KR101372542B1 - 파력 발전장치 - Google Patents

파력 발전장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101372542B1
KR101372542B1 KR1020130083993A KR20130083993A KR101372542B1 KR 101372542 B1 KR101372542 B1 KR 101372542B1 KR 1020130083993 A KR1020130083993 A KR 1020130083993A KR 20130083993 A KR20130083993 A KR 20130083993A KR 101372542 B1 KR101372542 B1 KR 101372542B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wave
force
floating body
connecting rod
main body
Prior art date
Application number
KR1020130083993A
Other languages
English (en)
Inventor
임채경
Original Assignee
임채경
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 임채경 filed Critical 임채경
Priority to KR1020130083993A priority Critical patent/KR101372542B1/ko
Priority to PCT/KR2013/007907 priority patent/WO2015008891A1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101372542B1 publication Critical patent/KR101372542B1/ko

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12Adaptations 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
    • F03B13/14Adaptations 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
    • F03B13/16Adaptations 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"
    • F03B13/18Adaptations 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
    • F03B13/1805Adaptations 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
    • F03B13/181Adaptations 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
    • F03B13/182Adaptations 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 a to-and-fro movement
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B11/00Parts or details not provided for in, or of interest apart from, the preceding groups, e.g. wear-protection couplings, between turbine and generator
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12Adaptations 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
    • F03B13/14Adaptations 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
    • F03B13/16Adaptations 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"
    • F03B13/18Adaptations 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00Components
    • F05B2240/90Mounting on supporting structures or systems
    • F05B2240/93Mounting on supporting structures or systems on a structure floating on a liquid surface
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00Components
    • F05B2240/90Mounting on supporting structures or systems
    • F05B2240/97Mounting on supporting structures or systems on a submerged structure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00Function
    • F05B2260/40Transmission of power
    • F05B2260/403Transmission of power through the shape of the drive components
    • F05B2260/4031Transmission of power through the shape of the drive components as in toothed gearing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00Function
    • F05B2260/42Storage of energy
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00Function
    • F05B2260/50Kinematic linkage, i.e. transmission of position
    • F05B2260/502Kinematic linkage, i.e. transmission of position involving springs
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20Hydro energy
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30Energy 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 수면상에서 양방향으로 진행되는 파도의 파력으로 진자운동되고 진자 운동력을 복수의 중량추를 이용하여 연속적인 회전력으로 전환시켜 발전기측에 전달함으로써, 파도의 파력이 전달되지 않더라도 단절없이 연속적인 구동력이 전달되도록 한다.
본 발명에 따른 파력 발전장치는, 하단부가 해저면에 지지되도록 쇄기형 구조로 형성되고 상단부가 해수면 상으로 돌출되는 프레임과, 상기 프레임의 상부에 배치되는 본체와, 상기 본체의 일측에 구속되고 하부가 해수면 상에 배치되어 일측과 타측의 양방향으로 전달되는 파도의 진행파로부터 전달되는 파력에너지에 의해 회전축을 중심으로 진자 운동되는 부유체와, 상기 본체의 상측에 마련되고 상기 부유체의 상부에 길이방향 신축가능하도록 연결된 연결대에 연동되도록 연결되어 상기 부유체의 진자운동을 회전력으로 전환시키기 위한 운동력 전환부와, 상기 본체 상에 탑재되고 상기 운동력 전환부의 회전력을 중량추와 원웨이 클러치전달방식으로 연속적인 회전력으로 변환시키는 기어박스와, 상기 기어박스의 출력을 발전기측으로 전달하는 구동력 전달수단으로 구성된다.

