KR101191023B1 - 해수면의 파고를 이용한 전력 발전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해수면에서 일어나는 파도의 파고를 이용한 전력 발전장치로 좀더 상세하게는 연안 바다에 설치하여 파도의 파고를 이용하여 발전용 승강장치가 반복하는 상?하 직선운동을 회전운동으로 변환하여 발전기를 작동하여, 발전 전력을 축전지에 충전하여 사용할 수 있도록 개발한 해수면의 파고를 이용한 전력 발전장치에 관한 것이다.
본 발명은 해수면에 띄워 자연 파도의 힘으로 상?하 수직작동운동을 하도록 한 선박형상의 본체부선(100)과, 일정한 해수면에 고정하여 정지상태로 있으며 기둥 역활을 하는 기둥부선(200)과, 상기 기둥부선(200) 상단면에는 일측은 본체부선(100)의 갑판에 고정하고 타측은 기둥부선(200) 내측 공간부(40)에서 작동하는 무게추(500)를 결합하여 상?하 수직작동운동시 순회전과 역회전이 가능도록 한 평면판(50)에 만든 작동체(300)로 작동되게 하며, 상기 작동체(300)의 상?하 수직반복운동을 회전동력운동으로 변환함과 동시에 회전동력에 의해 발전되어 전력을 생산하는 회전 발전기(400)로 구성되는 것이다.

Description

해수면의 파고를 이용한 전력 발전장치{A development device which uses the waves of the haesumyeon}

본 발명은 해수면에서 일어나는 파도의 파고를 이용한 전력 발전장치로 좀더 상세하게는 연안 바다에 설치하여 파도의 파고를 이용하여 발전용 승강장치가 반복하는 상?하 직선운동을 회전운동으로 변환하여 발전기를 작동하여, 발전 전력을 축전지에 충전하여 사용할 수 있도록 개발한 해수면의 파고를 이용한 전력 발전장치에 관한 것이다.

본 발명은 해수면에서 일어나는 파도의 파고를 이용하여 전력을 생산하고자 한 것으로 끝임 없이 반복되는 자연의 파도를 이용하여 전력을 생산하거나 에어 콤프레샤를 가동시켜 에어를 발생, 압축시켜 바닷가의 인근에서 작업을 하는 양식장이나 조선소등 산업 현장에서 필요한 전력이나 에어를 공급시켜 산업현장에 사용할 수 있도록 별도의 동력이나 콤프레샤의 사용없이 에어를 생산하여 에어를 공급받아 산업현장에서 에어장치 및 에어장비를 가동하여 사용하고 압축된 에어로 에어모터로 발전기를 구동시켜 발전하여 사용할 수 있도록 한 것이다.

또한 양수펌프를 구동시켜 해수를 고지대로 양수 저장하여 담수 생산에 사용하도록 한 것이다.

본 발명은 해수면의 파도를 이용한 발전장치에 관한 것으로 좀더 상세하게는 바다의 연안에 설치하여 파도가 일어날 때 그 파도의 힘을 이용하여 상승하거나 하강을 반복하는 과정에서 발생하는 수직 반복운동을 회전운동으로 변환하여 발전기를 가동시켜 발전 되도록 하고 축전지에 충전하여 가정이나 산업용으로 사용할 수 있도록 한 것이다.

상기처럼 수직 반복운동을 회전운동으로 변환하여 발전기에 발전 된 전류를 축전지에 충전하여 사용하거나 상기 회전력이 크랭크 축의 회전력으로 콤프레샤를 구동시켜 에어를 압축시켜 압축된 에어 압력으로 에어 모터를 구동시켜 발전기를 작동하여 전력을 축전지에 충전한다.

또한 이와 같은 방법으로 얻은 회전력으로 양수펌프를 구동시켜 양수된 물을 높은 곳에서 저장하여 구성된 용기에 저장된 물의 하중을 이용하여 일정한 회전운동을 발생시키도록 한 것이다.

본 발명은 해수면에 띄워 파도에 의해 발전이 되도록 한 구성으로, 해수면에 띄워 자연 파도의 힘으로 상?하 수직작동운동을 하도록 한 선박형상의 본체부선과, 일정한 수위에 정지상태로 떠 있으며 기둥 역활을 하는 기둥부선과, 상기 본체부선의 상?하 수직작동운동시 순회전과 역회전이 가능한 작동체와, 상기 작동체의 상?하 수직반복운동을 회전동력운동으로 변환함과 동시에 화전동력에 의해 발전되어 전력을 생산하는 발전기로 구성하여 해수면의 파도를 이용하여 전력과 에어를 생산하도록 한 것이다.

