KR101207208B1

KR101207208B1 - 수류발전구조물

Info

Publication number: KR101207208B1
Application number: KR1020120024972A
Authority: KR
Inventors: 장현수
Original assignee: 장현수
Priority date: 2012-03-12
Filing date: 2012-03-12
Publication date: 2012-12-03
Also published as: WO2013137515A1; JP2015510087A

Abstract

본 발명은 유체의 흐름에 의한 운동에너지에 의하여 발전기를 포함하는 수류발전구조물에 관한 것으로, 본 발명의 수류발전구조물(10)은 바닷물의 부력에 의해 유체위에 떠 있는 부유체(13)와, 상기 부유체에 고정 설치되되, 개략 단위 수류발전유니트의 길이보다 긴 3개 이상의 파이프 형태의 지지가이드(14)와, 부유체(13)의 상면으로부터 끼워져서 상단의 일부분은 지지가이드(14)의 길이방향으로 슬라이딩 할 수 있도록 지지되고, 끝단은 수면 아래에 형성되는 지면에 지지되되, 유체의 흐름의 힘에 저항하는 강도를 구비하는 구조형재(21)를 포함하여 전체적으로 힘을 받는 기둥 역할을 하는 3개 이상의 수류발전기둥(20)으로 구성되어 유체의 흐름의 힘에 저항하며 발전을 행하는 것을 특징으로 한다.

Description

수류발전구조물{the structure of generating by water stream}

본 발명은 수류발전구조물에 관한 것으로, 수심이 깊은 바다에서 별도의 기초공사 없이 효율적인 수류발전을 할 수 있는 수류발전구조물에 관한 것이다.

신재생 에너지로서 해양에너지를 이용하는 발전 방법은 조석을 동력원으로 하여 해수면의 상승하강 운동을 이용하여 전기를 생산하는 조력발전, 해양표면층의 온수와 심해 냉수와의 온도차를 이용하여 열에너지를 기계적 에너지로 변환시켜 발전하는 해양온도차발전, 해양의 바람에 의한 파도의 에너지를 이용하는 파력발전, 조류의 흐름이 빠른 곳에 터빈을 설치해 해수의 운동에너지를 이용하여 발전하는 조류발전 등이 있다.

이중 조류발전은 해수의 빠른 흐름 즉, 자연적인 해수의 흐름을 이용하는 방식으로, 종래의 조류발전시스템은 조류의 흐름을 이용하여 전기를 생산하기 위해서 해수의 운동에너지에 의해 회전하는 수차 및, 수차의 회전력을 전기에너지로 변환하는 증속기와 발전기를 포함하는 발전장치, 그리고 상기 발전장치를 해양 또는 수로에 고정하기 위한 지지 구조물로 구성되며, 이러한 종래의 수류발전시스템은 조류 자원 분포에 따라 발전장치(수차+증속기+발전기)를 지지구조물을 통해 해저 바닥에 고정하거나, 또는 해수면에 부유시키는 배치 구조를 이루고 있다.

이러한 조류발전시스템의 하나로 대한민국 등록특허 10-1080982호가 있는데, 해당발명에서는 해저면에 배치되는 지지블록; 상기 지지블록에 하단부가 연결되고 그 상단부가 상방으로 연장되는 지지와이어; 상기 지지와이어의 상단부에 연결되고 수중에 배치되는 부력체); 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. 즉, 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 하고 있다.

또한 조류발전시스템의 하나로 대한민국 등록특허 10-1015572호도 있는데, 해당발명에서는 해저면에 고정된 상태로 설치되는 중량구조물에 형성된 조류통로의 전방에 고정 설치되어 있는 전방 지지간의 중심부에 전단이 고정 부착되어 있으며, 내부에는 발전기가 장착되어 있는 전방 발전기본체와; 상기 중량구조물의 조류통로 후방에 고정 설치되어 있는 후방 지지간의 중심부에 후단이 고정 부착되어 있으며, 내부에는 발전기가 장착되어 있는 후방 발전기본체와; 상기 전,후방 발전기본체 사이에 회전가능하게 개재된 상태로 형성되며 전,후방 축 각각은 전,후방 발전기본체의 후단 및 전단에서 내부를 향해 삽입 설치되어 그들 각 내부에 장착되어 있는 발전기에 회전동력을 전달할 수 있도록 연결 설치되는 회전체와; 상기 회전체에 설치되는 회전추진날개를 구성하여 발전을 행하고 있다..