Description

파력 발전장치{Wave power generation apparatus}
본 발명은 파력 발전장치에 관한 것으로, 특히 수면상에서 양방향으로 진행되는 파도의 파력으로 진자운동되고 진자 운동력을 복수의 중량추를 이용하여 회생동력으로 연속적인 구동력을 발전기측에 전달함으로써, 파도의 파력이 전달되지 않더라도 단절없이 연속적인 출력을 얻을 수 있도록 그 구조가 개선된 파력 발전장치에 관한 것이다.
일반적으로, 파력 발전이란 파도에 의해 수면이 주기적으로 상하운동을 하면, 물 입자가 전후로 움직이는데, 이 운동을 에너지 변환장치를 통하여 전기에너지로 변환시키는 것을 일컫는다.
이러한 파력 발전은 그 설치 방법에 따라 부체식과 고정식으로 나눌 수 있는데, 먼저, 부체식은 바다에 떠 있는 장치에 의한 파 에너지의 효율적 이용과 시설 주변 측면에서 우수하다.
다음으로, 고정식은 고정되어 있는 기질에 설치되는데, 설계 및 시공상 유리하며 방파제 등 타 시설물과 겸용할 수 있고 추출한 에너지 수용이 용이하다.
또한, 파의 에너지를 이용하는 방법에 따라 각각 파의 상하운동, 수평운동, 수중압력을 이용하는 파력 발전으로 나눌 수 있다.
이 중에서, 부체식 및 공기터빈 방식의 작동원리를 살펴보면, 장치의 구조로서 큰 부분은 세로형의 원통이고, 지름은 수십cm, 길이는 수m이다. 그 바닥은 개방되어 물이 자유롭게 유입될 수 있다.
원통의 상단부에는 '부표'가 부착되어 원통 전체가 가라앉는 것을 방지하며, 파의 운동은 수면으로부터 멀어지면 작게 되기 때문에, 원통내의 수면은 그다지 움직이지 않는다.
이것에 반해 부표는 파에 의해 상하로 움직이기 때문에, 원통내의 수면은 원통에 대해서 상대적으로 상하로 움직이는 것으로 된다. 따라서 공기실의 압력은 변동하게 된다.
또한, 원통의 상단에는 공기의 입구가 있는데, 이것은 내측으로만 개방되는 역지변의 장치로 구성된다. 원통내의 수면이 내려가면 공기실의 압력이 내려감에 따라 공기가 공기실로 유입되고, 수면이 올라가면 압력이 상승하여 위쪽에 설치된 공기 터빈을 통해서 밖으로 유출된다. 이때 공기터빈이 회전함에 따라 이에 접속된 발전기가 전력을 발전한다.
기존 파력 발전과 관련된 선행기술은 한국 등록특허공보 등록번호 제 10-0989594호 " 부유식 구조물을 이용한 파력발전 시스템"(등록일자 : 2010.10.18)에 기재된 바와 같이, 해수면에 설치되어 파도의 고저차에 의해 상하 왕복운동을 하는 부유식 구조물과, 일측이 상기 부유식 구조물의 하단부의 일측에 연결되고 타측이 나사산으로 이루어진 제 1연결부와, 일측이 상기 제 1연결부의 나사산 부분에 연결되고 상기 제 1연결부의 축방향 운동에 따라 회전하는 회전장치와, 상기 회전장치의 내부에 설치되어 상기 회전장치의 회전에 따라 전기에너지를 발생하는 발전장치와, 일측이 상기 회전장치의 타측에 연결되고 타측이 고정부를 통하여 해저면에 고정되는 제 2연결부를 포함하여 이루어진 것이다.
이 경우 제 2연결부가 해수면이 아닌 해저쪽에 고정되고 제 1연결부가 부유식 구조물의 하단에 연결되어 파도의 고저차에 따라 상하 승강되는 구조로 구성되므로, 제 2연결부를 해저면에 고정시켜야 하는 번거로운 작업이 있으며, 부유식 구조물의 상,하 승강시 제 1연결부의 나선 회전에 의한 축력이 회전장치에 전달되어 회전장치내에 내장된 발전장치를 구동시키도록 되어 있으나 파도의 경우 수면에서 일방향으로 들이칠 때 파도의 파력 에너지가 큰 반면에, 단순히 부유식 구조물의 회전력을 나선형 제 1연결부의 축력으로 전환시킬 경우 효율이 만족스럽지 못하고 접촉에 따른 부품 손상의 우려가 있다.
기존 파력 발전과 관련된 다른 선행기술은 한국 등록특허공보 등록번호 제 10-1155290호 "파력발전 시스템"(등록일자 : 2012.06.05)에 기재된 바와 같이, 케이싱, 상기 케이싱의 내부 양측에 양단이 고정되는 고정축, 고정축의 양측에 구비된 베어링에 장착되고, 외주면에는 블레이드를 장착하여 유체의 왕복 유동 에너지를 직접 회전 에너지로 변한하는 기능을 포함하는 중공의 회전자와, 상기 회전자 내부의 고정축에 고정되는 고정자를 포함하여 구성된 것이다.
그런데, 기존 파력 발전 시스템은 파도의 주기가 길고 불안정함에 따라 파도의 파력이 단절되는 단점이 있었다.
즉, 기존 파력 발전시스템은 파랑의 주기가 느리고 파도의 힘이 불규칙하게 작용하여 간헐적으로 센 파도의 힘을 이용하는 것으로서, 에너지의 밀도는 낮으나 연속적으로 이용하는 풍력발전 태양광 발전 대비 효율성이 낮은 단점이 있다.
또한, 이와 같은 종래의 파력발전 시스템은 그 구조가 복잡하여 설치가 용이하지 않으며, 그에 따라 전력생산의 효율이 크지 않는 문제점이 있다.
한국 등록특허공보 등록번호 제 10-0989594호 " 부유식 구조물을 이용한 파력발전 시스템"(등록일자 : 2010.10.18) 한국 등록특허공보 등록번호 제 10-1155290호 "파력발전 시스템"(등록일자 : 2012.06.05)
본 발명은 상기한 제반문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 그 목적은 파도의 밀물과 썰물에 관계없이 파력이 연속적으로 전달되도록 그 구조가 개선된 파력 발전장치를 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 하단부가 해저면에 지지되고 상단부가 해수면 상으로 돌출되는 프레임과,
상기 프레임의 상부에 배치되는 본체와,
상부가 상기 본체의 일측에 구속되고 하부가 해수면 상에 배치되어 일측과 타측의 양방향으로 전달되는 파도의 진행파로부터 전달되는 파력에너지에 의해 회전축을 중심으로 진자 운동되는 부유체와,
상기 본체의 상측에 마련되고 상기 부유체의 상부에 연결된 연결대에 연동되도록 연결되어 상기 부유체의 진자운동을 회전력으로 전환시키기 위한 운동력 전환부와,
상기 본체 상에 탑재되고 상기 운동력 전환부의 회전력을 중량추와 원웨이 클러치전달방식으로 연속적인 회전력으로 변환시키는 기어박스와,
상기 기어박스의 출력을 발전기측으로 전달하는 구동력 전달수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 구동력 전달수단은 상기 기어박스의 회전력을 증속시키기 위한 증속기와, 상기 증속기의 출력축으로부터 전달되는 회전력을 유체의 유압력으로 전환시키기 위한 유압펌프와, 상기 유압펌프의 유압으로 구동되어 발전기를 구동시키는 유압모터를 구비한다.
상기 운동력 전환부는 상기 연결부재의 상부가 연결되는 연결플레이트와,
상기 연결플레이트의 양측에 각각 마련되고 일단과 타단부에 제 1,2무게추가 마련되는 회전바아와,
상기 제 1,2무게추를 각각 연결하는 제 1,2지지바아와,
상기 제 1지지바아의 회전력을 상기 기어박스측으로 연동시키기 위한 연결부재로 구성된다.
상기 제 1,2무게추는 서로 다른 무게를 갖도록 편심되게 배치된 것이다.
상기 운동력 전환부는 상기 회전바아를 길이방향으로 신축 가능하게 구성하되,
상기 연결플레이트와 상기 제 2지지바 사이에 배치되고 상기 부유체에 배치된 로드셀로부터 전달되는 압력값에 따라 동작되는 유압실린더와,