이와 같이 된 발명은 자연적으로 반복되는 해수의 파도를 상,하 수직운동을 회전운동으로 바꾸어 줌과 동시에 회전운동의 힘으로 발전기를 구동하여 전기를 발전시켜 전류장치로 변환시켜 이 전기를 축전지에 전류를 축척하여 가정 및 산업용으로 사용할 수 있도록 한 것이다.

도 1은 본 발명의 사시도
도 2는 본 발명의 정면일부 단면도
도 3은 본 발명의 작동체 사시도로 전면을 보인 사시도
도 4는 본 발명의 작동체 사시도로 후면을 보인 사시도
도 5는 본 발명의 작동체 평면도
도 6은 본 발명의 작동체 정면도
도 7은 본 발명의 본체부선 아래에서 밀어치는 파고에 의해 위로 본체부선이 밀려올라가며 작동됨을 보인 상태의 정면일부 단면도
도 8은 본 발명의 본체부선 아래에서 파고가 소멸되어 본체부선이 아래로 내려가면서 작동됨을 보인 상태의 정면일부 단면도

본 발명은 해수면에 띄워 파도의 파고에 의해 해수면에 설치되는 본체부선(100)의 상?하 작동에 의해 발전이 되도록 한 장치로 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 해수면에 띄워 자연 파도의 힘으로 상?하 수직작동운동을 하도록 한 선박형상의 본체부선(100)과, 일정한 해수면에 고정하여 정지상태로 있으며 기둥 역활을 하는 기둥부선(200)과, 상기 기둥부선(200) 상단면에는 일측은 본체부선(100)의 갑판에 고정하고 타측은 기둥부선(200) 내측 공간부(40)에서 작동하는 무게추(500)를 결합하여 상?하 수직작동운동시 순회전과 역회전이 가능도록 한 평면판(50)에 만든 작동체(300)로 작동되게 하며, 상기 작동체(300)의 상?하 수직반복운동을 회전동력운동으로 변환함과 동시에 회전동력에 의해 발전되어 전력을 생산하는 회전 발전기(400)로 구성되는 것이다.

상기 선박형상의 본체부선(100)은 전방(10)과 후방(11)은 선박의 선단 부분 형상으로 대칭되는 구조로 곡선 선형을 유지하며 측면은 하향 경사면(20)을 유지하며 저면은 평면판(21) 형상으로 되며 중앙부분은 직사각형상의 관통공(30)을 형성하며 직사각형 관통공(30)의 내측에는 내벽으로 밀폐하여 직사각형 관통공(30)에는 해수가 유입되나 본체부선(100) 내부로는 해수가 유입되지 않게 한 것이다.

상기의 본체부선(100)에 있어 전방(10)과 후방(11)은 동일한 형상의 선형으로 만들어져 이동시 어느 방향에서 나 이동이 가능하도록 하였다.

상기의 기둥부선(200)은 길이방향의 직사각 이나 원형상으로 가능하며 내부에는 공간부(40)를 형성하여 내부 공간부(40)에는 작동체(300) 타측과 결합되는 무게추(500)가 내장되어 상 하 작동되는 공간부(40)가 확보된다.

상기의 기둥부선(200)의 내부 공간부(40)에는 작동체(300)에 연결되어 상 하로 이동하는 무게추(500)를 내장하여 본체부선(100)이 상 하로 움직일 때 무게추(500)가 상 하로 움직이게 한다.

상기의 작동체(300)는 순회전과 역회전이 가능한 것으로 기둥부선(200)의 상단에 안치되는 평판부재(50) 상에 설치되는 것으로,

각 각 제1회전축(601)과 제2회전축(602), 제3회전축(603), 제4회전축(604), 제5회전축(605)를 베어링(650)에 각각 연동되게 고정한다.

상기 각각의 제1회전축(601)과 제2회전축(602), 제3회전축(603), 제4회전축(604), 제5회전축(605)을 고정함에 있어, 제1회전축(601)에는 양측으로 베어링(65)으로 지지되며 제1스퍼기어(51)와 제1체인기어(61)를 고정한다.

