 원형링의 형상으로 상기 지지포스트가 관통되는 관통공이 구비되어 상기 지지포스트를 감싸도록 설치되는 다수개의 유동링과, 상기 유동링의 외측에 설치되어 상기 유동링을 견고하게 고정하는 고정하우징과, 상기 고정하우징의 내측에 설치되되, 상기 지지포스트의 외측과 밀착되게 설치되는 다수개의 유동롤러와, 상기 고정하우징과 상기 부유기를 견고하게 연결시키기 위하여 상기 고정하우징의 상측에 하향 경사를 이루도록 힌지 연결되어 상기 부유기의 상면에 힌지 결합되는 다수개의 연결바를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 제1유동기어 및 제2유동기어는 렉기어로 형성되고, 상기 발전부는 상기 제1유동기어 및 제2유동기어가 관통 결합되어 안내되는 가이드부가 구비되 어 상기 지지포스트의 상측에 체결볼트를 통하여 견고하게 고정되는 본체와, 상기 본체의 내측에 설치되되, 역회전을 방지하는 제1클러치가 내측에 구비되어 상기 제1유동기어와 치합되게 결합되는 제1회전기어와, 상기 본체의 내측에 설치되되, 역회전을 방지하는 제2클러치가 내측에 구비되어 상기 제2유동기어와 치합되게 결합되는 제2회전기어와, 상기 제1클러치 및 제2클러치의 중심측에 관통 설치되어 상기 제1클러치 및 제2클러치의 회전방향과 대응되게 회전되는 회동축을 포함하고, 상기 회동축의 일측에는 회동축의 회전력을 전달하는 연결기어 및, 상기 연결기어의 회전력을 전달받아 전기적에너지를 생성하는 발전기가 구비되고, 상기 회동축의 타측에는 회동축의 회전력을 유지시키기 위하여 플라이휠이 결합 구성될 수 있다.
또한, 상기 가이드부는 상기 제1유동기어 및 제2유동기어가 관통 결합되는 관통공과, 상기 관통공의 외측에 구비되어 상기 제1유동기어 및 제2유동기어와 밀착되게 설치되는 가이드롤러가 각각 구비되어 상기 본체를 중심으로 대칭되는 형상을 이루도록 형성되고, 상기 제1클러치 및 제2클러치는 상기 지주포스트를 중심으로 상호 대칭되는 형상을 이루도록 상기 제1회전기어 및 제2회전기어의 중심축에 결합 구성될 수 있다.
더하여, 상기 본체는 상기 제1회전기어 및 제2회전기어가 안착 설치되는 제1본체와, 상기 제1본체의 일측에 결합볼트를 통하여 설치되되, 상기 발전기와 연결되는 연결기어가 안착 설치되는 제2본체를 포함하여 형성될 수 있다.
그리고, 상기 제1회전기어 및 제2회전기어는 피니언기어를 사용하는 것이 바람직하며, 상기 받침부는 콘크리트, 고무, 철 중에서 선택된 어느 하나로 형성되 고, 상기 부유기의 일측에는 해수면의 유동에 원활히 대응되게 경사부가 형성되어 구성될 수 있다.
이상과 같은 본 발명은 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
첫째, 해수면의 유동에 따라 전기적에너지를 형성하는 발전장치로써 해수면의 유동에 대응되게 상,하 유동되는 부유기와, 상기 부유기의 상,하 유동에 따라 발전기에 회전력을 전달하는 제1유동기어 및 제2유동기어를 통하여 효율적으로 발전기를 회전시킴에 따라 파력을 이용한 전기적에너지 생성을 효율적으로 이룰 수 있다.
둘째, 해수면이 유동되는 바닷가에 설치하여 사용하는 경우에도 부유기와 지지포스트를 연결하는 부유기고정부를 통하여 부유기가 보다 넒은 범위로 원활하게 유동되게 하여 해수면의 급격한 유동변화에도 원활하게 대응할 수 있어 파손 등으로부터 보호할 수 있고, 이에 따른 효율적인 전기적에너지 생산작업을 할 수 있다.
셋째, 해수면의 높이가 변화하여 부유기가 기울어져도 부유기고정부와 부유기 및 지지포스트의 결합이 원활하게 유동가능하도록 연결되어 해수면의 유동에 유연하게 대응하여 효율적인 전기적에너지 생산작업을 할 수 있다.
넷째, 부유기의 상부에 구비된 제1유동기어 및 제2유동기어와 치합되게 결합되어 발전기에 회전력을 부여하는 제1회전기어, 제2회전기어, 회동축, 연결기어를 통하여 해수면의 상,하 유동에 원활하게 대응하여 발전기에 회전력을 전달할 수 있 음은 물론이고, 상기 회동축에 결합된 플라이휠을 통하여 회동축의 회전력을 유지하여 발전기의 원활한 회전을 유도함으로써 사용상 편리함은 물론이고, 장비의 교체없이도 장기간 사용하여 설치비용 및 원가절감등의 효과를 얻을 수 있는 것이다.
