KR101301830B1 - 파도와 조류 및 풍력 발전기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 바닷물의 흐르는 조류와 바람에 의해 출렁이는 파도를 이용하여 발전 전압을 얻는 파도 및 조류 발전기와 풍력 발전기에 관한 것이다.
우리 나라는 3면이 바다이고 조류 편차가 크며, 파도도 쉬지 않고 계속 출렁이는 좋은 발전 조건을 가진 나라이다.
바닷물은 항상 파도와 함께 출렁이면서 이동을 하는데 감지부를 크게 하고 긴 지렛대를 이용한 출력은 큰 힘을 갖는데 지렛대 끝에 크러치 베어링(단방향 베어링)을 연결하면 약간씩 크러치 되여 출력축이 회전을 하는데, 여러 개의 조류(파도) 검출부, 지렛대, 크러치 베어링 등을 이용하면 출력축은 큰 힘으로 회전을 한다.
그러나 출력축의 회전 속도는 고속 회전이 아니므로 발전을 할려면 증속기를 이용하여 고속 회전을 시켜 발전기의 회전자를 돌려주고, 고정자 코어에 감겨진 코일에서 교류 전압을 얻는다.
상기와 같은 구성의 발전기를 여러대 증설하여 출력 전압을 병렬 또는 직렬 연결하여 전선으로 연결 하여 수요자에게 공급을 한다.
바람이 크게 부는 날이면 파도가 크므로 발전 전압이 너무 높아 지는데 이때에는 대용량의 배터리에 충전을 시키고 파도가 적어 발전량이 적으면 교류 전압으로 만들어 출력 하므로 거의 일정한 출력 전압을 유지 하는데 심야에 전력 사용량이 적을 때에도 배터리에 충전을 하고 사용 전력량이 많을때 배터리 전원을 교류로 바꿔 사용하면 일정한 출력 전압을 얻을 수 있는 특징이 있다.
또한 바닷물을 높은 위치에 있는 저수통으로 끌어올려 낙하의 힘과 지렛대 원리로 물레방아 터빈을 돌려서 얻은 회전력을 크러치 축에 다시 환원도 하며 낙하시 파도를 일으켜 파도를 약간 크게 하는 구성을 하므로 더큰 발전력을 얻을수 있는 특징도 있다.
파도가 약해 발전량이 적을 경우에는 수중 펌프를 이용하여 저수통에 많은 바닷물을 저장한후 물레방아 터빈을 초기만 돌려주면 상기의 동작에 의하여 발전을 계속 할수 있다.
또한 바다에는 바람이 많이 불기 때문에 풍력 발전 까지 겸하면 휠씬 많은 전력을 생산 할 수가 있는데, 일반 풍력 발전은 높은 철탑 모양의 기둥에 회전 날개를 상하 수직형 배치를 하는데,본 발명에서는 수평배치 회전 날개로 낮은 위치에서 긴 지렛대 끝에 저항력을 축소하기 위하여 바람을 등지는 쪽의 날개는 접는 장식의 구성을 특징으로 하였다.

Description

파도와 조류 및 풍력 발전기{Waves and tides, and wind turbines}

본 발명은 바닷물의 파도와 해류 및 풍력을 이용한 발전기에 관한 것으로,

더욱 상세 하게는 바닷물의 파도 및 해류의 출렁임을 파도 검출판과 해류 검출판으로 검출을 하여 긴지렛대의 움직임에 출력축에 끼위진 크러치 베어링(단방향 베어링)을 약간씩 움직일때 여러개의 검출판, 지렛대, 크러치 베어링을 사용하여 출력 축이 약간 더 빠르게 회전 하도록 하는데,상기 회전력의 힘은 크나 회전이 느리므로 회전 속도를 높이기 위한 증속부를 두어 고속 회전에서 발전을 하도록 하였다.

