KR101384123B1 - The tidal current generation apparatus and ship of the floating type - Google Patents

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Abstract

본 발명은 2개의 수직관과 이들을 연결하는 연결관으로 구성되어 U자형을 이루며 내부가 빈 U자형관; 상기 U자형관 내측에서 조류의 방향에 따라 정방향 또는 역방향으로 회전하는 양방향터빈; 상기 U자형관의 상부를 수평방향으로 관통하면서 상기 양방향터빈과 결합되는 수평회전축; 상기 수평회전축에 연결되어 상기 양방향터빈의 회전방향을 일방향으로 전환하는 일방향전환기어부; 및 상기 일방향전환기어부에 연결된 발전기;를 구비하는 양방향터빈을 구비한 조력발전장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 만조와 간조사이에서 변경되는 조수의 흐름변화에도 불구하고 조류의 방향과 일치하게 양방향터빈을 회전시킬 수 있으므로 발전효율을 높이고 많은 전력을 생산할 수 있는 효과가 있다.The present invention is composed of two vertical pipes and connecting pipes connecting them to form a U-shape and empty U-shaped pipe inside; A bidirectional turbine rotating in a forward or reverse direction according to the direction of the tidal current inside the U-shaped pipe; A horizontal rotating shaft coupled to the bidirectional turbine while penetrating the upper portion of the U-shaped pipe in a horizontal direction; A one-way change gear unit connected to the horizontal rotation shaft to change the rotation direction of the bidirectional turbine in one direction; And a generator connected to the one-way change gear unit.
According to the present invention, the bidirectional turbine can be rotated in accordance with the direction of the tidal flow despite the tidal current changes in the high tide and the low tides, thereby increasing power generation efficiency and producing a large amount of power.

Description

양방향터빈을 구비한 조력발전장치 및 조력발전부력선{The tidal current generation apparatus and ship of the floating type}Tidal current generating apparatus and tidal power buoyancy line with bidirectional turbine {The tidal current generation apparatus and ship of the floating type}

본 발명은 양방향터빈을 구비한 조력발전장치 및 조력발전부력선에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 조력발전부력선에 장착되는 조력발전장치가 양방향터빈을 구비하도록 함으로써, 전력생산의 효율을 높인 조력발전장치 및 조력발전부력선에 관한 것이다.The present invention relates to a tidal power generation device having a bidirectional turbine and a tidal power buoyancy line, more specifically tidal power generation to improve the efficiency of power production by having a tidal power generation device mounted on the tidal power buoyancy line has a bidirectional turbine Apparatus and tidal power buoyancy lines.

전력생산의 일반적인 방법은 화석연료를 사용하는 화력발전, 댐을 만들고 물을 가두어 물의 낙차를 이용하는 수력발전, 핵에너지를 이용하는 원자력발전, 태양에너지를 이용하는 태양에너지발전, 바람에너지를 이용하는 풍력발전, 조수간만의 차이로 발생하는 조력발전등이 있다.Common methods of power generation include fossil fuel-fired thermal power generation, dams and water confinement, hydropower generation using water drops, nuclear power generation using nuclear energy, solar power generation using solar energy, wind power generation using wind energy, and tides. There is tidal power that occurs due to the difference between tidal waves.

그런데, 화석연료는 이산화탄소의 발생과 지하자원의 고갈로 어려움이 있고, 수력발전은 위치선정과 대규모 공사비용, 자연파괴 등으로 발전효율이 떨어지며, 원자력발전은 방사능유출과 핵폐기물문제가 심각하다.However, fossil fuels have difficulties due to the generation of carbon dioxide and exhaustion of underground resources. Hydroelectric power generation has low power generation efficiency due to location selection, large-scale construction costs, and natural destruction. Nuclear power generation has serious problems with radioactive leakage and nuclear waste.

