KR101257321B1 - 수류에너지변환장치 - Google Patents

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KR101257321B1 KR1020120129193A KR20120129193A KR101257321B1 KR 101257321 B1 KR101257321 B1 KR 101257321B1 KR 1020120129193 A KR1020120129193 A KR 1020120129193A KR 20120129193 A KR20120129193 A KR 20120129193A KR 101257321 B1 KR101257321 B1 KR 101257321B1
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Abstract

본 발명은 수류에너지변환장치에 관한 것으로, 수심이 깊은 바다에서 별도의 기초공사 없이 효율적으로 수류에너지를 전기 등의 에너지로 변환하는 장치에 관한 것으로, 유동체(2)의 부력에 의해 유체위에 떠 있는 부유체(3)와, 상기 부유체에 설치되는 3개 이상의 지지가이드(40)와, 유체의 흐름의 힘에 저항하는 강도를 구비하는 회전축(30)과 회전축(30)의 외측에 결합되어 수류에 의해 회전하는 다수의 수류날개(20)를 포함하여 전체적으로 수류에 대해 저항하며 회전하는 기둥 역할을 하는 3개 이상의 수류기둥(5)과, 상기 수류기둥(5) 상단의 일부분이 부유체(3)의 지지가이드(40)에 끼워져서 상기 부유체(3)의 지지가이드(40)에 길이방향으로 슬라이딩 할 수 있도록 지지되고, 끝단은 수면 아래에 형성되는 지면에 지지되어, 부유체(3) 와 수류기둥(5) 및 수면 아래에 형성되는 지면이 트러스 형태의 구조물을 형성하며, 수류의 힘에 의해 굽혀지는 상기 수류기둥(5)을 미분(differential)하여 수류날개(20)의 회전중심축을 직선화하는 미분수단 및 인접한 미분된 요소의 회전력을 전달하는 회전력 전달 수단을 포함하며, 상기 수류기둥(5)에 연결되어 수류에너지를 회전력을 포함하는 기계적인 에너지로 변환하는 동력전달수단과 상기 동력전달 수단에 연결되어 상기 기계적에너지를 전기에너지 또는 물리적에너지로 변환하는 수류에너지변환장치이다.

Description

수류에너지변환장치 {current energy converting apparatus}
본 발명은 수류에너지변환장치에 관한 것으로, 수심이 깊은 바다에서 별도의 기초공사 없이 효율적으로 수류에너지를 전기 등의 에너지로 변환하는 장치에 관한 것이다.
본 발명은 수류에너지변환장치에 관한 것으로, 수심이 깊은 바다에서 별도의 기초공사 없이 효율적으로 수류에너지를 전기 등의 에너지로 변환하는 장치에 관한 것이다.
이러한 조류에너지를 이용하여 전기 등의 에너지로 변환하는 장치의 하나로 대한민국 공개특허공보 공개번호10-2004-0033161호가 있는데, 해당발명에서는 도 11에 도시된 바와 같이 부유체나 고정구조물 하부에 수직으로 설치된 다수의 수직원통형 수차와, 수직원통형 수차에 연결되는 발전기로 구성된다.
또한 조류발전시스템의 하나로 대한민국 등록특허 10-1050134호도 있는데, 해당발명에서는 해저면에 부유된 상태로 설치되는 부력선 표면 및 수심 일정 깊이까지 원통부를 형성하고, 조류의 양방향 유동성을 한 방향으로 회전할 수 있도록 유도하여 해수의 역류로부터 수차 회전력을 보호할 수 있는 조류발전장치를 제공한다.
또한 조류발전시스템의 하나로 대한민국 공개특허공보 공개번호 10-2011-0086676호도 있는데, 해당발명에서는 부유체에 고정된 드럼형태의 회전판을 통해 얻어낸 회전운동으로 유압용 기어펌프를 돌려, 얻어낸 유압으로 발전모터를 돌려 전기를 생산하고 있다.
한편 조류발전에 의한 회전력을 증속하는 장치로는 대한민국 등록특허 10-1037711호가 있는데 해당발명은 하우징과, 상기 하우징의 공간부에 설치되어 임펠러의 회전에 의해 발생되는 회전에너지가 입력되는 입력부와, 상기 입력부에 결속되어 입력부로 입력된 회전에너지를 전달하는 전달부와, 상기 전달부에 결속되어 회전에너지를 외부로 출력하는 출력부로 이루어져 수류에 의한 회전력을 증속하고 있다.