상기의 회전력은 파도나 조류의 흐름이 클때에만 발전을 할수 있으므로 더큰 발전을 하기 위하여 물레방아 터빈부를 구성 하였는데;

상기의 증속된 출력으로 수중 펌프의 나선 스쿠류를 돌려 높은곳의 저수통에 바닷물을 저장하고, 수차를 이용하여 물레방아 터빈을 회전하여 회전력을 크러치 축에 환원 해주어 충분한 발전을 하도록 하는 구성에 관한 것이다.

또한 바다에는 바람이 많이 불기 때문에 풍력 발전 까지 겸하여 휠씬 많은 전력을 생산할수가 있는데, 일반 풍력 발전은 높은 철탑 모양의 기둥에 회전 날개를 상하 수직형 배치를 하는데,본 발명에서는 수평배치 회전 날개로 낮은 위치에서 긴 지렛대끝에 저항력을 축소 하기 위하여 바람을 등지는 쪽의 날개는 접는 장식의 구성으로 회전하는 풍력 발전 방식이다.

종래의 조력 발전은 방조제를 구성하고 조수 간만의 차에 발생하는 해수의 위치 에너지를 스쿠류나 터빈을 회전한 방식으로 터빈이나 스쿠류를 지나는 물이 날개 사이로 빠져나가 손실이 많으며 바닷물에 떠있는 부유물이 터빈이나 스쿠류에 부착되여 기능이 저하되여 자주 청소를 해야 되며 부식에의한 수명 단축의 문제가 있다.

그러나 본 발명은 검출판을 사용한 지렛대를 사용해 수중에 잠기는 부분은 납작한 판을 사용하며, 물레방아 터빈측도 수상에서 동작을 하므로 유지 보수가 편리하며 가장 중요한 것은 조류 반전에서 제방을 쌓는 시설 비용에는 비교가 안되는 구성을 하였다.

그리고 종래의 풍력 발전은 높은 원기둥에 수직 날개를 설치 함으로 고가의 제작이 되는데, 본 발명의 풍력 발전은 수평 날개를 자동으로 접고 펴주는 동작을 하여 낮은 기둥에 긴 날개를 사용할수 있는 구성을 하였다.

특허 제 10-0904834 호, 특허 제 10-0904798 호

본 발명은 조류 발전에서 가장 비용이 많이 드는 수로 격차를 크게하는 제방 쌓기와 수로를 만드는데 어려운 문제가 있고,

터빈이나 스쿠류를 지나는 해수가 날개 사이로 빠져 나가는 손실이 크며, 검출되는 힘을 저장 하거나 증폭을 하는 시스템 구성이 어려운 난점이 있다.

또한 수중에서 터빈이나 스쿠류를 돌려 수중에 잠기는 부분이 많아 부식이 쉬어 유지 보수가 어려운 문제점이 발생하고 있는 실정이다.

또한 풍력 발전기에서 높은 탑모양의 기둥에 긴 수직 날개를 사용하여 고가의 장비에 유지 보수가 어려운 문제점도 있다.

이에 본 발명에서는 상기와 같은 문제점들응 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 넓은 바다에 고정된 갑판을 부상하기 위해 드럼통을 갑판 하측에 배치하고, 고정줄로 바닷속에 단단히 고정하고, 쉬지 않고 항상 출렁이는 파도와 해류를 검출판으로 검출하여 지렛대의 원리로 증폭을 하여 출력축에 끼워진 크러치 베어링으로 출력축을 회전하고, 느린 회전을 증속시켜 발전을 하며, 증속된 회전력으로 양수 작용을 하여 저수 탱크에 저장된 바닷물을 낙차로 물레방아 터빈을 회전 하여 다시 크러치 축을 회전 시켜 상기 고가의 시스템을 간소화 하는데 그 특징이 있다.

또한 낮은 높이에서 수평의 긴 날개를 회전 하므로서 유지 보수 및 저가에 풍력 발전기를 제작할수 있는 것이 특징이다.

본 발명의 파도와 해류및 풍력 발전기는 3면이 바다이고 조수 간만의 차가 큰 우리나라에서 저비용에 전력을 공급할수 있어 차세대의 전력 공급원이 될수 있다 판단이 된다.

