KR101338351B1 - 파력 발전 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 상면이 개방형성된 중앙 부유체와 상기 중앙 부유체의 양측면에 회동 가능하게 결합하는 좌측 부유체 및 우측 부유체를 포함하는 부유체; 횡방향 파력 발전부;및 종방향으로 상호 이격되어 상기 중앙 부유체의 바닥에 결합되는 제1 종방향 회전축 및 제2 종방향 회전축과, 일측이 상기 제1 종방향 회전축에 결합되고, 타측이 상기 제2 종방향 회전축에 연결되는 종방향 동력 전달부와, 상기 종방향 동력 전달부와 결합되며 상기 부유체의 종동요(縱動搖)에 따라 이동하는 종방향 동력 생성부와, 상기 종방향 동력 발생부와 소정의 간격만큼 이격되어 상기 종방향 동력 전달부와 결합되며 상기 부유체의 종동요(縱動搖)에 따라 이동하는 종방향 균형 유지부와, 상기 종방향 동력 전달부와 소정의 간격만큼 이격되며 일측이 상기 제1 종방향 회전축과 상기 제2 종방향 회전축 중 적어도 하나에 연결되는 제1 종방향 회전력 전달부 및, 상기 제1 종방향 회전력 전달부의 타측과 연결되는 종방향 발전기를 포함하는 종방향 파력 발전부를 포함하는 파력 발전 장치를 제공하여, 파력 발전 장치의 횡동요와 종동요를 동시에 활용하여 발전 효율이 향상시킨 유리한 효과를 가진다.

Description

파력 발전 장치{Apparatus for generating wave-force}
본 발명은 파력 발전 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 해양 에너지 중 하나로서 해양에서 수시로 생성 및 소멸되는 파도에 의해 발생하는 종동요 및 횡동요를 동시에 활용하여 전력을 생성하는 것이 가능한 파력 발전 장치에 관한 것이다.
일반적으로 해양 에너지란 파랑, 조석, 조류, 해류, 해수의 온도차에 의한 에너지로서 고갈될 염려가 전혀 없고 인류의 에너지 수요를 충족시키고도 남을 만큼 풍부할 뿐 아니라 공해가 전혀 발생하지 않는 장점을 가지므로 에너지 수요 급증에 따른 에너지 자원 부족 및 에너지 자원의 가격 상승과 같은 문제점을 극복 가능하며 현재 주 에너지원으로 활용되는 화석 에너지의 가장 큰 문제점 중 하나인 환경 오염 및 그에 따른 지구 온난화 문제 또한 극복하는 것이 가능한 차세대 에너지원이다.
따라서 이러한 장점을 가지는 해양 에너지를 이용하여 전기를 생산할 수 있는 다양한 종류의 해양 발전 방법이 개발되어 실험적으로 활용되고 있는 추세이며, 이와 같은 해양 발전 방법의 종류로는 조력 발전, 파력 발전, 온도차 발전, 해류 발전, 풍력 발전, 및 염도차 발전 등이 있다.
해양 발전 방법 중, 파력 발전은 파도의 운동 에너지를 이용하여 발전을 위한 동력을 획득하는 방식으로, 파력 발전 장치로는 수면에 떠있는 부유체가 파랑의 운동에 의하여 상하 또는 회전운동을 하도록 하여 발전기를 회전시키는 고정식 파력 발전 장치와 파랑의 작용에 의하여 공기실 내의 수위가 변동함에 따라 공기실 내의 공기가 압축, 팽창될 시에 노즐을 통과하는 공기의 흐름을 이용하여 터빈을 돌려 발전을 하는 부유식 파력 발전 장치 등이 있다.
그러나 이러한, 파력 발전 장치의 경우, 파도의 수직 운동에 의해 발생하는 해수면의 수면차에 따라 변화하는 공기 흐름을 이용하여 발전이 이루어지므로 수직 운동과 수평 운동이 동시에 일어나는 파력 에너지를 전부 활용하여 발전이 이루어지지 못하므로 발전 효율이 떨어지는 문제점이 있었다.
이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 해양에서 수시로 생성 및 소멸되는 파도에 의해 발생하는 종동요 및 횡동요를 동시에 활용하여 전력을 생성하는 파력 발전 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 상면이 개방형성된 중앙 부유체와 상기 중앙 부유체의 양측면에 회동 가능하게 결합하는 좌측 부유체 및 우측 부유체를 포함하는 부유체와; 횡방향으로 상호 이격되어, 상기 좌측 부유체 및 우측 부유체의 바닥에 각각 결합되는 제1 횡방향 회전축 및 제2 횡방향 회전축과, 일측이 상기 제1 횡방향 회전축에 결합되고, 타측이 상기 제2 횡방향 회전축에 연결되는 횡방향 동력 전달부와, 상기 횡방향 동력 전달부와 결합되며 상기 부유체의 횡동요(橫動搖)에 따라 이동하는 횡방향 동력 생성부와, 상기 횡방향 동력 발생부와 소정의 간격만큼 이격되어 상기 횡방향 동력 전달부와 결합되며 상기 부유체의 횡동요(橫動搖)에 따라 이동하는 횡방향 균형 유지부와, 상기 횡방향 동력 전달부와 소정의 간격만큼 이격되며 일측이 상기 제1 횡방향 회전축과 상기 제2 횡방향 회전축 중 적어도 하나에 연결되는 제1 횡방향 회전력 전달부 및, 상기 제1 횡방향 회전력 전달부의 타측과 연결되는 횡방향 발전기를 포함하는 횡방향 파력 발전부;및 종방향으로 상호 이격되어 상기 중앙 부유체의 바닥에 결합되는 제1 종방향 회전축 및 제2 종방향 회전축과, 일측이 상기 제1 종방향 회전축에 결합되고, 타측이 상기 제2 종방향 회전축에 연결되는 종방향 동력 전달부와, 상기 종방향 동력 전달부와 결합되며 상기 부유체의 종동요(縱動搖)에 따라 이동하는 종방향 동력 생성부와, 상기 종방향 동력 발생부와 소정의 간격만큼 이격되어 상기 종방향 동력 전달부와 결합되며 상기 부유체의 종동요(縱動搖)에 따라 이동하는 종방향 균형 유지부와, 상기 종방향 동력 전달부와 소정의 간격만큼 이격되며 일측이 상기 제1 종방향 회전축과 상기 제2 종방향 회전축 중 적어도 하나에 연결되는 제1 종방향 회전력 전달부 및, 상기 제1 종방향 회전력 전달부의 타측과 연결되는 종방향 발전기를 포함하는 종방향 파력 발전부를 포함하는 파력 발전 장치를 제공한다.