한편, 조력발전의 경우 조수의 방향과 조력이 시간에 따라 수시로 변하여 조수의 변화에 따라 효율적으로 발전을 하지 못한다는 문제점이 있었다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 한국 공개특허공보 제10-2010-0001454호에 개시되어 있다.On the other hand, in the case of tidal power generation, there is a problem in that the direction and tidal force of tides change from time to time, so that the tidal power generation cannot be efficiently generated according to the change of tides.
Background art of the present invention is disclosed in Korean Patent Laid-Open No. 10-2010-0001454.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로서, 하루에 2번 발생하는 만조와 간조사이에서 변경되는 조수의 흐름 변화에 상관없이 조류를 이용하여 발전효율을 높인 양방향회전터빈을 구비한 조력발전장치 및 조력발전부력선을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems, tidal tides having a two-way rotary turbine to increase the power generation efficiency by using algae irrespective of the tidal flow changes in the high tide and low tide that occurs twice a day Its purpose is to provide generators and tidal power buoyancy lines.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 2개의 수직관과 이들을 연결하는 연결관으로 구성되어 U자형을 이루며 내부가 빈 U자형관; 상기 U자형관 내측에서 조류의 방향에 따라 정방향 또는 역방향으로 회전하는 양방향터빈; 상기 U자형관의 상부를 수평방향으로 관통하면서 상기 양방향터빈과 결합되는 수평회전축; 상기 수평회전축에 연결되어 상기 양방향터빈의 회전방향을 일방향으로 전환하는 일방향전환기어부; 및 상기 일방향전환기어부에 연결된 발전기;를 구비하는 양방향터빈을 구비한 조력발전장치를 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention is composed of two vertical pipes and connecting pipes connecting them to form a U-shaped and the inner U-shaped pipe; A bidirectional turbine rotating in a forward or reverse direction according to the direction of the tidal current inside the U-shaped pipe; A horizontal rotating shaft coupled to the bidirectional turbine while penetrating the upper portion of the U-shaped pipe in a horizontal direction; A one-way change gear unit connected to the horizontal rotation shaft to change the rotation direction of the bidirectional turbine in one direction; And a tidal power generator having a bidirectional turbine having a generator connected to the one-way change gear unit.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 양방향터빈은, 내부에 바닷물이 유입되어 회전을 유도할 수 있도록 바가지형상으로 이루어지고, 외부 저면에는 바닷물을 안내할 수 있도록 평판형상으로 이루어진 조류안내판이 구비된 복수의 회전바가지; 상기 회전바가지의 내부를 관통하는 가로대와, 상기 조류안내판의 아래에서 상기 회전바가지의 하부를 가로지르는 방향으로 연장되게 형성되고 양단은 상기 가로대와 연결되는 지지대를 구비하여, 상기 복수의 회전바가지와 회전가능하게 결합된 복수의 연결부; 및 상기 수평회전축을 중심으로 방사상 방향으로 연장되게 형성되어 일단은 상기 지지대에 연결되고 타단은 상기 수평회전축에 연결된 복수의 수직축;을 포함하는 양방향터빈을 구비한 조력발전장치를 특징으로 한다.In addition, in the present invention, the two-way turbine is made of a gourd shape to guide the rotation by the introduction of seawater inside, a plurality of tidal guide plate provided with a flat plate shape to guide the seawater on the outer bottom Spinning gourd; A cross bar penetrating the inside of the rotary gourd, and extending from the bottom of the rotary gourd under the bird guide plate, and both ends are provided with a support that is connected to the crossbar, the plurality of rotary gourd and rotation A plurality of connections possibly coupled; And a plurality of vertical shafts, one end of which is connected to the support and the other end of which is formed to extend in a radial direction about the horizontal rotating shaft, and the other end of which is connected to the horizontal rotating shaft.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 일방향전환기어부는, 상기 수평회전축과 결합된 터빈기어; 상기 터빈기어와 연동하여 회전하는 제1방향전환기어, 바닷물의 흐름방향에 따라 위치가 변화는 기어변경추를 구비한 기어변경수단에 의해 제1보조기어와 연동하여 회전되는 제3방향전환기어, 및 역회전보조기어와 연동하여 회전되는 제2방향전환기어를 구비한 방향전환부; 상기 역회전보조기어와 연동하여 회전되는 제2보조기어; 및 상기 제1보조기어와 상기 제3방향전환기어가 연동되어 회전되는 경우 제3보조기어와 연동되어 회전되고, 상기 역회전보조기어와 상기 제2보조기어가 연동되어 회전되는 경우 제4보조기어와 연동되어 회전되는 발전기기어;를 포함하고, 상기 기어변경수단은, 상기 기어변경추와 수평방향으로 결합된 기어전환수평축과, 기어전환수평축에 수직하게 연결된 기어전환수직축으로 구성된 기어전환암; 고정설치되어, 중앙에 형성된 고정공을 관통하는 상기 기어전환수직축의 수평방향의 움직임을 제한하는 고정판; 상기 기어전환수직축과 고정결합되고 타원형의 연결공이 형성된 회전판; 및 상기 제1방향전환기어, 상기 제2방향전환기어, 및 상기 제3방향전환기어와 결합된 공통회전축과 연결되고 상기 연결공을 관통하는 연결봉이 형성된 연결봉기어;를 포함하는 양방향터빈을 구비한 조력발전장치를 특징으로 한다.In addition, in the present invention, the one-way switching gear unit, the turbine gear coupled to the horizontal rotating shaft; A first directional gear that rotates in conjunction with the turbine gear, a third directional gear that rotates in coordination with the first auxiliary gear by a gear change means having a gear change weight, the position of which changes in accordance with the flow direction of the sea water; And a second turning gear configured to rotate in association with the reverse rotation auxiliary gear. A second auxiliary gear rotated in association with the reverse rotation auxiliary gear; And a fourth auxiliary gear when the first auxiliary gear and the third turning gear are rotated in association with the third auxiliary gear, and when the reverse rotation auxiliary gear and the second auxiliary gear rotate together with the fourth auxiliary gear. And a generator gear rotated in association with the gear shifting means, the gear shifting means comprising a gear shifting horizontal axis coupled to the gear shifting weight in a horizontal direction and a gear shifting vertical axis connected to the gear shifting horizontal axis; A fixed plate fixedly installed to limit a horizontal movement of the gear shifting vertical shaft passing through a fixed hole formed at a center thereof; A rotating plate fixedly coupled to the gear shifting vertical shaft and having an elliptical connection hole; And a connecting rod gear connected to the common rotation shaft coupled to the first turning gear, the second turning gear, and the third turning gear and passing through the connecting hole. It is characterized by tidal power generators.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 2개의 수직관은 각각 외측으로 수평방향으로 연장된 판형상의 거치대가 대향되게 마련된 양방향터빈을 구비한 조력발전장치를 특징으로 한다.In addition, in the present invention, the two vertical pipes are characterized in that the tidal power generation apparatus having a two-way turbine provided with a plate-shaped cradle extending in the horizontal direction to the outside, respectively.