도 1은 본 발명의 파도와 해류 발전기의 구성 배치도.
도 2는 본 발명의 해풍을 이용한 풍력 발전 구성 배치도.
도 3는 A,B 지렛대의 구성에 따른 지렛대 감속비 구성도.
도 4은 파도 검출기의 구성 배치도.
도 5는 지렛대와 크러치 베어링의 동작도.
도 6는 본 발명의 발전기 분해 사시도
도 7은 발전기의 고정자 코어 그림.
도 8은 플레밍의 오른손 법칙에 의한 발전 동작도.
도 9은 발전기 고정자의 코일 감기 구성도.
도 10는 발전 전압 출력과 간단한 배터리 충전 회로.

이하 첨부되는 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 구성과 작용에 대하여 설명 하면 다음과 같다.

도 1은 파도와 해류가 출렁이는 바다에 갑판(3)이 물위에 떠있게 부상부(1)에는 드럼통이나, 또는 떠 있을수 있는 부상물을 설치하고, 갑판(3)이 웁직이지 않고, 물속에 약간 잠기도록 고정줄(4) 4개를 바다속(15)의 고정체(16)를 이용하여 4개 이상의 고정줄을 일정 간격으로 연결 고정한다.

도 1과 도4를 같이 보면서 설명을 하는데;

쉴새 없이 계속 출렁이는 파도의 힘을 검출하기 위하여 V자 모양으로 양끝쪽이 휘어진 파도 검출판(10,수평형 또는 수직형 조건에 따라 선택))을 긴 지렛대(30)의 끝에 강한 스프링(20)을 접속 하여 직각(또는 수평) 배치로 양방향 파도를 모두 검출 하는데, 파도가 밀려오면 검출판이 밀려가면서 지렛대를 상측으로 밀어 주는데, 지렛대는 크러치 베어링(70)을 약간씩 상하로 움직여서 출력축(76)을 시계 방향으로 약간 회전 시킨다.

좌우측에 배치된 다수의 검출기, 지렛대, 크러치 베어링을 설치하여 각각의 다른 순간에 지렛대를 상측으로 올려 크러치 동작을 하므로 출력축(76)을 시계방향으로 회전 한다.

그리고 해수면에는 조류의 흐름을 검지하는 해류 검출판(28,29)을 배치하여, 이 또한 지렛대(35,36)를 사용하여 연결 하고, 스프링(25,26)을 사용하여 중립을 유지하고, 해류의 움직임에 벨트(74,75)를 움직여 출력축(76)에 끼워진 각각의 크러치 베어링(70)을 움직여 크러치 동작으로 출력축(76)을 시계 방향으로 회전 시킨다.

상기의 크러치 동작은 서로 약간씩 다른 순간에 동작되여 출력축은 회전을 하는데 힘은 크나 회전 속도가 느리므로 감속기를 반대로 사용한 증속부에서 증속을 한다.

증속 동작은 출력축(76)의 회전을 출력축에 끼워진 기어1(96)의 회전을 증속 벨트1(92)에 의해 기어 2((97)를 회전 시켜 증속 벨트2(93)를 돌리고, 기어3(98)를 회전하며, 증속 벨트3(94)과 기어 4(99)를 회전 시키는데, 증속비가 4배씩 이라면 총 64배의 증속을 한다.

출력축(76)의 속도가 50 R.P.M 이면 64배 증속으로 3200 R.P.M으로 회전을 하여 발전기로서의 회전력은 충분 하다.

그러나 파도와 해류가 잔잔 하면 속도가 느려 발전량이 모자른데 이를 보충하기 위한 구성이 낙하를 이용한 물레방아 터빈 발전 구성이다.

초기에는 발전을 하는 부하는 사용하지 않고 해수를 높이 끌어 올리는 펌프 동작을 하는데;

낙하력부(400)를 형성 하기 위하여 갑판(3)에 저수통 지지대(401)를 설치하고 저수통(420)을 고정하고, 저수통에 펌프 동작을 하기 위하여 증속된 출력을 증속된 회전축 1(402)에 연결하면 벨트 4(404)와 기어5(405)가 회전을 한다.