또한 조류발전시스템의 하나로 대한민국 등록특허 10-0695061호도 있는데, 해당발명에서는 다수의 부력체 사이사이 전,후에 축설되는 다수의 동력축과, 상기 각각의 동력축 양측에 결합된 회전기어 사이에 결합되는 동력밸트와, 상기 동력밸트의 외측면에 설치되어 조력에 의해 자동으로 수평, 회전이동하는 다수의 발전날개를 구비하여 발전을 행하고 있다.

이러한 종래 고정방식 또는 부유방식의 조류발전시스템은, 해수면 또는 해저 바닥에 하나의 발전장치를 하나의 지지구조물로 고정시킨 상태에서, 지지구조물에 고정되는 발전장치를 하나 또는 다수개 배치하는 형태로 시공되고 있는 바, 이는 수심별로 분포되어 있는 조류 자원의 모두를 사용하는 것이 아니라 해수면 또는 해저 바닥 영역의 일부만을 사용하는 방식일 수밖에 없으며, 따라서 발전장치가 설치되지 않은 부분의 조류에너지를 활용할 수 없는 단점이 있다.

또한 고정방식의 조력발전기들은 해저에 발전기를 지지하기 위한 구조물을 설치해야 하는데 기본적으로 해저에서의 공사가 어렵기 때문에 지지구조물 설치에 많은 비용과 시간이 소요되는 문제점이 있고, 지지구조물 설치시 환경에 악영향을 미치는 문제점이 있으며, 지지구조물의 강도와는 관계가 없는 별도의 발전기를 구조물에 부가하여 부착하는 구조로, 구조물 강도에는 기여하는 바가 없이 발전기의 중량만을 부가하게 되어 구조물의 강도에 악영향을 미치는 문제점이 있으며, 각 발전기의 크기마다 별도의 금형을 사용하여 제조하여야 하므로 설치비용이 많이 드는 문제점이 있는 등 여러가지 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허 10-1080982호 대한민국 등록특허 10-1015572호 대한민국 등록특허 10-0695061호 대한민국 등록특허 10-0777809호

본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 해저에 발전기를 지지하기 위한 지지구조물을 설치하지 아니하고 그 자체로 수류방향의 힘에 저항하는 구조물의 형상을 유지하며 발전을 행하는 수류발전구조물을 제공함으로서, 해저에 지지구조물을 설치하는 데에 따른 환경오염을 방지하고, 수류발전기의 설치 비용과 시간을 절감하며, 바닥에서 수면까지의 모든 영역에 흐르는 수류 에너지를 효율적으로 이용할 수 있는 수류발전구조물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 조력댐이 없이 발전에 필요한 수차발전기만을 설치함으로써 비용이 적게 들고 해수 유통 및 해양 생물의 이동이 자유로워 해양환경에 미치는 영향이 거의 없는 친 환경적인 수류발전구조물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 해저의 깊이가 깊거나 수류가 강하여 수류발전기둥(20)이 굽혀진다 해도 발전이 가능하고, 설치와 유지 관리가 용이한 수류발전구조물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 적은 수의 제조금형만으로 제조가 가능하게 하여 제조비용을 낮출 수 있는 구조의 수류발전구조물을 제공하는 것을 목적으로 하며, 또한 수류날개가 받는 수류의 저항을 최소로 하며 효율적인 발전을 할 수 있도록 하는 수류발전구조물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명의 수류발전구조물(10)은 바닷물의 부력에 의해 유체위에 떠 있는 부유체(13)와, 상기 부유체에 고정 설치되되, 개략 단위 수류발전유니트의 길이보다 긴 3개 이상의 파이프 형태의 지지가이드(14)와, 부유체(13)의 상면으로부터 끼워져서 상단의 일부분은 지지가이드(14)의 길이방향으로 슬라이딩 할 수 있도록 지지되고, 끝단은 수면 아래에 형성되는 지면에 지지되되, 유체의 흐름의 힘에 저항하는 강도를 구비하는 구조형재(21)를 포함하여 전체적으로 힘을 받는 기둥 역할을 하는 3개 이상의 수류발전기둥(20)으로 구성된다.

