KR101183727B1 - 발전용 파력구동장치 - Google Patents

발전용 파력구동장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101183727B1
KR101183727B1 KR1020100085430A KR20100085430A KR101183727B1 KR 101183727 B1 KR101183727 B1 KR 101183727B1 KR 1020100085430 A KR1020100085430 A KR 1020100085430A KR 20100085430 A KR20100085430 A KR 20100085430A KR 101183727 B1 KR101183727 B1 KR 101183727B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wave
link members
wave plate
connector
pair
Prior art date
Application number
KR1020100085430A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120022174A (ko
Inventor
우정택
Original Assignee
우정택
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 우정택 filed Critical 우정택
Priority to KR1020100085430A priority Critical patent/KR101183727B1/ko
Publication of KR20120022174A publication Critical patent/KR20120022174A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101183727B1 publication Critical patent/KR101183727B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
    • F03B13/14—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy
    • F03B13/16—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem"
    • F03B13/18—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore
    • F03B13/1805—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore and the wom is hinged to the rem
    • F03B13/181—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore and the wom is hinged to the rem for limited rotation
    • F03B13/1815—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore and the wom is hinged to the rem for limited rotation with an up-and-down movement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
    • F03B13/14—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy
    • F03B13/16—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem"
    • F03B13/18—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore
    • F03B13/1845—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore and the wom slides relative to the rem
    • F03B13/187—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore and the wom slides relative to the rem and the wom directly actuates the piston of a pump
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
    • F03B13/14—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy
    • F03B13/24—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy to produce a flow of air, e.g. to drive an air turbine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B17/00—Other machines or engines
    • F03B17/02—Other machines or engines using hydrostatic thrust
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
  • Revetment (AREA)

Abstract

본 발명은 해안 가까이에 설치되어 해수입자의 수평운동을 이용하여 효과적으로 전기를 생산하기 위한 발전용 파력구동장치를 제공하는 것이다. 이에 따라 본 발명의 파력구동장치는, 지지대와, 상기 지지대에 자유롭게 회전가능하도록 설치된 수평축을 구비하는 수평프레임과, 각 일단이 상기 수평프레임에 설치된 각각의 수직축에 선회가능하도록 결합되고 평행하게 배치된 한 쌍의 링크부재와, 상기 한 쌍의 링크부재의 타단을 서로 연결하는 연결구와, 상기 연결구에 결합되어 상기 한 쌍의 링크부재의 선회에 따라 수평방향으로 이동하는 파력플레이트와, 상기 링크부재의 선회에 연동되어 해수 또는 공기를 가압하여 배출하는 피스톤기구를 포함한다.

Description

발전용 파력구동장치{APPARATUS FOR A WAVE POWER GENERATOR}
본 발명은 발전용 파력구동장치에 관한 것으로, 구체적으로는 해안에 밀려오는 파도의 수평운동에너지를 흡수할 수 있도록 해수면에 수평으로 왕복운동 가능한 플레이트를 설치하여 발전에 이용하는 방식의 파력구동장치에 관한 것이다.
파력은 친환경적이고 무한한 에너지원으로서 그것을 이용하여 전기를 생산하기 위한 많은 발전방식이 연구되고 있다.
종래 주로 개발된 파력발전장치는 파도를 형성하는 물입자의 상하운동에너지를 이용하여 발전기를 구동하는 방식이었다. 즉, 물입자의 상하운동에 의해 밀폐된 공간 내에서 압축되는 공기를 이용하거나, 운동하는 물입자 자체의 유동을 이용하여 임펠러를 회전시키는 방식이 많이 채용되고 있었다.
상기와 같은 방식의 파력발전장치는 도 1의 물입자의 운동에서 알 수 있는 바와 같이, 물입자의 상하운동(1,2)이 크게 발생하는 풍랑이나 너울을 이용하는 것이 효과적이므로, 해안으로부터 소정거리 이상 떨어져 설치되는 경우가 많았다.
