KR101404832B1 - 파력 수집 장치 - Google Patents

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    • Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient

Abstract

본 발명은 해수면에 수직한 상하방향으로 부력통이 움직일 때뿐만 아니라 부력통의 횡방향으로 파도가 칠 때에도 파력을 수집할 수 있는 파력 수집 장치에 관한 것이다. 본 발명의 파력 수집 장치는, 부력통이 승강할 때 파력을 수집하는 주동력수집부와, 주동력수집부가 파력을 수집할 때의 부력통의 승강방향과 반대방향으로 부력통이 승강할 때 파력을 수집하는 부동력수집부를 포함하여 구성된다. 주동력수집부는, 해양구조물(S)에 양단이 회전 자유롭게 지지되며, 부력통이 승강할 때 회전하는 주회전축(1a)과, 주회전축에 설치되는 래치기어(4a)와, 래치기어에 인접하여 설치되며 래치기어에 대응하는 래치(3a)가 일측면에 구비되는 구동기어(6a)와, 구동기어에 일단부가 연결되고 타단부에 부력통(10)이 설치되는 연결바(20)로 구성된다. 부동력수집부는, 해양구조물(S)에 양단이 회전 자유롭게 지지되며, 주동력수집부가 파력을 수집할 때의 부력통의 승강방향과 반대방향으로 부력통이 승강할 때 회전하는 부회전축(1b)과, 부회전축 상에 설치되는 래치기어(4b)와, 래치기어에 인접하여 설치되며, 래치기어에 대응하는 래치(3b)가 일측면에 구비되고, 주동력수집부가 파력을 수집하는 방향으로 부력통이 승강할 때에는 공회전하고 주동력수집부가 파력을 수집하지 않는 방향으로 부력통이 승강할 때에는 주회전축 상의 구동기어로부터 전달되는 공회전력에 의해 회전하는 종동기어(6b)로 구성된다.

Description

파력 수집 장치{Apparatus for collecting wave power}
본 발명은, 파도의 운동에너지를 전기에너지나 기계적 에너지로 변환하기 위해 수집하는 파력 수집 장치에 관한 것으로서, 더 구체적으로는,
1) 파도에 의해 부력통이 상승할 때 주(主)동력수집부가 파력을 수집하고, 부력통이 하강할 때 부(副)동력수집부가 파력을 수집하거나,
2) 이와 반대로, 부력통이 하강할 때 주동력수집부가 파력을 수집하고, 부력통이 상승할 때 부동력수집부가 파력을 수집하며,
3) 필요에 따라, 주동력수집부의 출력과 부동력수집부의 출력이 각각 인출되거나 이들 출력이 출력합산부를 통해서 합쳐질 수 있도록 구성된 파력 수집 장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 부력통이 해수면에 수직한 상하방향으로 움직일 때뿐만 아니라, 부력통의 횡방향으로 파도가 칠 때에도 파도의 운동에너지가 수집될 수 있도록 구성된 파력 수집 장치에 관한 것이다.
대체 에너지원으로 연구되고 있는 파도는, 관련 설비의 설치 후, 관리비용만 들어가기 때문에 저렴하고, 전혀 고갈될 염려가 없는 무한 청정 에너지원이다.
파도 에너지를 전기에너지나 기계적 에너지로 변환하는 장치로는, 파력 수집 장치와 조력 발전 장치를 들 수 있는데, 본 발명은 그 중에서도 특히 파력 수집 장치와 관련이 있다.
종래의 파력 수집 장치는, 파도 에너지 중, 해수면에 수직한 상하방향으로의 운동에너지만 수집할 뿐, 해수면에 수평한 횡방향으로의 운동에너지는 수집할 수 없는 구조였기 때문에, 파력의 수집 효율이 떨어지는 문제점이 있다. 또한, 종래의 파력 수집 장치는, 부력통의 횡방향으로 큰 파도가 밀어칠 경우, 부력통과 회전축 사이를 연결하는 강체 로드(rigid rod)가 한순간에 파손되는 문제점이 있다.
본 발명의 선행기술로서, 예컨대 특허문헌 1과 특허문헌 2에는 파력 수집 효율 또는 발전 용량을 극대화하기 위한 장치가 공지되어 있다.
