KR101525437B1 - 파력을 이용한 동력발생장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 파력을 이용한 동력발생장치에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 부유수단이 파도에 의하여 좌우로 흔들릴 때 이를 이용하여 동력을 발생시킬 수 있는 동력발생장치에 대한 것이다.
본 발명에 따른 파력을 이용한 동력발생장치는 부유수단과, 동력발생수단을 포함한다. 상기 부유수단은 제1수용부를 구비한다. 그리고 상기 동력발생수단은 상기 부유수단이 기울어지면 기울어지는 방향으로 이동할 수 있게 상기 제1수용부에 수용된 이동블럭과, 상기 이동블럭의 이동으로 구동되어 동력을 발생시키는 동력발생부를 구비한다.
또한, 상기의 동력발생장치에 있어서, 상기 부유수단은 제2수용부를 더 구비하는 것이 바람직하다. 이 경우 동력발생수단은 상기 제2수용부에 수용되며 상기 부유수단이 좌우로 기울어지면 상기 부유수단이 더 많이 기울어질 수 있도록 기울어지는 방향으로 이동할 수 있게 자유롭게 유동할 수 있는 유동체를 더 포함한다.
또한, 상기의 동력발생장치는 상기 부유수단이 기울어지면 상기 부유수단의 복귀력을 높이기 위하여 상기 부유수단의 하단의 중앙에 결합된 복귀추를 더 포함하는 것이 바람직하다.

Description

파력을 이용한 동력발생장치{Power generating apparatus using waves}
본 발명은 파력을 이용한 동력발생장치에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 부유수단이 파도에 의하여 좌우로 흔들릴 때 이를 이용하여 동력을 발생시킬 수 있는 동력발생장치에 대한 것이다.
파력을 이용하는 동력을 발생시키는 동력발생장치는 수없이 발명되었지만, 상용화가되고 있지 않다. 파력을 이용하는 동력발생장치의 경우 끊임없이 발생하는 파도를 이용한다는 장점이 있지만, 바다에 설치해서 고정시켜야 하므로 그 설치가 용이하지 않고 설치비용이 많이 소요되기 때문이다.
공개특허 제10-2011-0118862호의 경우에도 파력발전장치를 설치하기 위해서는 수중의 바닥에 시멘트블럭으로 된 고정수단을 고정시켜야 된다. 이 경우 고정수단을 원하는 지점까지 이동시켜서 수중에 고정시키므로 그 설치과정이 까다롭고 비용이 많이 소요된다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것이다. 본 발명은 설치가 용이하고, 끊임없이 발생하는 파도를 이용하여 동력을 발생시킬 수 있는 동력발생장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 파력을 이용한 동력발생장치는 부유수단과, 동력발생수단을 포함한다. 상기 부유수단은 제1수용부를 구비한다. 그리고 상기 동력발생수단은 상기 부유수단이 기울어지면 기울어지는 방향으로 이동할 수 있게 상기 제1수용부에 수용된 이동블럭과, 상기 이동블럭의 이동으로 구동되어 동력을 발생시키는 동력발생부를 구비한다.
또한, 상기의 동력발생장치에 있어서, 상기 부유수단은 제2수용부를 더 구비하는 것이 바람직하다. 이 경우 동력발생수단은 상기 제2수용부에 수용되며 상기 부유수단이 좌우로 기울어지면 상기 부유수단이 더 많이 기울어질 수 있도록 기울어지는 방향으로 이동할 수 있게 자유롭게 유동할 수 있는 유동체를 더 포함한다.
또한, 상기의 동력발생장치는 상기 부유수단이 기울어지면 상기 부유수단의 복귀력을 높이기 위하여 상기 부유수단의 하단의 중앙에 결합된 복귀추를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기의 동력발생장치는 상기 부유수단이 좌우로 기울어지면 상기 부유수단이 더 많이 기울어질 수 있도록 상기 부유수단의 무게중심을 좌우로 이동시킬 수 있게 상기 부유수단의 상단에 고정결합된 무게추를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기의 동력발생장치는 바람의 힘으로 상기 부유수단을 기울이기 위하여 바람을 받을 수 있도록 상기 부유수단의 상부에 고정결합된 풍력판을 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기의 동력발생장치에 있어서, 상기 제2수용부가 상기 부유수단의 상부에 형성되고, 상기 제1수용부가 상기 부유수단의 하부에 형성된 것이 바람직하다.
