KR101262660B1 - 부표의 에너지 축적을 이용한 파력 발전 장치 - Google Patents

부표의 에너지 축적을 이용한 파력 발전 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101262660B1
KR101262660B1 KR1020110105699A KR20110105699A KR101262660B1 KR 101262660 B1 KR101262660 B1 KR 101262660B1 KR 1020110105699 A KR1020110105699 A KR 1020110105699A KR 20110105699 A KR20110105699 A KR 20110105699A KR 101262660 B1 KR101262660 B1 KR 101262660B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
buoy
power
generator
power generation
screw
Prior art date
Application number
KR1020110105699A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20130041457A (ko
Inventor
석승호
Original Assignee
석승호
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 석승호 filed Critical 석승호
Priority to KR1020110105699A priority Critical patent/KR101262660B1/ko
Publication of KR20130041457A publication Critical patent/KR20130041457A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101262660B1 publication Critical patent/KR101262660B1/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
    • F03B13/16—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 relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem"
    • F03B13/18—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 relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore
    • F03B13/1805—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 relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore and the wom is hinged to the rem
    • F03B13/181—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 relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore and the wom is hinged to the rem for limited rotation
    • F03B13/1815—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 relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore and the wom is hinged to the rem for limited rotation with an up-and-down movement
    • 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
    • F03B17/025—Other machines or engines using hydrostatic thrust and reciprocating motion
    • 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
    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
    • F03G7/04—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using pressure differences or thermal differences occurring in nature
    • F03G7/05—Ocean thermal energy conversion, i.e. OTEC
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/40—Transmission of power
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)

Abstract

본 발명은 부표의 에너지 축적을 이용한 파력 발전 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 부표의 상승 시에는 오른나사에 의해 축이 왼쪽으로 회전하고, 부표의 하강 시에는 왼나사에 의해 축이 왼쪽으로 회전할 때의 회전력을 발전기(generator)에 지속적으로 전달하여 발전이 이루어질 수 있도록 한 부표의 에너지 축적을 이용한 파력 발전 장치에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 파랑에 의한 부표의 승하강 에너지의 일부를 무게추의 위치에너지로 변환시키고, 그 위치에너지를 중력에 의해서 기계적 회전에너지로 변환시키는 다수의 부표를 이용한 동력발생장치를 연계 배열하여, 다수의 부표를 이용한 동력발생장치에서 발생된 회전력이 발전기에 균일하면서도 지속적으로 공급될 수 있도록 한 점, 그리고 발전기에서 처리할 수 있는 범위를 넘어서거나 모자라는 다수의 부표를 이용한 동력발생장치의 회전력에 대해서는 온도차 발전용 고온 열원으로 이용할 수 있도록 한 점을 특징으로 하는 부표의 에너지 축적을 이용한 파력 발전 장치를 제공하고자 한 것이다.