이러한 종래 고정방식 또는 부유방식의 조류발전시스템은, 해수면 또는 해저 바닥에 하나의 발전장치를 하나의 지지구조물로 고정시킨 상태에서, 지지구조물에 고정되는 발전장치의 형태로 시공되고 있는 바, 이는 수심별로 분포되어 있는 조류 자원의 모두를 사용하는 것이 아니라 해수면 또는 해저 영역의 일부만을 사용하는 방식일 수밖에 없으며, 따라서 수차 장치가 설치되지 않은 부분의 조류에너지를 활용할 수 없는 단점이 있다.
또한 고정방식의 조류발전기들은 해저에 발전창치를 지지하기 위한 구조물을 설치해야 하는데 기본적으로 해저에서의 공사가 어렵기 때문에 지지구조물 설치에 많은 비용과 시간이 소요되는 문제점이 있고, 지지구조물 설치시 환경에 악영향을 미치는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허공보 10-2004-0033161호 대한민국 등록특허 10-1050134호 대한민국 공개특허공보 10-2011-0086676호 대한민국 등록특허 10-1037711호
본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 해저에 발전장치를 포함하는 수류에너지변환장치를 지지하기 위한 지지구조물을 설치하지 아니하고, 수류날개를 포함하는 수류기둥과 부유체 그 자체로 수류의 힘에 저항하는 구조물의 형상을 유지하며 수류에너지변환을 행하는 수류에너지변환장치을 제공함으로서, 해저에 지지구조물을 설치하는 데에 따른 환경오염을 방지하고, 수류에너지변환장치의 설치 비용과 시간을 절감하며, 바닥에서 수면까지의 모든 영역에 흐르는 수류 에너지를 효율적으로 이용할 수 있는 수류에너지변환장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 조력댐이 없이 수류 에너지를 이용할 수 있는 수류에너지변환장치를 설치함으로써 비용이 적게 들고 해수 유통 및 해양 생물의 이동이 자유로워 해양환경에 미치는 영향이 거의 없는 친 환경적인 수류에너지변환장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 해저의 깊이가 깊거나 수류가 강하여 수류기둥이 굽혀진다 해도 수류에너지변환이 가능하고, 설치와 유지 관리가 용이한 수류에너지변환장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명의 수류에너지변환장치는 유동체의 흐름의 힘인 수류에너지를 전기에너지 또는 물리적에너지로 변환하는 수류에너지변환장치에 있어서; 유동체의 부력에 의해 유체위에 떠 있는 부유체와; 상기 부유체에 설치되되 수위의 변화에 따른 부유체의 위치 변화에 따라 수류기둥을 길이방향으로 슬라이딩 할 수 있도록 지지하는 3개 이상의 지지가이드와; 유동체의 흐름인 수류에 저항하는 강도를 구비하는 회전축과, 회전축의 외측에 결합되어 수류에 의해 회전하는 수류날개를 포함하며, 전체적으로 수류에 대해 저항하는 기둥 역할을 하는 3개 이상의 수류기둥과; 상단의 일부분이 지지가이드에 끼워져서 상기 지지가이드에 길이방향으로 슬라이딩 할 수 있도록 지지되고 끝단은 수면 아래에 형성되는 지면에 지지되는 상기 3개 이상의 수류기둥과, 상기 지지가이드를 포함하는 부유체 및 수면 아래에 형성되는 지면이 형성하는 트러스 형태의 구조물과; 상기 수류기둥에 연결되어 회전축 또는 수류날개의 회전력을 포함하는 기계적인 에너지를 에너지변환장치로 전달하는 동력전달수단과; 상기 동력전달수단에 연결되어 상기 동력전달수단에 의해 전달되는 기계적인 에너지를 전기에너지 또는 물리적에너지로 변환하는 에너지변환장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 수류에너지변환장치로 구성되는 것을 특징으로 한다.
이때 상기 미분 수단 중의 제 1 실시예의 미분 수단은 회전축을 하나의 강체로 형성하고 회전축에 베어링으로 지지되어 상대적으로 미끄러지면서 회전하는 다수의 수류날개이고, 회전력 전달 수단은 각 수류날개가 상대적으로 굽힘이 가능하도록 연결하는 신축가능한 회전전달구일 수 있다.