또한 수류발전기둥(20)은 강도 부재를 형성하는 파이프 찬넬 등 구조형재(21)와 상기 유체의 흐름의 힘에 저항하는 강도를 구비하는 구조형재(21)와 구조형재(21)에 베어링으로 회전 가능하게 지지되는 회전 지지체(33)에 지지되되, 구조형재(21)와 평행하게 등간격으로 다수의 블레이드(32)가 설치되는 원통 형상의 수류날개 유니트(35)와 상기 수류날개 유니트(35)가 1개 또는 다수개 결합되어 형성되는 수류 날개(31) 및 상기 수류날개(31)의 측면에 지지되어 수류날개(31)와 같이 구조형재(21)를 중심으로 하여 회전하되, 자력선을 발생시키는 자력발생수단을 구비하는 회전자(51) 및 상기 회전자(51)의 내부에 설치되되 발전코일을 내장하는 고정자(52)를 구비하는 발전기(50)가 결합되어 형성되는 수류발전유니트(30)를 형성하며, 상기 수류발전유니트(30)가 1개 또는 다수개 결합되어 수류발전기둥모듈(27)을 구성하며, 상기 수류발전기둥모듈(20)이 1개 또는 다수개 결합되어 수류발전기둥(27)이 구성되는 것으로, 전체적으로 구조형재(21)로 지지되는 지름이 균등한 하나의 원형의 파이프 형상과 같은 형상의 수류발전기둥(20)이 형성되므로, 전체적으로 힘을 받는 기둥 역할을 한다.

또한 상기 부유체에 고정 설치되는 3개 이상의 지지가이드(14)에는 가이드홈(15)이 형성되고, 상기 수류발전기둥(20)에는 수류발전기둥모듈(27)의 경계에 각 수류발전기둥모듈(27)을 연결하는 지지후렌지(25)가 더 형성되며, 각 지지후렌지(25)에는 상기 가이드 홈(15)에 끼워지는 지지돌기(26)가 형성되어, 상기 지지돌기(26)가 가이드홈(15)에 끼워져 수류발전기둥(20)을 지지가이드의 길이방향으로만 이동할 수 있도록 하며 수류에 의해 수류발전기둥(20)이 회전되지 않도록 한다.

또한 상기 수류날개(31)의 측면에는 상기 수류날개(31)와 같이 회전하되 자력선을 발생시키는 자력발생수단을 구비하고 그 외경은 수류날개(31)의 외경보다는 보다 작은 회전자(51)가 상기 수류날개(31)의 측면에 형성되는 수류날개(31)의 외경과 같은 가상 원주를 갖는 은폐부(37) 내측에 설치된다. 또한 상기 회전자(51)의 내부에는 발전코일을 내장하는 고정자(52)가 설치되어 발전기(50)로 구성된다.

또한 본 발명에서는 상기 원통 형상의 수류발전유니트(30)가 보다 효율적으로 수류를 이용할 수 있도록 폐쇄날개(40) 및 상기 폐쇄날개(40)의 외측 끝단에는 폐쇄날개(40)를 직각으로 구부린 형태의 방향날개(43)가 형성될 수도 있다.

한편 수류날개 유니트(35), 회전자 (51), 고정자(52)를 2개 이상의 부분으로 분할되게 하거나, 지지후렌지(25)를 구조형재(21)에서 제거하고 수류날개유니트(35)와 회전자를 구조형재(21)의 길이방향으로 빼내거나 끼울 수 있도록 구조형재(21)와 나사결합되도록 구성하는 것이 바람직하다.

본 발명의 수류 발전시스템은 부유체 상면에서 수류발전기둥(20)을 지지가이드(14)에 끼워 해저의 지면에 고정하는 것만으로 부유체(13) 및 지지가이드(14), 수류발전기둥(20)이 형성하는 트러스 형태의 구조물을 형성하므로, 해저에 지지구조물을 설치하는 데에 따른 환경오염을 방지하고, 수류발전기의 설치 비용과 시간을 절감하며, 바닥에서 수면까지의 모든 영역에 흐르는 수류 에너지를 효율적으로 이용할 수 있는 효과를 달성한다.

또한 댐과 같이 일정구역을 모두 폐쇄하지 않고 일부분에만 수류발전기둥(20)을 형성할 수가 있으므로 해수의 유동과 어류 등 생물의 유동을 방해하지 않아 환경을 해치지 않고 발전을 행할 수 있는 효과를 달성한다.

