KR101238400B1 - 파도를 이용한 발전장치 - Google Patents

파도를 이용한 발전장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101238400B1
KR101238400B1 KR1020120155810A KR20120155810A KR101238400B1 KR 101238400 B1 KR101238400 B1 KR 101238400B1 KR 1020120155810 A KR1020120155810 A KR 1020120155810A KR 20120155810 A KR20120155810 A KR 20120155810A KR 101238400 B1 KR101238400 B1 KR 101238400B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
buoyancy cylinder
shaft
power generation
buoyancy
wind
Prior art date
Application number
KR1020120155810A
Other languages
English (en)
Inventor
장원봉
고창회
장성수
Original Assignee
고창회
장원봉
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 고창회, 장원봉 filed Critical 고창회
Priority to KR1020120155810A priority Critical patent/KR101238400B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101238400B1 publication Critical patent/KR101238400B1/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
    • F03B13/22—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 flow of water resulting from wave movements to drive a motor or 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
    • 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
    • F03B17/06—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head"
    • 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
    • Y02E10/20—Hydro energy
    • 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

Abstract

본 발명은 해상에 부는 바람에 의해 형성되는 파도 및 너울에 따른 해수의 흐름을 이용하여 전기를 생산하는 발전장치에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명의 파도를 이용한 발전장치는, 하부에 다수의 추력판이 구비되어 해수의 흐름에 따라 일방향으로 회전되는 중공 원추 형상의 부력통과; 일단은 상기 부력통의 상부로 돌출되고 타단은 상기 부력통의 외부로 돌출되도록 상기 부력통의 가장자리 부분을 수직방향 및 반경방향에 대하여 각각 경사지게 관통하는 샤프트와, 상기 부력통의 외부로 돌출된 샤프트에 경사지게 설치되는 날개부를 포함하며, 상기 부력통에 등간격으로 배치되어 일정 범위 내에서 회동하는 다수의 추력 블레이드와; 상기 부력통과 추력 블레이드를 보호하도록 상기 부력통의 외측에 설치되는 하부 구조물과, 상기 부력통의 축에 연결되어 작동되는 발전기를 포함하는 발전부가 설치되도록 상기 하부 구조물의 상부에 설치되어 상기 부력통을 회전 가능하게 지지하는 상부 구조물로 이루어진 발전선과; 상기 부력통 방향으로 해수를 유도하도록 상기 하부 구조물에 설치되는 가이드;를 포함한다.