한편, 파력발전장치를 육지와 가까운 해안에 설치할 경우, 수심이 깊지 않아 구조물의 설치가 용이하고 관리가 쉬운 장점이 있으나, 육지와 가까운 해안에는 연안쇄파가 발생하고, 연안쇄파는 파도의 진행방향으로 물입자의 운동(3)이 크게 발생하므로 기존의 파력발전장치와는 그 구조가 상이한 장치가 개발될 필요가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 고려하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 해안 가까이에 설치되어 해수입자의 수평운동을 이용하여 효과적으로 전기를 생산하기 위한 발전용 파력구동장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 파력구동장치는, 지지대와, 상기 지지대에 자유롭게 회전가능하도록 설치된 수평축을 구비하는 수평프레임과, 각 일단이 상기 수평프레임에 설치된 각각의 수직축에 선회가능하도록 결합되고 평행하게 배치된 한 쌍의 링크부재와, 상기 한 쌍의 링크부재의 타단을 서로 연결하는 연결구와, 상기 연결구에 결합되어 상기 한 쌍의 링크부재의 선회에 따라 수평방향으로 이동하는 파력플레이트와, 상기 링크부재의 선회에 연동되어 해수 또는 공기를 가압하여 배출하는 피스톤기구를 포함한다.
또한, 상기 파력플레이트는 상기 연결구의 길이방향을 축으로 하여 자유롭게 선회가능한 것이 바람직하다.
다른 관점에서 본 발명의 파력구동장치는 판상의 파력플레이트와, 상기 파력플레이트의 일측에 그 타단이 연결되어 상기 판상의 플레이트의 전후진 동작에 따라 동일한 선회운동을 하는 한 쌍의 서로 평행한 링크부재와, 상기 링크부재의 일단이 자유회전 가능하도록 각각 결합되는 수직축을 구비하는 수평프레임과, 상기 수평프레임이 수평방향의 축에 의해 자유회전이 가능하도록 지지하고 있는 지지대와, 상기 링크부재의 선회운동에 연동되어 피스톤운동하는 피스톤기구를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 한 쌍의 서로 평행한 링크부재의 각 타단에서 핀연결되어 각 타단을 서로 연결하는 연결구가 설치되고, 상기 연결구를 매개로 상기 파력플레이트의 일측에 상기 링크부재의 상기 타단이 연결되며, 상기 파력플레이트는 상기 연결구의 길이방향을 축으로 하여 자유롭게 선회가능한 것이 바람직하다.
또한, 상기 파력플레이트는 상기 수평방향에 수직으로 배치되는 판체를 구비하고, 상기 판체의 상부에는 해수 중에서 부유할 수 있는 부양지지체가 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 링크부재와 상기 수평프레임 사이에는 상기 링크부재가 일방향으로 복귀되도록 편향된 탄성력을 부가하는 탄성수단이 더 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 파력플레이트의 양측 중 상기 연결구에 결합되는 측의 반대측에는, 상기 링크부재의 운동궤적과 일정한 거리를 두고 동일한 운동궤적을 형성하는 보조링크부재에 의해 지지되고 있는 것이 바람직하다.
상기와 같은 구성을 가진 본 발명은 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 본 발명에 따른 파력구동장치는 해안을 향하는 수평방향의 파력에너지를 활용하여 발전이 가능하고, 수심이 깊지 않은 해상이나 해안에 설치할 수 있으므로 그 설치 및 관리가 매우 용이하다.
둘째, 본 발명의 파력플레이트는 한 쌍의 링크부재에 연결되어 연안쇄파에 의한 파도의 전진방향에 수직인 자세를 항상 유지하게 되므로 파력에너지를 최대한 흡수하는 상태를 유지할 수 있다.
셋째, 본 발명에 따른 파력구동장치는 해안으로 향하는 파도의 에너지를 흡수함으로써 방파제의 역할을 하여 파도에 의한 해안지대의 피해를 방지할 수 있다. 또한, 본 발명의 파력구동장치를 집단으로 설치하여 방파제를 대체할 수 있다.
넷째, 본 발명의 파력플레이트의 상부에는 부유체가 설치되어 운동에너지가 크게 작용하는 수면 가까이에 파력플레이트가 위치함으로써 파력에너지를 효과적으로 흡수할 수 있다.
다섯째, 본 발명의 링크부재와 수평프레임 사이에는 링크부재가 일방향으로 복귀되도록 편향된 탄성력을 부가하는 탄성수단이 설치되어 파력플레이트가 파력에너지를 흡수한 후 신속하게 복귀하여 다시 파력에너지를 흡수할 수 있는 상태가 되므로 효율 높은 발전을 위한 구동동작이 가능하다.
