KR101492768B1 - Floating wave power generation device using the cross flow turbine - Google Patents

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KR101492768B1
KR101492768B1 KR20140056463A KR20140056463A KR101492768B1 KR 101492768 B1 KR101492768 B1 KR 101492768B1 KR 20140056463 A KR20140056463 A KR 20140056463A KR 20140056463 A KR20140056463 A KR 20140056463A KR 101492768 B1 KR101492768 B1 KR 101492768B1
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이영호
김창구
김병하
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한국해양대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a floating wave power generation device using a cross flow turbine, and more specifically, to a floating wave power generation device using a cross flow turbine capable of generating power by operating a turbine using rolling movement generated by wave. According to the present invention, the floating wave power generation device using a cross flow turbine comprises: a floating body which includes a space therein, has flat front and rear surfaces, and floats on the sea; a case which includes first and second cases placed apart from each other on both sides of the floating body and accommodating a fluid therein; a fluid connecting tube which is extended from lower sides of the first and second cases in the direction facing each other to connect the cases and allows the fluid to move; a cross flow turbine installed on one side of the inside of the fluid connecting tube and rotates by the fluid moving through the fluid connecting tube; a generator provided in the floating body and generating power by receiving power of the cross flow turbine; and an air connecting tube which is extended from upper sides of the first and second cases in the direction facing each other to connect the cases and allows air to move. The cross flow turbine includes a fly wheel. The cross flow turbine rotates by the fluid moving through the fluid connecting tube floating on the sea by rolling movement, and the generator generates power with the rotating force generated by rotation of the cross flow turbine.

Description

횡류터빈을 이용한 부유식 파력발전장치{FLOATING WAVE POWER GENERATION DEVICE USING THE CROSS FLOW TURBINE}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a floating power generating device using a cross-flow turbine,

본 발명은 횡류터빈을 이용한 부유식 파력발전장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 파도에 의해서 발생하는 횡요운동(pitching)을 이용하여 터빈을 구동시켜 전기를 발전할 수 있는 횡류터빈을 이용한 부유식 파력발전장치에 관한 것이다.The present invention relates to a floating wave power generator using a cross-flow turbine, and more particularly, to a floating wave power generator using a cross-flow turbine, and more particularly, to a floating wave power generator using a transverse turbine capable of generating electricity by driving a turbine using pitching ≪ / RTI >

일반적으로, 세계적으로 화석에너지의 생산은 지속되고 있지만 차후 화석에너지의 고갈을 대비하여 햇빛, 물, 지열, 생물유기체, 바람, 지열 등 지속가능한 발전을 가능하게 하는 미래에너지원을 연구 및 상용화 하고 있다. 특히 해양에너지의 자원량이 무한하고 대체에너지자원으로서의 가능성을 인정받고 있어, 파랑에너지는 좁은 국토면적을 가지고 있고 반도지역의 특징으로 인하여 우리나라 연안 해역에 대규모로 발전량을 생산할 수 있는 자원으로 각광을 받고 있다. In general, the production of fossil energy is continuing worldwide, but in the future, research and commercialization of future energy sources that enable sustainable development such as sunlight, water, geothermal, biological organism, wind, and geothermal energy in preparation for depletion of fossil energy . In particular, since the marine energy resources are infinite and the potential as an alternative energy resource is recognized, blue energy has a narrow land area and is attracting attention as a resource capable of producing large-scale power generation in the coastal waters of Korea due to the characteristics of the peninsula region .

한편, 파력발전장치는, 파랑에너지에 의하여 터빈이나 유압피스톤과 같은 특정PTO(동력인출장치,Power Take Off)가 구동되고, 특정PTO가 구동됨에 따라 이와 연결된 유압원동기가 구동되어 전기에너지가 발생되는 방식을 취하고 있다. 그리고, 파력발전장치는, 설치방식에 따라 고정식과 부유식으로 나눌 수 있다. 고정식의 경우 방파제 등에 함께 설치하여 다용도의 활용성을 도모할 수 있으며, 전기에너지의 이송이 용이하다. 부유식의 경우 해안에 비하여 에너지 부존량이 풍부한 장소에 설치하여 높은 발전량을 도모할 수 있으며, 구조물 비용의 절감을 할 수 있다.On the other hand, in a wave power generator, a specific PTO (power take-off) such as a turbine or a hydraulic piston is driven by wave energy, and a certain hydraulic motor is driven as a specific PTO is driven to generate electric energy . The wave power generator can be divided into a fixed type and a floating type according to the installation method. In the case of stationary type, it can be installed together with a breakwater to achieve versatility and easy transfer of electric energy. In case of floating type, it can be installed at a location rich in energy abundance compared to the coast, so that high power generation can be achieved and the cost of the structure can be reduced.

하지만, 파의 전통적 방식인 진동수주형 발전의 경우 진동수주형 발전기에 설치되는 상용화된 공기터빈의 구동소음은 주변지역에 거주할 수 없을 만큼 발생하는 문제점이 있다. However, there is a problem that the driving noise of the commercialized air turbine installed in the vibration frequency generator is incapable of dwelling in the surrounding area in the case of the vibration type power generation, which is a conventional method of wave.