Description

파도를 이용한 발전장치{Power Plant using Tidal Current}
본 발명은 해상에 부는 바람에 의해 형성되는 파도 및 너울에 따른 해수의 흐름을 이용하여 전기를 생산하는 발전장치에 관한 것으로서, 특히 부력통에 설치된 다수의 추력 블레이드를 이용하여 해수의 유동 방향에 관계없이 부력통이 회전되도록 함으로써 부력통에 연결된 발전기가 끊임없이 전기를 생산하여 효율이 향상된 파도를 이용한 발전장치에 관한 것이다.
최근 빈번하게 발생하는 세계적인 이상 기후로 인한 재앙과 화석 연료의 가격 앙등은, 과다한 탄소 배출을 억제해야 한다는 논리를 거쳐 청정 에너지와 대체 에너지를 창출해야 한다는 과제를 온 인류에게 강요하고 있다. 이에 따라 태양광, 풍력, 수력, 바이오 에너지 등 다양한 방법을 이용하여 청정한 대체 에너지를 개발하고 있는 실정이다.
이러한 대체 에너지의 하나로 파력 에너지를 들 수 있는데, 파력 에너지는 해상에 부는 바람에 의해 형성되는 파도로부터 얻을 수 있는 에너지이다. 이러한 파력 에너지를 이용하여 전기를 생산하는 것을 파력 발전이라 하며, 파력 발전은 파도에 의해 승강하는 구조물의 수직 이동에 따른 에너지를 이용하거나 파도에 의해 발생하는 해수의 흐름과 같은 수평 에너지를 이용하여 발전하게 된다.
구조물의 수직 이동에 따른 에너지를 이용하여 회전부를 회전시킴으로써 전기를 생산하는 파력발전설비가 후술하는 특허문헌 1에 개시되어 있다. 또한, 파도에 의해 물의 수직이동 및 진동으로 전기를 생산하는 파력 발전 장치가 특허문헌 2에 개시되어 있다.
또한, 파도에 의한 수평 에너지를 이용하여 전기를 생산하는 파력발전설비는 특허문헌 3에 개시되어 있다.
그러나, 구조물의 수직 이동에 따른 에너지를 이용하는 경우 파고가 낮을 경우에는 충분한 발전량을 얻을 수 없고, 해수의 흐름에 따른 수평 에너지를 이용하여 발전하는 경우에도 해수의 세기가 충분하지 않을 경우 발전 효율이 저하되는 문제점이 있다.
KR 10-2011-0115336 A KR 10-2007-0122236 A KR 10-2010-0094767 A
상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 파도나 너울에 의해 형성되는 해수의 흐름을 이용하여 부력통을 회전시킴과 아울러 부력통에 다수의 추력 블레이드를 설치하여 부력통의 회전 속도를 향상시킴으로써 발전 효율을 향상시킬 수 있도록 한 파도를 이용한 발전장치를 제공함에 있다.
또, 본 발명의 다른 목적은 해수의 흐름과 더불어 해상에서 부는 바람의 풍력을 이용하여 발전기를 구동시킴으로써 발전 효율을 더욱 향상시킬 수 있는 파도를 이용한 발전장치를 제공함에 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 파도를 이용한 발전장치는, 하부에 다수의 추력판이 구비되어 해수의 흐름에 따라 일방향으로 회전되는 중공 원추 형상의 부력통과; 일단은 상기 부력통의 상부로 돌출되고 타단은 상기 부력통의 외부로 돌출되도록 상기 부력통의 가장자리 부분을 수직방향 및 반경방향에 대하여 각각 경사지게 관통하는 샤프트와, 상기 부력통의 외부로 돌출된 샤프트에 경사지게 설치되는 날개부를 포함하며, 상기 부력통에 등간격으로 배치되어 일정 범위 내에서 회동하는 다수의 추력 블레이드와; 상기 부력통과 추력 블레이드를 보호하도록 상기 부력통의 외측에 설치되는 하부 구조물과, 상기 부력통의 축에 연결되어 작동되는 발전기를 포함하는 발전부가 설치되도록 상기 하부 구조물의 상부에 설치되어 상기 부력통을 회전 가능하게 지지하는 상부 구조물로 이루어진 발전선과; 상기 부력통 방향으로 해수를 유도하도록 상기 하부 구조물에 설치되는 가이드;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