또 다른 미분 수단은 회전축과 수류날개가 상대적으로 회전하지 못하게 하나의 강체로 형성하되 다수의 요소로 분할된 회전축이고, 상기 회전력 전달 수단은 각 분할된 회전축을 함께 회전은 가능하나 굽힘이 방지되게 연결하는 전동연결구 일 수 있다.
한편 상기 동력전달수단에는 지지가이드의 외측에 형성된 지지가이드기어가 형성되고, 내측에는 수류기둥 출입홀과 수류기둥에 형성된 회전전달홈에 끼워져 수류기둥의 회전을 지지가이드에 전달하는 회전전달돌기를 포함함이 바람직하다.
또한 상기 수류에너지변환장치에는 수류날개가 보다 효율적으로 수류를 이용할 수 있도록 수류날개의 일부를 덮게 됨으로서 회전축을 중심으로 수류 날개의 일부만이 수류에 노출되도록 하고 반대측은 수류에 노출되지 않도록 하는 수류안내수단을 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 수류에너지변환장치는 구성으로부터 부유체와 3개 이상의 수류지지기둥 및 수면 아래에 형성되는 지면이 강성을 갖는 하나의 구조체가 되어 3개 이상의 다리를 갖는 테이블이 지면에 고정되듯이 별도의 지지체 없이도 수면 아래에 형성되는 지면에 고정되므로 부유체 상면에서 수류기둥을 지지가이드에 끼워 해저의 지면에 고정하는 것만으로 부유체 및 지지가이드, 수류기둥이 형성하는 트러스 형태의 구조물을 형성하므로, 해저에 지지구조물을 설치하는 데에 따른 환경오염을 방지하고, 수류발전기의 설치 비용과 시간을 절감하는 효과를 달성하며,
수류에 따른 부유체의 이동에 따라 수류기둥이 굽혀진다 하더라도 굽힘에 따른 원호를 미분하는 형태가 되므로 직선 축을 중심으로 회전하게 되어 깊은 바닥에서 수면까지의 모든 영역에 흐르는 수류 에너지를 효율적으로 이용할 수 있는 효과를 달성한다.
또한 댐과 같이 일정구역을 모두 폐쇄하지 않고 일부분에만 수류기둥을 형성할 수가 있으므로 해수의 유동과 어류 등 생물의 유동을 방해하지 않아 환경을 해치지 않고 발전을 행할 수 있는 효과를 달성한다.
또한 회전축을 중심으로 수류 날개의 일부만이 수류에 노출되도록 하고 반대측은 수류에 노출되지 않도록 하여 수류 날개가 받는 수류의 저항을 최소로 하여 효율적으로 수류를 이용할 수 있도록 하는 효과를 달성할 수 있는 등 많은 효과가 있다.
도 1 은 본 발명이 채택된 수류에너지변환장치의 개념도
도 2 는 본 발명이 채택된 수류에너지변환장치의 사시도
도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 부유체의 사시도
도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 수류날개의 사시도
도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 지지프레임의 사시도
도 6 은 본 발명의 실시예에 따른 회전축의 결합도
도 7 은 본 발명의 실시예에 따른 전동연결구 및 회전연결구의 설명도
도 8 은 본 발명의 실시예에 따른 회전전달구의 설명도
도 9 는 본 발명의 실시예에 따른 발전기의 설명도
도 10 은 본 발명의 실시예에 따른 지지가이드의 사시도
도 11 은 본 발명의 실시예에 따른 안내날개의 설명도
도 12 는 종래 발명의 도면
이하, 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 수류에너지변환장치는 수류에너지가 발생되는 위치가 육지와 가까운 등 전력선의 가설이 용이한 곳에서는 수류에너지를 회전력을 포함하는 기계적인 에너지로 변환하고 이 기계적에너지를 전기에너지로 변환하는 전기를 이용하는 발전장치로 실시되거나, 전력선의 가설이 어려운 곳에서는 기계적인 에너지를 직접 사용하여 공기를 압축함으로서 압축된 공기의 물리적 에너지로 변환하여 저장하는 장치의 2가지 형태 또는 이 2가지의 형태를 복합한 복합 형태로 실시되는데, 이들 모두 수류에너지를 회전력을 포함하는 기계적인 에너지로 변환하는 구조에 공통점이 있다.