여섯째, 본 발명의 파력플레이트의 지지구성과 관련하여, 파력플레이트의 양측 중 연결구에 결합되는 측의 반대측에, 링크부재의 운동궤적과 일정한 거리를 두고 동일한 운동궤적을 형성하는 보조링크부재에 의해 지지되고 있으므로 힌지부의 굽힘모멘트를 감소시켜 내구성이 증대될 수 있다.
도 1은 풍랑, 너울 및 연안쇄파에 따른 물입자의 운동상태를 도시
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 파력구동장치의 전체 구성을 도시하는 사시도
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 파력구동장치가 해수면 아래에 설치된 상태를 도시하는 측면도
도 4의 (a) 및 (b)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 파력구동장치의 작용을 설명하는 작용설명도
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 파력구동장치의 전체 구성을 도시하는 사시도
도 6의 (a) 및 (b)는 본 발명의 제2 실시예에 따른 파력구동장치의 설치상태를 도시하는 설치상태도
도 7의 (a) 및 (b)는 본 발명의 파력플레이트의 변형된 구성 및 작용을 도시하는 구성 및 작용도
도 8은 본 발명의 파력플레이트의 양측에서 링크부재가 파력플레이트를 지지하고 있는 구성도
본 발명에 따른 파력구동장치의 실시예를 도면을 참고하여 보다 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 파력구동장치의 사시도이다.
도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 지지대(11,12)와, 상기 지지대(11,12)에 설치된 수평프레임(20)과, 서로 소정의 간격을 두고 각 일단이 상기 수평프레임(20)에 선회가능하도록 결합되고 평행하게 배치된 한 쌍의 링크부재(23,24)와, 상기 한 쌍의 링크부재(23,24)의 타단에 결합되어 상기 한 쌍의 링크부재(23,24)의 요동에 따라 수평방향으로 왕복하는 파력플레이트(30)와, 상기 링크부재(23,24)와 연동되어 해수 또는 공기를 가압하여 배출하는 피스톤기구(40)를 포함한다.
상기 지지대(11,12)는 본 발명의 파력구동장치가 소정의 위치에 고정될 수 있도록 해중 또는 해안의 바닥에 설치되는 구조물이다.
상기 지지대(11,12)는 소정의 간격을 두고 양측에 설치되는 기둥형상의 구조물이 바람직하고, 상기 수평프레임(20)이 상기 양측의 지지대(11,12)에 설치된다.
상기 수평프레임(20)은 상기 양측의 지지대(11,12)와 수평축(22)에 의해 축결합되는 것으로 양측의 지지대(11,12)에 각각 설치되는 베어링에 수평프레임(20)의 수평축(22)이 축결합됨으로써 수평프레임(20)이 자유롭게 회전할 수 있다. 수평프레임(20)이 자유회전할 수 있으므로 상기 링크부재(23,24)의 타단의 높이가 자유롭게 조절될 수 있다.
상기 수평프레임(20)에는 수평프레임(20)의 수평축(22)과 수직을 이루는 수직축(25)이 중간에 2개가 설치된다. 상기 2개의 수직축(25)은 소정의 간격을 이루도록 설치되고 동일한 길이의 한 쌍의 링크부재(23,24)가 각각 결합된다. 즉, 상기 링크부재(23,24)는 그 일단이 상기 2개의 수직축(25)에 자유롭게 회전가능하도록 축결합되어 서로 동일한 선회운동을 하고 있다.
링크부재(23,24)가 쌍으로 형성되는 것은 링크부재(23,24)가 수직축(25)을 중심으로 선회하더라도 상기 파력플레이트(30)가 동일하게 선회하지 않고, 파도에 대하여 항상 대향하는 자세를 취하면서 전후진하도록 하기 위함이다. 링크부재(23,24)의 일단과 수직축(25)이 만나는 부분에는 텐션스프링이 설치되어 파력플레이트(30)가 전방으로 복귀할 수 있도록 그 방향으로 편향된 탄성력을 가하는 것이 바람직하다.
한 쌍의 링크부재(23,24)는 서로 평행하게 배치되는 것으로, 일단의 간격과 타단의 간격이 동일하도록 설치된다.
상기 링크부재(23,24)의 타단은 연결구(26)가 설치되어 한 쌍의 링크부재(23,24)의 타단을 서로 연결하고 있다. 상기 연결구(26)는 수평프레임(20)의 수평축(22)과 평행하게 설치된다.
