KR101318480B1 - Multi-stage tidal current power plant with high efficiency - Google Patents

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Abstract

본 발명은 조류 발전기에 관한 것으로서, 지중에 고정된 기둥에 설치되어 조류를 이용하여 발전하는 조류발전기에 있어서, 일측에 유체가 유입되는 유입덕트와 타측에 유체가 배출되는 배출덕트가 형성되며 중간부에 축관부가 형성된 유선형의 하우징과, 상기 배출덕트에 적어도 하나 이상 설치되어 상기 축관부를 통과한 유체에 의하여 회전하는 임펠러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의하여 하우징 내부로 유입되는 조류의 유속을 증가킴으로써 발전 효율이 향상된 것을 특징으로 하는 고효율 다단 조류 발전기에 관한 것이다. 고효율 다단 조류 발전기The present invention relates to an algae generator, in an algae generator that is installed on a column fixed in the ground to generate power by using algae, an inlet duct in which fluid is introduced into one side and an outlet duct in which the fluid is discharged to the other side are formed, It characterized in that it comprises a streamlined housing in which the shaft tube portion is formed, and at least one installed in the discharge duct to rotate by the fluid passing through the shaft tube portion.
Thereby relates to a high efficiency multi-stage algae generator, characterized in that the power generation efficiency is improved by increasing the flow rate of the algae flowing into the housing. High efficiency multi-stage algae generator

Description

고효율 다단 조류 발전기{Multi-stage tidal current power plant with high efficiency}Multi-stage tidal current power plant with high efficiency

본 발명은 고효율 다단 조류 발전기에 관한 것으로, 좀더 자세하게는, 지중에 고정된 기둥에 설치되어 조류를 이용하여 발전하는 고효율 다단 조류 발전기에 관한 것으로서, 일측에 유체가 유입되는 유입덕트와 타측에 유체가 배출되는 배출덕트가 형성되며 중간부에 축관부가 형성된 유선형의 하우징;과, 상기 배출덕트에 적어도 하나 이상 설치되어 상기 축관부를 통과한 유체에 의하여 회전하는 임펠러;를 포함하여 하우징 내부로 유입되는 조류의 유속을 증가킴으로써 발전 효율이 향상된 것을 특징으로 하는 고효율 다단 조류 발전기에 관한 것이다.The present invention relates to a high efficiency multi-stage algae generator, and more particularly, to a high efficiency multi-stage algae generator which is installed in a column fixed in the ground to generate power using algae, the inflow duct in which the fluid is introduced to one side and the fluid to the other side A streamlined housing having a discharge duct discharged therein and having a shaft portion formed at an intermediate portion thereof; and an impeller installed at least one of the discharge ducts and rotating by a fluid passing through the shaft portion; It relates to a high efficiency multi-stage algae generator, characterized in that the power generation efficiency is improved by increasing the flow rate.

일반적으로 전력의 생산 방법은 화력, 수력, 원자력, 태양열, 풍력, 조력, 조류 발전등이 있다.In general, power generation methods include thermal power, hydro, nuclear, solar, wind, tidal, and tidal power generation.

화력, 수력 및 원자력 발전은 연료 매장량의 한계, 환경 오염 및 방사능 위험성 때문에 최근 이를 대체하기 위하여 태양열, 풍력, 조력 및 조류 발전 등의 자연의 청정에너지를 이용한 발전 방법이 다양하게 연구되고 있다.In order to replace thermal power, hydropower, and nuclear power generation due to fuel reserve limitations, environmental pollution, and radiation hazards, various methods of power generation using natural clean energy such as solar, wind, tidal, and tidal power generation have been studied.

특히, 조류 에너지는 이러한 청정에너지 중의 하나로서 국내의 지형적 여건상 매우 유망한 에너지 자원으로 고려되고 있으며, 서해안 및 남해안에 고속 조류가 발생되는 지역이 대두되면서 조류에너지를 이용한 대용량 발전장치의 모색이 이루어지고 있다.In particular, tidal energy is considered as one of the most promising energy resources in Korea due to its topographical conditions.In the west coast and south coast, high tidal currents are emerging, and large-scale power generation equipment using tidal energy is searched for. have.