바람직하게는, 상기 제1 종방향 회전축 및 상기 제2 종방향 회전축 사이에 결합되는 제1 가이드 및 상기 제1 가이드와 소정의 간격만큼 이격되어 상기 제1 회전축 및 상기 제2 회전축 사이에 결합되는 제2 가이드를 포함하는 제1 가이드부를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 가이드부와 이격 형성되며, 상기 제1 종방향 회전축 및 상기 제2 종방향 회전축 사이에 결합되는 제3 가이드 및 상기 제3 가이드와 소정의 간격만큼 이격되어 상기 제1 종방향 회전축 및 상기 제2 종방향 회전축 사이에 결합되는 제4 가이드를 포함하는 제2 가이드부를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는. 상기 종방향 동력 생성부 및 상기 종방향 균형 유지부는 상기 제1 가이드와 상기 제2 가이드 사이, 또는 상기 제3 가이드와 제4 가이드 사이에 삽입되어 슬라이드 될 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 종방향 회전축의 외주면을 감싸는 형태로 결합되는 제1 종방향 동력 전달 기어 및 상기 제2 종방향 회전축의 외주면을 감싸는 형태로 결합되는 제2 종방향 동력 전달 기어를 더 포함하며, 상기 종방향 동력 전달부의 일측이 상기 제1 종방향 동력 전달 기어와 연결되며 상기 종방향 동력 전달부의 타측이 상기 제2 종방향 동력 전달 기어와 연결될 수 있다.
바람직하게는. 상기 제1 종방향 동력 전달 기어와 소정의 간격만큼 이격되며 상기 제1 회전축의 외주면을 감싸는 형태로 결합되는 제1 종방향 회전력 전달 기어 및 상기 제2 종방향 동력 전달 기어와 소정의 간격만큼 이격되며 상기 제2 종방향 회전축의 외주면을 감싸는 형태로 결합되는 제2 종방향 회전력 전달 기어를 더 포함하며, 상기 제1 종방향 회전력 전달부의 일측이 상기 제1 종방향 회전력 전달 기어와 상기 제2 종방향 회전력 전달력 기어 중 적어도 하나와 연결될 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 종방향 회전력 전달 기어와 상기 제2 종방향 회전력 전달 기어 중 적어도 하나와 연결되는 제2 종방향 회전력 전달부와, 상기 제2 종방향 회전력 전달부 상에 연결되어, 상기 제2 종방향 회전력 전달부의 회전 방향의 역방향으로 회전하는 횡방향 피크 동력 전달부와, 상기 종방향 피크 동력 전달부와 상기 발전기를 연결하는 제3 동방향 회전력 전달부를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 종방향 발전기와 전기적으로 연결되는 축전기를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 종방향 동력 생성부는 상기 종방향 균형 유지부 보다 중량이 큰 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 종방향 동력 생성부와 상기 종방향 균형 유지부는 서로 다른 수평면상에서 슬라이드 되는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 종방향 동력 생성부, 상기 종방향 균형 유지부, 상기 횡방향 동력 생성부 및 상기 횡방향 균형 유지부 중 적어도 어느 하나의 내부에는 유체를 수용하는 수용공간과, 상기 수용공간으로 상기 유체를 안내하는 주입구가 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 횡방향 회전축 및 상기 제2 횡방향 회전축 사이에 결합되는 제5 가이드 및 상기 제5 가이드와 소정의 간격만큼 이격되어 상기 제1 횡방향 회전축 및 상기 제2 횡방향 회전축 사이에 결합되는 제6 가이드를 포함하고,
상기 제5 가이드 및 제6 가이드는, 상기 중앙 부유체의 바닥에 결합하는 중앙 가이드 블록과, 상기 중앙 가이드 블록과 이격되어 좌측 부유체와 우측 부유체의 바닥에 각각 결합하는 좌측 가이드 블록 및 우측 가이드 블록과, 상기 중앙 가이드 블록과 상기 좌측 가이드 블록 또는 상기 중앙 가이드 블록과 상기 우측 가이드 블록사이에 형성되며 상기 중앙 부유체의 바닥에 회전 가능하게 결합하여, 회전 상태에 따라 상기 중앙 가이드 블록과 상기 좌측 가이드 블록 및 우측 가이드 블록을 연결 및 해제하는 연결 블록을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 좌측 부유체 및 우측 부유체의 전면 및 후면이, 상기 중앙 부유체의 전면 및 후면의 내부에 삽입되는 형태로 회동하여 상기 중앙 부유체의 개방된 상면을 덮는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 의하면, 횡방향 파력 발전부와 종방향 파력 발전부를 동시에 구비함으로써, 파력 발전 장치가 구동하여 발전이 이루어지는 과정에서 파력 발전 장치의 횡동요와 종동요를 동시에 활용하여 발전 효율이 향상시킨 유리한 효과를 가진다.
또한, 파력 발전 장치의 몸체를 전. 후면과 측면을 가지는 부유체로 형성하여 해수면에서 안정적으로 부유되도록 하는 유리한 효과를 제공한다.
또한, 파력 발전 장치의 몸체를 중앙 부유체, 좌측 부유체 및 우측 부유체로 구획하여 형성하고, 좌측 부유체 및 우측 부유체가 접히도록 구성함으로써, 파력 발전 장치의 휴대성을 높임과 동시에, 파력 발전 장치의 내부를 폐쇄하여 내부 설비를 해수로부터 보호하는 유리한 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예의 구성을 설명하기 위해 도시한 파력 발전 장치의 평면도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예의 종방향 파력 발전부를 설명하기 위해 도시한 파력 발전 장치의 평면도,
도 3은 도 1에서 도시한 종방향 동력 생성부 및 횡방향 동력 생성부 내부에 물이 주입된 상태를 설명하기 위해 도시한 단면도,
도 4는 도 1에서 도시한 종방향 균형 유지부 및 횡방향 균형 유지부 내부에 물이 주입된 상태를 설명하기 위해 도시한 단면도,
도 5는 도 1에서 도시한 제1 가이드부에 종방향 동력 생성부가 결합되어 슬라이드 되는 상태를 설명하기 위해 도시한 그림,
도 6은 도 5에서 종방향 동력 생성부가 탄성부재를 통해 이동력을 부가받는 상태를 설명하기 위해 도시한 그림,
도 7은 도 1에서 도시한 종방향 동력 생성부가 제1 가이드의 단부에서 멀어져, 랙바가 제 1 종방향 회전축을 반시계반대 방향으로 회전시키는 구성을 설명하기 위해 도시한 그림,
도 8은 도 1에서 도시한 종방향 동력 생성부가 제1 가이드의 단부에 근접하여, 랙바가 제 1 종방향 회전축을 시계반대 방향으로 회전시키는 구성을 설명하기 위해 도시한 그림,
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예의 횡방향 파력 발전부를 설명하기 위해 도시한 파력 발전 장치의 평면도,
도 10은, 도 1 및 도 2에서 도시한 좌,우측 부유체가 펼쳐진 상태를 설명하기 위해 도시한 파력 발전 장치의 정면도,
도 11은 도 1 및 도 2에서 도시한 좌,우측 부유체가 중앙 부유체를 덮은 상태를 설명하기 위해 도시한 파력 발전 장치의 정면도,
도 12는 도 1 및 도 2에서 도시한 연결블록이 회전하여 좌,우측 부유체가 접히는 상태를 설명하기 위해 도시한 파력 발전 장치의 평면도,
도 13은 도 1 및 도 2에서 도시한 좌,우측 부유체가 중앙 부유체를 덮은 상태를 설명하기 위해 도시한 파력 발전 장치의 사시도,
도 14는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파력 발전 장치의 종동요에 따른 발전 방법에 대한 참고도,
도 15는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파력 발전 장치의 횡동요에 따른 발전 방법에 대한 참고도이다.
