KR101080982B1 - 조류 발전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조류 발전장치에 관한 것으로서, 해저면에 배치되는 지지블록(10); 상기 지지블록(10)에 하단부가 연결되고 그 상단부가 상방으로 연장되는 지지와이어(20); 상기 지지와이어(20)의 상단부에 연결되고 수중에 배치되는 부력체(30); 상기 부력체(30)의 상단부에 설치되어 수면으로 노출되는 상부구조물(40); 상기 상부구조물(40)에 상단부가 지지되고 그 하단부가 수중에 배치되는 발전기행거(50); 및 상기 발전기행거(50) 하단부에 연결되고 수류에 의해 축 회전되면서 발전이 가능하게 되는 로터(61)가 마련된 발전기(60)를 포함하여 구성된다. 따라서, 해저면에 지지블록을 배치하여 지지와이어를 통해 수중에 부력체를 지지하고 다시 이 부력체의 상단부와 연결되어 수면으로 노출되는 상부구조물을 통해 발전기행거 및 발전기가 지지되도록 한 상태에서 수중 발전이 가능하도록 하며, 또한, 발전기를 수면으로 승강시킬 수 있도록 하는 승강수단도 마련함으로써, 기본적으로 간단한 구조로서 그 설치가 간편하게 되고, 해상 점유면적이 최소화되며, 태풍 등에 의한 손상 없이 안정성이 확보되고, 필요에 따라 발전기를 상승시켜 수리가 가능하므로 그 유지관리가 용이하게 되는 등의 효과를 얻는다.

조류 발전장치, 지지블록, 부력체, 상부구조물, 로터

Description

조류 발전장치{Apparatus for generating using tidal current}

본 발명은 조류 발전장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 해저면에 지지블록을 배치하여 지지와이어를 통해 수중에 부력체를 지지하고 다시 이 부력체의 상단부와 연결되어 수면으로 노출되는 상부구조물을 통해 발전기행거 및 발전기가 지지되도록 한 상태에서 수중 발전이 가능하도록 하며, 또한, 발전기를 수면으로 승강시킬 수 있도록 하는 승강수단도 마련함으로써, 기본적으로 간단한 구조로서 그 설치가 간편하게 되고, 해상 점유면적이 최소화되며, 태풍 등에 의한 손상 없이 안정성이 확보되고, 필요에 따라 발전기를 상승시켜 수리가 가능하므로 그 유지관리가 용이하게 되는 조류 발전장치에 관한 것이다.

일반적으로 조류라고 함은 조석(潮汐)으로 인해 일어나는 바닷물의 수평운동으로서, 유향, 유속이 거의 일정한 해류와는 달리 유향 유속이 시간과 함께 변화하고 일정한 시간이 지나면 다시 원래 상태로 되돌아가는 현상을 말하며, 이러한 조류양상은 주로 해저지형이나 해안선 모양에 따른다.

그리고, 이러한 조류를 이용하여 발전을 행하는 것을 조류발전이라고 하며 지금까지 다양한 조류 발전장치가 제시되어 왔다.

일례로 종래의 조류 발전장치 중 하나를 개략적으로 살펴보면, 해저면에서 수면까지 연장되는 해저 지지구조물 상에 로터 등의 발전수단이 구비된 발전기를 고정 설치하여 해저에서 조류를 통해 로터가 회전되도록 하여 발전을 수행하는 장치가 제시되었었다.

그러나, 이러한 종래 기술의 조류 발전장치는 해저면에서 수면까지 이르는 지지구조물을 설치하는 작업이 어려울 뿐만 아니라 그 구조도 복잡하며 이에 따른 제조비용도 상당히 많이 소요되는 문제점이 있었다.

