KR101542696B1 - Wave power generating apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 파도의 요동에너지를 이용하여 전기를 발생시키는 발전 장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
일반적으로 전기를 발생시키는 발전방법은 수력을 이용한 수력발전, 화석연료를 이용한 화력발전, 원자력을 이용한 원자력발전 등이 있다. 이러한 발전방법들은 대규모의 발전설비와 발전설비를 가동시키기 위한 막대한 양의 에너지원을 필요로 하며 설치장소에 제약이 따른다. Generally, electric power generation methods include hydroelectric power generation using hydroelectric power, thermal power generation using fossil fuel, and nuclear power generation using nuclear power. These development methods require a large amount of energy source to operate large-scale power generation facilities and power generation facilities, and there are restrictions on installation sites.
특히, 화력발전에 이용되는 에너지원으로서 석유나 석탄 등의 화석연료는 자원 고갈 등의 문제를 야기하고, 그 사용이 영구적이지 못하다는 한계를 안고 있다. In particular, fossil fuels such as petroleum and coal as sources of energy used for thermal power generation cause problems such as depletion of resources, and their use is not permanent.
화석연료의 고갈과 환경오염의 문제점이 부각되면서 자연에너지를 직접적으로 이용하여 전기를 발생시킬 수 있으며, 대규모의 발전설치가 필요없는 대체에너지의 개발이 요구된다. As the problems of depletion of fossil fuels and environmental pollution are highlighted, it is possible to generate electricity using natural energy directly, and it is required to develop alternative energy that does not require large-scale power plant installation.
이러한 대체에너지를 이용한 장치로는 태양열, 조력, 파력, 풍력 및 수력 등의 자연에너지를 이용한 친환경적이며 영구적으로 에너지원을 활용할 수 있는 발전장치들이 개발되고 있다. As such devices using alternative energy, power generation devices capable of utilizing environmentally-friendly and permanent energy sources using natural energy such as solar heat, tidal power, wave power, wind power and water power are being developed.
이러한 발전장치 가운데 파도의 힘을 이용하여 발전하는 파력 발전장치는, 파도의 요동에 의한 움직이게 되는 부유체의 운동에너지를 변환하여 전기에너지를 생산한다.
Among these power generation apparatuses, the wave power generation apparatus which generates power by using the wave power converts the kinetic energy of the float moving due to the fluctuation of the wave to produce electric energy.
본 발명의 일 실시예는 파도의 요동에너지를 2개 이상의 회전운동으로 전환시켜 발전효율을 높일 수 있는 파력 발전 장치를 제공하고자 한다. An embodiment of the present invention is to provide a wave power generator capable of increasing power generation efficiency by converting swinging energy of a wave into two or more rotational motions.
또한, 본 발명의 일 실시예는 해저면에 고정되지 않아 해류를 따라 자유롭게 표류함과 동시에 해수면의 특정영역에서의 부유위치를 일정하게 유지한 상태에서 전기를 생산할 수 있는 파력 발전 장치를 제공하고자 한다. Another embodiment of the present invention is to provide a wave power generator capable of producing electricity in a state where it is free to float freely along an ocean current while being not fixed to the sea floor and a floating position in a specific region of the sea surface is kept constant .
본 발명의 일 측면에 따르면, 해상에 부유가능한 부유체; 상기 부유체의 개구부에 배치되는 커플러로부터 수면에 대하여 수직방향으로 일정길이 연장되는 적어도 하나의 중심유지축을 구비하고, 상기 커플러의 제1연결축에 대해 직교하도록 배치되는 제2연결축을 구비하여 상기 부유체의 요동운동을 회전운동으로 전환하는 운동전환부 ; 및 상기 제1연결축에 연결되는 제1발전기와 상기 제2연결축에 연결되는 제2발전기를 갖추어 제1연결축과 제2연결축의 회전력에 의하여 전기를 발생시키는 발전부 ; 를 포함하고, 파도의 요동에너지에 의해서 추진력을 발생시키도록 해수면 아래에 위치되어 상기 운동전환부와 일정길이의 계류부재를 매개로 연결되는 위치제어부를 포함하고,상기 위치제어부는 상기 추진력에 의해서 해상에 부유된 상기 부유체의 위치를 일정범위 내에 제한하여 유지되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 파력 발전장치를 제공한다. According to one aspect of the present invention, a floatable float; And a second connecting shaft having at least one central holding axis extending a predetermined length in a direction perpendicular to the water surface from a coupler disposed in the opening of the float and arranged to be orthogonal to the first connecting shaft of the coupler, A motion switching unit for converting a swing motion of the fluid into a rotational motion; And a second generator connected to the first connection shaft and a second generator connected to the second connection shaft to generate electric power by the rotational force of the first connection shaft and the second connection shaft; And a position control unit positioned below the sea surface to generate a propulsive force by the rocking energy of the wave and connected to the motion conversion unit via a mooring member having a predetermined length, And controls the position of the floating fluid suspended in the waveguide to be limited within a certain range.