Description

부표의 에너지 축적을 이용한 파력 발전 장치{Wave-power generation apparatus using kinetic energy of buoy}
본 발명은 부표의 에너지 축적을 이용한 파력 발전 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 부표의 상승 시에는 오른나사에 의해 축이 왼쪽으로 회전하고, 부표의 하강 시에는 왼나사에 의해 축이 왼쪽으로 회전할 때의 회전력을 발전기(generator)에 지속적으로 전달하여 발전이 이루어질 수 있도록 한 부표의 에너지 축적을 이용한 파력 발전 장치에 관한 것이다.
최근, 화석연료의 사용에 따라 대기 오염과 같은 환경 문제에 직면하고 있고, 발전 설비의 운전에 따른 비용 증가로 인하여 화석 에너지를 대체할 수 있는 친환경의 새로운 에너지가 요구되고 있다.
이에, 태양광, 연료전지, 풍력, 조력 등 다양한 대체 에너지를 이용하여 전기를 생산하는 발전설비 등이 실제로 설치되어 운전되고 있다.
태양광이나 풍력 등의 대체 에너지를 이용한 발전설비는 종래의 화석 에너지를 이용한 발전설비에 비하여, 오염물질 배출이 전혀 없어 친환경적이지만, 설비의 초기 투자비용이 많이 들고, 태양광이 지속되거나 바람이 많이 부는 특정지역에만 제한적으로 설치될 수 밖에 없는 단점이 있다.
친환경적인 대체 에너지의 다른 예로서, 바다의 해양 에너지를 이용하는 조력 발전 장치 및 파도를 이용한 파력 발전 장치를 들 수 있다.
특히, 파력 발전 장치는 파도의 유동을 이용하여 발전기를 회전시키고, 이러한 발전기의 회전 운동을 통하여 전기에너지를 생산하는 설비로서, 파도 에너지의 출력 변동을 감안한 대규모 발전플랜트를 해상에 시공하는 문제를 개선하는 등 파력자원이 풍부한 해양 국가 등에서 파력 에너지의 개발이 활발하게 추진되고 있다.
종래의 파력 발전과 관련된 기술로서, 한국공개특허 공개번호 2003-0088740에는 부력기의 상승시 힘과 운동량을 증폭시켜 회전축을 회전시키는 대용량 발전이 가능한 발전기가 개시되어 있고, 한국공개특허 공개번호 1995-7003699에는 부표가 상향 운동할 때, 피스톤의 상단부에 인접한 흡입 부분으로 유체가 흡입되게 하고, 부표/실린더가 하향 운동하는 동안에는 유체가 실린더의 흡입 부분으로부터 실린더의 압력 측면으로 이동하여 동력을 얻을 수 있도록 한 해저에 설치된 부표 파동 동력 장치가 개시되어 있으며, 또한 일본등록특허 3640410에는 해수 온도차 발전 장치와 해수 온도차 담수화 장치를 효율적으로 운전할 수 있는 장치가 개시되어 있으며, 한국공개특허 공개번호 2009-0004603에는 중력을 이용하여 폴리우레탄으로 만든 수로로 심해수를 솟아오르게 하고 열 교환 시설을 통과시켜서 증기를 생산하며고 그 증기가 전기를 생산하도록 한 해수 온도차 발전 시설이 개시되어 있다.
그러나, 종래의 파력 발전과 관련된 기술들은 모두 파력을 이용한 회전력을 균일하게 그리고 지속적으로 발전기에 전달하지 못하여, 발전 효율이 떨어질 뿐만 아니라 상용화를 위해 실제 적용되지 못하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 파랑에 의한 부표의 승하강 에너지의 일부를 무게추의 위치에너지로 변환시키고, 그 위치에너지를 중력에 의해서 기계적 회전에너지로 변환시키는 다수의 부표를 이용한 회전동력 발생장치를 연계 배열하여, 다수의 부표를 이용한 회전동력 발생장치에서 발생된 회전력이 발전기에 균일하면서도 지속적으로 공급될 수 있도록 한 부표의 에너지 축적을 이용한 파력 발전 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 다수의 부표를 이용한 회전동력 발생장치에서 생성된 회전력이 발전기에서 처리할 수 있는 범위를 넘어서거나 모자라는 경우, 그 회전력을 온도차 발전용 고온 열원으로 이용할 수 있도록 한 점에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은: 다수개의 상하방향 슬롯이 형성된 구조로서, 상단은 해수면 위로 돌출되고 하단은 해저면에 지지되며 수직 설치되는 하우징과; 상기 하우징의 내부에 수직 배열되면서 상단이 하우징의 상면에 힌지 고정되는 오른나사 및 왼나사와; 상기 오른나사 