KR101221453B1 - 부유식 파력구동장치 - Google Patents

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이민수
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주식회사 웨이브에너지코리아
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Abstract

부유식 파력구동장치가 개시된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 파력구동장치는 해수면의 최대 파고와 최대 파저 사이에 위치한 플랫폼; 상기 플랫폼의 하부로 연장된 컬럼부; 상기 컬럼부의 단부에 연결되고, 상기 최대 파저 아래의 수중에 위치한 수중부력탱크; 상기 플랫폼에 설치된 다수의 운동변환부; 상기 운동변환부에 연결되고 상기 플랫폼의 외측으로 연장된 암부; 상기 암부의 단부에 힌지 결합되고, 상기 수면부력탱크에 작용한 파력에 의해 상기 암부를 운동시키는 수면부력탱크; 및 상기 암부의 운동이 상기 운동변환부에서 회전 운동으로 변화될 때, 상기 회전 운동을 전달 받을 수 있도록 상기 플랫폼에 결합된 구동부를 포함할 수 있다.

Description

부유식 파력구동장치{FLOATING TYPE WAVE POWER DRIVE APPARATUS}
본 발명은 해상에서 파력을 이용하여 동력을 획득하는 부유식 파력구동장치에 관한 것이다.
파력은 지구상에서 자연적으로 발생하는 무공해 에너지원으로서, 화석연료의 고갈 문제와 함께 환경오염의 심각화로 인해 파력을 이용한 발전 방식이 각광을 받고 있다.
파력의 운동을 발전에 이용하거나, 또는 펌프 또는 터빈의 회전력을 발생시키도록 파도의 운동을 사용하는 것 자체는 공지되어 있으나, 비교적 수면이 낮고, 파도의 방향이 해안라인에 대응하게 형성된 해안가에서 파력을 효율적으로 발전에 이용하는 것 자체는 별도의 의미를 부여할 수 있다.
예컨대, 북유럽의 파도 상황은 국내 해안가의 파도상황과 다르므로, 북유럽 국가에서 고안한 파력을 이용한 발전장치가 국내에서 그대로 적용될 수 없고, 발전효율에 지대한 차이가 있음은 분명한 사실이다.
발명의 배경이되는 기술로서, 특허문헌의 파력 발전기는 파도에 의해 승하강하는 부력체의 상승력을 지렛대의 원리를 이용하여 회전운동으로 변환시키고 있다.
그러나, 특허문헌에서 단순히 증속부를 발전기에 연결사용할 경우, 고속 회전에 따라 과도한 회전수가 발생될 수 있고, 이는 발전기의 과부하로 이어져 전기를 효율적으로 생산하지 못하고, 발전기 코일의 소손을 일으킬 수 있다.
또한, 역으로 파도 상황이 잔잔한 상태로서 발전기의 회전속도가 발전기에서 요구하는 속도보다 낮을 경우, 발전량이 급격히 저하될 수 있다.
또한, 특허문헌의 부력체는 레버의 끝단부에 단순히 고정된 상태이므로, 부력체의 상승력을 증가시키기 위해 물과 접촉하는 부력체의 표면적을 크게 하거나 원통형 등의 형상으로 변경하는 경우, 부력체와 파도가 접촉하는 부위가 일정하지 않게 되고, 부력체의 부력 작용 효율이 떨어질 수 있다.
또한, 특허문헌의 파력 발전기는 해저면에 고정된 기둥에 설치되기 때문에, 바다 깊이에 따라 기둥 높이를 다르게 하여야 한다.
또한, 특허문헌과 달리 부유식으로 구성할 경우, 레버를 통해 연결되고, 부력체의 반대쪽에 위치한 본체부가 해수면상에서 흔들릴 수 있고, 본체부가 흔들릴 경우, 본체부와 레버 및 부력체간 상대 운동이 발생되고, 이로 인해 본체부를 기준으로 부력체의 상승력이 떨어짐에 따라 발전효율이 저하될 수 있다.
또한, 본체부를 부유식으로 만들기 위해 본체부의 하부 자체가 부력탱크로 이루어져 있을 경우, 더욱더 본체부가 흔들리게 될 수 있다.
또한, 본체부를 해수면의 일정 위치에 위치시키기 위해, 본체부와 해저면의 웨이트 블록 사이에 연결 케이블을 결합시키더라도, 본체부의 외주면에 접촉하는 해수 또는 본체부에 도달한 파도의 영향에 의해 본체부가 반복적으로 기울어지거나 과도하게 흔들려서 해수면 상에 안정된 자리를 잡기 어려울 수 있다.
공개특허공보 제10-2005-0094361호
본 발명의 실시예는 해수면에 위치한 플랫폼과, 플랫폼의 아래로 연장된 컬럼부와, 컬럼부의 끝단에 설치된 수중부력탱크에 의해 플랫폼의 흔들림을 최소화시키고, 요동감쇄부에 의해 수면부력탱크의 흔들림을 최소화시켜 수면부력탱크가 해수면에 원활하게 접촉되도록 함으로써, 암부 및 수면부력탱크가 플랫폼을 기반으로 원활하게 회동할 수 있도록 하여 발전효율을 극대화할 수 있는 부유식 파력구동장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 해수면의 최대 파고와 최대 파저 사이에 위치한 플랫폼; 상기 플랫품의 하부로 연장된 컬럼부; 상기 컬럼부의 단부에 연결되고, 상기 최대 파저 아래의 수중에 위치한 수중부력탱크; 상기 플랫폼에 설치된 다수의 운동변환부; 상기 운동변환부에 연결되고 상기 플랫폼의 외측으로 연장된 암부; 상기 암부의 단부에 힌지 결합되고, 작용받은 파력에 의해 상기 암부를 운동시키는 수면부력탱크; 및 상기 암부의 운동이 상기 운동변환부에서 회전 운동으로 변화될 때, 상기 회전 운동을 전달 받을 수 있도록 상기 플랫폼에 결합된 구동부를 포함하는 부유식 파력구동장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 구동부는 상기 회전 운동을 회전력으로 변환시키는 터빈모듈, 또는 상기 회전 운동을 전기 에너지로 변환시키는 발전모듈일 수 있다.