다섯째, 해수면의 유동에도 원활하게 대응하는 부유기, 부유기고정부를 통하여 바닷가에 설치된 파력발전장치의 급격한 유동을 방지하여 안정성을 확보할 수 있고, 특히, 지지포스트의 파손을 방지하여 부유기고정부와 부유기를 원활하게 재 설치할 수 있어 사용상의 편리함은 물론 이에 따른 비용 절감등의 효과를 얻을 수 있는 것이다.
이하, 도시하여 첨부된 도면에 따라 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
상기 설명에 앞서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
먼저, 도시된 도 1 내지 도 7에 따라 구성을 설명한다.
해저면(S1)의 상부에 고정 설치되는 받침부(100)와, 상기 받침부(100)의 상측에 높이조절이 가능한 연결부(150)를 통하여 수직방향을 이루게 설치되는 지지포스트(200)와, 상기 지지포스트(200)에 상,하 슬라이딩 가능하게 결합 설치되어 해수면(S2)의 유동에 대응되게 유동되는 부유기(300)와, 상기 지지포스트(200)를 통하여 부유기(300)가 원활하게 상,하 유동되게 하기 위하여 상기 지지포스트(200)와 부유기(300)에 연결 설치되는 부유기고정부(400)를 포함하고, 상기 부유기고정부(400)의 상측에는 상기 지지포스트(200)를 중심으로 대향되게 각각 설치되되, 힌지(H) 연결되어 상기 부유기(300)의 상,하 유동에 대응되게 유동되는 제1유동기어(450) 및 제2유동기어(460)가 구비되고, 상기 지지포스트(200)의 상측에는 상기 제1유동기어(450) 및 제2유동기어(460)가 관통 결합되어 상기 부유기(300)의 상,하 유동에 따라 전기적 에너지를 생성하는 발전부(500)를 구비하여 구성한다.
상기 받침부(100)는 파력발전장치를 설치하고자 하는 위치에 지지포스트(200)를 고정하기 위하여 상기 지지포스트(200)의 하부에 고정 설치하는 것으로 해수면(S2)의 유동에도 지지포스트(200)를 견고하게 유지할 수 있도록 콘크리트, 고무, 철과 같이 무거운 중량을 이루는 재질로 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 지지포스트(200)는 상기 받침부(100)의 상측에 연결부(150)를 통하여 고정설치됨으로써 상기 연결부(150)의 상,하 높이를 조절하여 지지포스트(200)의 높이 또한 조절할 수 있도록 구성된다.
이때, 상기 지지포스트(200)는 사각형의 바 형상으로 구성하여 지지포스트(200)에 결합되는 부유기고정부(400) 및 부유기(300)가 해수면(S1)의 유동에 의 해 상,하 운동만 이룰 뿐 회전되지 않도록 형성하는 것이 가장 바람직하며, 바닷물에 장기간 침수되어 설치된 상태로 있더라도 부식되어 손상되지 않고 장기간 사용할 수 있도록 하기 위하여 비용 및 설치여건을 감안하여 스테인레스, 철, 구리, 알루미늄과 같은 금속 중 선택된 어느 하나를 사용자가 선택하여 형성할 수 있는 것이다.
상기 받침부(100)와 지지포스트(200)를 연결 구성하는 연결부(150)는 상기 받침부(100)에 삽입되어 고정될 수 있는 고정바(151-1)가 구비된 하부고정판(151)과, 상기 하부고정판(151)의 상부에 일체로 돌출 형성되는 다수개의 체결핀(152)으로 구성된다.
상기 하부고정판은(151)은 상기 받침부(100)의 상측과 밀착되게 설치되는 것으로 상기 고정바(151-1)를 통하여 받침부(100)에 견고하게 결합되는 것이다.
상기 받침부(100)와 고정바(151-1)의 결합은 사용자의 선택에 따라 받침부(100)에 일정한 결합구멍(미도시)을 형성한 후 상기 고정바(151-1)를 삽입하여 고정 설치할 수 있음은 물론이고, 콘크리트와 같은 재질을 사용하여 받침부(100)를 형성함으로써 상기 받침부(100)의 내측으로 고정바(151-1)가 결합된 상태를 유지하며 받침부(100)를 형성하여 고정바(151-1)와 받침부가 일체로 결합되도록 형성할 수도 있는 것이다.