및 왼나사의 하단부에 각각 장착되는 오른나사용 단방향 클러치 및 왼나사용 단방향 클러치와; 상기 오른나사용 단방향 클러치 및 왼나사용 단방향 클러치의 출력쪽에 연결되는 종동축과; 오른나사 및 왼나사에 동시에 삽입되어 승하강하게 되는 무게추와; 오른나사 및 왼나사가 각각 삽입 체결되도록 무게추의 상단 양측에 장착되는 오른너트 및 왼너트와; 하우징의 외경부에 승하강 가능하게 삽입되는 부표와; 하우징의 슬롯을 관통하면서 부표의 내경과 무게추의 외경 간을 일체로 연결하는 연결핀; 으로 구성된 다수의 회전동력 발생장치를 소정의 배열로 배치하고, 상기 각 회전동력 발생장치의 오른나사용 단방향 클러치 및 왼나사용 단방향 클러치의 출력쪽에 연결된 종동축과, 해저면 또는 해수면 위쪽의 원하는 위치까지 배열되는 출력축 간을 베벨기어로 연결하여, 출력축의 회전동력이 발전수단에 지속적으로 전달될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 부표의 에너지 축적을 이용한 파력 발전 장치를 제공한다.
본 발명에 따르면, 상기 각 회전동력 발생장치와 연결되는 출력축 사이에 제1동력전달용 단방향 클러치가 더 장착된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 무게추의 무게는 부표에 의해 발생되는 부력의 절반 가량의 것으로 채택된 것임을 특징으로 한다.
특히, 상기 출력축에는 발전수단중 하나인 발전용 고온 열원 생성부가 베벨기어로 연결되고, 베벨기어로부터 연장된 출력축의 말단부에는 발전수단중 다른 하나인 발전기가 제2동력전달용 단방향클러치를 매개로 연결되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 각 회전동력 발생장치의 오른나사 및 왼나사의 하단이 발전용 고온 열원 생성부에 직접 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
본 발명에 따르면, 파랑에 의한 수면의 고저에 따라 부표가 승하강을 불규칙적으로 반복하고, 이에 의해 발생하는 에너지를 보다 규칙적이고 지속적으로 발전기 등에 전달할 수 있도록 함으로써, 파력을 이용한 발전기의 발전 효율을 향상시킬 수 있다.
즉, 다수의 부표를 이용한 동력발생장치를 연립하여 설치하고, 각 동력발생장치로부터 발생된 회전력이 발전기에 균일하면서도 지속적으로 공급됨으로써, 발전기의 발전 효율을 크게 향상시킬 수 있다.
또한, 다수의 부표를 이용한 동력발생장치로부터 생성된 회전력이 발전기에서 처리할 수 있는 범위를 넘어서거나 모자라는 경우에는 그 회전력을 온도차 발전용 고온 열원으로 이용할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 부표의 에너지 축적을 이용한 파력 발전 장치의 회전동력 발생장치를 나타내는 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 부표의 에너지 축적을 이용한 파력 발전 장치의 회전동력 발생장치가 발전수단에 연결된 상태를 나타내는 단면도,
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 부표의 에너지 축적을 이용한 파력 발전 장치의 회전동력 발생장치가 직접 온도차 발전용 고온 열원 생성부에 연결되는 것을 설명하는 단면도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.
주지된 바와 같이, 파랑의 발생은 높이, 주기, 양 등이 매우 불규칙적이므로 부표의 위치 에너지를 발전용 회전에너지로 효과적으로 변환시키는데 어려움이 있으나, 본 발명은 부표에 의해 발생하는 위치에너지를 균일하면서도 지속적인 회전동력으로 변환시켜서 파력 발전 효율을 크게 증대시킬 수 있도록 한 점에 주안점이 있다.
이를 위해, 부표의 에너지 축적을 이용하여 회전동력을 출력시키는 다수의 회전동력 발생장치가 직렬 또는 병렬로 연결되면서 해저면에 나란히 설치되며, 여기서는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 한 쌍의 회전동력 발생장치의 출력축 부분이 직렬로 연결된 것으로 설명하기로 한다.