또한, 상기 플랫폼은, 상기 컬럼부의 상단의 플랜지가 결합되는 하부 플랜지와, 상기 운동변환부의 메인기어가 회전 가능하게 결합되는 메인기어안착부를 갖는 바닥부; 상기 바닥부의 테두리를 따라 수직하게 결합되고, 상기 운동변환부의 메인기어를 위치시키기 위한 공간을 갖는 벽체부; 상기 벽체부의 외측에 결합된 다수의 제1 러그 플레이트; 및 상기 벽체부의 상부에 결합되고, 상기 메인기어의 위쪽에 관통된 중심 구멍과, 상기 중심 구멍의 주위에 관통된 다수의 운동변환부 설치 구멍을 갖는 상판부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 컬럼부는, 상기 컬럼부의 외주면에 상기 컬럼부의 길이 방향을 따라 연장되고, 상기 컬럼부의 원주 방향을 따라 이격 배치된 다수의 컬럼보강리브를 포함할 수 있다.
또한, 상기 수중부력탱크는, 상기 컬럼부에 관통하게 연결되고, 상광하협의 접시 형상을 갖는 탱크상판부; 상기 컬럼보강리브와 연결되고, 상기 탱크상판부의 상부에 설치된 다수의 탱크보강리브; 상기 컬럼부의 하단을 받치도록 연결되고, 상협하광의 스커트 형상을 갖는 탱크하판부; 상기 수중부력탱크의 외곽을 형성하도록 상기 탱크상판부와 상기 탱크하판부의 사이에 연결된 탱크측판부; 및 상기 탱크측판부의 외측에 결합된 다수의 제2 러그 플레이트를 포함할 수 있다.
또한, 상기 컬럼부는, 상기 수중부력탱크의 내부에 물을 공급하기 위한 입출 포트를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 암부는, 상기 운동변환부에 결합된 마운트플랜지; 상기 마운트플랜지의 상부에서 수평하게 연결된 제1 암부재; 상기 제1 암부재에서 상경사 방향으로 연결된 제2 암부재; 상기 제2 암부재의 단부에 연결되고, 상기 제1 암부재와 평행한 방향으로 연장된 제3 암부재; 및 상기 제3 암부재의 단부에 연결되고, 상기 수면부력탱크의 상부의 힌지브래킷에 회전 가능하게 결합된 힌지홀더를 포함할 수 있다.
또한, 상기 수면부력탱크는, 상기 파력에 의한 상기 수면부력탱크의 흔들림을 감쇄시키는 요동감쇄부를 더 포함하고, 상기 요동감쇄부는, 상기 수면부력탱크의 내측 천정에 결합된 힌지형 홀더; 상기 힌지형 홀더에 상단을 결합한 연장바; 및 상기 연장바의 하단에 결합된 무게추를 포함할 수 있다.
또한, 상기 발전모듈은, 상기 운동변환부로부터 상기 회전 운동을 전달받는 증속부; 상기 증속부의 출력샤프트에 결합된 전자식 클러치부; 상기 클러치부의 대향 위치에서 발전기의 회전샤프트의 선단에 결합되고, 상기 클러치부에 접촉시 상기 출력샤프트의 회전 운동을 상기 회전샤프트에 전달하는 마찰디스크; 상기 마찰디스크의 외측에 이격된 외륜과, 외륜에 연결되어 상기 회전샤프트에 결합된 보스를 갖는 플라이휠; 상기 회전샤프트가 연결된 로터와, 로터 주위에 발전코아를 배치한 상기 발전기; 상기 회전샤프트의 회전을 감지하는 회전감지부; 및 상기 회전감지부로부터 신호값을 입력받아, 상기 신호값이 상기 발전기의 발전 효율에 대응한 회전수 설정범위를 미달 또는 초과하는 경우, 상기 클러치부의 전자석에 전원을 인가하여 상기 마찰디스크와 상기 클러치부를 비접촉시키는 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 회전감지부는, 상기 회전샤프트에 결합되어 상기 회전샤프트의 회전수를 감지하는 엔코더를 포함한 회전감지 센서, 또는 상기 플라이휠에 부착된 하나 이상의 센싱용 자석을 감지하는 홀 IC, 또는 상기 센싱용 자석을 감지하는 홀 센서 중 어느 하나일 수 있다.
또한, 본 실시예에는 상기 플랫폼에서 연장된 제1 고정케이블과, 상기 수중부력탱크에서 연장된 제2 고정케이블과, 상기 제1 고정케이블 및 제2 고정케이블의 단부가 연결되고, 해저면에 위치한 고정블록을 포함하는 계류부가 더 포함될 수 있다.
본 실시예는 컬럼부의 하부에 결합된 수중부력탱크의 상부 형상과 하부 형상적 특징에 의해 수중에서 회전되거나 기울어지는 것을 방지함으로써, 컬럼부의 상부에 결합되고 해수면에 위치한 플랫폼의 흔들림을 최소화할 수 있다.
본 실시예의 플랫폼은 컬럼부의 직경이 플랫폼의 외경에 비해 매우 작기 때문에, 해수면에서 작용하는 파도의 힘을 적게 받을 수 있다.
본 실시예는 상대적으로 작은 직경을 갖는 컬럼부라 하더라도 컬럼부의 컬럼부의 외주면에 다수의 컬럼보강리브를 구비함에 따라 구조적 강성 크고 안정된 부유 성능과 자세 안전성을 제공할 수 있다.
본 실시예는 플랫폼 자체에는 밸러스트탱크 또는 부력탱크가 없으므로 플랫폼의 두께를 작고 직경을 콤팩트하게 만들 수 있어, 자재비 및 제작단가를 줄일 수 있고, 해수와의 접촉면적을 줄여서 플랫폼이 상대적으로 안정되게 해수면에 위치될 수 있다.
본 실시예는 암부와 수면부력탱크가 힌지홀더 및 힌지브래킷으로 결합되어 있고, 수면부력탱크의 내부에 요동감쇄부가 설치되어 있음에 따라, 암부가 회동하더라도 수면부력탱크의 저면이 항상 해수면을 가리키게 할 수 있어서 파도와의 일정한 접촉을 유도할 수 있고, 파도에 부딪혀서 수면부력탱크가 기울어지더라도 요동감쇄부에 의해 복원될 수 있게 할 수 있고, 수면부력탱크가 해수면에 잠겨 있는 단면, 즉 수면부력탱크의 수선면의 변화를 최소화시킬 수 있다.
본 실시예는 발전모듈의 회전샤프트 또는 플라이휠에 회전감지부를 더 구비하여, 최적화 발전을 위한 회전 정보를 정확하게 획득하고, 회득된 회전 정보로 클러치부를 제어할 수 있다.