상기 유압실린더에 의해 신축가능하게 마련되고 상기 유압실린더의 동작에 따라 상기 제 1,2무게추간의 길이를 조절하는 로드부재를 더 구비한 것이다.
상기 기어박스는 상기 연결부재가 권취되어 상기 연결부재의 상,하 이동에 따라 회전되는 동력풀리와,
상기 동력풀리에 축 결합되어 연동 회전되는 제 1구동축과,
상기 제 1구동축의 좌,우 양측 단부에 마련되고 제 1,2중량추가 각각 매달린 제 1,2활차 풀리와,
상기 제 1구동축의 회전 구동력을 전달받아 연동 회전되는 제 2구동축과,
상기 제 2구동축에 연동되도록 마련되어 상기 제 2구동축의 회전력을 외부로 전달하기 위한 체인기어와,
상기 제 1,2구동축 사이에 복수의 기어가 치차 결합되도록 마련되어 상기 제 1구동축의 구동력을 상기 제 2구동축에 전달하기 위한 구동력 전달부와,
상기 제 1,2구동축에 마련되어 정,역방향 구동력을 전달하는 정,역방향 원웨이클러치를 구비하여서,
상기 파도의 파력이 진자 운동력으로 전달될 경우 정방향 원웨이 클러치를 통해 동력이 전달되어 상기 제 1,2중량추를 인상시킴과 동시에 상기 체인기어를 통해 출력되고, 파력이 전달되지 않을 때에는 인상된 제 1,2중량추가 하강되면서 위치에너지가 상기 체인기어를 통해 출력된 것이다.
상기 기어박스는 상기 제 2구동축에 마련되어 상기 제 2구동축의 회전관성을 증대시키기 위한 플라이휠을 더 구비한다.
상기 연결대는 길이방향으로 신축가능하도록 구성되고, 중간부위에 휘어짐이 가능한 플렉시블한 소재의 탄성부재가 마련된다.
상기 부유체는 수면상에 배치되는 상부 부유체와 수면의 하측으로 잠기게 되는 하부 부유체로 구성되며, 상기 상부 부유체는 해수가 통과하는 해수통로가 형성된 복수의 모듈부로 구성된 것이다.
상기 하부 부유체는 내부에 물이 충전되는 탱크 구조로 구성되어 중량 조절이 가능하도록 된 것이다.
상기 본체는 상기 연결대가 수용되도록 형성되는 수용홈부와,
상기 수용홈부의 입구측에 측방향으로 결합되어 상기 연결대의 회전을 지지하는 회전축과,
상기 수용홈부의 내측면에 배치되어 상기 연결대의 회전시 접촉되어 완충기능을 갖는 완충재를 더 구비한다.
상기 연결대는 비상시 상기 부유체를 수면으로부터 이격되도록 장선시키기 위한 장선수단을 더 구비하되,
상기 장선수단은 상기 연결대의 하부가 상부에 대해 힌지동작으로 접이 가능하도록 핀 결합되는 힌지핀과,
상기 연결대의 상부와 하부를 고정시키는 고정핀과,
상기 고정핀을 출몰동작시켜 상기 고정핀과 연결대의 결합상태를 해제시키기 위한 솔레노이드와,
상기 연결대의 하부에 연결된 장선 와이어를 권취시켜 상기 연결대의 하부 및 부유체를 견인하기 위한 윈치를 구비한다.
본 발명의 다른 특징적인 요소로는, 수면 상에 부유가능한 소재로 구성되고 균형조절수단을 매개로 부유되는 부유 프레임과,
상기 부유 프레임의 상부에 배치되는 본체와,
상부가 상기 본체의 일측에 구속되고 하부가 해수면 상에 배치되어 일측과 타측의 양방향으로 전달되는 파도의 진행파로부터 전달되는 파력에너지에 의해 진자 운동되는 부유체와,
상기 본체의 상측에 마련되고 상기 부유체의 상부에 길이방향 신축가능하도록 연결된 연결대에 연동되도록 연결되어 상기 부유체의 진자운동을 양방향 승강력으로 전환시키기 위한 운동력 전환부와,
상기 본체 상에 탑재되고 상기 운동력 전환부의 회전력을 중량추와 원웨이 클러치전달방식으로 연속적인 회전력으로 변환시키는 기어박스와,
상기 기어박스의 출력을 발전기측으로 전달하는 구동력 전달수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 부유수단은 상기 부유 프레임의 가장자리에 매달려 수중으로 배치되는 각각의 균형추를 구비한다.
첫째, 본 발명은 기어박스(500)가 파도의 파력이 진자 운동력으로 전달될 경우 정방향 원웨이클러치(550)를 통해 동력이 전달되어 상기 제 1,2중량추(545A,545B)를 인상시키면서 체인기어(590)를 통해 출력되고, 파력이 전달되지 않을 때에는 인상된 제 1,2중량추(545A,545B)가 하강되면서 제 1,2중량추(545A,545B)의 위치에너지가 상기 체인기어(590)를 통해 출력되므로, 제 1,2중량추(545A,545B)의 하강 동작시 위치 운동에너지를 이용하여 단절없이 연속적인 출력을 발생시킬 수 있는 이점을 갖는다.
둘째, 본 발명은 제 1,2무게추(342,344)의 편심된 무게 중심으로 인해 연결대(350)와 운동력 전환부(400)가 진자운동의 회전각도를 증대시켜 운동에너지를 증대시킬 수 있는 유용한 효과를 갖는다.
셋째, 파도가 밀려오는 전 파도와 파도가 밀려나가는 후 파도를 구분할 때 전 파도의 파력보다 후 파도의 파력이 대략 1/3에 해당되므로, 운동력 전환부(400) 및 연결대(350)의 진자 운동시 전 파도에 의해 연결대(350)가 완충재(220)에 부딪힐 경우 충격력을 흡수하여 축적된 힘을 후 파도에 의해 진자 운동되는 연결대(350)에 전달하여 힘을 균형 분배할 수 있는 이점을 갖는다.
넷째, 본 발명은 상부 부유체(310)의 각각의 모듈부 사이에 해수가 통과하는 해수통로(311)가 형성되므로, 과도한 압력의 파력이 전달될 경우 해수가 빠져 나가는 통로를 마련함으로써, 부유체(300)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
다섯째, 본 발명은 연결대(350)의 중간 부위에 휘어짐이 가능하도록 플렉시블한 탄성부재(355)가 배치되므로, 불규칙한 파도의 방향성 및 충격에 대해 완충기능을 갖는다.
여섯째, 본 발명은 비상상황시 장선수단을 이용하여 부유체(300)를 본체(200) 측으로 들어올려 부유체(300)를 보호할 수 있는 이점을 갖는다
도 1a는 일반 선박형태의 부력체가 파랑 위에서 운동되는 운동선도를 나타낸 그래프이고, 도 1b는 본 발명의 진자식 부유체가 파랑위에 있을 때의 운동선도를 나타낸 그래프.
도 2는 본 발명에 따른 파력 발전장치의 일 실시예의 구성을 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명 본체와 운동력 전환부를 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명 연결대의 구성을 나타낸 구성도.
도 5는 본 발명 운동력 전환부와 연결대의 진자운동을 개략적으로 나타낸 사용상태도.
도 6은 본 발명 부유체의 구성을 나타낸 사시도.
도 7은 본 발명 제 1,2무게추간의 간격조절 구조를 개략적으로 나타낸 구성도.
도 8a와 도 8b는 본 발명 로드부재의 신축동작에 따른 제 1,2무게추의 간격조절 전,후 상태를 보인 사용상태도.
도 9는 본 발명 기어박스의 구성을 나타낸 구성도.
도 10은 본 발명 기어박스의 정방향 동력 경로를 개략적으로 나타낸 블럭도.
도 11은 본 발명 기어박스의 역방향 동력 경로를 개략적으로 나타낸 블럭도.
도 12는 본 발명 활차 풀리의 스톱퍼수단을 나타낸 구성도.
도 13은 본 발명 정선수단을 나타낸 구성도.
도 14는 본 발명 부유체의 변형 실시예를 나타낸 도면.