게다가, 상기 추력 블레이드는 상기 부력통에 설치되어 상기 샤프트가 일정 범위 내에서 회동하도록 하는 탄성 지지부를 더 포함하고, 상기 탄성 지지부는, 상기 부력통을 관통하여 설치되며 상기 부력통의 상측으로 돌출된 부분에 입구측 플랜지가 형성되고 부력통의 하측으로 돌출된 부분에는 출구측 플랜지가 형성됨과 아울러 상기 샤프트가 관통되도록 중앙에 관통공이 형성된 몸체와, 상기 입구측 플랜지 및 출구측 플랜지의 내측에 각각 설치되어 상기 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 한 쌍의 베어링과, 상기 입구측 베어링의 외측에 형성된 스프링 설치홈에 180도 간격으로 설치된 한 쌍의 스토퍼와, 상기 샤프트의 단부에 형성된 회전용 돌기와 상기 스토퍼 사이에 각각 배치되어 상기 샤프트가 45도 범위 내에서 회동하도록 하는 압축 스프링과, 상기 입구측 플랜지와 출구측 플랜지에 기밀용 패킹을 개재하여 각각 결합되어 상기 몸체의 내부를 밀폐하는 커버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
게다가, 상기 발전선의 하부 구조물은 양단이 막혀 있는 파이프로 이루어지며, 그 끝단에 완충부재가 설치되는 것을 특징으로 한다.
게다가, 상기 발전부는, 상기 부력통의 축과 동축으로 연결되며 상기 발전기에 연결된 증속기와, 상기 발전기에서 생산된 전기가 저장되는 축전지와, DC 전류를 AC 전류로 변환시키는 인버터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
게다가, 상기 발전선은 좌우 대칭으로 병렬 설치되어 힌지로 연결되며, 나란하게 배치된 양측 발전선의 전면 외측 가장자리에 해수를 내측 방향으로 안내하도록 내측으로 경사진 삼각 형상의 가이드가 각각 설치됨과 아울러 양측 발전선의 후면 내측 가장자리에 해수를 외측 방향으로 안내하도록 외측으로 경사진 삼각 형상의 가이드가 각각 설치되는 것을 특징으로 한다.
게다가, 상기 부력통에 동축으로 연결된 풍력 회전부가 더 설치되는 것을 특징으로 한다.
게다가, 상기 풍력 회전부는, 상기 부력통의 축과 일체로 형성되는 회전축과, 상기 회전축에 설치되는 하나 이상의 풍력 블레이드와, 베어링을 개재하여 상기 회전축에 설치되며 상기 풍력 블레이드를 감싸도록 형성되어 상기 풍력 블레이드를 보호함과 아울러 바람을 유도 및 배출할 수 있도록 공기 유입구 및 배출구가 형성된 블레이드 케이스와, 상기 공기 유입구가 바람 방향에 대응하도록 상기 블레이드 케이스를 회전시키고 그 위치를 고정하는 방향타를 포함하는 것을 특징으로 한다.
게다가, 상기 풍력 블레이드의 양측에 보강판이 더 설치되고, 상기 보강판은 회전축 방향으로 갈수록 폭이 넓어지는 삼각 형상으로 형성된 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 본 발명은 하부 구조물에 구비된 가이드에 의해 유도된 해수의 흐름을 통해 부력통을 회전시킴과 아울러 상기 부력통서 설치된 다수의 추력 블레이드가 일정 범위 내에서 회전하면서 노의 역할을 수행하여 부력통을 더 빠르게 회전시키게 되므로, 부력통에 연결된 발전기의 발전 효율이 향상된다.
그리고, 발전선을 부유시킨 상태에서 전기를 생산하면서도 발전선의 수직 이동이 아닌 해수의 운동에너지를 이용하여 전기를 생산하고 가이드를 통해 해수의 흐름을 유도하여 해수의 유동 방향에 관계없이 전기 생산이 가능하여 발전 효율이 향상된다.
특히, 베어링 등의 주요 구조물이 발전선의 상부에 설치되어 바닷물에 직접 접촉되지 않으므로 내구성이 좋아지고 부식의 우려가 없을 뿐만 아니라 베어링에 묻어 있는 오일 등이 바닷물에 접촉되지 않아 환경 오염이 발생하지 않게 되는 효과가 있다.
또, 추력 블레이드의 날개부에 작용하는 수압에 따라 압축 스프링이 압축 또는 복원되면서 추력 블레이드를 회전시키게 되므로 추력 블레이드가 노의 역할을 수행하여 부력통의 회전 속도를 증가시키게 된다.
그리고, 발전선의 하부 구조물이 파이프 구조로 형성되어 부력을 향상시킴과 더불어 하부 구조물의 외측에 설치된 완충부재가 발전선이 방파제 등에 부딪칠 때 완충 역할을 수행하여 발전선의 파손이 방지된다.
또, 발전부에 축전지 및 인버터가 설치됨에 따라 발전기에서 생산된 전기를 저장하거나 AC로 변환시켜 발전 회사에 판매할 수 있게 된다.
또한, 부력통에 풍력 회전부가 동축으로 연결되어 해수의 흐름은 물론 바람을 이용하여 발전기를 작동시킬 수 있어 발전효율이 더욱 향상된다.
그리고, 방향타를 이용하여 풍력 블레이드로 바람을 안내하는 블레이드 케이스의 위치를 조정 및 고정함으로써 바람의 방향에 관계없이 풍력을 이용하여 전기를 생산할 수 있게 된다.
또한, 풍력 블레이드의 양측에 각각 보강대가 설치됨에 따라 풍력 블레이드의 내구성이 향상된다.
도 1은 본 발명에 의한 파도를 이용한 발전장치가 도시된 구성도.