또한 수류날개(31)의 측면에 발전기가 지지되고 각 부품이 모듈 형식으로 수류발전기둥(27)을 형성하므로, 수류에 의해 부유체가 이동함으로서 수류발전기둥(20)이 전체적으로 만곡된다 하더라도, 수류날개가 구조형재(21)을 중심으로 회전할 수 있고, 전체 수류발전기둥(20)에 비해 발전기 부분의 길이가 짧아 발전기 부분은 거의 직선이 되므로 회전자(51)와 고정자(52) 사이의 간극 변화 없이 발전을 행할 수 있는 효과를 달성하고, 시공이나 유지관리가 용이하며, 제조 금형의 종류가 적어지고 간단해져 제조비용을 현저하게 낮추는 효과를 달성한다.

또한 수류날개 유니트(35), 회전자 (51), 고정자(52)를 원호방향으로 2개 이상의 부분으로 분할할 수 있으므로 구조물에 영향을 주지 않고 설치와 유지 관리가 용이하도록 하는 효과를 달성할 수 있다.

또한 회전축을 중심으로 수류 날개의 일부만이 수류에 노출되도록 하고 반대측은 수류에 노출되지 않도록 하여 수류 날개가 받는 수류의 저항을 최소로 하고, 수류 날개와의 간섭되지 않도록 하여 효율적인 발전을 할 수 있도록 하는 효과를 달성할 수 있는 등 많은 효과가 있다.

도 1 은 본 발명이 채택된 수류발전구조물의 개념도
도 2 는 본 발명이 채택된 수류발전기둥의 사시도
도 3 는 본 발명의 실시예에 따른 수류발전기둥의 단면도
도 4 은 본 발명의 실시예에 따른 수류발전유니트의 부분 사시도
도 5 은 본 발명의 실시예에 따른 수류발전유니트의 부분 단면도
도 6 은 도 5의 A에서 본 측면 단면도
도 7 은 도 5의 B에서 본 측면 단면도
도 8 은 도 5의 C에서 본 본 발명의 다른 실시예에 따른 측면 단면도
도 9 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수류 발전기 부분의 분해설명도
도 10 는 본 발명의 발전기 일 실시예의 개념도
도 11 는 종래 발명의 도면

이하, 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 상기 선행기술문헌에 기재된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략하므로 해당 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 선행기술문헌을 참조하기로 한다.

도 1 은 본 발명이 채택된 수류발전구조물의 개념도이고, 도 2 는 본 발명이 채택된 수류발전기둥의 사시도로서 본 발명이 채택되는 수류발전구조물(10)을 표시하고 있다. 도1에서 바다의 지반에 설치되는 본 발명의 수류발전구조물(10)은 바닷물의 부력에 의해 유체위에 떠 있는 부유체(13)와, 상기 부유체에 고정 설치되되, 개략 단위 수류발전유니트의 길이보다 긴 3개 이상의 파이프 형태의 지지가이드(14)와, 부유체(13)의 상면으로부터 지지가이드(14)에 끼워져서 상단의 일부분은 상기 지지가이드(14)에 길이방향으로 슬라이딩 할 수 있도록 지지되고, 끝단은 수면 아래에 형성되는 지면에 지지되되, 유체의 흐름의 힘에 저항하는 강도를 구비하는 구조형재(21)를 포함하여 전체적으로 힘을 받는 기둥 역할을 하는 3개 이상의 수류발전기둥(20)으로 구성되어 유체의 흐름의 힘에 저항하며 발전을 행하도록 구성된다.

도 3 및 도5는 본 발명의 실시예에 따른 수류발전기둥(20)의 단면도로서 본 발명에 의한 수류발전기둥(20)이 강도 부재를 형성하는 파이프 찬넬 등 구조형재(21)와 상기 유체의 흐름의 힘에 저항하는 강도를 구비하는 구조형재(21)와 구조형재(21)에 베어링으로 회전 가능하게 지지되는 회전 지지체(33)에 지지되되, 구조형재(21)와 평행하게 등간격으로 다수의 블레이드(32)가 설치되는 원통 형상의 수류날개 유니트(35)와 상기 수류날개 유니트(35)가 1개 또는 다수개 결합되어 형성되는 수류 날개(31) 및 상기 수류날개(31)의 측면에 지지되어 수류날개(31)와 같이 구조형재(21)를 중심으로 하여 회전하되, 자력선을 발생시키는 자력발생수단을 구비하는 회전자(51) 및 상기 회전자(51)의 내부에 설치되되 발전코일을 내장하는 고정자(52)를 구비하는 발전기(50)가 결합되어 형성되는 수류발전유니트(30)를 형성하며, 상기 수류발전유니트(30)가 1개 또는 다수개 결합되어 수류발전기둥모듈(27)을 구성하며, 상기 수류발전기둥모듈(20)이 1개 또는 다수개 결합되어 수류발전기둥(27)이 구성되는 것으로, 전체적으로 구조형재(21)로 지지되는 지름이 균등한 하나의 원형의 파이프 형상과 같은 형상의 수류발전기둥(20)이 형성되므로, 전체적으로 힘을 받는 기둥 역할을 할 수 있음을 나타내고 있다.