즉, 본 실시예는 발전모듈과 증속부 사이에 클러치부를 더 구비하여, 과도한 고속회전 또는 미미한 저속회전시, 회전력을 차단함으로써, 발전모듈의 발전코아가 소손되는 것을 방지할 수 있고, 최적 상태에서 고품질의 발전 전력을 회득할 수 있다.
본 실시예는 컬럼부와 플랫폼을 취부 가능하게 결합시켜서, 부유식 파력구동장치의 취급, 운반, 설치 내지 유지 보수를 용이하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 파력구동장치의 구성도.
도 2는 도 1에 도시된 플랫폼의 평면도,
도 3은 도 1에 도시된 구동부의 구성도.
도 4는 도 1에 도시된 플랫폼과 구동부와 운동변환부 및 암부간 결합관계를 보인 분해 단면도.
도 5는 도 4에 도시된 운동변환부의 측단면도.
도 6은 도 5에 도시된 선 C-C의 단면도.
도 7은 요동감쇄부의 작동을 설명하기 위한 작동 상태도.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 아울러 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 수 있다. 특히, 본 실시예는 배경 기술로 언급된 발전장치에도 적용 가능할 수 있고, 이에 따라 배경 기술로 인해 이해될 수 있거나, 구성상 유사한 구성에 대해서는 본 실시예의 설명에 포함되지 않을 수 있다.
도면에서, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 파력구동장치의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예는 플랫폼(100), 컬럼부(200), 수중부력탱크(300), 운동변환부(400), 암부(500), 요동감쇄부(650)를 갖는 수면부력탱크(600), 구동부(700), 계류부(800)를 포함할 수 있다.
플랫폼(100)은 해수면(S)의 최대 파고(H)와 최대 파저(L) 사이에 위치할 수 있다. 여기서, 해수면(S)은 평균 해수면일 수 있다. 플랫폼(100)은 수중부력탱크(300), 운동변환부(400), 암부(500), 수면부력탱크(600), 구동부(700)를 탑재하는 지지기반이 될 수 있고, 일종의 수면인접부로서 이해될 수 있다.
플랫폼(100)은 그 자체에 밸러스트탱크 또는 부력탱크가 없으므로 플랫폼(100)의 두께를 작고 직경을 콤팩트하게 만들 수 있어, 자재비 및 제작단가를 줄일 수 있고, 플랫폼(100)과 해수와의 접촉면적을 줄여서, 플랫폼(100)이 안정되게 해수면에 위치될 수 있다.
컬럼부(200)는 플랫폼(100)의 하부로 연장된 중공형 파이프 또는 기둥 구조물일 수 있다.
수중부력탱크(300)는 컬럼부(200)의 단부에 연결되고, 최대 파저(L) 아래의 수중에 위치할 수 있다.
수중부력탱크(300)는 본 실시예 전체 중량의 1.2배이상의 부력을 갖도록 설계될 수 있다. 또한, 컬럼부(200)는 최저 파고(L)로부터 최대 파고(H)까지의 거리의 0.6~0.8 정도 일 때, 부유 안정성을 극대화할 수 있고, 제작경제상 유리할 수 있다.
수중부력탱크(300)는 컬럼부(200)에 관통하게 연결되고, 상광하협의 접시 형상을 갖는 탱크상판부(310)와, 컬럼보강리브(220)와 연결되고, 탱크상판부(310)의 상부에 설치된 다수의 탱크보강리브(320)를 포함할 수 있다.
또한, 수중부력탱크(300)는 컬럼부(200)의 하단을 받치도록 연결되고, 상협하광의 스커트 형상을 갖는 탱크하판부(330)와, 수중부력탱크(300)의 외곽을 형성하도록 탱크상판부(310)와 탱크하판부(330)의 사이에 연결된 탱크측판부(340), 및 탱크측판부(340)의 외측에 결합된 다수의 제2 러그 플레이트(350)를 포함할 수 있다.
여기서, 탱크상판부(310) 및 탱크하판부(330)가 탱크 안쪽으로 오목하게 들어간 형상적 특징을 가지고 있으므로 상대적으로 넓은 접촉면적을 제공할 수 있고, 또한, 탱크상판부(310) 및 탱크하판부(330)에 둘러싸인 안쪽 공간에 해수가 위치되고, 그 해수와 탱크상판부(310) 및 탱크하판부(330)의 상호 작용으로 인해 수중부력탱크(300)가 외력에 의해 기울어지는 것에 대한 저항력을 발휘할 수 있게 된다. 이러한 형상적 특징으로 인해 수중에서 회전되거나 기울어지는 것을 방지함으로써, 수중부력탱크(300)와 컬럼부(200) 및 플랫폼(100)의 흔들림이 최소화될 수 있다.
운동변환부(400)는 플랫폼(100)의 상부에 다수로 설치될 수 있다. 운동변환부(400)는 파력에 의한 암부(500) 및 수면부력탱크(600)의 운동[예: 운동변환부(400)를 원점으로 상승 또는 하강 방향으로 유한한 각도 범위의 스윙 또는 왕복 원호 운동[이하 '암부(500)의 운동'이라 칭함]을 구동부(700)의 작동력인 회전 운동으로 변화시키는 수단을 의미할 수 있다.
암부(500)는 운동변환부(400)에 연결되고 플랫폼(100)의 외측으로 연장될 수 있다. 더욱 구체적으로 암부(500)는 다수로 마련될 수 있다. 여기서, 암부(500) 및 수면부력탱크(600)는 플랫폼(100)의 전방부 또는 후방부에서 방사상으로 배열될 수 있고, 에너지 흡수율을 높임과 동시에 위상차로 인하여 흡수된 에너지의 품질을 높일 수 있다.
이때, 암부(500)는 운동변환부(400)에 결합된 마운트플랜지(510)와, 마운트플랜지(510)의 상부에서 수평하게 연결된 제1 암부재(520)와, 제1 암부재(520)에서 상경사 방향으로 연결된 제2 암부재(530)와, 제2 암부재(530)의 단부에 연결되고, 제1 암부재(520)와 평행한 방향으로 연장된 제3 암부재(540), 및 제3 암부재(540)의 단부에 연결되고, 수면부력탱크(600)의 상부의 힌지브래킷(610)에 회전 가능하게 결합된 힌지홀더(550)를 포함할 수 있다.