그러나 이들 특허문헌에 개시된 장치는, 해수면에 수평한 횡방향으로의 파도 에너지를 수집할 수 없고, 또, 부력통에 큰 횡력이 가해지거나 또는 일기불순 등으로 큰 파도가 쳐 매우 큰 수직력이 부력통에 가해질 때에도 부력통이 일정한 범위 내에서 상하방향으로 요동만 칠 뿐 그 반대편으로 완전히 넘어갈 수 없는 구조였기 때문에 강체 로드가 파손될 수 있다는 단점이 여전히 남아 있다.
대한민국 등록특허공보 등록번호 10-0395401 대한민국 등록특허공보 등록번호 10-1188030
본 발명은, 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 부력통의 상승시뿐만 아니라 하강시에도 파도 에너지를 수집할 수 있는 파력 수집 장치를 제공함에 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 부력통의 횡방향으로 파도가 밀어치는 경우에도 파도 에너지를 수집할 수 있는 파력 수집 장치를 제공함에 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 부력통의 횡방향으로 파도가 밀어치는 경우에도, 부력통과 회전축 사이의 연결바가 파손되지 않도록 보호할 수 있는 파력 수집 장치를 제공함에 또 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 장치의 구조가 간단하여 설치비용과 관리비용이 적게 드는 파력 수집 장치를 제공함에 또 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 부력통의 상승시에 수집된 파력과 부력통의 하강시에 수집된 파력을 각각 출력하거나, 필요에 따라 합산하여 출력할 수 있는 파력 수집 장치를 제공함에 또 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 부력통의 설치 개수를 증감시킴으로써, 해수면의 단위면적 내에서 수집되는 파력의 총량(출력)을 증감시킬 수 있는 파력 수집 장치를 제공함에 또 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 부력통이 주회전축을 중심으로 한바퀴 돌 수 있도록 함으로써, 일기불순 등의 사유로 큰 파도가 칠 때, 그 큰 파도에 떠밀린 부력통이 주회전축을 중심으로 반대편(예컨대, 주회전축의 오른쪽 편에서 왼쪽 편으로)으로 넘어갈 수 있게 하여 부력통과 주회전축 사이의 연결바가 파손되는 것을 방지함과 아울러, 부력통이 반대편으로 넘어갔더라도 여전히 파력 수집이 가능하게 한 파력 수집 장치를 제공함에 또 다른 목적이 있다.
본 발명이 제안하는 파력 수집 장치의 구성상 특징은 다음과 같다.
[1] 부력통보다 파도에 의한 움직임이 적은 해양구조물에 설치되어, 상기 부력통이 파도에 의해 움직일 때, 파도의 에너지를 전기에너지나 기계적 에너지로 변환하기 위해 파력을 수집하는 파력 수집 장치로서, 상기 파력 수집 장치는,
파도에 의해 부력통이 승강할 때 파력을 수집하는 주동력수집부와, 주동력수집부가 파력을 수집할 때의 부력통의 승강방향과 반대방향으로 부력통이 승강할 때 파력을 수집하는 부동력수집부를 포함하며,
상기 주동력수집부는, 해양구조물에 양단이 회전 자유롭게 지지되며, 부력통이 파도에 의해 승강할 때 회전하는 주회전축과; 서로 간격을 두고 주회전축 상에 설치되는 래치기어와; 래치기어에 인접하여 설치되며, 래치기어에 대응하는 래치가 일측면에 구비되는 구동기어와; 구동기어에 일단부가 연결되고 타단부에 부력통이 설치되는 연결바로 구성되며,
상기 부동력수집부는, 해양구조물에 양단이 회전 자유롭게 지지되며, 주동력수집부가 파력을 수집할 때의 부력통의 승강방향과 반대방향으로 부력통이 승강할 때 회전하는 부회전축과; 서로 간격을 두고 부회전축 상에 설치되는 래치기어와; 래치기어에 인접하여 설치되며, 래치기어에 대응하는 래치가 일측면에 구비되고, 주동력수집부가 파력을 수집하는 방향으로 부력통이 승강할 때에는 공회전하고 주동력수집부가 파력을 수집하지 않는 방향으로 부력통이 승강할 때에는 주회전축 상의 구동기어로부터 전달되는 공회전력에 의해 회전하는 종동기어로 구성되는 것을 특징으로 하는 파력 수집 장치.