이때, 상기 중심유지축은 적어도 하나의 무게추를 하부단에 구비할 수 있다. At this time, the central holding shaft may have at least one weight at the lower end.
이때, 상기 커플러는 상기 제1연결축이 조립되는 제1축공을 형성한 좌우한쌍의 지지부를 구비하며, 상기 제1연결축의 길이중간에는 상기 제2연결축의 단부가 조립되는 제2축공을 형성한 후육부를 구비할 수 있다. At this time, the coupler includes a pair of left and right support portions forming a first shaft hole in which the first connection shaft is assembled, and a second shaft hole in which an end of the second connection shaft is assembled is formed in the middle of the length of the first connection shaft And a thick portion may be provided.
이때, 상기 제1,2발전기의 고정자로부터 연장되는 각 구동축은 상기 제1,2연결축과 일체로 구비되거나 제1,2연결축의 단부와 착탈가능하게 결합될 수 있다. At this time, the drive shafts extending from the stator of the first and second generators may be integrally provided with the first and second connection shafts or may be detachably coupled to the ends of the first and second connection shafts.
여기서, 상기 중심유지축은 길이중간에 상기 제1연결축과 나란하게 배치되도록 일단이 고정되는 제1저항판을 구비하거나 상기 제2연결축과 나란하게 배치되도록 일단이 고정되는 제2저항판을 구비할 수 있다. Here, the center holding axis may include a first resistance plate whose one end is fixed so as to be disposed in parallel with the first connection axis in the middle of the length, or a second resistance plate whose one end is fixed so as to be disposed in parallel with the second connection axis can do.
이때, 상기 제1저항판 또는 제2저항판은 상기 중심유지축의 길이중간에 구비되는 판고정대에 일단이 고정설치될 수 있다. At this time, the first resistance plate or the second resistance plate may be fixed at one end to a plate fixing table provided at the middle of the center holding axis.
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이때, 상기 위치제어부는 상기 계류부재를 매개로 운동전환부와 연결되는 추진프레임 ; 상기 추진프레임의 직진방향에 대하여 수직한 회전축을 중심으로 피봇 회전 가능하게 설치되는 추진날개 ; 상기 추진프레임의 진행방향을 곡선방향으로 전환시킬 수 있도록 상기 추진프레임에 일정각도 경사지게 구비되는 방향키를 포함할 수 있다. In this case, the position control unit is connected to the motion switching unit via the mooring member. A propelling vane pivotally installed about a rotational axis perpendicular to a straight direction of the propelling frame; And a direction key provided at an angle to the propelling frame so as to switch the traveling direction of the propelling frame in a curved direction.
이때, 상기 추진프레임은 상,하 한쌍으로 나란하게 배치되는 상,하부프레임 사이의 간격을 유지하도록 연결하는 연결프레임을 포함할 수 있다. In this case, the propulsion frame may include a connection frame connected to maintain a gap between upper and lower frames arranged side by side in pairs.
이때, 상기 상.하부 프레임 중 어느 하나에는 복수개의 추진날개가 프레임의 길이방향으로 이격 배치될 수 있다. At least one of the upper and lower frames may be spaced apart in the longitudinal direction of the frame.