따라서 본 설명에서는 수류에너지를 전기에너지로 변환하는 발전장치로 실시되는 경우를 위주로 설명하기로 하므로, 기계적인 에너지를 직접 사용하여 공기를 압축하는 장치는 공지기술을 참조하기로 하며, 또한 상기 선행기술문헌에 기재된 공지기능인 전동장치 및 회전력을 증속장치 등은 그 상세한 설명은 생략하므로 해당 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 선행기술문헌인 대한민국 공개특허공보 10-2004-0033161호, 대한민국 등록특허 10-1050134호, 대한민국 공개특허공보 10-2011-0086676호, 대한민국 등록특허 10-1037711호를 참조하기로 한다.
도 1 은 본 발명이 채택된 수류에너지를 전기에너지로 변환하는 수류에너지변환장치의 개념도이고, 도 2 는 본 발명이 채택된 수류에너지변환장치의 사시도로서 본 발명이 채택되는 수류에너지변환장치를 표시하고 있다.
도 1 및 도2에 도시된 바와 같이 본 발명은 바다에 설치되는 본 발명의 수류에너지변환장치(1)는 유동체(2)인 바닷물의 부력에 의해 유체 위에 떠 있는 부유체(3)와, 상기 부유체에 설치되는 3개 이상의 지지가이드(40)와, 유체의 흐름의 힘에 저항하는 강도를 구비하는 회전축(30)과 회전축(30)의 외측에 결합되어 수류에 의해 회전하는 다수의 수류날개(20)를 포함하여 전체적으로 수류에 대해 저항하며 회전하는 기둥 역할을 하는 3개 이상의 수류기둥(5)과, 상기 수류기둥(5) 상단의 일부분이 부유체(3)의 지지가이드(40)에 끼워져서 상기 부유체(3)의 지지가이드(40)에 길이방향으로 슬라이딩 할 수 있도록 지지되고, 끝단은 수면 아래에 형성되는 지면에 지지되어, 부유체(3)와 수류기둥(5) 및 수면 아래에 형성되는 지면이 트러스 형태의 구조물을 형성하며, 수류의 힘에 의해 굽혀지는 상기 수류기둥(5)을 미분(differential)하여 수류날개(20)의 회전중심축을 직선화하는 미분수단 및 인접한 미분된 요소의 회전력을 전달하는 회전력 전달 수단을 포함하며, 상기 수류기둥(5)에 연결되어 수류에너지를 회전력을 포함하는 기계적인 에너지로 변환하는 동력전달수단과 상기 동력전달 수단에 연결되어 상기 기계적에너지를 전기에너지 또는 물리적에너지로 변환하는 에너지변환장치로 구성된다.
여기서 수류기둥(5)을 미분(differential)하여 수류날개(20)의 회전중심축을 직선화하는 것의 의미는 수학적으로 곡선을 미분하면 일정한 기울기를 갖는 직선이 되는 것과 같은 의미로 수류날개(20)의 회전중심축을 짧은 길이로 나누어 직선에 가깝게 한다는 의미이다.
상기 미분 수단 중의 제 1 실시예의 미분 수단은 회전축(30)을 하나의 강체로 형성하고 회전축(30)에 베어링으로 지지되어 상대적으로 미끄러지면서 회전하는 다수의 수류날개(20)이고, 회전력 전달 수단은 도 1에 도시된 바와 같이 각 수류날개가 상대적으로 굽힘이 가능하도록 연결하는 신축가능한 도6에 도시된 회전전달구(27)일 수 있다. 이때 회전전달구(27)는 각 수류날개에 형성되는 도5에 도시된 회전전달홀(23)에 2개 이상이 끼워져 회전을 전달하게 하는 것이 바람직한데 회전전달구(27)는 도 8에 도시된 바와 같이 신축이 가능하므로 각 수류날개가 수류에 의해 굽혀지는 회전 중심축에 추종하며 서로 기울어진 상태로 회전하며 회전력을 전달할 수 있다.
한편 도 2에서는 지지가이드(40)의 외주에 형성된 도10에 도시된 지지가이드기어(41)를 통하여 회전력을 전달하도록 하고 있으나 지지가이드의 외경이 커서 지지가이드기어(41)의 형성 등에 비용이 많이 소요되므로 지지가이드(40)에 가까운 부분의 수류날개(20)는 후술하는 제2 실시예의 미분 수단과 같이 회전축(30)과 수류날개(20)가 상대적으로 회전하지 못하게 하나의 강체로 형성하고 해당 수류날개(20)와 인접하는 하단의 수류날개를 회전전달구(27)로 연결하며 하단의 회전축(30)은 회전력이 전달되지 않토록 회전연결구(38)로 연결하여 모든 수류날개의 회전력이 상단 회전축(30)에 전달되게 하고 도 6에 도시된 바와 같이 상단 회전축(30)에 회전전달기어(45)를 축방향으로 슬라이딩이 가능하도록 설치하여 회전력을 전달하게 하여 회전력 전달장치의 기어의 크기를 작게 하여 제작 비용을 줄일 수 있다.