이는 받침부(100)의 재질 또는 설치하고자 하는 장소의 여건등에 따라 사용자가 적절하게 변경하여 받침부(100)에 연결되는 고정바(151-1)를 결합하여 받침부(100)와 하부고정판(151)이 밀착 고정되도록 결합할 수 있는 것이다.
상기 체결핀(152)은 상기 하부고정판(151)의 상부에 일체로 형성되어 상기 지지포스트(200)의 하단에 관통 결합되는 것으로 이를 위하여, 상기 지지포스트(200)의 하단에는 상기 체결핀(152)이 관통 삽입될 수 있는 다수개의 체결공(210)을 형성하고, 상기 체결공(210)에 삽입된 체결핀(152)과 결합되는 다수개의 고정너트(220)를 포함하여 구성된다.
예컨대, 상기 체결핀(152)이 상기 지지포스트(200)의 하단에 형성된 체결공(210)에 관통결합된 후 설치하고자 하는 위치 또는 환경에 따라 상기 체결핀(152)에 다수개의 고정너트(220)를 결합하여 상기 지지포스트(200)와 받침부(100)의 거리를 조절하며 상기 지지포스트(200)를 받침부(100)의 상부에 견고하게 고정하게 되는 것이다.
이때, 바람직하게는 도 5에서와 같이, 상기 고정너트(220)를 통하여 상기 지지포스트(200)의 체결공(210)을 중심으로 상기 체결핀(152)의 상,하부를 견고하게 고정하여 지지포스트(200)가 상기 고정너트(220)에 의해 아래로 처지거나 상기 연결부(150)와 지지포스트(200)의 결합이 분리되지 않도록 연결 구성하는 것이다.
상기에서 설명한 바와 같이, 상기 받침부(100)의 상측에 연결부(150)를 통하여 상기 지지포스트(200)의 높이를 조절하며 결합 구성함으로써 해저면(S2)이 불규칙한 형태를 이루더라도 지지포스트(200)의 체결공(210)에 관통 결합된 체결핀(152)과 이를 고정하는 다수개의 고정너트(200) 간의 결합을 조절하여 지지포스트(200)가 기울어지지 않고 수직방향을 이루며 견고하게 설치 되는 것이다.
상기 부유기(300)는 해수면(S1)의 유동에 대응되게 유동될 수 있도록 상기 지지포스트(200)의 상,하 방향으로 슬라이딩 가능하게 결합 설치된다.
이때, 상기 부유기(300)는 상기 지지포스트(200)와 결합된 상태에서 해수면(S1)의 유동에 따라 원활하게 유동되도록 기체를 수용한 박스형의 부유기는 물론이고, 스치로폼과 같이 부력을 갖는 재질을 사용하여 부유기를 형성할 수 있음은 물론이다. 특히, 부유기(300)의 일측으로 해수면(S1)의 유동을 원활하게 전달받을 수 있도록 경사부(도시하지 않음)를 형성하여 구성하는 것이다.
또한, 상기 부유기(300)는 지지포스트(200)에 원활하게 결합되어 유동될 수있도록 관통공(미도시)이 구비되어 구성될 수 있으며, 사용자의 선택에 따라 상기 관통공(미도시)을 상기 지지포스트의 직경보다 2~3배 크게 형성하여 해수면의 유동에 유동되도록 구성할 수도 있는 것이다.
상기 부유기고정부(400)는 상기 지지포스트(200)와 결합된 부유기(300)의 유동에 따라 상,하 유동됨은 물론이고, 상기 지지포스트(200)와 부유기(300)를 견고하게 연결하기 위한 것으로, 이를 위하여, 상기 지지포스트(200)가 관통될 수 있는 관통공(410a)이 구비된 링의 형상으로 상기 지지포스트(200)의 외측을 감싸도록 설치되되, 상기 지지포스트(200)의 길이 방향으로 이격 설치되는 다수개의 유동링(410)이 구비되고, 상기 유동링(410)을 상호 견고하게 고정하기 위하여 상기 유동링(410)의 외측에는 고정하우징(420)이 결합 설치되며, 상기 고정하우징(420)의 내측에는 상기 지지포스트(200)의 외면과 밀착되어 상기 고정하우징(420)의 상,하 유동을 원활하게 유도하는 다수개의 유동돌러(430)가 설치 구성된다.
또한, 상기 고정하우징(420)의 상측에는 하향 경사를 이루며 상기 고정하우 징(420) 및 상기 부유기(300)와 힌지(H) 연결되는 다수개의 연결바(440)가 결합 구성된다.
