KR101454542B1 - 수중 부유식 덕트 조류발전 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수중 부유식 덕트 조류발전 장치에 관한 것으로, 더욱 세부적으로는 해저에서 조류의 흐름을 이용하여 터빈을 회전시켜 발전기를 작동시킬 수 있는 부유식 덕트 조류발전 장치에 관한 것으로 해저 지면에 앵커링을 설치하고, 와이어로 덕트몸체부를 연결하여 완전히 침수되게 하고 제 1, 2탱커로 조류와의 각도를 수평으로 유지하며 덕트 형상의 입구로 형성되어 유체의 속도를 높아지게 하여 발전량을 증가시키는 조류발전 장치를 제공하며 수중에 조류발전장치가 위치함으로 수면위에 어떠한 장치부속물이 노출되지 않아 항해선박과 간섭을 피할 수 있고, 제 1,2탱커의 부력을 조정하여 조류와 항상 수평을 유지하며 일정 장력을 유지시킬 수 있어 효과적으로 발전할 수 있고, 원추형상의 입구가 형성되어 유체의 속도를 높임으로 발전량을 증가시킬 수 있으며 조류방향이 일정하지 않지만, 조류방향에 자동적으로 회전하여 유체 입사각이 터빈과 항상 90˚를 유지시킴으로 발전효율을 최적화하는 효과가 있다.

Description

수중 부유식 덕트 조류발전 장치 {SUBSEA FLOATING DUCT TIDAL CURRENT POWER DEVICE}
본 발명은 수중 부유식 덕트 조류발전 장치에 관한 것으로, 더욱 세부적으로는 해저에서 조류의 흐름을 이용하여 터빈을 회전시켜 발전기를 작동시킬 수 있는 부유식 덕트 조류발전 장치에 관한 것이다.
일반적으로 해저에서 터빈을 회전시켜 발전시를 작동시키는 장치이다.
그러나, 조류발전장치는 대부분이 파일고정식 또는 중력고정식이며 파일고정식은 높은 조류 하중을 견디기 위해 대형이고, 이로 인해 높은 제작비 및 설치비가 요구되며 일반적인 조류발전 장치는 유향에 따른 입사각을 최적화하기 위해 특수 장치등이 요구된다.
또한, 수중 발전 시스템을 유지/보수하기 위해 수면 위에 파일이 높이 노출 되어 있어서, 미관상이나 선박 항해에 방해가 되는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1054336호(2011.07.29)
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 해저 지면에 앵커링을 설치하고, 와이어로 덕트몸체부를 연결하여 완전히 침수되게 하고 제 1, 2탱커로 조류와의 각도를 수평으로 유지하며, 항상 유향에 직각으로 터빈이 되도록 덕트 몸체부가 회전하여 발전효율을 최적화할 수 있으며, 덕트 형상의 입구로 형성되어 유체의 속도를 높아지게 하여 발전량을 증가시키는 조류발전 장치를 제공하는데 목적이 있다.
