KR101251189B1 - Generating device for buoy - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 사용 상태를 나타낸 참고도.1 is a reference diagram showing a state of use of the present invention.
도 2는 도 1에서의 부분 확대도.2 is a partially enlarged view of FIG. 1.
도 3은 본 발명의 종단면도(해칭 생략함).Figure 3 is a longitudinal sectional view of the present invention (hatching not shown).
도 4는 도 3을 기준하여 일부만을 확대하여 나타낸 단면도.4 is an enlarged cross-sectional view showing only a part of FIG. 3.
도 5는 도 4를 기준한 B-B선 확대 단면도.FIG. 5 is an enlarged sectional view taken along the line B-B based on FIG. 4. FIG.
도 6은 도 4를 기준한 부분 확대 단면도.6 is a partially enlarged cross-sectional view based on FIG. 4.
도 7은 도 3을 기준한 부분 확대도.7 is a partially enlarged view based on FIG. 3.
도 8은 도 3을 기준한 평면도.8 is a plan view based on FIG. 3.
도 9는 도 3을 기준한 A-A선 단면도.9 is a cross-sectional view taken along the line A-A based on FIG.
도 10은 도 9를 기준한 부분 확대도.10 is a partially enlarged view based on FIG. 9.
본 발명은 해상용 부이의 발전장치에 관한 것이다.The present invention relates to a marine buoy power generation apparatus.
등대를 건설하기가 매우 어려운 심해의 해상에는 등대의 기능을 겸하면서 위치 신호를 송신하여 선박의 안전한 운항을 도모하기 위한 부이를 띄우게 되는데, 부이의 램프와 위치 신호를 송신하기 위한 회로장치는 전기를 소모할 수밖에 없는 한계가 있다.In the deep sea, where it is very difficult to build a lighthouse, a buoy is provided for the safe operation of the ship by transmitting a position signal while serving as a lighthouse. The buoy's lamp and the circuit device for transmitting the position signal provide electricity. There is a limit that can only be consumed.
이에 부이에 태양열 집열판을 설치하고 동시에 고성능의 배터리를 부이에 탑재하여 태양열 발전장치를 통해 배터리를 충진하는 방식을 사용하고 있으나 태풍과 파도에 의하여 태양열 집열판은 소금과 미생물, 해조류, 패류 등에 의해 오염되어 시간이 경과할수록 기능을 상실하게 되는 결정적인 단점이 있고 오랜 시간동안 비가 오거나 구름이 끼게 되어도 기능이 격감하는 문제가 있어 부이의 전원공급장치로 부적합하다는 결론에 도달하게 되었지만 특별한 대안이 없기 때문에 많은 시간과 인력, 자금을 동원하여 수많은 숫자의 부이를 일일이 찾아서 수리와 청소를 하거나 불안정한 부품을 교체하는 등의 비경제적이고 비합리적인 행위를 반복하고 있는 실정이다.The solar panels are installed in Bui and high-performance batteries are installed in Bui to fill the battery through solar power generators. However, due to typhoons and waves, solar panels are contaminated by salt, microorganisms, algae and shellfish. As time goes by, there is a decisive disadvantage of loss of function, and the function decreases even if it rains or clouds for a long time, which leads to the conclusion that it is unsuitable for BUI's power supply. It is uneconomical and unreasonable, such as finding and repairing large numbers of buoys, repairing them, cleaning them, or replacing unstable parts.
한편, 풍력발전장치를 이용하여 상기 부이의 전원공급장치로 사용하기 위한 연구가 계속되고는 있으나 풍력발전 시스템은 바람을 받아야만 작동이 되므로 부이로부터 외부로 노출이 되어야 하기 때문에 염분에 의한 심한 부식현상으로 고장율이 극히 높아서 현재까지 상용화를 이루지 못하고 있다.On the other hand, research on using the wind power generator as a power supply for the buoy is continuing, but since the wind power generation system operates only when it receives wind, it must be exposed to the outside from the buoy, causing severe corrosion by salt. The failure rate is so high that it has not been commercialized to date.
이에 본 발명은, 부이(1)의 내부에 엄폐된 채 파도의 힘으로 작동하여 전기를 생산할 수 있는 해상용 부이의 발전장치를 제공하는 것이 과제이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a marine buoy power generation apparatus capable of producing electricity by operating under the force of waves while being covered inside the
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명은 다음과 같이 구성된다.The present invention for solving the above-mentioned problems is constituted as follows.