도 15는 본 발명 부유체의 다른 변형 실시예를 나타낸 도면.
도 16은 도 15의 측면도.
도 17은 본 발명 부유체의 동작상태를 보인 도면.
도 18은 본 발명 프레임의 변형 실시예를 보인 도면.
도 19는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 도면.
도 20은 기존 파력발전장치와 본 발명 파력발전장치의 출력을 주기적으로 나타낸 그래프.
도 1a는 일반 선박형태의 부력체가 파랑 위에서 운동되는 운동선도이고, 도 1b는 본 발명의 진자식 부유체가 파랑위에 있을 때의 운동선도를 나타낸 그래프로서, 진자식 부유체는 진자운동대의 길이가 길수록 진자운동대의 상단 물체의 운동선도가 크게 나타나는 것을 알 수 있다
진자운동 파력발전은 해면에서 파랑에 따른 부유체의 운동선도가 커야만 파력에너지의 흡수율이 높다.
즉 본 발명의 진자운동장치는 진자대의 길이조정과 운동 각도의 조정으로 해상의 부유체의 운동거리가 크게 되어 파랑에너지를 크게 받을 수 있다.
본 발명은 수면상에서 양방향으로 진행되는 파도의 파력으로 진자운동되고 진자 운동력을 복수의 중량추를 이용하여 연속적인 회전력으로 전환시켜 발전기(800)측에 전달함으로써, 파도의 파력이 전달되지 않더라도 단절없이 연속적인 구동력이 전달되도록 한다.
본 발명에 따른 파력 발전장치의 일 실시예는, 도 2 내지 도 17을 참조하면, 하단부가 해저면에 지지되도록 쇄기형 구조로 형성되고 상단부가 해수면 상으로 돌출되는 프레임(100)과, 상기 프레임(100)의 상부에 배치되는 본체(200)와, 상기 본체(200)의 일측에 구속되고 하부가 해수면 상에 배치되어 일측과 타측의 양방향으로 전달되는 파도의 진행파로부터 전달되는 파력에너지에 의해 회전축(350a)을 중심으로 진자 운동되는 부유체(300)와, 상기 본체(200)의 상측에 마련되고 상기 부유체의 상부에 연결된 연결대(350)에 연동되도록 연결되어 상기 부유체(300)의 진자운동을 회전력으로 전환시키기 위한 운동력 전환부(400)와, 상기 본체(200) 상에 탑재되고 상기 운동력 전환부(400)의 회전력을 중량추와 원웨이 클러치전달방식으로 연속적인 회전력으로 변환시키는 기어박스(500)와, 상기 기어박스(500)의 출력을 발전기(800)측으로 전달하는 구동력 전달수단으로 구성된다.
도 2를 참조하면, 프레임(100)은 하단부가 얕은 바다의 해저면에 삽입되어 지지되고, 상단부가 수면 상측으로 돌출되는 구조를 갖는다.
본체(200)는 프레임(100)의 상측에 고정되고 상측에 기어박스(500) 및 구동력 전달수단이 탑재된다.
또한, 본체(200)는 전면 일측에 연결대(350)의 상부가 수용되도록 수용홈부(210)가 형성되고, 상기 수용홈부(210)의 입구측에 상기 연결대(350)의 회전을 지지하는 회전축(215)이 측방향으로 결합되는 구조를 갖는다.
연결대(350)는 부유체(300)의 상측면에 연결되는 수직 바아 형태로 구성되고, 하부에 부유체(300)와의 연결부위를 지지하는 보조지지대가 경사진 각도로 연결되며, 도 5에 도시된 바와 같이 본체(200)의 수용홈부(210) 내에 측방향으로 결합된 회전축(350a)을 중심으로 회전 가능한 구조로 되어 있다.
이때, 연결대(350)는 진자운동의 회전각도는 대략 60˚의 각도를 갖는다.
수용홈부(210)는 내측면에 상기 연결대(350)의 회전시 접촉되어 완충기능을 갖는 스프링 형태의 완충재(220)가 배치된다.
그리고 완충재(220)는 파도가 밀려오는 전 파도와 파도가 밀려나가는 후 파도를 구분할 때 전 파도의 파력보다 후 파도의 파력이 대략 1/3에 해당되므로, 운동력 전환부(400) 및 연결대(350)의 진자 운동시 전 파도에 의해 연결대(350)가 완충대에 부딪힐 경우 충격력을 흡수하여 축적된 힘을 후 파도에 의해 진자 운동되는 연결대(350)에 전달하여 힘을 균형 분배하는 기능을 갖는다.
또한, 연결대(350)는 도 4에 도시된 바와 같이, 부유체(300)가 가지는 자체 중력과 부력에 따라 해면의 고저에 따라 자동으로 길이조정되도록 외관과 내관의 이중관 구조로 신축가능한 구조로 구성되며, 중간에 휘어짐이 가능한 플렉시블한 소재의 탄성부재(355)가 마련된다.
상기한 탄성부재(355)는 불규칙적인 파도의 방향성과 충격에 대해 완충 기능을 수행하게 된다.
도 3을 참조하면, 운동력 전환부(400)는 연결대(350)의 상단부가 연결되는 플레이트 형태의 연결플레이트(410)와, 상기 연결플레이트(410)의 양측에 길이방향으로 신축 가능하게 각각 마련되고 일단과 타단부에 제 1,2무게추(432,434)가 마련되는 회전바아(420)와, 상기 제 1,2무게추(432,434)를 각각 연결하는 제 1,2지지바아(440,450)와, 상기 제 1지지바아(440)의 회전력을 상기 기어박스(500)측으로 연동시키기 위한 연결부재(460)로 구성된다.
연결부재(460)는 와이어를 이용할 수 있으며, 이를 위해 제 1지지바아(440)에 연결부재(460)의 단부가 고정되는 고정풀리(442)가 마련되어 있다.
제 1무게추(432)는 제 2무게추(434)보다 더 무거운 중량을 갖도록 구성됨에 따라 연결플레이트(410) 및 제 1,2지지바아(440,450)가 편심된 무게중심을 갖게 되고, 이로 인해 연결플레이트(410)를 기준으로 회전바아(420) 및 제 1,2지지바아(440,450)의 진자 운동시 회전각을 증대시킬 수 있는 이점을 갖는다.
이로 인해 연결대(350)와 운동력 전환부(400)는 전체적인 형상이 상부가 무겁고 불균형을 갖는 역삼각형 구조의 "T"자 형태로 구성되어 회전축(350a)을 중심으로 진자 운동이 가능한 구조를 갖는다.
구동력 전달수단은 상기 기어박스(500)의 회전력을 증속시키기 위한 증속기(600)와, 상기 증속기(600)의 출력축으로부터 전달되는 회전력을 유체의 유압력으로 전환시키기 위한 유압펌프(710)와, 상기 유압펌프(710)의 유압으로 구동되어 발전기(800)를 구동시키는 유압모터(720)로 구성된다.
증속기(600)는 공지의 기어 치합 구조로 기어의 지름비를 이용하여 회전 속도를 증속시키는 것이다.
미설명부호 "810","820"."830"은 발전기(800)에 사용되는 정류기,축전지, 자동전압조정기 등의 발전설비를 나타낸 것이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 부유체(300)는 수면 하측으로 잠기게 되는 하부 부유체(320)와, 하부 부유체(320)의 상측에 배치되고 수면 상으로 부유되어 일방향과 타방향 양방향으로 진행되는 파도의 파력에 대해 대응하는 복수의 모듈부를 갖는 상부 부유체(310)로 구성된다.
상부 부유체(310)는 각각의 모듈부 사이에 해수가 통과하는 해수통로(311)가 형성되는 것이 바람직하다. 이는 과도한 압력의 파력이 전달될 경우 해수가 빠져 나가는 통로를 마련함으로써, 부유체(300)가 손상되는 것을 방지하기 위함이다.
상부 부유체(310)는 각 모듈부가 좌,우 양측으로 이격되게 배치되고, 좌,우 양측의 모듈부를 연결하는 파력 흡수벽(315)이 형성되며, 파력 흡수벽(315)에 해수가 통과되도록 전면과 후면이 연통되는 연통공(315a)이 형성된다.