또한, 상기의 동력발생장치에 있어서, 상기 유동체는 액체인 것이 바람직하다.
또한, 상기의 동력발생장치에 있어서, 상기 부유수단은 상단에서 상기 제1수용부로 들어갈 수 있도록 상기 제2수용부를 통과하여 형성된 통로가 형성된 것이 바람직하다.
또한, 상기의 동력발생장치에 있어서, 상기 복귀추는 상기 부유수단의 하단의 중앙에 자유롭게 회전할 수 있도록 결합된 것이 바람직하다.
또한, 상기의 동력발생장치는 수중고정대와, 연결대와, 와이어를 더 포함하는 것이 바람직하다. 상기 수중고정대는 수중의 바닥에 고정될 수 있다. 상기 연결대는 상기 부유수단의 하단의 중앙에 자유롭게 회전할 수 있도록 결합되고, 상기 복귀추 보다 길이가 길게 형성된다. 상기 와이어는 상기 수중고정대와 상기 연결대를 연결시킨다.
또한, 상기의 동력발생장치에 있어서, 상기 수중고정대는 부유체로써 내부에 액체를 채워서 수중의 바닥에 고정시킬 수 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기의 동력발생장치에 있어서, 상기 동력발생부는 구동봉과, 상기 구동봉에 장착된 발전기와, 회전하면 상기 발전기를 구동시킬 수 있도록 상기 구동봉에 장착되는 스크류부를 구비하는 신축운동부재를 복수 개 구비하는 것이 바람직하다. 이 경우 상기 신축운동부재의 일단은 상기 이동블럭에 회전할 수 있게 고정되고 타단은 상기 제1수용부의 내벽에 회전할 수 있게 고정되어, 상기 이동블럭이 이동을 하면 상기 스크류부가 회전하여 상기 발전기를 작동시킨다.
또한, 상기의 동력발생장치에 있어서, 상기 부유수단은 하부의 외주면에 돌기되어 파도를 수직방향으로 안내하도록 수직방향으로 형성된 복수 개의 가이드판을 더 구비하는 것이 바람직하다.
또한, 상기의 동력발생장치에 있어서, 상기 부유수단은 상기 제1수용부의 하부에 액체를 수용할 수 있는 액체수용부와, 상기 액체수용부에 액체를 주입할 수 있는 주입구를 더 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명의 동력발생장치를 바다에 설치하면 파도가 칠 때마다 부유수단이 좌우로 기울어진다. 이 경우 부유수단의 내부의 유동체와, 풍력판 및 무게추에 의하여 부유수단의 좌우 기울어짐은 더 커지며, 부유수단이 좌우로 기울어질 때마다 동력발생수단에 의하여 전기가 생성된다. 즉 파도가 칠 때마다 전기가 생산되므로 에너지를 지속적을 생산할 수 있다.
또한 본 발명의 경우 수중고정대 및 부유수단을 바다에 띄운 후 수중고정대에 액체를 채워서 수중고정대를 수중의 바닥에 고정시킬 수 있다. 그리고 와이어로 부유수단을 수중고정대에 고정시키면 그 설치가 끝나므로 그 설치가 용이하다.
도 1은 본 발명에 따른 파력을 이용한 동력발생장치의 일 실시예의 개념도,
도 2는 도 1에 도시된 실시예의 부유수단의 확대도,
도 3은 도 1에 도시된 실시예의 부유수단이 바로 선 경우의 부분단면도,
도 4는 도 3의 A-A 방향의 단면도,
도 5는 도 1에 도시된 실시예의 부유수단이 기울어진 경우의 부분단면도,
도 6은 도 5의 B-B 방향의 단면도,
도 7 및 도 8은 도 1에 도시된 실시예의 설치 개념도이다.
도 1 내지 도 8을 참조하여 본 발명에 따른 파력을 이용한 동력발생장치의 일 실시예를 설명한다.
본 실시예의 동력발생장치는 부유수단(10)과, 동력발생수단(20)과, 유동체(30)와, 복귀추(34)와, 무게추(38)와, 풍력판(42)과, 수중고정대(46)와, 연결대(50)와, 와이어(55)를 포함한다.