또한, 진동수주형 발전기는 해안가에 설치 되어야하는데, 이는 해양의 큰 파력에너지를 사용하지 못하고 상대적으로 약한 해안가의 파력에너지를 사용해야하기 때문에 큰 전력을 생산할 수 없는 문제점이 있다.In addition, the vibration frequency generator needs to be installed on the shore, which can not use large wave energy of the ocean and can not produce large electric power because the wave energy of the coast is relatively weak.

또한, 해수에 의하여 직접 구동되는 직접구동 되는 터빈의 경우 해수에 의하여 부식 및 해양 부착물 생성 등에 의해서 유지 보수비용이 지속적으로 들어가는 문제점이 있다.Also, in the case of a directly driven turbine directly driven by seawater, there is a problem that maintenance costs are continuously incurred due to the formation of corrosion and marine deposits due to seawater.

대한민국 공개특허공보 10-2014-0014060호(2014년02월05일)Korean Patent Publication No. 10-2014-0014060 (February 05, 2014) 대한민국 등록특허공보 10-1260037호(2013년04월25일)Korean Registered Patent No. 10-1260037 (April 25, 2013)

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 횡류터빈을 이용한 부유식 파력발전장치는, 터빈구동 소음이 적은 진동수주형 발전을 할 수 있는 횡류터빈을 이용한 부유식 파력발전장치를 제공하는데 그 목적이 있다.In order to solve the above problems, the present invention provides a floating wave power generator using a cross-flow turbine according to the present invention includes a floating wave power generator using a cross-flow turbine capable of generating a frequency- It has its purpose.

또한, 본 발명에 따른 횡류터빈을 이용한 부유식 파력발전장치는, 해안가에 설치하더라도 큰 전력을 생산할 수 있는 횡류터빈을 이용한 부유식 파력발전장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a floating wave power generator using a cross-flow turbine capable of producing a large amount of electric power even when installed on the shore.

또한, 유지 보수비용이 적은 횡류터빈을 이용한 부유식 파력발전장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a floating wave power generator using a cross-flow turbine with low maintenance cost.

본 발명에 따른 횡류터빈을 이용한 부유식 파력발전장치는, 내부에 공간이 마련되고, 외관은 전면 및 후면이 평평한 선체형태로 구비되어, 해상에 부유하는 부유체; 상기 부유체 내부의 양측에 서로 이격되게 마련되어, 내부에 유동체가 수용되는 제1 케이스부 및 제2 케이스부를 포함하는 케이스; 상기 제1 케이스부 및 제2 케이스부의 서로 마주하는 측면 하방에서 연장되어 연통되는 관으로 마련되어, 상기 유동체가 유동하는 유동체연통관; 상기 유동체연통관의 내부 일측에 설치되어, 상기 유동체연통관을 통한 상기 유동체의 유동에 따라 회전하는 횡류터빈; 상기 부유체 내부에 마련되고, 상기 횡류터빈의 동력을 전달 받아 전기를 발전하는 발전기; 및 상기 제1 케이스부 및 제2 케이스부의 서로 마주하는 측면 상방에서 연장되어 연통되는 관으로 마련되어, 공기가 서로 유동하는 공기연통관; 을 포함하고, 상기 횡류터빈은, 해상에 부유하여 횡요운동에 의한 흔들림에 의해 상기 유동체연통관을 유동하는 유동체가 상기 횡류터빈을 회전시키고, 상기 횡류터빈의 회전되는 동력에 의해서 상기 발전기는 전기를 발전하는 것을 특징으로 하며, 횡류터빈의 회전속도의 진폭을 줄이기 위하여 플라이 휠을 횡류터빈의 축에 설치한다.A floating wave power generator using a cross-flow turbine according to the present invention comprises: a float in which a space is provided inside, a front surface and a rear surface are provided in the form of a flat hull; A case including a first case part and a second case part which are provided on both sides of the inside of the float and spaced apart from each other and in which a fluid is received; A fluid communicating pipe which is provided with a tube extending from below the side surfaces of the first case part and the second case part facing each other and communicating with the fluid case; A transverse flow turbine installed at one side of the fluid communicating tube and rotating in accordance with the flow of the fluid through the fluid communicating tube; A generator installed in the float to receive power from the crossflow turbine to generate electricity; And an air communication pipe provided with a tube extending above the side surfaces of the first case part and the second case part which face each other and in which air flows with each other; Wherein the transverse flow turbine is configured such that a fluid flowing in the fluid communicating pipe due to fluctuation due to transverse motion floating on the sea rotates the transverse flow turbine and the generator is driven by the rotating power of the transverse flow turbine, In order to reduce the amplitude of the rotational speed of the cross-flow turbine, a flywheel is installed on the axis of the cross-flow turbine.

또한, 상기 유동체연통관은, 상기 제1 케이스부 하방 일측에서 상기 제2 케이스부를 마주하는 방향으로 연장되고, 상기 횡류터빈 일측을 하방에서 상방으로 감싸는 제1 연통관부와, 상기 제2 케이스부 하방 일측에서 상기 제1 케이스부를 마주하는 방향으로 연장되고, 상기 횡류터빈 타측을 상방에서 하방으로 감싸는 제2 연통관부를 포함하여 상기 제1 케이스부 및 제2 케이스부를 연통시키는 것을 특징으로 한다.The fluid communication pipe may include a first communicating pipe portion extending in a direction facing the second case portion from a lower side of the first case portion and surrounding one side of the crossflow turbine upward from below, And a second communicating tube portion extending in a direction opposite to the first case portion and surrounding the other side of the cross flow turbine from the upper side to the lower side to communicate the first case portion and the second case portion.