도 7을 참조하면, 상부 부유체(310)의 전면에 파도의 파력을 측정하는 로드셀(330)이 배치되고, 제 2지지바아(450)와 연결플레이트(410) 사이에 로드부재(475)가 마련되며, 로드셀(330)로부터 전달되는 압력 변화에 따라 로드부재(475)를 신축 동작시키는 유압실린더(470)가 연결플레이트(410)에 배치되어 있다.
이를 위해 앞서 설명한 바와 같이 회전바아(420)는 길이 방향으로 신축 가능한 텔레스코픽 구조로 구성된다.
유압실린더(470)는 로드셀(330)로부터 전달되는 신호에 따라 로드부재(475)를 신축시키게 되고, 로드부재(475)는 도 8a에 도시된 바와 같이 유압실린더(470)의 동작에 따라 제 2지지바아(450)를 전,후로 당기거나, 도 8b에 도시된 바와 같이 제 2지지바아(450)를 밀어서 로드부재(475)의 간격을 길게 연장시키는 동작을 수행하게 된다.
즉, 유압실린더(470)는 상부 부유체(310)에 전달되는 파도의 압력에 따라 로드부재(475)를 신축시켜 제 2지지바아(450)와 제 1지지바아(440)의 간격(L2〈L1 ; 제 1,2무게추(432,434)간의 간격)을 조절할 수 있으며, 이로 인해 제 1,2무게추(432,434)의 불균형을 조절하여 연결대(350)와 운동력 전환부(400)의 진자 운동을 균형감있게 조절할 수 있다.
도 9를 참조하면, 기어박스(500)는 좌,우측 서로 대칭되는 형태로 배치되는 고정프레임(501)과, 상기 좌,우측 고정프레임(501)의 상부를 연결하고 연결부재(460)를 가이드하는 지지도르래(512)가 마련되는 고정축(510)과, 양단부가 상기 좌,우측 고정프레임(501)을 연결하도록 결합되는 제 1구동축(520)과, 상기 제 1구동축(520)에 마련되고 상기 연결부재(460)가 권취되어 상기 연결부재(460)의 상,하 이동에 따라 회전되는 동력풀리(521)와, 상기 제 1구동축(520)의 좌,우 양측 단부에 마련되고 제 1,2중량추(545A,545B)가 각각 매달린 제 1,2활차 풀리(540A,540B)와, 상기 제 1구동축(520)의 회전 구동력을 전달받아 연동 회전되는 제 2구동축(530)과, 상기 제 2구동축(530)에 연동되도록 마련되어 상기 제 2구동축(530)의 회전력을 외부로 전달하기 위한 체인기어(590)와, 상기 제 1,2구동축 사이에 복수의 기어가 치차 결합되도록 마련되어 상기 제 1구동축(520)의 구동력을 상기 제 2구동축(530)에 전달하기 위한 동력 전달부와, 상기 제 1,2구동축(520,530)에 마련되어 정,역방향 구동력을 전달하는 정,역방향 원웨이클러치(560)로 구성된다.
또한, 제 2구동축(530)에는 회전 관성을 증대시키기 위한 플라이휠(580)이 마련된다.
정방향 원웨이클러치(550)는 일방향 구동시 부하가 걸려 구동력이 전달되고, 타방향 구동력이 전달될 경우에는 슬립 현상이 발생되어 구동력을 차단하는 기능을 가지며, 역방향 원웨이클러치(560)는 정방향 원웨이클러치(550)와 반대방향으로 동작이 이루어지게 된다.
동력풀리(521)는 와이어 형태의 연결부재(460)가 권취되고 연결부재(460)의 상,하 승강력을 제 1구동축(520)에 전달하여 제 1구동축(520)을 회전시키는 기능을 수행한다.
동력 전달부는 제 1구동축(520)의 회전력을 제 2구동축(530)으로 전달하도록 기어 치합구조로 구성되며, 제 1구동축(520)의 정방향 구동력을 제 2구동축(530)에 역방향 구동력으로 전달하도록 제 1,2,3,4동력 전달기어(570a,570b,570c,570d)로 구성된 제 1동력전달부(570)와, 제 1구동축(520)의 정방향 구동력을 제 2구동축(530)에 정방향 구동력으로 전달하도록 제 1,2,3회전기어(575a,575b,575c)로 구성된 제 2동력전달부(575)로 구성된다.
본 발명의 기어박스(500)는 상기 파도의 파력이 진자 운동력으로 전달될 경우 정방향 원웨이클러치(550)를 통해 동력이 전달되어 상기 제 1,2중량추(545A,545B)를 인상시키고, 파력이 전달되지 않을 때에는 인상된 제 1,2중량추(545A,545B)가 하강되면서 제 1,2중량추(545A,545B)의 위치에너지가 상기 체인기어(590)를 통해 출력되는 구조를 갖는다.
이러한 기어박스(500)의 정방향 동작(파도의 파랑 전달시)은 와이어 형태의 연결부재(460)가 당겨질 경우 승강력에 의해 동력풀리(521)가 일방향으로 회전되고. 제 1구동축(520)이 일방향으로 연동 회전되면서 정방향 원웨이클러치(550)가 연결되면서 제 1,2활차 풀리(540A,540B)를 회전시켜 제 1,2중량추(545A,545B)를 인상시킴과 아울러, 제 1동력전달부(570)의 제 1,2,3,4동력 전달기어(570a,570b,570c,570d)를 통해 제 2구동축(530)을 회전시킨다.
이어서, 제 2구동축(530)에 마련된 체인기어(590)가 연동회전되면서 체인부재(595)를 통해 외부의 증속기(600) 측으로 동력을 전달시키게 된다.
즉, 정상적인 파도의 파랑 진행시에는, 도 10에 도시된 바와 같이, 운동력 전환부(400)의 진자 운동력이 동력풀리(521)→제 1구동축(520)→(좌,우측의)정방향 원웨이클러치(550)(동력연결)→제 2동력전달부(575)→제 1,2활차 풀리(540A,540B)→제 1,2중량추(545A,545B)(인상)됨과 아울러, 앞서의 제 1구동축(520)→제 1동력전달부(570)→제 2구동축(530)→플라이휠(580)→체인기어(590)→체인부재(595)를 통해 증속기(600)로 동력이 전달되는 경로를 갖는다.
이때, 정방향 원웨이클러치(550)는 제 1구동축(520)이 일방향으로 회전됨에 따라 제 1구동축(520)의 좌,우측 단부에 마련된 각각의 활차풀리측에 동력을 전달하게 된다.
그리고, 동력풀리(521), 제 1구동축(520), 제 2동력전달부(575)의 제 1,3회전기어(575a,575c), 제 1,2활차 풀리(540A,540B), 제 1동력전달부(570)의 제 1,3동력 전달기어(570a,570c)는 정방향 회전되고, 제 2구동축(530), 제 2회전기어(575b), 제 2,4동력 전달기어(570b,570d)는 역방향으로 회전된다.
또한, 역방향 원웨이클러치(560)는 제 2동력전달부(575)를 통해 전달되는 동력을 차단시켜 제 1동력전달부(570)를 통해 구동되는 제 2구동축(530)의 회전방향과 반대방향으로 구동력이 전달되어 충돌되는 것을 방지할 수 있다.
도 11을 참조하면, 기어박스(500)의 역방향 동작(파도의 파랑이 전달되지 않을때)은 제 1,2중량추(545A,545B)(하강)→제 1,2활차풀리(540A,540B)(역방향 회전)→제 2동력전달부(575)→역방향 원웨이클러치(560)(동력연결)→제 2구동축(530)→플라이휠(580)→체인기어(590)→체인부재(595)→증속기(600)로 동력이 전달되는 경로를 갖는다.