상기 연결구(26)의 양단은 수직으로 결합되는 핀(21)에 의해 한 쌍의 링크부재(23,24)의 각 타단이 각각 결합되어 핀을 축으로 회전가능하다.
한편, 상기 연결구(26)에는 연결구(26)의 길이방향(본 명세서에서 연결구의 길이방향은 한 쌍의 링크부재의 각 타단을 서로 연결하는 방향을 의미한다)을 축으로 힌지결합되는 힌지체(36)가 구비되고, 힌지체(36)는 연결구(26)의 길이방향을 축으로 자유롭게 회전가능하다. 힌지체(36)에는 후술하는 바와 같이, 부양지지체(32)의 일단이 고정된다.
상기 연결구(26)의 일단에는 상기 피스톤기구(40)의 피스톤로드(45)가 결합된다. 따라서, 링크부재(23,24)가 수직축(25)을 기준으로 선회하는 운동에 따라 피스톤로드(45)의 왕복운동이 발생한다. 피스톤기구(40)와 연결구(26)의 결합부는 유니버셜조인트로 결합되어 상하좌우의 움직임을 허용하도록 한다.
상기 파력플레이트(30)는 수면과 수직을 이루는 판체로서, 연결구(26)에 힌지체(36) 및 부양지지체(32)를 매개로 설치되고 상기 부양지지체(32)의 하부에 파력플레이트(30)가 수직이 되도록 설치된다. 상기 연결구(26)에서 힌지체(36)의 설치로 인해 부양지지체(32)가 자유롭게 선회될 수 있으며, 부양지지체(32)에는 스티로폼과 같은 부유체가 내장되거나 공기가 주입되어 해수 중에서 부유할 수 있도록 구성된다. 연결구(26) 내부에도 부유체가 내장되거나 공기가 주입되는 것이 바람직하다.
따라서, 해안에 설치 시 연결구(26)와 부양지지체(32)가 해수면 근처에 떠올라 항상 해수면 가까이에서 파력이 파력플레이트(30)에 작용할 수 있다.
피스톤기구(40)의 타측에는 피스톤기구(40)를 지지하는 피스톤지지대(41)가 별도로 설치되며, 피스톤기구(40)와 피스톤지지대(41)도 유니버셜조인트로 결합되어 결합부분의 움직임을 허용하도록 설치된다. 상기 피스톤기구(40)는 파력플레이트(30)의 왕복운동에 의한 동력을 전달받아 해수를 배출관(43)을 통하여 소정 높이의 저장소까지 공급한다. 이 때, 피스톤기구(40)에는 해수가 유입되는 별도의 유입관(44)이 설치되고, 배출관(43)을 통해 가압된 해수가 배출되도록 한다. 소정 높이의 저장소에 저장된 해수는 후에 낙차를 이용하여 전기를 생산한다. 상기 피스톤기구(40)는 공압을 발생시켜 공압이 직접 발전기의 임펠러를 회전시키도록 구성하는 것도 가능하다. 상기 유입관(44)와 배출관(43)에는 각각 체크밸브가 설치되어 피스톤로드의 동작에 따라 유입관(44)으로 해수가 유입되어 배출관(43)으로 배출되는 한 방향의 흐름만 발생하도록 한다.
앞에서 피스톤기구(40)는 링크부재(23,24)의 운동과 연동되도록 연결구(26)에 결합되는 것으로 설명하고 있으나, 그 결합부가 연결구(26)에 한정되는 것은 아니며, 링크부재(23,24)의 중간부분에 직접 결합되는 것도 가능하다.
다음은 상기와 같이 구성된 제1실시예에 따른 파력구동장치의 작용을 설명한다.
도 3은 본 실시예에 따른 파력구동장치를 해수면 아래에 설치한 상태이다. 이 상태에서는 도 3과 같이 파력플레이트(30)의 상부가 부유지지체(32)에 의해서 수면에 부유하고, 지지대(11,12)는 해저에 고정되어 있다. 또한, 지지대(11,12)에 설치된 수평프레임(20)과 파력플레이트(30)에 결합된 연결구(26) 사이에서 링크부재(23,24)는 상측으로 경사져 있는 상태이다. 상기 링크부재(23,24)가 결합되어 있는 수평프레임(20)의 수평축(22)이 자유롭게 회전가능하고, 파력플레이트(30)의 부양지지체(32)가 연결구(26)를 중심으로 자유롭게 선회가능하므로 수면의 높이의 변화에도 불구하고 파력플레이트(30)의 부양지지체(32)가 수면에 떠있는 상태에서 링크부재(23,24)의 경사각이 자유롭게 조절된다.