또한, 상기 부유체의 외부 일측과 연결되는 고정케이블부재와 앵커부재를 포함하여, 상기 부유체를 해상에 고정시키는 고정부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The fixing device may further include a fixture for fixing the float to the sea, including a fixed cable member connected to one side of the float and an anchor member.

또한, 상기 발전기는, 발전된 전기를 상기 부유체 외부로 이동시키는 전기이동케이블부를 포함하는 것을 특징으로 한다.Further, the generator includes an electro-mobile cable portion for moving the generated electricity to the outside of the float.

또한, 상기 횡류터빈은, 20 내지 30매의 블레이드, 30°의 입구각 및 90°의 출구각으로 구비되는 것을 특징으로 한다.Further, the cross-flow turbine is characterized by comprising 20 to 30 blades, an inlet angle of 30 °, and an outlet angle of 90 °.

또한, 상기 부유체는, 하면에 10° 내지 15°의 피치각이 형성되어, 파도의 횡요운동에 따른 피칭을 증폭시킨 것을 특징으로 한다.Further, the float is characterized in that a pitch angle of 10 DEG to 15 DEG is formed on the lower surface thereof, and the pitching according to the transverse motion of the waves is amplified.

상기의 과제의 해결 수단에 의해서 본 발명에 따른 횡류터빈을 이용한 부유식 파력발전장치는, 횡류터빈이 액체로된 유동체에 침지된 후 구동되어 소음을 차단할 수 있는 효과가 있다.According to the solution of the above problems, the floating wave power generator using the cross-flow turbine according to the present invention is effective in that the cross-flow turbine is driven after being immersed in a liquid fluid, thereby blocking noise.

또한, 본 발명에 따른 횡류터빈을 이용한 부유식 파력발전장치는, 해상에 부유하는 부유체의 하면에 10°의 피치각을 형성하여 횡요운동을 증폭시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the floating wave power generator using the cross-flow turbine according to the present invention has the effect of amplifying the rolling motion by forming a pitch angle of 10 ° on the lower surface of the float floating on the sea.

또한, 본 발명에 따른 횡류터빈을 이용한 부유식 파력발전장치는, 횡류터빈을 구동시키는 유동체에 의해서 부식을 방지할 수 있어 유지 보수비용을 절약할 수 있는 효과가 있다.In addition, the floating wave power generator using the cross-flow turbine according to the present invention can prevent corrosion by the fluid that drives the cross-flow turbine, thereby saving maintenance cost.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 횡류터빈을 이용한 부유식 파력발전장치를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유동체연통을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 횡류터빈의 플라이휠을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 횡류터빈을 이용한 부유식 파력발전장치를 축소하여 플라이휠이 무게에 따라 달라지는 횡류터빈의 회전수의 효율을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 횡류터빈을 이용한 부유식 파력발전장치를 축소하여 피치각 및 플라이휠 무게에 따른 횡류터빈의 효율을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 횡류터빈의 블레이드를 나타낸 도면이다.1 is a cross-sectional view of a floating wave power generator using a cross-flow turbine according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a fluid communication according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a flywheel of a cross-flow turbine according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing the efficiency of the number of revolutions of the cross-flow turbine in which the flywheel varies depending on the weight by reducing the floating wave power generator using the cross-flow turbine according to the embodiment of the present invention.
5 is a view showing the efficiency of a cross-flow turbine according to a pitch angle and a weight of a flywheel by reducing a floating wave power generator using a cross-flow turbine according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing a blade of a cross-flow turbine according to an embodiment of the present invention.

이상과 같은 본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제의 해결 수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.The above and other objects, features and advantages of the present invention will be more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 6 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 횡류터빈을 이용한 부유식 파력발전장치는(100)은, 부유체(110), 케이스(120), 유동체(130), 유동체연통관(140), 횡류터빈(150), 발전기(160) 및 공기연통관(170)을 포함하여 구성될 수 있다.1 to 6, a floating wave power generator 100 using a cross-flow turbine according to the present invention includes a float 110, a case 120, a fluid 130, a fluid communicating pipe 140, A cross-flow turbine 150, a generator 160, and an air communication pipe 170. As shown in FIG.

본 발명은 횡류터빈을 이용한 부유식 파력장치(100)로 파도에 의한 횡요운동에 의해서 좌우로 움직이는 부유체 내부의 유동체(130)를 이용하여 횡류터빈(130)을 구동시켜 전기를 발전하게 된다. In the present invention, a transverse flow turbine (130) is driven by a fluid (130) in a float moving left and right due to transverse motion by wave with a floating wave power device (100) using a transverse turbine.

상기 부유체(110)는 내부에 공간이 마련되고, 외관은 선박의 선수 및 선미가 없는 전면 및 후면이 평평한 선체형태로 구비되어, 해상에 부유할 수 있다.The float 110 is provided with a space therein and the front and rear surfaces of which are not provided with bow and stern of the ship are provided in the form of a flat hull and can float on the sea.