첨부한 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 회전동력 발생장치(100)의 골격을 이루는 구성으로서, 둘레면에 다수개의 상하방향 슬롯(12)이 관통 형성된 원통형 구조의 하우징(10)이 구비되는 바, 이 하우징(10)의 상단을 해수면 위로 돌출시키는 동시에 그 하단을 해저면에 지지 고정시킴으로써, 하우징(10)이 해저면에서 해수면 위쪽으로 수직 배열되는 상태가 된다.
또한, 상기 하우징(10)의 내부에는 오른나사(14) 및 왼나사(16)가 회전 가능하게 수직 배열되며, 이 오른나사(14) 및 왼나사(16)는 각각 하우징(10)내의 상면에 힌지 고정된다.
이때, 상기 오른나사(14) 및 왼나사(16)의 하단부에는 각각 오른나사용 단방향 클러치(18) 및 왼나사용 단방향 클러치(20)가 장착된다.
하기에서 상세하게 설명되는 바와 같이, 상기 오른나사용 단방향 클러치(18)는 오른나사(14)가 왼쪽으로 회전할 때 왼쪽으로 돌아가는 회전력을 받으면서 동력을 연결하는 동작을 하고, 반대로 오른나사(14)가 오른쪽으로 돌아가는 회전력을 받으면 동력을 단절시키는 작동을 하게 된다.
이와 동시에, 상기 왼나사용 단방향 클러치(20)는 왼나사(16)가 왼쪽으로 회전할 때 왼쪽으로 돌아가는 회전력을 받으면서 동력을 연결하는 동작을 하고, 반대로 왼나사(16)가 오른쪽으로 돌아가는 회전력을 받으면 동력을 단절시키는 작동을 하게 된다.
따라서, 상기 오른나사용 단방향 클러치(18) 및 왼나사용 단방향 클러치(20)의 출력쪽에 각각 연결되는 종동축(22)은 항상 왼쪽 방향으로 회전하는 출력을 하게 된다.
한편, 상기 오른나사(14) 및 왼나사(16)에는 하나의 무게추(28)가 승하강 가능하게 동시에 삽입 체결되는 바, 이 무게추(28)의 무게는 부표(30)에 의해 발생되는 부력의 절반 가량의 것으로 채택되는 것이 바람직하며, 그 이유는 하기의 부표(30)가 부력을 받으면서 해수면에 뜨는 경우에 무게추(28)도 함께 용이하게 승강하고, 승강된 부표(30)가 해수면 위쪽에 위치하는 순간 무게추(28)의 자중에 의하여 용이하게 하강하는 것을 유도하고자 함에 있다.
이때, 상기 무게추(28)의 상단 양측에는 오른나사(14) 및 왼나사(16)가 각각 삽입 체결되도록 한 오른너트(24) 및 왼너트(26)가 이격되며 장착되며, 이 오른너트(24) 및 왼너트(26)는 오른나사(14) 및 왼나사(16)의 회전 안내를 하는 동시에 무게추(28)의 승하강 직선 이동 안내를 하게 된다.
한편, 상기 하우징(10)의 외경부에는 원형 링 타입 단면을 갖는 소정 체적의 부표(30)가 승하강 가능하게 삽입되고, 이 부표(30)의 내경은 하우징(10)의 슬롯(12)을 관통하는 연결핀(32)에 의하여 무게추(28)의 외경과 일체로 연결되는 상태가 된다.
상기와 같이 구성된 다수의 회전동력 발생장치(100)가 직렬 또는 병렬로 연결되면서 해저면에 나란히 설치되며, 각 회전동력 발생장치(100)의 오른나사용 단방향 클러치(18) 및 왼나사용 단방향 클러치(20)의 출력쪽에 각각 연결된 종동축(22)에 출력축(36)이 베벨기어(34)를 매개로 연결된다.
즉, 상기 종동축(22)이 수직 배열된 상태에서, 출력축(36)은 해저면 또는 해수면 위쪽의 원하는 위치까지 수평 및 수직 배열됨에 따라, 종동축(22)과 출력축(36)을 베벨기어(34)로 연결하여, 종동축(22)의 회전력이 출력축(36)으로 전달될 수 있도록 한다.
여기서, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 도 1 및 도 2에 한 쌍의 회전동력 발생장치만을 도시하였는 바, 도 1 및 도 2에서 좌측에 도시된 회전동력 발생장치를 제1회전동력 발생장치(100a)로 명기하고, 우측에 도시된 회전동력 발생장치를 제2회전동력 발생장치(100b)로 명기하기로 한다.
이때, 상기 제1회전동력발생장치(100a)의 종동축(22)과 베벨기어(34)로 연결된 출력축(36)과 상기 제2회전동력발생장치(100b)와 연결되는 출력축(36)은 동축을 이루되, 제1동력전달용 단방향 클러치(38)에 의하여 동력 전달 가능하게 연결된다.
이렇게 제1 및 제2회전동력발생장치(100a,100b)로부터 연장되는 출력축(36)의 말단부에는 발전수단이 연결되어, 출력축(36)의 회전동력이 발전수단에 지속적으로 전달된다.