또한, 본 발명은 상기 조력발전장치가 적어도 하나 이상 부력플레이트 상에 마련된 조력발전부력선으로서, 상기 조력발전장치의 하부는 상기 부력플레이트 아래에 배치되어 바닷물에 잠기는 조력발전부력선을 특징으로 한다.In addition, the present invention is a tidal power buoyancy line is provided on at least one buoyancy plate of the tidal power generation device, the lower portion of the tidal power generation device is characterized in that the tidal power buoyancy line is disposed under the buoyancy plate submerged in sea water.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 조력발전부력선은 상기 부력플레이트 상에 배치된 상기 조력발전장치의 상부를 덮기 위한 덮개를 포함하고, 부력플레이트의 양단은 공기탱크와 결합된 조력발전부력선을 특징으로 한다.Further, in the present invention, the tidal power buoyancy line includes a cover for covering the top of the tidal power generation device disposed on the buoyancy plate, both ends of the buoyancy plate is characterized in that the tidal power buoyancy line coupled with the air tank. It is done.

본 발명에 따르면, 만조와 간조사이에서 변경되는 조수의 흐름변화에도 불구하고 조류의 방향과 일치하게 양방향터빈을 회전시킬 수 있으므로 발전효율을 높이고 많은 전력을 생산할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the bidirectional turbine can be rotated in accordance with the direction of the tidal flow despite the tidal current changes in the high tide and the low tides, thereby increasing power generation efficiency and producing a large amount of power.

도 1은 본 발명에 따른 양방향터빈을 구비한 조력발전장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 U자형관의 수직관의 횡단면 및 U자형관 주위의 조류를 나타낸 도면이다.
도 3은 일방향전환기어부를 개략적으로 도시한 도면으로서, 도 3a는 양방향터빈이 정방향으로 회전시 동작하는 상태를 도시한 도면이고, 도 3b는 양방향터빈이 역방향으로 회전시 동작하는 상태를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 조력발전장치가 장착된 조력발전부력선을 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a view showing a tidal power generating apparatus having a bidirectional turbine according to the present invention.
Figure 2 is a cross-sectional view of the vertical tube of the U-shaped tube according to the present invention and a view showing a bird around the U-shaped tube.
FIG. 3 is a view schematically showing a one-way shift gear unit, and FIG. 3A is a view illustrating a state in which the bidirectional turbine operates in a forward direction, and FIG. 3B is a view of a state in which the bidirectional turbine operates in a reverse direction. to be.
4 is a view schematically showing a tidal power buoyancy line equipped with tidal power generation apparatus according to the present invention.

이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명에 따른 양방향터빈을 구비한 조력발전장치를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 U자형관의 수직관의 횡단면 및 U자형관 주위의 조류를 나타낸 도면이다.Hereinafter, with reference to the drawings, a preferred embodiment of the present invention will be described. 1 is a view showing a tidal power generating apparatus having a bidirectional turbine according to the present invention, Figure 2 is a view showing a cross-section of the vertical pipe of the U-shaped tube according to the present invention and the tide around the U-shaped tube.

도 1을 참조로하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 조력발전장치(100)는, U자형상으로서 세로방향으로 위치된 2개의 수직관(401)과 이들을 가로방향에서 연결하는 연결관(402)으로 구성된 U자형관(400)과, 상기 U자형관(400) 내측에서 조류의 방향에 따라 정방향 또는 역방향으로 회전하는 양방향터빈(110)과, 상기 U자형관(400)의 상부를 수평방향으로 관통하면서 상기 양방향터빈(110)과 결합되는 수평회전축(150)과, 상기 수평회전축(150)에 연결되어 상기 양방향터빈(110)의 회전방향을 일방향으로 전환하는 일방향전환기어부(500)와, 상기 일방향전환기어부(500)에 연결된 발전기(700)를 구비하고 있다.Referring to Figure 1, the tidal power generation apparatus 100 according to a preferred embodiment of the present invention, the U-shaped two vertical pipes located in the vertical direction and the connecting pipe 402 connecting them in the horizontal direction U-shaped pipe 400 consisting of, the bi-directional turbine 110 to rotate in the forward or reverse direction in accordance with the direction of the tidal inside the U-shaped pipe 400 and the upper portion of the U-shaped pipe 400 in the horizontal direction A horizontal rotation shaft 150 coupled to the bidirectional turbine 110 and connected to the horizontal rotation shaft 150 to convert the rotation direction of the bidirectional turbine 110 in one direction while penetrating through the horizontal rotation shaft 150; It is provided with a generator 700 connected to the one-way gear unit 500.

상기 U자형관(400)에 있어서, 수직관(401)의 횡단면은, 도 2에서도 볼 수 있는 바와 같이, 중앙에서 양단으로 갈수록 폭이 점점 좁아지는 대략 유선형을 이루도록 형성되어 물의 저항을 최소화하도록 이루어져 있고, 바닷물에 뜰 수 있도록 내부가 비어 있다.In the U-shaped tube 400, the cross section of the vertical tube 401, as can be seen in Figure 2, is formed to form a substantially streamlined narrower width gradually from the center to both ends is made to minimize the resistance of the water It is empty to float in the sea.

또한, 양측에 평행하게 마련된 2개의 수직관(410)에 의해 좁은 통로가 형성되기 때문에, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 U자형관(400)의 내측, 즉, 상기 양방향터빈(110)이 마련되는 지점을 흐르는 조류(A)는 U자형관(400)의 외측에서 흐르는 조류(B)보다 유속이 커지게 되고 따라서 상대적으로 커진 유속에 의해 양방향터빈을 작동시킬 수 있으므로 보다 많은 전력을 생산할 수 있게 된다.In addition, since a narrow passage is formed by two vertical pipes 410 provided in parallel to both sides, as shown in FIG. 2, the inner side of the U-shaped pipe 400, that is, the bidirectional turbine 110 is provided. The algae (A) flowing through the point provided is greater than the algae (B) flowing from the outside of the U-shaped pipe 400, and thus can operate a two-way turbine by a relatively large flow rate can produce more power Will be.