목적을 달성하기 위한 구성으로는, 해저 지면에 고정되어 있는 앵커링과 연결되는 회전식의 스위블이 구비되며 상기 스위블과 연결되고, 해류에 따라 회전 및 각도조절을 하는 연결구와 상기 연결구와 고정되는 와이어로 구성되는 고정부와; 상기 지지부의 와이어는 원추 형상의 몸체의 하단에 구비되어 있는 패드아이와 연결되며 내부에 제 1탱커와 제 2탱커가 형성되고, 측면에 배수구가 구비되어 제 1, 2탱커의 물 또는 유체를 배출하며 중앙에 샤프트가 고정되고, 상기 샤프트에 내부에 발전기가 구비되어 있는 너셀과 터빈이 고정되는 덕트몸체부와; 하단에 조절부가 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 특징으로는 상기 제 1,2탱커의 사이에는 격벽이 구비되어 전방과 후방에서 해수를 흡입하거나 공기를 흡입함으로써 해수의 양을 조절하여 덕트몸체부가 항상 조류와 수평을 유지할 수 있게 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징으로는 상기 조절부는 상기 덕트몸체부 하단에 몸체와 연결되는 펍피스가 구비되고, 해수 또는 공기를 흡입할 수 있는 볼 밸브가 고정되고, 해수 방향으로는 커플링이 연결되어 다이버가 공기를 흡입할 수 있게 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징으로는 상기 터빈은 입구측에 구비되어 있는 터빈과 회전방향을 반대로 설치하여 한쪽으로 쏠리는 현상을 방지하는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이, 본 발명은 수중에 조류발전장치가 위치함으로 수면위에 어떠한 장치부속물이 노출되지 않아 항해선박과 간섭을 피할 수 있고, 제 1,2탱커의 부력을 조정하여 조류와 항상 수평을 유지하며 일정 장력을 유지시킬 수 있어 효과적으로 발전할 수 있고, 원추형상의 입구가 형성되어 유체의 속도를 높임으로 발전량을 증가시킬 수 있으며 조류방향이 일정하지 않지만, 조류방향에 자동적으로 회전하여 유체 입사각이 터빈과 항상 90˚를 유지시킴으로 발전효율을 최적화하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 수중 부유식 덕트 조류발전 장치의 측면도.
도 2는 본 발명에 따른 수중 부유식 덕트 조류발전 장치의 덕트몸체부 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 수중 부유식 덕트 조류발전 장치의 고정부 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 수중 부유식 덕트 조류발전 장치의 참고도.
도 1은 본 발명에 따른 수중 부유식 덕트 조류발전 장치의 측면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 수중 부유식 덕트 조류발전 장치의 덕트몸체부 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 수중 부유식 덕트 조류발전 장치의 고정부 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 수중 부유식 덕트 조류발전 장치의 참고도이다.
이하, 도면을 참고로 본 발명에 따른 구성요소를 설명하면 다음과 같다.
도 1, 도 3에서 도시하는 바와 같이 해저 지면에 고정되어 있는 앵커링(11)과 연결되는 회전식의 스위블(12)과 상기 스위블(12)과 연결되며 해류에 따라 회전 및 각도조절을 하는 연결구(13)와 상기 연결구(13)와 고정되는 와이어(14)로 구성되는 고정부(10)와 상기 지지부(10)의 와이어(14)는 원추 형상의 몸체(21)의 하단에 구비되어 있는 패드아이(22)와 연결되며 측면에 배수구(26)가 구비된다.
세부적으로는, 도 2에서 도시하는 바와 같이 상기 몸체(21) 내부에 제 1탱커(23)와 제 2탱커(24)가 형성되고, 측면에 형성된 상기 배수구(26)가 제 1, 2탱커(24,25)의 물 또는 유체를 배출하며 중앙에 샤프트(27)가 고정되고, 상기 샤프트(27)에 내부에 발전기가 구비되어 있는 너셀(28)과 터빈(29)이 고정되는 덕트몸체부(20)와 조절부(30)로 구성된다.
또한, 상기 제 1,2탱커(23,24)의 사이에는 격벽(25)이 구비되며 상기 조절부(30)는 상기 덕트몸체부(20)의 하단에 몸체(21)와 연결되는 펍피스(31)가 구비되고, 해수 또는 공기를 흡입할 수 있는 볼 밸브(32)가 고정되고, 해수 방향으로는 커플링(33)이 연결되어 있다.
그리고, 상기 터빈(29)은 입구측에 구비되어 있는 터빈과 회전방향을 반대로 설치하여 한쪽으로 쏠리는 현상을 방지한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 작동방법을 설명하면 다음과 같다.
도 2 내지 도 4에서 도시하는 바와 같이 상기 덕트몸체부(20)는 입구가 원추형으로 형성되어 있어 유체가 덕트가 덕트 내부로 흘러 들어오면서 자연히 속도가 한다.