부유수단(10)은 물 위에 뜨며 원추형으로 형성되어 제1수용부(11)와, 제2수용부(12)와, 통로(13)와, 가이드판(14)과, 액체수용부와, 주입구(16)를 구비한다.
제1수용부(11)는 부유수단(10)의 내부에 형성되며, 제1수용부(11)의 내부에는 동력발생수단(20)이 설치된다. 제2수용부(12)는 부유수단(10)의 내부에서 제1수용부(11)의 상부에 설치된다. 제2수용부(12)의 내부에는 유동체(30)가 수용된다. 통로(13)는 부유수단(10)의 상단에서 제1수용부(11)로 들어갈 수 있도록 제2수용부(12)를 통과하여 형성된다. 제1수용부(11)의 내부에 동력발생수단(20)이 설치되므로 동력발생수단(20)을 유지보수하기 위해서는 작업자가 출입을 할 수 있어야 한다. 작업자는 통로(13)를 통하여 제1수용부(11)의 내부에 들어갈 수 있다.
가이드판(14)은 부유수단(10)의 하부의 외주면에 돌기되어 파도를 수직방향으로 안내하도록 수직방향으로 복수 개가 형성된다. 가이드판(14)이 형성됨으로 인하여 파도를 수직방향으로 안내하므로 부유수단(10)은 파도로부터 더 많은 힘을 받을 수 있다. 액체수용부(미도시)는 부유수단(10)의 내부에서 제1수용부(11)의 하부에 액체를 수용할 수 있도록 형성된다. 주입구(16)는 액체수용부에 액체를 주입할 수 있도록 형성된다. 주입구(16)를 통하여 액체수용부에 물을 주입함으로써 부유수단(10)의 무게를 조절할 수 있다. 본 실시예의 경우 부유수단(10)은 원추형으로 형성되었지만 원통형 및 여러 모양으로 형성될 수 있다.
동력발생수단(20)은 부유수단(10)이 기울어지면 기울어지는 방향으로 이동하여 동력을 발생시키는 역할을 한다. 이를 위하여 동력발생수단(20)은 이동블럭(21)과 동력발생부(23)를 구비한다.
이동블럭(21)은 부유수단(10)이 기울어지면 기울어지는 방향으로 이동할 수 있게 제1수용부(11)에 설치된다. 동력발생부(23)는 이동블럭(21)의 이동으로 구동되어 동력을 발생시킨다. 이를 위하여 동력발생부(23)는 복수의 신축운동부재(24)를 구비한다. 신축운동부재(24)는 구동봉(25)과, 발전기(미도시)와, 스크류부(27)를 구비한다. 발전기는 구동봉(25)에 장착된다. 스크류부(27)는 회전하면 발전기를 구동시킬 수 있도록 구동봉(25)에 장착된다. 이를 위하여 스크류부(27)는 발전기에 장착되는 스크류(27a)와, 상기 스크류(27a)를 회전시키는 스크류집(27b)을 구비한다. 즉 스크류집(27b)이 이동하면 스크류(27a)가 회전하여 발전기를 구동시킨다. 이러한 신축운동부재(24)는 일단이 이동블럭(21)에 회동할 수 있게 고정되고 타단이 제1수용부(11)의 내부에 회동할 수 있게 고정된다. 그래서 신축운동부재(24)가 일정한 각도의 간격으로 이동블럭(21)의 원주를 따라 복수 개 설치된다. 따라서 이동블럭(21)이 제1수용부(11)의 내부에서 이동하면 이동블럭(21)의 이동에 따라 스크류집(27b)이 이동하여 스크류(27a)를 회전시킨다. 그러면 스크류(27a)가 발전기를 구동시켜 전기를 발생시킨다.
유동체(30)는 제2수용부(12)의 내부에 수용된다. 본 실시예의 경우 유동체(30)는 액체로 형성되어 제2수용부(12)의 내부에 수용된다. 본 실시예의 경우 발전이 많이 되기 위해서는 이동블럭(21)의 이동이 많아야 한다. 이를 위해서는 부유수단(10)의 기울어짐이 많아야 한다. 유동체(30)는 파도가 칠 때 부유수단(10)의 기울어짐을 증가시키는 역할을 한다. 파도에 의하여 부유수단(10)이 기울어지면 유동체(30)는 기울어지는 방향으로 이동한다. 그래서 부유수단(10)의 기울어짐을 증가시킨다. 한편 제2수용부(12)가 제1수용부(11)의 상부에 있으므로 부유수단(10)의 무게 중심을 높이는 기능을 하여 제2수용부(12)가 제1수용부(11)의 아래에 있는 경우보다 부유수단(10)의 기울어짐을 더 크게 할 수 있다. 본 실시예의 경우 유동체(30)는 물과 같은 액체가 사용되었으나 구슬 등이 사용될 수도 있다.