도 2는 본 발명의 요부 구성인 추력 블레이드의 부분 사시도.
도 3은 본 발명의 요부 구성인 탄성 지지부의 구성도.
도 4는 본 발명의 파도를 이용한 발전장치에서 발전선을 병렬로 설치한 경우를 나타낸 구성도.
도 5는 도 4의 발전장치를 설명하기 위한 참고도.
도 6은 본 발명의 요부 구성인 풍력 회전부의 구성도.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 하부에 다수의 추력판이 구비되어 해수의 흐름에 따라 일방향으로 회전되는 중공 원추 형상의 부력통과; 일단은 상기 부력통의 상부로 돌출되고 타단은 상기 부력통의 외부로 돌출되도록 상기 부력통의 가장자리 부분을 수직방향 및 반경방향에 대하여 각각 경사지게 관통하는 샤프트와, 상기 부력통의 외부로 돌출된 샤프트에 경사지게 설치되는 날개부를 포함하며, 상기 부력통에 등간격으로 배치되어 일정 범위 내에서 회동하는 다수의 추력 블레이드와; 상기 부력통과 추력 블레이드를 보호하도록 상기 부력통의 외측에 설치되는 하부 구조물과, 상기 부력통의 축에 연결되어 작동되는 발전기를 포함하는 발전부가 설치되도록 상기 하부 구조물의 상부에 설치되어 상기 부력통을 회전 가능하게 지지하는 상부 구조물로 이루어진 발전선과; 상기 부력통 방향으로 해수를 유도하도록 상기 하부 구조물에 설치되는 가이드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 파도를 이용한 발전장치를 제공함으로써 달성되었다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의하여 상세하게 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명에 의한 파도를 이용한 발전장치가 도시된 구성도이고, 도 2는 본 발명의 요부 구성인 추력 블레이드의 설치도이며, 도 3은 본 발명의 요부 구성인 추력 블레이드의 작동 상태도이다. 그리고, 도 4는 본 발명의 파도를 이용한 발전장치에서 발전선을 병렬로 설치한 경우를 나타낸 구성도이고, 도 5는 도 4의 발전장치를 설명하기 위한 참고도이며, 도 6은 본 발명의 요부 구성인 풍력 회전부의 구성도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 파도를 이용한 발전장치는, 하부에 다수의 추력판(12)이 구비되어 해수의 흐름에 따라 일방향으로 회전되는 중공 원추 형상의 부력통(10)과; 일단은 상기 부력통(10)의 상부로 돌출되고 타단은 상기 부력통(10)의 외부로 돌출되도록 상기 부력통(10)의 가장자리 부분을 수직방향 및 반경방향에 대하여 각각 경사지게 관통하는 샤프트(15a)와, 상기 부력통(10)의 외부로 돌출된 샤프트(15a)에 경사지게 설치되는 날개부(15b)를 포함하며, 상기 부력통(10)에 등간격으로 배치되어 일정 범위 내에서 회동하는다수의 추력 블레이드(15)와; 상기 부력통(10)과 추력 블레이드(15)를 보호하도록 상기 부력통(10)의 외측에 설치되는 하부 구조물(21)과, 상기 부력통(10)의 축(11)에 연결되어 작동되는 발전기(32)를 포함하는 발전부(30)가 설치되도록 상기 하부 구조물(21)의 상부에 설치되어 상기 부력통(10)을 회전 가능하게 지지하는 상부 구조물(22)로 이루어진 발전선(20)과; 상기 부력통(10) 방향으로 해수를 유도하도록 상기 하부 구조물(21)에 설치되는 가이드(24)와; 상기 부력통(10)에 동축으로 연결된 풍력 회전부(40);를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 추력 블레이드(15)의 날개부(15a)를 경사지게 형성하는 이유는 상기 추력 블레이드(15가 회전할 때 어구나 밧줄과 같은 이물질이 걸리지 않도록 하기 위한 것이다. 그리고, 상기 추력 블레이드(15)는 상기 부력통(10)에 설치되어 상기 샤프트(15a)가 일정 범위 내에서 회동하도록 하는 탄성 지지부(16)를 구비하는 것이 더 바람직하다.