한편 수류발전기둥(20)이 수류날개(31)의 측면에 지지되어 수류날개(31)와 같이 구조형재(21)를 중심으로 하여 회전하는 회전자(51) 및 상기 회전자(51)의 내부에 설치되되 발전코일을 내장하는 고정자(52)를 구비하는 발전기(50)로 구성되므로, 수류에 의해 부유체가 이동함으로서 수류발전기둥(20)이 전체적으로 만곡된다 하더라도 전체 수류발전기둥(20)에 비해 발전기 부분의 길이가 짧아 발전기 부분은 거의 직선이 되므로 회전자(51)와 고정자(52) 사이의 간극 변화 없이 발전을 행할 수 있다.

또한 도 2, 도 5, 도6, 도7, 도8에 도시된 바와 같이 상기 부유체에 고정 설치되는 3개 이상의 지지가이드(14)에는 가이드홈(15)이 형성되고, 상기 수류발전기둥(20)에는 수류발전기둥모듈(27)의 경계에 각 수류발전기둥모듈(27)을 연결하는 지지후렌지(25)가 더 형성되어 수류발전기둥(20)을 수류발전기둥모듈(27) 단위로 분해 결합 할 수 있도록 하여 시공과 유지관리가 용이하도록 하며, 각 지지후렌지(25)에는 상기 가이드 홈(15)에 끼워지는 지지돌기(26)가 형성되어, 상기 지지돌기(26)가 가이드홈(15)에 끼워져 수류발전기둥(20)을 지지가이드의 길이 방향으로만 이동할 수 있도록 하며 수류에 의해 수류발전기둥(20)이 회전되지 않도록 한다. 한편 지지후렌지(25)는 구조형재(21)와 결합되어 있는데, 지지후렌지(25)를 구조형재(21)에서 제거하고 수류날개유니트(35)와 회전자를 구조형재(21)의 길이방향으로 빼내거나 끼울 수 있도록 구조형재(21)와 나사 결합되어 있는 것이 바람직하다.

따라서 부유체(13) 상면에서 수류발전기둥(20)을 지지가이드(14)에 끼워 해저의 지면에 고정하는 것만으로 부유체(13) 및 지지가이드(14), 수류발전기둥(20)이 형성하는 트러스 형태의 구조물을 형성하게 되고, 이 구조물이 3개 이상의 다리의 길이를 조절할 수 있는 있는 책상이 불규칙한 지면에 고정되듯이 바닥에 고정되므로, 바다의 깊이의 차이에 의한 바닥의 불규칙함이나 조수간만의 차에 의해 바닷물 수위의 변화로 인한 부유체(13)의 상승이나 하강 또는 강한 수류의 영향에 따른 부유체(13)의 위치 변화에 영향을 받지 않고, 부유체(13) 및 지지가이드(14), 수류발전기둥(20)이 형성하는 구조물의 형상을 유지하며 바닥에서 수면까지의 모든 영역에 흐르는 수류에 의해 발전을 행할 수 있다.

또한 댐과 같이 일정구역을 모두 폐쇄하지 않고 일부분에만 수류발전기둥(20)을 형성할 수가 있으므로 해수의 유동과 어류 등 생물의 유동을 방해하지 않아 환경을 해치지 않고 발전을 행할 수 있다.

한편 본 발명에서 수류라 함은 조류나 강물의 흐름 등 액체의 흐름을 의미한다.

또한 수류발전기둥(20)이 수류날개(31)의 측면에 지지되어 수류날개(31)와 같이 구조형재(21)를 중심으로 하여 회전하는 회전자(51) 및 상기 회전자(51)의 내부에 설치되되 발전코일을 내장하는 고정자(52)를 구비하는 발전기(50)로 구성되므로, 수류에 의해 부유체가 이동함으로서 수류발전기둥(20)이 전체적으로 만곡된다 하더라도 전체 수류발전기둥(20)에 비해 발전기 부분의 길이가 짧아 발전기 부분은 거의 직선이 되므로 회전자(51)와 고정자(52) 사이의 간극 변화 없이 발전을 행할 수 있다.