부이(1)의 제 1 밀폐실(2) 바닥에 볼트를 통해 고정되기 위한 볼트 통과구멍(21)을 가지는 베이스 판(20)과;A
상기 베이스 판(20)의 사방에 직립되며, 베이스 판(20)을 관통하는 하부 나사봉(25a)이 너트를 통해 고정되고 상측에는 상부 나사봉(25)을 가지는 버팀 지주(24)와;A brace support 24 which is upright in all directions of the
중심의 영구자석(22a)을 기준하여 그 외주로 감겨진 코일(22b)을 보호하며 볼트를 통해 베이스 판(20)의 상면 중앙에 고정되는 금속 케이싱(22c)으로 된 발전장치(22)와;A
상기 버팀 지주(24)의 상부 나사봉(25)을 관통한 채 단(24a)에 얹히도록 조립되는 제 1 지지판(27)과;A first support plate (27) assembled to be mounted on the end (24a) while penetrating the upper screw rod (25) of the brace support (24);
상기 제 1 지지판(27)의 중앙에 볼트와 너트를 통해 고정되며 안쪽으로 흑연 부싱(81)(71)을 가지는 제 1 지지금구(80) 및 제 2 지지금구(70)와;A first supporting
상기 제 1 지지금구(80) 및 제 2 지지금구(70)의 흑연 부싱(81)(71) 안으로 삽입되며 중앙에 구멍(61)이 형성되고 상기 구멍(61)과 직각으로 교차하는 나사구멍(62)을 가지는 구()형 지지쇠(60)와;A screw hole inserted into the
상기 구형 지지쇠(60)의 구멍(61) 안으로 관통되며 구형 지지쇠(60)의 나사구멍(62)에 조립되는 무두볼트(63)에 의해 위치가 고정될 수 있도록 하기 위한 구멍(51)을 가지는 봉체(50)와;A
상기 봉체(50)의 가장 하단에 끼워져 고정되는 영구자석(52)과;A
상기 버팀 지주(24)의 상부 나사봉(25)을 관통한 채 상부 나사봉(25)에 끼워진 관체(26)의 상단에 얹히도록 조립되며 너트에 의해 고정되는 제 2 지지판(28)과;A second support plate (28) assembled to be mounted on the upper end of the tubular body (26) fitted to the upper screw rod (25) while penetrating the upper screw rod (25) of the prop support (24);
상기 제 2 지지판(28)의 중심부를 관통하는 회전 축(31)을 가지며 볼트를 통해 제 2 지지판(28)의 상단 면에 고정되는 AFPM(Axial Flux Permanent Magnet) 방식의 모터(29)와;An AFPM (Axial Flux Permanent Magnet)
상기 AFPM 방식의 모터(29)의 회전 축(31)에 끼워져 고정볼트(32)를 통해 고정되는 보스(41)의 하방으로는 상기 봉체(50)의 상단 끝 부분이 삽입되는 홈(43)이 형성된 부채꼴 형태의 몸체(42)로 된 회전금구(40)와;The
부이(1)의 제 2 밀폐실(3) 안에 고정되는 충전장치 및 CPU(8)와;A charging device and a
부이(1)의 제 2 밀폐실(3) 안에 고정되며 상기 충전장치 및 CPU(8)에 연결된 배터리(7)와;A
상기 AFPM 방식의 모터(29)에서 발생된 전기를 상기 충전장치 및 CPU(8)로 공급하기 위한 전선(30) 및 상기 발전장치(22)를 통해 발생된 전기를 상기 충전장치 및 CPU(8)로 공급하기 위한 전선(23)을 포함하여서 구성된 것을 특징으로 한다.The electric power generated by the
이상과 같이 구성되는 본 발명의 실시예를 제시하기로 하는 바, 본 발명의 부품을 고정시키기 위한 너트는 공지의 것이므로 별도로 도면 부호를 명기하지 않았으며, 베이스 판(20)을 부이(1)의 제 1 밀폐실(2)의 바닥에 볼트를 통해 고정시키는 것도 공지의 수준이므로 별도로 도면 부호를 명기하지 않았고, 본 발명의 충전장치 및 CPU(8)에서 램프(9)와 송신 안테나(10)를 연결하는 전선도 공지의 기술 이므로 별도로 도면에 명기하지 않았음을 밝힌다.The embodiment of the present invention configured as described above will be presented, the nut for fixing the components of the present invention is well known, so the reference numerals are not specified separately, the
그리고 본 발명의 AFPM 방식의 모터(29)는 이미 상용화가 되고 있는 제품으로 회전 축(31)에 고정된 날개를 약한 바람의 힘으로도 회전시킬 수 있는 첨단 모터인데, 본 발명에서 적용하기에 바람직한 타입이라 할 수 있는 바, 상기 AFPM 방식의 모터(29)에 대해서는 상세히 설명하지 않기로 하며, 후술하는 바와 같이 AFPM 방식의 모터(29)와 발전장치(22)를 통해 생산된 전기는 충전장치 및 CPU(8)로 전달되고 이는 배터리(7)에 저장이 되는 기술도 상용화가 되고 있는 수준이므로 본 발명에서는 상세히 설명하지 않기로 한다.In addition, the AFPM
본 발명(P)은 도 1과 같이 부이(1)의 상측에 구비된 제 1 밀폐실(2) 안에 설치되는데, 본 발명의 도 3을 살펴보면 봉체(50)의 하단에 고정된 영구자석(52)이 발전장치(22)와 거리를 유지한 채 공중에 머물고 있음을 알 수 있는 바, 그 이유는 상기 발전장치(22)의 상단은 N극을 형성하고 상기 영구자석(52)의 하단도 N극을 형성하고 있으므로 결국 영구자석(52)은 도 3과 같이 발전장치(22)의 상단과 일정한 거리를 유지할 수밖에 없기 때문이다.The present invention (P) is installed in the first sealed