조류 발전은 조류 유속이 빠른 곳에 터빈과 발전기를 설치하여 해수의 운동에너지로부터 전기를 생산하며, 자연적인 조류 흐름을 그대로 이용한다는 점에서, 조력댐에 바닷물을 가뒀다가 흘려보내면서 낙차를 이용해 터빈을 돌려 전기를 만드는 조력발전과 구분된다.The tidal power generation generates electricity from the kinetic energy of the seawater by installing turbines and generators at high tidal flow rate, and uses natural tidal flow as it is. It is distinguished from tidal power generating electricity.

따라서, 조류발전은 저수지를 확보하기 위해 댐을 막을 필요가 없고, 선박 다니기가 자유로우며 어류의 이동을 방해하지 않고 주변 생태계에 영향을 주지 않는 환경친화적 대체에너지 시스템이다.Therefore, tidal power generation is an environmentally friendly alternative energy system that does not need to block dams to secure reservoirs, is free to fly around, does not interfere with the movement of fish and does not affect the surrounding ecosystem.

일반적으로 조류 발전 장치의 기본 구조는 공개 특허 제10-2003-0024225호에 도시되어 있다.In general, the basic structure of an algae power generation device is shown in published patent 10-2003-0024225.

도 1을 참조하면, 해저면에 고정하는 지주(110)와, 상기 지주에 설치되어 해수의 흐름에 의해 회전되는 프로펠러(120)와, 상기 프로펠러(120)와 축 결합되어 프로펠러(110)의 회전운동을 전기 에너지로 변환하는 발전기(미도시)로 이루어진다.Referring to FIG. 1, a prop 110 fixed to a sea bottom, a propeller 120 installed on the support and rotated by a flow of sea water, and a shaft coupled to the propeller 120 rotate the propeller 110. It consists of a generator (not shown) that converts motion into electrical energy.

하지만, 종래 기술에 따른 조류 발전 장치는 해수 표면의 물 흐름만 이용하기 때문에 큰 힘을 얻지 못하고, 조류 흐름에 부딪히는 프로펠러(120)의 유효저항면이 상대적으로 적어 전력 생산 효율이 낮다는 문제점이 있다.However, the algae power generation device according to the prior art does not obtain a large force because only the water flow on the surface of the sea water is used, and the effective resistance surface of the propeller 120 hitting the algae flow has a relatively low power production efficiency. .

또한, 발전기(미도시) 및 프로펠러(120)가 고정된 구조를 갖기 때문에 해수의 흐름 방향이 바뀌게 되면 프로펠러(120)의 회전이 불규칙하여 전기의 생산이 불안정하게 되고 고장으로 인한 유지보수를 하기가 어려운 문제점이 있다.
In addition, since the generator (not shown) and the propeller 120 has a fixed structure, if the flow direction of the seawater is changed, the rotation of the propeller 120 is irregular and the production of electricity becomes unstable and it is difficult to perform maintenance due to a failure. There is a difficult problem.

공개번호 특2003-0024225 (2003.03.26) '파일 고정식 해류 발전 시스템'Publication No.2003-0024225 (2003.03.26) 'Pile Fixed Current Generation System'

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 유선형의 하우징 내부에 가이드베인이 설치된 조류발전용 수차 내부로 유입되는 조류의 유속을 증가시킴으로써 발전 효율을 향상할 수 있는 고효율 다단 조류 발전기를 제공함에 있다.Therefore, an object of the present invention is to solve such a conventional problem, a high-efficiency multi-stage that can improve the power generation efficiency by increasing the flow rate of the algae flowing into the aberration for aquatic power generation provided with a guide vane inside the streamlined housing To provide a tidal current generator.

또한, 하나의 구조물에 다수개의 조류발전용 수차를 설치하여 발전효율을 향상할 수 있으며 설치 비용을 절감할 수 있는 고효율 다단 조류 발전기를 제공함에 있다.In addition, it is possible to improve the power generation efficiency by installing a plurality of tidal power generation aberration in one structure to provide a high efficiency multi-stage algae generator that can reduce the installation cost.