상기 케이스(120)는 상기 부유체(110) 내부 양측에 서로 이격되게 마련되어, 내부에 유동체(130)를 수용하는 제1 케이스부(121) 및 제2 케이스부(122)를 포함하여 구비될 수 있다.The case 120 may include a first case part 121 and a second case part 122 which are provided on both sides of the inside of the float 110 to be spaced apart from each other and accommodate the fluid 130 therein. have.

즉, 상기 케이스(120)는 상기 부유체 내부에서 각각 분리되는 2개의 공간이 형성될 수 있게 상기 제1 케이스부(121) 및 제2 케이스부(122)로 구비되어, 상기 제1 케이스부(121) 및 제2 케이스부(122)는 서로 마주하는 방향으로 이격된 공간을 형성하는 것이다.That is, the case 120 is provided with the first case part 121 and the second case part 122 so that two spaces separated from each other inside the float can be formed, 121 and the second case portion 122 form a space spaced apart in the direction facing each other.

한편, 상기 유동체(130)는 상기 제1 케이스부(121) 및 제2 케이스부(122) 내부에 마련되고, 아래에 기재될 상기 유동체연통관(140)을 유동하면서 상기 횡류터빈(150)을 회전시키게 된다.The fluid 130 is provided inside the first case part 121 and the second case part 122 and rotates the transverse flow turbine 150 while flowing through the fluid communicating tube 140 described below .

즉, 상기 유동체(130)는 상기 제1 케이스부(121) 및 제2 케이스부(122) 내부에 구비되어, 파도의 횡요운동에 의해서 상기 부유체(110)가 좌우로 흔들리게 되면, 상기 유동체(130)는 상기 유동체연통관(140)을 통하여 상기 제1 케이스부(121) 및 제2 케이스부(122)로 유동하게 되는데 이때, 상기 유동체(130)에 의해서 상기 횡류터빈(150)이 회전을 하게 되는 것이다.That is, the fluid 130 is provided inside the first case part 121 and the second case part 122. When the float 110 swings to the left and right due to the transverse motion of waves, The fluid 130 flows into the first case part 121 and the second case part 122 through the fluid communication pipe 140. At this time, the cross flow turbine 150 is rotated by the fluid 130 It will be done.

이때, 상기 유동체(130)는 액체로 된 오일 및 청수 등을 사용할 수 있는데, 이는 상기 횡류터빈(150)의 소음을 차단하고, 부식을 방지하는 효과를 나타낼 수 있다.At this time, the fluid 130 may use liquid oil and clean water or the like, which may block the noise of the cross flow turbine 150 and prevent corrosion.

상기 유동체연통관(140)은 제1 연통관부(141) 및 제2 연통관부(142)를 포함하여 구비될 수 있다.The fluid communicating tube 140 may include a first communicating tube 141 and a second communicating tube 142.

상기 유동체연통관(140)을 보다 상세히 설명하기 위해 상기 도 2를 참고하여 보다 상세히 아래에 기재한다.The fluid communicating tube 140 will be described in more detail below with reference to FIG. 2 to describe the fluid communicating tube 140 in more detail.

상기 도 2를 참고하면 상기 유동체연통관(140)은 상기 제1 케이스부(121) 및 제2 케이스부(122) 하방 측면에서 서로 마주하는 방향으로 각각 연장되어 상기 횡류터빈(150)을 감싸며 연통되는 상기 제1 연통관부(141) 및 제2 연통관부(142)로 마련되고, 상기 제1 연통관부(141)는 상기 횡류터빈(150)의 일측 하방에서 상방으로 상기 횡류터빈(150)의 일측을 감싸고, 상기 제2 연통관부(142)는 상기 횡류터빈(150)의 타측 상방에서 하방으로 상기 횡류터빈(150)의 타측을 감싸며, 상기 제1 케이스부(121) 및 제2 케이스부(122)를 연통시키게 된다.2, the fluid communication pipe 140 extends in a direction opposite to the first case part 121 and the second case part 122, respectively, so as to surround the cross-flow turbine 150 and communicate with each other The first communicating pipe portion 141 is formed by the first communicating pipe portion 141 and the second communicating pipe portion 142. The first communicating pipe portion 141 communicates with one side of the crossflow turbine 150 upwardly from below one side of the crossflow turbine 150 The second communicating pipe portion 142 surrounds the other side of the cross flow turbine 150 downward from the other side of the crossflow turbine 150 and the first case portion 121 and the second case portion 122, Respectively.

즉, 상기 유동체연통관(140)은 상기 제1 케이스부(121) 및 제2 케이스부(122) 내측에 있는 상기 유동체(130)를 상기 제1 케이스부(121) 및 제2 케이스부(122) 어느 한 쪽으로 유동하는 통로가 되는 것이다.That is, the fluid communicating tube 140 connects the fluid body 130 inside the first case part 121 and the second case part 122 to the first case part 121 and the second case part 122, It is a passage that flows to either side.

상기 횡류터빈(150)은 상기 유동체연통관(140) 내부 일측에 설치되어, 상기 유동체(130)의 유동에 따라 회전한다.The cross-flow turbine 150 is installed at one side of the fluid communication pipe 140 and rotates in accordance with the flow of the fluid 130.