이하, 본 발명에 따른 파력 발전 장치의 바람직한 일실시예에 대해 설명한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명에 따른 파력 발전 장치는 파도의 수평운동을 이용하여 발전하는 것으로, 파도의 수평운동에 기인한 파력 발전 장치의 횡동요와 더불어 종동요를 활용하여 발전 효율을 높이고자 하는 발전 장치이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 관계를 개념적으로 명확히 이해하기 위해서 특징되는 부분만을 도시한 것으로서, 그 결과 도해의 다양한 변형이 예상되며, 도시된 특정 형태에 본 발명은 크게 제한될 필요는 없다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예의 구성을 설명하기 위해 도시한 파력 발전 장치의 평면도이다.
도 1에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파력 발전 장치는 중앙 부유체(110)와 좌측 부유체(120)와 우측 부유체(130)로 구성되는 부유체(100) 위에 횡방향 파력 발전부(200)가 구비되고, 이 횡방향 파력 발전부(200)와 수직하게 종방향 파력 발전부(300)가 배치되어 마련된다.
위와 같은 구성은, 부유체(100)의 횡동요와 더불어 종동요를 활용하여 발전이 가능한 구성이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예의 종방향 파력 발전부를 설명하기 위해 도시한 파력 발전 장치의 평면도이다.
먼저, 종방향 파력 발전부(300)에 대해 설명하기로 한다.
종방향 파력 발전부(300)는 파도에 의해 발생하는 부유체(100)의 종동요를 활용하여 발전하는 역할을 한다. 횡방향 파력 발전부(200)의 밑에 배치되며 횡방향 파력 발전부(200)와 수직하게 배치된다.
도 1 및 도 2를 병행하여 참조하면, 이러한 종방향 파력 발전부(300)는, 제1 종방향 회전축(310), 제2 종방향 회전축(320), 종방향 동력 전달부(330), 종방향 동력 생성부(340), 종방향 균형 유지부(350), 제1 종방향 회전력 전달부(361), 제2 종방향 회전력 전달부(362), 제3 종방향 회전력 전달부(363), 종방향 발전기(370), 제1 가이드부(380) 및 제2 가이드부(390)를 포함하여 이루어짐을 확인할 수 있다.
제1 종방향 회전축(310)은 중앙 부유체(110)의 바닥의 상면의 일측에 결합한다. 여기서, 중앙 부유체(310)의 바닥은 해수면과 접하는 곳이다.
제1 종방향 회전축(310)의 외주면을 감싸는 형태로 제1 종방향 동력 전달 기어(31)가 결합되고 제1 종방향 동력 전달 기어(31)와 소정의 간격만큼 이격되어 제1 종방향 회전축(310)의 외주면을 감싸는 형태로 제1 종방향 회전력 전달 기어(33)가 결합된다. 이때, 제1 종방향 회전축(310)은, 중앙 부유체(310)의 바닥에 형성된 받침 블록등에 결합되어 고정될 수 있다.
제2 종방향 회전축(320)은 중앙 부유체(110)의 바닥의 상면의 타측에 결합되며, 제2 종방향 회전축(320)의 외주면을 감싸는 형태로 제2 종방향 동력 전달 기어(32)가 결합되고 제2 종방향 동력 전달 기어(32)와 소정의 간격만큼 이격되어 제2 종방향 회전축(320)의 외주면을 감싸는 형태로 제2 종방향 회전력 전달 기어(34)가 결합된다. 이때, 제2 종방향 회전축(320) 또한, 중앙 부유체(310)의 바닥에 형성된 받침 블록등에 결합되어 고정될 수 있다.
한편, 제1 종방향 회전축(310) 및 제2 종방향 회전축(320)의 양 단부에는 랙기어(35)가 형성된다. 랙기어(35)는 후술되는 랙바(350)에 연동하여 제1 종방향 회전축(310) 및 제2 종방향 회전축(320)에 회전력을 부가한다. 이에 대해서는 뒤에서 자세히 설명하기로 한다.
종방향 동력 전달부(330)는 일측이 제1 종방향 회전축(310)에 결합된 제1 종방향 동력 전달 기어(31)에 연결되고, 타측이 제2 종방향 회전축(320)에 결합된 제2 종방향 동력 전달 기어(32)에 연결된다. 이때, 종방향 동력 전달부(330)는 벨트 또는 체인 형태로 형성되어 제1 종방향 동력 전달 기어(31) 및 제2 종방향 동력 전달 기어(32)에 감기는 식으로 연결될 수 있다.
종방향 동력 생성부(340)는 종방향 동력 전달부(330)와 결합되며 부유체(100)의 움직임에 따라, 전방에서 후방 또는 후방에서 전방으로 슬라이드 된다. 이때, 종방향 동력 생성부(340)와 종방향 동력 전달부(330)간의 결합은 종방향 동력 생성부(340)의 양측면을 종방향 동력 전달부(330)가 관통하여 이루어질 수 있다.
종방향 균형 유지부(350)는 종방향 동력 생성부(340)와 소정의 간격만큼 이격되어 종방향 동력 전달부(330)와 결합되며 부유체(100)의 움직임에 따라, 중앙 부유체(110)의 상면 상에서 전방에서 후방 또는 후방에서 전방으로 슬라이드 된다. 이때, 종방향 균형 유지부(350)와 종방향 동력 전달부(330) 간의 결합은 종방향 균형 유지부(350)의 양측면을 종방향 동력 전달부(330)가 관통하여 이루어질 수 있다.
종방향 균형 유지부(350)는 종방향 동력 생성부(340)가 슬라이드 되는 방향으로 슬라이드 됨으로써, 종방향 동력 생성부(340)가 중앙 부유체(110)의 상면 상에서 전방에서 후방 또는 후방에서 전방으로 과도하게 슬라이드 되어 종방향 동력 생성부(340)의 움직임에 의한 파력 발전 장치(10)가 불균형하게 동작하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 종방향 동력 생성부(340)와 종방향 균형 유지부(350)는 중앙 부유체(110)의 움직임에 따라 서로 다른 수평면 상에서 전방에서 후방 또는 후방에서 전방으로 슬라이드 되는 것이 바람직한데, 이는 종방향 동력 생성부(340)와 종방향 균형 유지부(350)가 동일 평면상에서 슬라이드 될 시에 서로 충돌하게 되는 경우를 방지하기 위함이다.
또한, 종방향 동력 생성부(340)는 종방향 균형 유지부(350)에 의해 움직임이 과도하게 제한되는 것을 방지하기 위해 종방향 균형 유지부(350)보다 중량이 크게 형성되는 것이 바람직하다.
도 3은 도 1에서 도시한 종방향 동력 생성부 및 횡방향 동력 생성부 내부에 물이 주입된 상태를 설명하기 위해 도시한 단면도이고, 도 4는 도 1에서 도시한 종방향 균형 유지부 및 횡방향 균형 유지부 내부에 물이 주입된 상태를 설명하기 위해 도시한 단면도이다.
한편, 종방향 동력 생성부(340) 및 종방향 균형 유지부(350)와, 후술되는 횡방향 동력 생성부(240) 및 횡방향 균형 유지부(250)의 내부는 비어 있는 상태로 형성되며, 물이 주입되는 물 주입구(341,241,351,251)가 형성된다. 그리고, 물 주입구(341,241,351,251)를 필요에 따라 개폐하는 캡부(342,242,352,252)가 마련된다.