이 상태에서 영구자석(52)을 매달고 있는 봉체(50)는 구형 지지쇠(60)를 관통한 채 경사가 지게 되며, 상단 끝 부분은 회전금구(40)의 부채꼴 형태의 몸체(42)에 형성된 홈(43) 안에 위치하게 되는데, 봉체(50)의 상단 끝 부분은 회전금구(40)의 보스(41)로부터 최대한 먼 거리에 위치하게 된다.The
한편, 상기 구형 지지쇠(60)는 제 1 지지금구(80)와 제 2 지지금구(70)의 안에 고정된 흑연 부싱(81)(71)에 의해 지지되고 있으며, 상기 흑연 부싱(81)(71)은 별도로 윤활유를 공급하지 않아도 자체적으로 윤활 기능이 탁월하므로 흑연 부싱(81)(71) 안에서 회전을 하는데 아무런 문제가 없고 반영구적으로 작동이 가능하게 되는 것이다.On the other hand, the
이러한 상태에서 부이(1)가 반복되는 파도의 힘에 의해 흔들리게 되면 부이(1)의 상측에 위치하고 있는 본 발명(P)도 등각운동을 하며 흔들리게 되고, 이때 봉체(50)에 매달려 있는 영구자석(52)도 흔들리게 되는데, 상술한 바와 같이 영구자석(52)은 발전장치(22)에 접촉할 수가 없으므로 결국 발전장치(22)와의 반발력에 의해 발전장치(22)의 주위를 회전하게 되는 것이며 이에 의해 봉체(50)의 상단 끝 부분은 회전금구(40)의 몸체(42)를 회전시키게 된다.In this state, when buoy (1) is shaken by the force of the repeated waves, the present invention (P) located above the buoy (1) is also shaken with isometric motion, at this time the permanent hanging on the rod (50) As the
따라서 회전 축(31)도 같이 회전하게 됨에 의하여 AFPM 방식의 모터(29)를 통해 전기가 생산되는 것이고, 이와 동시에 상술한 바와 같이 영구자석(52)이 발전장치(22)의 주위를 맴돌면서 회전을 할 때 발전장치(22)의 코일(22b)을 통해 여자된 전기가 생산되는 것이며, 이와 같이 AFPM 방식의 모터(29)와 발전장치(22)를 통해 생산된 전기는 충전장치 및 CPU(8)로 전달되고 이는 배터리(7)에 저장이 되는 것인 바, 이는 플레밍의 법칙에 근거한 과학적인 근거에 의함임을 밝힌다.Therefore, the
이상과 같이 본 발명에 의해 생산된 전기는 배터리(7)에 충전되고 이는 충전장치 및 CPU(8)를 작동시킴과 아울러 램프(9)를 밝히는 LED에 공급이 되는 것이다.As described above, the electricity produced by the present invention is charged to the
한편, 본 발명의 장치는 구조적으로 고장이 발생될 우려가 거의 없기 때문에 부이(1)의 제 1 밀폐실(2) 안에 고정시킨 후 제 1 밀폐실(2)을 용접을 통해 완전히 밀폐시켜도 무방하지만 충전장치 및 CPU(8)와 배터리(7)는 만일의 경우 수리를 하 거나 교체를 할 수도 있으므로 충전장치 및 CPU(8)와 배터리(7)는 제 2 밀폐실(3)에 별도로 장치하는 것이 좋다.On the other hand, since the apparatus of the present invention has little risk of structural failure, the first
이때 제 2 밀폐실(3)에는 수밀 기능(Water tight Function)을 가지는 개폐문(4)을 구비시키며, 이는 시건장치(5)를 통해 잠글 수 있도록 하고 힌지(6)를 통해 여닫을 수 있도록 하는 것이 좋지만 상기 개폐문(4)은 다양한 구조적 형태로 변화될 수 있음은 당연하고, 경우에 따라서는 충전장치 및 CPU(8)와 배터리(7)를 제 1 밀폐실(2) 안에 장치하고 제 1 밀폐실(2)에 개폐문을 설치할 수도 있을 것이다.At this time, the second sealed
그리고 본 발명의 베이스 판(20)은 생략하고 버팀 지주(24)와 발전장치(22)를 제 1 밀폐실(2)의 바닥에 고정시킬 수 있다.And the
이상과 같은 본 발명은, 부이의 상부에 위치하는 제 1 밀폐실 안에 엄폐되어 염분이나 미생물, 해조류, 패류 등으로부터 아무런 영향을 받지 않으며 기상의 변화에도 거의 무관한 상태에서 파도의 힘으로 작동되어 전기를 발생시킬 수 있어 앞서 설명한 태양열 방식과 풍력방식에서 비롯된 단점과 문제를 해결하면서 부이용 발전장치로 유용하게 사용될 수 있는 큰 효과가 있다.As described above, the present invention is concealed in a first sealed chamber located at the upper part of the buoy so that it is not influenced by salt, microorganisms, algae, shellfish, etc. Can solve the disadvantages and problems caused by the solar and wind methods described above has a great effect that can be usefully used as an off-site power generation device.
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