이때, 정방향 원웨이클러치(550)는 제 1구동축(520)에 역방향 구동력이 전달됨에 따라 슬립되면서 제 1,2활차 풀리(540A,540B) 및 제 2동력전달부(575)를 통해 전달되는 동력을 차단하게 된다.
이로 인해, 파도의 파랑 주기가 길어지게 되어 동력풀리(521)측에 회전력이 전달되지 않더라도 제 1,2중량추(545A,545B)의 하강 동작시 발생되는 위치에너지를 이용하여 외부의 증속기(600)측으로 구동력을 전달할 수 있게 되어 단절없이 연속적인 동력을 발생시킬 수 있는 이점을 갖는다.
도 12를 참조하면, 제 1,2중량추(545A,545B)는 제 1,2활차 풀리(540A,540B)에 견인 와이어(546)를 매개로 인상 또는 하강 동작되며, 제 1,2활차 풀리(540A,540B)의 동작을 정지시키는 스톱퍼수단이 더 구비된다.
스톱퍼수단은 장비의 유지 보수작업시 제 1,2중량추(545A,545B)를 정위치에서 정지시키기 위한 기능을 수행하며, 제 1,2활차 풀리(540A,540B)의 구멍 사이로 끼워서 제 1,2활차 풀리(540A,540B)의 회전을 정지시키는 스톱퍼바아(542)와, 스톱퍼바아(542)를 측방향으로 슬라이딩시키도록 지지하는 지지블록(544)으로 구성된다.
도 13을 참조하면, 본 발명은 폭풍이나 태풍등의 비상상황이 발생할 경우 부유체(300)를 수면으로부터 이격되도록 장선시켜 부유체(300)를 보호하기 위한 장선수단을 더 구비할 수 있다.
상기 장선수단은 상기 연결대(350)의 하부가 상부에 대해 힌지동작방식으로 접이동작이 가능하도록 결합되는 힌지핀(930)과, 상기 연결대(350)의 상부와 하부를 고정시키는 고정핀(920)과, 상기 고정핀(920)을 출몰동작시켜 상기 고정핀(920)과 연결대의 결합상태를 해제시키기 위한 솔레노이드(910)와,상기 연결대(350)의 하부에 연결된 장선 와이어(945)를 권취시켜 상기 연결대(350)의 하부 및 부유체(300)를 견인하기 위한 윈치(940)로 구성된다.
윈치(940)는 회전시 장선 와이어(945)를 감아서 외주면에 권취시키는 드럼 형태로 구성되며, 여기서는 핸들식 수동 윈치를 표현하였으나, 모터를 이용한 전동식 윈치를 사용할 수도 있다.
이로 인해, 비상상황시 장선수단을 이용하여 부유체(300)를 본체(200) 측으로 들어올려 부유체(300)를 보호할 수 있는 이점을 갖는다.
도 14는 본 발명 부유체의 변형 실시예를 나타낸 도면으로서, 하부 부유체(320)의 하측에 무게를 증감시킬 수 있는 복수의 웨이트블록(325)이 연결봉(326)을 매개로 하측에 연결된 것이다.
각각의 웨이트블록(325)은 각각의 연결봉(326)을 매개로 분리 및 조립 가능한 구조로 구성되어 무게의 증감 조절이 가능한 구조를 갖는다.
도 15 및 16은 본 발명 부유체의 다른 변형 실시예를 보인 도면으로서, 하부 부유체(320)의 형상이 상부 부유체(310)의 파력 흡수벽(315) 형상과 동일한 형태로 전면 중앙이 함몰되는 라운드진 원호 형태로 형성되고, 하부 부유체(320)는 과도한 파랑 압력을 해소할 수 있도록 전면과 후면이 연통되는 통과공(320a)이 형성된 구조를 갖는다.
파력 흡수벽(315)의 후면을 지지하는 지지대(317)가 더 구비된 것이다.
도 17은 본 발명 파력 흡수벽(315)의 동작상태를 나타낸 도면으로서, 파력 흡수벽(315)은 파도의 진행파가 과도하게 전달될 때 파력의 충격력을 흡수하도록 파력 흡수벽(315)의 힌지 회전이 가능하도록 파력 흡수벽(315)의 하부에 힌지축(316)이 마련된 구조를 갖는다.
이로 인해, 과도한 압력의 파력이 상부 부유체의 전면 방향에서 진행될 경우, 힌지축(316)을 중심으로 파력 흡수벽(315)이 후방으로 젖혀지게 되며, 젖혀진 파력 흡수벽(315)이 지지대(317)에 의해 지지된 후에 과도한 압력의 파력이 해소되면 하중에 의해 다시 원 위치로 복귀된다.
도 18은 본 발명 프레임의 변형 실시예를 나타낸 도면으로서, 프레임(100)이 육지나 교량등과 근접된 해저면에 배치될 경우, 프레임(100)의 일측 부위가 고정연결판(150)을 매개로 육지나 교량 구조물과 연결될 수 있다.
또한, 프레임(100)의 하부는 해저면에 견고하게 고정되도록 하부에 별도의 앵커블록(120)이 매달리도록 연결되고, 앵커블록(120)은 자체 무게로 인해 해저면에 가라앉아 있는 상태로 프레임(100)을 지지하는 기능을 수행하게 된다.
도 19는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 도면으로서, 다른 구성요소는 동일하지만, 앞서 설명한 선 실시예와는 달리 수면상에 부유되는 부유 프레임(100A)을 구비하며, 부유 프레임(100A)의 상부에 본체(200)가 설치되는 구조를 갖는다.
다른 구성요소는 앞서 설명한 선 실시예와 동일하므로, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
다만, 부유 프레임(100A)은 부표(125)의 상부에 안착되도록 결합되고 파도의 파랑에 대해 균형감을 유지하도록 균형조절수단이 요구되며, 상기 균형조절수단은 각 가장자리 부위에 복수의 균형추(110)가 매달리도록 연결되고, 정위치 정박을 위해 닻(130)과 앵커블록(120)이 연결된 구조를 갖는다.
따라서, 파력 발전장치는 도 20에 도시된 바와 같이, 파도의 마루와 골에 따라 진자 운동되는 주기를 갖는 기존 파력발전장치의 경우, 파도 골이 진행되는 구간에서는 파력 발전이 단절되는 반면에, 본 발명은 제 1,2중량추(545A,545B)의 하강 동작시 위치 운동에너지를 이용하여 단절없이 연속적인 출력을 발생시킬 수 있는 이점을 갖는다.
100 : 프레임 110 : 균형추
120 : 앵커블록 130 : 닻
150 : 고정연결판 200 : 본체
210 : 수용홈부 220 : 완충재
300 : 부유체 310 : 상부 부유체
311 : 해수통로 315 : 파력 흡수벽
315a : 연통공 316 : 힌지축
317 : 지지대 320 : 하부 부유체
320a : 통과공 325 : 웨이트블록
326 : 연결봉 330 : 로드셀
350 : 연결대 350a : 회전축
355 : 탄성부재 400 : 운동력 전환부
410 : 연결플레이트 420 : 회전바아
432,434 : 제 1,2무게추 450 : 제 1지지바아
460 : 제 2지지바아 470 : 유압실린더
475 : 로드부재 500 : 기어박스
501 : 고정프레임 510 : 고정축
512 : 고정도르래 520 : 제 1구동축
521 : 동력풀리 530 : 제 2구동축
540A.540B : 제 1,2활차 풀리
545A,545B : 제 1,2중량추
550 : 정방향 원웨이클러치
560 : 역방향 원웨이클러치 570 : 제 1동력전달부
570a,570b,570c,570d : 제 1,2,3,4동력 전달기어
575 ; 제 2동력전달부 575a,575b,575c : 제 1,2,3회전기어
580 : 플라이휠 590 : 체인기어
595 : 체인부재 600 : 증속기
710 : 유압펌프 720 : 유압모터
800 : 발전기 910 : 솔레노이드
920 : 고정핀 930 : 힌지핀
940 : 윈치 945 : 장선 와이어