한편, 상기 양방향터빈(110)은 내부에 바닷물이 유입되어 회전을 유도할 수 있도록 바가지형상으로 이루어진 복수의 회전바가지(120)와, 상기 회전바가지(120)와 회전가능하게 결합된 복수의 연결부(130)와, 상기 수평회전축(150)을 중심으로 방사상 방향으로 연장되게 형성되어 일단은 상기 연결부(130)에 연결되고 타단은 상기 수평회전축(150)에 연결된 복수의 수직축(140)을 포함한다.On the other hand, the two-way turbine 110 has a plurality of rotary gourd 120 having a gourd shape to induce rotation by the inflow of sea water inside, and a plurality of connection parts rotatably coupled to the rotary gourd 120 ( 130 and a plurality of vertical shafts 140 formed to extend in a radial direction about the horizontal rotation shaft 150, one end of which is connected to the connection portion 130 and the other end of which is connected to the horizontal rotation shaft 150.

또한, 상기 양방향터빈(110)은 상기 회전바가지(120)의 외부 저면에 바닷물을 안내할 수 있도록 평판형상으로 이루어진 조류안내판(170)을 구비하고 있다.In addition, the two-way turbine 110 is provided with a bird guide plate 170 made of a flat plate shape to guide the sea water on the outer bottom of the rotary gourd (120).

또한, 상기 복수의 연결부(130)는, 상기 회전바가지(120)의 내부를 관통하는 가로대(131)와, 상기 가로대(131)와 연결되는 지지대(132)로 이루어지는데, 상기 지지대(132)는 상기 조류안내판(170) 보다 아래의 위치에서 상기 회전바가지(120)의 하부를 가로지르는 방향으로 연장되게 형성됨으로써, 연결부(130)와 연결된 회전바가지(120)가 가로대(131)와 지지대(132) 사이에서 자유롭게 회전될 수 있다.In addition, the plurality of connection portion 130, the crossbar 131 penetrating through the inside of the rotation gourd 120, and the support 132 is connected to the crossbar 131, the support 132 is By being formed to extend in the direction crossing the lower portion of the rotary gourd 120 at a position below the bird guide plate 170, the rotary gourd 120 connected to the connecting portion 130 is a crossbar 131 and the support 132 It can be rotated freely in between.

한편, 상기 U자형관(400)은 상기 2개의 수직관(401)에서 외측 수평방향으로 연장되게 형성된 판형상의 거치대(410)를 구비할 수 있다.On the other hand, the U-shaped pipe 400 may be provided with a plate-shaped holder 410 formed to extend in the outer horizontal direction from the two vertical pipes (401).

이하에서는 도 3을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 일방향전환기어부에 대해 보다 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, with reference to Figure 3 will be described in more detail with respect to the one-way switching gear according to an embodiment of the present invention.

도 3은 일방향전환기어부를 개략적으로 도시한 도면으로서, 도 3a는 양방향터빈이 정방향으로 회전시 동작하는 상태를 도시한 도면이고, 도 3b는 양방향터빈이 역방향으로 회전시 동작하는 상태를 도시한 도면이다.FIG. 3 is a view schematically showing a one-way shift gear unit, and FIG. 3A is a view illustrating a state in which the bidirectional turbine operates in a forward direction, and FIG. 3B is a view of a state in which the bidirectional turbine operates in a reverse direction. to be.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 일방향전환기어부(500)는, 양방향터빈(110)이 밀물 또는 썰물에 의해 정방향 또는 역방향으로 회전방향이 바뀌게 되는 경우, 양방향터빈(110)의 회전방향을 일방향으로 전환하여 발전기(700)에 전달하기 위한 것이다.The one-way conversion gear unit 500 according to the preferred embodiment of the present invention, when the bidirectional turbine 110 is changed in the forward or reverse direction by the high or low tide, the rotation direction of the bidirectional turbine 110 is switched in one direction To deliver to the generator 700.

따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 일방향전환기어부(500)는 수평회전축(150)과 결합된 터빈기어(510), 상기 터빈기어(510)와 연동하여 회전하는 제1방향전환기어(520), 상기 제1방향전환기어(520)와 결합된 공통회전축(610)에 결합되는 제2방향전환기어(530), 및 제3방향전환기어(540)를 포함한다.Therefore, the one-way gear 500 according to the preferred embodiment of the present invention is a turbine gear 510 coupled to the horizontal rotation shaft 150, the first gear shifting gear 520 rotates in conjunction with the turbine gear 510. A second turning gear 530 coupled to the common rotation shaft 610 coupled to the first turning gear 520 and a third turning gear 540 are included.

또한, 일방향전환기어부(500)는 상기 제3방향전환기어(540)와 연동하여 회전되는 제1보조기어(550)와 상기 제1보조기어(550)와 동축으로 결합된 제3보조기어(570)를 포함하고, 상기 제2방향전환기어(530)와 연동되어 회전하는 역회전보조기어(590), 및 상기 역회전보조기어(590)와 연동되어 회전하는 제2보조기어(560)와 상기 제2보조기어(560)와 동축으로 결합된 제4보조기어(580)를 포함한다.In addition, the one-way shift gear unit 500 is the first auxiliary gear 550 and the third auxiliary gear 570 coaxially coupled to the first auxiliary gear 550 rotated in conjunction with the third direction switching gear 540. And a reverse rotation auxiliary gear 590 that rotates in association with the second turning gear 530, and a second auxiliary gear 560 that rotates in conjunction with the reverse rotation auxiliary gear 590. And a fourth auxiliary gear 580 coaxially coupled with the second auxiliary gear 560.