또 다른 제2 실시예의 미분 수단은 도 7에 도시된 바와 같이 회전축(30)과 수류날개(20)가 상대적으로 회전하지 못하게 하나의 강체로 형성하되, 다수의 요소로 분할된 회전축(30)과 수류날개이고, 회전력 전달 수단은 각 분할된 회전축(30)을 함께 회전은 가능하나 굽힘이 방지되게 유니버셜 조인트 등과 같은 회전조인트(37)를 포함하는 전동연결구(31)로 연결하여 각 회전축(30)이 수류에 의해 굽혀지는 회전 중심축에 추종하며 서로 기울어진 상태로 회전하며 회전력을 전달할 수 있다. 이 전동연결구(31)는 도 7의 왼쪽 도면에 도시된 바와 같이 분할된 회전축(30)이 삽입되는 축삽입홀(33)과 분할된 회전축(30) 하단에 형성되는 하단지지칼라(32)와 분할된 회전축(30) 상단에 형성되는 상단지지칼라(32)가 삽입되는 지지칼라삽입홀(34)이 형성되되 삽입된 회전축(30)이 서로 굽혀지지 않도록 지지하는 지지슬리브(39)와 지지슬리브(39) 내부에 형성되어 하단지지칼라(32)와 상단지지칼라(32)를 회전 가능하게 연결하는 유니버셜 조인트 등과 같은 회전조인트(37)로 구성된다.
이때 분할된 회전축(30) 각각이 회전하므로 지면과 접하는 부분의 회전축은 지면에 회전력이 전달되지 않토록 연결되는 회전축과, 상대적으로 회전은 가능하나 굽힘이 방지되게 연결하며 각 분할된 회전축(30) 간의 회전력을 전달되지 않도록 연결하는 회전연결구(38)로 연결한다. 이 회전연결구(38)는 도 7의 오른쪽 도면에 도시된 바와 같이 전동연결구(31)와 회전조인트(37)가 없는 점 외에는 구조가 동일하다.
이러한 구성으로부터 부유체(3)와 3개 이상의 수류지지기둥(5) 및 수면 아래에 형성되는 지면(6)이 강성을 갖는 하나의 구조체가 되어 3개 이상의 다리를 갖는 테이블이 지면에 고정되듯이 별도의 지지체 없이도 수면 아래에 형성되는 지면(6)에 고정되며, 수류에 따른 부유체(3)의 이동에 따라 수류기둥(5)이 굽혀진다 하더라도 굽힘에 따른 원호를 미분하는 형태가 되므로 직선 축을 중심으로 회전하게 된다.
한편 도 2 및 도3, 도10을 참조하면 본 발명의 부유체(3)는 지지가이드(40)가 삽입되는 지지가이드삽입홀(11)과 발전축삽입홀(12)이 형성되고, 지지가이드삽입홀(11)에는 도10에 도시된 지지가이드(40)이 회전 가능하게 삽입되는데 이 지지가이드의 외측에는 지지가이드기어(41)가 형성되고, 내측에는 수류기둥 출입홀(43)과 수류기둥에 형성된 회전전달홈(25)에 끼워져 수류기둥(5)의 회전을 지지가이드(40)에 전달하는 회전전달돌기(42)가 형성된다.
또한 지지가이드(40)의 회전은 지지가이드기어(41)를 거쳐 발전축삽입홀(12)에 끼워져 회전하는 도9에 도시된 발전장치(50)에 형성된 발전기어(53)에 전달되어 발전기축(52)을 회전하게 하고 발전기축(52)이 회전함에 따라 발전기(51)에서 발전을 행하게 된다. 도면에는 도시되지 아니하였으나 발전기의 외측은 당연이 부유체(3)에 고정된다.