복귀추(34)는 부유수단(10)이 기울어진 경우 부유수단(10)을 원상으로 복귀시키기 위한 복귀력을 높이는 역할을 한다. 이를 위하여 복귀추(34)는 부유수단(10)의 하단의 중앙에 자유롭게 회전할 수 있도록 결합된다. 따라서 부유수단(10)이 기울어지면 복귀추(34)는 부유수단(10)이 기울어진 방향과 반대 방향으로 모멘트를 발생시켜 부유수단(10)의 복귀력을 높인다.
무게추(38)는 유동체(30)와 같이 부유수단(10)의 기울어짐을 증가시킨다. 이를 위하여 무게추(38)는 부유수단(10)이 기울어질 때 부유수단(10)의 무게중심을 좌우로 더욱 이동시킬 수 있도록 부유수단(10)의 상단에 고정결합된다. 그러면 부유수단(10)이 약간만 기울어지더라도 부유수단(10)의 무게중심을 기울어지는 방향으로 이동시켜서 부유수단(10)의 기울어짐을 증가시킨다.
풍력판(42)은 바람의 힘으로 부유수단(10)을 기울이기 위하여 바람을 받을 수 있도록 부유수단(10)의 상부에 고정결합된다. 이 경우 부유수단(10)은 파도에 의하여 기울어질 뿐만 아니라 바람이 부는 경우에도 기울어질 수 있다.
수중고정대(46)는 수중의 바닥에 고정될 수 있다. 이때 수중고정대(46)의 설치를 용이하게 하기 위하여 수중고정대(46)는 부유체로써 내부에 액체를 채워서 수중의 바닥에 고정시킬 수 있는 것이 바람직하다. 즉 수중고정대(46)는 물 위에 뜨지만 주입구(47)에 물을 주입하면 수중의 바닥에 가라앉아서 고정되는 것이 바람직하다.
연결대(50)는 부유수단(10)의 하단의 중앙에 자유롭게 회전할 수 있도록 결합되고, 복귀추(34) 보다 길이가 길게 형성된다.
와이어(55)는 수중고정대(46)와 연결대(50)를 연결시킨다. 따라서 부유수단(10)은 연결대(50)와 와이어(55)에 의하여 수중고정대(46)에 고정된다. 그리고 연결대(50)는 복귀추(34) 보다 길게 형성됨으로써 와이어(55)가 복귀추(34)에 감겨서 꼬이는 것을 방지시켜 준다.
이하에서는 본 실시예의 설치 및 동작에 대하여 설명한다.
먼저 도 7에 도시된 바와 같이 수중고정대(46)에 부유수단(10)을 실어서 선박(60)으로 목표 지점까지 이동시킨다. 수중고정대(46)도 부유체로 만들어지기 때문에 물 위에 뜰 수 있다. 따라서 목표지점까지 용이하게 이동시킬 수 있다. 그리고 수중고정대(46)의 주입구(47)로 물을 주입하여 수중고정대(46)를 수중의 바닥에 가라앉힌다. 수중고정대(46)에 물이 충분히 차면 도 8과 같이 본 실시예가 설치된다. 파도가 치지 않거나 바람이 불지 않는 경우 부유수단(10)은 도 3 및 도 4와 같이 수평으로 유지되어 이동블럭(21)이 움직이지 않는다. 그러나 파도가 치거나 바람이 불면 도 5 및 도 6과 같이 부유수단(10)은 기울어진다. 그러면 이동블럭(21)이 이동을 하여 스크류(27a)가 회전을 한다. 스크류(27a)가 회전하면 발전기가 작동하여 발전을 하고 발전된 전기는 전선(57)을 통하여 육지로 전달될 수 있다.
한편 부유수단(10)의 제2수용부(12)에는 유동체(30)가 수용되어 있으므로 부유수단(10)이 기울어지면 유동체(30)가 도 5에 도시된 바와 같이 기울어진 방향으로 이동하므로 부유수단(10)의 무게중심이 이동하여 부유수단(10)의 기울어짐을 증가시킬 수 있다.