이에 따라, 상기 부유기(300)가 상기 지지포스트(200)의 길이방향으로 상,하 유동되는 경우에도 힌지(H) 연결되는 다수개의 연결바(440)를 통하여 해수면(S1)의 변화에도 부유기(300) 및 부유기고정부(400)가 원활하게 유동되도록 구성되어 부유기(300)와 지지포스트(200)의 파손은 물론이고 그 결합상태 또한 분리되는 것을 방지할 수 있는 것이다.
그리고, 상기 부유기고정부(400)의 고정하우징(420) 내측으로 상기 지지포스트와 밀착되게 설치되는 다수개의 유동롤러(430)를 통하여 상기 지지포스트(200)의 길이방향으로 상기 부유기(300)는 물론이고, 상기 지지포스트(200)와 부유기(300)를 연결하는 부유기고정부(400)가 원활하게 상,하 유동됨으로써 해수면(S1)의 변화에도 원활한 대응이 가능하게 되는 것이다.
상기에서는 상기 지지포스트(200)의 외측을 감싸며 결합되는 유동링(410), 고정하우징(420), 유동롤러(430), 연결바(440)의 구성을 통하여 상기 지지포스트(200)의 상,하 방향으로 부유기(300) 및 부유기고정부(400)가 원활하게 유동을 이루도록 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 상술한 유동링(410), 고정하우징(420), 유동롤러(430), 연결바(440)의 구성을 모두 적용하지 않고 사용자의 선택에 따라 적용하고자 하는 구성만을 적용하여 일체로 형성할 수 있음은 물론이고, 이에 따른, 구성을 편리하게 변경하여 적용함으로써 설치 및 시설비용등을 절감할 수도 있는 것이다.
이때, 특히 상기 부유기고정부(400)의 상측에는 상기 지지포스트(200)를 마주보는 방향으로 대향되게 각각 설치하되, 힌지(H)를 통하여 결합되어 상기 부유기(300)가 상,하 유동될 시, 이러한 유동에 대응되게 유동되는 부유기고정부(400)와 동시에 유동될 수 있는 제1유동기어(450) 및 제2유동기어(460)가 구비되어 구성된다.
상기 제1유동기어(450) 및 제2유동기어(460)는 렉기어로 구성되며, 상기 부유기고정부(400)의 상측으로 바 형상을 이루며 연장 형성되어 상호 대향되는 형상이 마주보는 상태를 이루도록 설치 구성하는 것이 바람직하다.
상기 발전부(500)는 상기 제1유동기어(450) 및 제2유동기어(460)가 관통 결합될 수 있도록 가이드공(511)이 구비된 본체(510)가 상기 지지포스트(200)의 상측에 체결볼트(P)를 통하여 견고하게 결합되는 것이다.
이때, 상기 제1유동기어(450) 및 제2유동기어(460)가 상기 발전부(500)를 관통하여 결합되는 경우 상기 발전부(500)의 내측에서 상기 제1유동기어(450)와 제1회전기어(520)가 치합되게 결합되고, 상기 제2유동기어(460)와 제2회전기어(530)가 치합되게 결합 구성되는 것이다.
또한, 상기 제1회전기어(520)의 내측에는 역회전을 방지하는 제1클러치(521)가 결합되고, 상기 제2회전기어(530)의 내측에는 상기 제1클러치(521)와 대향되는 형상을 이루며 제2회전기어(530)의 역회전을 방지하는 제2클러치(531)가 결합 구성된다.
이는 즉, 상기 제1클러치(521) 및 제2클러치(531)는 회전 방향이 동일하게 이루어지도록 상기 제1회전기어(520) 및 제2회전기어(530)의 내측에 설치 구성되는 것이다.
그리고, 상기 제1클러치(521)와 제2클러치(531)의 중심부에는 상기 제1클러치(521) 및 제2클러치(531)의 회전방향과 대응되게 회전되는 회동축(540)이 연결 구성되고, 상기 회동축(540)의 일측에는 연결기어(550)와 상기 연결기어(550)의 회전력을 통하여 전기적에너지를 생성하는 발전기(560)가 결합 구성되며, 상기 회동축(540)의 타측에는 상기 회동축(540)이 회전되는 경우 그 회전력을 유지하기 위하여 플라이휠(570)이 결합 구성된다.
이는 특히, 상기 제1유동기어(450) 및 제2유동기어(460)는 도 4 및 도 5에서 도시된 바와 같이, 상호 마주보는 방향을 이루며 상기 제1회전기어(520) 및 제2회전기어(530)와 치합되게 결합 구성되는 것이며, 상기 제1클러치(521) 및 제2클러치(531)는 상기 제1유동기어(450) 및 제2유동기어(460)의 상,하 유동 시, 상기 제1회전기어(520) 및 제2회전기어(530)의 회전력을 전달받아 동일한 방향으로 회동축(540)을 회전시킬 수 있도록 상호 대향되는 형상으로 마주보는 방향을 이루며 상기 제1회전기어(520) 및 제2회전기어(530)의 중심부에 결합 구성되는 것이다.