바람직하게는, 상기 출력축(36)에는 2개의 발전수단이 연속적으로 연결될 수 있는데, 발전수단중 하나인 발전용 고온 열원 생성부(50)가 베벨기어(34)로 연결되고, 베벨기어(34)로부터 연장된 출력축(36)의 말단부에는 발전수단중 다른 하나인 발전기(40)가 제2동력전달용 단방향클러치(42)를 매개로 연결된다.
여기서, 상기와 같이 구성된 파력 발전 장치의 작동 흐름을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 파랑에 의하여 부표(30)가 부력을 받으며 상승하게 되면, 연결 핀(32)에 의해 연결된 무게추(28)가 슬롯(12)을 따라 상승하게 되고, 이때 무게추(28)에 장착된 오른너트(24)는 무게추(28)와 같이 상승하면서 오른나사(14)를 왼쪽으로 돌리게 된다.
이에, 부표(30)의 승강시 오른나사(14)의 하단에 연결된 오른나사용 단방향 클러치(18)가 왼쪽으로 돌아가는 회전력을 받으면 그 회전력을 전달하고자 왼쪽으로 돌지만, 반대로 부표(30)의 하강시 오른쪽으로 돌아가는 회전력을 받으면 오른나사용 단방향 클러치(18)가 풀리게 되어 동력을 종동축(22)에 전달하지 못하는 상태가 된다.
상기 부표(30)의 승강시에, 무게추(28)에 장착된 왼너트(26)도 무게추(28)와 같이 상승하면서 왼나사(16)를 오른쪽으로 돌리게 되고, 이렇게 왼나사(16)가 오른쪽으로 돌게되면 왼쪽 회전력만 전달하는 왼나사용 단방향 클러치(20)는 기계적으로 풀리게 되어 회전동력을 종동축(22)에 전달하지 못하는 상태가 된다.
다시 말해서, 상기 부표(30)의 상승시 오른나사(14)가 왼쪽으로 돌게 되면, 오른나사용 단방향 클러치(18)는 그 회전력을 전달하여 종동축(22)을 왼쪽으로 돌게하고, 연이어 베벨기어(34)는 종동축(22)으로부터 전달되는 회전력을 출력축(36)에 전달하여, 결국 출력축(36)이 왼쪽으로 회전하게 된다.
이와 동시에, 상기 부표(30)의 상승시 왼나사(16)는 오른쪽으로 돌게 되는 바, 이때 왼쪽 회전력만 전달하는 왼나사용 단방향 클러치(20)는 기계적으로 풀리게 되어 회전력을 전달하지 못하는 상태가 되므로, 오른나사(14)에 의한 출력축(36)의 회전을 방해하지 않는 상태가 된다.
반면에, 파랑이 하강함에 따라 부표(30)의 하강이 이루어지는 바, 부표(30)의 하강은 무게추(28)의 자중에 의하여 이루어진다.
이렇게 무게추(28)의 자중에 의하여 부표(30)가 하강하게 되면, 무게추(28)에 부착된 왼너트(26)는 왼나사(16)를 왼쪽으로 돌리게 되고, 이에 왼나사용 단방향 클러치(20)가 왼쪽으로 돌아가는 회전력을 받으면서 종동축(22)을 왼쪽으로 돌리게 되고, 이에 종동축(22)의 회전력이 베벨기어(34)를 통해 출력축(36)으로 전달되어, 출력축(36)이 왼쪽으로 회전하게 된다.
이와 같이, 부표(30)의 상승시에는 오른나사(14)에 의하여 출력축(36)이 왼쪽으로 회전하게 되고, 부표(30)의 하강시에도 왼나사(16)에 의하여 출력축(36)이 왼쪽으로 회전하게 되어, 결국 오른나사(14)와 왼나사(16)는 서로의 회전을 방해하지 않으면서 한쪽 방향으로 각각 출력축(36)을 회전시키는 역할을 하게 되므로, 결과적으로 출력축(36)의 회전 시간을 두배 이상으로 늘릴 수 있다.
한편, 상기 부표(30)가 상승한 후 하강하는 순간, 또는 하강한 후 승강하려는 순간 출력축(36)에 전달되는 회전력이 0(zero)가 되는 사점이 발생될 수 있다.
즉, 부표(30)의 승하강 1 사이클(Cycle)에서 2번의 사점이 발생하며, 이는 에너지의 가치 측면에서 효용성이 많이 떨어지므로, 사점 발생 빈도를 줄여서 발전수단에 공급되는 회전력 및 회전 속도를 최대한 균일하게 만들어 줄 필요가 있다.
이에, 본 발명에 따른 회전동력 발생장치를 다수개 연립하여 직렬 또는 병렬로 연결하게 되면, 회전력을 발전수단에 연속적으로 전달할 수 있으며, 그 동작을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
상기와 같이 제1회전동력 발생장치(100a)와 연결된 출력축(36a)과, 제2회전동력 발생장치(100b)와 연결된 출력축(36b)이 제1동력전달용 단방향 클러치(38)로 연결된 상태에서, 제1회전동력 발생장치(100a)에서 생성된 회전력이 출력축(36a)을 출력되면, 제1동력전달용 단방향 클러치(38)를 통하여 제2회전동력 발생장치(100b)와 연결된 출력축(36b)쪽으로 전달되어, 출력축(36b)이 왼쪽으로 회전하게 된다.