수중에 잠겨진 파이프(409)내의 증속된 회전축 2(406)가 회전을 하면서 2개의 나선형 스큐류(407,408)도 같이 회전을 하므로 바닷물은 저수통(420)을 채워 출구통(421)으로 나오며 물레방아 터빈(430)은 돌고 물레방아 터빈축(432)도 같이 돈다.

물레방아 터빈축(432)의 전환 벨트(433)는 출력축(76)에 크러치 베어링에 연결되여 출력축의 회전은 더 빠르게 증속이 된다.

물레방아 터빈을 돌리고 나오는 물은 가까운 파도검출판(10)들을 출렁이게 설계를 하여 주고,물레방아 터빈는 2조로 설치 하면 더높은 회전력에 큰 전력을 생산 할수 있다.

상기 여러 개의 크러치 동작은 같은 순간에 동작할 경우에는 가장 빠른 크러치 베어링만 크러치 동작을 하며, 하나의 출력축(76)을 공동 부하로 회전 동작을 한다.
다시 정리를 하면:
바다 위에서 갑판이 뜰수 있게 다수의 드럼통을 갑판 하부에 배치하고, 갑판의 움직임을 막기위한 다수의 고정줄을 바다속에 고정하고, 갑판위에 증속부, 발전부, 낙하력부, 물레방아를 설치한 파도 및 해류 발전기에서;
파도의 움직임을 널빤지 모양의 파도 검출판을 수직 위치로 설치하여 검출판의 상부에 직각으로 스프링과 함께 지렛대를 연결해 출력축에 끼워진 크러치 베어링을 상하로 움직여서 크러치 베어링의 상하 이동에 출력축을 회전 하는데 검출판, 스프링 지렛대를 이용한 검출부를 갑판의 좌우측에 여러개 배치하여 크러치 베어링이 출력축을 회전 하는 구성의 파도와 조류 및 풍력 발전기와.
파도와 해류의 검출 효율을 높이기 위하여 널빤지 모양의 검출판이 반대 방향에서도 바다물을 안을수 있게 검출판의 좌우 양측 끝부분에 V자 모양의 돌기 날개를 형성하고, 검출판에서 출력축 크러치 베어링에 연결되는 지렛대는 검출판에 부딪치는 파도의 방향이 바뀌거나 없어 질때 중간 위치로 돌아올수 있게 스프링을 배치한 구성과;
2중 감속 지렛대를 갚판의 좌우 측에 배치하여 짧은 거리에서도 긴지렛대와 같은 감속 동작을 하며, 서로 다른 순간에 맞이하는 파도와 해류의 움직임에 출력축을 크러치 베어링과 지렛대의 동작에 회전 시키는 구성을 한 파도와 조류 및 풍력 발전기.

도 2는 풍력 발전부(500)로서 갑판(3)에서 지지대(401)를 약간 높게 위치하고, 날개 고정원판(501)에 지렛대 5(505)를 접속하고 끝 쪽에는 접이식 날개(503)를 부착 하는데, 바람을 안고 회전하는 날개(503)은 바람의 힘에 의하여 날개가 펼쳐 지고, 바람을 등지는 날개는 접어진 날개(506)가 되여 바람의 저항을 극소화 하였다.

그림에는 표기가 되지 않았는데 지렛대도 바람을 등질 때에는 저항을 최소화 하는 구성을 하며, 회전되는 풍력축(507)의 동력 전달은 웜기어로 직각 동력 전달시 증속되며 출력축(76)에 끼워진 크러치 베어링에 동력이 전달 되는 구성을 하였다.

바람의 방향에 따라서 접어지는 날개는 자동으로 동작이 되는데, 그 이유는 바람을 안을때 작은 바람에도 접이 스프링은 펼쳐지며, 등지는 바람에는 접어지는 약한 스프링을 이용 하였기 때문이며 바람을 맞을 때에는 펼쳐져 V자 모양이 I자 모양으로 펼쳐져 바람의 손실을 적도록 구성 하였다.

날개의 수는 지렛대 길이가 길고, 간격이 크므로 가능한 6∼8개 일때가 양호한 편이다.