또한 다수의 원통 형상의 수류날개 유니트(35)가 연결되어 원통 형상의 수류날개(31)와 수류발전유니트(30)를 형성하며, 여러 개의 수류발전유니트(30)가 결합되어 수류발전기둥(20)을 형성하므로, 그 연결부위에 약간의 굽힘이 가능하여 수류에 의해 수류발전기둥(20)이 굽혀진다 해도 발전이 가능하다.

도시되지 않은 부유체 위에 설치되는 크레인 등으로 단위 길이의 수류발전기둥모듈(27)을 계속 연결하여 가며 수류발전기둥(20)의 끝이 바닥에 닿을 때까지 전체 수류발전기둥(20)을 형성하게 되므로 시공이나 유지관리가 용이하며, 수류발전기둥(20)의 길이에 관계없이 동일한 제조금형만으로 전체 수류발전기둥(20)의 제조가 가능하므로 제조 금형의 종류가 적어지고 간단해져 제조비용을 현저하게 낮추는 효과를 달성하는 작용을 한다.

한편 부유체(13)는 제조 비용을 줄이기 위해 단위 부유체 블록을 다수개 연결하여 전체 부유체(13)를 형성하되, 단위 부유체 블록의 내부에 스티로폼 등 화학폼을 충진하여 단위 부유체 블록의 강성을 높이는 것이 바람직하다.

도 4 은 본 발명의 실시예에 따른 수류발전유니트의 부분 사시도이고, 도 5 은 본 발명의 실시예에 따른 수류발전유니트의 부분 단면도. 도 6 은 도 5의 A에서 본 측면 단면도이고, 도 7 은 도 5의 B에서 본 측면 단면도이다.

위 도면에 도시되어 있는 바와 같이 본 발명 실시예는 수류발전기둥(20)의 수류날개(31)에는 회전자(51)를 은폐하는 수류날개(31)의 외경과 같은 외경을 구비하는 회전자(51)의 마감부재인 은폐부(37)가 형성된다.

이때 블레이드(32)는 그 단면을 원호 형상이나 저항이 적은 형상으로 하여 원통 형상의 수류날개(31) 자체만으로도 수류에 의해 효율적으로 회전 할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

한편 설치 장소에 따라 수류발전기둥(20)의 굽힘이 수류발전유니트의 굽힘 한계를 넘는 구조가 필요한 경우는 결합구(36)를 인접하는 수류 날개 유니트(35)가 서로 굽혀질 수 있도록 탄성을 갖는 고무에 나사를 매입한 고무봉이나 유니버셜 죠인트를 부가한 결합구를 사용하거나 서로 인접하는 수류날개유니트(35)를 회전 힌지로 서로 연결하여 전체 수류날개(31)가 굽혀질 수 있도록 함이 바람직하다.

한편 도 8 은 도 5의 C에서 본 발명의 다른 실시예 즉 도, 6 및 도7과는 구조형재(21) 의 단면에 차이가 있는 실시예에 따른 측면 단면도로서 , 도시되어 있는 바와 같이 구조형재(21) 의 단면이 “L" 자 등 직접 회전축의 구조가 될 수 없는 형강 구조인 경우에는 형강(21)과 베어링(33) 사이에 형상보완구(22)를 삽입하여 원형으로 보완하게 된다. 또한 지지프레임(25)에는 지지돌기(26)가 형성되어 지지가이드(14)의 가이드홈(26)에 결합되어 수류 발전유니트(30)에 영향을 주지 않고 길이 방향으로 이동될 수 있음을 나타내고 있다.

한편 원통 형상의 수류 날개유니트(35)는 프라스틱이나 알루미늄등 경금속으로 형성하는 것이 바람직하며, 물속의 조개나 다른 부착 생물이 부착하여 서식할 수 없도록 방충 처리를 하는 것이 바람직하다..