상기 탄성 지지부(16)는 도 3과 같이, 상기 부력통(10)을 관통하여 설치되며 상기 부력통(10)의 상측으로 돌출된 부분에 입구측 플랜지(16a')가 형성되고 부력통의 하측으로 돌출된 부분에는 출구측 플랜지(16a")가 형성됨과 아울러 상기 샤프트(15a)가 관통되도록 중앙에 관통공이 형성된 몸체(16a)와, 상기 입구측 플랜지(16a') 및 출구측 플랜지(16a")의 내측에 각각 설치되어 상기 샤프트(15a)를 회전 가능하게 지지하는 한 쌍의 베어링(16b)(16b')과, 상기 입구측 베어링(16b)의 외측에 형성된 스프링 설치홈(16c')에 180도 간격으로 설치된 한 쌍의 스토퍼(16c)와, 상기 샤프트(15a)의 단부에 형성된 회전용 돌기(15c)와 상기 스토퍼(16c) 사이에 각각 배치되어 상기 샤프트(15a)가 45도 범위 내에서 회동하도록 하는 압축 스프링(16d)과, 상기 입구측 플랜지(16a')와 출구측 플랜지(16a")에 기밀용 패킹(16f)을 개재하여 각각 결합되어 상기 몸체(16a)의 내부를 밀폐하는 커버(16e)를 포함하여 이루어진다.
상기 추력 블레이드(15)의 날개부(15b)가 해수의 유동 방향에 위치하여 상기 추력 블레이드(15)의 날개부(15b)에 수압이 작용하는 경우에는 샤프트(15a)가 회전되어 회전용 돌기(15c)와 스토퍼(16c) 사이에 위치된 압축 스프링(16d)이 압축된다. 상기 압축 스프링(16d)이 최대한 압축되면, 상기 날개부(15b)가 최대한의 수압을 받을 수 있도록 해수의 유동 방향에 대하여 수직한 상태를 유지하게 되고 상기 추력 블레이드(15)의 샤프트(15a)는 더 이상 회전할 수 없게 된다. 이에 따라 상기 날개부(15b)에 가해지는 수압에 의해 상기 추력 블레이드(15)가 상기 부력통(10)과 함께 회전하게 된다.
상기 부력통(10)의 회전에 따라 상기 추력 블레이드(15)가 해수의 유동 방향으로부터 벗어나 상기 날개부(15')에 수압이 작용하지 않으면, 상기 압축 스프링(16d)이 복원되면서 상기 추력 블레이드(15)가 역방향으로 회동하게 되고, 그로 인해 상기 날개부(15b)가 경사지게 위치하게 된다. 이에 따라 상기 날개부(15b)가 저항으로 작용하지 않게 된다.
그리고, 상기 발전선(20)의 하부 구조물(21)은 양단이 막혀 있는 파이프로 이루어지며, 그 끝단에 완충부재(23)가 설치되는 것이 더 바람직하다. 이때, 상기 완충부재(23)로는 타이어를 사용하는 것이 좋다.
한편, 상기 발전부(30)는, 상기 부력통(10)의 회전력을 이용하여 전기를 생산하는 발전기(32)와 함께, 상기 부력통(10)의 축(11)과 동축으로 연결되며 상기 발전기(32)에 연결된 증속기(31)와, 상기 발전기(32)에서 생산된 전기가 저장되는 축전지(33)와, DC 전류를 AC 전류로 변환시키는 인버터(34)를 더 포함하여 이루어진다.
이에 따라 상기 발전기(32)에서 생산된 전기를 DC 상태로 상기 축전지(33)에 저장할 수도 있고, 상기 인버터(34)를 통해 AC 전류로 변환시켜 전력 회사의 전력 계통을 통해 전기를 판매할 수도 있다.
그리고, 상기 발전선(20)은 하나만 설치될 수도 있지만, 도 4와 5에 도시된 바와 같이 상기 발전선(20)이 좌우 대칭으로 병렬 설치되어 힌지 구조물(25)로 연결되는 것이 더 바람직하다.
이 경우 나란하게 배치된 양측 발전선(20)의 전면 외측 가장자리에 해수를 내측 방향으로 안내하도록 내측으로 경사진 삼각 형상의 가이드(24)가 각각 설치됨과 아울러 양측 발전선(20)의 후면 내측 가장자리에 해수를 외측 방향으로 안내하도록 외측으로 경사진 삼각 형상의 가이드(24)가 각각 설치되는 것이 더 바람직하다. 이에 따라 상기 가이드(24)가 상기 부력통(10)의 회전 방향으로만 해수를 안내할 수 있게 되고, 그 결과 파도의 방향에 관계없이 상기 부력통(10)이 일방향으로만 회전되도록 할 수 있게 된다.
상기 풍력 회전부(40)는, 도 1 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 부력통(10)의 축(11)과 일체로 형성되는 회전축(41)과, 상기 회전축(41)에 설치되는 하나 이상의 풍력 블레이드(42)와, 베어링을 개재하여 상기 회전축(41)에 설치되며 상기 풍력 블레이드(42)를 감싸도록 형성되어 상기 풍력 블레이드(42)를 보호함과 아울러 바람을 유도 및 배출할 수 있도록 공기 유입구 및 배출구가 형성된 블레이드 케이스(44)와, 상기 공기 유입구가 바람 방향에 대응하도록 상기 블레이드 케이스(44)를 회전시키고 그 위치를 고정하는 방향타(45)를 포함하여 이루어진다.