10 : 부유수단 11 : 제1수용부
12 : 제2수용부 13 : 통로
14 : 가이드판 16 : 주입구
20 : 동력발생수단 21 : 이동블럭
23 : 동력발생부 24 : 신축운동부재
25 : 구동봉 27 : 스크류부
27a : 스크류 27b : 스크류집
30 : 유동체 34 : 복귀추
38 : 무게추 42 : 풍력판
46 : 수중고정대 47 : 주입구
50 : 연결대 55 : 와이어
57 : 전선

Claims (14)

  1. 제1수용부를 구비한 부유수단과,
    상기 부유수단이 기울어지면 기울어지는 방향으로 이동할 수 있게 상기 제1수용부에 수용된 이동블럭과, 상기 이동블럭의 이동으로 구동되어 동력을 발생시키는 동력발생부를 구비한 동력발생수단과,
    상기 부유수단이 좌우로 기울어지면 상기 부유수단이 더 많이 기울어질 수 있도록 상기 부유수단의 무게중심을 좌우로 이동시킬 수 있게 상기 부유수단의 상단에 고정결합된 무게추를 포함하는 것을 특징으로 하는 파력을 이용한 동력발생장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 부유수단은 제2수용부를 더 구비하며,
    상기 제2수용부에 수용되며 상기 부유수단이 좌우로 기울어지면 상기 부유수단이 더 많이 기울어질 수 있도록 기울어지는 방향으로 이동할 수 있게 자유롭게 유동할 수 있는 유동체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파력을 이용한 동력발생장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 부유수단이 기울어지면 상기 부유수단의 복귀력을 높이기 위하여 상기 부유수단의 하단의 중앙에 결합된 복귀추를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파력을 이용한 동력발생장치.
  4. 제3항에 있어서,
    바람의 힘으로 상기 부유수단을 기울이기 위하여 바람을 받을 수 있도록 상기 부유수단의 상부에 고정결합된 풍력판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파력을 이용한 동력발생장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2수용부가 상기 부유수단의 상부에 형성되고, 상기 제1수용부가 상기 부유수단의 하부에 형성된 것을 특징으로 하는 파력을 이용한 동력발생장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 유동체는 액체인 것을 특징으로 하는 파력을 이용한 동력발생장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 부유수단은 상단에서 상기 제1수용부로 들어갈 수 있도록 상기 제2수용부를 통과하여 형성된 통로가 형성된 것을 특징으로 하는 파력을 이용한 동력발생장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복귀추는 상기 부유수단의 하단의 중앙에 자유롭게 회전할 수 있도록 결합된 것을 특징으로 하는 파력을 이용한 동력발생장치.
  9. 제8항에 있어서,
    수중의 바닥에 고정될 수 있는 수중고정대와,
    상기 부유수단의 하단의 중앙에 자유롭게 회전할 수 있도록 결합되고, 상기 복귀추 보다 길이가 길게 형성된 연결대와,
    상기 수중고정대와 상기 연결대를 연결시키는 와이어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파력을 이용한 동력발생장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 수중고정대는 부유체로써 내부에 액체를 채워서 수중의 바닥에 고정시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 파력을 이용한 동력발생장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 동력발생부는 구동봉과, 상기 구동봉에 장착된 발전기와, 회전하면 상기 발전기를 구동시킬 수 있도록 상기 구동봉에 장착되는 스크류부를 구비하는 신축운동부재를 복수 개 구비하며,
    상기 신축운동부재의 일단은 상기 이동블럭에 회전할 수 있게 고정되고 타단은 상기 제1수용부의 내벽에 회전할 수 있게 고정되어, 상기 이동블럭이 이동을 하면 상기 스크류부가 회전하여 상기 발전기를 작동시키는 것을 특징으로 하는 파력을 이용한 동력발생장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 부유수단은 하부의 외주면에 돌기되어 파도를 수직방향으로 안내하도록 수직방향으로 형성된 복수 개의 가이드판을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 파력을 이용한 동력발생장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 부유수단은 상기 제1수용부의 하부에 액체를 수용할 수 있는 액체수용부와, 상기 액체수용부에 액체를 주입할 수 있는 주입구를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 파력을 이용한 동력발생장치.
  14. 삭제
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