상기 제2회전축(602)에는 일측 선단에 제2스퍼기어(52)와 제3스퍼기어(53)를 일체로 되었으며 제3스퍼기어(53)는 소기어로서 제1스퍼기어(51)에 맞물려 작동되게 한다.

상기 제3회전축(603)에는 제4스퍼기어(54)와 제3체인기어(63)를 일체로 결합하며 제4스퍼기어(54)에는 역회전 방지 원웨이 베어링(59)을 일체로 결합하여 역회전을 방지하도록 한다.

상기 제3회전축(603)에 결합되는 제4스퍼기어(54)는 제2회전축(602)의 제2스퍼기어(52)일체로 되어 제1스퍼기어(51)와 맞물려 회전되는 제3스퍼기어(53)에 맞물려 회전되게 한다.

상기의 제4회전축(604)에는 제2체인기어(62)와 제4체인기어(64)를 일체로 결합한다.

상기의 제4회전축(604)에 결합하는 제2체인기어(62)는 제1회전축(601)에 결합되는 제1체인기어(61)에 걸어주는 제1체인(71)에 의해 연결되어 제1체인(71)의 양측 선단에 결합하는 무게추(500)와 본체부선(100)의 작동에 의해 움직이도록 된 것이다.

상기의 제4회전축(604)의 제2체인기어(62)는 제1회전축(601)의 제1체인기어(51)와 제1체인(71)으로 연동되며, 제4체인기어(64)는 제3회전축(603)에 결합하는 제3체인기어(63)와 제2체인(72)으로 연동되게 한다.
상기의 제4회전축(604)에 결합하는 제2체인기어(62)는 제1회전축(601)에 결합되는 제1체인기어(61)에 걸어주는 제1체인(71)에 의해 연결되어 제1체인(71)의 양측 끝단부에 결합하는 무게추(500)와 본체부선(100)의 작동에 의해 움직이도록 된 것이다.
상기 제1체인(71)에 있어 제1회전축(1)에 결합된 제1체인기어(61)에 연동되는 끝단부 일측은 도 2에 도시된 바와 같이 본체부선(100)의 상단 바닥면에 설치되는 브라켓트(101)에 고정되고, 제4회전축(604)에 결합 된 제2체인기어(61)의 끝단부에 결합되어 연동되는 타측의 제1체인부분은 기둥부선(200)의 내부 공간에서 상하 승강 작동하는 무게추(500)의 상단부분의 고정 브라켓트(501)에 결합 되어 상기 기둥부선(200)이 파고에 의해 상승할 때는 무게추(500)가 하강함과 동시에 제4회전축(604)부분에 결합한 제2체인기어(62)에 연접된 제1체인(71) 부분을 아래로 당겨주어 무게추(500)가 하강 되어지며 동시에 제1회전축(601)의 제1체인기어(61) 부분에 연접되며 본체부선(100)에 결합 된 제1체인(71) 부분은 본체부선(100)을 위쪽으로 당겨주어 상승 작동을 하게 된다.
이와는 반대로 본체부선(100)이 저면부분에서 파고가 사라지면 본체부선(100)의 무게에 의해 다시 아래로 내려가게 되는데 이때는 전자의 설명과는 반대로 본체부선(100) 상부 위에 위치하는 제1체인기어(61) 측에 연접된 제1체인(71) 부분이 본체부선(100)에 의해 아래로 당겨져 하강 작동을 하고, 반대 측 제2체인기어(62)에 연접된 무게추(500) 부분은 위로 당겨져 상승 작동을 하게 되는 것이다.

상기의 제1체인(71)의 선단에는 일측으로는 기둥부선(200)에 내장되는 무게추(500)와 결합하고 다측은 본체부선(100)의 상단면에 고정하여 파도에 의해 본체부선(100)이 상 하 로 반복운동을 함에 의해 연동되게 한다.

상기의 제2스퍼기어(52) 상단에는 제5회전축(605)에 일측에 결합되는 제5스퍼기어(55)에 맞물려져 있다.