이렇게 암부(500)는 절곡형 또는 굴절 링크형으로 형성되어 있으므로, 상대적으로 큰 사이즈 또는 대용량의 수면부력탱크(600)와 콤팩트하고 얇은 두께의 플랫폼(100)을 서로 연결시킬 수 있다.
또한, 제1 암부재(520)의 상부 또는 하부에는 플랫폼(100) 또는 구동부(700)에 연결되어 미리 정한 각도 범위 내에서 회동이 가능하고, 미리 정한 스윙 각도 범위 밖으로의 회동을 제한하는 회동 제한 수단(511, 512)이 더 포함될 수 있다. 회동 제한 수단(511, 512)은 케이블, 로프 등으로 구성될 수 있다.
수면부력탱크(600)는 암부(500)의 단부에 힌지 결합되고, 수면부력탱크(300)에 작용한 파력에 의해 암부를 운동시키는 역할을 담당할 수 있다.
특히, 수면부력탱크(600)는 암부(500)와 힌지 결합되어 있음과 함께 요동감쇄부(650)를 갖는 것을 특징으로 할 수 있다. 요동감쇄부(650)는 파력에 의한 수면부력탱크(650)의 흔들림을 감쇄시키는 역할을 담당할 수 있다.
이를 위해, 요동감쇄부(650)는 힌지홀더(550)를 상하 방향으로 지나는 센터라인(CL)에 일치되도록, 수면부력탱크(600)의 내측 천정에 결합된 힌지형 홀더(651)와, 힌지형 홀더(651)에 상단을 결합한 연장바(652), 및 연장바(652)의 하단에 결합된 무게추(653)를 포함할 수 있다.
또한, 요동감쇄부(650)는 진자, 다이네믹 댐퍼 등이 될 수 있고, 이에 한정되지 않을 수 있다.
암부(500)와 수면부력탱크(600)가 힌지홀더(550) 및 힌지브래킷(610)으로 결합되어 있고, 수면부력탱크(600)의 내부에 요동감쇄부(650)가 설치되어 있음에 따라, 암부(500)가 파도에 의해 과도하게 회동하더라도 요동감쇄부(650)의 무게추(653)에 의해 수면부력탱크(600)의 저면이 항상 해수면(S)을 가리키게 할 수 있어서 파도와의 일정한 접촉을 유도할 수 있고, 파도에 부딪혀서 수면부력탱크(600)가 기울어지더라도 요동감쇄부(650)에 의해 복원될 수 있게 할 수 있고, 수면부력탱크(600)가 해수면(S)에 잠겨 있는 단면, 즉 수면부력탱크(600)의 수선면의 변화를 최소화시킬 수 있다.
구동부(700)는 암부(500)의 운동이 운동변환부(400)에서 회전 운동으로 변화될 때, 회전 운동을 전달 받을 수 있도록 플랫폼(100)에 결합되어 있을 수 있다.
구동부(700)는 회전 운동을 회전력으로 변환시키는 터빈모듈, 또는 회전 운동을 전기 에너지로 변환시키는 발전모듈일 수 있다.
본 실시예의 경우 구동부(700)는 발전모듈로 이해될 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 회전 운동을 이용하는 각종 장치로서 해상에서 이용 가능한 펌프, 압축기, 터빈모듈 등이 될 수 있다.
한편, 플랫폼(100)은 다지점 계류 방식의 계류부(800)에 의해 고정될 수 있다.
계류부(800)는 플랫폼(100)으로부터 연장된 하나 이상의 제1 고정케이블(810)과, 플랫폼(100) 아래의 수중부력탱크(300)로부터 연장된 하나 이상의 제2 고정케이블(820)을 포함할 수 있다.
계류부(800)는 플랫폼(100) 자체만이 계류부(800)에 의해 고정되는 것이 아니라, 플랫폼(100) 및 수중부력탱크(300) 사이의 컬럼부(200)와, 플랫폼(100) 및 고정블록(830) 사이의 제1 고정케이블(810)과, 수중부력탱크(300) 및 고정블록(830) 사이의 제2 고정케이블(820)을 이용하는 수중 고정 수단일 수 있다. 여기서, 제2 고정케이블(820)은 수중부력탱크(300)의 제2 러그 플레이트(350)와 해저면(B)의 고정블록(830) 사이에 결합될 수 있고, 제1 고정케이블(810)은 플랫폼(100)의 제1 러그 플레이트(121)와 상기 고정블록(830) 사이에 결합될 수 있다. 따라서, 플랫폼(100)과 컬럼부(200) 및 수중부력탱크(300)는 삼각 형태로 다지점 연결 운동변환부(400)의 운동변환 피니언 조립체(420) 구조를 형성하여 흔들림 및 위치 변경을 최소화할 수 있다.
고정블록(830)은 일정 중량을 갖는 콘크리트 블록 혹은 테트라포트일 수 있고, 이에 한정되지 않을 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 플랫폼의 평면도이다.
플랫폼(100)은 원형 몸체로서, 운동변환부(400)의 메인기어(410)를 플랫폼(100)의 내부에 위치시키고 있고, 운동변환부(400)의 운동변환 피니언 조립체(420)를 플랫폼(100)의 상부에 다수로 위치시킬 수 있다.
운동변환부(400)는 암부(500)의 개수와 일치되도록 다수로 마련될 수 있고, 이때, 플랫폼(100)의 상부의 전방부(도 2에서 위쪽 부위) 또는 후방부(도 2에서 아래쪽 부위)에서 암부(500)의 개수만큼 방사상으로 배치되어 있을 수 있다.
플랫폼(100)에는 다수로서 각각 쌍을 이루는 제1 러그 플레이트(121, 122)가 마련될 수 있다.
플랫폼(100)은 제1 러그 플레이트(121, 122)와 제1 고정케이블(810)간 취부 가능 형태의 결합 구조를 더 포함할 수 있다. 예컨대, 결합 구조는 제1 러그 플레이트(121, 122)의 두께 방향으로 관통된 핀구멍(123)과, 핀구멍(123) 및 제1 고정케이블(810)의 고리구멍(811)에 삽입되고, 외주면에 걸림턱과 같은 역할을 수행하는 끼움홈(125)을 갖는 핀부재(124)와, 제1 러그 플레이트(121, 122)의 볼트 구멍(129)을 이용하여 고정될 때, 핀부재(124)의 끼움홈(125)에 측변이 삽입되는 핀고정판(126)을 포함할 수 있다.