또한, 방향전환부에 의하여 조류 흐름에 따라 조류발전용 수차의 자동 방향 전환이 가능하고, 부력에 의한 승강 작용이 가능한 고효율 다단 조류 발전기를 제공함에 있다.
In addition, it is possible to provide a high-efficiency multi-stage algae generator capable of automatically changing the aberration for aquatic power generation according to the flow of the tidal flow by the direction changing unit, the lifting action by buoyancy.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 지중에 고정된 기둥에 설치되어 조류를 이용하여 발전하는 조류발전기에 있어서, 일측에 유체가 유입되는 유입덕트와 타측에 유체가 배출되는 배출덕트가 형성되며 중간부에 축관부가 형성된 유선형의 하우징; 상기 배출덕트에 적어도 하나 이상 설치되어 상기 축관부를 통과한 유체에 의하여 회전하는 임펠러; 원주방향을 따라 블레이드를 구비하고 상기 유입덕트 내에 설치되어 회전하여 유입되는 유체를 가속시키는 가이드 베인; 유체가 유입되는 단면의 면적이 감소하도록 상기 가이드 베인의 회전축과 동축 상에 설치되어, 유입되는 유체를 상기 가이드 베일의 블레이드 측으로 안내하는 디퓨저;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고효율 다단 조류 발전기에 의해 달성된다.The above object, according to the present invention, in the algae generator is installed on the pole fixed in the ground to generate power using the algae, the inlet duct for the fluid is introduced into one side and the discharge duct is discharged to the fluid is formed on the other side A streamlined housing in which a shaft tube portion is formed; An impeller installed in at least one discharge duct and rotating by the fluid passing through the shaft pipe part; A guide vane having a blade along a circumferential direction and installed in the inlet duct to accelerate the fluid flowing by the guide vane; A diffuser is installed coaxially with the axis of rotation of the guide vane so as to reduce the area of the cross section through which the fluid is introduced, and guides the incoming fluid to the blade side of the guide bale; do.

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또한, 상기 기둥의 외주면에 수평방향으로 회전 가능하도록 설치되고 반경 방향으로 상기 하우징이 복수개 설치되며, 상기 기둥에 수직방향으로 적어도 하나 이상 설치되는 방향전환부를 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the outer peripheral surface of the pillar is installed to be rotatable in the horizontal direction, a plurality of the housing is installed in the radial direction, it is preferable to include a direction changing unit is installed at least one in the vertical direction to the pillar.

또한, 상기 하우징은 상기 배출덕트에 설치된 상기 임펠러에서 발생하는 추력에 의하여 조류 방향에 수직이 되도록 상기 방향전환부가 회전하는 것이 바람직하다.In addition, the housing is preferably rotated by the direction change unit so as to be perpendicular to the direction of the bird by the thrust generated from the impeller installed in the discharge duct.

또한, 상기 방향전환부의 일측에 수직방향으로 날개 형상의 안내깃이 형성되어 상기 하우징이 조류 방향에 수직이 되도록 상기 방향전환부를 회전시키는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to rotate the redirection unit so that the wing-shaped guide feather is formed in the vertical direction on one side of the redirection unit so that the housing is perpendicular to the current direction.

또한, 상기 하우징의 외주면에 수직방향으로 날개 형상의 안내깃이 형성되어 상기 방향전환부를 회전시킴으로써 상기 하우징이 조류 방향에 수직이 되도록 하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the wing-shaped guide feather is formed in the vertical direction on the outer circumferential surface of the housing so that the housing is perpendicular to the current direction by rotating the direction changing section.

또한, 상기 방향전환부는 내부에 유체를 수용하고, 수용된 유체의 양에 따라 부력이 변화함으로써 수중 내에서 승강이 가능한 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the direction change part accommodates the fluid therein, and the buoyancy is changed according to the amount of the contained fluid so that the lifting is possible in water.

또한, 상기 방향전환부의 승강 높낮이를 제한하는 스토퍼가 상기 기둥의 외주면에 설치되는 것이 바람직하다.
In addition, it is preferable that a stopper for limiting the lifting height of the turning part is provided on the outer circumferential surface of the pillar.

본 발명에 따르면,유선형의 하우징 내부에 가이드베인이 설치된 조류발전용 수차 내부로 유입되는 조류의 유속을 증가시킴으로써 발전 효율을 향상된 고효율 다단 조류 발전기가 제공된다.According to the present invention, there is provided a high efficiency multi-stage algae generator with improved power generation efficiency by increasing the flow rate of the algae flowing into the aberration for aquatic power generation provided with a guide vane inside the wired housing.

또한, 하나의 구조물에 다수개의 조류발전용 수차를 설치하여 발전효율을 향상할 수 있으며 설치 비용을 절감할 수 있는 고효율 다단 조류 발전기가 제공된다.In addition, by installing a plurality of aberrations for tidal current generation in one structure can improve the power generation efficiency is provided a high efficiency multi-stage algae generator that can reduce the installation cost.