상기 제5스퍼기어(55)는 제5회전축(605)의 선단에 고정되면 제5회전축(605)에는 테입클러치(401)와 회전형 발전기(400)를 고정하여 된 것이다.
상기와 같이 형성되는 작동체(300)를 기둥부선(200) 상단면에 평면판(50) 상에 동일한 구조의 작동체(300)를 본체부선(100)의 전방(10)과 후방(11)으로 복수개로 대향되게 설치하고 각각의 제1체인(71)의 일측은 본체부선(100)의 전방(10)과 후방(11)의 브라켓트(101)에 연결하고 타측은 기둥부선(200)의 내부 공간부(40)에서 상,하로 움직이는 무게추(500)의 고정브라켓트(501)에 연결하여 구성된 것이다.

상기와 같이 형성되는 작동체(300)를 기둥부선(200) 상단면에 평면판(50) 상에 만들어진 작동체(300)를 본체부선(100)의 전방(10)과 후방(11)을 향하게 각각 설치하고 제1체인(71)의 일측은 본체부선(100)에 연결하고 타측은 기둥부선(200)의 내부 공간부(40)에서 움직이는 무게추(500)에 연결하여 구성된 것이다.

이와 같이 된 본 발명의 작동 상태를 좀더 상세히 설명하면 아래와 같다.

상기와 같이된 본 발명을 예인선을 이용하여 해안이나 파도가 많이 일어나는 설치 목적지 까지 이동한다.

그런 다음 기둥부선(200)의 하단부분을 해저면에 안전하게 고정시킨 후 선박형상의 본체부선(100)이 바다의 해수면에 닿도록 작동에 알맞게 제1체인(71)의 길이를 조절하여 준다.

다음으로 순회전과 역회전이 가능한 작동체(300)에 결합 된 발전기(400) 축에 축전지(도시하지 않음)를 각각 연결한다.

상기와 같이 발전 준비가 완료되면 자연 파도에 의해 본체부선(100)과 무게추(500)의 상 하 반복운동에 의해 전기가 발전되는 것으로 작동과정을 좀더 상세히 설명한다.

해수면에서 파도가 일어나게 되면 본체부선(100)의 하부 평면판(21)과 경사면(20)에 파도가 부딪치면서 본체부선(100)이 파도가 위로 솟아 오를 때는 위쪽으로 상승하며 파도가 아래로 내려가면 본체부선(100)이 아래로 내려가는 동작을 반복하게 된다.

상기처럼 본체부선(100)이 상하로 반복작용하는 과정에 있어 파도가 본체부선(100)을 위로 밀어올려주면 기둥부선(200) 공간부(40)에 내입되어 있는 무게추(500)의 무게에 의해 제1체인기어(61)와 제2체인기어(62)가 회전을 하기 시작한다.

이렇게 본체부선(100)이 올라가게 되면 제1체인(71)에 의해 제1체인기어(61)와 제2체인기어(62)가 회전함과 동시에 제1회전축(601)이 회전을 하면서 제1회전축(601)의 제1스퍼기어(51)를 회전하게 된다.

상기와 같이 회전하는 제1스퍼기어(51)는 제2회전축(602)에 고정된 제3스퍼기어(53)를 회전하게 된다.

상기와 같이 제3스퍼기어(53)가 회전함과 동시에 일체로 된 제2스어퍼기어(52)도 동시에 회전을 하게 되면 제2스퍼기어(52)에 맞물려 있는 제5스퍼기어(55)가 회전하며 이와 동시에 발전기(400)는 회전을 하면서 발전을 시작하며 발전된 전기는 축전기로 저장을 하기 시작한다.

상기와 같이 작동시 제2회전축(602)에 고정된 제3스퍼기어(53)에 맞물려 있는 제4스퍼기어(54)는 제3회전축(603)에서 제4스퍼기어(54)와 일체로 된 역회전 방지 원웨이 베어링(59)에 의해 제4스퍼기어(54)는 회전을 하지 않고 공회전을 하게 된다.

이와 같은 상태에서 처음과는 반대로 파도가 내려갈 경우 이와 함께 본체부선(100)이 다시 아래로 내려가게 된다.

이렇게 본체부선(100)이 아래로 내려가면서 본체부선(100)의 타측에 결합된 제1체인(71)가 본체부선(100)의 무게에 의해 아래로 잡아 당겨주게되면 제4회전축(604)의 제2체인기어(62)가 반대로 회전하게 되면서 제4회전축(604)에 결합된 제4체인기어(64)를 회전하면 제4체인기어(64)와 연결된 제2체인(72)에 의해 제3회전축(603)의 제3체인기어(63)를 회전함과 동시에 제3회전축(603)에 결합된 제4스퍼기어(54)를 회전하여 줌으로 인해 제4스퍼기어(54)와 맞물려 있는 제3스퍼기어(53)가 회전을 하고 이와 함께 제2스퍼기어(52)를 회전함으로 상단에 연접된 제5스퍼기어(55)가 회전을 하여 발전기(400)를 지속적으로 회전을 시켜주게 되고 이에 발전된 전력을 발전기(400)와 연결된 축전지로 모아 저장을 하게 되는 것이다..