물론, 상기 블레이드 케이스(44)와 방향타(45)를 설치하지 않고, 상기 회전축(41)에 풍력 블레이드(42)만 설치하더라도 무방하다. 여기서, 상기 풍력 블레이드(42)의 양측에 보강판(43)이 더 설치될 수 있는데, 상기 보강판(43)은 회전축(41) 방향으로 갈수록 폭이 넓어지는 삼각 형상으로 형성되는 것이 더 바람직하다.
이러한, 상기 파도를 이용한 발전장치는 바다에서 일어나는 파도나 너울에 따른 해수의 흐름 및 해상에 부분 바람을 이용하여 전기를 생산하게 된다.
발전선(20)은 파도가 있는 곳이라면 어디든 설치할 수 있으며, 4개의 닻을 이용하여 바닥에 고정한 상태에서 발전선(20)이 부력에 의해 승강함과 아울러 파도나 너울에 의해 형성되는 해수의 흐름 및 해상의 바람을 이용하여 전기를 생산한다. 하지만 생산된 전력의 외부 공급 또는 판매를 위해서는 방파제 가까이에 설치하는 것이 더 바람직하다.
상기 발전선(20)은 하부 구조물(21)의 내측에 위치한 부력통(10)의 4/5 정도가 잠기도록 방파제 근처에 정박시킨다. 이에 따라 상기 부력통(10) 상부의 베어링이 해수에 잠기지 않게 되어 내구성이 향상되고 해양 오염이 방지된다. 이 상태에서 상기 하부 구조물(21)에 설치된 가이드(24)가 상기 부력통(10)으로 해수를 안내하게 되고, 이러한 해수의 흐름이 상기 부력통(10)의 하부에 형성된 추력판(12)을 밀어 줌으로써 상기 부력통(10)이 축(11)을 중심으로 회전하게 된다.
이때, 상기 부력통(10)에 설치된 추력 블레이드(15) 역시 해수의 흐름에 의해 상기 부력통(10)과 함께 회전하게 되고, 해수의 흐름은 상기 추력 블레이드(15)의 날개부(15b)에 수압을 가하게 된다. 이에 따라 상기 추력 블레이드(15)가 회동하면서 압축 스프링(16d)을 압축하게 되고, 상기 압축 스프링(16d)의 압축 한계에 이르면 상기 추력 블레이드(15)는 더 이상 회동하지 않고 상기 날개부(15b)에 작용하는 수압에 의해 상기 부력통(10)과 함께 회전하게 된다.
이후, 상기 추력 블레이드(15)가 해수의 흐름으로부터 벗어나게 되면, 상기 추력 블레이드(15)의 날개부(15b)에 가해지는 수압이 상기 압축 스프링(16d)의 복원력에 비해 약해지게 되므로, 상기 압축 스프링(16d)이 복원되면서 상기 추력 블레이드(15)가 회동하여 상기 날개부(15b)가 경사진 상태를 유지하도록 한다. 따라서, 상기 추력 블레이드(15)가 상기 부력통(10)의 회전을 저해하는 일이 발생하지 않게 된다.
이와 같이 상기 부력통(10)에 설치된 다수의 추력 블레이드(15)가 노의 역할을 수행하게 되므로, 상기 추력 블레이드(15)를 설치하지 않고 추력판(12)만 설치한 경우에 비해 상기 부력통(10)의 회전속도가 더욱 빨라지게 된다. 따라서, 발전기(32)의 발전 효율이 향상된다.
또, 상기 발전선(20)의 상부에 위치한 풍력 회전부(40)는 바람이 불어오는 방향에 공기 유입구가 위치하도록 블레이드 케이스(44)를 회전시킨 후 방향타(45)를 고정함으로써 바람이 공기 유입구를 통해 블레이드 케이스(44) 내부로 유입되도록 한다. 이에 따라 상기 블레이드 케이스(44) 내부의 풍력 블레이드(42)가 회전하면서 그 회전축(41)과 일체로 연결된 부력통(10)의 축(11)을 회전시키게 된다.
이와 같이 해수의 흐름 및 풍력에 의해 부력통(10)의 축(11)이 회전되고, 상기 축(11)에 증속기(31)를 개재하여 연결된 상기 발전기(32)의 축이 회전되어 전기가 생산된다. 상기 발전기(32)에서 생산된 전기는 축전지(33)에 저장되고, 또 인버터(34)를 통해 AC 전류로 변환되어 육상으로 공급되거나 발전회사의 전력 계통을 통해 판매된다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
10: 부력통 11: 축
12: 추력판 15: 추력 블레이드
15a: 샤프트 15b: 날개부
15c: 회전용 돌기 16: 탄성 지지부
16a: 몸체 16a', 16a" : 플랜지
16b, 16b': 베어링 16c : 스토퍼
16c': 스프링 설치홈 16d: 압축 스프링
16e: 커버 16f: 기밀용 패킹
20: 발전선 21: 하부 구조물
22: 상부 구조물 23: 완충부재
24: 가이드 25: 힌지 구조물
30: 발전부 31: 증속기
32: 발전기 33: 축전지
34: 인버터 40: 풍력 회전부
41: 회전축 42: 풍력 블레이드
43: 보강판 44: 블레이드 케이스
45: 방향타