[2] 상기 [1]에서, 주회전축과 부회전축의 일측 단부에 출력합산부가 더 설치된 것을 특징으로 하는 파력 수집 장치.
[3] 상기 [2]에서, 출력합산부는, 주회전축의 일측 단부에 장착되는 주출력기어와, 부회전축의 일측 단부에 장착되는 부출력기어와, 주출력기어와 부출력기어에 동시에 맞물리는 합력 기어 또는 합력 기어열과, 합력 기어 또는 합력 기어열의 출력축으로 구성된 것을 특징으로 하는 파력 수집 장치.
[4] 상기 [2]에서, 출력합산부는, 주회전축의 일측 단부에 장착되는 주출력풀리(또는 스프로킷)와, 부회전축의 일측 단부에 장착되는 부출력풀리(또는 스프로킷)와, 상기 주출력풀리(또는 스프로킷) 및 부출력풀리(또는 스프로킷)와 벨트(또는 체인)로 연결되는 합력 풀리(또는 스프로킷)를 구비한 출력축으로 구성된 것을 특징으로 하는 파력 수집 장치.
[5] 상기 [1] 내지 [4]에서, 연결바는, 일단부가 구동기어에 연결되는 상부바와, 일단부가 부력통에 연결되는 하부바로 구성되며,
상부바와 하부바는 타단부가 힌지로 조인트되어, 부력통의 횡방향으로 파도가 칠 때, 상기 힌지를 중심으로 하여 하부바가 상부바에 대해 움직임으로써, 하부바가 수면에서 이동한 수평거리에 비례하여 상부바가 수면에 수직한 방향으로 상승함에 따라 주회전축이 회전하는 것을 특징으로 하는 파력 수집 장치.
[6] 상기 [5]에서, 상부바와 하부바가 직선성을 유지하도록, 힌지로 조인트된 상부바와 하부바의 타단부에는 위치복귀수단이 더 구비되며,
상기 위치복귀수단은, 상부바의 타단부에 설치되는 지지판과, 하부바의 타단부에 설치되는 지지판과, 양 지지판 사이를 연결하는 탄성부재로 이루어진 것을 특징으로 하는 파력 수집 장치.
[7] 상기 [5]에서, 횡력전달수단을 더 포함되며, 상기 횡력전달수단은, 하부바의 타단부에 설치되는 고정판과, 상부바의 타단부에 회전 가능하게 설치된 가동바와, 고정판과 가동바의 양단 사이를 연결하는 하부링크와, 가동바에 일측이 연결되고 타측에 래크가 연결되는 상부링크와, 주회전축 상의 구동기어와 맞물리도록 배치되는 둘 이상의 래크로 구성된 것을 특징으로 하는 파력 수집 장치.
[8] 상기 [7]에서, 횡력전달수단은, 둘 이상의 래크가 설정간격을 유지할 수 있도록 하는 공유지지블록을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파력 수집 장치.
[9] 상기 [1] 내지 [4]에서, 연결바는, 일단부가 구동기어에 연결되는 상부바와, 일단부가 부력통에 연결되는 다수의 하부바와, 상부바의 타단부에 결합되며 또 다수의 하부바의 타단부가 각각 고정되는 소켓으로 구성되는 것을 특징으로 하는 파력 수집 장치.