도 4는 본 실시예의 작용을 도시하는 평면도이다.
도 4의 (a)는 파력플레이트(30)가 전방에 위치하고 있는 상태에서 밀려오는 파력을 받고 있는 상태이다. 상기 파력은 연안쇄파에 의한 것으로서 파도의 진행방향으로 물입자의 운동이 크게 발생하고 있다.
이 때, 피스톤기구(40)는 피스톤로드(45)가 전방으로 돌출되어 있고 내부에는 유입관(44)으로부터 해수가 유입된 상태이다.
도 4의 (b)는 파력플레이트(30)가 파력을 받아 후퇴하고 있는 상태이다. 이 동작에서 파력플레이트(30)가 흡수한 에너지가 피스톤로드(45)에 전달되어 실린더 내부의 해수에 압력을 가하고, 해수가 배출관(43)을 거져 소정 높이의 저장소까지 공급된다.
후퇴했던 파력플레이트(30)는 링크부재(23,24)와 상기 수평프레임(20) 사이의 탄성수단 즉, 링크부재(23,24)의 일단과 수직축(25)이 만나는 부분에 설치된 텐션스프링에 의해 전방으로 복귀하는 탄성력을 받아 도 4의 (a)와 같이 전방으로 전진할 수 있다. 상기 텐션스프링이 설치되어 있지 않더라도 연안쇄파를 이루는 해수가 해안을 향하는 전진 및 후진동작을 반복하고 있으므로 파력플레이트(30)는 전방 및 후방으로 동작할 수 있다.
상기의 작동과정에서 파도가 전진하는 방향에 대하여 파력플레이트(30)는 항상 대향하는 자세를 유지할 수 있다. 즉, 한 쌍의 링크부재(23,24)에 의해서 파력플레이트(30)는 파도의 전진방향에 경사지지 않고 동일한 자세로 파도에 밀려 후퇴함으로써 흡수한 에너지를 피스톤기구(40)에 전달할 수 있다.
피스톤기구(40)는 상기 작동과정이 반복되는 동안 피스톤지지체(41)와 연결구(26) 사이에서 상하좌우로 설치경사각의 변화가 반복적이고 지속적으로 발생하나, 피스톤기구(40)의 양측이 유니버셜죠인트로 연결됨으로써 경사각의 변화를 흡수할 수 있다.
다음은 본 발명의 제2실시예를 설명한다.
도5를 참고하면, 본 실시예에는 피스톤기구(40′)가 수평프레임(20) 및 지지대(12)를 기준으로 파력플레이트(30)의 반대측에 설치된다. 상기 파력플레이트(30)와 연결되는 링크부재(23,24)는 수평프레임(20)를 기준으로 반대측까지 연장되어 한 쌍의 연장된 링크부재(27,28)가 더 설치되고, 한 쌍의 연장된 링크부재(27,28)의 끝단을 서로 연결하는 다른 연결구(29)에 피스톤로드(45′)가 유니버셜조인트로 결합된다.
이에 따라, 파력플레이트(30)가 전후진 동작을 반복하면 수평프레임(20)의 양측으로 연장되는 링크부재(23,24,27,28)가 수평프레임(20)의 수직축(25)을 중심으로 양측에서 부채꼴을 이루는 궤적으로 왕복운동하게 되고, 그 운동을 전달받아 피스톤로드(45′)가 왕복운동을 할 수 있다. 피스톤기구(40′)의 양측은 모두 유니버셜조인트에 의해 고정된다.
상기와 같은 구조의 파력구동장치는 해안에서 가까운 수중에 설치할 수 있을 뿐 아니라, 설치작업 및 관리가 보다 더 용이한 방파제 등 해안에 설치할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 파력구동장치를 해안의 방파제(A)에 설치한 상태를 도시하고 있다.
해안에 설치하는 경우, 제1실시예의 경우보다는 제2실시예의 구조가 보다 적합하고, 제2실시예에서 한 쌍의 연장된 링크부재(27,28)를 약간 구부려 피스톤기구(40′)의 설치높이가 과도하게 높아지지 않도록 구성함이 바람직하다.