Claims (13)

  1. 하단부가 해저면에 지지되고 상단부가 해수면 상으로 돌출되는 프레임(100)과,
    상기 프레임(100)의 상부에 배치되는 본체(200)와,
    상부가 상기 본체(200)의 일측에 구속되고 하부가 해수면 상에 배치되어 일측과 타측의 양방향으로 전달되는 파도의 진행파로부터 전달되는 파력에너지에 의해 회전축(350a)을 중심으로 진자 운동되는 부유체(300)와,
    상기 본체(200)의 상측에 마련되고 상기 부유체의 상부에 연결된 연결대(350)에 연동되도록 연결되어 상기 부유체(300)의 진자운동을 회전력으로 전환시키기 위한 운동력 전환부(400)와,
    상기 본체(200) 상에 탑재되고 상기 운동력 전환부(400)의 회전력을 중량추와 원웨이 클러치전달방식으로 연속적인 회전력으로 변환시키는 기어박스(500)와,
    상기 기어박스(500)의 출력을 발전기(800)측으로 전달하는 구동력 전달수단을 구비하고,
    상기 운동력 전환부(400)는 상기 연결대(350)의 상부가 연결되는 연결플레이트(410)와, 상기 연결플레이트(410)의 양측에 각각 마련되고 일단과 타단부에 제 1,2무게추(432,434)가 마련되는 회전바아(420)와, 상기 제 1,2무게추(432,434)를 각각 연결하는 제 1,2지지바아(440,450) 및 상기 제 1지지바아(440)의 회전력을 상기 기어박스(500)측으로 연동시키기 위한 연결부재(460)를 구비한 것을 특징으로 하는 파력 발전장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1,2무게추(432,434)는 서로 다른 무게를 갖도록 편심되게 배치된 것을 특징으로 하는 파력 발전장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 운동력 전환부(400)는 상기 회전바아(420)를 길이방향으로 신축 가능하게 구성하되,
    상기 연결플레이트(410)와 상기 제 2지지바 사이에 배치되고 상기 부유체(300)에 배치된 로드셀(330)로부터 전달되는 압력값에 따라 동작되는 유압실린더(470)와,
    상기 유압실린더(470)에 의해 신축가능하게 마련되고 상기 유압실린더(470)의 동작에 따라 상기 제 1,2무게추(432,434)간의 길이를 조절하는 로드부재(475)를 더 구비한 것을 특징으로 하는 파력 발전장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 기어박스(500)는 상기 연결부재(460)가 권취되어 상기 연결부재(460)의 상,하 이동에 따라 회전되는 동력풀리(521)와,
    상기 동력풀리(521)에 축 결합되어 연동 회전되는 제 1구동축(520)과,
    상기 제 1구동축(520)의 좌,우 양측 단부에 마련되고 제 1,2중량추(545A,545B)가 각각 매달린 제 1,2활차 풀리(540A,540B)와,
    상기 제 1구동축(520)의 회전 구동력을 전달받아 연동 회전되는 제 2구동축(530)과,
    상기 제 2구동축(530)에 연동되도록 마련되어 상기 제 2구동축(530)의 회전력을 외부로 전달하기 위한 체인기어(590)와,
    상기 제 1,2구동축 사이에 복수의 기어가 치차 결합되도록 마련되어 상기 제 1구동축(520)의 구동력을 상기 제 2구동축(530)에 전달하기 위한 동력전달부와,
    상기 제 1,2구동축에 마련되어 정,역방향 구동력을 전달하는 정,역방향 원웨이클러치(550)(560)를 구비하여서,
    상기 파도의 파력이 진자 운동력으로 전달될 경우 정방향 원웨이클러치(550)를 통해 동력이 전달되어 상기 제 1,2중량추(545A,545B)를 인상시키면서 상기 체인기어(590)를 통해 출력되고, 파력이 전달되지 않을 때에는 인상된 제 1,2중량추(545A,545B)의 위치에너지가 상기 체인기어(590)를 통해 출력되는 것을 특징으로 하는 파력 발전장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 동력전달부는 상기 제 1구동축(520)의 정방향 구동력을 상기 제 2구동축(530)에 역방향 구동력으로 전달하도록 제 1,2,3,4동력 전달기어(570a,570b,570c,570d)로 구성된 제 1동력전달부(570)와,
    상기 제 1구동축(520)의 정방향 구동력을 상기 제 2구동축(530)에 정방향 구동력으로 전달하도록 제 1,2,3회전기어(575a,575b,575c)로 구성된 제 2동력전달부(575)로 구성된 것을 특징으로 하는 파력 발전장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 연결대(350)는 길이방향으로 신축가능하도록 구성되고, 중간부위에 휘어짐이 가능한 플렉시블한 소재의 탄성부재(355)가 마련된 것을 특징으로 하는 파력 발전장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 부유체(300)는 수면상에 배치되는 상부 부유체(310)와 수면의 하측으로 잠기게 되는 하부 부유체(320)로 구성되며,
    상기 상부 부유체(310)는 해수가 통과하는 해수통로(311)가 형성된 복수의 모듈부로 구성된 것을 특징으로 하는 파력 발전장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 하부 부유체(320)는 내부에 물이 충전되는 탱크 구조로 구성되어 중량 조절이 가능하도록 된 것을 특징으로 하는 파력 발전장치.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 상부 부유체(310)는 좌,우 양측으로 이격되게 배치된 모듈부 사이에 배치되어 좌,우 모듈부를 연결하는 파력 흡수벽(315)과,
    상기 파력 흡수벽(315)의 하부에 마련되어 파도의 진행파가 과도하게 전달될 때 파력의 충격력을 흡수하도록 상기 파력 흡수벽(315)을 힌지 회전시키기 위한 힌지축(316)과,
    상기 파력 흡수벽(315)의 후면 측에 배치되어 상기 파력 흡수벽(315)의 젖혀짐 동작을 지지하는 지지대(317)를 더 구비한 것을 특징으로 하는 파력 발전장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 본체(200)는 상기 연결대(350)가 수용되도록 형성되는 수용홈부(210)와,
    상기 수용홈부(210)의 입구측에 측방향으로 결합되어 상기 연결대(350)의 회전을 지지하는 회전축(350a)과,
    상기 수용홈부(210)의 내측면에 배치되어 상기 연결대(350)의 회전시 접촉되어 완충기능을 갖는 완충재(220)를 더 구비한 것을 특징으로 하는 파력 발전장치.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 연결대(350)는 비상시 상기 부유체(300)를 수면으로부터 이격되도록 장선시키기 위한 장선수단을 더 구비하되,
    상기 장선수단은 상기 연결대(350)의 하부가 상부에 대해 힌지동작으로 접이 가능하도록 결합되는 힌지핀(930)과,
    상기 연결대(350)의 상부와 하부를 고정시키는 고정핀(920)과,
    상기 고정핀(920)을 출몰동작시켜 상기 고정핀(920)과 연결대(350)의 결합상태를 해제시키기 위한 솔레노이드(910)와,
    상기 연결대(350)의 하부에 연결된 장선 와이어(945)를 권취시켜 상기 연결대(350)의 하부 및 부유체(300)를 견인하기 위한 윈치(940)를 구비한 것을 특징으로 하는 파력 발전장치.
  13. 수면 상에 부유가능한 소재로 구성되고 균형조절수단을 매개로 부유되는 부유 프레임(100A)과,
    상기 부유 프레임(100A)의 상부에 배치되는 본체(200)와,
    상부가 상기 본체(200)의 일측에 구속되고 하부가 해수면 상에 배치되어 일측과 타측의 양방향으로 전달되는 파도의 진행파로부터 전달되는 파력에너지에 의해 진자 운동되는 부유체(300)와,
    상기 본체(200)의 상측에 마련되고 상기 부유체(300)의 상부에 길이방향 신축가능하도록 연결된 연결대(350)에 연동되도록 연결되어 상기 부유체(300)의 진자운동을 양방향 승강력으로 전환시키기 위한 운동력 전환부(400)와,
    상기 본체(200) 상에 탑재되고 상기 운동력 전환부(400)의 회전력을 중량추와 원웨이 클러치전달방식으로 연속적인 회전력으로 변환시키는 기어박스(500)와,
    상기 기어박스(500)의 출력을 발전기(800)측으로 전달하는 구동력 전달수단을 구비하고,
    상기 운동력 전환부(400)는 상기 연결대(350)의 상부가 연결되는 연결플레이트(410)와, 상기 연결플레이트(410)의 양측에 각각 마련되고 일단과 타단부에 제 1,2무게추(432,434)가 마련되는 회전바아(420)와, 상기 제 1,2무게추(432,434)를 각각 연결하는 제 1,2지지바아(440,450) 및 상기 제 1지지바아(440)의 회전력을 상기 기어박스(500)측으로 연동시키기 위한 연결부재(460)를 구비한 것을 특징으로 하는 파력 발전장치.
KR1020130083993A 2013-07-17 2013-07-17 파력 발전장치 KR101372542B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130083993A KR101372542B1 (ko) 2013-07-17 2013-07-17 파력 발전장치
PCT/KR2013/007907 WO2015008891A1 (ko) 2013-07-17 2013-09-02 파력 발전장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130083993A KR101372542B1 (ko) 2013-07-17 2013-07-17 파력 발전장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101372542B1 true KR101372542B1 (ko) 2014-03-07