도 3은 B가 A의 반의 길이 인데도 감속비가 크도록 할수 있는 지렛대 원리를 그린 것인데 2중 감속 지렛대라 하며, 상세한 설명은 도4에서 설명 한다.

도 4는 2중 감속 지렛대를 2조로 사용하여 각각의 크러치 작용에 의하여 출력축을 회전하는 구성도 인데, 지렛대1(31)을 상으로 이동하면 운동 전달부(38)은 약 8:1로 감속되여 운동 전달대 1(51)을 상측으로 올려주고, 2차 지렛대 1(61)도 상측으로 이동되면서 크러치 베어링1(71)을 시계방향(CW)으로 약간 이동 시켜 크러치된 출력축(76)도 같이 약간 우회전 한다.

우측의 지렛대 2(32)도 같은 동작을 하는데, 지렛대의 고정 회전부 2(42)와 운동 전달홀 2(39)의 위치가 바뀌었으나 상측으로 이동시 출력축(76)을 약간 우회전 시킨다.
이와 같은 여러개 2중 지레대로 다른 순간에 조금씩 출력축을 회전을 하게 된다.

도 5는 출력축(76)에 끼워진 크러치 베어링(단방향 베어링 70)에 지렛대(30)를 접속하고, 지렛대를 상하로 이동 하면, 시계 방향으로 끼워진 크러치 베어링은 지렛대가 상측으로로 이동 하면 크러치 작용으로 축을 회전 시키는데, 0도도 슬립을 하지 않고 크러치 작용을 하는데 지렛대를 하측으로 이동을 하면 아무런 저항도 없이 미끄러지듯 베어링 작용으로 이동 된다.

자전거를 탈때 페달을 구루는 초기마다 덜커덩 거리는데, 이는 자전거 뒤바퀴축에서 플라이휠의 크러치 동작에 의한 걸림 크러치 소리인데, 단방향 베어링인 크러치 베어링은 그런 덜커덩 거림 동작을 하지 않고, 지렛대를 이용해 미소한 움직임에도 출력축을 크러치 작용으로 회전 시키는 동작을 할수 있어 본 발명에서 사용하는 이유가 된다.

크러치 베어링은 소음 발열이 없으며, 부피가 적고 적응 속도가 빠르며 저가 이므로 감속 동작에 유용한 부품이 될수 있다.

도 6은 발전기 분해 사시도로서,

기어 4(99)에 연장된 발전축(230)이 고속 회전이 되면 회전자 자석(206)도 같이 회전을 하고 회전자의 양측에 있는 고정자 코어(211,212)에 직각 쇄교에 의한 자기 변화를 주어 플레밍의 오른손 법칙에 의해 고정자 코어에 감겨진 코일(214,215)에 전압이 발생 한다.

회전자의 자석(206)은 자력이 큰 네오듐으로 가우스가 높아 발전 전압을 높이는데 회전자의 자력이 높을수록 무부하시 및 부하시 덜커덩 거리는 톨크 리플이크다.

발전기를 무부하에서 맨손으로 회전을 하면 회전자극이 세고 부피가 큰 슬롯 일수록 자석이 쇠붙이를 당기는 힘이 커서 덜커덩 거린다.

슬롯의 숫자가 많으면 톨크 리플이 약간 적은 편이나 카본 브러시를 사용한 발전기는 불꽃 튀김 현상과 발열 및 소음이 발생되고, 수명도 짧다.

본 발명에서는 회전 자석(206)의 N,S자극 사이에 기울게 되는 스큐를 자극 사이에 나란한 공간부(207)를 주어 톨크 리플을 감소 하였다.
다시 정리를 하면;
출력축의 회전 속도가 높을수록 발전 효율이 높아 짐으로 기어, 벨트을 이용해 회전 속도를 높이기 위해 감속기를 거꾸로 사용한 다단 증속으로 출력축을 회전 하고, 출력축에 끼워진 발전기는 원판형 회전자 자극의 N,S 자극 사이를 중앙 축에서 부채살 모양이 아닌 기울어진 모양으로 스큐(SKEW)를주어 회전자의 톨크 리플(Torqueripple)을 감소하고;
발전부의 고정자를 회전자극 양측에 배치 하는데, 고정자 코어는 시계의 태엽처럼 두루마리 형으로 단단히 말아서 코일을 감을 슬롯(Slot)을 고정자측으로 향하게 배치하여 회전자의 회전에 교류 발전 전압을 얻는 파도와 조류 및 풍력 발전기.