Claims (8)

  1. 하부에 다수의 추력판이 구비되어 해수의 흐름에 따라 일방향으로 회전되는 중공 원추 형상의 부력통과;
    일단이 상기 부력통의 상부로 돌출되고 타단은 상기 부력통의 외부로 돌출되도록 상기 부력통의 가장자리 부분을 수직방향 및 반경방향에 대하여 각각 경사지게 관통하는 샤프트와, 상기 부력통의 외부로 돌출된 샤프트에 경사지게 설치되는 날개부를 포함하며, 상기 부력통에 등간격으로 배치되어 일정 범위 내에서 회동하는 다수의 추력 블레이드와;
    상기 부력통과 추력 블레이드를 보호하도록 상기 부력통의 외측에 설치되는 하부 구조물과, 상기 부력통의 축에 연결되어 작동되는 발전기를 포함하는 발전부가 설치되도록 상기 하부 구조물의 상부에 설치되어 상기 부력통을 회전 가능하게 지지하는 상부 구조물로 이루어진 발전선과;
    상기 부력통 방향으로 해수를 유도하도록 상기 하부 구조물에 설치되는 가이드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 파도를 이용한 발전장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 추력 블레이드는 상기 부력통에 설치되어 상기 샤프트가 일정 범위 내에서 회동하도록 하는 탄성 지지부를 더 포함하고,
    상기 탄성 지지부는, 상기 부력통을 관통하여 설치되며 상기 부력통의 상측으로 돌출된 부분에 입구측 플랜지가 형성되고 부력통의 하측으로 돌출된 부분에는 출구측 플랜지가 형성됨과 아울러 상기 샤프트가 관통되도록 중앙에 관통공이 형성된 몸체와,
    상기 입구측 플랜지 및 출구측 플랜지의 내측에 각각 설치되어 상기 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 한 쌍의 베어링과,
    상기 입구측 베어링의 외측에 형성된 스프링 설치홈에 180도 간격으로 설치된 한 쌍의 스토퍼와,
    상기 샤프트의 단부에 형성된 회전용 돌기와 상기 스토퍼 사이에 각각 배치되어 상기 샤프트가 45도 범위 내에서 회동하도록 하는 압축 스프링과,
    상기 입구측 플랜지와 출구측 플랜지에 기밀용 패킹을 개재하여 각각 결합되어 상기 몸체의 내부를 밀폐하는 커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 파도를 이용한 발전장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 발전선의 하부 구조물은 양단이 막혀 있는 파이프로 이루어지며, 그 끝단에 완충부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 파도를 이용한 발전장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 발전부는,
    상기 부력통의 축과 동축으로 연결되며 상기 발전기에 연결된 증속기와,
    상기 발전기에서 생산된 전기가 저장되는 축전지와,
    DC 전류를 AC 전류로 변환시키는 인버터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파도를 이용하는 발전장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 발전선은 좌우 대칭으로 병렬 설치되어 힌지로 연결되며,
    나란하게 배치된 양측 발전선의 전면 외측 가장자리에 해수를 내측 방향으로 안내하도록 내측으로 경사진 삼각 형상의 가이드가 각각 설치됨과 아울러 양측 발전선의 후면 내측 가장자리에 해수를 외측 방향으로 안내하도록 외측으로 경사진 삼각 형상의 가이드가 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 파도를 이용한 발전장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부력통에 동축으로 연결된 풍력 회전부가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 파도를 이용한 발전장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 풍력 회전부는,
    상기 부력통의 축과 일체로 형성되는 회전축과,
    상기 회전축에 설치되는 하나 이상의 풍력 블레이드와, 베어링을 개재하여 상기 회전축에 설치되며 상기 풍력 블레이드를 감싸도록 형성되어 상기 풍력 블레이드를 보호함과 아울러 바람을 유도 및 배출할 수 있도록 공기 유입구 및 배출구가 형성된 블레이드 케이스와,
    상기 공기 유입구가 바람 방향에 대응하도록 상기 블레이드 케이스를 회전시키고 그 위치를 고정하는 방향타를 포함하는 것을 특징으로 하는 파도를 이용한 발전장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 풍력 블레이드의 양측에 보강판이 더 설치되고,
    상기 보강판은 회전축 방향으로 갈수록 폭이 넓어지는 삼각 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 파도를 이용한 발전장치.