예컨대, 도 2 및 도 7에서와 나타낸 바와 같이, 상기 지지포스트(200)의 길이방향으로 부유기고정부(400)가 상승되어 상기 제1유동기어(450) 및 제2유동기어(460)가 상부로 이동하게 되는 경우에 상기 제1유동기어(450)와 치합되게 결합된 제1회전기어(520)의 회전력이 내측에 구비된 제1클러치(521)로 전달되어 상기 제1회전기어(520)의 회전방향과 동일하게 회전됨으로써 상기 제1클러치(521)에 관통 결합된 회동축(540)이 회전되는 것이며, 이와는 반대로 상기 제2유동기어(460)가 상승하더라도 상기 제2회전기어(530)는 공회전만 이룰 뿐 내측에 구비된 제2클러치(531)에 회전력을 전달하지 못하고 계속 회전하게 되므로 상기 제2클러치(531)에 관통 결합된 회동축(540)에는 회전력이 전달되지 못하는 것이다.
또한, 상기 지지포스트(200)의 길이방향으로 부유기고정부(400)가 하강되어 상기 제1유동기어(450) 및 제2유동기어(460)가 하강하게 되는 경우에는 상기 제1유동기어(450)와 치합되게 결합된 제1회전기어(520)가 회전하더라도 상기 제1회전기어(520)의 내측에 구비된 제1클러치(521)에는 제1회전기어(520)의 회전력이 전달되지 못하여 상기 제1클러치(521)에 관통 결합된 회동축(540)은 회전되지 않게 되는 것이며, 상기 제2유동기어(460)의 하강으로 인하여 상기 제2회전기어(530)가 회전하게 되는 경우에는 제2회전기어(530)의 내측에 구비된 제2클러치(531)에는 상기 제2회전기어(530)의 회전력이 전달되어 제2클러치(531)에 관통 결합된 회동축(540)이 회전되게 되는 것이다.
이는 즉, 상기 회동축(540)은 상기 부유기고정부(400)의 상,하 유동에 따라 상기 제1유동기어(450) 및 제2유동기어(460)가 상,하 유동되는 경우에 상기 부유기고정부(400)의 상승시에는 상기 제1유동기어(450)의 회전력이 제1회전기어(520)로 전달된 후 상기 제1클러치(521)를 통하여 회동축(540)으로 전달되어 상기 회동축(540)이 회전하게 되고, 상기 부유기고정부(400)의 하강시에는 상기 제2유동기어(460)의 회전력이 제2회전기어(530)로 전달된 후 상기 제2클러치(531)를 통하여 회동축(540)으로 전달되어 상기 회동축(540)이 회전하게 됨으로써 상기 제1유동기 어(450) 및 제2유동기어(460)의 상,하 유동에 대응되게 회동축(540)이 동일한 방향으로 계속 회전을 이룰 수 있게 되는 것이다.
이와 같은 경우에 특히, 상기 제1클러치(521)는 상기 제1유동기어(450)가 상승하게 되는 경우에만 제1회전기어(520)의 회전력을 전달받아 회동축(540)으로 전달하고, 상기 제2클러치(531)는 상기 제2유동기어(460)가 하강하게 되는 경우에만 제2회전기어(531)의 회전력을 전달받아 회동축(540)으로 전달함으로써 상기 제1회전기어(521) 및 제2회전기어(531)의 역회전을 방지하며 동일한 방향으로 회동축(540)이 원활하게 회전될 수 있는 것이다.
그리고, 상기 플라이휠(570)을 통하여 상기 회동축(540)이 회전하게 되는 경우에 더욱 원활하게 회전력을 유지할 수 있게 되는 것이다.
또한, 상기 회동축(540)이 회전하게 되면 회동축(540)의 일측에 결합된 연결기어(550)가 회전하여 전기적에너지를 생성하는 발전기(560)의 기어(미도시)를 회전하여 발전기(560)를 작동시키게 되는 것이다.
이때, 상기에서는 상기 발전기(560)가 회동축(540)에 결합된 연결기어(550)를 통하여 회전함으로써 전기적에너지를 생성하도록 설명하였지만, 상기 발전기(560)는 모터를 사용할 수 있음은 물론이고 터빈과 같이 유동에너지를 전기적에너지로 변활할 수 있는 발전장치를 연결 구성하여 사용할 수도 있는 것이다.