그리고, 종래 기술의 조류 발전장치는 발전기가 지지구조물에 고정되는 구조이기 때문에 발전기를 점검하기가 어려워 그 유지관리가 힘들게 되는 등의 문제점을 갖고 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 해저면에 지지블록을 배치하여 지지와이어를 통해 수중에 부력체를 지지하고 다시 이 부력체의 상단부와 연결되어 수면으로 노출되는 상부구조물을 통해 발전기행거 및 발전기가 지지되도록 한 상태에서 수중 발전이 가능하도록 하며, 또한, 발전기를 수면으로 승강시킬 수 있도록 하는 승강수단도 마련함으로써, 기본적으로 간단한 구조로서 그 설치가 간편하게 되고, 해상 점유면적이 최소화되며, 태풍 등에 의한 손상 없이 안정성이 확보되고, 필요에 따라 발전기를 상승시켜 수리가 가능하므로 그 유지관리가 용이하게 되는 조류 발전장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같이 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 조류 발전장치는 해저면에 배치되는 지지블록; 상기 지지블록에 하단부가 연결되고 그 상단부가 상방으로 연장되는 지지와이어; 상기 지지와이어의 상단부에 연결되고 수중에 배치되는 부력 체; 상기 부력체의 상단부에 설치되어 수면으로 노출되는 상부구조물; 상기 상부구조물에 상단부가 지지되고 그 하단부가 수중에 배치되는 발전기행거; 및 상기 발전기행거 하단부에 연결되고 수류에 의해 축 회전되면서 발전이 가능하게 되는 로터가 마련된 발전기를 포함하여 구성된다.

또한, 본 발명에 따른 조류 발전장치에 있어서, 상기 발전기가 수면으로 상승되도록 하는 승강수단이 더 구비된 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 조류 발전장치에 있어서, 상기 승강수단은, 상기 발전기행거에 가이드가 마련되고, 이에 대응되는 상부구조물에 가이드레일이 설치되며, 상기 발전기행거의 상단부에 승강와이어를 연결하고 이 승강와이어를 풀고 당겨 발전기행거를 승강시키는 윈치가 구비된 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 조류 발전장치에 있어서, 상기 상부구조물의 일측부에 선박 접안을 위한 시설이 더 구비된 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 조류 발전장치에 있어서, 상기 상부구조물의 일측부에 이 상부구조물의 상면에서 수면까지 연장되는 사다리가 더 구비된 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 조류 발전장치에 있어서, 상기 부력체는 일정거리 이격되어 평행하게 배치되는 한 쌍으로 되어 있고, 이들 부력체의 전후단부에 대응해서 각각 복수개의 지지와이어 및 지지블록이 마련된 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 조류 발전장치에 있어서, 상기 부력체의 내부에 격벽으로 분리된 부력탱크가 위치하고 상부구조물 상에서 부력탱크로 네 개의 기둥을 통해 해수를 주입하거나 제거함으로써 전체 구조물의 평형과 높이를 조절할 수 있도록 펌핑 발라스트시스템(Pumping Ballast System)이 마련된 것이 바람직하다.

이상에서와 같이, 본 발명의 조류 발전장치는 해저면에 지지블록을 배치하여 지지와이어를 통해 수중에 부력체를 지지하고 다시 이 부력체의 상단부와 연결되어 수면으로 노출되는 상부구조물을 통해 발전기행거 및 발전기가 지지되도록 한 상태에서 수중 발전이 가능하도록 하며, 또한, 발전기를 수면으로 승강시킬 수 있도록 하는 승강수단도 마련함으로써, 기본적으로 간단한 구조로서 그 설치가 간편하게 되고, 해상 점유면적이 최소화되며, 태풍 등에 의한 손상 없이 안정성이 확보되고, 필요에 따라 발전기를 상승시켜 수리가 가능하므로 그 유지관리가 용이하게 되는 등의 효과를 얻는다.

이하, 첨부된 도면에 의거 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 5에서 나타낸 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 조류 발전장치는 해저면에 배치되는 지지블록(10)과, 이 지지블록(10)에 하단부가 연결되고 그 상단부가 상방으로 연장되는 지지와이어(20)와, 이 지지와이어(20)의 상단부에 연결되고 수중에 배치되는 부력체(30)와, 이 부력체(30)의 상단부에 설치되어 수면으로 노출되는 상부구조물(40)과, 이 상부구조물(40)에 상단부가 지지되고 그 하단부가 수중에 배치되는 발전기행거(50) 및 이 발전기행거(50) 하단부에 연결되고 수류에 의해 축 회전되면서 발전이 가능하게 되는 로터(61)가 마련된 발전 기(60)를 포함하는 구성으로 되어 있다.

