KR101525435B1 - 파력을 이용한 동력발생장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 파력을 이용한 동력발생장치에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 파력으로 로프를 감거나 풀고 이를 이용하여 동력을 발생시키는 파력을 이용한 동력발생장치에 대한 것이다.
본 발명에 따른 파력을 이용한 동력발생장치는 해상지지수단과, 부유수단과, 동력발생수단과, 로프수단을 포함한다. 상기 해상지지수단은 해저바닥에 고정되어 해상으로 돌출된다. 상기 부유수단은 파도가 칠 때 상기 파도의 힘에 의하여 상하로 이동한다. 상기 동력발생수단은 상기 해상지지수단에 설치된 로울러의 회전력으로 동력을 발생시키는 동력발생부를 구비한다. 상기 로프수단은 일단은 상기 부유수단에 고정되고 상기 로울러를 감아서 상기 부유수단이 상하운동을 함에 따라 상기 로울러를 회전시키는 로프를 구비한다.
또한, 상기의 파력을 이용한 동력발생장치에 있어서, 상기 로프수단은 상기 부유수단이 상하운동을 할 때 상기 로프가 상기 로울러를 회전시킬 수 있도록 상기 로프의 타단을 일정한 장력으로 잡아당기는 인장부재를 더 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면 파력을 이용하여 동력을 발생시 로프를 사용하므로 그 구성을 간단하게 할 수 있을 뿐만 아니라 설치를 용이하게 할 수 있다.

Description

파력을 이용한 동력발생장치{Power generating equipment using wave forces}
본 발명은 파력을 이용한 동력발생장치에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 파력으로 로프를 감거나 풀고 이를 이용하여 동력을 발생시키는 파력을 이용한 동력발생장치에 대한 것이다.
파력발생장치는 해파(Sea wave) 또는 해양파(Ocean wave)를 이용하여 전기와 같은 유용한 에너지로 변환하기 위하여 파력을 발생시키는 장치이다. 해파는 효율적으로 개발된다면 세계 에너지 문제의 상당 부분을 해결할 수 있는 거의 무한한 에너지원을 구성하는 것으로 잘 알려져 있다. 따라서 해파를 이용하여 발전을 하는 장치에 대해서 국내외로 많이 출원되어 있다. 국내 등록특허 제10-0926463호는 해수의 유동인 조류와 파도의 운동 에너지를 이용하여 동력을 발생시킬 수 있는 파력발생장치에 대한 것이다. 도 5는 등록특허 제10-0926463호에 개시된 파력발생장치의 개념도이다. 도 5에 개시된 종래의 파력발생장치는 스크류바(1)와, 제1부유체(3)와, 동력변환수단(5)과, 제2부유체(15)와, 압축기(20)를 포함한다.
스크류바(1)는 일단이 해저에 고정된다. 제1부유체(3)는 파도가 쳐서 물결이 일렁일 때 스크류바(1)를 따라 상하운동을 한다.
동력변환수단(5)은 회전운동부와 직선운동부(8)를 구비한다. 회전운동부는 원형캠(7)으로 구성된다. 원형캠(7)은 제1부유체(3)의 상부에 고정된다. 그래서 제1부유체(3)가 상하운동을 하면 원형캠(7)도 상하운동을 한다. 그리고 원형캠(7)은 상하운동시 스크류바(1)를 중심으로 회전운동을 할 수 있게 스크류바(1)와 결합한다. 즉 스크류바(1)는 원형캠(7)을 관통하여 삽입된다. 이때 스크류바(1)는 원형캠(7)이 중심에서 벗어난 일측을 중심으로 회전할 수 있게 상기 일측을 관통하여 삽입된다.
직선운동부(8)는 원형캠(7)이 회전운동시 직선운동을 안내하는 역할을 한다. 이를 위하여 환형링(9)과 동력전달축(11)을 구비한다. 환형링(9)은 타원형으로서 원형캠(7)을 감싼다. 그리고 동력전달축(11)은 환형링(9)에 결합한다. 그래서 원형캠(7)이 회전운동을 하면 동력전달축(11)은 직선운동을 한다.
압축기(20)는 제2부유체(15)의 상부에 설치되며, 동력전달축(11)에 연결된다. 그래서 동력전달축(11)이 직선운동을 하면 공기 또는 물 등의 유체를 압축시킨다.