더하여, 도 6에서와 같이, 상기 본체(510)의 가이드부(511)는 상기 제1유동기어(450) 및 제2유동기어(460)가 관통 결합되는 관통공(511a)이 구비되고, 상기 관통공(511a)의 외측에 구비되어 상기 제1유동기어(450) 및 제2유동기어(460)와 각 각 밀착되는 가이드롤러(511b)가 구비되어 구성된다.
이는, 상기 본체(510)의 관통공(511a)에 결합된 상기 제1유동기어(450) 및 제2유동기어(460)가 상기 가이드롤러(511b)를 통하여 원활하게 상,하 유동되도록 하기 위한 것이다.
또한, 상기 본체(510)는 상기 제1유동기어(450) 및 제2유동기어(460)가 안착 설치되는 제1본체(510-1)와, 상기 발전기(560)가 연결되는 연결기어(550)가 안착 설치될 수 있는 제2본체(510-2)로 형성하여 상기 제1회전기어(520), 제2회전기어(530), 연결기어(550)의 원활한 회전을 이룰 수 있도록 형성하는 것이 바람직하다.
더하여, 본 발명은 도 8에서 도시된 바와 같이, 받침부(100)를 별도로 구비하지 않고도 방파제(600)의 측벽에 연결부(150)를 통하여 지지포스트(200)를 연결 구성하여 부유기(300)의 유동에 따라 발전부(500)에서 전기적에너지를 생성하도록 설치 구성할 수도 있는 것이다.
이는 즉, 해수면(S1)의 유동이 이루어지는 장소에 따라 지지포스트(200)와 연결부(150)를 편리하게 변경하여 설치할 수 있게 함으로써 더욱 원활하게 파력발전을 이룰 수 있는 것이다.
이상과 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 부유기(300)가 해수면(S1)의 유동에 의해 지지포스트(200)의 길이방향으로 부유기고정부(400)와 연결된 상태를 유지하여 상승 및 하강하게 된다.
이 경우, 상기 부유기고정부(400)에 구비된 제1유동기어(450) 및 제2유동기 어(460)가 상기 발전부(500)의 본체(510)에 구비된 가이드부(511), 특히, 상기 가이드부(511)의 관통공(511a)을 관통하며 상,하 유동을 반복하게 된다.
즉, 상기 제1유동기어(450) 및 제2유동기어(460)는 상기 부유기(300)와 부유기고정부(400)의 상승시 동일하게 상승하게 되고, 하강시에는 동시에 하강하게 되는 것이다.
이에 따라, 상기 제1유동기어(450) 및 제2유동기어(460)가 상승하게 되면 제1유동기어(450)와 치합되게 결합된 상기 제1회전기어(520)가 내측에 구비된 제1클러치(521)와 동일한 방향으로 회전을 이루게 되고, 상기 제2유동기어(530)와 치합되게 결합된 제2회전기어(531)는 상기 제2회전기어(530)가 회전하더라도 내측에 구비된 제2클러치(531)는 회전하지 않게 되어 상기 제1클러치(521) 및 제2클러치(531)의 중심축에 관통 결합된 회동축(540)이 상기 제1클러치(521)의 회전에 의해 회전되게 되는 것이다.
그리고, 상기 제1유동기어(450) 및 제2유동기어(460)가 하강하게 되면 제2유동기어(460)와 치합되게 결합된 상기 제2회전기어(531)가 내측에 구비된 제2클러치(531)와 동일한 방향으로 회전을 이루게 되고, 상기 제1유동기어(450)와 치합되게 결합된 제1회전기어(520)는 상기 제1회전기어(520)가 회전하더라도 내측에 구비된 제1클러치(521)는 회전하지 않게 되어 상기 제1클러치(521) 및 제2클러치(531)의 중심축에 관통 결합된 회동축(540)이 상기 제2클러치(531)의 회전에 의해 회전되게 되는 것이다.
이는 즉, 상기 제1회전기어(520) 및 제2회전기어(530)의 내측에 구비된 제1 클러치(521) 및 제2클러치(531)는 역회전을 방지하는 작용을 하는 것으로 상기 지지포스트(200)의 길이방향으로 제1회동기어(450) 및 제2회동기어(460)가 상,하 유동을 반복하더라도 상승시에는 제1회전기어(520)의 회전력만이 제1클러치(521)로 전달되어 회동축(540)을 회전시키게 되고, 하강시에는 제2회전기어(530)의 회전력만이 제2클러치(531)로 전달되어 회동축(540)을 회전시키게 됨으로써 회동축(540)과 연결 구성된 연결기어(550)를 지속적으로 회전시켜 발전부(500)의 발전기(560)를 작동시키게 되는 것이다.