상기 부유체(110) 내부 하면에 상기 제1 케이스부(121) 및 제2 케이스부(122) 사이의 이격된 공간에 구비된다. 상기 횡류터빈(150)은 아래에 기재될 상기 발전기(160)에 동력을 전달하게 된다.And is provided in a spaced space between the first case part (121) and the second case part (122) on the inner bottom surface of the float (110). The cross-flow turbine 150 transfers power to the generator 160, which will be described below.

이때, 상기 횡류터빈(150)의 몸체부(151), 블레이드(152)는 20 내지 30매로 구비되고, 30°의 입구각(b) 및 90°의 출구각(c)으로 구비된다. 그리고 상기 횡류터빈(150)은 플라이휠(190)을 포함하여 구비되는데, 이때, 상기 플라이휠(190)은 상기 횡류터빈의 크랭크축의 출력 측에 설치되어 에너지를 일시적으로 저장하였다가 방출하는 역할을 한다.At this time, the body portion 151 and the blade 152 of the cross-flow turbine 150 are provided with 20 to 30 pieces, and are provided with an inlet angle b of 30 ° and an outlet angle c of 90 °. The crossflow turbine 150 includes a flywheel 190. The flywheel 190 is installed on the output side of the crankshaft of the crossflow turbine to temporarily store and discharge energy.

상기 도 6를 바탕으로 상기 횡류터빈(150)의 몸체부(151) 및 블레이드(152)를 보다 상세히 설명하면, 상기 횡류터빈(150)의 블레이드(152)는 원형으로 구비되는 상기 몸체부(151)를 중심으로 하여 방사상으로 연장되고, 연장되는 상기 블레이드(152)는 상기 몸체부(151)와 연장되어 있는 부분에서 가상의 수직선(90°)을 그었을 때, 상기 블레이드(152)의 연장되는 일단은 90°의 상기 출구각(c)이 형성되고, 상기 블레이드(152)의 영장된 끝단은 상기 블레이드의 일면의 가상의 수평선에 가상의 수직선(90°)을 그었을 때, 상기 블레이드(152)의 연장된 끝단은 30°의 상기 입구각(b)이 형성된다.6, the blade 152 of the cross-flow turbine 150 includes a body portion 151 formed in a circular shape, and the body portion 151 and the blade 152 of the cross- The blade 152 extends radially around the center of the body 152 and extends at an angle of 90 DEG with respect to the body portion 151. The blade 152 has a first end The exit angle c of the blade 152 is formed such that when the warped end of the blade 152 is pushed by a virtual vertical line 90 ° to a virtual horizontal line of one side of the blade, The extended end is formed with the entrance angle (b) of 30 degrees.

즉, 상기 횡류터빈(150)은 유동하는 상기 유동체(130)에 의해 보다 원활한 회전력을 전달 받기 위해 상기 블레이드(152)는 30°의 상기 입구각(b) 및 90°의 상기 출구각(c)을 형성하는 것이다.That is, the cross-flow turbine 150 has the inlet angle (b) of 30 ° and the outlet angle (c) of 90 ° in order to receive a smoother rotational force by the flowing fluid (130) .

상기 발전기(160)는 상기 부유체(110) 내부에 마련되고, 상기 횡류터빈(150)의 동력을 전달 받아 전기를 발전한다.The generator 160 is provided inside the float 110 and receives power from the cross-flow turbine 150 to generate electric power.

그리고, 상기 발전기(160)는 전기이동케이블부(112)를 더 포함할 수 있다.In addition, the generator 160 may further include an electro-mobile cable unit 112.

상기 전기이동케이블부(112)는 발전된 전기를 다른 장소로 이동시킬 수 있는 역할을 하게 된다.The electro-mobile cable unit 112 serves to move the developed electricity to another place.

즉, 상기 횡류터빈을 이용한 부유식 파력발전장치(100)는, 발전된 전기를 해상에서 바로 사용할 수 있는데, 상기 전기이동케이블부(112)는 발전된 전기를 다른 장소로 이동시켜 사용이 가능하게 하는 역할을 하는 것이다. That is, the floating wave power generator 100 using the cross-flow turbine can directly use the developed electricity from the sea, and the electric mobile cable unit 112 can move the developed electricity to another place .

상기 발전기(160)는 종래의 터빈의 동력을 전달받아 전기를 발전하는 구성과 동일하여, 이는 일반적인 구성에 해당하는 것으로 사료되어 자세한 설명은 생략한다.The generator 160 is the same as the conventional turbine generating power by receiving the power of the turbine, which is considered to be a general configuration, and thus a detailed description thereof will be omitted.

상기 공기연통관(170)은 상기 제1 케이스부(121) 및 제2 케이스부(122) 각각 마주하는 측면에서 연장되어 연통되는 관으로 마련되고, 유체가 상기 제1 케이스부(121) 및 제2 케이스부(122) 어느 한 쪽으로 유동하게 된다.The air communicating pipe 170 is formed by a tube extending from the side opposite to the first case part 121 and the second case part 122 and communicating with the first case part 121 and the second case part 122, And flows to either side of the case part 122.