한편 도 10에 도시된 바와 같이 본 발명의 발전기는 영구자석(53)이거나 영구자석과 계자코일이 결합된 구조의 회전계자를 형성하는 회전자와 상기 회전자(51)의 내측에 일정한 간극을 두고 설치되되 발전코일을 내장하는 고정자(52)로 구성되며, 발전에 의해 출력되는 전기는 구조형재(21)에 형성되는 공간에 전선을 배치하여 밧데리 등으로 유도하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서는 상기 원통 형상의 수류발전유니트(30)가 보다 효율적으로 수류를 이용할 수 있도록 폐쇄날개(40)를 설치할 수 있는데, 폐쇄날개(40)은 상기 구조형재(21)에 회전 가능하게 지지되는 다수의 회전프레임(41), 상기 회전프레임(41)에 지지되어 원통 형상의 수류 발전유니트(30)를 감싸도록 원통 외주면(42)의 일부가 개구된 원통 형상의 폐쇄날개(40)를 형성하여 수류에 의해 구조형재(21)를 중심으로 원통 형상의 수류 발전유니트(30)의 외측에서 회전하도록 설치한다.

이 폐쇄날개(40)는 원통 형상의 수류날개(31)의 일부를 덮게 됨으로서 회전축을 중심으로 수류 날개의 일부만이 수류에 노출되도록 하고 반대측은 수류에 노출되지 않도록 하여 수류 날개가 받는 수류의 저항을 최소로 하여 효율적인 발전을 할 수 있도록 하는 작용을 한다. 이때 개구된 원통 외주면(42)에는 안전망을 설치하여 바다 생물의 침입을 방지하고 사람의 손 등이 수류 날개에 접촉되지 않도록 하는 것이 바람직하다.

또한 도3, 도4, 도5 에 도시된 바와 같이 상기 폐쇄날개40)의 외측 끝단에는 폐쇄날개40)를 직각으로 구부린 형태의 방향날개(43)를 형성하는데, 이 방향날개(43)는 폐쇄날개(40)가 풍향에 따라 회전을 행하게 함으로 노출되는 수류 날개(31)가 수류에 정면을 노출되게 하여 효율적인 발전을 할 수 있도록 하며, 방향날개(43)는 폐쇄날개(40)의 외측 끝단에서 폐쇄날개(40)를 직각으로 구부린 형태가 되므로 수류에 의한 굽힙 강도를 크게 하여 폐쇄날개(40)가 수류 날개(31)에 간섭되지 않도록 하는 작용도 한다.

한편 폐쇄날개(40)은 얇은 박판으로 형성되되 수류날개(31)와 작은 간격을 두고 설치된다.

한편 도 9 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수류 발전기 부분의 분해설명도에 도시된 바와 같이 수류 날개 유니트(35), 회전자 (51), 고정자(52)를 2개 이상의 부분으로 분할되거나, 구조형재(21)을 2개 이상의 부분으로 분할하여 구조형재(21)와의 간섭 없이 분해하거나 조립 할 수 있도록 하여 구조물의 설치 및 보수가 간편하도록 한다.

한편 상기와 같이 분할되는 다수의 원통 형상의 수류 날개 유니트(35) 등을 연결구 (36)로 연결하여 원통 형상의 수류날개(31)를 형성하는 경우에는 상기 수류 날개유니트(35), 회전자 (51), 고정자(52)는 원호방향으로 2개 이상의 부분으로 분할되는 분할면을 구비하되, 인접 수류 날개유니트(35)의 분할면은 조립되어 인접하는 인접 수류 날개유니트(35)의 분할면에 90도 만큼 회전하여 조립됨으로서 분할면이 어긋나도록 하여 분할면이 일직선으로 정렬됨으로 해서 발생되는 결합 강도의 저하를 방지한다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

10 수류발전구조물 11 지면
12 유동체 13 부유체
14 지지가이드 15 가이드홈
20 수류발전기둥 21 구조형재
22 형상보완구 23 베어링
25 지지프레임 26 지지돌기
27 수류발전기둥모듈 30 수류 발전유니트
31 수류 날개 32 블레이드
33 회전지지체 35 수류날개유니트
36 연결구 37 은폐부
40 폐쇄날개 41 회전프레임
42 원통 외주면 43 방향날개
50 발전기 51 회전자
52 고정자 53 영구자석