그리고, 상기 부유기고정부(400)와 부유기(300)는 힌지(H) 연결된 연결바(440)로 상호 구속되도록 결합되어 해수면(S1)의 급격히 변화하더라도 상기 부유기고정부(400)와 부유기(300)의 결합이 분리되지 않게 되는 것이다.
이를테면, 상기 부유기(300)가 해수면(S1)의 유동에 의해 흔들리더라도 힌지(H) 연결된 연결바(440)가 해수면(S1)의 유동에 대응하여 좌,우로 유동될 수 있어 상기 지지포스트(200)의 상,하 방향으로 상기 부유기고정부(400)가 원활하게 이동될 수 있게 되는 것이다.
이때, 상기 부유기고정부(400)는 다수개의 유동롤러(430)를 구비하여 상기 지지포스트(200)의 길이방향으로 부유기고정부(400)가 더욱 원활하게 상,하 유동될 수 있는 것이다.
이에 따라, 해수면(S1)의 유동이 발생될 수 있는 장소에 받침부(100)와 지지포스트(200)를 연결부(150)를 통하여 편리하게 설치 고정한 후 해수면(S1)의 유동에 따라 발전부(500)의 발전기(560)를 원활하게 작동시킴으로써 편리하고 효율적인 파력발전을 이룰 수 있는 것이다.
한편, 본 발명은 도 8에서와 같이, 해저면(S2)에 설치하기 위한 받침부(100)가 없이도 방파제(600)의 측벽과 같은 곳에 연결부(150)를 통하여 편리하게 고정 설치하여 파력발전을 이룰 수 있는 것이다.
즉, 도 8에서와 같이, 지지포스트(200)의 형상을 사용자가 적절히 변경하여 적용하게 되는 경우에는 해수면(S1)이 유동되는 장소에 더욱 편리하게 설치하여 해수면(S1)의 유동에 따라 파력발전을 원활하게 이룰 수 있는 것이다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 요지 또는 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개량 및 변경될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자에게 있어서 자명할 것이다.
도 1은 본 발명인 파력발전장치를 도시한 정면도.
도 2는 본 발명인 파력발전장치를 도시한 측면도.
도 3은 본 발명에 따른 파력발전장치의 발전부를 도시한 요부발췌 확대도.
도 4는 본 발명에 따른 파력발전장치의 부유기고정부를 도시한 요부발췌 확대도.
도 5는 본 발명에 따른 파력발전장치의 연결부를 도시한 요부발췌 확대도.
도 6은 본 발명인 발전부를 도시한 요부발췌 확대도.
도 7은 본 발명인 발전부의 크러치를 도시한 요부발췌 확대도.
도 8은 본 발명의 다른 실시예로 설치된 상태를 도시한 정면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호설명>
100: 받침부 150: 연결부
151: 하부고정판 151-1: 고정바
152: 체결핀 200: 지지포스트
210: 체결공 220: 고정너트
300: 부유기 400: 부유기고정부
410: 유동링 410a: 관통공
420: 고정하우징 430: 유동롤러
440: 연결바 450: 제1유동기어
460: 제2유동기어 500: 발전부
510: 본체 510-1: 제1본체
510-2: 제2본체 511: 가이드공
511a: 관통공 511b:가이드롤러
520: 제1회전기어 521: 제1클러치
530: 제2회전기어 531: 제2클러치
540: 회동축 550: 연결기어
560: 발전기 570: 플라이휠
600: 방파제 H: 힌지
P: 체결볼트 S1: 해저면
S2: 해수면

Claims (8)

  1. 해저면(S1)의 상부에 고정 설치되는 받침부(100)와,
    상기 받침부(100)의 상측에 높이조절이 가능한 연결부(150)를 통하여 수직방향을 이루게 설치되는 지지포스트(200)와,
    상기 지지포스트(200)에 상,하 슬라이딩 가능하게 결합 설치되어 해수면(S2)의 유동에 대응되게 유동되는 부유기(300)와,
    상기 지지포스트(200)를 통하여 부유기(300)가 원활하게 상,하 유동되게 하기 위하여 상기 지지포스트(200)와 부유기(300)에 연결 설치되는 부유기고정부(400)를 포함하고,
    상기 부유기고정부(400)의 상측에는 상기 지지포스트(200)를 중심으로 대향되게 각각 설치되되, 힌지(H) 연결되어 상기 부유기(300)의 상,하 유동에 대응되게 유동되는 제1유동기어(450) 및 제2유동기어(460)가 구비되고,
    상기 지지포스트(200)의 상측에는 상기 제1유동기어(450) 및 제2유동기어(460)가 관통 결합되어 상기 부유기(300)의 상,하 유동에 따라 전기적 에너지를 생성하는 발전부(500)가 구비되며,
    상기 부유기고정부(400)는,