도 7는 발전 고정자 코어로서 시계의 태엽처럼 둘둘 말아 코일을 감을 슬롯을 천공 하는 구성 하는데 원통형 코어의 중앙부를 사용하지 않고 내 외경을 크게 구성하고, 원판형 회전자의 내 외경을 크게 하면 같은 부피, 같은 무계의 종래의 발전기 보다는 큰 출력을 낼수 있는 장점이 있다.

도 7과 같은 두루마리형 코어는 코일 감기가 쉽고, 제작 원가도 낮은 장점이 있다.

도 8은 플레밍의 오른손 법칙에 의하여 발전 전압이 발생될수 있는 그림을 그렸는데, 고정자(210) 슬롯 상측에 강한 자력이 회전을 하여 자력의 변화가 직각으로 쇄교하는 구성을 하면 자석 N 극에서 슬롯을 거처 S극으로 자력선의 이동 방향을 구성되고, 회전자석(206)이 한 슬롯을 이동 하면 반대의 자로를 형성하여 고정자 코일(214,215)에는 자로의 변화가 직각으로 쇄교한 동작을 하게 되므로 발전 전압이 형성 된다.
다시 정리를 하면:
출력축의 회전 속도가 높을수록 발전 효율이 높아 짐으로 기어, 벨트 등을 이용해 회전 속도를 높이기 위해 다단 증속으로 출력축을 회전 하고, 출력축에 끼워진 발전기의 회전자는 원판형 회전자 자극의 N,S 자극 사이를 중앙 축에서 부채살 모양이 아닌 기울어진 모양으로 스큐(SKEW)를주어 톨크 리플(Torqueripple)을 감소하고, 상기 회전 자극이 발전을 할 수 있도록 발전부의 고정자를 회전자극 양측에 배치 하는데, 고정자 코어는 시계의 태엽처럼 두루마리 형으로 하고 코일을 감을 슬롯(Slot)을 형성하여 코일에 발생한 교류 전압을 얻는 파도와 해류 발전기 이다.

도 9는 3상의 교류 전압이 U.V.W에서 발생이 되는데 이전압을 공업용 및 가정용 전원으로사용 할 수가 있는데, 발전 전압이 많을 때에는 3상 정류 회로를 통하여 배터리를 충전 하였다 전압이 낮을때 교류 전압으로 만들어 송전을 하거나 배터리의 전원으로 직류기기에 사용을 할수있는 정류 회로이다.

상기와 같은 파도와 해류 및 풍력 발전기는 제작원가가 저가이므로 제작이 쉬운데, 이 발전기의 배치 장소에서 소금을 만드는 염전 보다 약간 높은 호수가 있다면, 야간에는 파도와 바람이 더 큰데 전기의 사용량은 적은 시간 이므로 밤새 펌프로 저수를 했다가 낮에 낙차를 이용한 발전을 하면 일정한 전력을 생산 할수 있고, 3면이 바다인 우리나라는 본 발명의 파도와 조류 및 풍력을 이용한 전기를 사용에 유리한 조건이라 판단이 된다.

참고로 바닷물이 썩지 않는 이유는 짠 염분이 있는 이유도 있지만 바람에 의한 파도가 항상 출렁이며 산소를 공급 하기 때문에 물고기들도 살고, 바다에 떠있는 배가 항상 기우둥 거리는 운동을 하고 그운동력을 감지 능력이 탁월한 넓은 판의 감지부와 미소한 운동을 회전 에너지로 바꿀수 있는 긴 지렛대와 크러치 베어링을 사용해 발전을 할수 있는 장점이 있다.