Family

ID=50648220

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130083993A KR101372542B1 (ko) 2013-07-17 2013-07-17 파력 발전장치

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101372542B1 (ko)
WO (1) WO2015008891A1 (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101627643B1 (ko) * 2015-03-16 2016-06-10 임채경 파력 발전장치
KR101642941B1 (ko) * 2015-10-27 2016-07-29 임채경 와이어를 이용한 동력 전달식 파력 발전장치
KR20180027106A (ko) * 2016-09-06 2018-03-14 한국해양과학기술원 부유식 진자형 파력발전장치의 해상시운전용 파랑 생성 장치 및 방법
KR101879604B1 (ko) * 2017-09-21 2018-07-18 주식회사 한국항만기술단 항내 수질 개선 및 전력 생산이 가능한 방파제 및 이를 이용하여 전력을 생산하는 방법
KR101943397B1 (ko) * 2017-08-08 2019-01-30 (주)석영엔터프라이즈 수평 파력발전장치

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107621330A (zh) * 2017-09-27 2018-01-23 何珠贞 一种沿海用波浪能强度检测装置
USD918654S1 (en) 2019-06-06 2021-05-11 Sharkninja Operating Llc Grill plate
CN110230568B (zh) * 2019-06-26 2024-08-16 上海电力学院 一种仿船式双效波能发电装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040091165A (ko) * 2003-04-19 2004-10-28 임명식 파력발전장치
KR20100059853A (ko) * 2007-08-13 2010-06-04 마일 드라직 파도 에너지를 전기 에너지로 전환시키는 시스템 및 방법

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100628778B1 (ko) * 2005-06-21 2006-10-02 한국해양연구원 진자형 파력 발전장치
KR20080003757A (ko) * 2007-12-17 2008-01-08 원용호 파력 발전기
KR20100117467A (ko) * 2009-04-24 2010-11-03 이행남 파력 발전장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040091165A (ko) * 2003-04-19 2004-10-28 임명식 파력발전장치
KR20100059853A (ko) * 2007-08-13 2010-06-04 마일 드라직 파도 에너지를 전기 에너지로 전환시키는 시스템 및 방법

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101627643B1 (ko) * 2015-03-16 2016-06-10 임채경 파력 발전장치
KR101642941B1 (ko) * 2015-10-27 2016-07-29 임채경 와이어를 이용한 동력 전달식 파력 발전장치
WO2017073948A1 (ko) * 2015-10-27 2017-05-04 임채경 와이어를 이용한 동력 전달식 파력 발전장치
US9885336B2 (en) 2015-10-27 2018-02-06 Chae Gyoung LIM Wave power generation system
KR20180027106A (ko) * 2016-09-06 2018-03-14 한국해양과학기술원 부유식 진자형 파력발전장치의 해상시운전용 파랑 생성 장치 및 방법
KR101870400B1 (ko) * 2016-09-06 2018-06-22 한국해양과학기술원 부유식 진자형 파력발전장치의 해상시운전용 파랑 생성 장치 및 방법
KR101943397B1 (ko) * 2017-08-08 2019-01-30 (주)석영엔터프라이즈 수평 파력발전장치
KR101879604B1 (ko) * 2017-09-21 2018-07-18 주식회사 한국항만기술단 항내 수질 개선 및 전력 생산이 가능한 방파제 및 이를 이용하여 전력을 생산하는 방법

Also Published As

Publication number Publication date
WO2015008891A1 (ko) 2015-01-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101372542B1 (ko) 파력 발전장치
KR101642941B1 (ko) 와이어를 이용한 동력 전달식 파력 발전장치
JP5376533B2 (ja) 波力発電システム
KR101082076B1 (ko) 파력 발전 모듈, 그 파력 발전 모듈을 포함하는 파력 발전 유닛 및 그 파력 발전 유닛을 포함하는 파력 발전 장치
KR101049518B1 (ko) 파력 발전 장치
RU2554704C2 (ru) Устройство для производства электрической или механической энергии из движения волн
CN108884807B (zh) 用于将波浪能转化成电能的设备以及用于将其布设在开采位置处的方法
US20110018275A1 (en) Wave Power Plant and Transmission
CA2685163C (en) Device for wave-powered generator
AU2011263688B2 (en) A floating vessel that converts wave energy at sea into electrical energy
JP2014506659A (ja) 波力発電装置
WO2018196884A1 (zh) 波浪发电单元、波浪发电装置及波浪发电机组
CN105089917A (zh) 推挽转动式海浪发电装置
US20200395818A1 (en) The electric power generation system and Potential energy storage device for a power generation system
WO2009012575A1 (en) Submerged energy storage and extraction system
JP2009533600A (ja) 海の波動エネルギーの多重利用および補足的な変換
KR101627643B1 (ko) 파력 발전장치
KR101268485B1 (ko) 파력 발전 장치
RU2221933C2 (ru) Способ использования энергии морских волн и устройство для его осуществления
KR101230486B1 (ko) 파력 발전장치
JP4730915B2 (ja) 潮汐エネルギ利用負荷駆動方法及び装置
KR20140093652A (ko) 파력을 이용한 동력발생장치
KR101971277B1 (ko) 해안 고정식 파력 발전장치
JP4681009B2 (ja) 潮汐エネルギ利用水力発電方法及び装置
KR101518785B1 (ko) 파력을 이용한 동력발생장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated 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: 20170222

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180226

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190207

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200210

Year of fee payment: 7