즉, 제1 고정케이블(810)의 단부에 형성된 고리(812)는 쌍을 이루는 제1 러그 플레이트(121, 122)의 사이 공간에 삽입될 수 있다. 이런 경우, 제1 러그 플레이트(121, 122)의 핀구멍(123)과 고리(812)의 고리구멍(811)이 서로 일치될 수 있다. 이후, 핀부재(124)는 일치된 핀구멍(123) 및 고리구멍(811)에 삽입되고, 핀부재(124)의 양단부는 핀구멍(123)의 외측으로 돌출될 수 있다. 또한 돌출된 핀부재(124)의 양단부에는 끼움홈(125)이 표출될 수 있다.
핀고정판(126)이 볼트 구멍(129)을 이용하여 제1 러그 플레이트(121, 122)에 부착될 때, 핀고정판(126)의 측변이 핀부재(124)의 끼움홈(125)에 삽입될 수 있다.
이에 따라서, 핀고정판(126)은 핀부재(124)를 핀구멍(123) 및 고리구멍(811)으로부터 이탈되지 않게 할 수 있고, 유사시 핀고정판(126)을 취부하는 작업을 통해 용이하게 제1 고정케이블(810)을 제1 러그 플레이트(121, 122)에 연결 또는 분리시킬 수 있게 된다.
도 3은 도 1에 도시된 구동부의 구성도이다.
본 실시예에서는 구동부(700)는 발전모듈로서 구성될 수 있고, 이를 기준으로 설명하고자 한다.
구동부(700)인 발전모듈은 운동변환부의 메인기어(410)와 증속부(710)의 입력샤프트(711)가 축결합되어 있으므로, 운동변환부로부터 회전 운동을 전달받아 작동될 수 있다.
예컨대, 구동부(700)인 발전모듈은 운동변환부로부터 상기 회전 운동을 전달받는 증속부(710)와, 증속부(710)의 출력샤프트(712)에 결합된 전자식 클러치부(720)를 포함할 수 있다.
여기서, 증속부(710)는 각 암부(500)로부터 모아진 운동에너지가 운동변환부에서 메인기어(410)의 회전 운동, 즉 회전력으로 전환될 때, 메인기어(410)에 연결된 입력샤프트(711)로 회전력을 전달받은 후 발전기(730)에서 요구하는 회전수로 높이는 역할을 담당할 수 있다.
또한, 구동부(700)인 발전모듈은 클러치부(720)의 대향 위치에서 발전모듈의 발전기(730)의 회전샤프트(731)의 선단(731a)에 결합되고, 클러치부(720)에 접촉시 출력샤프트(712)의 회전 운동을 회전샤프트(731)에 전달하는 마찰디스크(740)와, 마찰디스크(740)의 외측에 이격된 외륜과, 외륜에 연결되어 회전샤프트(731)의 후단(731b)에 결합된 보스를 갖는 플라이휠(750)을 포함할 수 있다.
발전기(730)의 상부에는 돔 형상의 발전기커버(790)가 수밀을 유지할 수 있도록 결합되어 있을 수 있다. 또한, 발전기커버(790)에는 커넥터(780)가 위치될 수 있다.
발전기커버(790)의 내부 공간에는 엔코더(774)를 비롯하여 제어부(900)가 위치될 수 있다. 엔코더(774)는 회전감지 센서일 수 있고, 회전수를 감지할 수 있는 센서 장치일 수 있으므로, 이에 한정되지 않을 수 있다.
또한, 구동부(700)인 발전모듈은 회전샤프트(731)가 연결된 로터(732)와, 로터(732) 주위에 발전코아(733)를 배치한 발전기(730)와, 회전샤프트(731)의 회전을 감지하는 회전감지부(760)를 포함할 수 있다.
이러한 구동부(700)인 발전모듈은 미 도시되어 있지만, 회전감지부(760)로부터 신호값을 입력받아, 상기 신호값이 상기 발전기(730)의 발전 효율에 대응한 회전수 설정범위를 미달 또는 초과하는 경우, 상기 클러치부(720)의 전자석(721)에 전원을 인가하여 마찰디스크(740)와 클러치부(720)를 비접촉시키는 제어부(900)를 포함할 수 있다.
클러치부(720)는 증속부(710)의 출력샤프트(712)에 스플라인 치열 구조로 결합되어서, 출력샤프트(712)로부터 회전력을 전달받으면서, 출력샤프트(712)의 길이 방향을 따라 전진 또는 후진 할 수 있다.
특히, 클러치부(720)는 마찰디스크(740)와의 사이에 위치 복원 수단(예: 스프링)을 더 구비하여, 평상시 마찰디스크(740)에 접촉되어 마찰력에 의해 마찰디스크(740) 쪽으로 증속부(710)의 출력샤프트(712)의 회전력을 전달할 수 있되, 유사시 클러치부(720)의 전자석(721)에 전원이 인가될 경우, 스프링 탄성력을 이겨내는 자력을 발생시켜서, 마찰디스크(740)에 비접촉될 수 있고, 전원을 제거할 경우, 위치 복원 수단인 스프링의 탄성력에 의해 마찰디스크(740)에 재 접촉하는 바와 같이 원위치될 수 있다.
여기서, 회전감지부(760)는 플라이휠(750)의 반대쪽에 해당하는 회전샤프트(730)의 끝단(731)에 결합되어 회전샤프트(730)의 회전수를 감지하는 엔코더(774)일 수 있고, 또는 플라이휠(750)에 부착된 하나 이상의 센싱용 자석(773)을 감지하도록, 클러치부(720)의 하우징의 브래킷(771)에 배치된 홀 IC(772)일 수 있다.
여기서, 홀 IC(772) 대신 센싱용 자석(773)을 감지하는 홀 센서(미 도시)가 사용될 수 있다.
홀 IC(772)는 플라이휠(750)에 하나 이상의 센싱용 자석(773)을 인식하여, 플라이휠(750)의 회전 각도를 분석할 수 있는 신호값을 본 실시예의 제어부(900)에 제공할 수 있으므로, 회전샤프트(731)의 회전 운동 상태를 더욱더 정밀하게 감별할 수 있다.
또한, 회전감지부(760) 및 클러치부(720)에 접속된 제어부(900)는 증속부(710)의 과도한 고속 회전시, 마찰디스크(740)와 클러치부(720)를 비접촉시켜서, 발전기(730)의 과부하를 막을 수 있고, 발전기(730)의 발전코아(733)의 코일의 소손을 방지할 수 있다.