또한, 일방향전환기어부(500)는, 바닷물의 흐름방향에 따라 위치가 변화는 기어변경추(640)를 구비한 기어변경수단(600)에 의해, 상기 제3보조기어(570) 또는 상기 제4보조기어(580) 중 어느 하나와 연동되어 회전하고 발전기(700)를 가동하는 발전기기어(595)를 포함한다.In addition, the one-way shift gear unit 500 is the third auxiliary gear 570 or the fourth by the gear change means 600 having a gear change weight 640 whose position changes according to the flow direction of the sea water. It includes a generator gear 595 to rotate in conjunction with any of the auxiliary gear 580 and to operate the generator 700.

한편, 기어변경수단은, 바닷물의 흐름방향에 따라 위치가 변화는 구형상의 기어변경추(640)와, 상기 기어변경추(640)와 결합된 기어전환암(630)과, 상기 기어전환암(630)과 결합되고 타원형의 연결공(670)이 형성된 회전판(620)과, 연결공(670)에 삽입되는 연결봉(681)을 구비하고 상기 제1방향전환기어(520), 상기 제2방향전환(530)기어, 및 상기 제3방향전환기어(540)와 결합된 공통회전축(610)과 연결되는 연결봉기어(680)를 포함한다.On the other hand, the gear changing means, the spherical gear change weight 640 whose position changes according to the flow direction of the sea water, the gear change arm 630 coupled to the gear change weight 640, and the gear change arm ( 630 and the rotating plate 620 formed with an elliptical connecting hole 670 and a connecting rod 681 inserted into the connecting hole 670 and the first turning gear 520, the second turning And a connecting rod gear 680 connected to the common rotation shaft 610 coupled to the third turning gear 540.

또한, 기어전환암(630)은 상기 기어변경추(640)와 수평방향으로 결합된 기어전환수평축(631)과, 기어전환수평축(631)에 수직하게 연결된 기어전환수직축(632)으로 구성되어 대략 ㄴ자형상을 이루고 있다.In addition, the gear shifting arm 630 is composed of a gear shifting horizontal axis 631 coupled to the gear change weight 640 in a horizontal direction, and a gear shifting vertical axis 632 vertically connected to the gear shifting horizontal axis 631. It is shaped like a N.

또한, 기어전환암(630)의 기어전환수직축(632)은, 고정설치된 고정판(660)의 내부 중앙에 형성된 고정공(661)에 삽입되어 상기 회전판(620)과 결합되기 때문에 조류의 흐름이 변화되어 기어변경추(640)의 수평방향의 움직임이 변화되더라도 기어전환수직축(632)의 수평방향의 이동은 상기 고정공(661) 내로 제한될 수 있다.In addition, the gear shifting vertical shaft 632 of the gear shifting arm 630 is inserted into the fixing hole 661 formed in the inner center of the fixed fixed plate 660 is coupled to the rotating plate 620, so the flow of tidal current changes. Even if the horizontal movement of the gear change weight 640 is changed, the horizontal movement of the gear shifting vertical shaft 632 may be limited to the fixing hole 661.

한편 기어전환수직축(632)은 고정볼트(650)에 의해 회전판(620)에 고정설치된다.Meanwhile, the gear switching vertical shaft 632 is fixed to the rotating plate 620 by the fixing bolt 650.

게다가, 상기 연결봉(681)이 삽입되는 상기 연결공(670)은 타원형으로 형성되어 있기 때문에 기어전환암(630)에 의해 회전판(620)과 결합된 기어변경추(640)가 조류방향의 변화에 따라 수평방향으로 이동되더라도 원활하게 후술하는 바와 같이, 공통회전축(610)을 이동시킬 수 있다.In addition, since the connecting hole 670 into which the connecting rod 681 is inserted is formed in an elliptical shape, the gear change weight 640 coupled with the rotating plate 620 by the gear switching arm 630 is changed in the direction of the current flow. Therefore, even if moved in the horizontal direction, as will be described later smoothly, the common rotation shaft 610 can be moved.

이하에서는 밀물 또는 썰물에 의해 조류가 정방향 또는 역방향으로 바뀜에 따라 일방향전환기어부가 작동하는 원리에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, the principle of the one-way switching gear unit will be described as the algae change in the forward or reverse direction by the high or low tide.

먼저 도 3a에 도시된 바와 같이, 밀물시 양방향터빈(110)이 조류에 의해 정방향으로 흐르게 되면, 수평회전축(150)에 의해 터빈기어(510)가 정방향으로 회전되고 제1방향전환기어(520), 제2방향전환기어(530) 및 제3방향전환기어(540)가 터빈기어(510)와 연동하여 역방향으로 회전되게 된다. 이 때, 상기 제3방향전환기어(540)에 의해 제1보조기어(550)와 제3보조기어(570)가 정방향으로 회전하게 되고, 제3보조기어(570)에 의해 발전기기어(595)가 역방향으로 회전하여 발전을 하게 된다. 이 경우, 역회전보조기어(590)와 상기 제2방향전환기어(530)는 떨어져 있는 상태이고, 제2보조기어(560) 및 제4보조기어(580)는 공회전을 한다.First, as shown in FIG. 3A, when the bidirectional turbine 110 flows in a forward direction due to a tidal current, the turbine gear 510 is rotated in the forward direction by the horizontal rotating shaft 150 and the first turning gear 520. The second turning gear 530 and the third turning gear 540 rotate in the reverse direction in conjunction with the turbine gear 510. At this time, the first auxiliary gear 550 and the third auxiliary gear 570 are rotated in the forward direction by the third turning gear 540, the generator gear 595 by the third auxiliary gear 570. Rotates in reverse direction to generate electricity. In this case, the reverse rotation auxiliary gear 590 and the second turning gear 530 is in a state of being separated, and the second auxiliary gear 560 and the fourth auxiliary gear 580 are idling.