사용자는, 물 주입구(341,241,351,251)를 통해, 물을 주입하여, 종방향 동력 생성부(340) 및 종방향 균형 유지부(350)와, 횡방향 동력 생성부(240) 및 횡방향 균형 유지부(250)의 중량을 확보하고, 일실시예를 운반할 때에는, 물 주입구(341,241,351,251)를 통해, 물을 제거함으로써, 일실시예의 전체 무게를 최소화 할 수 있다.
제1 가이드부(380)는 제1 가이드(381)와 제2 가이드(382)를 포함하여 이루어지며, 제1 가이드(381)는 제1 종방향 회전축(310)과 제2 종방향 회전축(320) 사이에 결합되고, 제2 가이드(382)는 제1 가이드(381)와 소정의 간격만큼 이격되어 제1 종방향 회전축(310)과 제2 종방향 회전축(320) 사이에 결합된다.
이때, 제1 가이드(381)와 제2 가이드(382) 사이에 종방향 동력 생성부(340)와 종방향 균형 유지부(350)가 삽입되어 부유체(100)의 움직임에 따라 전방에서 후방 또는 후방에서 전방으로 슬라이드 될 수 있다.
도 5는 도 1에서 도시한 제1 가이드부에 종방향 동력 생성부가 결합되어 슬라이드 되는 상태를 설명하기 위해 도시한 그림이고, 도 6은 도 5에서 종방향 동력 생성부가 탄성부재를 통해 이동력을 부가받는 상태를 설명하기 위해 도시한 그림이다.
도 5에서 확인 할 수 있듯이. 제1 가이드(381)의 측면에는 중앙 부유체(110)의 바닥과 평행하게, 제1 가이드(381)의 길이방향으로 2개의 슬라이드 홈(383,384)이 형성된다.
상대적으로 윗쪽에 형성되는 슬라이드 홈(383)에는 종방향 균형 유지부(350)가 끼워지고, 상대적으로 아랫쪽에 형성되는 슬라이드 홈(384)에는 종방향 동력 생성부(340)가 끼워진다.
도면에는 도시하지 않았지만, 제2 가이드(382)에도 상술한 슬라이드 홈(383,384)이 형성되어, 종방향 동력 생성부(340)와 종방향 균형 유지부(350)가 제1 가이드(381) 및 제 2 가이드(382)를 따라 이동하도록 구성된다. 따라서, 종방향 동력 생성부(340) 및 종방향 균형 유지부(350)는 제1 가이드(381) 및 제2 가이드(382)를 따라 전방에서 후방 또는 후방에서 전방으로 이동될 수 있으며, 슬라이드 홈(383,384)에는 종방향 동력 생성부(340)와 종방향 균형 유지부(350)와의 마찰력 감소를 위해 베어링(미도시)이 마련될 수 있다.
한편, 종방향 동력 생성부(340)가 끼워지는 슬라이드 홈(384)의 일측 단부 및 타측 단부에 탄성부재(385)가 설치된다. 탄성부재(385)는 압축방향의 반대 방향으로 복원력을 제공하는 역할을 한다. 구체적으로, 부유체(100)에 종동요가 발생하고, 부유체(100)가 전방 또는 후방으로 기울어지는 경우, 도 6에서 도시한 바와 같이. 종방향 동력 생성부(340)가 제1 가이드(381) 및 제2 가이드(382)의 슬라이드 홈(384)의 단부에 근접하여, 탄성부재(385)를 가압하고, 탄성부재(385)는 종방향 동력 생성부(340)를 압축방향(도 6의 P)과 반대방향(도 6의 R)으로 밀어냄으로써, 전방과 후방으로 기울어짐을 반복하는 부유체(100)의 움직임에 대응하여 종방향 동력 생성부(340)의 이동력을 부가하는 역할을 한다.
종방향 동력 생성부(340)의 이동력이 커지면, 후술되는 종방향 발전기(370)를 통한 발전량을 늘릴 수 있는 이점이 있다.
도 7은 도 1에서 도시한 종방향 동력 생성부가 제1 가이드의 단부에서 멀어져, 랙바가 제 1 종방향 회전축을 반시계반대 방향으로 회전시키는 구성을 설명하기 위해 도시한 그림이고, 도 8은 도 1에서 도시한 종방향 동력 생성부가 제1 가이드의 단부에 근접하여, 랙바가 제 1 종방향 회전축을 시계반대 방향으로 회전시키는 구성을 설명하기 위해 도시한 그림이다.
한편, 도 5 내지 도 8에서 도시한 바와 같이, 제1 가이드(381)의 단부에는 제1 종방향 회전축(310) 방향으로 랙바(385)가 슬라이드 가능하게 결합한다. 이(齒)가 형성되지 않은 랙바(385)의 일방은 제1 가이드(381) 내부에 슬라이드 가능하게 결합하고, 이(齒)가 형성된 랙바(385)의 타방은 랙기어(35)에 치합되는 구성을 가진다.
이때, 랙바(385)는 종방향 동력 생성부(340)의 단부와 고정된다.
도 7에서 도시한 바와 같이, 종방향 동력 생성부(340)가 탄성부재(385)에 의해, 제1 가이드(381)의 단부에서 멀어지면, 랙바(385)가 후퇴하며, 이에 연동하여, 랙기어(35)가 시계 반대 방향으로 회전한다. 이와 같은 구성으로, 제1 종방향 회전축(310)에 시계 반대 방향으로, 회전력을 추가로 부가한다.
한편, 부유체(100)에 종동요에 의해, 도 8에서 도시한 바와 같이, 종방향 동력 생성부(340)가, 제1 가이드(381)의 단부로 접근하면, 랙바(385)가 전진하며, 이에 연동하여, 랙기어(35)가 시계 방향으로 회전한다. 이와 같은 구성으로, 제1 종방향 회전축(310)에 시계 방향으로, 회전력을 추가로 부가한다.
이로써, 종방향 동력 생성부(340)가 제1 가이드(381)의 단부에 근접 위치할 때에도, 제1 종방향 회전축(310)이 일시적으로 멈추지 않고 회전이 계속될 수 있도록 한다.
위와 같은 랙바(385)와 랙기어(35) 구성은, 제2 가이드(382)에도 동일하게 구성되며, 제2 종방향 회전축(320)에 대응하여서도 동일하게 구성되므로, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 1 및 도 2에서 도시한 바와 같이. 제1 종방향 회전력 전달부(361)는 일측이 제1 종방향 회전축(310)에 결합된 제1 종방향 회전력 전달 기어(33)와 제2 종방향 회전축(320)에 결합된 제2 종방향 회전력 전달 기어(34) 중 적어도 하나에 연결된다.
이때, 제1 종방향 회전력 전달부(361)는 벨트 또는 체인 형태로 형성되어 제1 종방향 회전력 전달 기어(33)와 제2 종방향 회전력 전달 기어(34) 중 적어도 하나에 감기는 식으로 연결될 수 있다.
종방향 발전기(370)는 중앙 부유체(111)의 바닥 상면에 결합되며 전면에 발전 구동부(371)가 구비되고, 제1 종방향 회전력 전달부(361)의 타측과 연결된다. 이때, 제1 종방향 회전력 전달부(361)의 일측에는 제1 종방향 회전력 전달 기어(33)와 제2 종방향 회전력 전달 기어(34)중 적어도 하나에 연결된다.