또한, 역으로 파도 상황이 잔잔한 상태로서 발전기(730)의 회전속도, 즉 발전기(730)의 회전샤프트(731)의 회전속도가 발전기(730)에서 요구하는 속도보다 낮을 경우, 역시 제어부(900)는 마찰디스크(740)와 클러치부(720)를 비접촉시켜서, 발전량이 급격히 저하되거나, 전력 품질이 나빠지는 것을 막을 수 있다.
한편, 제어부(900)는 발전기(730)에서 생산된 발전 전력을 외부로 공급하기 위한 커넥터(780)와 연결되어 있을 수 있다. 커넥터(780)는 수밀 커넥터일 수 있고, 수중 압력을 견디면서 수밀을 유지할 수 있으면서 전기적 접속 또는 분리가 가능한 수단을 의미하므로, 커넥터(780)라는 명칭으로 한정되지 않고 등가물로 치환 가능하므로, 이에 한정되지 않을 수 있다.
도 4는 도 1에 도시된 플랫폼과 구동부와 운동변환부 및 암부간 결합관계를 보인 분해 단면도이다.
도 4를 참조하면, 플랫폼(100)은 컬럼부(200)의 상단의 플랜지(210)가 결합되는 하부 플랜지(111)와, 운동변환부(400)의 메인기어(410)가 회전 가능하게 결합되는 메인기어안착부(112)를 갖는 바닥부(110)를 포함할 수 있다. 또한, 플랫폼(100)은 바닥부(110)의 테두리를 따라 수직하게 결합되고, 운동변환부(400)의 메인기어(410)를 위치시키기 위한 공간을 갖는 벽체부(120)와, 벽체부(120)의 외측에 결합된 다수의 제1 러그 플레이트(121, 122), 및 벽체부(120)의 상부에 결합되고, 메인기어(410)의 위쪽에 관통된 중심 구멍(131)과, 중심 구멍(131)의 주위에 관통된 운동변환부 설치 구멍(132)을 갖는 상판부(130)를 포함할 수 있다.
상판부(130)의 중심 구멍(131)에는 구멍 테두리의 다수의 볼트 구멍과 구동부(700)의 플랜지의 볼트 구멍을 이용하여 구동부(700)가 결합될 수 있고, 이때 구동부(700)의 증속부(710)의 입력샤프트(711)가 메인기어(410)의 허브 결합 구멍에 축결합될 수 있다.
운동변환 피니언 조립체(420)는 바닥부(110)의 조립체안착부(113)에 위치되고, 운동변환 피니언 조립체(420)의 피니언기어(421)가 메인기어(410)에 치합될 수 있다.
이후, 플랫폼(100)의 상판부(130)가 벽체부(120)를 덮도록 결합될 수 있다.
상판부(130)의 운동변환부 설치 구멍(132)에는 볼트 체결 방식에 의해 운동변환부(400)의 마운트케이싱(430)이 결합되고, 이때, 마운트케이싱(430)의 안쪽에 위치한 제1 운동변환기어(440)가 운동변환 피니언 조립체(420)의 제2 운동변환기어(422)에 치합될 수 있다. 여기서, 제1 운동변환기어(440)는 원주의 1/4 또는 부채꼴 형태의 운동변환기어로서, 마운트케이싱(430)의 크기를 줄일 수 있다. 또한, 제1 운동변환기어(440)는 제1 운동변환기어(440)의 기어허브(442)와 치열(441)이 분해 조립 가능하게 되어 있어서, 치열(441) 마모, 파손 시, 치열(441)만을 교체할 수 있어서 유지 보수가 편리할 수 있다.
제1 운동변환기어(440) 및 운동변환 피니언 조립체(420)의 제2 운동변환기어(422)는 베벨기어, 하이포드기어 등이 될 수 있고, 이에 한정되지 않을 수 있다.
도 5는 도 4에 도시된 운동변환부의 측단면도이고, 도 6은 도 5에 도시된 선 C-C의 단면도이다.
도 5와 도 6을 참조하면, 운동변환 피니언 조립체(420)의 피니언기어(421)와 제2 운동변환기어(422)의 기어샤프트(424)의 사이에는 래치기어부(423)가 개재되어 있어서, 래치기어부(423)의 래치기어 형상에 대응하게 피니언기어(421)를 한쪽 방향으로만 회전시킬 수 있고, 이에 따라, 피니언기어(421)가 한쪽 방향으로만 회전력을 전달할 수 있게 되어, 결과적으로 도 4에 도시되고 피니언기어(421)와 치함되는 메인기어(410)를 한쪽 방향으로만 회전시킬 수 있게 된다. 여기서, 한쪽 방향은 구동부(700)의 발전기가 발전을 행하는 방향을 의미할 수 있다.
제1 운동변환기어(440)의 기어허브(442)는 마운트케이싱(430)에 결합된 힌지샤프트(443) 및 베어링(444)을 통해 회전될 수 있다.
제1 운동변환기어(440)의 치열(441)의 반대쪽 기어허브(442)에는 암커넥터부(450)가 결합되어 있다.
암커넥터부(450)는 플랜지 결합을 통해 암부(500)의 마운트플랜지(510)와 결합될 수 있다.
또한, 암커넥터부(450)의 플랜지(451)와, 마운트플랜지(510)의 단부 사이에는 플랙서브 커버(460)가 마련되어 있어서, 외부의 수분, 해수 등이 마운트플랜지(510)의 내부로 침투하지 못하도록 하면서, 암커넥터부(450)의 운동이 자유롭게 이루어질 수 있도록 할 수 있다.
한편, 컬럼부(200)는 그의 외주면에 컬럼부(200)의 길이 방향을 따라 연장되고, 컬럼부(200)의 원주 방향을 따라 이격 배치된 다수의 컬럼보강리브(220, 221)를 포함할 수 있다.
여기서, 컬럼부(200)의 직경이 플랫폼(100)의 외경에 비해 매우 작기 때문에, 수중에서 해수에 의한 유체 저항을 적게 받을 수 있다.
또한, 컬럼부(200)는 도 1에 도시된 수중부력탱크(300)의 내부에 물을 공급하기 위한 입출 포트(230)를 더 포함할 수 있다.