또한, 방향전환부에 의하여 조류 흐름에 따라 조류발전용 수차의 자동 방향 전환이 가능하고, 부력에 의한 승강 작용으로 인해 발전 수심 조절이 가능하고 유지 보수가 용이한 고효율 다단 조류 발전기가 제공된다.In addition, it is possible to automatically change the direction of the tide for generating birds according to the flow of the tidal flow by the direction changing unit, and the high-efficiency multi-stage algae generator capable of controlling the power generation depth due to the lifting action by buoyancy and easy maintenance.

도 1은 본 발명 고효율 다단 조류 발전기의 사시도이고,
도 2는 본 발명 고효율 다단 조류 발전기 수차의 단면도이고,
도 3은 본 발명 고효율 다단 조류 발전기 안내깃의 사시도이고,
도 4는 본 발명 고효율 다단 조류 발전기 안내깃의 사시도이고,
도 5는 본 발명 고효율 다단 조류 발전기의 모노파일 구조 정면도이고,
도 6은 본 발명 고효율 다단 조류 발전기의 잔교식 구조 정면도이다.1 is a perspective view of the present invention high efficiency multi-stage algae generator,
2 is a cross-sectional view of the present invention high efficiency multi-stage algae generator aberration,
3 is a perspective view of the present invention high efficiency multi-stage algae generator guide feather,
4 is a perspective view of the present invention high efficiency multi-stage algae generator guide feather,
5 is a front view of the monopile structure of the present invention high efficiency multi-stage algae generator,
Figure 6 is a front view of the structure of the bridge structure of the present invention high efficiency multi-stage algae generator.

설명에 앞서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 일실시예에서 설명하기로 한다.Prior to the description, components having the same configuration will be described in a representative embodiment using the same reference numerals.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 고효율 다단 조류 발전기에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the high efficiency multi-stage algae generator according to an embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명 고효율 다단 조류 발전기의 사시도이고, 도 2는 본 발명 고효율 다단 조류 발전기 수차의 단면도이고, 도 3 내지 도 4는 본 발명 고효율 다단 조류 발전기 안내깃의 사시도이다.1 is a perspective view of the high efficiency multi-stage algae generator of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view of the high efficiency multi-stage algae generator aberration of the present invention, Figures 3 to 4 is a perspective view of the high efficiency multi-stage algae generator guide blade of the present invention.

본 발명에 따른 고효율 다단 조류 발전기는 기둥(10)과, 조류를 이용하여 전력을 생산하는 수차(20)와, 수차(20)의 방향을 전환하는 방향전환부(30)를 포함하여 구성된다.The high efficiency multi-stage tidal current generator according to the present invention includes a column 10, an aberration 20 for generating electric power using a tidal current, and a direction change unit 30 for changing the direction of the aberration 20.

도 1을 참조하면, 기둥(10)은 일단이 해저 바닥에 매설되고 타단은 해수면 위로 노출되는 원통 형상의 부재로서, 외주면에 후술하는 방향전환부(30)의 승강 높낮이를 제한하는 스토퍼(11)가 방향전환부(30)의 상부와 하부에 이격되어 형성된다.Referring to FIG. 1, the pillar 10 is a cylindrical member whose one end is embedded at the bottom of the sea floor and the other end is exposed on the sea surface, and the stopper 11 restricting the lifting height of the turning part 30 to be described later on the outer circumferential surface. Is spaced apart from the upper and lower portions of the turning unit 30.

본 실시예에서 스토퍼(11)는 수직 방향으로 설치된 두 개의 방향전환부(30) 각각의 상부와 하부에 설치된다.In this embodiment, the stopper 11 is installed at the upper and lower portions of each of the two direction changing units 30 installed in the vertical direction.

한편, 스토퍼(11)는 탈착 가능하거나 조작에 의하여 기둥(10) 내부로 들어감으로써 방향전환부(30)가 보수시에 부력을 이용하여 수면으로 떠오를 수 있도록 하는 것이 바람직하나, 상기의 구조에 제한되는 것은 아니고 다른 형태로 실시될 수도 있다.On the other hand, it is preferable that the stopper 11 is detachable or enters the column 10 by manipulation so that the turning part 30 can rise to the surface using buoyancy during repair, but is limited to the above structure. It may be implemented in other forms rather than being.