이후, 썰물에 의해 바닷물의 흐름방향이 바뀌게 되면, 기어변경수단(600)에 있어서, 기어변경추(640)가 도 3b에 도시된 바와 같이 수평방향으로 이동하게 되고, 기어변경추(640)의 위치변화에 따라 기어전환수직축(632)을 중심으로 기어전환암(630)에 의해 기어변경추(640)와 연결된 회전판(620)의 위치가 변경되면서 회전판(620)의 연결공(670)에 연결봉(681)이 삽입되어 있는 연결봉기어(680)의 위치가 변경되게 된다.Then, when the flow direction of the sea water is changed by the low tide, in the gear change means 600, the gear change weight 640 is moved in the horizontal direction as shown in Figure 3b, the gear change weight 640 As the position changes, the position of the rotating plate 620 connected to the gear change weight 640 is changed by the gear switching arm 630 around the gear switching vertical shaft 632, and the connecting rod 670 is connected to the connection hole 670 of the rotating plate 620. The position of the connecting rod gear 680 into which the 681 is inserted is changed.

이 경우, 상기 연결봉기어(680)의 위치가 변경되면 연결봉기어(680)와 결합된 공통회전축(610)의 위치도 변경되게 되고 따라서, 제3방향전환기어(540)가 제1보조기어(550)로부터 떨어지고 제2방향전환기어(530)가 역회전보조기어(590)와 접하게 된다. 그러나, 제1방향전환기어(520)는 제2방향전환기어(530) 및 제3방향전환기어(540)에 비해 기어의 길이가 길기 때문에 공통회전축(610)의 위치에 변화가 생겨도 항상 터빈기어(510)와 접하고 있다.In this case, when the position of the connecting rod gear 680 is changed, the position of the common rotating shaft 610 coupled with the connecting rod gear 680 is also changed. Accordingly, the third turning gear 540 is the first auxiliary gear 550. And the second turning gear 530 comes into contact with the reverse rotation assist gear 590. However, since the gear length of the first turning gear 520 is longer than that of the second turning gear 530 and the third turning gear 540, the turbine gear always changes even when the position of the common rotation shaft 610 changes. 510 is in contact with.

한편, 썰물에 의해 양방향터빈(110)의 회전방향은 역방향으로 바뀌게 되고, 따라서, 수평회전축(150)에 의해 터빈기어(510)가 역방향으로 회전하게 되며, 터빈기어(510)와 연동하여 제1방향전환기어(520), 제2방향전환기어(530), 및 제3방향전환기어(540)가 정방향으로 회전하게 된다.On the other hand, the direction of rotation of the two-way turbine 110 is reversed by the low tide, therefore, the turbine gear 510 is rotated in the reverse direction by the horizontal rotation shaft 150, in conjunction with the turbine gear 510 first The turning gear 520, the second turning gear 530, and the third turning gear 540 rotate in the forward direction.

이 경우, 상술한 바와 같이, 역회전보조기어(590)와 제2방향전환기어(530)가 접하고 있기 때문에, 제2방향전환기어(530)의 정방향회전에 의해 역회전보조기어(590)는 역방향으로 회전하게 되고 이와 연동되어 제2보조기어(560) 및 제4보조기어(580)가 정방향으로 회전하게 되며, 제4보조기어(580)와 연동하여 발전기기어(595)가 역방향으로 회전하여 발전기(700)를 가동시키게 된다. 이 때, 제1보조기어(550) 및 제3보조기어(570)는 공회전을 하게 된다.In this case, as described above, since the reverse rotation auxiliary gear 590 and the second turning gear 530 are in contact with each other, the reverse rotation auxiliary gear 590 is rotated by the forward rotation of the second turning gear 530. The second auxiliary gear 560 and the fourth auxiliary gear 580 is rotated in the forward direction in conjunction with the reverse rotation, and the generator gear 595 is rotated in the reverse direction in conjunction with the fourth auxiliary gear 580. The generator 700 is operated. At this time, the first auxiliary gear 550 and the third auxiliary gear 570 are idling.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일방향전환기어부(500)에 의하면, 발전기기어(595)가 밀물 또는 썰물에 따른 양방향터빈(110)의 회전방향에 상관없이 항상 역방향으로 회전을 하여 발전기를 가동시키므로 밀물과 썰물 모두를 이용하여 발전효율을 높일 수 있게 된다.As described above, according to the one-way conversion gear unit 500 of the present invention, the generator gear 595 always rotates in the reverse direction regardless of the rotation direction of the bidirectional turbine 110 according to the high or low tide to run the generator high water Both the and the ebb can be used to increase the power generation efficiency.

도 4는 본 발명에 따른 조력발전장치가 장착된 조력발전부력선을 개략적으로 도시한 도면이다.4 is a view schematically showing a tidal power buoyancy line equipped with tidal power generation apparatus according to the present invention.

도 4를 참조로 하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 조력발전장치(100)가 적어도 하나 이상 마련된 조력발전부력선(800)이 마련될 수 있다(도면에서는 U자형관 미도시). 조력발전부력선(800)은 조력발전장치(100)가 장착되는 부력플레이트(890) 양단에 각각 공기탱크(820)가 마련되어 이루어진다.Referring to FIG. 4, an tidal power buoyancy line 800 including at least one tidal power generation device 100 according to a preferred embodiment of the present invention may be provided (not shown in the figure). The tidal power buoyancy line 800 is provided with air tanks 820 on both ends of the buoyancy plate 890 on which the tidal power generation device 100 is mounted.