도 6의 (a)는 방파제에 설치하는 위치를 도시하는 것으로, 파도의 진행방향에 수직으로 형성된 방파제의 끝단에서 방파제의 연장방향으로 파력플레이트(30)를 설치한다. 이에 따라, 파력플레이트(30)가 파도의 진행방향에 수직으로 설치되어 파력에너지를 흡수할 수 있다.
도 6의 (b)는 방파제의 끝단에 설치된 파력구동장치의 설치상태를 도시하고 있다. 파력플레이트(30)는 해수중에 잠긴상태에서 부양지지체(32)의 부력에 의해 수면에 떠 있는 상태이고 파력플레이트(30)와 수평프레임(20)을 연결하는 링크부재(23,24)는 하향으로 경사진 상태로 연결되어 있다.
상기 한 쌍의 연장된 링크부재(27′,28′)는 피스톤기구(40)의 설치높이가 과도하게 높아지지 않도록 소정각도(α)로 구부러진 상태에서 피스톤기구(40)에 연결되어 있다. 이에 따라, 파력플레이트(30)가 전후진 작동하면 링크기구의 끝단에서도 전후진 작용이 발생하여 피스톤로드(45′)를 전후진시키게 된다.
상기 피스톤기구(40′)는 피스톤로드(45′)의 동작에 따라 해수를 흡입하여 소정높이의 저장소까지 해수를 공급하는 펌프의 역할을 하게 된다. 물론, 해수를 펌핑하여 소정높이에 저장하는 방식이 아니라 공기를 압축하여 발전하는 방식도 가능하다.
한편, 도 7은 전술한 실시예의 파력플레이트(30)를 변형한 구성을 도시하고 있다.
도 7을 참고하면, 파력플레이트(30)는 다수의 회전플레이트(33)를 포함하여 회전플레이트(33)의 회전에 의해 해수 중에서 운동저항을 감소시키고 있다.
즉, 도 4의 (a)와 같이 파력에너지를 흡수하는 작동과정에서는, 도 7의 (a)에서 도시된 바와 같이 다수의 회전플레이트(33)가 모두 동일 평면이 되도록 조작하여 전체가 하나의 플레이트와 같이 동작하도록 한다. 또한, 도 4의 (b)와 같이 파력에너지의 흡수 후 전방으로 복귀하는 상태에서는 다음번 파도에 대응하기 위하여 파력플레이트(30)가 신속하게 복귀할 필요가 있으므로, 모든 회전플레이트(33)가 90도 회전되어 도 7의 (b)와 같은 상태가 됨으로써 해수에 의한 저항을 최소화한다. 이에 따라, 전방으로 복귀 시에 회전플레이트(33)가 파력플레이트(30)의 진행방향에 대하여 수평이 되는 자세를 취함으로써 해수의 저항이 최소화될 수 있고, 신속한 복귀가 가능하다.
상기와 같은 회전플레이트(33)의 작용을 위해, 파력플레이트(30)의 일측에는 스텝모터(50)가 설치되고, 스텝모터(50)의 회전축과 회전플레이트(33)의 모든 회전축에는 피니언(34)이 설치되어 체인(54)에 의해 서로 연동한다.
또한, 상기와 같은 구동을 위해 제어장치(미도시)가 더 설치되고, 리미트스위치와 같은 감지수단을 이용하여 파력플레이트(30)의 전진 및 후퇴의 시작시점에서 제어장치가 신호를 전송받을 수 있도록 구성한다.
이에 따라, 제어장치는 상기 전진(복귀) 시작시점에 스텝모터(50)가 설정량만큼 회전하도록 제어하고, 스텝모터(50)에 연동되는 체인(54)에 의해 회전플레이트(30)가 90도 회전한다. 이 회전된 상태는 파력플레이트(30)의 후퇴 시작시점까지 유지되고, 후퇴 시작시점에서 다시 -90도로 회전됨으로써 파력플레이트(30)가 전체적으로 일체의 판상과 같이 되어 파력에너지를 흡수할 수 있는 상태가 되며, 그 상태는 전진(복귀)시작시점까지 유지된다.
한편, 도 8은 전술한 제1 및 제2실시예에 기재된 파력플레이트(30)(30)를 보다 안정적으로 지지하기 위하여 보조링크부재(23a,24a)를 더 설치한 변형된 구성을 도시하고 있다.