KR1020120155810A 2012-12-28 2012-12-28 파도를 이용한 발전장치 KR101238400B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120155810A KR101238400B1 (ko) 2012-12-28 2012-12-28 파도를 이용한 발전장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120155810A KR101238400B1 (ko) 2012-12-28 2012-12-28 파도를 이용한 발전장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101238400B1 true KR101238400B1 (ko) 2013-02-28

Family

ID=47900363

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120155810A KR101238400B1 (ko) 2012-12-28 2012-12-28 파도를 이용한 발전장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101238400B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR860004237A (ko) * 1984-11-07 1986-06-18 네빌 티송 워렌 터빈
KR20060118173A (ko) * 2005-05-16 2006-11-23 최진영 동력전달용 수차
KR20090055947A (ko) * 2007-11-29 2009-06-03 대우조선해양 주식회사 풍력 및 조력 발전설비를 동시에 구비한 근해 발전설비장치
KR101138496B1 (ko) 2010-02-18 2012-04-25 박찬희 집수기를 갖는 파 력 발전기와 집 풍기를 갖는 풍력 발전기와 태양 광 발전기의 하이브리드 방식

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR860004237A (ko) * 1984-11-07 1986-06-18 네빌 티송 워렌 터빈
KR20060118173A (ko) * 2005-05-16 2006-11-23 최진영 동력전달용 수차
KR20090055947A (ko) * 2007-11-29 2009-06-03 대우조선해양 주식회사 풍력 및 조력 발전설비를 동시에 구비한 근해 발전설비장치
KR101138496B1 (ko) 2010-02-18 2012-04-25 박찬희 집수기를 갖는 파 력 발전기와 집 풍기를 갖는 풍력 발전기와 태양 광 발전기의 하이브리드 방식

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6257617B2 (ja) 流れ制御付き垂直軸風車および水車
CN111042978B (zh) 一种漂浮式风能-波浪能联合发电装置及其控制方法
AU2011262947B2 (en) Wind/water turbine with rotational resistance reduced by wind vane blade
KR101347230B1 (ko) 공기부양식 소수력 발전장치
CN104481780B (zh) 浅浸没漂浮式带导流罩水平轴海流发电系统
CN203035439U (zh) 双浮力体摆式双向透平波浪能发电装置
CN102943736A (zh) 双浮力体摆式双向透平波浪能发电装置
KR101504866B1 (ko) 파력 발전 장치
CN108468614A (zh) 一种新型自适应潮差的双透平潮流能发电装置
CN103758679B (zh) 一种叶片伸缩式潮流能发电装置
KR100510327B1 (ko) 조류발전장치
CN203670079U (zh) 一种叶片伸缩式潮流能发电装置
KR101238400B1 (ko) 파도를 이용한 발전장치
US9284941B2 (en) Natural energy extraction apparatus
CN105134454B (zh) 低速垂直轴水流发电机
KR101043330B1 (ko) 바람과 조류를 이용한 발전장치 및 방법
AU2018202718A1 (en) Wave Energy Converter
CN104389725A (zh) 一种利用气轮机的多浮子式波浪能装置
KR101310877B1 (ko) 에너지 샤프트, 이를 이용한 수력 발전장치 및 풍력 발전장치
Kedar et al. A review on under water windmill
CN205078391U (zh) 低速垂直轴水流发电机
JP6204691B2 (ja) 水流エネルギー変換発電装置
JP7199001B1 (ja) 潮流発電装置及び潮流発電方法
KR20120041030A (ko) 자체 부력을 갖는 수류 발전장치
KR20190023151A (ko) 수직형 유수력 발전장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160204

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170202

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180222

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181220

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200311

Year of fee payment: 8