이는 Q=AV 즉 유량이 속도와 면적에 비례하는데 입구 면적이 작아짐으로 속도가 증가하는 원리다.
그리고, 발전량은 속도의 3승에 비례함으로 속도가 24%만 증가하여도 발전량은 2배가 된다.
상기 몸체(21) 내부에 구비되어 있는 상기 너셀(28)과 터빈(29)이 유체가 상기 터빈(29)을 회전시켜 너셀(28) 내부에 구비되어 있는 발전기를 회전시켜 발전한다.
또한, 상기 터빈(29)은 앞 측에 있는 터빈(29)과 반대로 설치하여 상기 덕트몸체부(20)가 한쪽으로 쏠리는 것을 방지하는 역할을 한다.
그리고, 상기 제 1탱커(23)와 제 2탱커(24) 사이에는 상기 격벽(25)이 형성되어 있어 전방과 후방에서 해수를 흡입하거나 공기를 흡입함으로써 해수의 양을 조절하여 상기 덕트몸체부(20)가 항상 조류와 수평을 유지할 수 있게 하며 부력의 양으로 텐션을 조절하여 덕트몸체부(20)가 일정 수심에 위치할 수 있게 한다.
또한, 상기 제 1, 2탱커(23,24)는 상기 격벽(25)으로 분리되며 상기 몸체(21)와 연결되는 상기 조절부(30)의 볼 밸브(32)가 구비되어 물 또는 공기를 흡입하거나 배출시킬 수 있으며 상기 커플링(33)이 구비되어 다이버가 공기를 공급받을 수 있다.
또한, 상기 덕트몸체부(20)는 하단에 상기 패드아이(22)와 연결되어 있는 상기 지지부(10)와 상기 제 1, 2탱커(23,24)로 인해 일정한 부력과 함께 장력을 유지하며 발전한다.
그리고, 상기 지지부(10)는 와이어(14)의 꼬임을 방지하기 위하여 상기 앵커링(11) 끝단에 구비된 상기 스위블(12)을 통하여 상기 와이어(14)의 꼬임을 방지할 수 있으며 각각의 링크는 유니버셜 조인트 또는 볼 조인트 등으로 대체될 수 있다.
본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부된 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
10 : 지지부 11 : 앵커링
12 : 스위블 13 : 연결구
14 : 와이어 20 : 덕트몸체부
21 : 몸체 22 : 패드아이
23 : 제 1탱커 24 : 제 2탱커
25 : 격벽 26 : 배수구
27 : 샤프트 28 : 너셀
29 : 터빈 30 : 조절부
31 : 펍피스 32 : 볼 밸브
33 : 커플링

Claims (4)

  1. 수중 부유식 덕트 조류발전 장치에 있어서,
    해저 지면에 고정되어 있는 앵커링(11)과 연결되는 회전식의 스위블(12)이 구비되며 상기 스위블(12)은 해류에 따라 회전 및 각도조절을 하는 연결구(13)와 연결되고, 상기 연결구(13)와 고정되는 와이어(14)로 구성되는 고정부(10)와;
    상기 고정부(10)의 와이어(14)는 몸체(21) 하단에 구비되어 있는 패드아이(22)와 연결되며 내부에 격벽(25)이 구비됨에 따라, 제 1탱커(23)와 제 2탱커(24)가 형성되고, 각각 측면에 배수구(26)가 구비되어 제 1, 2탱커(23,24)의 물 또는 유체를 배출하며 중앙에 샤프트(27)가 고정되고, 상기 샤프트(27)에 내부에 발전기가 구비되어 있는 너셀(28)과 터빈(29)이 설치되되, 회전방향이 서로 반대 되도록 형성된 덕트몸체부(20)와;
    상기 덕트몸체부(20) 하단에 펍피스(31)와 볼 밸브(32) 및 커플링(33)으로 이루어지는 조절부(30)가 구비되는 것을 특징으로 하는 수중 부유식 덕트 조류발전 장치.
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