설치 장소가 넓은 바다 이므로 여러 개의 발전기를 병렬로 사용할때 더큰 전력을 생산 할수있고, 풍차의 구성도 주위에 나무나 바위등 장해물질이 없으며 바다 바람도 강한 편이라 안성 마춤이 되는 조건의 장소라 판단이 된다.
다시 정리를 하면;
크러치 베어링의 크러치 작용에 회전되는 회전축의 속도를 증속한 증속부에 펌프의 축을 연결해 펌프로 바닷물을 갑판 위에있는 저수통에 옮겨 낙차를 이용하여 물레방아 터빈을 돌리는데, 회전력이 약할때엔 펌프에서 낙하되는 물의 량이 물레방아 터빈으로 내려가 물의 량을 늘려주고, 회전속도가 높을 때는 물의 량을 줄려서 물레방아 터빈에 의한 보조 회전력에 발전 출력 전력의 전압 변동이 적도록 하는 파도와 조류 및 풍력 발전기와;
바다에 가까운 산에 담수 호수를 만들어 심야에 남아도는 발전 전력을 이용하여 펌프로 양수기 작용을 하여 바닷물(강물도 됨)을 끌어올려 담수를 하고, 낮에 많이 사용되는 전력량의 소모에 따라 낙하수량을 증가 하는 제어로 변동이 적은 전압을 생산 하는데, 낙차시 물레방아 터빈을 돌려 발전을 하고 사용되는 물이 강물이면, 농업 용수로 사용하며, 바닷물이면 염전용으로 사용을 할수 있는 파도와 조류 및 풍력 발전기.

파도는 깊은 바다에서 거의 1m 이상 일때도 많고, 작은 파도가 일때도 20Cm 이상은 항상 거의 발생되는 상태이다, 1.8m X 3.8m의 검출판에 5m의 지렛대와 크러치 베어링 내경 35mm을 연결하여,출력축 35파이로 구성된 구비한 크러치 감속기에, 2m 정도 높이의 고기잡이 링에 밧줄로 100Kg 정도의 돌을 매달아 바닷물 속에 넣고, 파도는 분당 20여 차례로 30Cm 파도가 몰려올때, 파도로 지렛대의 상하 운동에 크러치 베어링이 크러치 작용에 축이 조금씩 회전을 하여 밧줄이 감겨져 100Kg의 돌을 바다위로 끌어 올라오는 실험을 했는데, 더큰 기구 구성과 여러개 감속부를 병렬 연결을 하면 전력을 증가 시키고, 풍력 발전 까지 이용 하면 큰 출력의 발전기가 될수 있다 판단이 됨.

참고로, 바다의 조류는 매일 4회씩 바뀌는데 약 6시간 12분 정도에 바뀌며 바람에 의해 파도를 동반 하며, 밤에는 약간 파도가 높아 지고, 비가오면 조류의 흐름과 출렁임, 파도도 큰 편이며, 세계에서 약 6위로 조석이 심하고, 파도는 동해, 남해가 크고, 조류는 중국 청도와 우리나라 군산 사이가 크다.