이 때, 본 발명에 따른 조력발전장치(100)는 U자형관거치대(410)가 부력플레이트(890) 상에 위치된 상태로 조력발전장치(100)의 상부가 노출되고, U자형거치대(410) 아래의 조력발전장치(100) 부분은 부력플레이트(890) 하부에서 바닷물 잠겨 있는 상태가 된다.At this time, the tidal power generation device 100 according to the present invention is exposed to the upper portion of the tidal power generation device 100 with the U-shaped pipe support 410 is located on the buoyancy plate 890, U-shaped support 410 The bottom of the tidal power generation device 100 is buried in the seawater buoyant buoyancy plate 890.

또한, 부력플레이트(890) 상에 노출된 조력발전장치(100)의 양방향터빈(110) 및 U자형관(400)을 덮는 덮개(830)가 조력발전부력선(800)에 마련될 수 있다.In addition, a cover 830 covering the bidirectional turbine 110 and the U-shaped pipe 400 of the tidal power generation device 100 exposed on the buoyancy plate 890 may be provided in the tidal power buoyancy line 800.

한편, 상기 부력플레이트(890) 상에는 조력발전장치(100) 외에 송전탑(미도시)과 같은 시설물이 탑재될 수 있으며, 상기 공개탱크(820)에는 조력발전부력선(800)의 이동을 제한하기 위해 닻줄이 마련될 수도 있다.On the other hand, on the buoyancy plate 890, in addition to the tidal power generation device 100, a facility such as a transmission tower (not shown) may be mounted, and in the open tank 820 to limit the movement of the tidal power buoyancy line 800. Anchor lines may be provided.

따라서, 상술한 조력발전부력선(800)은 해상에 부유상태로 존재하여 장소의 이동에 유리한 이점이 있고 조력발전부력선(800)을 위치시킬 지점의 폭에 따라 장착하는 조력발전장치의 갯수를 조절함으로써 발전효율을 높일 수 있다.Therefore, the above-described tidal power buoyancy line 800 is in a floating state on the sea has an advantage in the movement of the place and the number of tidal power generation device to be mounted according to the width of the point to position the tidal power buoyancy line 800 By adjusting the power generation efficiency can be increased.

100 : 조력발전장치 110 : 양방향터빈
120 : 회전바가지 130 : 연결부
131 : 가로대 132 : 지지대
140 : 수직축 150 : 수평회전축
400 : U자형관 401 : 수직관
402 : 연결관 410 : 거치대
500 : 일반향전환기어부 510 : 터빈기어
520, 530, 540 : 제1, 2, 3방향전환기어
550, 560, 570, 580 : 제1, 2, 3, 4보조기어
590 : 역회전보조기어 595 : 발전기기어
600 : 기어변경수단 610 : 공통회전축
620 : 회전판 630 : 기어전환암
631 : 기어전환수평축 632 : 기어전환수직축
640 : 기어변경추 650 : 고정볼트
660 : 고정판 661: 고정공
670 : 연결공
680 : 연결봉기어 681 : 연결봉
700 : 발전기 800 : 부력선
810 : 터빈덮개 820 : 공기탱크
840 : 고정부재 850 : 부력플레이트100: tidal power generator 110: bidirectional turbine
120: rotation gourd 130: connection
131: crossbar 132: support
140: vertical axis 150: horizontal rotation axis
400: U-shaped tube 401: Vertical tube
402 connector 410 holder
500: general divert gear 510: turbine gear
520, 530, 540: 1st, 2nd, 3rd direction switching gear
550, 560, 570, 580: 1st, 2, 3, 4 auxiliary gear
590: reverse rotation auxiliary gear 595: generator gear
600: gear changing means 610: common rotating shaft
620: rotating plate 630: gear shift arm
631: gear shifting horizontal axis 632: gear shifting vertical axis
640: gear change weight 650: fixed bolt
660: fixing plate 661: fixing hole
670: connector
680: connecting rod gear 681: connecting rod
700: generator 800: buoyancy line
810: turbine cover 820: air tank
840: fixing member 850: buoyancy plate

Claims (6)