[10] 부력통보다 파도에 의한 움직임이 적은 해양구조물에 설치되어, 상기 부력통이 파도에 의해 움직일 때, 파도의 에너지를 전기에너지나 기계적 에너지로 변환하기 위해 파력을 수집하는 파력 수집 장치로서, 상기 파력 수집 장치는,
파도에 의해 부력통이 승강할 때 파력을 수집하는 주동력수집부와, 주동력수집부가 파력을 수집할 때의 부력통의 승강방향과 반대방향으로 부력이 승강할 때 파력을 수집하는 부동력수집부를 포함하며,
상기 주동력수집부는, 해양구조물에 양단이 회전 자유롭게 지지되며, 부력통이 파도에 의해 승강할 때 회전하는 주회전축과; 서로 간격을 두고 주회전축 상에 원 웨이 베어링(one way bearing)을 개재하여 설치되는 구동기어와; 구동기어에 일단부가 연결되고 타단부에 부력통이 설치되는 연결바로 구성되며,
상기 부동력수집부는, 해양구조물에 양단이 회전 자유롭게 지지되며, 주동력수집부가 파력을 수집할 때의 부력통의 승강방향과 반대방향으로 부력통이 승강할 때 회전하는 부회전축과; 서로 간격을 두고 부회전축 상에 원 웨이 베어링(one way bearing)을 개재하여 설치되며, 주동력수집부가 파력을 수집하는 방향으로 부력통이 승강할 때에는 공회전하고 주동력수집부가 파력을 수집하지 않는 방향으로 부력통이 승강할 때에는 주회전축 상의 구동기어로부터 전달되는 공회전력에 의해 회전하는 종동기어로 구성되는 것을 특징으로 하는 파력 수집 장치.
[11] 상기 [2] 내지 [9]의 특징적 구성이, 상기 [10]의 파력 수집 장치에 적용된 것을 특징으로 하는 파력 수집 장치.
이상과 같이 구성되는 본 발명에 의하면, 부력통의 상승시 및 하강시에 파력을 수집할 수 있고, 부력통의 횡방향으로 파력이 작용할 때에도 파력을 수집할 수 있다.
또, 부력통의 횡방향으로 파력이 작용할 경우, 부력통이 달린 하부바가 상부바에 대해 회전함으로써, 부력통과 하부바의 파손을 방지할 수 있다.
또, 장치의 구조가 간단하기 때문에, 초기 설치비용과 관리비용이 적게 드는 이점이 있다.
또, 주동력수집부에 의해 수집된 파력과 부동력수집부에 의해 수집된 파력이 출력합산부를 통해 합쳐질 수 있으므로, 최종 출력을 증대시킬 수 있다.
또, 해수면의 단위면적 내에 배치되는 부력통 개수를 용도에 맞춰 적절히 증감시킴으로써, 파력의 수집량이나 최종 출력을 용도에 맞춰 극대화하거나 최적화할 수 있다.
또, 부력통이 주회전축을 중심으로 한바퀴 돌 수 있으므로, 일기불순 등의 사유로 큰 파도가 칠 때에는 그 큰 파도에 떠밀린 부력통이 주회전축을 중심으로 반대편(예컨대, 주회전축의 오른쪽 편에서 왼쪽 편으로)으로 넘어가 부력통과 주회전축 사이의 연결바가 파손되는 것을 방지할 수 있음과 아울러, 부력통이 반대편으로 넘어간 경우에도 파력은 계속해서 수집 가능하다.
또, 하부바와 상부바 사이의 위치복귀수단에 의해 부력통은 늘 일정한 위치로 복귀할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 파력 수집 장치의 개략적인 구성을 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 파력 수집 장치의 개략적인 구성을 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 파력 수집 장치의 개략적인 구성을 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 파력 수집 장치의 개략적인 구성을 나타낸 사시도.
도 5는 본 발명의 제5 실시예에 따른 파력 수집 장치의 개략적인 구성을 나타낸 사시도.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 파력 수집 장치가 해양구조물에 설치된 예를 나타낸 사시도.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 파력 수집장치가 해양구조물에 설치된 다른 예를 나타낸 사시도.
이하, 본 발명에 따른 파력 수집 장치의 여러 실시예가 도면에 의거하여 구체적으로 설명된다.
여기서, 후술하는 각 실시예의 파력 수집 장치는, 연결바의 움직임에 방해가 되지 않도록 구성된 별도의 케이스로 보호될 수 있고, 또한, 각 구성요소는 내부식 처리나 방청 처리될 수 있다.