도 8에서 도시하는 구성에서는, 파력플레이트(30)의 양측에서 링크부재가 파력플레이트(30)를 지지하도록 구성된다. 또한, 파력플레이트(30)의 양측 중 링크부재(23,24)가 연결된 측의 반대측에는 수직지지체(32a)가 설치되고, 수직지지체(32a)에 보조링크부재(23a,24a)가 결합된다.
보조링크부재(23a,24a)는 링크부재(23,24)와 동일한 길이로 형성되고, 보조링크부재(23a,24a)를 지지하는 수평축(22a)의 높이는, 링크부재(23,24)가 결합되는 연결구(26)의 결합지점과 보조링크부재(23a,24a)가 파력플레이트(30)의 수직지지체(32a)에 결합되는 지점과의 높이 차이만큼 링크부재(23,24)가 지지되는 수평축(22)보다 아래에 위치한다. 즉, 도 8에서 y1과 y2가 동일하도록 설치된다.
이에 따라, 보조링크부재(23a,24a)와 링크부재(23,24)의 운동궤적이 일정한 거리를 두고 동일하게 형성될 수 있으므로 파력플레이트(30)의 자세변화가 발생하지 않고 양측에서 안정되게 지지될 수 있다.
이러한 구성에 따라, 제1 및 제2실시예와 같이 일측에서 파력플레이트(30)가 지지되는 구성에 비하여 힌지부(36)에 발생하는 굽힘모멘트가 감소됨으로써 내구성을 증대시킬 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 상기의 실시예는 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에 있는 일 실시예에 불과하며, 동업계의 통상의 기술자에 있어서는, 본 발명의 기술적인 사상 내에서 다른 변형된 실시가 가능함은 물론이다.
11,12; 지지대 20; 수평프레임
21; 핀 22; 수평축
22a; 수평축 23,24; 링크부재
23a,24a; 보조링크부재 25; 수직축
26; 연결구 27,28; 연장된 링크부재
29; 다른 연결구 30; 파력플레이트
32; 부양지지체 33; 회전플레이트
34; 피니언 36; 힌지체
40,40′; 피스톤기구 41; 피스톤지지체
43,43′; 배출관 44,44′; 유입관
45,45′; 피스톤로드 50; 스텝모터
51; 피니언 54; 체인
"A"; 방파제

Claims (7)

  1. 지지대(11,12)와,
    상기 지지대(11,12)에 자유롭게 회전가능하도록 설치된 수평축을 구비하는 수평프레임(20)과,
    각 일단이 상기 수평프레임(20)에 설치된 각각의 수직축에 선회가능하도록 결합되고 평행하게 배치된 한 쌍의 링크부재(23,24)와,
    상기 한 쌍의 링크부재(23,24)의 타단을 서로 연결하는 연결구(26)와,
    상기 연결구(26)에 결합되어 상기 한 쌍의 링크부재(23,24)의 선회에 따라 수평방향으로 이동하는 파력플레이트(30)와,
    상기 링크부재(23,24)의 선회에 연동되어 해수 또는 공기를 가압하여 배출하는 피스톤기구(40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 파력구동장치
  2. 제1항에 있어서,
    상기 파력플레이트(30)는 상기 연결구의 길이방향을 축으로 하여 자유롭게 선회가능한 것을 특징으로 하는 파력구동장치
  3. 판상의 파력플레이트(30)와,
    상기 파력플레이트(30)의 일측에 그 타단이 연결되어 상기 파력플레이트의 전후진 동작에 따라 동일한 선회운동을 하는 한 쌍의 서로 평행한 링크부재와,
    상기 한 쌍의 링크부재의 일단이 자유회전가능하도록 각각 결합되는 수직축을 구비하는 수평프레임과,
    상기 수평프레임이 수평방향의 축에 의해 자유회전이 가능하도록 지지하고 있는 지지대와,
    상기 링크부재의 선회운동에 연동되어 피스톤운동하는 피스톤기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 파력구동장치
  4. 제3항에 있어서,
    상기 한 쌍의 서로 평행한 링크부재의 각 타단에서 핀연결되어 각 타단을 서로 연결하는 연결구(26)가 설치되고,
    상기 연결구(26)를 매개로 상기 파력플레이트(30)의 일측에 상기 링크부재의 상기 타단이 연결되며,
    상기 파력플레이트(30)는 상기 연결구의 길이방향을 축으로 하여 자유롭게 선회가능한 것을 특징으로 하는 파력구동장치
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 파력플레이트(30)는
    상기 수평방향에 수직으로 배치되는 판체를 구비하고,
    상기 판체의 상부에는 해수 중에서 부유할 수 있는 부양지지체가 형성되는 것을 특징으로 하는 파력구동장치
  6. 제5항에 있어서,
    상기 링크부재와 상기 수평프레임 사이에는
    상기 링크부재가 일방향으로 복귀되도록 편향된 탄성력을 부가하는 탄성수단이
    더 설치되는 것을 특징으로 하는 파력구동장치
  7. 제5항에 있어서,
    상기 파력플레이트(30)의 양측 중 상기 연결구(26)에 결합되는 측의 반대측에서
    상기 링크부재(23,24)의 운동궤적과 일정한 거리를 두고 동일한 운동궤적을 형성하는 보조링크부재(23a,24a)에 의해 지지되고 있는 것을 특징으로 하는 파력구동장치