    원형링의 형상으로 상기 지지포스트(200)가 관통되는 관통공(410a)이 구비되어 상기 지지포스트(200)를 감싸도록 설치되는 다수개의 유동링(410), 상기 유동링(410)의 외측에 설치되어 상기 유동링(410)을 견고하게 고정하는 고정하우징(420), 상기 고정하우징(420)의 내측에 설치되되, 상기 지지포스트(200)의 외측과 밀착되게 설치되는 다수개의 유동롤러(430), 및 상기 고정하우징(420)과 상기 부유기(300)를 견고하게 연결시키기 위하여 상기 고정하우징(420)의 상측에 하향 경사를 이루도록 힌지(H) 연결되어 상기 부유기(300)의 상면에 힌지(H) 결합되는 다수개의 연결바(440)를 포함하는 것을 특징으로 하는 파력발전장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 연결부(150)는
    상기 받침부(100)에 삽입되는 고정바(151-1)가 구비된 하부고정판(151)과,
    상기 하부고정판(151)에 일체로 형성되어 상부로 돌출 형성되는 다수개의 채결핀(152)을 포함하고,
    상기 지지포스트(200)의 하단에는
    상기 체결핀(152)이 삽입 후 고정되는 다수개의 체결공(210)과, 상기 체결공(210)에 삽입된 체결핀(152)과 결합되는 다수개의 고정너트(220)를 포함하며,
    상기 지지포스트(200)와 상기 하부고정판(151) 간의 결합시, 상기 연결부(150)의 체결핀(152)이 지지포스트(200)의 체결공(210)에 관통 결합된 후 상기 고정너트(220)를 통하여 견고하게 고정되는 것을 특징으로 하는 파력발전장치.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1유동기어(450) 및 제2유동기어(460)는 렉기어로 형성되고,
    상기 발전부(500)는
    상기 제1유동기어(450) 및 제2유동기어(460)가 관통 결합되어 안내되는 가이드부(511)가 구비되어 상기 지지포스트(200)의 상측에 체결볼트(P)를 통하여 견고하게 고정되는 본체(510)와,
    상기 본체(510)의 내측에 설치되되, 역회전을 방지하는 제1클러치(521)가 내측에 구비되어 상기 제1유동기어(450)와 치합되게 결합되는 제1회전기어(520)와,
    상기 본체(510)의 내측에 설치되되, 역회전을 방지하는 제2클러치(531)가 내측에 구비되어 상기 제2유동기어(460)와 치합되게 결합되는 제2회전기어(530)와,
    상기 제1클러치(521) 및 제2클러치(531)의 중심측에 관통 설치되어 상기 제1클러치(521) 및 제2클러치(531)의 회전방향과 대응되게 회전되는 회동축(540)을 포함하고,
    상기 회동축(540)의 일측에는 회동축(540)의 회전력을 전달하는 연결기어(550) 및,
    상기 연결기어(550)의 회전력을 전달받아 전기적에너지를 생성하는 발전기(560)가 구비되고,
    상기 회동축(540)의 타측에는 회동축(540)의 회전력을 유지시키기 위하여 플라이휠(570)이 결합 구성되는 것을 특징으로 하는 파력발전장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 가이드부(511)는
    상기 제1유동기어(450) 및 제2유동기어(460)가 관통 결합되는 관통공(511a)과, 상기 관통공(511a)의 외측에 구비되어 상기 제1유동기어(450) 및 제2유동기어(460)와 밀착되게 설치되는 가이드롤러(511b)가 각각 구비되어 상기 본체(510)를 중심으로 대칭되는 형상을 이루도록 형성되고,
    상기 제1클러치(521) 및 제2클러치(531)는
    상기 지지포스트(200)를 중심으로 상호 대칭되는 형상을 이루도록 상기 제1회전기어(520) 및 제2회전기어(530)의 중심축에 결합 구성되는 것을 특징으로 하는 파력발전장치.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 본체(510)는
    상기 제1회전기어(520) 및 제2회전기어(530)가 안착 설치되는 제1본체(510-1)와,
    상기 제1본체(510-1)의 일측에 결합볼트(P)를 통하여 설치되되, 상기 발전기(560)와 연결되는 연결기어(550)가 안착 설치되는 제2본체(510-2)를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 파력발전장치,
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 제1회전기어(520) 및 제2회전기어(530)는 피니언기어를 사용하는 것을 특징으로 하는 파력발전장치.
  8. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 받침부(100)는 콘크리트, 고무, 철 중에서 선택된 어느 하나로 형성되고,
    상기 부유기(300)의 일측에는 해수면(S2)의 유동에 원활히 대응되게 경사부가 형성되어 구성되는 것을 특징으로 하는 파력발전장치.
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