예컨대, 수중부력탱크(300)는 내부가 빈 공간이므로, 수중부력탱크(300) 자체를 수중에 설치하는 과정에서 수십톤의 부력을 받게 되어, 이를 가라앉히는데 어려움이 발생될 수 있고, 또한 미리 수중부력탱크(300)의 내부에 물을 넣어 중력에 의해 가라않게 한 후, 수중부력탱크(300)가 부력 작용을 하거나, 부력 작용력의 크기를 조절하기 위해 수중부력탱크(300)의 내부의 물을 빼내야 할 때, 입출 포트(230)에 외부 펌프(미 도시)를 연결하여 용이하게 물을 빼낼 수 있게 된다.
이하, 본 실시예의 작용에 대하여 설명하도록 하겠다.
도 7은 요동감쇄부의 작동을 설명하기 위한 작동 상태도이다.
도 7을 참조하면, 플랫폼(100)의 해수면(S)에 부유한 상태에서 컬럼부(200) 및 수중부력탱크에 의해 안정되게 부력을 받을 수 있다.
해수면(S)은 파도에 대응하게 경사지는 등 다양하게 형성될 수 있고, 그러한 해수면(S)에 대응하게 수면부력탱크(600)도 위치될 수 있다. 또한, 파도는 1차 파도(최초 파도), 2차 파도, 3차 파도 등으로 연속적으로 수면부력탱크(600)에 전달될 수 있다.
해수면(S)의 변화, 즉 파도에 의해 수면부력탱크(600) 및 암부(500)가 상하 방향으로 상승 또는 하강하는 암부(500)의 운동(R)이 이루어질 수 있다.
암부(500)의 운동(R)은 운동변환부(400)에서 회전 운동으로 변환되고, 회전 운동은 플랫폼(100) 내의 메인기어(410), 증속부(710) 및 클러치부(720)를 통해 발전기(730)에 전달되어 전기 에너지를 생산할 수 있게 된다.
이런 과정 중에 암부(500)와 수면부력탱크(600)는 힌지 결합되어 있으므로, 수면부력탱크(600)는 해수면(S)의 파도를 타고 넘을 수 있다.
또한, 힌지홀더(550)에는 스토퍼플레이트(551)가 더 마련되어 있어서, 힌지브래킷(610)의 과도한 회전이 방지될 수 있고, 수면부력탱크(600)가 암부(500)에 직접 접촉되지 않을 수 있다.
또한, 파도가 잔잔한 상태에서는 힌지홀더(550)의 제1 회전중심(C1) 및 요동감쇄부(650)의 제2 회전중심(C2)이 제1 회전중심(C1) 기준의 센터라인(CL)에 일치될 수 있지만, 파도가 상승 곡선을 그리면서 전달되거나 수면부력탱크(600)가 파도에 부딪힐 때, 수면부력탱크(600)가 기울어질 수 있고, 이와 함께 제2 회전중심(C2)이 센터라인(CL)로부터 편심 위치에 있을 수 있다.
그러나, 요동감쇄부(650)의 무게추(653)의 중력 작용에 의해 상기 편심된 제2 회전중심(C2)이 센터라인(CL) 쪽으로 이동하려는 중력의 분력(F)이 발생되고, 분력(F)은 상기 기울어진 수면부력탱크(600)를 원래 위치로 복원시키는 복원력으로 작용할 수 있다.
그 결과, 수면부력탱크(600)의 흔들림을 최소화할 수 있고, 수면부력탱크(600)가 해수면에 잠겨 있는 단면인 수선면의 변화를 최소화시킬 수 있어서, 안정되게 수면부력탱크(600)가 부력작용을 행할 수 있고, 그 결과, 암부(500)의 운동(R)을 원활하게 유도함으로써, 발전 효율을 극대화할 수 있다.
한편, 수면부력탱크(600)가 파도의 파저점(파도의 형태에 따라 파저점의 위치는 달라질 수 있음)에 위치하였을 때, 플랫폼(100)의 운동변환부의 힌지샤프트를 힌지점으로 할 때, 수면부력탱크(600) 및 암부(500)가 최대값의 스윙 모멘트값을 갖게 된다. 이는 최초 파도로부터 얻어지는 발전력의 최대값을 갖에 해당할 수 있다. 또한 암부(500)의 길이로 얻을 수 있는 최대값에 해당된다.
따라서, 수면부력탱크(600)가 암부(500)와 힌지로 결합됨으로 인해서 최대 스윙 모멘트값을 대부분 보존 및 이용할 수 있게 된다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어 당업자는 각 구성요소의 재질, 크기 등을 적용 분야에 따라 변경하거나, 실시형태들을 조합 또는 치환하여 본 발명의 실시예에 명확하게 개시되지 않은 형태로 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것으로 한정적인 것으로 이해해서는 안되며, 이러한 변형된 실시예는 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.