또한, 파력 발전 장치는 종방향 발전기(370)와 전기적으로 연결되어 종방향 발전기(370)에서 생산되는 전기를 저장할 수 있는 축전지(400)를 더 구비할 수 있다.
그리고, 파력 발전 장치는 제1 종방향 회전력 전달 기어(33)와 제2 종방향 회전력 전달 기어(34)중 적어도 하나에 연결되는 제2 종방향 회전력 전달부(362), 제2 회전력 전달부(362) 상에 연결되어 제2 회전력 전달부(362)의 회전 방향의 역방향으로 회전하는 피크 동력 전달부(364), 및 피크 동력 전달부(364)와 발전기(370)를 연결하는 제3 회전력 전달부(363)를 더 포함하며, 이때, 제2 회전력 전달부(362), 피크 동력 전달부(364), 및 제3 종방향 회전력 전달부(363)의 역할에 대한 설명은, 후술되는 발전 방법에 대한 설명에서 자세히 하기로 한다.
한편, 도 2에서 도시한 바와 같이, 제1 가이드부(380)와 이격하여 제 2 가이드부(390)가 추가로 형성될 수 있으며, 제 2 가이드부(390)는 제1 종방향 회전축(310) 및 상기 제2 종방향 회전축(320) 사이에 결합되는 제3 가이드(391) 및 상기 제3 가이드(392)와 소정의 간격만큼 이격되어 상기 제1 종방향 회전축(310) 및 상기 제2 종방향 회전축(320) 사이에 결합되는 제4 가이드(392)를 포함하여 이루어진다.
이에, 제 1가이드부(380)에서와 같이, 제3 가이드(391) 및 제4 가이드(392)를 따라 이동하는 종방향 동력 생성부(340)와 종방향 균형 유지부(350)와, 종방향 동력 전달부(330), 제1 종방향 회전력 전달부(360)가 추가로 구성될 수 있다.
상술한, 제1 종방향 회전력 전달 기어(33)와 제2 종방향 회전력 전달 기어(34)는 제 2가이드(382)와 제3 가이드(391) 사이에 위치하도록, 각각 제1 종방향 회전축(310) 및 제2 종방향 회전축(320)에 결합되며, 상술한, 제1 종방향 회전력 전달부(361), 제2 종방향 회전력 전달부(362) 및 제3 종방향 회전력 전달부(363) 또한, 제 2가이드(382)와 제3 가이드(391) 사이에 배치된다.
위와 같이, 부유체(100)의 종동요를 활용한 발전 유닛을 추가로 구성하여 종방향 발전기(370)의 발전 효율을 높일 수 있다.
다음으로, 횡방향 파력 발전부(200)에 대해 설명하기로 한다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예의 횡방향 파력 발전부를 설명하기 위해 도시한 파력 발전 장치의 평면도이다.
횡방향 파력 발전부(200)는 파도에 의해 발생하는 부유체(100)의 횡동요를 활용하여 발전하는 역할을 한다. 이는 상술한 종방향 파력 발전부(300)의 위에 배치되어 종방향 파력 발전부(300)와 수직하게 배치된다.
제1 횡방향 회전축(210) 및 제2 횡방향 회전축(220)이 각각 좌측 부유체(120) 및 우측 부유체(130)의 바닥에 결합하며, 제1 횡방향 회전축(210) 및 제2 횡방향 회전축(220) 사이에, 좌측 부유체(120)에서 중앙 부유체(110)를 가로질러 우측 부유체(130)까지 제 3가이드부(270)가 마련된다.
제 3가이드부(270)는 상기 제1 횡방향 회전축(210) 및 상기 제2 횡방향 회전축(220) 사이에 결합되는 제5 가이드(271) 및 상기 제5 가이드(271)와 소정의 간격만큼 이격되어 제1 횡방향 회전축(210) 및 상기 제2 횡방향 회전축(220) 사이에 결합되는 제6 가이드(272)를 포함한다. 이러한 제 3가이드부(270)를 따라, 횡방향 동력 전달부(230)를 통해, 부유체(100)의 횡동요에 대응하여 좌측 또는 우측방향으로 이동하는 횡방향 동력 생성부(240)와, 횡방향 균형 유지부(250)가 마련된다. 이때, 제5 가이드(271) 및 제6 가이드(272)에 형성된 슬라이드 홈(미도시)의 단부에도 상술한 탄성부재(385)가 설치되어 제 3가이드부(270)를 따라 이동하는 횡방향 동력 생성부(240)와, 횡방향 균형 유지부(250)의 이동력을 부가할 수 있다.
또한, 제1 횡방향 회전축(210) 및 상기 제2 횡방향 회전축(220)중 적어도 어느 하나에 결합된 제1 횡방향 회전력 전달부(260)와 이 제1 횡방향 회전력 전달부(260)와 연결된 횡방향 발전기(270)가 마련된다. 횡방향 발전기(270)는 상술한 축전지(400)에 연결되어 생산된 전기를 저장할 수 있다.
한편, 제1 횡방향 회전축(210) 및 상기 제2 횡방향 회전축(220)에 결합된 동력 전달 기어와 회전력 전달 기어에 대한 구성은 상술한 종방향 파력 발전부(300)의 구성과 동일함으로, 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
다음으로, 도 10 내지 도 13을 참조하여, 중앙 부유체(110)를 기준으로, 좌,우측 부유체(120,130)가 접이식으로 구성되는 부유체(100)의 구성을 설명하기로 한다.
도 10은, 도 1 및 도 2에서 도시한 좌,우측 부유체가 펼쳐진 상태를 설명하기 위해 도시한 파력 발전 장치의 정면도이고, 도 11은 도 1 및 도 2에서 도시한 좌,우측 부유체가 중앙 부유체를 덮은 상태를 설명하기 위해 도시한 파력 발전 장치의 정면도이며, 도 12는 도 1 및 도 2에서 도시한 연결블록이 회전하여 좌,우측 부유체가 접히는 상태를 설명하기 위해 도시한 파력 발전 장치의 평면도이고, 도 13은 도 1 및 도 2에서 도시한 좌,우측 부유체가 중앙 부유체를 덮은 상태를 설명하기 위해 도시한 파력 발전 장치의 사시도이다.
도 10 및 도 11에서 도시한 바와 같이, 중앙 부유체(110)의 양측에는 좌측 부유체(120)와 우측 부유체(130)가 회동가능하게 결합된다. 즉, 도 10의 H를 회동축으로 하여, 좌측 부유체(120) 및 우측 부유체(130)가 중앙 부유체(110)의 탑부(111)를 향하여 모아지도록 회동하여 중앙 부유체(110)의 개방된 상면을 덮는 구성을 가진다.
이때, 좌측 부유체(120)의 전면(121) 및 후면(122)과, 우측 부유체(130)의 전면(131) 및 후면(132)이 상기 중앙 부유체(110)의 전면(111) 및 후면(112)의 내부에 삽입되는 형태로 회동하여 상기 중앙 부유체(110)의 개방된 상면을 덮는다.
접이식으로 구성되는 좌측 부유체(120)와 우측 부유체(130)는, 파력 발전 장치의 휴대 용이성을 높이기 위한 것이다. 아울러 탑부(111)에 별도의 손잡이를 마련하여 휴대 용이성을 더욱 높이는 것도 가능하다.