파도(30)가 치면 물결이 일렁인다. 그러면 제1부유체(3)가 화살표 31의 방향으로 상하운동을 한다. 제1부유체(3)가 상하운동을 하면 원형캠(7)은 스크류바(1)를 중심으로 화살표 33의 방향으로 회전운동을 한다. 스크류바(1)가 회전운동을 하면 동력전달축(11)은 화살표 35의 방향으로 직선운동을 하여 압축기(20)를 구동시킨다. 이때 압축기(20)를 구동시키는 효율은 동력전달축(11)의 직선 왕복운동 거리에 달려있다.
도 5에 개시된 종래의 파력발생장치는 파력을 이용하여 동력을 발생시키기 위해서 제1부유체 및 제2부유체가 필요하고 동력변환수단이 회전운동부와 직선운동부로 나뉘어 그 구성이 복잡하다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것이다. 본 발명은 로프를 사용하여 파력으로 동력을 발생시킴으로써 그 구성이 간단한 동력발생장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 파력을 이용한 동력발생장치는 해상지지수단과, 부유수단과, 동력발생수단과, 로프수단을 포함한다. 상기 해상지지수단은 해저바닥에 고정되어 해상으로 돌출된다. 상기 부유수단은 파도가 칠 때 상기 파도의 힘에 의하여 상하로 이동한다. 상기 동력발생수단은 상기 해상지지수단에 설치된 로울러의 회전력으로 동력을 발생시키는 동력발생부를 구비한다. 상기 로프수단은 일단은 상기 부유수단에 고정되고 상기 로울러를 감아서 상기 부유수단이 상하운동을 함에 따라 상기 로울러를 회전시키는 로프를 구비한다.
또한, 상기의 파력을 이용한 동력발생장치에 있어서, 상기 로프수단은 상기 부유수단이 상하운동을 할 때 상기 로프가 상기 로울러를 회전시킬 수 있도록 상기 로프의 타단을 일정한 장력으로 잡아당기는 인장부재를 더 구비하는 것이 바람직하다.
또한, 상기의 파력을 이용한 동력발생장치에 있어서, 상기 인장부재는 상기 로프의 타단을 일정한 힘으로 잡아당기기 위하여 상기 해상지지수단에 설치된 로프감김부재인 것이 바람직하다.
또한, 상기의 파력을 이용한 동력발생장치에 있어서, 상기 인장부재는 자중으로 상기 로프의 타단을 잡아당길 수 있도록 상기 로프의 타단에 결합된 무게추인 것이 가능하다.
또한, 이 경우 상기의 파력을 이용한 동력발생장치에 있어서, 상기 해상지지수단은 상기 부유수단의 이동을 수직방향으로 안내하는 제1가이드와, 상기 무게추의 이동을 수직방향으로 안내하는 제2가이드를 구비하는 것이 바람직하다.
또한, 이 경우 상기의 파력을 이용한 동력발생장치는 해산물이 달라붙는 것을 방지하기 위하여 상기 제1가이드와 ,상기 제1가이드에 접촉하는 상기 부유수단의 접촉부와, 상기 제2가이드와, 상기 제2가이드에 접촉하는 상기 무게추의 접촉부는 전도체로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 이 경우 상기의 파력을 이용한 동력발생장치에 있어서, 상기 동력발생부는 발전기 또는 유체압축기인 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면 파력을 이용하여 동력을 발생시 로프를 사용하므로 그 구성을 간단하게 할 수 있을 뿐만 아니라 설치를 용이하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 파력을 이용한 동력발생장치의 일 실시예의 개념도,
도 2는 도 1에 도시된 실시예의 동력발생수단의 개념도,
도 3은 도 1에 도시된 실시예의 정면도,
도 4는 본 발명에 따른 파력을 이용한 동력발생장치의 다른 실시예의 개념도,
도 5는 종래의 파력발전장치의 일 실시예이다.
도 1 내지 도 3를 참조하여 본 발명에 따른 파력을 이용한 동력발생장치의 일 실시예를 설명한다.
본 발명에 따른 파력을 이용한 동력발생장치는 해상지지수단(110)과, 부유수단(125)과, 동력발생수단(130)과, 로프수단(140)을 포함한다.
해상지지수단(110)은 해저바닥에 고정되어 해상으로 돌출된다. 그리고 해상지지수단(110)은 그 양측면에 수직방향으로 형성된 제1가이드(111) 및 제2가이드(113)를 구비한다.