또한 도4 및 도5에 도시된 바와 같이 수류날개(20)는 날개가 장착되는 날개장착홈(26)과 인접하는 수류날개가 상대적으로 굽힘이 가능하도록 연결하는 신축가능한 회전전달구(27)가 삽입되는 회전전달홀(23)과 지지가이드(40)의 회전전달돌기(42)가 끼워지는 회전전달홈(25) 및 회전축(30)이 삽입되는 회전축삽입홀(24)가 형성된 지지프레임(22)와 다수의 지지프레임(20)의 날개장착홈(26)에 결합되는 일정한 곡류을 가지는 날개(29)로 형성되며, 한편 도면에는 도시되지 않았으나 이 수류날개(20)와 회전축(30)이 상대적으로 미끄러지면서 회전하는 경우에는 지지프레임(20)과 회전축(30) 사이에 베어링이 설치된다.
이렇게 본 발명은 전체적으로 수류에 대해 저항하며 회전하는 기둥 역할을 하는 3개 이상의 수류기둥(5)과, 수류의 힘에 의해 굽혀지는 상기 수류기둥(5)을 미분(differential)하여 수류날개(20)의 회전중심축을 직선화하는 미분수단 및 인접한 미분된 요소의 회전력을 전달하는 회전력 전달 수단을 포함하므로 수류에 의해 부유체가 이동함으로서 수류기둥(5)이 전체적으로 만곡된다 하더라도 전체 수류기둥(5)에 비해 회전 부분의 길이가 짧아 단위 회전부분의 회전중심축은 거의 직선이 되므로 수류에 의해 만곡된 수류기둥(5)에 추종하여 회전하면서 회전력을 전달할 수 있다.
따라서 본 발명은 부유체(3) 상면에서 수류기둥(5)을 지지가이드(40)에 끼워 해저의 지면에 고정하는 것만으로 부유체(3) 및 지지가이드(40), 수류기둥(5)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(3)의 상승이나 하강 또는 강한 수류의 영향에 따른 부유체(3)의 위치 변화에 영향을 받지 않고, 부유체(3) 및 지지가이드(40), 수류기둥(5)이 형성하는 구조물의 형상을 유지하며 바닥에서 수면까지의 모든 영역에 흐르는 수류의 에너지를 변환할 수 있다.
또한 댐과 같이 일정구역을 모두 폐쇄하지 않고 일부분에만 수류기둥(5)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 도시되지 않은 부유체(3) 위에 설치되는 크레인 등으로 단위 길이의 수류기둥(5)를 계속 연결하여 가며 수류기둥(5)의 끝이 바닥에 닿을 때까지 전체 수류기둥(5)을 형성하게 되므로 시공이나 유지관리가 용이하다.
이때 날개(29)는 그 단면을 원호 형상이나 저항이 적은 형상으로 하여 원통 형상의 수류날개(31) 자체만으로도 수류에 의해 효율적으로 회전 할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서는 상기 원통 형상의 수류날개(20)가 보다 효율적으로 수류를 이용할 수 있도록 통 형상의 수류날개(20)의 일부를 덮게 됨으로서 회전축을 중심으로 수류 날개의 일부만이 수류에 노출되도록 하고 반대측은 수류에 노출되지 않도록 하는 수류안내수단을 설치할 수 있는데, 이 수류안내수단은 도11에 도시된 바와같이 부유체(3)에 일단이 고정되고 타단이 인접하는 2개의 회전축(30)에 지지되어 원통 형상의 수류날개(20)의 일부를 덮게 됨으로서 회전축을 중심으로 수류 날개의 일부만이 수류에 노출되도록 하고 반대측은 수류에 노출되지 않도록 하는 사각형 형상의 안내날개인 것이 바람직한데, 이 경우에는 인접하는 2개의 수류날개(20)의 회전축(30)과 안내날개를 힌지로 연결하여 2개의 수류날개(20)의 회전축(30)과 안내날개가 1개의 강체와 같이 거동하게 하여 수류에 따라 그 상대 위치가 변경되지 않토록 하는 것이 바람직하다. 또한 이와 균등한 유형으로 회전축(30)에 지지되어 원통 형상의 수류날개(20)의 일부를 덮고 일부가 개구된 원통형상의 얇은 박판으로 형성되되 수류날개(20)와 작은 간격을 두고 설치되는 원통 형상의 제2 안내날개를 형성하여 제2 안내날개가 수류의 방향에 따라 회전을 행하게 함으로 회전축을 중심으로 수류 날개의 일부만이 수류에 노출되게 하여 효율적인 발전을 할 수 있도록 할 수도 있다.
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.