또한, 해양구조물은, 부력통보다 파도에 의한 움직임이 덜한 구조체로서, 바지선과 같은 선박일 수도 있고, 방파제나 접안 시설 등일 수도 있으며, 파력 수집 장치를 설치하기 위해 특별히 제작한 별개의 구조물일 수도 있다.
또, 주회전축과 부회전축의 양단은 해양구조물 상의 축받이에 회전 가능하게 지지되며, 축 길이가 긴 경우에, 이들 축의 축방향을 따라 다수의 축받이가 배치된 것으로 가정한다.
《제1 실시예》
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 구성을 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 6은 제1 실시예에 따른 파력 수집 장치가 해양구조물(S) 사이에 5열로 배치된 예를 나타낸 사시도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 파력 수집 장치는, 파도에 의해 부력통(10)이 승강할 때 파력을 수집하는 주동력수집부와, 주동력수집부가 파력을 수집할 때의 부력통의 승강방향과는 반대방향으로 부력통(10)이 승강할 때 파력을 수집하는 부동력수집부로 구성되어 있다.
또, 주(主)동력수집부는, 해양구조물(S) 상의 축받이에 양단이 회전 자유롭게 각각 지지된 주회전축(1a)과, 주회전축의 축방향을 따라 서로 간격을 두고 설치된 다수의 래치기어(4a)와, 이 래치기어에 인접하여 설치되며 래치기어에 대응하는 래치(3a)가 일측면에 구비된 구동기어(6a)와, 이 구동기어에 일단부가 연결되고 타단부에 부력통이 설치된 연결바(20)로 구성되어 있다.
또한, 부(副)동력수집부는, 해양구조물(S) 상의 축받이에 양단이 회전 자유롭게 지지된 부회전축(1b)과, 부회전축의 축방향을 따라 서로 간격을 두고 설치된 다수의 래치기어(4b)와, 이 래치기어에 인접하여 설치되며, 래치기어(4b)에 대응하는 래치(3b)가 일측면에 구비되고, 주동력수집부가 파력을 수집하는 방향으로 부력통이 승강(예를 들면, 상승)할 때에는 공회전하고 주동력수집부가 파력을 수집하지 않는 방향으로 부력통(10)이 승강(예를 들면, 하강)할 때에는 주회전축 상의 구동기어(6a)로부터 전달되는 공회전력에 의해 회전하는 종동기어(6b)로 구성되어 있다.
또, 주회전축(1a)과 부회전축(1b)의 일측 단부에는 출력합산부(30)가 설치되어 있다.
상기 연결바는, 일단부가 구동기어에 연결된 상부바(20a)와 일단부가 부력통에 연결된 하부바(20b)로 구성되어 있고, 이들 상부바와 하부바의 타단부는 비스듬하게 끼워진 힌지로 조인트되어 있다.
연결바(20)의 구성이 이와 같기 때문에, 부력통(10)의 횡방향으로 파도가 치면, 힌지가 비스듬하게 끼워진 조인트 부분을 중심으로 하부바(20b)가 상부바(20a)에 대해 움직이게 되고, 하부바가 해수면 상에서 이동한 거리(수평거리)에 따라 부력통에 더 큰 부력이 작용하여 상부바가 상승하고, 이에 의해, 예컨대, 주회전축의 왼쪽 편이나 오른쪽 편에 배치된 부력통이 상승하여 주회전축이 회전하게 된다.
또, 상기 출력합산부는, 주회전축의 일측 단부에 장착된 주출력기어(30a)와, 부회전축의 일측 단부에 장착된 부출력기어(30b)와, 이들 주출력기어와 부출력기어에 맞물려 있는 합력 기어(또는 합력 기어열)(30c)와, 이 합력 기어의 출력축(30d)으로 구성되어 있다. 그리고 이 합력 기어의 출력축(30d)에는, 예를 들면, 해수 담수화 설비의 해수 압축장치가 연결되거나, 해수를 양수하는 양수기가 연결되거나, 발전 설비의 발전기 등이 연결될 수 있다.
그러나 출력합산부가 필수적인 구성요소는 아니어서, 주회전축이나 부회전축 중 어느 하나가 주출력축으로 선택되어도 좋고, 주회전축과 부회전축 각각이 출력축으로 선택되어도 좋다.