도 2를 참조하면, 수차(20)는 내부로 유입되는 조류에 의하여 전력을 생산하는 장치로써, 하우징(21)과, 하우징(21) 내부에 설치되어 회전하는 가이드베인(25) 및 임펠러(27)와, 조류를 가이드베인(25)에 형성된 블레이드로 분산시키는 디퓨저(26)와, 전력을 생산하는 발전기(28)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the aberration 20 is a device for generating electric power by a tidal flow introduced into the housing, and a guide vane 25 and an impeller 27 installed and rotated inside the housing 21. ), A diffuser 26 for distributing algae to the blades formed in the guide vanes 25, and a generator 28 for producing electric power.

하우징(21)은 양단부가 개구된 원통형상의 부재로써 중간부에 직경이 작아지는 축관부(22)가 형성되어 유선형의 형상이며, 양단부에는 조류가 유입되고 배출되는 유입덕트(23)과 배출덕트(24)가 형성된다.The housing 21 is a cylindrical member having both ends opened, and a shaft tube portion 22 having a smaller diameter is formed in the middle portion thereof to have a streamlined shape, and both ends have an inlet duct 23 and an outlet duct in which algae flows in and out. 24) is formed.

가이드베인(25)은 항공분야에서 사용되는 제트엔진에서 압축기의 역할을 하는 부재로써, 원주방향으로 형성된 날이 회전하여 유입된 조류를 하우징(21) 내부로 유입하여 축관부(22)로 공급하는 부재로써 유입덕트(23)에 두 개가 설치된다.The guide vane 25 is a member that serves as a compressor in a jet engine used in the aviation field. The guide vane 25 flows the circumferential blades into the housing 21 to supply the algae introduced into the housing 21. Two members are installed in the inlet duct 23 as members.

따라서, 해수는 가이드베인(25)에 의하여 유로가 작아지는 축관부(22)로 계공 공급되므로, 축관부(22)로 공급된 유체가 축관부(22)를 지나 배출덕트(24) 방향으로 진행하면서 유속이 빨라지게 된다.Therefore, since the seawater is supplied to the shaft tube portion 22 in which the flow path is reduced by the guide vanes 25, the fluid supplied to the shaft tube portion 22 passes through the shaft tube portion 22 and flows toward the discharge duct 24. The flow rate will be faster.

디퓨저(26)은 가이드베인(25)의 중심부로 유입되는 조류를 중심부 외부로 안내하여 가이드베인(25)에 형성된 블레이드의 바깥쪽으로 조류를 공급하여 가이드베인(25)의 회전력을 높이는 부재이다.The diffuser 26 is a member that guides the algae flowing into the center of the guide vane 25 to the outside of the center to supply algae to the outside of the blade formed in the guide vane 25 to increase the rotational force of the guide vane 25.

임펠러(27)는 축관부(22)를 통과하여 유속이 상승된 조류에 의하여 회전하는 장치이며 조류가 배출되는 후미에 두 개가 설치되며 발전기(28)와 함께 설치되어 임펠러(27)의 회전 운동에너지를 전기 에너지로 변환하여 전력을 생산하여 축전지(미도시)에 저장된 후 외부로 공급된다.Impeller 27 is a device that rotates by the flow of the algae flow through the shaft 22, the two is installed in the rear of the discharge of the algae and is installed with the generator 28 is installed to the rotational kinetic energy of the impeller 27 Electric power is converted into electrical energy, stored in a storage battery (not shown), and then supplied to the outside.

한편, 발전기(28)는 앞서 설명한 위치뿐만 아니라 수차(20)와 떨어져서 수상에 설치되는 것 역시 가능하다.On the other hand, the generator 28 can be installed in the water phase apart from the aberration 20 as well as the position described above.

도 1을 참조하면, 방향전환부(30)는 복수개의 수차(20)가 설치되고 수평방향으로 회전하는 장치로서, 수차가 설치되는 설치대(31)와, 조류가 흐르는 방향에 대하여 수직이 되도록 회전을 안내하는 안내깃(32)을 포함한다.Referring to FIG. 1, the direction switching unit 30 is a device in which a plurality of aberrations 20 are installed and rotated in a horizontal direction, and are mounted so that the mounting table 31 on which the aberrations are installed is perpendicular to the direction in which the flow of birds flows. It includes a guide feather 32 to guide.