이와 함께, 제1회전동력 발생장치(100a)와 동일한 구성을 갖는 제2회전동력 발생장치(100b)에서도 부표(30)의 승하강을 통하여 오른나사용 단방향 클러치(18) 혹은 왼나사용 단방향 클러치(20)가 왼쪽으로 회전하여 출력축(36b)을 왼쪽으로 회전시키게 되므로, 동력 끊김없이 출력축(36a,36b)의 회전력을 발전수단에 지속적으로 공급할 수 있게 된다.
한편, 제1회전동력 발생장치(100a)에 의한 출력축(36a)의 회전속도가 제2회전동력 발생장치(100b)에 의한 출력축(36b)의 회전속도보다 빠를 경우, 제2회전동력 발생장치(100b)의 오른나사용 단방향 클러치(18) 혹은 왼나사용 단방향 클러치(20)는 상대적으로 역회전하게 되므로 제2회전동력 발생장치(100b)에 의한 동력 전달이 끊어지게 되고, 결과적으로 출력축(36a,36b)은 제1회전동력 발생장치(100a)에 의한 회전동력을 제2회전동력 발생장치(100b)의 방해 없이 발전수단에 전달하게 된다.
반대로, 제1회전동력 발생장치(100a)에 의한 출력축(36a)의 회전속도가 제2회전동력 발생장치(100b)에 의한 출력축(36b)의 회전속도보다 느릴 경우,
출력축(36a)은 출력축(36b)에 대하여 상대적으로 역회전하는 상태가 되어, 제1동력전달용 단방향 클러치(38)는 동력전달이 끊어지는 작동을 하게 되며, 이에 제2회전동력 발생장치(100b)에 의한 출력축(36b)은 제1회전동력 발생장치(100a)에 의한 출력축(36a)의 방해없이 회전을 하여 발전수단에 동력을 전달하게 된다.
이렇게 제1회전동력 발생장치(100a) 및 제2회전동력 발생장치(100b) 이외에, 여러개를 연립하게 연결할 경우, 각 회전동력 발생장치에서 발생되는 회전력 중 최대 회전력이 연속적으로 상대적인 저속 장치(다른 회전동력 발생장치)의 방해 없이 발전수단에 전달될 수 있다.
즉, 각 회전동력 발생장치들로부터 출력되는 회전동력이 출력축(36b)을 통하여 발전수단의 일종인 발전기(40)에 지속적으로 전달되어, 발전기(40)의 발전효율을 크게 향상시킬 수 있다.
한편, 각 회전동력 발생장치들로부터 출력되는 회전동력이 발전기(40)를 효율적으로 발전시킬 수 있을만큼 충분하지 않을 때에는, 온도차 발전의 동력원으로 사용될 수 있다.
이를 위해, 상기 출력축(36)이 발전기(40)가 제2동력전달용 단방향클러치(42)를 매개로 연결되기 전에, 발전수단중 다른 하나인 발전용 고온 열원 생성부(50)가 출력축(36)에 베벨기어(34)로 연결된다.
따라서, 표층수와 부표의 운동에너지에 의하여 발생된 기계적 에너지를 회전력에 의한 발전으로 사용하기 어려운 조건일 때, 즉 다수의 부표를 이용한 동력발생장치로부터 생성된 회전력이 발전기에서 처리할 수 있는 범위를 넘어서거나 모자라는 경우, 그 회전력을 온도차 발전용 고온 열원으로 이용할 수 있다.
이에 따라, 상기 출력축(36)과 베벨기어(34)를 매개로 연결된 발전용 고온 열원 생성부(50)의 회전장치가 회전하거나 피스톤이 왕복 운동하면서 고온의 열원을 만들고, 저온 표층수와의 온도차를 이용하여 작동유체를 팽창시켜, 터빈을 돌려 발전이 이루어질 수 있다.
한편, 첨부한 도 3에서 보듯이 본 발명에 따른 회전동력 발생장치의 오른나사(14) 또는 왼사나(16)에 발전용 고온 열원 생성부(50)의 회전장치(52)를 직결시키거나, 첨부한 도 4에서 보듯이 본 발명에 따른 회전동력 발생장치의 오른나사(14) 또는 왼사나(16)에 발전용 고온 열원 생성부(50)의 피스톤(54)를 직결시켜서, 발전용 고온 열원 생성부(50)의 발전 작동이 바로 이루어지도록 할 수 있다.
10 : 하우징 12 : 슬롯
14 : 오른나사 16 : 왼나사
18 : 오른나사용 단방향 클러치 20 : 왼나사용 단방향 클러치
22 : 종동축 24 : 오른너트
26 : 왼너트 28 : 무게추
30 : 부표 32 : 연결핀
34 : 베벨기어 36 : 출력축
38 : 제1동력전달용 단방향 클러치 40 : 발전기
42 : 제2동력전달용 단방향클러치 50 : 발전용 고온 열원 생성부
52 : 회전장치 54 : 피스톤
100 : 회전동력 발생장치