Claims

유체의 흐름에 의하여 발전을 행하는 발전기를 포함하는 수류발전구조물에 있어서; 상기 수류발전구조물(10)은 유체의 부력에 의해 유체위에 떠 있는 부유체(13)와;
상기 부유체(13)에 고정 설치되는 3개 이상의 지지가이드(14)와;
유체의 흐름의 힘에 저항하는 강도를 구비하는 구조형재(21)와;
상기 구조형재(21)에 베어링으로 회전 가능하게 지지되는 회전 지지체(33)에 지지되되, 등간격으로 다수의 블레이드(32)가 설치되는 원통 형상의 수류날개 유니트(35)와;
상기 수류날개 유니트(35)가 1개 또는 다수개 결합되어 형성되는 수류 날개(31);
상기 수류날개(31)의 측면에 지지되어 수류날개(31)와 같이 구조형재(21)를 중심으로 하여 회전하되, 자력선을 발생시키는 자력발생수단을 구비하는 회전자(51) 및 상기 회전자(51)의 내부에 설치되되 발전코일을 내장하는 고정자(52)를 구비하는 발전기(50)가 결합되어 형성되는 수류발전유니트(30);
상기 구조형재(21)와 상기 수류발전유니트(30)가 1개 또는 다수개 결합되어 형성되는 수류발전기둥모듈(27)이 1개 또는 다수개 결합되어 형성되되, 상단의 일부분은 상기 지지가이드(14)에 지지되고, 하단의 끝단은 수면 아래에 형성되는 지면에 지지되어, 전체적으로 힘을 받는 기둥 역할을 하는 3개 이상의 수류발전기둥(20)으로 구성되어, 부유체(13) 및 지지가이드(14), 수류발전기둥(20)이 형성하는 구조물이 지면에 지지되어 유체의 흐름의 힘에 저항하며 발전을 행하는 것을 특징으로 하는 수류발전구조물
삭제
청구항 1 에 있어서;
상기 지지가이드(14)에는 가이드홈(15)이 형성되고, 상기 수류발전기둥(20)에는 상기 가이드 홈(15)에 끼워지는 지지돌기(26)가 형성된 지지후렌지(25)가 더 형성되어 수류발전기둥(20)을 지지가이드의 길이방향으로 이동시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 수류발전구조물
청구항 1에 있어서;
상기 수류날개(31)는 구조형재(21)와 평행하게 등간격으로 다수의 블레이드(32)가 설치되는 원통 형상의 수류날개 유니트(35)가 결합구(36)로 서로 결합되어 형성되는 것을 특징으로 하는 수류발전구조물
청구항 4 에 있어서;
상기 결합구(36)는 인접하는 수류 날개 유니트(35)가 서로 굽혀질 수 있도록 탄성을 갖는 봉인 것을 특징으로 하는 수류발전구조물
청구항 1 에 있어서;
상기 수류발전기둥(20)에는 회전자(51)를 은폐하는 마감부재가 더 구비되고, 상기 마감부재는 수류날개(31)에 형성되는 수류날개(31)의 외경과 같은 외경을 구비하는 은폐부(37)이고, 상기 회전자(51)는 수류날개(31)에 형성되는 은폐부(37) 내측에 설치된 것을 특징으로 하는 수류발전구조물
청구항 제 1항에 있어서
상기 원통 형상의 수류날개(31)의 외측에는 수류에 의해 구조형재(21)를 중심으로 원통 형상의 수류날개(31)의 외측에서 작은 간극을 갖고 회전하며 원통 형상의 수류날개(31)의 일부를 덮도록 하는 폐쇄날개(40)가 더 구비되고, 폐쇄날개(40)에는 폐쇄날개(40)의 끝단을 직각으로 구부린 형태의 방향날개(43)가 형성된 것을 특징으로 하는 수류발전구조물
청구항 1에 있어서;
상기 수류 날개 유니트(35), 회전자 (51), 고정자(52)는 원호방향으로 2개 이상의 부분으로 분할되므로서 구조형재(21) 과의 간섭 없이 분해하거나 조립 할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 수류발전구조물
청구항 8 에 있어서;
상기 수류 날개유니트 (35), 회전자 (51), 고정자(52)는 원호방향으로 2개 이상의 부분으로 분할되는 분할면을 구비하되, 인접 수류 날개유니트(35)의 분할면은 조립되어 인접하는 인접 수류 날개유니트(35)의 분할면에 90도 만큼 회전하여 조립됨으로서 분할면이 어긋나 있는 것을 특징으로 하는 수류발전구조물
청구항 3 에 있어서;
상기 지지후렌지(25)는 지지후렌지(25)를 구조형재(21)에서 제거하고 수류날개유니트(35)와 회전자를 구조형재(21)의 길이방향으로 빼내거나 끼울 수 있도록 구조형재(21)와 나사결합되어 있는 것을 특징으로 하는 수류발전구조물
청구항 1 에 있어서;
상기 베어링과 구조형재(21)의 사이에는 형상보완구(22)가 더 삽입되어 구조형재(21)를 원형으로 보완되는 것을 특징으로 하는 수류발전구조물