《제2 실시예》
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 구성을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
상술한 제1 실시예의 구성과 비교하여, 힌지로 조인트되어 있는 상부바와 하부바의 타단부 사이에 충격완화수단 겸 위치복귀수단이 더 구비된 점에 차이가 있을 뿐, 그 외 구성요소는 동일하다.
위치복귀수단은, 상부바의 타단부에 설치된 지지판(40a)과, 하부바의 타단부에 설치된 지지판(40b)과, 양 지지판 사이에 연결·설치된 탄성부재(40c)로 이루어져 있고, 이 탄성부재의 탄성복귀 작용에 의해 상부바와 하부바가 직선성을 유지하게 된다. 탄성부재의 예로서, 스프링이나 고무 등을 들 수 있다.
《제3 실시예》
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 구성을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
제2 실시예와 비교하여, 탄성부재(40c)의 개수가 하나 더 많은 것 외에는 차이가 없다. 통상의 기술자라면, 탄성부재의 개수와 강도에 비례하여, 충격완화 및 위치복귀 정도가 차이 나게 이루어짐을 알 수 있을 것이다.
《제4 실시예》
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 구성을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
제1 내지 제3 실시예와 비교하여, 연결바(20)의 구성에 차이가 있음을 알 수 있다.
구체적으로, 본 실시예에 따른 연결바(20)는, 일단부가 구동기어(6a)에 연결된 상부바(20a)와, 일단부가 부력통에 연결된 3개의 하부바(20b)와, 상부바의 타단부에 결합되고 또 하부바의 타단부가 각각 고정되는 소켓(20c)으로 구성되어 있다.
《제5 실시예》
도 5는 본 발명의 제5 실시예에 따른 구성을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
제1 실시예와 비교하여, 횡력전달수단이 더 구비된 점에 특징이 있다.
이 횡력전달수단은, 하부바의 타단부에 고정된 고정판(60a)과, 상부바의 타단부에 회전 가능하게 설치된 가동바(60b)와, 고정판과 가동바 사이를 연결하는 한 쌍의 하부링크(60c)와, 가동바에 일측이 연결되고 타측에 래크(50)가 연결된 한 쌍의 상부링크(60d)와, 한 쌍의 래크(50)가 설정간격을 유지하도록 하는 공유지지블록(60e)으로 구성되어 있다.
이 공유지지블록은, 예를 들면, 주회전축과 부회전축을 둘러싸는, 도시하지 않은 케이스의 내면에 고정되어 있다.
또, 한 쌍의 래크는, 주회전축 상의 구동기어(6a)와 맞물려 있다.
《기타 변형예》
상술한 제1 실시예 내지 제5 실시예에서, 상부바와 하부바가 힌지로 조인트된 구조의 연결바는, 일체형이어도 좋다.
또, 래치(3a)(3b)와 래치기어(4a)(4b)는, 원 웨이 베어링(또는 원 웨이 클러치 베어링)으로 대체되어도 좋다.
또, 출력합산부의 주출력기어와 부출력기어와 합력 기어는, 풀리나 스프로킷으로 대체됨과 아울러 각각의 풀리나 스프로킷이 체인이나 벨트로 연결되어도 좋다.
또, 도시하지 않은 케이스의 내면과 래크의 양단 사이에, 부력통의 직선성을 유지시키는 위치복귀수단 겸 충격완화수단으로서 작용할 수 있는 스프링을 더 배치해도 좋다.
지금까지, 본 발명의 여러 가지 실시형태가 첨부도면에 의거하여 구체적으로 설명되었지만, 이들은 단지 예시일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시형태로 한정되는 것은 아니다.
따라서 본 명세서에 미처 다루지 못한 사항일지라도, 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상의 범주 내에서 통상의 창작능력을 발휘하여 용이하게 얻을 수 있는 다양한 변형과 변경은 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.