이때, 상기 공기연통관(170)은 상기 제1 케이스부(121) 및 제2 케이스부(122)의 어느 한쪽으로 공기를 이동할 수 있는 관으로 구비되어 있어, 상기 유동체(130)가 상기 유동체연통관(140)을 통하여 상기 제1 케이스부(121) 및 제2 케이스부(122)를 유동할 때, 공기압력에 의해서 상기 제1 케이스부(121) 및 제2 케이스부(122) 어느 한쪽으로 유동이 방해받는 것을 방지하게 된다.At this time, the air communicating pipe 170 is provided as a pipe capable of moving air to either the first case part 121 or the second case part 122, so that the fluid body 130 can communicate with the fluid communicating tube When the first case part 121 and the second case part 122 flow through the first case part 121 and the second case part 122 through the first case part 121 and the second case part 122, Thereby preventing interference.

즉, 상기 공기연통관(170)은 상기 제1 케이스부(121) 및 제2 케이스부(122)의 마주하는 각각의 일측을 관통하여 연통되는 관으로 마련되는 것으로, 상기 제1 케이스부(121) 및 제2 케이스부(122)에 있는 공기는 상기 제1 케이스부(121) 및 제2 케이스부(122) 어느 한 쪽으로 유동이 가능하게 되어, 상기 유동체(130)가 보다 더 활발하게 상기 제1 케이스부(121) 및 제2 케이스부(122) 어느 한쪽으로 유동되게 하는 역할을 하는 것이다.That is, the air communicating pipe 170 is provided as a tube which communicates with the first case part 121 and the second case part 122, respectively, through which the first case part 121 and the second case part 122 face each other. The air in the first case part 121 and the second case part 122 can flow to either the first case part 121 or the second case part 122, And serves to cause the fluid to flow to either the case part 121 or the second case part 122.

따라서, 상기 공기연통관(170)에 의해서 상기 제1 케이스부(121) 및 제2 케이스부(122) 어느 한쪽으로 공기의 이동이 가능함에 따라 상기 유동체(130)의 유동을 보다 더 활발하게 할 수 있어, 상기 횡류터빈(150)을 보다 더 활발하게 회전시킬 수 있게 되는 것이다.Accordingly, since the air can be moved to either the first case part 121 or the second case part 122 by the air communicating pipe 170, the flow of the fluid 130 can be made more active So that the cross-flow turbine 150 can be more actively rotated.

한편, 상기 부유체(110)는 고정부(180)를 더 포함하여 구비될 수 있다. 그리고, 상기 고정부(180)는 상기 부유체(110)의 외부 일측과 연결되는 고정케이블부재(181)와 앵커부재(182)를 포함하여 구비될 수 있다.The float 110 may further include a fixing unit 180. The fixing unit 180 may include a fixed cable member 181 and an anchor member 182 connected to one side of the float 110.

상기 고정케이블부재(181)는 상기 부유체(110) 외부 일측에 연결되는 케이블로 구비될 수 있고, 상기 앵커부재(182)는 상기 케이블과 연결되어 바다속 지반에 타설하여 상기 부유체(110)를 해상에서 이동하는 것을 방지한다.The fixed cable member 181 may be a cable connected to one side of the float 110 and the anchor member 182 may be connected to the cable and poured into the sea floor, From moving in the sea.

즉, 상기 고정부(180)는 상기 부유체(110)를 해상에서 다른 장소로 이동하지 않게 고정하는 역할을 하는 것이다.That is, the fixing unit 180 serves to fix the float 110 so as not to move from the sea to another place.

그리고, 상기 부유체(110)는 하면에 10° 내지 15°의 피치각(a)을 형성하여, 파도의 횡요운동에 의해 피칭을 보다 더 증폭시킬 수 있다.Then, the float 110 forms a pitch angle (a) of 10 to 15 degrees on the underside, and the pitching can be further amplified by the transverse motion of waves.

상기 도 3 및 도 4는 본 발명인 횡류터빈을 이용한 부유식 파력발전장치를 축소모델로 하여 상기 횡류터빈(150)의 회전수 효율을 나타낸 것이다.FIGS. 3 and 4 show the efficiency of the rotating speed of the cross-flow turbine 150 as a shrinkage model of the floating wave power generator using the cross-flow turbine according to the present invention.

상기 도 3은 상기 플라이휠(190)의 무게에 따라 달라질 수 있는 상기 횡류터빈(150)의 회전수(RPM)의 효율을 나타낸 것으로, 상기 횡류터빈(150)의 회전수(40 - 50 RPM) 및 주기(T=2,3s)를 부하조건으로 상기 플라이휠(190)의 무게에 따라 실험한 데이터이다. 상기 도 3을 참고하면, 주기가 2s일 때, 상기 횡류터빈(150)의 효율은 상기 플라이휠(190)의 무게가 증가함에 따라 떨어지고, 주기가 3s일 때, 상기 횡류터빈(150)의 효율은 상기 플라이휠(190)의 무게가 증가함에 따라 점점 상승한다. 하지만 주기3s의 상기 플라이휠(190) 무게에 따른 상승폭이, 주기2s이 하락하는 폭보다 적고, 주기2s, 상기 플라이휠 무게 8kg일 때 최대효율을 나타내었다.3 shows the efficiency of the rotation speed RPM of the cross-flow turbine 150 which may vary depending on the weight of the flywheel 190. The rotation speed of the cross-flow turbine 150 (40 to 50 RPM) (T = 2, 3s) according to the weight of the flywheel 190 under the load condition. 3, when the period is 2s, the efficiency of the cross-flow turbine 150 drops as the weight of the flywheel 190 increases, and when the cycle is 3s, the efficiency of the cross- And gradually increases as the weight of the flywheel 190 increases. However, the maximum efficiency was exhibited when the rising width of the flywheel 190 of the period 3s was smaller than the falling width of the period 2s, and the period of 2s and the flywheel weight of 8kg.