상기 지지블록(10)은 사다리꼴 형상의 육면체로 되어 있는 콘크리트 블록 형상으로, 한 쌍의 부력체(30)의 각 전후단부 직 하방에 배치되는 복수개로 이루어져 있다.

그리고, 상기 지지블록(10)의 상면 내측으로 앵커(21)가 매립되어 지지와이어(20)와 연결되어 있다.

상기 지지와이어(20)는 그 하단부가 앵커(21)를 통해 지지블록(10)과 연결되고 그 상단부가 수직으로 연장되어 부력체(30)와 연결되는 복수개로 이루어져 있다.

상기 부력체(30)는 그 하단부가 지지와이어(20)와 연결되고 그 상단면에 상부구조물(40)이 설치되도록 하는 평행상태로 일정거리 이격된 한 쌍의 길다란 사각박스 구조로 되어 있다.

상기 상부구조물(40)의 부력체(30) 상에 직립되어 네 귀퉁이를 구성하는 네 개의 기둥(40a)과 이들 네 개의 기둥(40a) 사이에 배치되는 평판 구조의 데크(42)가 마련되어 있으며, 이들 기둥(40a)과 데크(42)가 서로 여러 개의 부재를 통해 연결되는 일종의 트러스 구조물 형상으로 되어 있다.

그리고, 상기 데크(42) 중앙부에는 발전기(60)가 이 데크(42) 상으로 승강될 수 있도록 상하로 관통된 승강통로(42a)가 형성되어 있다.

여기서, 상기 승강통로(42a)는 발전기(60)와 로터(61) 형상에 대응해서 영문 티이(T)자 구조로 관통되어 있으며, 이 승강통로(42a) 중 발전기(60)가 승강되는 부분에 발전기(60)가 원활하게 수직 승강되도록 안내하는 가이드레일(41)이 마련되어 있다.

상기 가이드레일(41)은 발전기행거(50)의 가이드(51) 외주면을 감쌀 수 있도록 영문 유우(U)자 형상의 길다란 절곡판 구조로서, 발전기행거(50)의 양측부와 후단부를 지지할 수 있도록 세 군데에 설치되어 있다.

그리고, 상기 상부구조물(40)의 일측부에는 선박이 접안하기 위한 그릴 구조의 시설(80)이 구비되어 있다.

그리고, 상기 시설(80)의 인접부에는 이 상부구조물(40)의 데크(42) 상면에서 수면까지 연장되는 사다리(90)가 구비되어 있다.

그리고, 상기 데크(42) 상면에는 상기 발전기행거(50)의 상단부에 승강와이어(71)를 연결하고 이 승강와이어(71)를 풀고 당겨 발전기행거(50)를 승강시킬 수 있도록 하는 윈치(70)가 구비되어 있다.

미 설명부호 72는 승강와이어(71)를 가이드하기 위한 복수의 풀리를 나타낸 것이다.

상기 발전기행거(50)는 데크(42)의 승강통로(42a) 내에 배치되어 승강되는 길다란 프레임 구조물로서, 그 하단부에 발전기(60)가 연결되어 있다.

그리고, 상기 발전기행거(50)의 상단부에는 승강통로(42a)의 가이드레일(41)을 따라 상하 슬라이딩되도록 하는 원기둥 구조를 갖는 복수개의 가이드(51)가 마련되어 있다.

상기 발전기(60)는 발전기행거(50)의 하단부에 연결되고 그 선단부에는 조류 에 의해 축 회전되는 복수의 블레이드(61a)로 이루어진 로터(61)가 마련되어 있다.

여기서, 상기 로터(61)의 블레이드(61a)는 만조와 간조시 필요에 따라 선택적으로 회전방향의 전환이 가능하도록 블레이드(61a)의 각도를 조정할 수 있도록 되어 있는 것이 바람직할 것이다.