이와 같이 발전이 되는 과정에 있어 파도의 높고 낮음에 의해 발전기(400)가 과도하게 회전됨을 제5회전축(605)에 일체로 결합한 태잎클러치(401)가 작동하여 항상 동일한 회전수를 유지하도록 하였다.

또한, 제3회전축(603)에 결합된 역회전 방지 원웨이 베어링(59)에 의해 발전기(400)가 순방향만 회전되도록 하였고 역회전시 제4스퍼기어(54)가 공회전되도록 함으로 항상 순방향만 작동이 가능하도록 된것이다.

이와 같이 된 발명은 전기의 발전을 위한 공해가 전혀 없으며 소규모의 전력을 생산하여 해안에서 가까운곳에 있는 가두리 양식장이나 바다에서 많이 작업하는 조손소와 같은 곳에서 직접적으로 전력을 생산함으로 경제적인 이점이 있으며 발전에 의한 소음도 없으며 사용용도에 따라 발전규모를 다르게 하여 저렴한 비용으로 발전을 할 수 있을 뿐 아니라 일기에 관계없이 일정하게 발전량을 생산할 수 있어 해변에서 가까운 곳이면 어디에나 설치하여 전기를 생산 할 수 있는 것이다

100: 본체부선 200: 기둥부선
300: 작동체 400: 발전기
500: 무게추

Claims (1)

1. 해수면에 띄워 자연 파도의 힘으로 상?하 수직작동운동을 하도록 한 선박형상의 본체부선(100)과, 일정한 해수면에 고정하여 정지상태로 있으며 기둥 역활을 하는 기둥부선(200)을 이용한 전력 발전장치에 있어서,
   제1회전축(601)과 제2회전축(602), 제3회전축(603), 제4회전축(604), 제5회전축(605)을 고정함에 있어, 제1회전축(601)에는 양측으로 베어링(65)으로 지지되며 제1스퍼기어(51)와 제1체인기어(61)를 고정하며,
   제2회전축(602)에는 일측 선단에 제2스퍼기어(52)와 제3스퍼기어(53)를 일체로 되었으며 제3스퍼기어(53)는 소기어로서 제1스퍼기어(51)에 맞물려 작동되게 하고,
   제3회전축(603)에는 제4스퍼기어(54)와 제3체인기어(63)를 일체로 결합하여 제3회전축(603)에 결합되는 제4스퍼기어(54)는 제2회전축(602)의 제2스퍼기어(52)일체로 되어 제1스퍼기어(51)와 맞물려 회전되는 제3스퍼기어(53)에 맞물려 회전되게 하며,
   제4회전축(604)에는 제2체인기어(62)와 제4체인기어(64)를 일체로 하며 상기 제4회전축(604)에 결합하는 제2체인기어(62)는 제1회전축(601)에 결합되는 제1체인기어(61)에 걸어주는 제1체인(71)에 의해 연결되어 제1체인(71)의 양측 선단에 결합하는 무게추(500)와 본체부선(100)의 작동에 의해 움직이도록 하였고,
   상기의 제4회전축(604)의 제2체인기어(62)는 제1회전축(601)의 제1체인기어(51)와 제1체인(71)으로 연동되며, 제4체인기어(64)는 제3회전축(603)에 결합하는 제3체인기어(63)와 제2체인(72)으로 연동되게 한 작동체(300)를,
   복수개로 기둥부선(200) 상단면의 평면판(50) 상에 안치하여 각각의 제1체인(71)의 일측은 본체부선(100)의 전방(10)과 후방(11)의 브라켓트(101)에 연결하고 타측은 기둥부선(200)의 내부 공간부(40)에서 상,하로 움직이는 무게추(500)의 상단 고정브라켓트(501)에 연결하여 구성 됨을 특징으로 한 해수면의 파고를 이용한 전력 발전장치.
   

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