좌측 부유체(120) 및 우측 부유체(130)를 회동시켜, 중앙 부유체(110)의 개방된 상면을 덮는 경우, 도 6에서 도시한 바와 같이, 파력 발전 장치의 부피를 상당히 줄일 수 있어 휴대가 용이한 유리한 점이 있다.
도 10에서 도시한 바와 같이, 좌측 부유체(120) 및 우측 부유체(130)가 펼쳐진 상태에서 좌측 부유체(120) 및 우측 부유체(130)를 회동시키기 위해서는, 도 12에서 도시한 바와 같이, 좌측 부유체(120)-중앙 부유체(110)-우측 부유체(130)에 걸쳐 형성된 제 3가이드부(270)의 연결블록들(271d,272d)이 회전하여야 한다.
제3 가이드부(270)는, 중앙 가이드 블록(271a,272a)과, 중앙 가이드 블록(271a,272b)에 연결되는 연결블록(271d,272d)과, 연결블록(271d,272d)과 연결되는 좌측 가이드 블록(271b,272b)과 우측 가이드 블록(271c,271d)을 포함하여 이루어지는데, 연결블록들(271d,272d)이 회전하여, 좌측 가이드 블록(271b,272b)과 중앙 가이드 블록(271a,272b), 우측 가이드 블록(271c,271d)와 중앙 가이드 블록(271a,272a)의 연결을 해제하여, 좌측 부유체(120) 및 우측 부유체(130)가 회동 가능한 상태를 마련한다.
이를 위해, 연결블록들(271d,272d)은 중앙 부유체(110)의 바닥에 회전 가능하게 결합한다.
좌측 부유체(120) 및 우측 부유체(130)가 회동하여 중앙 부유체(110)의 개방된 상면을 덮도록 모아지면 도 10과 같은 상태가 된다.
한편, 좌측 부유체(120) 및 우측 부유체(130)가 펼쳐 졌을 때, 좌측 부유체(120), 우측 부유체(130) 및 중앙 부유체(110)가 이루는 외형은 정사각형 형태를 이루는 것이 바람직하다.
도 14는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파력 발전 장치의 종동요에 따른 발전 방법에 대한 참고도이다.
이때, 파력 발전 장치의 발전 방법에 대한 설명을 위하여 파력 발전 장치를 구성하는 일부 구성 요소들만 도시하였으며 도 14의 (a) 내지 (c)에서 도시된 바와 같이, 파력 발전 장치의 종동요에 따른 발전 방법은 다음과 같다.
해수면(W) 상에 파력 발전 장치를 설치 한다. 파도가 발생되지 않은 평형 상태의 해수면(W) 상에 설치된 파력 발전 장치는, 도 14의 (a)에서 도시한 바와 같이, 수평 상태를 유지한다. 도 14의 (b)에서 도시한 바와 같이, 파도가 발생하여 해수면(W)의 좌측이 해수면(W)의 우측에 비해 높게 형성되면 중앙 부유체(110)의 바닥도 전방(도 14의 왼쪽방향)으로 상승하게 되며 그에 따라 종방향 동력 생성부(340)는 제1 가이드(381) 및 제2 가이드(382)를 따라 우측으로 이동하고, 이에 대응하여 종방향 균형 유지부(350)는 제1 가이드(381) 및 제2 가이드(382)를 따라 좌측으로 이동하게 된다.
위와 같이, 종방향 동력 생성부(340) 및 종방향 균형 유지부(350)가 이동하면 종방향 동력 생성부(340) 및 종방향 균형 유지부(350)와 연결되어 있는 종방향 동력 전달부(330)가 동작하여 제1 종방향 동력 전달 기어(31) 및 제2 종방향 동력 전달 기어(32)가 회전하게 되고 그에 따라 제1 종방향 회전축(310) 및 제2 종방향 회전축(320)이 회전하게 된다.
제1 종방향 회전축(310) 및 제2 종방향 회전축(320)이 회전하게 되면 제1 종방향 회전축(310)에 결합되어 있는 제1 종방향 회전력 전달 기어(33) 및 제2 종방향 회전축(320)에 결합되어 있는 제2 종방향 회전력 전달 기어(34)가 회전하게 되고 그에 따라 제1 종방향 회전력 전달 기어(33)와 제2 종방향 회전력 전달 기어(34)중 적어도 하나에 연결되어 있는 제1 종방향 회전력 전달부(361)가 동작한다.
제1 종방향 회전력 전달부(361)가 동작하게 되면 제1 종방향 회전력 전달부(361)에 연결되어 있는 종방향 발전 구동부(371)가 회전하게 되므로 종방향 발전기(370)가 구동되어 발전이 이루어진다.
또한, 파도가 발생하여, 도 14의 (c)에서 도시한 바와 같이, 해수면(W)의 우측이 해수면(W)의 좌측에 비해 높게 형성되는 경우에는 중앙 부유체(110)의 바닥이 전방에 비해 후방(도 14의 오른쪽방향)이 상승하게 되며, 종방향 동력 생성부(340)는 제1 가이드(381) 및 제2 가이드(382)를 따라 좌측으로 이동하고, 이에 대응하여 종방향 균형 유지부(350)는 제1 가이드(381) 및 제2 가이드(382)를 따라 우측으로 이동하게 된다.
위와 같이, 종방향 동력 생성부(340) 및 종방향 균형 유지부(350)가 이동하게 되면, 앞선 경우가 같은 과정을 통해, 종방향 발전기(370)가 구동되어 발전이 이루어진다.
이때, 통상적인 발전기(110)에 있어서, 발전 구동부(371)는 어느 일방(보통 시계방향)으로만 회전하는 것이 일반적인데, 제1 종방향 회전축(310) 및 제2 종방향 회전축(320)은 종방향 동력 생성부(340)의 전방 또는 후방을 향한 움짐임에 따라 회전하는 회전 방향이 동일하지 않다. 이에 발전 구동부(371)가 제1 종방향 회전축(310) 및 제2 종방향 회전축(320)의 회전 방향과 무관하게 동일한 방향으로만 회전할 수 있는 구성을 이하에서 설명하도록 한다.
앞선 도 1에 도시된 바와 같이, 제2 종방향 회전력 전달부(362)는 일측이 제2 종방향 회전력 전달 기어(34)에 연결되며, 타측이 제2 종방향 회전력 전달부(362)와 소정 간격만큼 이격되어 있는 회전력 전달 보조부(365)에 연결된다.
피크 동력 전달부(364)는 제1 종방향 회전축(310)과 회전력 전달 보조부(365) 사이에 결합되며, 제2 종방향 회전력 전달부(362)에 연결되어 제2 종방향 회전력 전달부(362)의 회전 방향의 역방향으로 회전한다. 이때, 피크 동력 전달부(364)는 중앙 부유체(110)의 바닥에 결합되어 고정될 수 있다.
제3 종방향 회전력 전달부(363)는 일측이 피크 동력 전달부(364)와 연결되며 타측이 발전 구동부(371)와 연결되어 피크 동력 전달부(364)의 회전 방향에 따라 동작하여 발전 구동부(371)가 구동 되도록 한다.
구체적으로, 해수면(W)의 우측이 해수면(W)의 좌측에 비해 높게 형성되어 종방향 동력 생성부(340)가 후방으로 슬라이드 되는 경우(도 14의 (b)), 제1 종방향 회전축(310)은 시계 반대방향으로 회전한다. 이때, 제1 종방향 회전축(310)과 종방향 발전기(370)는 시계 방향 회전을 기준으로 하는 온 웨이 클러치(one way clutch) 형태로 연결 되기 때문에, 제1 종방향 회전축(310)의 시계 반대방향 회전은 종방향 발전기(370)의 구동에 영향을 미치지 않는다.
그러나, 제2 종방향 회전축(320) 또한, 시계 반대방향으로 회전하지만, 상술한 회전력 전달 보조부(365)와 피크 동력 전달부(364)에 의해 시계 방향으로 제3 종방향 회전력 전달부(363)를 통해 종방향 발전기(370)에 회전력을 전달하게 된다.
한편, 해수면(W)의 좌측이 해수면(W)의 우측에 비해 높게 형성되어 종방향 동력 생성부(340)가 전방으로 슬라이드 되는 경우(도 14의 (c)), 제2 종방향 회전축(320)은 시계 방향으로 회전한다. 이때, 제2 종방향 회전축(320)과 종방향 발전기(370)는 시계 방향 회전을 기준으로 하는 온 웨이 클러치(one way clutch) 형태로 연결 되기 때문에, 제2 종방향 회전축(310)의 시계 방향 회전은 역전되어 시계 반대 방향의 회전력이 종방향 발전기(370)에 전달되기 때문에 종방향 발전기(370)의 구동에 영향을 미치지 않는다.
다만, 시계 방향으로 회전하는 제1 종방향 회전축(310)의 회전력에 의해, 종방향 발전기(370)가 구동하게 된다.
상술한, 제1 종방향 회전축(310) 및 제2 종방향 회전축(320)의 회전 방향성은 본 발명의 구체적인 설명을 위한 예시에 지나지 않으며, 본 발명을 한정하지 않는다.
따라서, 전방 또는 후방으로 기울어지는 파력 발전 장치의 움직임에 대한 방향성과 무관하게, 일정한 방향의 회전력을 종방향 발전기(370)에 전달하여 발전이 지속적으로 이루어 질 수 있도록 구성한다.
종방향 발전기(370)에서 발전된 전기는 축전지(400)에 저장된다.
도 15는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파력 발전 장치의 횡동요에 따른 발전 방법에 대한 참고도이다.
한편, 파력 발전 장치의 종동요에 따른 발전 방법은 도 15의 (a) 내지 (c)에서 도시된 바와 같와 같다. 도 15의 (a)에서 도시한 바와 같이, 수평 상태를 유지한 상태에서, 도 15의 (b)에서 도시한 바와 같이, 파도가 발생하여 해수면(W)의 좌측(도 15의 좌측방향)이 해수면(W)의 우측(도 15의 우측 방향)에 비해 높게 형성되면 중앙 부유체(110), 좌측 부유체(120) 및 우측 부유체(130)의 좌측 바닥이 상승하게 되며, 그에 따라 횡방향 동력 생성부(240)는 우측으로 이동하고, 이에 대응하여 횡방향 균형 유지부(250)는 좌측으로 이동하게 된다.
반대로, 도 15의 (c)에서 도시한 바와 같이, 파도가 발생하여 해수면(W)의 우측(도 15의 우측방향)이 해수면(W)의 좌측(도 15의 좌측 방향)에 비해 높게 형성되면 중앙 부유체(110), 좌측 부유체(120) 및 우측 부유체(130)의 우측 바닥이 상승하게 되며, 그에 따라 횡방향 동력 생성부(240)는 좌측 방향으로 이동하고, 이에 대응하여 횡방향 균형 유지부(250)는 우측 방향으로 이동하게 된다.
이러한, 횡방향 동력 생성부(240)의 움직임에 의한 횡방향 발전기의 발전과정은 상술한 파력 발전 장치의 종동요를 활용한 발전과정과 동일함으로, 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
횡방향 발전기에서 발전된 전기는 축전지(도 1의 400)에 저장된다.
위와 같이, 본 발명은 파도에 의해 발생하는 파력 발전 장치의 횡동요 뿐만 아니라 종동요를 활용하여 발전을 하기 때문에, 발전 효율을 높이는 유리한 효과를 가진다.
이상에서 본 발명에 따른 파력 발전 장치에 관한 바람직한 실시예에 대하여 설명하였다.
전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
31 : 제1 종방향 동력 전달 기어
32 : 제2 종방향 동력 전달 기어
33 : 제1 종방향 회전력 전달 기어
34 : 제2 종방향 회전력 전달 기어
35,36 : 랙기어
100 : 부유체
110 : 중앙 부유체
120 : 좌측 부유체
130 : 우측 부유체
200 : 횡방향 파력 발전부
210 : 제1 횡방향 회전축
220 : 제2 횡방향 회전축
230 : 횡방향 동력 전달부
240 : 횡방향 동력 생성부
250 : 횡방향 균형 유지부
260 : 제1 횡방향 회전력 전달부
270 : 제3 가이드부
271 : 제5 가이드
272 : 제6 가이드
300 : 종방향 파력 발전부
310 : 제1 종방향 회전축
320 : 제2 종방향 회전축
330 : 종방향 동력 전달부
340 : 종방향 동력 생성부
350 : 종방향 균형 유지부
361 : 제1 종방향 회전력 전달부
362 : 제2 종방향 회전력 전달부
363 : 제3 종방향 회전력 전달부
364 : 피크 동력 전달부
365 : 종방향 회전력 전달 보조부
370 : 종방향 발전기
380 : 제1 가이드부
381 : 제1 가이드
382 : 제2 가이드
383,384 : 슬라이드 홈
385 : 탄성부재
390 : 제2 가이드부
391 : 제3 가이드
392 : 제4 가이드
400 : 축전지

Claims (16)

  1. 상면이 개방형성된 중앙 부유체와 상기 중앙 부유체의 양측면에 회동 가능하게 결합하는 좌측 부유체 및 우측 부유체를 포함하는 부유체;
    횡방향으로 상호 이격되어, 상기 좌측 부유체 및 우측 부유체의 바닥에 각각 결합되는 제1 횡방향 회전축 및 제2 횡방향 회전축과, 일측이 상기 제1 횡방향 회전축에 결합되고, 타측이 상기 제2 횡방향 회전축에 연결되는 횡방향 동력 전달부와, 상기 횡방향 동력 전달부와 결합되며 상기 부유체의 횡동요(橫動搖)에 따라 이동하는 횡방향 동력 생성부와, 상기 횡방향 동력 발생부와 소정의 간격만큼 이격되어 상기 횡방향 동력 전달부와 결합되며 상기 부유체의 횡동요(橫動搖)에 따라 이동하는 횡방향 균형 유지부와, 상기 횡방향 동력 전달부와 소정의 간격만큼 이격되며 일측이 상기 제1 횡방향 회전축과 상기 제2 횡방향 회전축 중 적어도 하나에 연결되는 제1 횡방향 회전력 전달부 및, 상기 제1 횡방향 회전력 전달부의 타측과 연결되는 횡방향 발전기를 포함하는 횡방향 파력 발전부;및
    종방향으로 상호 이격되어 상기 중앙 부유체의 바닥에 결합되는 제1 종방향 회전축 및 제2 종방향 회전축과, 일측이 상기 제1 종방향 회전축에 결합되고, 타측이 상기 제2 종방향 회전축에 연결되는 종방향 동력 전달부와, 상기 종방향 동력 전달부와 결합되며 상기 부유체의 종동요(縱動搖)에 따라 이동하는 종방향 동력 생성부와, 상기 종방향 동력 발생부와 소정의 간격만큼 이격되어 상기 종방향 동력 전달부와 결합되며 상기 부유체의 종동요(縱動搖)에 따라 이동하는 종방향 균형 유지부와, 상기 종방향 동력 전달부와 소정의 간격만큼 이격되며 일측이 상기 제1 종방향 회전축과 상기 제2 종방향 회전축 중 적어도 하나에 연결되는 제1 종방향 회전력 전달부 및, 상기 제1 종방향 회전력 전달부의 타측과 연결되는 종방향 발전기를 포함하는 종방향 파력 발전부를 포함하는 파력 발전 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 종방향 회전축 및 상기 제2 종방향 회전축 사이에 결합되는 제1 가이드 및 상기 제1 가이드와 소정의 간격만큼 이격되어 상기 제1 회전축 및 상기 제2 회전축 사이에 결합되는 제2 가이드를 포함하는 제1 가이드부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파력 발전 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제1 가이드부와 이격 형성되며,
    상기 제1 종방향 회전축 및 상기 제2 종방향 회전축 사이에 결합되는 제3 가이드 및 상기 제3 가이드와 소정의 간격만큼 이격되어 상기 제1 종방향 회전축 및 상기 제2 종방향 회전축 사이에 결합되는 제4 가이드를 포함하는 제2 가이드부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파력 발전 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 종방향 동력 생성부 및 상기 종방향 균형 유지부는 상기 제1 가이드와 상기 제2 가이드 사이, 또는 상기 제3 가이드와 제4 가이드 사이에 삽입되어 슬라이드 되는 것을 특징으로 하는 파력 발전 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제1 가이드, 상기 제2 가이드, 상기 제3 가이드 및 상기 제4 가이드에는,
    상기 종방향 동력 생성부 및 상기 종방향 균형 유지부가 끼워지는 슬라이드 홈이 각각 상하로 수평하게 형성되는 것을 특징으로 하는 파력 발전 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 슬라이드 홈 단부에 내설되어, 상기 슬라이드 홈 단부로 접근하는 상기 종방향 동력 생성부 또는 상기 종방향 균형 유지부를 접근 방향과 반대방향으로 탄성력을 부가하는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 파력 발전 장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 제1 종방향 회전축에 형성되는 랙기어;
    일방은 상기 랙기어와 치합하고, 타방은 상기 제1 가이드, 상기 제2 가이드, 상기 제3 가이드 및 상기 제4 가이드의 단부에 슬라이드 가능하게 내설되어, 상기 종방향 동력 생성부 또는 상기 종방향 균형 유지부의 이동과 연동하여 직선 왕복 운동하는 랙바;를 포함하는 것을 특징으로 하는 파력 발전 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 종방향 회전축의 외주면을 감싸는 형태로 결합되는 제1 종방향 동력 전달 기어 및 상기 제2 종방향 회전축의 외주면을 감싸는 형태로 결합되는 제2 종방향 동력 전달 기어를 더 포함하며, 상기 종방향 동력 전달부의 일측이 상기 제1 종방향 동력 전달 기어와 연결되며 상기 종방향 동력 전달부의 타측이 상기 제2 종방향 동력 전달 기어와 연결되는 것을 특징으로 하는 파력 발전 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 종방향 동력 전달 기어와 소정의 간격만큼 이격되며 상기 제1 회전축의 외주면을 감싸는 형태로 결합되는 제1 종방향 회전력 전달 기어 및 상기 제2 종방향 동력 전달 기어와 소정의 간격만큼 이격되며 상기 제2 종방향 회전축의 외주면을 감싸는 형태로 결합되는 제2 종방향 회전력 전달 기어를 더 포함하며, 상기 제1 종방향 회전력 전달부의 일측이 상기 제1 종방향 회전력 전달 기어와 상기 제2 종방향 회전력 전달력 기어 중 적어도 하나와 연결되는 것을 특징으로 하는 파력 발전 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 제1 종방향 회전력 전달 기어와 상기 제2 종방향 회전력 전달 기어 중 적어도 하나와 연결되는 제2 종방향 회전력 전달부와, 상기 제2 종방향 회전력 전달부 상에 연결되어, 상기 제2 종방향 회전력 전달부의 회전 방향의 역방향으로 회전하는 횡방향 피크 동력 전달부와, 상기 종방향 피크 동력 전달부와 상기 발전기를 연결하는 제3 동방향 회전력 전달부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파력 발전 장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 종방향 발전기와 전기적으로 연결되는 축전기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파력 발전 장치.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 종방향 동력 생성부는 상기 종방향 균형 유지부 보다 중량이 큰 것을 특징으로 하는 파력 발전 장치.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 종방향 동력 생성부와 상기 종방향 균형 유지부는 서로 다른 수평면상에서 슬라이드 되는 것을 특징으로 하는 파력 발전 장치.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 종방향 동력 생성부, 상기 종방향 균형 유지부, 상기 횡방향 동력 생성부 및 상기 횡방향 균형 유지부 중 적어도 어느 하나의 내부에는 유체를 수용하는 수용공간과, 상기 수용공간으로 상기 유체를 안내하는 주입구가 형성되는 것을 특징으로 하는 파력 발전 장치.
  15. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 횡방향 회전축 및 상기 제2 횡방향 회전축 사이에 결합되는 제5 가이드 및 상기 제5 가이드와 소정의 간격만큼 이격되어 상기 제1 횡방향 회전축 및 상기 제2 횡방향 회전축 사이에 결합되는 제6 가이드를 포함하고,
    상기 제5 가이드 및 제6 가이드는, 상기 중앙 부유체의 바닥에 결합하는 중앙 가이드 블록과, 상기 중앙 가이드 블록과 이격되어 좌측 부유체와 우측 부유체의 바닥에 각각 결합하는 좌측 가이드 블록 및 우측 가이드 블록과, 상기 중앙 가이드 블록과 상기 좌측 가이드 블록 또는 상기 중앙 가이드 블록과 상기 우측 가이드 블록사이에 형성되며 상기 중앙 부유체의 바닥에 회전 가능하게 결합하여, 회전 상태에 따라 상기 중앙 가이드 블록과 상기 좌측 가이드 블록 및 우측 가이드 블록을 연결 및 해제하는 연결 블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 파력 발전 장치.
  16. 제 1항에 있어서,
    상기 좌측 부유체 및 우측 부유체의 전면 및 후면이, 상기 중앙 부유체의 전면 및 후면의 내부에 삽입되는 형태로 회동하여 상기 중앙 부유체의 개방된 상면을 덮는 것을 특징으로 하는 파력 발전 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20100034806A (ko) * 2008-09-25 2010-04-02 노병문 파력 발전 장치 및 이를 이용한 발전 시스템
KR20100106893A (ko) * 2009-03-24 2010-10-04 임기승 조류를 이용한 수차

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