부유수단(125)은 파도가 칠 때 파도의 힘에 의하여 상하로 이동할 수 있도록 부유체로 형성되며, 이때 부유수단(125)은 해상지지수단(110)을 따라 상하로 이동할 수 있게 제1가이드(111)에 결합된다. 즉 부유수단(125)은 제1가이드(111)를 따라 슬라이딩을 할 수 있게 결합된다. 그리고 해상지지수단(110)과 부유수단(125)은 해상에 설치되므로 제1가이드(111) 및 제1가이드(111)와 접촉하는 부유수단(125)의 접촉면에 해조류와 같은 해산물이 달라붙을 수 있다. 이 경우 부유수단(125)이 제1가이드(111)를 따라 슬라이딩하기가 어렵다. 그래서 제1가이드(111) 및 부유수단(125)의 접촉면에 해산물이 달라붙는 것을 방지하기 위해서 제1가이드(111)와 부유수단(125)의 접촉면은 전류가 통할 수 있는 것이 바람직하다. 이 경우 동력발생수단(130)으로부터 전류를 공급받아서 제1가이드(111)와 부유수단(125)의 접촉면에 미세 전류가 흐르도록 할 경우 해산물이 부착되는 것을 방지할 수 있다.
동력발생수단(130)은 로울러(131)와 동력발생부를 구비한다. 로울러(131)는 해상지지수단(110)에 설치된다. 동력발생부는 로울러(131)의 회전력으로 동력을 발생시키는 역할을 한다. 본 실시예의 경우 동력발생부는 로울러(131)의 회전력으로 전기를 생산할 수 있는 발전기(133)가 구성된다. 즉 발전기(133)는 로울러(131)가 회전하면 그 회전력으로 전기를 생산한다. 본 실시예에서 발전기(133)가 사용되었지만 실시예에 따라서 유체압축기 등이 사용될 수 있다. 유체압축기를 사용한 경우에도 유체압축기를 사용하여 발전기를 동작시켜 전기를 생산할 수도 있다.
로프수단(140)은 부유수단(125)의 상하이동을 사용하여 로울러(131)를 구동시키는 역할을 한다. 이를 위하여 로프수단(140)은 로프(141)와, 인장부재를 구비한다.
로프(141)는 일단은 부유수단(125)에 고정되고, 부유수단(125)의 상하이동시 로울러(131)를 회전시킬 수 있도록 로울러(131)를 감는다. 이때 로프(141)가 로울러(131)를 감을때 로울러(131)의 양 옆에 베어링(132) 등이 설치되어 로프(141)를 안내할 수 있다.
인장부재는 로프(141)의 타단을 일정한 장력으로 잡아당기는 역할을 한다. 본 실시예의 경우 인장부재는 무게추(143)로 형성된다. 즉 무게추(143)가 로프(141)의 타단에 결합되어 무게추(143)의 무게 만큼 로프(141)의 타단을 잡아당긴다. 무게추(143)는 부유수단(125)의 상하이동시 부유수단(125)과 반대방향으로 상하로 이동한다. 즉 부유수단(125)이 상승하면 무게추(143)는 하강하고 부유수단(125)이 하강하면 무게추(143)는 상승한다. 따라서 무게추(143)도 상하로 이동한다. 이때 무게추(143)가 제2가이드(113)를 따라 슬라이딩을 할 수 있게 제2가이드(113)에 결합한다. 제2가이드(113) 및 제2가이드(113)와 접촉하는 무게추(143)의 접촉면에도 해조류와 같은 해산물이 달라붙을 수 있으므로, 제1가이드(111) 및 부유수단(125)의 접촉면과 동일하게 전류가 통할 수 있는 것이 바람직하다. 그리고 제1가이드(111) 및 부유수단(125)의 접촉면과, 제2가이드(113) 및 무게추(143)의 접촉면은 모두 동력발생수단(130)으로부터 전류를 공급받을 수 있게 형성된다. 또는 태양전지판 등을 별도로 설치하여 제1가이드(111), 제2가이드(113), 부유수단(125)의 접촉면, 무게추(143)의 접촉면에 전류를 공급할 수 있다.
이하에서는 본 실시예의 동작에 대하여 설명한다.