상기 도 4는 상기 피치각 (a) 및 상기 플라이휠(190) 무게에 따른 횡류터빈(150)의 RPM을 측정한 것으로, 상기 도 4에 타나낸 것과 같이 주기(T= a)s2, b)s3) 및 상기 피치각(a)(4°, 6°, 8°, 10°)에 대한 효율곡선을 살펴보면, T= 2s의 최대 효율 47%는 N=40RPM, 상기 피치각(a) = 10°일 때 얻어지고, T=3s의 최대효율 44%는 상기 피치각 = 4°, N=30RPM일 때 나타났다. 효율곡선은 T=2s일 때와 T=3s일 때, 반대되는 특성을 보여주는데 주기가 2s의 상기 횡류터빈(150)의 성능곡선은 상기 피치각(a)도가 증가할수록 효율이 상승하고, 주기가 3s의 성능곡선은 상기 피치각(a)도가 줄어들수록 효율이 하락하는 특성을 나타내었다.4, the RPM of the cross-flow turbine 150 is measured according to the pitch angle a and the weight of the flywheel 190. As shown in FIG. 4, the cycle (T = a) s2, b) s3 ) And the pitch angle (a) (4 °, 6 °, 8 °, 10 °), the maximum efficiency 47% of T = 2s is N = 40RPM and the pitch angle a = , And the maximum efficiency 44% of T = 3s was obtained when the pitch angle was 4 DEG and N = 30RPM. The efficiency curve shows opposite characteristics when T = 2s and T = 3s. The performance curve of the transverse turbine 150 with a period of 2s shows that the efficiency increases as the pitch angle a increases, The performance curve of 3s showed a decrease in efficiency as the pitch angle (a) was decreased.

상기 도 3 및 4의 실험 데이터는 본 발명의 횡류터빈을 이용한 부유식 파력발전장치의 3분의1 크기수준의 모델을 제작하여 실험 한 것으로, 본 발명에 따른 횡류터빈을 이용한 부유식 파력발전장치의 상기 피치각(a)은 10° 내지 15°로 형성하고, 상기 플라이휠은 8kg으로 형성하는 것이 바람직하다.The experimental data of FIG. 3 and FIG. 4 show experimental results of a model having a size of 1/3 of that of the floating wave power generation apparatus using the cross-flow turbine of the present invention. The floating wave power generation apparatus using the cross- The pitch angle (a) of the flywheel is preferably 10 to 15 degrees, and the flywheel is preferably 8 kg.

본 발명에 따른 횡류터빈을 이용한 부유식 파력발전장치(100)는, 상기 횡류터빈(130)이 액체로된 상기 유동체(130)에 침지된 후 구동되어 소음을 차단할 수 있는 효과가 있다.The floating wave power generation apparatus 100 using the cross-flow turbine according to the present invention has an effect that the cross-flow turbine 130 is immersed in the fluid body 130 and then driven to block the noise.

또한, 본 발명에 따른 횡류터빈을 이용한 부유식 파력발전장치(100)는, 해상에 부유하는 부유체(110)의 하면에 10° 내지 15°의 피치각(a)을 형성하여 횡요운동을 증폭시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the floating wave power generation apparatus 100 using the cross-flow turbine according to the present invention has a pitch angle (a) of 10 to 15 degrees on the lower surface of the float 110 floating on the sea, There is an effect that can be made.

또한, 상기 횡류터빈(130)을 구동시키는 상기 유동체(130)에 의해서 부식을 방지할 수 있어 유지 보수비용을 절약할 수 있는 효과가 있다.In addition, corrosion can be prevented by the fluid 130 that drives the cross-flow turbine 130, thus saving maintenance cost.

이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.As described above, it is to be understood that the technical structure of the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit and essential characteristics of the present invention.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, it should be understood that the above-described embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive, the scope of the invention being indicated by the appended claims rather than the foregoing description, All changes or modifications that come within the scope of the equivalent concept are to be construed as being included within the scope of the present invention.

100 : 횡류터빈을 이용한 부유식 파력발전장치
110 : 부유체 112 : 전기이동케이블부
120 : 케이스 121 : 제1 케이스부
122 : 제2 케이스부 130 : 유동체
140 : 유동체연통관 141 : 제1 연통관부
142 : 제2 연통관부 150 : 횡류터빈
151 : 몸체부 152 : 블레이드
160 : 발전기 170 : 공기연통관
180 : 고정부 181 : 고정케이블부재
182 : 앵커부재 190 : 플라이휠
a : 피치각 b : 입구각
c : 출구각100: Floating wave power generator using cross-flow turbine
110: float 112: electric moving cable part
120: Case 121: First case part
122: second case part 130: fluid body
140: fluid communicating tube 141: first communicating tube part
142: second communicating pipe part 150: crossflow turbine
151: Body part 152: Blade
160: generator 170: air communicating pipe
180: fixing part 181: fixed cable member
182: anchor member 190: flywheel
a: pitch angle b: entrance angle
c: exit angle