1a...주회전축 1b...부회전축
3a, 3b...래치 4a, 4b...래치기어
6a...구동기어 6b...종동기어
10...부력통 20...연결바
20a...상부바 20b...하부바
20c...소켓 30...출력합산부
30a...주출력기어 30b...부출력기어
30c...합력 기어(또는 합력 기어열) 30d...출력축
40a, 40b...지지판 40c...탄성부재
50...래크 60a...고정판
60b...가동바 60c...하부링크
60d...상부링크 60e...공유지지블록
S...해양구조물

Claims (12)

  1. 부력통보다 파도에 의한 움직임이 적은 해양구조물에 설치되어, 상기 부력통이 파도에 의해 움직일 때, 파도의 에너지를 전기에너지나 기계적 에너지로 변환하기 위해 파력을 수집하는 파력 수집 장치로서,
    상기 파력 수집 장치는,
    파도에 의해 부력통이 승강할 때 파력을 수집하는 주동력수집부와, 주동력수집부가 파력을 수집할 때의 부력통의 승강방향과 반대방향으로 부력통이 승강할 때 파력을 수집하는 부동력수집부를 포함하며,
    상기 주동력수집부는,
    해양구조물(S)에 양단이 회전 자유롭게 지지되며, 부력통(10)이 파도에 의해 승강할 때 회전하는 주회전축(1a)과;
    서로 간격을 두고 주회전축(1a) 상에 설치되는 래치기어(4a)와;
    래치기어(4a)에 인접하여 설치되며, 래치기어(4a)에 대응하는 래치(3a)가 일측면에 구비되는 구동기어(6a)와;
    구동기어(6a)에 일단부가 연결되고 타단부에 부력통(10)이 설치되는 연결바(20)로 구성되며,
    상기 부동력수집부는,
    해양구조물(S)에 양단이 회전 자유롭게 지지되며, 주동력수집부가 파력을 수집할 때의 부력통의 승강방향과 반대방향으로 부력통이 승강할 때 회전하는 부회전축(1b)과;
    서로 간격을 두고 부회전축(1b) 상에 설치되는 래치기어(4b)와;
    래치기어(4b)에 인접하여 설치되며, 래치기어(4b)에 대응하는 래치(3b)가 일측면에 구비되고, 주동력수집부가 파력을 수집하는 방향으로 부력통이 승강할 때에는 공회전하고 주동력수집부가 파력을 수집하지 않는 방향으로 부력통이 승강할 때에는 주회전축(1a) 상의 구동기어(6a)로부터 전달되는 공회전력에 의해 회전하는 종동기어(6b)로 구성되는 것을 특징으로 하는 파력 수집 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    주회전축(1a)과 부회전축(1b)의 일측 단부에 출력합산부(30)가 더 설치된 것을 특징으로 하는 파력 수집 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    출력합산부(30)는,
    주회전축(1a)의 일측 단부에 장착되는 주출력기어(30a)와,
    부회전축(1b)의 일측 단부에 장착되는 부출력기어(30b)와,
    주출력기어(30a)와 부출력기어(30b)에 동시에 맞물리는 합력 기어 또는 합력 기어열(30c)과,
    합력 기어 또는 합력 기어열(30c)의 출력축(30d)으로 구성된 것을 특징으로 하는 파력 수집 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    출력합산부(30)는,
    주회전축(1a)의 일측 단부에 장착되는 주출력풀리와,
    부회전축(1b)의 일측 단부에 장착되는 부출력풀리와,
    상기 주출력풀리 및 부출력풀리와 벨트로 연결되는 합력 풀리를 구비한 출력축으로 구성된 것을 특징으로 하는 파력 수집 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    연결바(20)는,
    일단부가 구동기어(6a)에 연결되는 상부바(20a)와,
    일단부가 부력통(10)에 연결되는 하부바(20b)로 구성되며,
    상부바(20a)와 하부바(20b)는 타단부가 힌지로 조인트되어, 부력통의 횡방향으로 파도가 칠 때, 상기 힌지를 중심으로 하여 하부바(20b)가 상부바(20a)에 대해 움직임으로써, 하부바(20b)가 수면에서 이동한 수평거리에 비례하여 상부바(20a)가 수면에 수직한 방향으로 상승함에 따라 주회전축(1a)이 회전하는 것을 특징으로 하는 파력 수집 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상부바(20a)와 하부바(20b)가 직선성을 유지하도록, 힌지로 조인트된 상부바와 하부바의 타단부에는 위치복귀수단이 더 구비되며,
    상기 위치복귀수단은,
    상부바의 타단부에 설치되는 지지판(40a)과,
    하부바의 타단부에 설치되는 지지판(40b)과,
    양 지지판(40a)(40b) 사이를 연결하는 탄성부재(40c)로 이루어진 것을 특징으로 하는 파력 수집 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 파력 수집 장치는 횡력전달수단을 더 포함하고,
    상기 횡력전달수단은,
    하부바의 타단부에 설치되는 고정판(60a)과,
    상부바의 타단부에 회전 가능하게 설치되는 가동바(60b)와,
    고정판과 가동바의 양단 사이를 연결하는 하부링크(60c)와,
    가동바에 일측이 연결되고 타측에 래크(50)가 연결되는 상부링크(60d)와,
    주회전축(1a) 상의 구동기어(6a)와 맞물리도록 배치되는 둘 이상의 래크(50)로 구성된 것을 특징으로 하는 파력 수집 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 횡력전달수단은,
    둘 이상의 래크(50)가 설정간격을 유지할 수 있도록 하는 공유지지블록(60e)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파력 수집 장치.