설치대(31)는 기둥(10)의 외주면에 회전 가능하도록 결합되고, 기둥(10)을 중심으로 유선형의 프레임이 사방으로 연장 형성되어 각각의 단부에 수차(20)가 설치된다. The mounting table 31 is rotatably coupled to the outer circumferential surface of the pillar 10, and a streamlined frame extends in all directions around the pillar 10 so that the aberration 20 is installed at each end.

또한, 내부에 수용공간이 형성되어 수용되는 해수의 양을 조절함으로써 부력을 이용하여 방향전환부(30) 전체를 승강할 수 있으며, 기둥(10)의 외주면에 형성된 스토퍼(11)에 의하여 다단으로 설치되는 수차(20)간의 충돌을 방지할 수 있다.In addition, the accommodation space is formed therein to adjust the amount of seawater accommodated by the buoyancy can be used to elevate the entire direction change unit 30, the stopper 11 formed on the outer peripheral surface of the column 10 in multiple stages The collision between the installed aberrations 20 can be prevented.

또한, 방향전환부(30)의 수심에 따른 유속을 측정하여 부력을 제어함으로써 방향전환부(30)의 승강을 제어하는 제어부(미도시)를 포함하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to include a controller (not shown) for controlling the lifting of the direction switching unit 30 by controlling the buoyancy by measuring the flow rate according to the water depth of the direction switching unit 30.

한편, 수차(20)의 설치 단수 및 설치 방향은 상술한 방법에 의하여 제한되는 것은 아니고 수차(20)간 조류의 영향을 주지 않도록 하여 다양한 형태로 실시될 수 있다.On the other hand, the number of stages and the installation direction of the aberration 20 is not limited by the above-described method and may be implemented in various forms so as not to affect the algae between the aberrations 20.

도 3을 참조하면, 안내깃(32)은 설치대(31)의 유선형의 프레임 단부 또는 하우징(21)의 외주면의 상부 또는 하부에 수직으로 설치됨으로써 설치대(31)가 조류속 유향에 대하여 수직이 되도록 안내하는 부재이다. Referring to FIG. 3, the guide vanes 32 are vertically installed at the upper end or the lower end of the streamlined frame end of the mount 31 or the outer circumferential surface of the housing 21 so that the mount 31 is perpendicular to the flow direction of the tidal flow. It is a member to guide.

또한, 조류의 유향에 따라 수차(20) 후미에서 발생하는 추력에 의하여 설치대(31)가 조류 유향에 대하여 수직이 되도록 자동으로 회전하게 되므로, 안내깃(32)을 설치하지 않아도 조류 유향에 수직이 되므로 충분한 동력을 얻을 수 있다.In addition, since the mounting table 31 is automatically rotated to be perpendicular to the algae direction by the thrust generated at the rear of the aberration 20 according to the algae direction of the algae, even when the guide feather 32 is not installed, the algae direction is perpendicular to the algae direction. Therefore, sufficient power can be obtained.

도 5는 본 발명 고효율 다단 조류 발전기의 모노파일 구조를 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명 고효율 다단 조류 발전기의 잔교식 구조를 나타낸 도면이다.5 is a view showing a monofilament structure of the present invention high efficiency multi-stage algae generator, Figure 6 is a view showing the structure of the bridge structure of the present invention high efficiency multi-stage algae generator.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 고효율 다단 조류 발전기는 도면에 도시된 바와 같이, 단일 기둥이 해저에 설치되고 수상에 부유체가 설치된 모노파일 구조와 다수의 기둥을 해저에 설치하고 수상에 교량 등의 구조물이 설치된 잔교식 구조에 적용될 수 있다.5 and 6, the high-efficiency multi-stage algae generator according to the present invention, as shown in the figure, a single column is installed on the seabed and the monopile structure and a plurality of columns installed on the seabed floating on the seabed and the waterbed It can be applied to bridge type structures in which structures such as bridges are installed.

따라서, 수상에 설치된 부유체 및 구조물의 상판에 압축공기 저장장치(40)를 설치함으로써, 수차(20)에 의하여 생산된 전력을 압축공기의 형태로 저장하고, 전력이 필요한 경우 저장된 압축공기를 이용하여 전력을 생산하는 것이 가능하다.
Accordingly, by installing the compressed air storage device 40 on the upper plate of the floating body and the structure installed in the water phase, the electric power produced by the aberration 20 is stored in the form of compressed air, and when the electric power is needed, the stored compressed air is used. It is possible to produce power.