Claims (5)

  1. 다수개의 상하방향 슬롯(12)이 형성된 구조로서, 상단은 해수면 위로 돌출되고 하단은 해저면에 지지되며 수직 설치되는 하우징(10)과;
    상기 하우징(10)의 내부에 수직 배열되면서 상단이 하우징(10)의 상면에 힌지 고정되는 오른나사(14) 및 왼나사(16)와;
    상기 오른나사(14) 및 왼나사(16)의 하단부에 각각 장착되는 오른나사용 단방향 클러치(18) 및 왼나사용 단방향 클러치(20)와;
    상기 오른나사용 단방향 클러치(18) 및 왼나사용 단방향 클러치(20)의 출력쪽에 연결되는 종동축(22)과;
    오른나사(14) 및 왼나사(16)에 동시에 삽입되어 승하강하게 되는 무게추(28)와;
    오른나사(14) 및 왼나사(16)가 각각 삽입 체결되도록 무게추(28)의 상단 양측에 장착되는 오른너트(24) 및 왼너트(26)와;
    하우징(10)의 외경부에 승하강 가능하게 삽입되는 부표(30)와;
    하우징(10)의 슬롯(12)을 관통하면서 부표(30)의 내경과 무게추(28)의 외경 간을 일체로 연결하는 연결핀(32);
    으로 구성된 다수의 회전동력 발생장치(100)를 소정의 배열로 배치하고,
    상기 각 회전동력 발생장치(100)의 오른나사용 단방향 클러치(18) 및 왼나사용 단방향 클러치(20)의 출력쪽에 연결된 종동축(22)과, 해저면 또는 해수면 위쪽의 원하는 위치까지 배열되는 출력축(36) 간을 베벨기어(34)로 연결하여, 출력축(36)의 회전동력이 발전수단에 지속적으로 전달될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 부표의 에너지 축적을 이용한 파력 발전 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 각 회전동력 발생장치(100)와 연결되는 출력축(36) 사이에는 제1동력전달용 단방향 클러치(38)가 더 장착된 것을 특징으로 하는 부표의 에너지 축적을 이용한 파력 발전 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 무게추(28)의 무게는 부표(30)에 의해 발생되는 부력의 절반 가량의 것으로 채택된 것임을 특징으로 하는 부표의 에너지 축적을 이용한 파력 발전 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 출력축(36)에는 발전수단중 하나인 발전용 고온 열원 생성부(50)가 베벨기어(34)로 연결되고, 베벨기어(34)로부터 연장된 출력축(36)의 말단부에는 발전수단중 다른 하나인 발전기(40)가 제2동력전달용 단방향클러치(42)를 매개로 연결되는 것을 특징으로 하는 부표의 에너지 축적을 이용한 파력 발전 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 각 회전동력 발생장치(100)의 오른나사(14) 및 왼나사(16)의 하단이 발전용 고온 열원 생성부(50)에 직접 연결되는 것을 특징으로 하는 부표의 에너지 축적을 이용한 파력 발전 장치.
KR1020110105699A 2011-10-17 2011-10-17 부표의 에너지 축적을 이용한 파력 발전 장치 KR101262660B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110105699A KR101262660B1 (ko) 2011-10-17 2011-10-17 부표의 에너지 축적을 이용한 파력 발전 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110105699A KR101262660B1 (ko) 2011-10-17 2011-10-17 부표의 에너지 축적을 이용한 파력 발전 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130041457A KR20130041457A (ko) 2013-04-25
KR101262660B1 true KR101262660B1 (ko) 2013-05-15