2개의 수직관과 이들을 연결하는 연결관으로 구성되어 U자형을 이루며 내부가 빈 U자형관;
상기 U자형관 내측에서 조류의 방향에 따라 정방향 또는 역방향으로 회전하는 양방향터빈;
상기 U자형관의 상부를 수평방향으로 관통하면서 상기 양방향터빈과 결합되는 수평회전축;
상기 수평회전축에 연결되어 상기 양방향터빈의 회전방향을 일방향으로 전환하는 일방향전환기어부; 및
상기 일방향전환기어부에 연결된 발전기;를 구비하는 양방향터빈을 구비하고,
상기 양방향터빈은,
내부에 바닷물이 유입되어 회전을 유도할 수 있도록 바가지형상으로 이루어지고, 외부 저면에는 바닷물을 안내할 수 있도록 평판형상으로 이루어진 조류안내판이 구비된 복수의 회전바가지;
상기 회전바가지의 내부를 관통하는 가로대와, 상기 조류안내판의 아래에서 상기 회전바가지의 하부를 가로지르는 방향으로 연장되게 형성되고 양단은 상기 가로대와 연결되는 지지대를 구비하여, 상기 복수의 회전바가지와 회전가능하게 결합된 복수의 연결부; 및
상기 수평회전축을 중심으로 방사상 방향으로 연장되게 형성되어 일단은 상기 지지대에 연결되고 타단은 상기 수평회전축에 연결된 복수의 수직축;을 포함하는 양방향터빈을 구비하며,
상기 일방향전환기어부는,
상기 수평회전축과 결합된 터빈기어;
상기 터빈기어와 연동하여 회전하는 제1방향전환기어, 바닷물의 흐름방향에 따라 위치가 변화는 기어변경추를 구비한 기어변경수단에 의해 제1보조기어와 연동하여 회전되는 제3방향전환기어, 및 역회전보조기어와 연동하여 회전되는 제2방향전환기어를 구비한 방향전환부;
상기 역회전보조기어와 연동하여 회전되는 제2보조기어; 및
상기 제1보조기어와 상기 제3방향전환기어가 연동되어 회전되는 경우 제3보조기어와 연동되어 회전되고, 상기 역회전보조기어와 상기 제2보조기어가 연동되어 회전되는 경우 제4보조기어와 연동되어 회전되는 발전기기어;를 포함하고,
상기 기어변경수단은,
상기 기어변경추와 수평방향으로 결합된 기어전환수평축과, 기어전환수평축에 수직하게 연결된 기어전환수직축으로 구성된 기어전환암;
고정설치되어, 중앙에 형성된 고정공을 관통하는 상기 기어전환수직축의 수평방향의 움직임을 제한하는 고정판;
상기 기어전환수직축과 고정결합되고 타원형의 연결공이 형성된 회전판; 및
상기 제1방향전환기어, 상기 제2방향전환기어, 및 상기 제3방향전환기어와 결합된 공통회전축과 연결되고 상기 연결공을 관통하는 연결봉이 형성된 연결봉기어;를 포함하는 양방향터빈을 구비한 조력발전장치.A U-shaped tube consisting of two vertical tubes and a connecting tube connecting them to form a U-shape and empty inside;
A bidirectional turbine rotating in a forward or reverse direction according to the direction of the tidal current inside the U-shaped pipe;
A horizontal rotating shaft coupled to the bidirectional turbine while penetrating the upper portion of the U-shaped pipe in a horizontal direction;
A one-way change gear unit connected to the horizontal rotation shaft to change the rotation direction of the bidirectional turbine in one direction; And
It is provided with a bidirectional turbine having a; generator connected to the one-way switching gear unit,
The bidirectional turbine,
A plurality of rotating gourds provided with a bird guide plate made of a flat plate shape to guide the sea water to the sea bottom, the sea bottom is introduced to induce rotation;
A cross bar penetrating the inside of the rotary gourd, and extending from the bottom of the rotary gourd under the bird guide plate, and both ends are provided with a support that is connected to the crossbar, the plurality of rotary gourd and rotation A plurality of connections possibly coupled; And
It is formed to extend in the radial direction about the horizontal axis of rotation, one end is connected to the support and the other end is provided with a bidirectional turbine comprising a;
The one-way gear unit,
A turbine gear coupled to the horizontal rotating shaft;
A first directional gear that rotates in conjunction with the turbine gear, a third directional gear that rotates in coordination with the first auxiliary gear by a gear change means having a gear change weight, the position of which changes in accordance with the flow direction of the sea water; And a second turning gear configured to rotate in association with the reverse rotation auxiliary gear.
A second auxiliary gear rotated in association with the reverse rotation auxiliary gear; And
When the first auxiliary gear and the third direction switching gear is rotated in conjunction with the third auxiliary gear is rotated in conjunction with the reverse rotation auxiliary gear and the second auxiliary gear is rotated in conjunction with the fourth auxiliary gear It includes a generator gear that rotates in conjunction with,
The gear changing means,
A gear shift arm comprising a gear shift horizontal axis coupled to the gear shift weight in a horizontal direction and a gear shift vertical axis connected to the gear shift horizontal axis perpendicularly;
A fixed plate fixedly installed to limit a horizontal movement of the gear shifting vertical shaft passing through a fixed hole formed at a center thereof;
A rotating plate fixedly coupled to the gear shifting vertical shaft and having an elliptical connection hole; And
A bidirectional turbine comprising: a connecting rod gear connected to the common rotation shaft coupled to the first turning gear, the second turning gear, and the third turning gear and passing through the connecting hole. Power generation device. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 2개의 수직관은 각각 외측으로 수평방향으로 연장된 판형상의 거치대가 대향되게 마련된 양방향터빈을 구비한 조력발전장치.The tidal power generation apparatus according to claim 1, wherein the two vertical tubes each have a bidirectional turbine provided to face a plate-shaped cradle extending in a horizontal direction to the outside. 제1항에 따른 조력발전장치가 적어도 하나 이상 부력플레이트 상에 마련된 조력발전부력선으로서, 상기 조력발전장치의 하부는 상기 부력플레이트 아래에 배치되어 바닷물에 잠기는 조력발전부력선.A tidal power buoyancy line provided with at least one tidal power generation device according to claim 1, wherein the lower portion of the tidal power generation device is disposed under the buoyancy plate and submerged in seawater. 제5항에 있어서, 상기 조력발전부력선은 상기 부력플레이트 상에 배치된 상기 조력발전장치의 상부를 덮기 위한 덮개를 포함하고, 부력플레이트의 양단은 공기탱크와 결합된 조력발전부력선.The tidal power buoyancy line according to claim 5, wherein the tidal power buoyancy line includes a cover for covering an upper portion of the tidal power generation device disposed on the buoyancy plate, and both ends of the buoyancy plate are coupled to an air tank.
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