지금부터는 상술한 고효율 다단 조류 발전기의 일실시예의 작동에 대하여 설명한다.The operation of one embodiment of the above-described high efficiency multi-stage algae generator will now be described.

먼저, 제어부(미도시)가 조류의 수심에 따른 유속을 측정하여 설치대(31)의 부력을 조절하여 승강 높낮이를 조절하여 수차(21)를 최대한 유속이 빠른 위치에 위치시킨 후, 하우징(21) 또는 방향전환부(30)에 설치된 안내깃(32)에 의하여 수차(20)이 조류 유향에 대하여 수직이 되도록 설치대(31)가 자동으로 회전한다.First, the controller (not shown) measures the flow rate according to the depth of the bird to adjust the buoyancy of the mounting table 31 to adjust the lifting height to position the aberration 21 as fast as possible, and then the housing 21 Alternatively, the mounting table 31 is automatically rotated so that the aberration 20 is perpendicular to the algae direction by the guide vane 32 installed in the turning unit 30.

유입되는 조류는 디퓨저(26)에 의하여 유입덕트(22)에 설치된 가이드베인(25)의 블레이드의 바깥쪽에 공급되어 가이드베인(25)를 회전시키고, 가이드베인(25)의 회전에 의하여 내부로 유입된 조류는 축관부(22)로 계속하여 공급되며, 직경이 작아지는 축관부(22)에서 압축된다.Inflowing algae is supplied to the outer side of the blade of the guide vane 25 installed in the inlet duct 22 by the diffuser 26 to rotate the guide vane 25, the inlet flows into the interior by the rotation of the guide vane 25 The collected algae are continuously supplied to the shaft tube portion 22 and compressed in the shaft tube portion 22 having a smaller diameter.

하우징(21)은 직경이 작아지는 축관부(22)를 통과하면 다시 직경이 커지게 되는 유선형 형상이므로 조류의 유속은 빨라지게 되고 외부로 배출되면서 임펠러(27)을 회전시키게 되고, 회전하는 임펠러(27)와 함께 설치된 발전기(28)에 의하여 전력이 생산된다.Since the housing 21 has a streamlined shape that increases in diameter once it passes through the shaft tube portion 22 having a smaller diameter, the flow rate of the algae becomes faster and is discharged to the outside to rotate the impeller 27 and rotate the impeller ( Power is produced by the generator 28 installed with 27.

상술한 바에 의하여 최대한의 빠른 유속을 갖는 조류가 하우징(21) 내부로 유입되고, 또한 유선형의 하우징 내부의 가이드베인(25)과 축관부(22)에 유속이 빨라지게 되므로 발전 효율이 향상된다.As described above, the algae having the highest flow rate is introduced into the housing 21, and the flow rate is increased in the guide vane 25 and the shaft tube part 22 in the streamlined housing, thereby improving power generation efficiency.

또한, 앞서 서술한 바와 같이 모노파일 또는 잔교식 구조의 수상에 설치되는 부유체 또는 구조물에 압축공기 저장장치(40)를 설치하여, 조류를 이용하여 생산된 전력을 압축하여 저장하고, 전력 공급이 필요시에 압축된 공기를 이용하여 전력을 생산하여 공급할 수 있다.In addition, as described above, by installing the compressed air storage device 40 in the floating body or structure installed in the monopile or the water bridge structure of the remnant structure, compresses and stores the power produced by using algae, When needed, compressed air can be used to produce and supply power.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, but may be embodied in various forms of embodiments within the scope of the appended claims. Without departing from the gist of the invention claimed in the claims, it is intended that any person skilled in the art to which the present invention pertains falls within the scope of the claims described in the present invention to various extents which can be modified.