Family

ID=48440601

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110105699A KR101262660B1 (ko) 2011-10-17 2011-10-17 부표의 에너지 축적을 이용한 파력 발전 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101262660B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102110341B1 (ko) 2019-02-14 2020-05-13 (주)해안해양기술 파력 발전 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130041457A (ko) 2013-04-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102042158B (zh) 风力、海浪、海涌、太阳能四合一发电装置
US10947952B2 (en) Floating wind-wave integrated power generation system
KR101392282B1 (ko) 파력 발전장치
WO2003098033A1 (en) An apparatus for power generation from ocean tides / wave motion (sagar lehar vidyut shakti)
CN101592117A (zh) 一种潮汐发电装置
CN104405568A (zh) 一种水平运动的浮子式直驱波浪能装置
CN102410134A (zh) 多振荡浮子式波浪能液压发电装置
KR20180087243A (ko) 재생가능 에너지원으로부터 에너지를 생성하는 장치 및 방법
CN202300816U (zh) 阵列式波浪能发电装置
KR20130013476A (ko) 해수력 발전장치
CN2937536Y (zh) 一种伸缩桨海流能发电装置
CN102644542A (zh) 潮汐发电设备
CN201943876U (zh) 半潜式风浪发电装置
CN101922403B (zh) 波浪能发电系统
CN101892940B (zh) 一种利用潮汐能的双向发电装置
CN104018980A (zh) 一种利用多个浮体的桩式波浪能俘获装置
KR101262660B1 (ko) 부표의 에너지 축적을 이용한 파력 발전 장치
CN102734053A (zh) 两维双向轮机组合波力发电装置
CN104265555A (zh) 浮子-链式离岸波浪能收集装置
CN105626361A (zh) 波浪动能收集机
CN204061036U (zh) 海浪潮汐发电装置
CN104405564A (zh) 一种利用浮力摆的直驱式波浪能装置
CN104405566A (zh) 一种利用重力摆的直驱式波浪能装置
KR101056933B1 (ko) 조류발전장치
CN104329209A (zh) 一种垂向运动的点吸收式波浪能装置

Legal Events

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

Payment date: 20160427

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170502

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190516

Year of fee payment: 7