Claims (6)

내부에 공간이 마련되고, 외관은 전면 및 후면이 평평한 선체형태로 구비되어, 해상에 부유하는 부유체;
상기 부유체 내부의 양측에 서로 이격되게 마련되어, 내부에 유동체가 수용되는 제1 케이스부 및 제2 케이스부를 포함하는 케이스;
상기 제1 케이스부 및 제2 케이스부의 서로 마주하는 측면 하방에서 연장되어 연통되는 관으로 마련되어, 상기 유동체가 유동하는 유동체연통관;
상기 유동체연통관의 내부 일측에 설치되어, 상기 유동체연통관을 통한 상기 유동체의 유동에 따라 회전하는 횡류터빈;
상기 부유체 내부에 마련되고, 상기 횡류터빈의 동력을 전달 받아 전기를 발전하는 발전기; 및
상기 제1 케이스부 및 제2 케이스부의 서로 마주하는 측면 상방에서 연장되어 연통되는 관으로 마련되어, 공기가 서로 유동하는 공기연통관;
을 포함하고,
상기 횡류터빈은,
출력 측에 설치되어 에너지를 저장하여 다시 방출하는 플라이휠;
을 포함하여,
해상에 부유하여 횡요운동에 의한 흔들림에 의해 상기 유동체연통관을 유동하는 유동체가 상기 횡류터빈을 회전시키고, 상기 횡류터빈의 회전되는 동력에 의해서 상기 발전기는 전기를 발전하는 것을 특징으로 하는 횡류터빈을 이용한 부유식 파력발전장치.And a front surface and a rear surface are provided in the shape of a flat hull so that float floating on the sea;
A case including a first case part and a second case part which are provided on both sides of the inside of the float and spaced apart from each other and in which a fluid is received;
A fluid communicating pipe which is provided with a tube extending from below the side surfaces of the first case part and the second case part facing each other and communicating with the fluid case;
A transverse flow turbine installed at one side of the fluid communicating tube and rotating in accordance with the flow of the fluid through the fluid communicating tube;
A generator installed in the float to receive power from the crossflow turbine to generate electricity; And
An air communicating pipe which is provided with a tube extending above the side surfaces of the first case and the second case facing each other and in which air flows together;
/ RTI >
The cross-
A flywheel installed on the output side for storing energy and releasing energy again;
Including,
Wherein a fluid flowing in the fluid communicating tube due to shaking due to rolling motion is floated on the sea to rotate the transverse flow turbine and the generator generates electric power by the rotating power of the transverse flow turbine Floating wave power device. 제1항에 있어서,
상기 유동체연통관은,
상기 제1 케이스부 하방 일측에서 상기 제2 케이스부를 마주하는 방향으로 연장되고, 상기 횡류터빈 일측을 하방에서 상방으로 감싸는 제1 연통관부와,
상기 제2 케이스부 하방 일측에서 상기 제1 케이스부를 마주하는 방향으로 연장되고, 상기 횡류터빈 타측을 상방에서 하방으로 감싸는 제2 연통관부를 포함하여 상기 제1 케이스부 및 제2 케이스부를 연통시키는 것을 특징으로 하는 횡류터빈을 이용한 부유식 파력발전장치.The method according to claim 1,
The fluid communicating tube
A first communicating pipe portion extending in a direction opposite to the second case portion from one side of the lower portion of the first case portion and surrounding one side of the cross flow turbine upward from below,
And a second communicating tube portion extending in a direction opposite to the first case portion from one side of the lower side of the second case portion and surrounding the other side of the cross flow turbine from the upper side to the lower side to communicate the first case portion and the second case portion A floating wave power generator using a crossflow turbine. 제1항에 있어서,
상기 부유체의 외부 일측과 연결되는 고정케이블부재와 앵커부재를 포함하여, 상기 부유체를 해상에 고정시키는 고정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 횡류터빈을 이용한 부유식 파력발전장치.The method according to claim 1,
Further comprising: a fixing unit for fixing the float to the sea, the fixing cable including a fixed cable member connected to an external side of the float and an anchor member. 제1항에 있어서,
상기 발전기는,
발전된 전기를 상기 부유체 외부로 이동시키는 전기이동케이블부를 포함하는 것을 특징으로 하는 횡류터빈을 이용한 부유식 파력발전장치.The method according to claim 1,
The generator includes:
And an electric moving cable unit for moving the generated electricity to the outside of the float. 제1항에 있어서,
상기 횡류터빈은,
20 내지 30 매의 블레이드, 30°의 입구각 및 90°의 출구각으로 구비되는 것을 특징으로 하는 횡류터빈을 이용한 부유식 파력발전장치.The method according to claim 1,
The cross-
20 to 30 blades, an inlet angle of 30 DEG and an outlet angle of 90 DEG. 제1항에 있어서,
상기 부유체는,
하면에 10° 내지 15°의 피치각이 형성되어, 파도의 횡요운동에 따른 피칭을 증폭시킨 것을 특징으로 하는 횡류터빈을 이용한 부유식 파력발전장치.The method according to claim 1,
The sub-
Wherein a pitch angle of 10 DEG to 15 DEG is formed on the lower surface of the transverse flow turbine, and the pitching according to the transverse motion of the wave is amplified.
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