KR1020100085430A 2010-09-01 2010-09-01 발전용 파력구동장치 KR101183727B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100085430A KR101183727B1 (ko) 2010-09-01 2010-09-01 발전용 파력구동장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100085430A KR101183727B1 (ko) 2010-09-01 2010-09-01 발전용 파력구동장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120022174A KR20120022174A (ko) 2012-03-12
KR101183727B1 true KR101183727B1 (ko) 2012-09-17

Family

ID=46130349

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100085430A KR101183727B1 (ko) 2010-09-01 2010-09-01 발전용 파력구동장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101183727B1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101484041B1 (ko) * 2014-07-09 2015-01-20 화진기업(주) 파력발전 어셈블리
KR101597998B1 (ko) * 2014-08-13 2016-02-29 화진기업(주) 파력발전 어셈블리
CN111254871B (zh) * 2020-03-11 2021-08-10 中国船舶科学研究中心（中国船舶重工集团公司第七0二研究所） 一种用于波浪水池的升降消波装置
CN111188719A (zh) * 2020-03-18 2020-05-22 天津城建大学 一种寒冷海域用风浪发电装置、定位方法和定位模块

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000257551A (ja) 1999-03-10 2000-09-19 Taiyo Plant Kk 揺らぎ現象を取り入れた波力ポンプ

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000257551A (ja) 1999-03-10 2000-09-19 Taiyo Plant Kk 揺らぎ現象を取り入れた波力ポンプ

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120022174A (ko) 2012-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100973017B1 (ko) 파력발생장치
US9127640B2 (en) Multi-capture mode wave energy converter with submergible float
EP1831542B1 (en) Wave energy device
US8614520B2 (en) Submergable sloped absorption barrier wave energy converter
US8561398B2 (en) Fluid-based power generation system
US7994651B2 (en) Apparatus for converting the energy of waves on a body of water
KR101183727B1 (ko) 발전용 파력구동장치
NO332595B1 (no) Kraftproduksjon fra bolgeenergi
US20140077496A1 (en) Ocean Wave Energy Converter (OWEC) with Counter-Rotating Flywheels
WO2018196884A1 (zh) 波浪发电单元、波浪发电装置及波浪发电机组
US20090217657A1 (en) Wave Energy Extraction Device
US20110192159A1 (en) Wave-powered energy generation apparatus
KR20110036765A (ko) 유체흐름에 의하여 발전하는 장치
US10519679B1 (en) Plunger artificial wave making apparatus
EP2751419A1 (en) Submergible sloped absorption barrier wave energy converter
US1604632A (en) Tide and wave power generator
US9695796B1 (en) Parallelogram wave energy collector
KR102183633B1 (ko) 진자운동부를 포함하는 파력발전기
DK2510225T3 (en) Wave energy conversion
KR20190056143A (ko) 지렛점 구동축을 이용한 파력 가변형 발전장치
KR101216295B1 (ko) 파력발생장치
KR101280522B1 (ko) 공진을 이용한 양력면형 조류발전기
KR102183627B1 (ko) 진자운동부 및 선형왕복 실린더부를 포함하는 파력발전기
WO2014113899A1 (es) Sistema mejorado para capturar la energia del mar
WO2009095651A1 (en) Method and apparatus for generating energy from waves

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee