KR101348416B1 - 모듈형 수직축 조류발전기 - Google Patents

모듈형 수직축 조류발전기 Download PDF

Info

Publication number
KR101348416B1
KR101348416B1 KR1020120085815A KR20120085815A KR101348416B1 KR 101348416 B1 KR101348416 B1 KR 101348416B1 KR 1020120085815 A KR1020120085815 A KR 1020120085815A KR 20120085815 A KR20120085815 A KR 20120085815A KR 101348416 B1 KR101348416 B1 KR 101348416B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
blade
support
vertical
generator
arm
Prior art date
Application number
KR1020120085815A
Other languages
English (en)
Inventor
김수현
Original Assignee
씨에이코리아(주)
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 씨에이코리아(주) filed Critical 씨에이코리아(주)
Priority to KR1020120085815A priority Critical patent/KR101348416B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101348416B1 publication Critical patent/KR101348416B1/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
    • F03B13/26—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 tide energy
    • F03B13/264—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 tide energy using the horizontal flow of water resulting from tide 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
    • F03B3/00—Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto
    • F03B3/16—Stators
    • F03B3/18—Stator blades; Guide conduits or vanes, e.g. adjustable
    • 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
    • F03B11/00—Parts or details not provided for in, or of interest apart from, the preceding groups, e.g. wear-protection couplings, between turbine and generator
    • F03B11/08—Parts or details not provided for in, or of interest apart from, the preceding groups, e.g. wear-protection couplings, between turbine and generator for removing foreign matter, e.g. mud
    • 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
    • F05B2220/00—Application
    • F05B2220/70—Application in combination with
    • F05B2220/706—Application in combination with an electrical generator
    • 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

Abstract

본 발명은 유속에 의해 수직축을 중심으로 회전하여 전력을 생산하는 수직축 조류 발전기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 에어포일 형상을 갖는 덕트형의 지지대를 이용하여 지지대 사이에 위치한 수직축 조류 발전기에 작용하는 유속을 가속하여 기존의 조류 발전기에 대비하여 효율이 높고 유입물로 인한 파손을 막을 수 있으며 유속의 방향에 발전량이 영향을 미치지 않는 모듈 형식으로 여러 대를 이어서 설치할 수 있는 모듈형 수직축 조류 발전기에 관한 것이다.
상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 수직축 조류 발전기는 블레이드형 암 구조물로 인한 회전 항력을 최소화 하여 발전 효율을 높일 수 있으며, 에어포일 형상을 갖는 덕트형 지지대로 인해 블레이드로 유입되는 유속 증가로 인한 추가적인 발전 효율 향상을 얻을 수 있다.
또한 발전기, 증속기, 인버터 등이 일체형 모듈로 설계되기 때문에 복수 개의 모듈 설치를 용이하게 구현할 수 있다.
아울러, 트러스 구조의 지지대를 구성하여 기존의 기둥형 지지대 보다 안정적이고 파손을 방지할 수 있다.

Description

모듈형 수직축 조류발전기{Modulized vertical-axis Tidal Turbine}
본 발명은 유속에 의해 수직축을 중심으로 회전하여 전력을 생산하는 수직축 조류 발전기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 에어포일 형상을 갖는 덕트형의 지지대를 이용하여 지지대 사이에 위치한 수직축 조류 발전기에 작용하는 유속을 가속하여 기존의 조류 발전기에 대비하여 효율이 높고 유입물로 인한 파손을 막을 수 있으며 유속의 방향에 발전량이 영향을 미치지 않는 모듈 형식으로 여러 대를 이어서 설치할 수 있는 모듈형 수직축 조류 발전기에 관한 것이다.
조류 발전기는 밀물 때 댐에 해수를 가뒀다가 썰물 때 흘러 보내는 낙차의 힘으로 발전기를 돌리는 조력 발전기와는 달리 빠르게 흐르는 해수를 이용하여 전기를 생산한다는 점에서 보다 환경 친화적이다. 수직축 조류 발전기는 통상의 수평축 조류 발전기에 비해 유속의 방향 변화에 영향이 없는 안정적인 점과 고정하는 암 및 지지구조를 매우 안전하게 설계할 수 있는 점 등의 다양한 장점이 있다. 따라서 수직축 조류 발전기는 설계에 따라 2m/s 이하(시동 유속 0.8~1.5m/s)의 낮은 유속에서도 효율적이면서 안전한 전력발전이 가능하다.
하지만, 이러한 장점에도 불구하고 수직축 조류 발전기는 블레이드 길이방향의 질량분포 불균형과 각 블레이드의 무게 차이로 인한 편심문제로 진동 방지를 위한 강건한 구조설계 및 제작이 요구되어 상대적으로 가격이 비싸지는 단점이 있으며 수평축 조류 발전기에 비해 상대적으로 효율이 낮은 단점이 있다.
일반적인 조류 발전기(G)의 구성은 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 블레이드(1)와, 전기발전기를 포함하는 나셀(nacelle, 2)과, 상기 나셀(2)을 지지하는 지지대(3)로 이루어지며, 상기 지지대(3)는 해저(밑바닥)에 고정 되거나 지지대(3) 상부에 달린 부이(4)에 의해 고정된다. 블레이드(1)와 나셀(2)은 복수 개가 구비될 수 있다. 또한, 일반적으로 상기 블레이드(1), 나셀(2) 및 지지대(3)는 금속재 또는 복합재의 재질로 형성된다.
종래의 조류 발전기는 블레이드와 나셀을 연결하기 위해 두꺼운 기둥형 지지대를 구비해야 하고, 블레이드가 외부로 노출되어 있어 외부 유입물로 인한 파손가능성이 높으며 지지대가 해저에 고정되거나 부이의 구성이 추가되어야 한다. 또한, 유향의 변화에 따라 발전량이 달라진다.
정리하면, 종래의 수직축 조류 발전기는 다음과 같은 문제점이 있었다.
첫째, 두꺼운 지지대의 구성으로 항력이 많이 발생하며, 무겁고 부피가 크다.
둘째, 블레이드가 외부로 노출되어있어 외부 유입물에 의한 블레이드 파손이 우려된다.
셋째, 유향의 변화가 심한 곳에 설치하면 발전량이 달라져 일정한 발전량의 획득이 어렵다.
이에 따라 종래의 지지대 구성을 개선하고 블레이드를 보호하면서 효율성을 극대화 시키며 유향에 의한 발전량 변화가 적은 조류발전기의 개발이 요구된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 수직축 조류 발전기의 구조물 중 블레이드와 회전축을 연결하는 블레이드형태의 암 구조물로 저항을 최소화 하면서 덕트형의 조류 발전기 지지대의 내벽에 에어포일의 단면을 설치하여 유속증가를 꾀해 효율이 증대되며 외부 유입물에 의한 파손을 막을 수 있는 수직축 조류 발전기를 제공함에 있다.
또한 지지대 상부에 발전기, 증속기, 인버터를 설치하여 전력선만 연결하여 바로 사용할 수 있으며 모듈 형식으로 여러 대를 연결하여 사용할 수 있는 수직축 조류 발전기를 제공함에 있다.
본 발명의 수직축 조류 발전기는, 하측이 수중에 위치하고 상측이 수면위로 노출되도록 형성되는 지지대; 상기 지지대의 상측에 설치되며, 회전력에 의해 전기를 발생시키는 발전기; 상하 길이방향으로 형성되며, 상단이 상기 발전기에 연결되는 회전축; 상기 회전축을 중심으로 방사상으로 위치되며, 상하 길이방향으로 형성되는 블레이드; 일단이 상기 회전축에 연결되며, 타단이 상기 블레이드에 고정되어 상기 블레이드의 회전력을 상기 회전축에 전달하는 암; 및 상기 지지대의 조류 유동 폭을 제어하도록, 상기 지지대의 조류 유동 방향 양측에 구비되는 가이드부; 를 포함한다.
이때, 상기 지지대의 조류가 유입되는 상류측은 상류에서 하류로 갈수록 조류 유동 폭이 줄어들고, 상기 지지대의 조류가 유출되는 하류측은, 상류에서 하류로 갈수록 조류 유입 폭이 늘어나도록, 상기 가이드부는, 단면이 에어포일 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 조류 유동 폭이 최소가 되는 지점은, 상기 회전축과 동일한 선상에 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 암은, 상기 회전축을 중심으로 복수 개가 방사상으로 구비되며, 타단부에 형성되는 블레이드홀을 포함하고, 상기 블레이드는 상기 블레이드홀에 끼움 결합된다.
아울러, 상기 수직축 조류 발전기는, 상기 블레이드를 향하도록 측면에 블레이드고정돌기가 형성되며, 상기 블레이드홀 둘레에 적어도 하나이상 구비되는 고정브래킷; 및 상기 블레이드고정돌기가 끼워지도록 상기 블레이드의 외면에 형성되는 암고정홈; 을 포함하며, 상기 고정브래킷은, 상기 암의 상면 또는 하면에 고정 결합되며, 상기 블레이드의 윗면 및 아랫면에 각각 대응되도록 복수 개가 대향 배치되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 지지대의 조류 유입 면에는 격자형으로 되는 필터망이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 회전축과 발전기는, 벨트, 기어 또는 중속기 중 선택되는 어느 하나를 통해 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 지지대는, 상단에서 상방으로 연장 형성되는 지지프레임을 통해 지상구조물과 연결되어 고정 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 수직축 조류 발전기는 블레이드형 암 구조물로 인한 회전 항력을 최소화 하여 발전 효율을 높일 수 있으며, 에어포일 형상을 갖는 덕트형 지지대로 인해 블레이드로 유입되는 유속 증가로 인한 추가적인 발전 효율 향상을 얻을 수 있다.
또한 발전기, 증속기, 인버터 등이 일체형 모듈로 설계되기 때문에 복수 개의 모듈 설치를 용이하게 구현할 수 있다.
아울러, 트러스 구조의 지지대를 구성하여 기존의 기둥형 지지대 보다 안정적이고 파손을 방지할 수 있다.
도 1은 종래의 조력 발전기 사시도
도 2는 본 발명의 수직축 조류 발전기 사시도
도 3은 본 발명의 수직축 조류 발전기 정면도
도 4는 본 발명의 가이드부 사시도
도 5는 본 발명의 가이드부 평면도
도 6은 본 발명의 다른 실시 예의 발전기 사시도
도 7은 본 발명의 회전축, 블레이드 및 암 결합구조 사시도
도 8은 본 발명의 블레이드 및 암 결합구조 사시도
도 9는 본 발명의 암 및 고정브래킷 결합구조 사시도
도 10은 본 발명의 회전축 및 발전기 연결구조 사시도
도 11은 본 발명의 다른 실시 예의 회전축 및 발전기 연결구조 사시도
도 12는 본 발명의 발전기 설치 예 정면도
도 13은 본 발명의 복수의 발전기 설치 예 정면도
이하, 상기와 같은 본 발명의 일실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 수직축 조류 발전기는, 지지대(10), 회전축(20), 가이드부(30), 블레이드(40), 암(50) 및 발전기(80)를 포함하여 구성된다.
상기 지지대(10)는 육면체로 이루어진다. 상기 지지대(10)는 하단이 해저표면에 지지되도록 수중에 설치되며, 상측이 수면위에 노출되도록 설치될 수 있다. 다른 예로 상기 지지대(10)는 하단이 수중에 위치하도록 하고 지지대(10) 상단 상방으로 연장 형성되는 지지프레임(15)을 통해 지상 구조물과 연결되도록 설치될 수도 있다. 상기 지지대(10)는 조류 유입 방향인 상류측 면과 조류 유출 방향인 하류측 면이 개방되도록 형성된다. 상기 지지대(10)는 발전기 설치를 위해 상면(11)이 밀폐 또는 격자 구조로 형성된다. 상기 지지대(10)의 상면(11)에는 회전축(20)이 축방향 회전 가능하도록 설치된다. 상기 지지대(10)의 하면(12)은 십자 프레임구조로 형성되며, 중심에 상기 회전축(20)의 하단이 축방향 회전 가능하도록 설치된다. 상기 상면(11)과 하면(12) 및 회전축(20)의 결합구조는 회전축이 회전 가능하도록 결합되는 통상의 구조가 적용될 수 있는 바 이에 대한 상세 설명은 생략하기로 한다.
상기 지지대(10)의 조류 유동 방향 양측면에는 가이드부(30)가 형성될 수 있다. 상기 가이드부(30)는 상기 지지대(10) 내부로 유입되는 조류의 유속을 증가시키고 일정하게 유지시키는 본원 발명의 핵심적인 구성으로 이하 상세 설명하기로 한다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 상기 가이드부(30)는 상기 지지대(10)의 조류 유동 방향 양측면을 밀폐하도록 판상으로 이루어지며, 단면이 에어포일 형상으로 이루어질 수 있다. 상기 각각의 가이드부(30)는 서로 대칭을 이루며 설치될 수 있다. 즉 상기 가이드부(30)를 통해 상기 지지대(10)의 상류측은 상류에서 하류로 갈수록 조류 유동 폭이 감소하도록 구성되며, 상기 지지대(10)의 하류측은 상류에서 하류로 갈수록 조류 유동 폭이 증가하도록 구성된다. 이때 상기 조류 유동 폭이 최소가 되는 지점은 상기 회전축(20)의 조류 유동 방향 수직선상에 형성될 수 있다. 따라서 상기 지지대(10)로 유입되는 조류는 상기 가이드부(30)를 통해 유속이 증가되며 일정속도가 유지되는 효과가 있다.
이때 도 6을 참조하면, 상기 지지대(10)의 조류 유입 면에는 이물질 유입 방지를 위한 격자형의 필터망(13)이 설치될 수 있다. 상기 필터망(13)을 통해 조류 내에 포함된 이물질을 필터링 함으로써, 지지대(10) 내부에 설치되는 회전축(20), 가이드(30), 블레이드(40) 및 암(50)의 손상을 방지할 수 있다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 블레이드(40)는 상하 길이 방향으로 형성될 수 있다. 상기 블레이드(40)의 형상은 도시된 바와 같이 통상적으로 수직축 발전기에 적용되는 형상을 사용하기 때문에 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 블레이드(40)는 상기 암(50)의 타단에 고정되며 상기 회전축(20)에서 일정거리 이격되어 다수 개가 방사상으로 구성될 수 있다. 상기 블레이드(40)는 3개가 구성되는 것으로 도시되어 있으나 2개 이상 다수 개가 구성될 수 있다. 상기 블레이드(40)는 풍력에 의해 암(50)을 통하여 상기 회전축(20)에 회전력을 발생시키도록 구성될 수 있다. 블레이드(40)의 윗면 및 아랫면 상에는 암(50)에 고정 결합되기 위한 암 고정홈(41)이 복수 개 함몰 형성될 수 있다. 암 고정홈(41)은 후술되는 고정브래킷(70)의 블레이드고정돌기(71a, 72a)에 대응되도록 형성될 수 있다.
이하, 상기 다수 개의 블레이드(40)를 회전 중심에서 일정거리 이격 구성시키기 위한 암(50)의 구성을 상세 설명하기로 한다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 상기 암(50)은 상기 회전축(20)을 중심으로 다수 개가 방사상으로 구성된다. 상기 암(50)은 길이가 있는 판상으로 이루어진다. 상기 암(50)의 일단부는 상기 회전축(20)에 결합되는 허브(60)에 나사 또는 볼트 결합될 수 있다. 상기 허브(60)는 암(50)과 회전축(20)을 연결시키기 위한 통상의 구성이 적용될 수 있다.
상기 암(50)의 타단부에는 블레이드(40)와의 끼움결합을 위한 블레이드홀(50a)이 형성된다. 블레이드홀(50a)의 둘레에는 후술되는 고정브래킷(70)의 고정을 위한 고정브래킷고정부(미도시)가 형성된다. 고정브래킷고정부는 암(50)의 상면에 구비될 수도 있고, 하면에 구비될 수도 있다. 상기 고정브래킷고정부는 상기 블레이드(40)가 끼워졌을 때, 블레이드의 윗면이 맞닿는 둘레면과, 아랫면이 맞닿는 둘레면에 각각 형성될 수 있다. 여기서 블레이드의 윗면은 본 발명의 수직축 발전기 회전 시 외측에 위치한 블레이드면을, 블레이드의 아랫면은 본 발명의 수직축 풍력발전기 회전 시 내측에 위치한 블레이드면을 말한다.
상기 암(50)은 상기 회전축(20)을 기준으로 상측에 위치하는 제1 암(51)과, 하측에 위치하는 제2 암(52)으로 구성된다. 즉 본 발명의 암(50)은 복엽으로 구성된다. 또한, 상기 제1 암(51)은 상기 회전축(20)을 중심으로 다수 개가 방사상으로 구성되며, 상기 제2 암(52)은 상기 회전축(20)을 중심으로 상기 제1 암(51)의 하방으로 일정거리 이격되어 복수 개가 방사상으로 구성된다.
상기 제1 암(51)의 일단부는 상기 회전축(20)에 결합되는 제1 허브(61)에 나사 또는 볼트 결합될 수 있고, 상기 제2 암(52)의 일단부는 상기 회전축(20)에 결합되는 제2 허브(62)에 나사 또는 볼트 결합될 수 있다.
상기 암(50)의 타단부에는 상기 블레이드(40)와 상기 암(50)의 결합을 더욱 견고히 하기 위한 고정브래킷(70)이 구비될 수 있다.
상기 고정브래킷(70)은 직육면체로 이루어지며, 블레이드(40)를 향하는 측면에 블레이드고정돌기(71a, 72a)가 돌출 형성된다. 상기 고정브래킷(70)에는 암(50)과의 볼트 또는 나사 결합을 위한 암 고정홀(71b, 72b)이 관통 형성될 수 있다. 고정브래킷(70)은 블레이드(40)의 윗면 상에 배치되는 제1 브래킷(71)과, 블레이드(40)의 아랫면 상에 배치되는 제2 브래킷(72)으로 구성된다. 제1 브래킷(71)은 암의 타단부 상면에 제1 암고정홀(71b)을 통해 볼트 또는 나사 결합되며, 제2 브래킷(72)은 암의 타단부 상면에 제2 암고정홀(72b)을 통해 볼트 또는 나사 결합된다. 제1 브래킷(71)의 제1 블레이드고정돌기(71a)는 블레이드(40)의 윗면을 향하도록 구성되며, 암고정홈(41)에 끼워져 블레이드(40)를 암(50)에 견고히 고정시킨다. 제2 브래킷(72)의 제2 블레이드고정돌기(72a)는 블레이드(40)의 아랫면을 향하도록 구성되며, 암고정홈(41)에 끼워져 블레이드(40)를 암(50)에 견고히 고정시킨다.
도 3 및 도 10을 참조하면, 상기 회전축(20)은 상하 길이방향으로 형성되며, 하단이 상기 지지대(10)의 하면(12)에 회전 가능하도록 결합되고, 상측이 상기 지지대(10)의 상면(11)에 회전 가능하도록 결합된다. 또한, 상기 회전축(20)의 상단은 상기 지지대(10)의 상면(11)에서 상방으로 돌출되도록 형성된다. 상기 회전축(20)의 상단에는 회전축풀리(21)가 결합되고, 발전기(80)에는 발전기축에 구비되는 발전기축풀리(80a)가 형성된다. 따라서 회전축풀리(21)와 발전기축풀리(80a)를 연결하는 벨트(B)에 의해 회전축(20)의 회전력을 발전기(80)에 전달한다.
발전기(80)는 회전력을 전기에너지로 전환할 수 있는 통상의 발전기가 적용될 수 있다. 상기 발전기(80)는 상기 회전축(20)의 상단과 근접 구성되며, 상기 지지대(10)의 상면(11) 상측에 설치될 수 있다. 상기 발전기(80)는 상단에 발전기풀리(80a)가 결합되고, 상기 회전축풀리(21)와, 벨트(B)를 통해 연결될 수 있다. 본 발명의 일실시 예에서는 회전축(20)과 발전기(80)를 벨트(B)를 통해 연결하는 것으로 기재 및 도시하였으나, 회전축과 회전축을 연결하는 다양한 기술 예를 들면, 기어, 톱니 또는 기어박스를 이용한 연결구조가 적용될 수 있음은 자명하다. 또한, 상기 발전기(80)와 회전축(20)은 도 11에 도시된 바와 같이 중속기(90)를 이용하여 연결될 수도 있다. 발전기(80)를 통해 생산된 전력은 와이어(W) 및 인버터(I)를 통해 외부로 전달된다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 수직축 조류발전기(100)가 설치된 예를 도시하고 있다. 상기 발전기(100)는 하단이 해저에 고정되고 상단이 지상에서 해상 측으로 연장 형성되는 지상 고정물(200)에 연결되어 설치될 수 있다.
또한, 도 13을 참조하면, 상기 수직축 조류발전기(100) 다수 개를 조류 방향에 수직하게 병렬로 배치하여 발전 효율을 높일 수 있는 설치 예를 도시하였다.
본 발명의 상기한 실시 예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.
10 : 지지대 11 : 상면
12 : 하면 13 : 필터망
15 : 지지프레임
20 : 회전축 21 : 회전축 풀리
30 : 가이드부
40 : 블레이드 41 : 암 고정홈
50 : 암 51 : 제1 암
52 : 제2 암
61 : 제1 허브 62 : 제2 허브
70 : 고정브래킷 71 : 제1 브래킷
71a : 제1 블레이드고정돌기 71b : 제1 암고정홀
72 : 제2 브래킷 72a : 제2 블레이드고정돌기
72b : 제2 암고정홀
80 : 발전기 80a : 발전기 풀리
B : 벨트 W : 와이어
I : 인버터

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 하측이 수중에 위치하고 상측이 수면위로 노출되도록 형성되는 지지대;
    상기 지지대의 상측에 설치되며, 회전력에 의해 전기를 발생시키는 발전기;
    상하 길이방향으로 형성되며, 상단이 상기 발전기에 연결되는 회전축;
    상기 회전축을 중심으로 방사상으로 위치되며, 상하 길이방향으로 형성되는 블레이드;
    일단이 상기 회전축에 연결되며, 타단이 상기 블레이드에 고정되어 상기 블레이드의 회전력을 상기 회전축에 전달하는 암; 및
    상기 지지대의 조류 유동 폭을 제어하도록, 상기 지지대의 조류 유동 방향 양측에 구비되는 가이드부; 를 포함하되,
    상기 지지대의 조류가 유입되는 상류측은 상류에서 하류로 갈수록 조류 유동 폭이 줄어들고, 상기 지지대의 조류가 유출되는 하류측은, 상류에서 하류로 갈수록 조류 유입 폭이 늘어나도록,
    상기 가이드부는, 단면이 에어포일 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수직축 조류 발전기.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 조류 유동 폭이 최소가 되는 지점은, 상기 회전축과 동일한 선상에 형성되는 것을 특징으로 하는 수직축 조류 발전기.
  4. 삭제
  5. 하측이 수중에 위치하고 상측이 수면위로 노출되도록 형성되는 지지대;
    상기 지지대의 상측에 설치되며, 회전력에 의해 전기를 발생시키는 발전기;
    상하 길이방향으로 형성되며, 상단이 상기 발전기에 연결되는 회전축;
    상기 회전축을 중심으로 방사상으로 위치되며, 상하 길이방향으로 형성되는 블레이드;
    일단이 상기 회전축에 연결되며, 타단이 상기 블레이드에 고정되어 상기 블레이드의 회전력을 상기 회전축에 전달하는 암; 및
    상기 지지대의 조류 유동 폭을 제어하도록, 상기 지지대의 조류 유동 방향 양측에 구비되는 가이드부; 를 포함하되,
    상기 암은, 상기 회전축을 중심으로 복수 개가 방사상으로 구비되며, 타단부에 형성되는 블레이드홀을 포함하고, 상기 블레이드는 상기 블레이드홀에 끼움 결합되고,
    수직축 조류 발전기는,
    상기 블레이드를 향하도록 측면에 블레이드고정돌기가 형성되며, 상기 블레이드홀 둘레에 적어도 하나이상 구비되는 고정브래킷; 및
    상기 블레이드고정돌기가 끼워지도록 상기 블레이드의 외면에 형성되는 암고정홈;
    을 포함하는, 수직축 조류 발전기.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 고정브래킷은, 상기 암의 상면 또는 하면에 고정 결합되며, 상기 블레이드의 윗면 및 아랫면에 각각 대응되도록 복수 개가 대향 배치되는 것을 특징으로 하는, 수직축 조류 발전기.
  7. 제 2항 또는 제 5항에 있어서,
    상기 지지대의 조류 유입 면에는 격자형으로 되는 필터망이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 수직축 조류 발전기.
  8. 제 2항 또는 제 5항에 있어서,
    상기 회전축과 발전기는,
    벨트, 기어 또는 중속기 중 선택되는 어느 하나를 통해 연결되는 것을 특징으로 하는 수직축 조류 발전기.
  9. 제 2항 또는 제 5항에 있어서,
    상기 지지대는,
    상단에서 상방으로 연장 형성되는 지지프레임을 통해 지상구조물과 연결되어 고정 설치되는 것을 특징으로 하는 수직축 조류 발전기.
KR1020120085815A 2012-08-06 2012-08-06 모듈형 수직축 조류발전기 KR101348416B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120085815A KR101348416B1 (ko) 2012-08-06 2012-08-06 모듈형 수직축 조류발전기

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120085815A KR101348416B1 (ko) 2012-08-06 2012-08-06 모듈형 수직축 조류발전기

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101348416B1 true KR101348416B1 (ko) 2014-01-16

Family

ID=50144760

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120085815A KR101348416B1 (ko) 2012-08-06 2012-08-06 모듈형 수직축 조류발전기

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101348416B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101801741B1 (ko) * 2017-07-10 2017-11-27 이효성 조류 발전장치
KR102352191B1 (ko) * 2020-11-05 2022-01-17 한국해양과학기술원 조류발전용 지지구조물
CN114776508A (zh) * 2022-03-16 2022-07-22 杨丰华 一种潮汐能发电机用的隔离设备

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110042324A (ko) * 2008-08-18 2011-04-26 커렌트 파워 스웨덴 에이비 격자를 가지는 수력발전 플랜트 및 이를 이용한 운전방법
KR101058622B1 (ko) * 2010-12-24 2011-08-22 박영훈 조류발전장치
KR101127565B1 (ko) * 2011-01-28 2012-03-23 (주)레네테크 조류 발전 장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110042324A (ko) * 2008-08-18 2011-04-26 커렌트 파워 스웨덴 에이비 격자를 가지는 수력발전 플랜트 및 이를 이용한 운전방법
KR101058622B1 (ko) * 2010-12-24 2011-08-22 박영훈 조류발전장치
KR101127565B1 (ko) * 2011-01-28 2012-03-23 (주)레네테크 조류 발전 장치

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101801741B1 (ko) * 2017-07-10 2017-11-27 이효성 조류 발전장치
KR102352191B1 (ko) * 2020-11-05 2022-01-17 한국해양과학기술원 조류발전용 지지구조물
CN114776508A (zh) * 2022-03-16 2022-07-22 杨丰华 一种潮汐能发电机用的隔离设备
CN114776508B (zh) * 2022-03-16 2023-12-12 国网浙江省电力有限公司台州市椒江区供电公司 一种潮汐能发电机用的隔离设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10202960B2 (en) Systems and methods for hydroelectric systems
KR20100131078A (ko) 부유식 수력발전기
KR101202678B1 (ko) 하수방류관용 수력발전장치
CA2712093A1 (en) Integrated power system combining tidal power generation and ocean current power generation
BRMU9001534U2 (pt) dispositivo para geração de energia hidrelétrica a fio d' água
CN105164405A (zh) 空气悬浮型小水力发电装置
CN104595099A (zh) 一种一体化潮流能发电装置
KR101241134B1 (ko) 조류발전장치
US10495051B2 (en) Power generating device having hollow structures
KR101348416B1 (ko) 모듈형 수직축 조류발전기
JP6168269B2 (ja) 流体機械および流体プラント
KR101874213B1 (ko) 수류 또는 해류 터빈
CA3001696C (en) Hydroelectric energy systems, and related components and methods
KR20120109933A (ko) 부양식 원통형 수차를 이용한 다중 수력발전 시스템
JP6078364B2 (ja) 水流発電装置
KR101318480B1 (ko) 고효율 다단 조류 발전기
KR20110021234A (ko) 풍력 또는 수력발전기의 수직회전자
KR101932965B1 (ko) 수력 발전 장치
CN205779451U (zh) 潮流能发电装置及其水底密封保护装置
KR101756108B1 (ko) 날개가 접히는 물레방아 구조체를 이용한 수중발전 장치
CN108194250A (zh) 一种水流发电装置
KR20120041030A (ko) 자체 부력을 갖는 수류 발전장치
KR20190023151A (ko) 수직형 유수력 발전장치
JP3201185U (ja) パドル型回転翼水流発電機
KR20080070900A (ko) 강수력발전기

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161125

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171204

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181218

Year of fee payment: 6