이러한 구성에 따른 본 발명의 일 실시예인 조류 발전장치의 설치 과정을 살펴보면, 우선 육상에서 지지블록(10)을 제작한 후 해상크레인을 통해 해당 위치로 이동하여 해저면에 배치한다.

그리고, 부력체(30)를 포함한 상부구조물(40)과 발전기행거(50) 및 발전기(60) 등을 육상에서 일체형으로 미리 제작하여 해당 위치로 이동시킨 후 상기 부력체(30)와 지지블록(10)을 지지와이어(20)로 연결하여 본 발명의 조류 발전장치의 설치를 완료한다.

이렇게 완성된 조류 발전장치는 윈치(70)를 이용하여 발전기행거(50)를 수중으로 하강시켜 발전기(60)가 원하는 위치에 도달하도록 한 후 조류에 의해 로터(61)가 회전되도록 하여 발전기(60)를 통한 발전이 이루어지게 되는 것이다.

그리고, 발전 도중 발전기(60)에 이상이 발생하거나 점검 등이 필요한 경우 윈치(70)를 통해 발전기(60)를 데크(42)의 상면까지 끌어 올려 발전기(60)의 이상 유무를 확인할 수 있게 되는 것이다.

이상에서와 같이, 본 발명은 상기의 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나, 이러한 실시예를 종래의 공지 기술과 단순히 조합 적용한 변형예는 물론 본 발명의 특허청구범위와 상세한 설명에서 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 용이하게 변경하여 이용할 수 있는 모든 기술들은 본 발명의 기술범위에 당연히 포함된다고 보아야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조류 발전장치를 나타낸 정면도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 조류 발전장치를 나타낸 측면도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 조류 발전장치를 나타낸 평면도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 조류 발전장치 중 발전기행거의 가이드 구조를 나타낸 요부 개략평면도이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 조류 발전장치 중 발전기행거의 가이드 구조를 나타낸 요부 개략측면도이다.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

10 : 지지블록 20 : 지지와이어

21 : 앵커 30 : 부력체

40 : 상부구조물 40a : 기둥

41 : 가이드레일 42 : 데크

42a : 승강통로 50 : 발전기행거

51 : 가이드 60 : 발전기

61 : 로터 61a : 블레이드

70 : 윈치 71 : 승강와이어

71a : 풀리 80 : 접안시설

90 : 사다리

Claims (4)

1. 해저면에 배치되는 지지블록(10);

   상기 지지블록(10)에 하단부가 연결되고 그 상단부가 상방으로 연장되는 지지와이어(20);

   상기 지지와이어(20)의 상단부에 연결되고 수중에 배치되는 부력체(30);

   상기 부력체(30)의 상단부에 설치되어 수면으로 노출되는 상부구조물(40);

   상기 상부구조물(40)에 상단부가 지지되고 그 하단부가 수중에 배치되는 발전기행거(50); 및

   상기 발전기행거(50) 하단부에 연결되고 수류에 의해 축 회전되면서 발전이 가능하게 되는 로터(61)가 마련된 발전기(60)를 포함하며;

   상기 발전기(60)가 수면으로 상승되도록 하는 승강수단을 구비하되, 상기 승강수단은 상기 발전기행거(50)에 가이드(51)가 마련되고, 이에 대응되는 상부구조물(40)에 가이드레일(41)이 설치되며, 상기 발전기행거(50)의 상단부에 승강와이어(71)를 연결하고 이 승강와이어(71)를 풀고 당겨 발전기행거(50)를 승강시키는 윈치(70)가 구비되어 된 것을 특징으로 하는 조류 발전장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 상부구조물(40)의 일측부에 선박 접안을 위한 시설(80)과 이 상부구조물(40)의 상면에서 수면까지 연장되는 사다리(90)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 조류 발전장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 부력체(30)는 일정거리 이격되어 평행하게 배치되는 한 쌍으로 되어 있고, 이들 부력체(30)의 전후단부에 대응해서 각각 복수개의 지지와이어(20) 및 지지블록(10)이 마련된 것을 특징으로 하는 조류 발전장치.

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