10: 기둥 11: 스토퍼
20: 수차 21: 하우징
22: 축관부 23: 유입덕트
24: 배출덕트 25: 가이드베인
26: 디퓨저 27: 임펠러
28: 발전기 30: 방향전환부
31: 설치대 32: 안내깃
40: 압축공기 저장장치10: pillar 11: stopper
20: Aberration 21: Housing
22: shaft portion 23: inlet duct
24: exhaust duct 25: guide vane
26: diffuser 27: impeller
28: generator 30: direction switching unit
31: mounting base 32: guide feather
40: compressed air storage device

Claims (8)

지중에 고정된 기둥에 설치되어 조류를 이용하여 발전하는 조류발전기에 있어서,
일측에 유체가 유입되는 유입덕트와 타측에 유체가 배출되는 배출덕트가 형성되며 중간부에 축관부가 형성된 유선형의 하우징;
상기 배출덕트에 적어도 하나 이상 설치되어 상기 축관부를 통과한 유체에 의하여 회전하는 임펠러;
원주방향을 따라 블레이드를 구비하고 상기 유입덕트 내에 설치되어 회전하여 유입되는 유체를 가속시키는 가이드 베인;
유체가 유입되는 단면의 면적이 감소하도록 상기 가이드 베인의 회전축과 동축 상에 설치되어, 유입되는 유체를 상기 가이드 베일의 블레이드 측으로 안내하는 디퓨저;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고효율 다단 조류 발전기.In the algae generator is installed in the pillar fixed in the ground and generated by using algae,
A streamlined housing in which an inflow duct in which fluid is introduced on one side and a discharge duct in which the fluid is discharged on the other side are formed, and a shaft tube part is formed in the middle portion;
An impeller installed in at least one discharge duct and rotating by the fluid passing through the shaft pipe part;
A guide vane having a blade along a circumferential direction and installed in the inlet duct to accelerate the fluid flowing by the guide vane;
And a diffuser installed coaxially with the rotational axis of the guide vane to reduce the area of the cross section through which the fluid is introduced, to guide the incoming fluid to the blade side of the guide veil. 제1항에 있어서,
상기 기둥의 외주면에 수평방향으로 회전 가능하도록 설치되고 반경 방향으로 상기 하우징이 복수개 설치되며, 상기 기둥에 수직방향으로 적어도 하나 이상 설치되는 방향전환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고효율 다단 조류 발전기.The method of claim 1,
A high efficiency multi-stage algae generator characterized in that it is installed to be rotatable in the horizontal direction on the outer circumferential surface of the column and a plurality of the housing is installed in the radial direction, and at least one direction changer is installed in the vertical direction to the column. 제2항에 있어서,
상기 하우징은 상기 배출덕트에 설치된 상기 임펠러에서 발생하는 추력에 의하여 조류 방향에 수직이 되도록 상기 방향전환부가 회전하는 것을 특징으로 하는 고효율 다단 조류 발전기.3. The method of claim 2,
The housing is a high efficiency multi-stage algae generator, characterized in that the turning unit rotates to be perpendicular to the direction of the flow by the thrust generated by the impeller installed in the discharge duct. 제2항에 있어서,
상기 방향전환부의 일측에 수직방향으로 날개 형상의 안내깃이 형성되어 상기 하우징이 조류 방향에 수직이 되도록 상기 방향전환부를 회전시키는 것을 특징으로 하는 고효율 다단 조류 발전기.3. The method of claim 2,
High efficiency multi-stage algae generator, characterized in that the blade is formed in the vertical direction on one side of the direction changing unit is rotated the direction changing unit so that the housing is perpendicular to the direction of the bird. 제2항에 있어서,
상기 하우징의 외주면에 수직방향으로 날개 형상의 안내깃이 형성되어 상기 방향전환부를 회전시킴으로써 상기 하우징이 조류 방향에 수직이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 고효율 다단 조류 발전기.3. The method of claim 2,
High-efficiency multi-stage algae generator, characterized in that the wing-shaped guide feather is formed on the outer peripheral surface of the housing in the vertical direction so that the housing is perpendicular to the flow direction by rotating the direction changing unit. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 방향전환부는 내부에 유체를 수용하고, 수용된 유체의 양에 따라 부력이 변화함으로써 수중 내에서 승강이 가능한 것을 특징으로 하는 고효율 다단 조류 발전기.6. The method according to any one of claims 2 to 5,
The high-efficiency multi-stage algae generator, characterized in that the direction change unit accommodates the fluid therein, the buoyancy is changed in the water by changing the buoyancy according to the amount of the received fluid. 제6항에 있어서,
상기 방향전환부의 승강 높낮이를 제한하는 스토퍼가 상기 기둥의 외주면에 설치되는 것을 특징으로 하는 고효율 다단 조류 발전기.The method according to claim 6,
High-efficiency multi-stage algae generator, characterized in that the stopper for limiting the elevating height of the diverter portion is installed on the outer peripheral surface of the pillar. 삭제delete
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