KR101492908B1

KR101492908B1 - 파력발전장치

Info

Publication number: KR101492908B1
Application number: KR1020130005732A
Authority: KR
Inventors: 김종근
Original assignee: 김종근
Priority date: 2012-08-28
Filing date: 2013-01-18
Publication date: 2015-03-02
Also published as: KR20140029108A

Abstract

본 발명은 파력을 이용하여 발전을 하는 장치에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 설치 및 이동이 용이하고 발전된 전기를 전달하는 케이블의 요동시키지 않고 설치할 수 있는 파력발전장치에 대한 것이다.
본 발명에 따른 파력발전장치는 고정수단과, 제1부유수단과, 스트링과, 가이드수단과, 제2부유수단과, 상하이동수단과, 전기발생수단과, 전기전달수단을 포함한다. 상기 고정수단은 서로 조립가능한 복수 개의 조립블럭을 구비하며, 상기 조립블럭을 조립하여 무게를 조절할 수 있다. 상기 제1부유수단은 내부에 물체의 양을 조절하여 넣어 무게를 조절할 수 있다. 상기 스트링은 상기 제1부유수단을 상기 고정수단에 고정시키기 위하여 고정수단과 제1부유수단을 연결시킨다. 상기 가이드수단은 일단이 상기 제1부유수단에 회동할 수 있게 결합된 안내바와, 상기 안내바의 내부에서 길이방향을 따라 형성된 전도성부재를 구비한다. 상기 제2부유수단은 상기 안내바가 수중에 삽입되면 상기 안내바를 세울 수 있도록 상기 안내바에 결합된다. 상기 상하이동수단은 물에 뜨고, 파도가 칠 때 수직방향으로 힘을 받도록 상부가 넓고 하부가 좁게 경사지며, 상기 안내바를 따라서 상하로 이동할 수 있게 설치된다. 상기 전기발생수단은 상기 상하이동수단의 운동을 이용하여 전기를 발생시킨다. 상기 전기전달수단은 상기 전기발생수단에 의하여 발생된 전기를 상기 안내바의 전도성부재로 전달하도록 상기 전도성부재에 연결된다. 그리고 이 경우 상기 파력발전장치는 복수 개의 상기 조립블럭을 조립시켜 상기 고정수단을 수중의 바닥에 침몰시켜서 상기 가이드수단을 수중에 고정시키는 것을 특징으로 한다.

Description

파력발전장치{Wave power generating apparatus}

본 발명은 파력을 이용하여 발전을 하는 장치에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 설치 및 이동이 용이하고 발전된 전기를 전달하는 케이블의 요동시키지 않고 설치할 수 있는 파력발전장치에 대한 것이다.

도 13는 등록특허 제10-1138475호에 개시된 파력을 이용한 동력발생장치에 대한 것이다. 도 13에 개시된 동력발생장치는 안내바(10)와, 고정수단(20)과, 상하이동수단(30)과, 동력발생수단(50)을 포함한다. 시멘트 블록으로 해저바닥에 고정수단(20)을 설치하고, 안내바(10)를 고정수단(20)에 설치한 후 상하이동수단(30)을 안내바(10)에 삽입시킨다. 파도에 의하여 부유체인 상하이동수단(20)이 안내바(10)를 따라 상하로 이동하면서 동력발생수단(50)이 전기를 발생시킨다.

도 13에 도시된 종래의 동력발생장치는 해저바닥에 고정수단(20)을 직접 설치하고, 그 고정수단(20)에 안내바(10) 등을 설치한다. 이 경우 작업자가 해저에서 작업을 해야 하므로 그 설치가 까다롭고 비용이 많이 소요될 뿐만 아니라 기간이 많이 소요된다는 문제점이 있다.

또한 많은 양의 전기를 생산하기 위해서는 상하이동수단(30)의 부피가 커지는데 도 13의 경우 안내바(10)가 설치된 후 상하이동수단(30)을 안내바(10)의 상부에서 삽입시키므로 대용량의 크레인이 동원되어야 한다. 그래서 그 설치가 까다롭다는 문제점이 있다.