100 : 플랫폼 200 : 컬럼부
300 : 수중부력탱크 400 : 운동변환부
500 : 암부 650 : 요동감쇄부
600 : 수면부력탱크 700 : 구동부
710 : 증속부 720 : 클러치부
730 : 발전기 740 : 마찰디스크
750 : 플라이휠 760 : 회전감지부
800 : 계류부

Claims (11)

  1. 해수면의 최대 파고와 최대 파저 사이에 위치한 플랫폼;
    상기 플랫폼의 하부로 연장된 컬럼부;
    상기 컬럼부의 단부에 연결되고, 상기 최대 파저 아래의 수중에 위치한 수중부력탱크;
    상기 플랫폼에 설치된 다수의 운동변환부;
    상기 운동변환부에 연결되고 상기 플랫폼의 외측으로 연장된 암부;
    상기 암부의 단부에 힌지 결합되고, 작용받은 파력에 의해 상기 암부를 운동시키는 수면부력탱크; 및
    상기 암부의 운동이 상기 운동변환부에서 회전 운동으로 변화될 때, 상기 회전 운동을 전달 받을 수 있도록 상기 플랫폼에 결합된 구동부를 포함하는 부유식 파력구동장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동부는 상기 회전 운동을 회전력으로 변환시키는 터빈모듈, 또는 상기 회전 운동을 전기 에너지로 변환시키는 발전모듈인 것을 특징으로 하는 부유식 파력구동장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 플랫폼은,
    상기 컬럼부의 상단의 플랜지가 결합되는 하부 플랜지와, 상기 운동변환부의 메인기어가 회전 가능하게 결합되는 메인기어안착부를 갖는 바닥부;
    상기 바닥부의 테두리를 따라 수직하게 결합되고, 상기 운동변환부의 메인기어를 위치시키기 위한 공간을 갖는 벽체부;
    상기 벽체부의 외측에 결합된 다수의 제1 러그 플레이트; 및
    상기 벽체부의 상부에 결합되고, 상기 메인기어의 위쪽에 관통된 중심 구멍과, 상기 중심 구멍의 주위에 관통된 다수의 운동변환부 설치 구멍을 갖는 상판부를 포함하는 부유식 파력구동장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 컬럼부는,
    상기 컬럼부의 외주면에 상기 컬럼부의 길이 방향을 따라 연장되고, 상기 컬럼부의 원주 방향을 따라 이격 배치된 다수의 컬럼보강리브를 포함하는 부유식 파력구동장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 수중부력탱크는,
    상기 컬럼부에 관통하게 연결되고, 상광하협의 접시 형상을 갖는 탱크상판부;
    상기 컬럼보강리브와 연결되고, 상기 탱크상판부의 상부에 설치된 다수의 탱크보강리브;
    상기 컬럼부의 하단을 받치도록 연결되고, 상협하광의 스커트 형상을 갖는 탱크하판부;
    상기 수중부력탱크의 외곽을 형성하도록 상기 탱크상판부와 상기 탱크하판부의 사이에 연결된 탱크측판부; 및
    상기 탱크측판부의 외측에 결합된 다수의 제2 러그 플레이트를 포함하는 부유식 파력구동장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 컬럼부는,
    상기 수중부력탱크의 내부에 물을 공급하기 위한 입출 포트를 더 포함하는 부유식 파력구동장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 암부는,
    상기 운동변환부에 결합된 마운트플랜지;
    상기 마운트플랜지의 상부에서 수평하게 연결된 제1 암부재;
    상기 제1 암부재에서 상경사 방향으로 연결된 제2 암부재;
    상기 제2 암부재의 단부에 연결되고, 상기 제1 암부재와 평행한 방향으로 연장된 제3 암부재; 및
    상기 제3 암부재의 단부에 연결되고, 상기 수면부력탱크의 상부의 힌지브래킷에 회전 가능하게 결합된 힌지홀더를 포함하는 부유식 파력구동장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 수면부력탱크는,
    상기 파력에 의한 상기 수면부력탱크의 흔들림을 감쇄시키는 요동감쇄부를 더 포함하고,
    상기 요동감쇄부는,
    상기 수면부력탱크의 내측 천정에 결합된 힌지형 홀더;
    상기 힌지형 홀더에 상단을 결합한 연장바; 및
    상기 연장바의 하단에 결합된 무게추를 포함하는 부유식 파력구동장치.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 발전모듈은,
    상기 운동변환부로부터 상기 회전 운동을 전달받는 증속부;
    상기 증속부의 출력샤프트에 결합된 전자식 클러치부;
    상기 클러치부의 대향 위치에서 발전기의 회전샤프트의 선단에 결합되고, 상기 클러치부에 접촉시 상기 출력샤프트의 회전 운동을 상기 회전샤프트에 전달하는 마찰디스크;
    상기 마찰디스크의 외측에 이격된 외륜과, 외륜에 연결되어 상기 회전샤프트에 결합된 보스를 갖는 플라이휠;
    상기 회전샤프트가 연결된 로터와, 로터 주위에 발전코아를 배치한 상기 발전기;
    상기 회전샤프트의 회전을 감지하는 회전감지부; 및
    상기 회전감지부로부터 신호값을 입력받아, 상기 신호값이 상기 발전기의 발전 효율에 대응한 회전수 설정범위를 미달 또는 초과하는 경우, 상기 클러치부의 전자석에 전원을 인가하여 상기 마찰디스크와 상기 클러치부를 비접촉시키는 제어부를 포함하는 부유식 파력구동장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 회전감지부는,
    상기 회전샤프트에 결합되어 상기 회전샤프트의 회전수를 감지하는 엔코더를 포함한 회전감지 센서, 또는 상기 플라이휠에 부착된 하나 이상의 센싱용 자석을 감지하는 홀 IC, 또는 상기 센싱용 자석을 감지하는 홀 센서 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 부유식 파력구동장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 플랫폼에서 연장된 제1 고정케이블과,
    상기 수중부력탱크에서 연장된 제2 고정케이블과,
    상기 제1 고정케이블 및 제2 고정케이블의 단부가 연결되고, 해저면에 위치한 고정블록을 포함하는 계류부를 더 포함하는 부유식 파력구동장치.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101642489B1 (ko) 2015-01-16 2016-07-26 김준용 반잠수식 해상 구조물
CN114019130A (zh) * 2021-11-12 2022-02-08 浙江大京生态环境科技有限公司 一种海域出让前期勘测平台及使用方法
CN116519261A (zh) * 2023-04-25 2023-08-01 大连理工大学 漂浮式海上平台自由衰减试验装置、方法和应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200392818Y1 (ko) * 2005-05-20 2005-08-17 현 용 이 파력발전기
US20090212571A1 (en) * 2006-06-14 2009-08-27 Alvaro Atilano Wave power system for extracting simultaneously both potential and kinetic energy at variable significant wave heights and periods
KR20090104988A (ko) * 2008-04-01 2009-10-07 충북대학교 산학협력단 부유체 직결식 파력발전기
KR101143849B1 (ko) * 2011-01-06 2012-05-04 농업회사법인 주식회사 그린에너지코리아 파력을 이용한 발전장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200392818Y1 (ko) * 2005-05-20 2005-08-17 현 용 이 파력발전기
US20090212571A1 (en) * 2006-06-14 2009-08-27 Alvaro Atilano Wave power system for extracting simultaneously both potential and kinetic energy at variable significant wave heights and periods
KR20090104988A (ko) * 2008-04-01 2009-10-07 충북대학교 산학협력단 부유체 직결식 파력발전기
KR101143849B1 (ko) * 2011-01-06 2012-05-04 농업회사법인 주식회사 그린에너지코리아 파력을 이용한 발전장치

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101642489B1 (ko) 2015-01-16 2016-07-26 김준용 반잠수식 해상 구조물
CN114019130A (zh) * 2021-11-12 2022-02-08 浙江大京生态环境科技有限公司 一种海域出让前期勘测平台及使用方法
CN116519261A (zh) * 2023-04-25 2023-08-01 大连理工大学 漂浮式海上平台自由衰减试验装置、方法和应用
CN116519261B (zh) * 2023-04-25 2023-10-20 大连理工大学 漂浮式海上平台自由衰减试验装置、方法和应用

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