해상지지수단(110)에는 부유수단(125)과, 로프수단(140)이 설치되어 있다. 파도가 치면 부유수단(125)은 파도에 따라서 상하이동을 한다. 먼저 파도에 의하여 부유수단(125)이 화살표 101의 방향으로 하강하면 무게추(143)는 반대로 상승한다. 이 경우 로프(141)가 로울러(131)를 감고 있으므로 로프(141)의 이동에 의하여 로울러(131)가 회전한다. 로울러(131)의 회전력은 발전기(133)를 구동하여 전기를 생산한다. 또한 파도에 의하여 부유수단(125)이 화살표 103의 방향으로 상승하면 무게추(143)는 반대로 하강한다. 무게추(143)가 하강함으로 로프(141)가 무게추(143) 방향으로 이동하여 로울러(131)를 회전시킨다. 그러면 로울러(131)가 회전하여 발전기(133)를 구동시켜 전기를 생산한다.
한편 본 실시예의 경우 부유수단(125) 및 무게추(143)가 제1가이드(111) 및 제2가이드(113)를 따라 이동하므로 로프(141)가 엉퀴거나 꼬이는 것을 방지할 수 있다. 그리고 발전기(133)에서 생산된 전기의 일부가 제1가이드(111), 제2가이드(113), 부유수단(125)의 접촉면 및 무게추(143)의 접촉면에 공급되므로 이들에 해산물이 부착되는 것을 방지할 수 있다.
본 실시예의 경우 해상지지수단(110)이 바다에 설치되면 로프(141)를 이용하여 발전기(133)를 구동시킬 수 있다. 그래서 발명의 구성이 간단하므로 그 설치가 용이하다,
도 4는 본 발명에 따른 파력을 이용한 동력발생장치의 다른 실시예이다. 로프(141)의 타단에 인장을 가하는 인장부재는 도 1에 도시된 실시예의 경우와 같이 무게추(143)가 사용될 수 있지만 도 4에 도시된 실시예는 로프감김부재(145)가 사용될 수도 있다. 로프감김부재(145)는 스프링 등으로 구성될 수 있으며, 로프(141)를 일정한 힘으로 잡아당겨서 로프감김부재(145)보다 큰 힘이 반대방향으로 로프(141)에 작용하면 로프(141)는 로프감김부재(145)에서 풀린다. 이 경우에는 로프감김부재(145)는 이동을 하지 아니하므로 도 1에 도시된 실시예의 제2가이드(113)는 필요하지 않는다.
110 : 해상지지수단 111 : 제1가이드
113 : 제2가이드 125 : 부유수단
130 : 동력발생수단 131 : 로울러
133 : 발전기 140 : 로프수단
141 : 로프 143 : 무게추
145 : 로프감김부재

Claims (7)

  1. 해저바닥에 고정되어 해상으로 돌출되는 해상지지수단과,
    파도가 칠 때 상기 파도의 힘에 의하여 상하로 이동하는 부유수단과,
    상기 해상지지수단에 설치된 로울러와, 상기 로울러의 회전력으로 동력을 발생시키는 동력발생부를 구비한 동력발생수단과,
    일단은 상기 부유수단에 고정되고 상기 로울러를 감아서 상기 부유수단이 상하운동을 함에 따라 상기 로울러를 회전시키는 로프와, 상기 부유수단이 상하운동을 할 때 상기 로프가 상기 로울러를 회전시킬 수 있도록 상기 로프의 타단을 자중으로 잡아당기도록 상기 로프의 타단에 결합된 무게추를 구비한 로프수단을 포함하며,
    상기 해상지지수단은 상기 부유수단의 이동을 수직방향으로 안내하는 제1가이드와, 상기 무게추의 이동을 수직방향으로 안내하는 제2가이드를 구비하는 것을 특징으로 하는 파력을 이용한 동력발생장치.
  2. 제1항에 있어서,
    해산물이 달라붙는 것을 방지하기 위하여 상기 제1가이드와 ,상기 제1가이드에 접촉하는 상기 부유수단의 접촉부와, 상기 제2가이드와, 상기 제2가이드에 접촉하는 상기 무게추의 접촉부는 전도체로 형성되는 것을 특징으로 하는 파력을 이용한 동력발생장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 동력발생부는 발전기 또는 유체압축기인 것을 특징으로 하는 파력을 이용한 동력발생장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH10159704A (ja) * 1996-12-03 1998-06-16 Taiyo Plant Kk 波のエネルギーで作動する波力ポンプ
KR20040026588A (ko) * 2002-11-13 2004-03-31 채찬복 파도를 이용한 발전장치
KR20090038455A (ko) * 2006-07-11 2009-04-20 오스트렐리언 서스테인너블 에너지 코포레이션 피티와이 엘티디 파동에너지 변환장치

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