1: 부상부 2: 드럼통 3: 갑판 4: 고정줄
5: 고정줄1 6: 고정줄2 7: 고정줄3 8: 고정줄4
10:파도 검출판 11:파도 검출판1 12:파도 검출판3 13:파도 검출판4
14:파도 15:바다속 16:고정체 17:접이부
20:스프링 21∼26:스프링1∼6 27:해류 검출판 28:해류 검출판1
29:해류 검출판2 30:지렛대 31∼36:지렛대1∼6 37:운동 전달축
38:운동 전달홀 1 39:운동 전달홀 2 40:고정 회전부 41∼42:고정 회전부 1∼2
50:운동 전달대 51:운동 전달대 1 52:운동 전달대 2 60:2차 지렛대
61:2차 지렛대1 62:2차 지렛대2 70:크러치베어링 71:크러치 베어링 1
72:크러치 베어링 2 73:출력 벨트 74:출력 벨트 1 75:출력 벨트 2
76:출력축 80:축크러치 베어링 81:축크러치베어링 1 82:축크러치베어링 2
90:증속부 91:증속 벨트 92∼94:증속 벨트1∼3 95:기어
9699:기어1∼4 100:파도와 조류 검출부 200:발전부 201:회전자
202:회전자 요크 203:회전자 요크상측 204:회전자 요크하측 206:자석
207:요크 공간부 210:고정자 211:고정자 코어1 212:고정자 코어2
213:고정자 슬롯 214:고정자 코일1 215:고정자 코일2 220:고정자 고정링
221:P.C.B 222:전자 부품 230:발전축 231:베어링
232:코어 고정부 240:케이스 하부 241:케이스 상부 300:발전 정류부
D1∼6:정류 다이오드 A.B.C:코일의 상 SW2:스위치 U.V.W:출력 전원
400:낙하력부 401:지지대 402:증속된 회전축1 403:기어5
404:벨트4 405:기어5 406:증속된 회전축2 407:나선 스쿠류1
408:나선 스쿠류2 409:파이프 410:그물망 420:저수통
421:출구통 422:낙하해수 430:물레방아 터빈 431:해수통 지지대
432:물레방아 터빈축 433:환 벨트 434:해수통 500:풍력 발전부
501:날개 고정 원판 502:지렛대 5 503:날개 503:날개 접이 스프링
504:지렛대5 506:접어진 날개 507:풍력축

Claims (6)

1. 바다 위에서 갑판이 뜰수 있게 다수의 드럼통을 갑판 하부에 배치하고, 갑판의 움직임을 막기위한 다수의 고정줄을 바다속에 고정하고, 갑판위에 증속부, 발전부, 낙하력부, 물레방아를 설치한 파도 및 해류 발전기에서;
   파도의 움직임을 널빤지 모양의 파도 검출판을 수직 위치로 설치하여 검출판의 상부에 직각으로 스프링과 함께 지렛대를 연결해 출력축에 끼워진 크러치 베어링을 상하로 움직여서 크러치 베어링의 상하 이동에 출력축을 회전 하는데 검출판, 스프링 지렛대를 이용한 검출부를 갑판의 좌우측에 여러개 배치하여 크러치 베어링이 출력축을 회전 하는 구성의 파도와 조류 및 풍력 발전기.
2. 제 1항에 있어서,
   출력축의 회전 속도가 높을수록 발전 효율이 높아 짐으로 기어, 벨트을 이용해 회전 속도를 높이기 위해 감속기를 거꾸로 사용한 다단 증속으로 출력축을 회전 하고, 출력축에 끼워진 발전기는 원판형 회전자 자극의 N,S 자극 사이를 중앙 축에서 부채살 모양이 아닌 기울어진 모양으로 스큐(SKEW)를주어 회전자의 톨크 리플(Torqueripple)을 감소하고;
   발전부의 고정자를 회전자극 양측에 배치 하는데, 고정자 코어는 시계의 태엽처럼 두루마리 형으로 단단히 말아서 코일을 감을 슬롯(Slot)을 고정자측으로 향하게 배치하여 회전자의 회전에 교류 발전 전압을 얻는 파도와 조류 및 풍력 발전기.
3. 제 1항에 있어서,
   파도와 해류의 검출 효율을 높이기 위하여 널빤지 모양의 검출판이 반대 방향에서도 바다물을 안을수 있게 검출판의 좌우 양측 끝부분에 V자 모양의 돌기 날개를 형성하고, 검출판에서 출력축 크러치 베어링에 연결되는 지렛대는 검출판에 부딪치는 파도의 방향이 바뀌거나 없어 질때 중간 위치로 돌아올수 있게 스프링을 배치한 구성과;
   2중 감속 지렛대를 갚판의 좌우 측에 배치하여 짧은 거리에서도 긴지렛대와 같은 감속 동작을 하며, 서로 다른 순간에 맞이하는 파도와 해류의 움직임에 출력축을 크러치 베어링과 지렛대의 동작에 회전 시키는 구성을 한 파도와 조류 및 풍력 발전기.
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