  9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    연결바(20)는,
    일단부가 구동기어(6a)에 연결되는 상부바(20a)와,
    일단부가 부력통(10)에 연결되는 다수의 하부바(20b)와,
    상부바의 타단부에 결합되며 또 다수의 하부바의 타단부가 각각 고정되는 소켓(20c)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 파력 수집 장치.
  10. 부력통보다 파도에 의한 움직임이 적은 해양구조물에 설치되어, 상기 부력통이 파도에 의해 움직일 때, 파도의 에너지를 전기에너지나 기계적 에너지로 변환하기 위해 파력을 수집하는 파력 수집 장치로서,
    상기 파력 수집 장치는,
    파도에 의해 부력통이 승강할 때 파력을 수집하는 주동력수집부와, 주동력수집부가 파력을 수집할 때의 부력통의 승강방향과 반대방향으로 부력통이 승강할 때 파력을 수집하는 부동력수집부를 포함하며,
    상기 주동력수집부는,
    해양구조물(S)에 양단이 회전 자유롭게 지지되며, 부력통(10)이 파도에 의해 승강할 때 회전하는 주회전축(1a)과;
    서로 간격을 두고 주회전축(1a) 상에 원 웨이 베어링(one way bearing)을 개재하여 설치되는 구동기어(6a)와;
    구동기어(6a)에 일단부가 연결되고 타단부에 부력통(10)이 설치되는 연결바(20)로 구성되며,
    상기 부동력수집부는,
    해양구조물(S)에 양단이 회전 자유롭게 지지되며, 주동력수집부가 파력을 수집할 때의 부력통의 승강방향과 반대방향으로 부력통(10)이 승강할 때 회전하는 부회전축(1b)과;
    서로 간격을 두고 부회전축(1b) 상에 원 웨이 베어링(one way bearing)을 개재하여 설치되며, 주동력수집부가 파력을 수집하는 방향으로 부력통이 승강할 때에는 공회전하고 주동력수집부가 파력을 수집하지 않는 방향으로 부력통이 승강할 때에는 주회전축(1a) 상의 구동기어(6a)로부터 전달되는 공회전력에 의해 회전하는 종동기어(6b)로 구성되는 것을 특징으로 하는 파력 수집 장치.
  11. 제2항에 있어서,
    출력합산부(30)는,
    주회전축(1a)의 일측 단부에 장착되는 주출력스프로킷과,
    부회전축(1b)의 일측 단부에 장착되는 부출력스프로킷과,
    상기 주출력스프로킷 및 부출력스프로킷과 체인으로 연결되는 합력 스프로킷을 구비한 출력축으로 구성된 것을 특징으로 하는 파력 수집 장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 파력 수집 장치는,
    주동력수집부를 둘러싸는 케이스를 더 구비하며,
    상기 케이스의 내면과 래크의 단부 사이에, 충격완화수단 겸 위치복귀수단으로서의 탄성체가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 파력 수집 장치.
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