1. 수류에너지변환장치 2 유동체
3. 부유체 4. 수면
5. 수류기둥 6. 지면
11. 지지가이드삽입홀 12. 발전축삽입홀
20. 수류날개 22. 지지프레임
23. 회전전달홀 24. 회전축삽입홀
25. 회전전달홈 26. 날개장착홈
27. 회전전달구 29. 날개
30. 회전축 31. 전동연결구
32. 하단 지지칼라 33. 축삽입홀
34. 지지칼라삽입홀
36. 상단 지지칼라 37. 회전조인트
38. 회전연결구 39. 지지슬리브
40. 지지가이드 41. 지지가이드기어
42. 회전전달돌기 43. 수류기둥출입홀
44. 지지원통 45. 회전전달기어
50. 발전장치 51. 발전기
52. 발전기축 53. 발전기어
54. 발전기지지봉
60. 안내날개 61. 안내날개 삽입홀

Claims (6)

  1. 유동체의 흐름의 힘인 수류에너지를 전기에너지 또는 물리적에너지로 변환하는 수류에너지변환장치에 있어서
    유동체의 부력에 의해 유체위에 떠 있는 부유체와,
    상기 부유체에 설치되되 수위의 변화에 따른 부유체의 위치 변화에 따라 수류기둥을 길이방향으로 슬라이딩 할 수 있도록 지지하는 3개 이상의 지지가이드와;
    유동체의 흐름인 수류에 저항하는 강도를 구비하는 회전축과, 회전축의 외측에 결합되어 수류에 의해 회전하는 수류날개를 포함하며, 전체적으로 수류에 대해 저항하는 기둥 역할을 하는 3개 이상의 수류기둥과,
    상단의 일부분이 지지가이드에 끼워져서 상기 지지가이드에 길이방향으로 슬라이딩 할 수 있도록 지지되고 끝단은 수면 아래에 형성되는 지면에 지지되는 상기 3개 이상의 수류기둥과, 상기 지지가이드를 포함하는 부유체 및 수면 아래에 형성되는 지면이 형성하는 트러스 형태의 구조물과;
    상기 수류기둥에 연결되어 회전축 또는 수류날개의 회전력을 포함하는 기계적인 에너지를 에너지변환장치로 전달하는 동력전달수단과;
    상기 동력전달수단에 연결되어 상기 동력전달수단에 의해 전달되는 기계적인 에너지를 전기에너지 또는 물리적에너지로 변환하는 에너지변환장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 수류에너지변환장치
  2. 청구항 1 에 있어서;
    상기 수류에너지변환장치에는 수류의 힘에 의해 굽혀지는 상기 수류기둥을 미분(differential)하여 수류날개의 회전중심축을 직선화하는 미분 수단 및 인접한 미분된 요소의 회전력을 전달하는 회전력 전달 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수류에너지변환장치
  3. 청구항 2 에 있어서;
    상기 미분 수단은 회전축을 하나의 강체로 형성하고 회전축에 베어링으로 지지되어 상대적으로 미끄러지면서 회전하는 다수의 수류날개이고, 회전력 전달 수단은 각 수류날개가 상대적으로 굽힘이 가능하도록 연결하는 신축가능한 회전전달구인 것을 특징으로 하는 수류에너지변환장치
  4. 청구항 2 에 있어서;
    상기 미분 수단은 회전축과 수류날개가 상대적으로 회전하지 못하게 하나의 강체로 형성하되, 다수의 요소로 분할된 회전축과 수류날개이고, 상기 회전력 전달 수단은 각 분할된 회전축을 함께 회전은 가능하나 굽힘이 방지되게 연결하는 전동연결구인 것을 특징으로 하는 수류에너지변환장치
  5. 청구항 2에 있어서;
    상기 동력전달수단에는 수류기둥에 형성된 회전전달홈에 끼워져 수류기둥의 회전을 지지가이드에 전달하는 회전전달돌기를 포함하는 것을 특징으로 하는 수류에너지변환장치
  6. 청구항 1 에 있어서;
    상기 수류에너지변환장치에는 수류날개의 일부를 덮게 됨으로서 회전축을 중심으로 수류 날개의 일부만이 수류에 노출되도록 하고 반대측은 수류에 노출되지 않도록 하는 수류안내수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수류에너지변환장치
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WO2021014030A1 (es) * 2019-07-23 2021-01-28 Innovación, Desarrollo Y Comercialización Equipo y método de obtención de energía eléctrica

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