또한 도 13에 도시된 경우 동력발생수단(50)이 전기를 발생시킨다. 동력발생수단(50)에서 발생된 전기는 육지로 전송되어 이용된다. 그래서 동력발생수단(50)에서 발생된 전기를 육지로 전송시키기 위하여 케이블이 육지에서 동력발생수단(50)까지 연결된다. 대용량의 전기가 이송시키기 위해서 케이블의 두께가 두꺼워야 한다. 그래서 두꺼운 굵기를 가진 케이블이 육지에서 동력발생수단(50)까지 연결된다. 그런데 동력발생수단(50)은 상하이동수단(30)의 상부에 설치되므로, 동력발생수단(50)은 파도에 의하여 상하로 이동을 한다. 이에 따라 케이블도 상하로 이동하여야 한다. 그런데 케이블이 두껍기 때문에 상하이동이 용이하지 아니하여 저항으로 작용할 뿐만 아니라 안전성에도 문제가 발생한다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것이다. 본 출원은 설치가 용이한 파력발전장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 해저에서 육상으로 전기의 이송이 용이한 파력발전장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 파력발전장치는 고정수단과, 제1부유수단과, 스트링과, 가이드수단과, 상하이동수단과, 전기발생수단과, 전기전달수단을 포함한다. 상기 고정수단은 서로 조립가능한 복수 개의 조립블럭을 구비하며, 상기 조립블럭을 조립하여 무게를 조절할 수 있다. 상기 제1부유수단은 내부에 물체의 양을 조절하여 넣어 무게를 조절할 수 있다. 상기 스트링은 상기 제1부유수단을 상기 고정수단에 고정시키기 위하여 고정수단과 제1부유수단을 연결시킨다. 상기 가이드수단은 일단이 상기 제1부유수단에 회동할 수 있게 결합된 안내바와, 상기 안내바의 내부에서 길이방향을 따라 형성된 전도성부재를 구비한다. 상기 상하이동수단은 물에 뜨고, 파도가 칠 때 수직방향으로 힘을 받도록 상부가 넓고 하부가 좁게 경사지며, 상기 안내바를 따라서 상하로 이동할 수 있게 설치된다. 상기 전기발생수단은 상기 상하이동수단의 운동을 이용하여 전기를 발생시킨다. 상기 전기전달수단은 상기 전기발생수단에 의하여 발생된 전기를 상기 안내바의 전도성부재로 전달하도록 상기 전도성부재에 연결된다. 그리고 이 경우 상기 파력발전장치는 복수 개의 상기 조립블럭을 조립시켜 상기 고정수단을 수중의 바닥에 침몰시켜서 상기 가이드수단을 수중에 고정시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기의 파력발전장치에 있어서, 상기 전기발생수단은 랙기어와, 발전기와, 회전기어를 구비하는 것이 바람직하다. 상기 랙기어는 상기 안내바의 상기 일측에 형성된다. 상기 발전기는 상기 상하이동수단에 설치된다. 상기 회전기어는 상기 상하이동수단이 상하운동을 할 때 상기 발전기를 구동시키기 위하여 상기 랙기어와 이물림을 한다.

또한, 상기의 파력발전장치에 있어서, 상기 전기발생수단은 상기 회전기어의 회전력으로 상기 발전기를 구동시키기 위하여 상기 발전기의 구동축에 전달하는 동력전달부를 더 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 상기의 파력발전장치에 있어서, 상기 전기발생수단은 상기 발전기의 구동축에 설치된 플라이휠을 더 구비하는 것이 바람직하다. 이 경우 상기 동력전달부는 상기 회전기어의 회전력을 상기 구동축에 복수의 기어나, 벨트로 연결된 복수의 풀리나, 복수의 체인으로 전달한다.

또한, 상기의 파력발전장치에 있어서, 상기 전기발생수단은 상기 동력전달부에 의하여 동작하여 상기 발전기를 구동시키는 유체압축기를 더 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 상기의 파력발전장치에 있어서, 상기 상하이동수단은 제1부유부와, 제2부유부를 구비하는 것이 바람직하다. 상기 제2부유부는 일단이 상기 제1부유부의 일단과 회동할 수 있게 결합되며, 타단이 상기 제1부유부의 타단과 체결될 수 있다. 그래서 상기 상하이동수단은 상기 제1부유부와 상기 제2부유부가 결합하여 상기 안내바를 따라 슬라이딩을 할 수 있게 상기 안내바를 감싼다.

또한, 상기의 파력발전장치는 일단은 상기 상하이동수단에 결합되고 타단은 일단으로부터 탄성력으로 지지되어 상기 안내바에 접촉하여, 상기 상하이동수단과 상기 안내바의 충돌을 완화시켜주는 완충수단을 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기의 파력발전장치에 있어서, 상기 가이드수단은 상기 상하이동수단이 상기 안내바에서 이탈하는 것을 방지하는 스토퍼를 더 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 상기의 파력발전장치에 있어서, 상기 스토퍼는 상기 안내바의 상부에서 길이방향을 따라 슬라이딩을 할 수 있게 삽입되어, 상기 상하이동수단이 상기 안내바의 높이 이상으로 상승하면 같이 상승하여 상기 상하이동수단이 이탈하는 것을 방지하는 것이 바람직하다.

또한, 상기의 파력발전장치에 있어서, 상기 전기발생수단은 상기 상하이동수단에 설치된 슬라이딩궤도를 더 구비하며, 상기 발전기는 상기 랙기어와의 거리를 조절할 수 있도록 상기 슬라이딩궤도에 설치된 것이 바람직하다.

또한, 상기의 파력발전장치에 있어서, 상기 상하이동수단은 외주면에 돌기되어 상기 파도를 수직방향으로 안내하도록 수직방향으로 형성된 복수 개의 가이드판을 더 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 상기의 파력발전장치는 상기 발전기에서 생산된 전기가 상기 랙기어에 전달되는 것이 바람직하다.

또한, 상기의 파력발전장치에 있어서, 상기 전기전달수단은 상기 발전기에서 상기 안내바의 전도성부재로 전기를 전달시키는 전기선을 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 상기의 파력발전장치에 있어서, 상기 전기전달수단은 상기 전기선을 일정한 장력으로 감거나 풀어주기 위하여 상기 가이드수단의 상단에 설치된 상기 감김로울러부를 더 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 상기의 파력발전장치에 있어서, 상기 전기선은 그 길이가 신축적으로 늘어날 수 있도록 코일처럼 감긴 것이 바람직하다.

또한, 상기의 파력발전장치에 있어서, 상기 고정수단은 상기 조립블럭들이 서로 힌지결합된 것이 바람직하다.

또한, 상기의 파력발전장치에 있어서, 상기 조립블럭은 수중의 바닥에 고정될 수 있는 고정볼트가 체결되는 결합구가 형성된 것이 바람직하다.

또한, 상기의 파력발전장치에 있어서, 상기 조립블럭은 내부에 유체를 채울 수 있는 빈공간이 형성되어 물에 뜨며, 상기 빈공간에 유체를 채워서 무게가 조절될 수 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기의 파력발전장치에 있어서, 상기 안내바는 상기 제1부유수단에 조인트나, 고리 또는 줄로 연결된 것이 바람직하다.

또한, 상기의 파력발전장치는 상기 안내바가 수중에 삽입되면 상기 안내바를 세울 수 있도록 상기 안내바에 결합되는 제2부유수단을 더 포함하는 것이 바람직하다.

도 1은 본 발명에 따른 파력발전장치의 일 실시예의 사시도
도 2 내지 도 5는 도 1에 도시된 실시예의 조립과정을 나타내는 개념도,
도 6은 도 1에 도시된 실시예의 상하이동수단의 개념도,
도 7은 도 1에 도시된 실시예의 가이드수단의 단면도,
도 8은 도 1에 도시된 실시예의 전기발생수단의 개념도,
도 9는 도 1에 도시된 실시예에 적용되는 상하이동수단의 다른 개념도,
도 10은 도 1에 도시된 실시예에 적용될 수 있는 스토퍼의 다른 개념도,
도 11은 본 발명에 따른 파력발전장치의 다른 실시예의 사시도,
도 12는 도 1에 도시된 실시예에 적용될 수 있는 동력전달부의 개념도,
도 13은 종래의 파력을 이용한 동력발생장치의 개념도이다.

도 1 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 파력발전장치의 일 실시예를 설명한다. 본 발명에 따른 파력발전장치는 고정수단(110)과, 제1부유수단(115)과, 스트링(118)과, 가이드수단(120)과, 제2부유수단(130)과, 상하이동수단(140)과, 전기발생수단(150)과, 전기전달수단(160)과, 완충수단(185)을 포함한다.

고정수단(110)은 수중의 바닥에 본 실시예의 파력발전장치를 고정시키는 역할을 한다. 이를 위하여 고정수단(110)은 서로 조립가능한 복수 개의 조립블럭(116)을 구비하며, 조립블럭(116)을 조립하여 무게를 조절할 수 있다. 즉 조립블럭(116)을 많이 조립시키면 고정수단(110)의 무게는 많이 나가며, 조립블럭(116)을 적게 조립시키면 고정수단(110)의 무게는 적게 나간다. 파력발전장치를 설치하기 위해서 각각의 조립블럭(116)에 부유체를 결합시킨 후 조립블럭(116)을 바다의 목표지점까지 이송시킨다. 그 후 조립블럭(116)들을 조립시키고 부유체를 제거한 후 고정수단(110)을 수중으로 침몰시켜서 파력발전장치를 수중의 바닥에 고정시킬 수 있다. 한편 수중의 바닥은 편평한 것이 아니라 울퉁불퉁하게 형성되어 있다. 이를 위하여 조립블럭(116)은 조립시 서로 회전될 수 있도록 힌지결합하는 것이 바람직하다. 그러면 고정수단(110)이 수중의 바닥에 고정될 때 바닥의 곡률과 비슷한 형상으로 변형될 수 있다.

그리고 고정수단(110)을 수중의 바닥에 견고하게 고정시키기 위하여 조립블럭(116)에는 수중의 바닥에 박혀 고정될 수 있는 고정볼트(113)가 체결되는 결합구(114)가 형성될 수 있다. 즉 고정수단(110)을 수중의 바닥에 가라앉힌 후 고정볼트(113)를 결합구(114)에 끼워서 고정볼트(113)를 수중의 바닥에 박으면 고정수단(110)은 견고하게 고정된다. 본 실시예의 경우 고정수단(110)은 분리되어 이동될 수 있으므로 이동이 용이하여 그 설치가 쉽다.

한편, 상기의 실시예에서 조립블럭(116)은 무게가 있어서 물에 가라앉지만, 조립블럭(116)을 부유체로 형성할 수 있다. 즉 조립블럭(116) 내부에 유체를 채울 수 있는 빈공간을 형성하여 물에 뜨게 할 수 있다. 이 경우 고정수단(110)을 수중의 바닥에 고정시키기 위해서는 조립블럭(116)의 빈공간 내부에 유체를 채워서 물에 가라앉혀 고정시킬 수 있다. 조립블럭(116)이 부유체로 형성될 경우에는 조립블럭(116)을 조립한 후 물에 띄워서 이동시킬 수 있으므로 설치지점으로 이동이 용이하다는 장점이 있다.

제1부유수단(115)은 부유체로서 내부에 유체를 수용할 수 있게 공간이 형성되며, 수용되는 유체의 양을 조절할 수 있게 공기투입구와, 유체투입구와, 유체배출구가 형성된다.

스트링(118)은 제1부유수단(115)이 고정수단(110)에 고정될 수 있도록 고정수단(110)과 제1부유수단(115)을 연결시킨다. 즉 고정수단(110)은 심해의 깊은 곳에 가라앉아서 고정되고, 제1부유수단(115)은 스트링(118)에 의하여 고정수단(110)에 고정된다. 그래서 제1부유수단(115)이 고정수단(110)에 고정되어야 하므로 고정수단(110)에 비하여 작은 부유력을 가지는 것이 바람직하다.

가이드수단(120)은 상하이동수단(140)이 파도에 의하여 상하로 이동하는 것을 안내하는 역할을 한다. 이를 위하여 가이드수단(120)은 안내바(121)와 전도성부재(123)를 구비한다.

안내바(121)는 일단(121a)이 제1부유수단(115)에 회동할 수 있게 결합된다. 본 실시예의 경우 안내바(121)는 제1부유수단(115)에 고리로 결합된다. 안내바(121)가 제1부유수단(115)에 고정결합될 경우 파도가 치면 제1부유수단(115)과 안내바(121)의 결합부에는 굽힘모멘트가 발생한다. 이 경우 그 결합부위가 파손될 수 있으므로 이를 방지하기 위하여 안내바(121)는 제1부유수단(115)에 자유롭게 회동할 수 있게 결합된다. 본 실시예의 경우 안내바(121)는 제1부유수단(115)에 고리로 결합되었지만, 고리 이외에 조인트나 줄로 연결될 수 있다. 이때 고리나 줄 등은 탄소섬유 등으로 형성될 수 있다.

전도성부재(123)는 안내바(121)의 내부에서 길이방향을 따라 형성된다.

스토퍼(125)는 상하이동수단(140)이 안내바(121)에서 이탈하는 것을 방지시킨다. 이를 위하여 스토퍼(125)는 안내바(121)의 상단에 설치되어 상하이동수단(140)이 안내바(121)의 상단에서 벗어나는 것을 방지시킨다. 상하이동수단(140)이 스토퍼(125)를 가격하면 그 충격을 흡수할 수 있도록 안내바(121)의 내부에 스프링이 설치될 수 있다. 파도가 치면 상하이동수단(140)이 안내바(121)를 따라 상하로 이동을 한다. 이때 갑자기 큰 파도가 쳐서 상하이동수단(140)이 안내바(121)를 벗어나도록 상승을 하더라도 스토퍼(125)가 설치되어 있어서 상하이동수단(140)의 운동을 제한한다. 이때 스토퍼(125)에도 전도성부재가 설치되어 안내바(121)에 형성된 전도성부재(123)와 전기적으로 연결된다.

제2부유수단(130)은 부력을 발생시켜서 안내바(121)가 수중에 삽입되면 안내바(121)를 세울 수 있도록 안내바(121)에 결합된다. 제1부유수단(115)이 수중에 침몰되면 안내바(121)도 물 속에 함께 침몰된다. 제2부유수단(130)은 부력에 의하여 물 밖으로 뜨려는 성질이 있고 안내바(121)의 일단(121a)이 제1부유수단(115)에 회동할 수 있게 결합되어 있어서 안내바(121)가 물속에 가라앉으면 안내바(121)가 수직으로 세워진다.

제2부유수단(130)은 내부에 유체를 수용할 수 있는 공간이 형성되어 있고, 공기투입구(131), 유체투입구(132) 및 유체배출구(133)가 형성되어 내부에 수용되는 유체의 양을 조절할 수 있게 형성되는 것이 바람직하다.

상하이동수단(140)은 파도가 치면 파도에 의하여 안내바(121)를 따라 상하로 이동하는 역할을 한다. 이를 위하여 상하이동수단(140)은 물에 뜰 수 있는 부유체로 형성되며, 그 중심을 안내바(121)가 관통하여 삽입되도록 형성된다. 이때 상하이동수단(140)은 파도에 의하여 상하로 이동하는 거리를 늘리기 위하여 파도의 수직력을 많이 받도록 경사져서 상부가 넓고 하부가 좁게 형성되는 것이 바람직하다. 이 경우 파도가 치면 수직력을 받아서 상하이동수단(140)은 상하로 더욱 많이 이동할 수 있다. 상하이동수단(140)은 안내바(121)를 삽입시켜서 장착한다. 이때 안내바(121)가 물 속에서 세워지면 그 높이가 높아서 상하이동수단(140)을 들어서 장착시켜야 한다. 그런데 상하이동수단(140)은 부피가 커서 무거우므로 작업자가 이를 들어서 장착하기는 곤란하다. 이를 위하여 상하이동수단(140)은 제1부유부(141)와 제2부유부(143)로 분리되어 구성된다. 제1부유부(141)와 제2부유부(143)는 일측(144)에서 힌지결합되어 일측(144)을 중심으로 회동할 수 있고, 타측(145)이 개폐가능하게 결합된다. 그래서 타측(145)을 풀어서 제1부유부(141)와 제2부유부(143)를 일측(144)을 중심으로 회동시켜 벌린 후 제1부유부(141)와 제2부유부(143) 사이에 안내바(121)를 삽입시키고 제1부유부(141)와 제2부유부(143)를 오무려서 타측(145)을 체결하여 상하이동수단(140)을 장착할 수 있다. 제1부유부(141)와 제2부유부(143)에도 상부에 마개(147)를 두어 그 내부에 유체를 부을 수 있다. 제1부유부(141)와 제1부유부(143) 각각에 별도로 유체를 저장할 수 있으므로 제1부유부(141)와 제2부유부(143)의 무게 밸런스가 맞지 아니할 경우 각각의 부유부에 유체를 저장하여 무게 밸런스를 맞출 수 있다.

전기발생수단(150)은 상하이동수단(140)이 파도에 의하여 상하로 이동하면 이를 이용하여 전기를 발생시킨다. 이를 위하여 전기발생수단(150)은 랙기어(151)와, 발전기(153)와, 회전기어(155)와, 슬라이딩궤도(157)를 구비한다.

랙기어(151)는 안내바(121)의 일측에 길이방향으로 형성된다. 슬라이딩궤도(157)는 상하이동수단(140)의 상부에서 안내바(121)를 향하도록 형성된다. 그리고 발전기(153)는 슬라이딩궤도(157)를 따라 슬라이딩을 할 수 있게 슬라이딩궤도(157)에 설치된다. 그래서 발전기(153)는 랙기어(151)와의 거리를 조절할 수 있다. 회전기어(155)는 랙기어(151)와 이물림을 하며, 상하이동수단(140)이 상하운동을 하면 발전기(153)를 구동시킬 수 있도록 발전기(153)에 설치된다. 파도에 의하여 상하이동수단(140)이 상하로 운동을 한다. 그러면 회전기어(155)가 랙기어(151)와 이물림을 하여 회전을 하게 되어 발전기(153)를 작동시킨다. 그러면 발전기(153)는 전기를 생산한다. 발전기(153)가 구동되기 위해서는 회전기어(155)가 랙기어(151)와 이물림을 해야한다. 이는 발전기(153)를 슬라이딩궤도(157)를 따라 이동시켜서 회전기어(155)와 랙기어(151)를 이물림 시킬 수 있다. 또한, 발전기(153)의 뒷편에 스프링(154)을 설치하여 발전기(153)를 밀어줌으로써 회전기어(155)와 랙기어(151)가 분리되지 않게 할 수도 있다. 한편 랙기어(151)가 외부로 노출되어 있으므로 랙기어(151)에는 조개 등 해산물들이 결합될 수 있다. 따라서 이를 방지하기 위해서 랙기어(151)에 약간의 전류가 공급되는 것이 바람직하다. 본 실시예의 경우 발전기(153)에서 전기가 생산되므로 발전기(153)에서 생산된 전기의 일부가 랙기어(151)로 전달되도록 연결되는 것이 바람직하다.

전기전달수단(160)은 전기발생수단(150)에서 발생된 전기를 안내바(121)의 전도성부재(123)로 전달시키는 역할을 한다. 이를 위하여 전기전달수단(160)은 전기선(161)과 감김로울러부(163)을 구비한다. 전기선(161)은 발전기(153)에서 생산된 전기가 발전기(153)에서 안내바(121)의 전도성부재(123)로 전달시키는 역할을 한다. 이를 위하여 본 실시예의 경우 전기선(161)은 발전기(153)에서 스토퍼(125)의 전도성부재에 연결된다. 스토퍼(125)의 전도성부재는 안내바(121)의 전도성부재(123)과 전기적으로 연결되어 있으므로 발전기(153)에서 전기가 생산되면 안내바(121)의 전도성부재(123)로 전달될 수 있다.

감김로울러부(163)는 전기선(161)을 일정한 장력으로 감거나 풀어주는 역할을 한다. 상하이동수단(140)이 상승하면 발전기(153)와 스토퍼(125) 사이의 거리가 줄어든다. 이 경우 감김로울러부(163)가 일정한 장력으로 전기선(161)을 끌어들여 전기선(161)을 감는다. 한편 상하이동수단(140)이 하강하면 발전기(153)와 스토퍼(125) 사이의 거리가 늘어난다. 이 경우 전기선(161)에는 일정한 장력 이상의 힘이 걸리므로 감김로울러부(163)에 감겼던 전기선(161)이 풀린다. 즉 감김로울러부(163)는 상하이동수단(140)이 상승 또는 하강할 때 전기선(161)을 감거나 풀어주는 역할을 한다.

본 실시예의 경우 전기전달수단(160)은 도 7과 같은 전기선(161)과 감김로울러부(163)를 구비하였지만, 도 11과 같은 전기선(161)을 구비할 수 있다. 도 11의 전기선(161)은 코일처럼 감겨서 그 길이가 신축적으로 늘어난다. 따라서 상하이동수단(140)이 상하로 상승 또는 하강하더라도 전기선(161)이 늘어났다가 줄어들 수 있다.

완충수단(185)은 상하이동수단(140)과 안내바(121)의 충돌을 완화시켜주는 역할을 한다. 이를 위하여 완충수단(185)은 안내바(121)에 접촉하도록 상하이동수단(140)에 설치된다. 이때 완충수단(185)은 안내바(121)와의 마찰을 줄이기 위해서 베어링 등으로 형성될 수 있으며, 스프링과 같은 탄성부재로 지지되어 안내바(121)의 충격을 흡수할 수 있다. 파도가 치면 상하이동수단(140)은 상하로 이동할 뿐만 아니라 전후좌우로도 움직이게 된다. 상하이동수단(140)과 안내바(121) 사이에는 틈이 있을 경우 상하이동수단(140)은 안내바(121)에 대하여 전후좌우로 움직이게 된다. 그러면 랙기어(151)와 회전기어(155)의 결합이 분리될 수 있다. 완충수단(185)은 상하이동수단(140)과 안내바(121) 사이의 틈을 없애주어 랙기어(151)와 회전기어(155)의 결합이 분리되는 현상을 방지시켜줄 수도 있다.

본 실시예의 설치는 도 2에 도시된 바와 같이 조립블럭(116)을 몇 개 조립하여 고정수단(110)을 바다에 띄워서 이동시킨다. 이때 조립블럭(116)의 측면에 부유체를 결합시켜 물에 띄울 수 있으며, 또한 조립블럭(116)을 몇 개만 조립한 후 나머지는 설치 위치로 이동하여 조립할 수도 있다. 이 경우 설치해야할 위치까지 이동시킨 후 나머지의 복수 개의 조립블럭(116)을 결합시킨다. 그리고 도 3과 같이 고정수단(110)에 가이드수단(120)이 조립된 제1부유수단(115)을 결합시켜서 고정수단(110)을 가라앉힌다. 제1부유수단(115)의 경우에도 물에 뜨기 때문에 이동이 용이하다. 고정수단(110)을 가라앉힐 때 조립블럭(116)에 부유체가 결합된 경우 부유체를 분리시켜서 가라앉히고, 조립블럭(116)이 부유체로 된 경우 조립블럭(116)의 내부에 유체를 채워서 가라앉힌다. 고정수단(110)이 가라앉으면 고정수단(110)에 큰 상승력이 작용하지 않도록 제1부유수단(115)에도 적당량의 유체를 투입한다. 그러면 제1부유수단(115)과, 가이드수단(120)이 물 속으로 들어가면서 가이드수단(120)이 제2부유수단(130)에 의하여 세워진다. 이때 고정수단(110)을 확실하게 고정시키기 위하여 고정볼트(113)를 사용할 수 있다. 본 실시예의 경우 심해의 깊은 곳에 고정수단(110)을 설치하고, 스트링(118)을 사용하여 제1부유수단(115)을 연결하므로 심해의 깊은 곳에도 설치가 용이하다.

가이드수단(120)이 세워지면 안내바(121)의 하부에 케이블(188)을 연결한다. 케이블(188)은 전기를 공급받을 수 있도록 안내바(121)의 내부에 설치된 전도성부재(123)와 연결된다. 그리도 도 5와 같이 상하이동수단(140)의 제1부유부(141)와 제2부유부(143)를 벌려서 안내바(121)에 설치한다.

상하이동수단(140)이 설치되면 파도에 의하여 상하이동수단(140)은 상하로 운동을 한다. 그러면 회전기어(155)가 회전하여 발전기(153)를 구동시킨다. 발전기(153)가 구동되면 발전기(153)에서 생산된 전기는 전기전달수단(160)의 전기선(161)에 의하여 전도성부재(123)로 전달되어 케이블(188)로 전송된다. 종래의 경우 케이블(188)은 상하이동수단(140)에 설치되었다. 이 경우 상하이동수단(140)이 상하로 이동할 때마다 케이블(188)도 상하로 이동하여야 한다. 그런데 케이블(188)의 두께가 두꺼워서 유연하지 아니하므로 케이블(188)의 이동이 원활하지 못하였다. 결국 케이블(188)에 의하여 파도가 치더라도 상하이동수단(140)의 상하운동이 활발하지 않다는 문제점이 있었다. 또한, 케이블(188)에 하중이 반복적으로 작용하여 케이블(188)이 파손되는 문제점이 있었다. 본 실시예의 경우 케이블(188)이 안내바(121)의 하부에 연결되므로 상기의 문제점을 해결할 수 있다.

한편 본 실시예의 발전능력은 파도에 의하여 상하이동수단(140)이 상하로 이동하는 거리에 의존한다. 즉 상하이동수단(140)이 상하로 많이 이동하면 발전능력은 높아진다. 그래서 파도가 칠 때 상하이동수단(140)이 상하로 이동하는 거리를 높이기 위해서 상하이동수단(140)은 도 9에 도시된 바와 같이 그 외주면에 가이드판(140a)을 설치할 수 있다. 가이드판(140a)이 설치되면 파도를 수직방향으로 안내하여 더 많은 수직력을 받는다. 그래서 동일한 파도가 치더라도 수직방향으로 이동하는 거리가 많아진다.

도 1 내지 도 9의 경우에는 스토퍼(125)가 가이드수단(120)에 스프링으로 지지되어 고정된 경우이다. 그러나 스토퍼(125)는 도 10과 같이 파도의 최대 높이 이상으로 길이방향으로 길게 형성되어 가이드수단(120)에 삽입될 수 있다. 도 10의 (b)와 같이 최대 높이의 파도가 칠 경우 가이드수단(120)이 파도에 의하여 상승하면 스토퍼(125)도 함께 상승하여 가이드수단(120)이 이탈하는 것을 방지시킬 수 있다.

한편 상기에서 설명한 실시예의 경우 회전기어(155)가 회전하여 발전기(153)를 구동시켰다. 그러나 실시예에 따라서 유체압축기(미도시)가 설치되어 회전기어(155)가 회전하여 유체압축기를 동작시키고, 유체압축기가 발전기(153)를 구동시킬 수도 있다.

또한, 상기에서 설명한 실시예의 경우 회전기어(155)가 직접 발전기(153)를 구동시켰지만, 도 12와 같이 동력전달부(190)를 구비하여 동력전달부(190)로 발전기(153)를 구동시킬 수 있다. 즉 회전기어(155)가 회전력을 동력전달부(190)에 전달시키고 동력전달부(190)가 발전기(153)를 구동시킨다. 동력전달부(190)는 복수의 기어나, 벨트로 연결된 복수의 풀리 또는 복수의 체인으로 구성될 수 있다. 그리고 이 경우 발전기(153)의 구동축(153a)에 플라이휠(191)이 설치될 수 있다.

110 : 고정수단 114 : 결합구
113 :고정볼트 115 : 제1부유수단
118 : 스트링
120 : 가이드수단 121 : 안내바
123 : 전도성부재 125 : 스토퍼
130 : 제2부유수단 131 : 공기투입구
132 : 유체투입구 133 : 유체배출구
140 : 상하이동수단 141 : 제1부유부
143 : 제2부유부 144 : 일측
145 : 타측 147 : 마개
150 : 전기발생수단 151 : 랙기어
153 : 발전기 154 : 스프링
155 : 회전기어 157 : 슬라이딩궤도
160 : 전기전달수단 161 : 전기선
163 : 감림롤러부 185 : 완충수단
188 : 케이블

Claims

서로 조립가능한 복수 개의 조립블럭을 구비하며, 상기 조립블럭을 조립하여 무게를 조절할 수 있는 고정수단과,
내부에 물체의 양을 조절하여 넣어 무게를 조절할 수 있는 제1부유수단과,
상기 제1부유수단을 상기 고정수단에 고정시키기 위하여 고정수단과 제1부유수단을 연결시키는 스트링과,
일단이 상기 제1부유수단에 회동할 수 있게 결합된 안내바와, 상기 안내바의 내부에서 길이방향을 따라 형성된 전도성부재를 구비하는 가이드수단과,
물에 뜨고, 파도가 칠 때 수직방향으로 힘을 받도록 상부가 넓고 하부가 좁게 경사지며, 상기 안내바를 따라서 상하로 이동할 수 있게 설치된 상하이동수단과,
상기 상하이동수단의 운동을 이용하여 전기를 발생시키는 전기발생수단과,
상기 전기발생수단에 의하여 발생된 전기를 상기 안내바의 전도성부재로 전달하도록 상기 전도성부재에 연결된 전기전달수단을 포함하며,
복수 개의 상기 조립블럭을 조립시켜 상기 고정수단을 수중의 바닥에 침몰시켜서 상기 제1부유수단이 수중에 삽입되어 상기 가이드수단을 수중에 고정시키는 것을 특징으로 하는 파력발전장치.
제1항에 있어서, 상기 상하이동수단은
제1부유부와,
일단이 상기 제1부유부의 일단과 회동할 수 있게 결합되며, 타단이 상기 제1부유부의 타단과 체결될 수 있는 제2부유부를 구비하며, 상기 제1부유부와 상기 제2부유부가 결합하여 상기 안내바를 따라 슬라이딩을 할 수 있게 상기 안내바를 감싸는 것을 특징으로 하는 파력발전장치.
제2항에 있어서,
일단은 상기 상하이동수단에 결합되고 타단은 일단으로부터 탄성력으로 지지되어 상기 안내바에 접촉하여, 상기 상하이동수단과 상기 안내바의 충돌을 완화시켜주는 완충수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파력발전장치.
제3항에 있어서, 상기 가이드수단은
상기 상하이동수단이 상기 안내바에서 이탈하는 것을 방지하는 스토퍼를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 파력발전장치.
제4항에 있어서,
상기 스토퍼는 상기 안내바의 상부에서 길이방향을 따라 슬라이딩을 할 수 있게 삽입되어, 상기 상하이동수단이 상기 안내바의 높이 이상으로 상승하면 같이 상승하여 상기 상하이동수단이 이탈하는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 파력발전장치.
제5항에 있어서, 상기 상하이동수단은
외주면에 돌기되어 상기 파도를 수직방향으로 안내하도록 수직방향으로 형성된 복수 개의 가이드판을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 파력발전장치.
제6항에 있어서, 상기 전기발생수단은
상기 안내바의 일측에 형성된 랙기어와,
상기 상하이동수단에 설치된 발전기와,
상기 상하이동수단이 상하운동을 할 때 상기 발전기를 구동시키기 위하여 상기 랙기어와 이물림을 하는 회전기어를 구비하는 것을 특징으로 하는 파력발전장치.
제7항에 있어서, 상기 전기발생수단은
상기 회전기어의 회전력으로 상기 발전기를 구동시키기 위하여 상기 발전기의 구동축에 전달하는 동력전달부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 파력발전장치.
제8항에 있어서,
상기 전기발생수단은 상기 발전기의 구동축에 설치된 플라이휠을 더 구비하며,
상기 동력전달부는 상기 회전기어의 회전력을 상기 구동축에 복수의 기어나, 벨트로 연결된 복수의 풀리나, 복수의 체인으로 전달하는 것을 특징으로 하는 파력발전장치.
제9항에 있어서, 상기 전기발생수단은
상기 동력전달부에 의하여 동작하여 상기 발전기를 구동시키는 유체압축기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 파력발전장치.
제10항에 있어서, 상기 전기발생수단은
상기 상하이동수단에 설치된 슬라이딩궤도를 더 구비하며, 상기 발전기는 상기 랙기어와의 거리를 조절할 수 있도록 상기 슬라이딩궤도에 설치된 것을 특징으로 하는 파력발전장치.
제11항에 있어서,
상기 발전기에서 생산된 전기가 상기 랙기어에 전달되는 것을 특징으로 하는 파력발전장치.
제2항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 안내바가 수중에 삽입되면 상기 안내바를 세울 수 있도록 상기 안내바에 결합된 제2부유수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파력발전장치.
제13항에 있어서, 상기 전기전달수단은
상기 발전기에서 상기 안내바의 전도성부재로 전기를 전달시키는 전기선을 구비하는 것을 특징으로 하는 파력발전장치.
제14항에 있어서, 상기 전기전달수단은
상기 전기선을 일정한 장력으로 감거나 풀어주기 위하여 상기 가이드수단의 상단에 설치된 감김로울러부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 파력발전장치.
제14항에 있어서,
상기 전기선은 그 길이가 신축적으로 늘어날 수 있도록 코일처럼 감긴 것을 특징으로 하는 파력발전장치.
제16항에 있어서,
상기 고정수단은 상기 조립블럭들이 서로 힌지결합된 것을 특징으로 하는 파력발전장치.
제17항에 있어서,
상기 조립블럭은 수중의 바닥에 고정될 수 있는 고정볼트가 체결되는 결합구가 형성된 것을 특징으로 하는 파력발전장치.
제18항에 있어서,
상기 조립블럭은 내부에 유체를 채울 수 있는 빈공간이 형성되어 물에 뜨며, 상기 빈공간에 유체를 채워서 무게가 조절될 수 있는 것을 특징으로 하는 파력발전장치.
제19항에 있어서,
상기 안내바는 상기 제1부유수단에 조인트나, 고리 또는 줄로 연결된 것을 특징으로 하는 파력발전장치.