여기서, 상기 위치제어부는 상기 추진프레임의 진행방향을 직진방향 및 곡선방향으로 변환시키도록 조타부를 포함하고, 상기 조타부는 상기 추진프레임에 구비되는 챔버 ; 상기 챔버의 내부공간에 배치되어 상기 추진프레임에 회동가능하게 조립된 방향키의 회전축을 회전변위시키는 조타용 모터부재를 포함할 수 있다. Here, the position control unit may include a steering unit to convert the traveling direction of the propelling frame into a straight direction and a curved direction, and the steering unit may include a chamber provided in the propelling frame; And a steering motor member disposed in the inner space of the chamber for rotationally displacing a rotation axis of a direction key that is rotatably assembled to the propelling frame.
본 발명의 일실시예에 따른 파력 발전 장치에 의하면, 파도가 출렁거림에 따라 부유체에서 발생하는 롤링 및 피칭에 기인하는 적어도 2개 이상의 요동 운동을 제1회전운동과 제2회전운동으로 변환시킴으로써 회전운동에 의한 전기발생을 복합적으로 수행하여 발전효율을 높일 수 있다. The wave generator according to the embodiment of the present invention converts at least two or more swing motions due to rolling and pitching generated in the float due to oscillation of the wave into a first rotational motion and a second rotational motion It is possible to increase the power generation efficiency by performing the electric generation by the rotational motion in a complex manner.
또한, 파도의 요동에너지에 의해 해수면 아래에서 발생되는 추진력을 이용하여 부유된 부유체 및 발전부를 일정범위 내에서 조류에 떠내려가지 않도록 제한된 범위내에서 위치 제어할 수 있어 먼 바다에서 사용하는데 어려움이 있는 계류부이를 대체할 수 있다. In addition, since the floating fluid and the power generation unit can be controlled within a limited range so as not to be floated in the algae within a certain range by using the propulsion force generated by the rocking energy of the waves below the sea surface, The mooring part can be replaced.
그리고, 저비용으로 설정된 해상 지역에서 기상장비에 의한 정밀하고 지속적인 관측이 가능할 뿐만 아니라 필요에 따라 부유체의 위치를 이동시킬 수 있다. In addition, it is possible to precisely and continuously observe by the meteorological equipment in the low-cost offshore area, and to move the float as required.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 파력 발전 장치를 도시한 전체 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 파력 발전 장치에 채용되는 방향전환부를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 파력 발전 장치에 채용되는 방향전환부를 도시한 단면 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 파력 발전 장치에서 부유체의 롤링 요동시 발전상태를 도시한 작동상태도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 파력 발전 장치에서 부유체의 피칭 요동시 발전상태를 도시한 작동상태도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 파력 발전 장치에 위치제어부를 적용한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 파력 발전 장치에 적용한 위치제어부를 도시한 분해 사시도이다.
도 8a 와 도 8b 는 본 발명의 일실시 예에 따른 파력 발전 장치에 적용되는 위치제어부의 작동상태를 도시한 모식도이다.1 is an overall perspective view showing a wave power generator according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view illustrating a direction switching unit employed in the wave power generator according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional perspective view illustrating a direction switching unit employed in a wave power generator according to an embodiment of the present invention.
4 is an operational state diagram illustrating a power generation state during a rolling motion of a float in a wave generator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an operational state diagram illustrating a power generation state when the auxiliary fluid is pivoted and rocked in the wave power generator according to the embodiment of the present invention.
6 is a perspective view illustrating a position control unit applied to a wave power generator according to an embodiment of the present invention.
7 is an exploded perspective view illustrating a position control unit applied to a wave power generator according to an embodiment of the present invention.
8A and 8B are schematic diagrams showing an operation state of a position controller applied to a wave power generator according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.
본 발명의 일실시예에 따른 파력 발전 장치(1)는 도 1 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 부유체(10), 운동전환부(20) 및 발전부(30)를 포함한다. 1 to 5, a
상기 부유체(10)는 도 1에 도시한 바와 같이, 해상에 떠서 부유 및 이동가능한 소정 크기의 부이로 형성될 수 있으며, 이러한 부유체(10)는 전체적인 파력 발전 장치의 무게를 지지할 수 있는 정도의 부력을 발생시킬 수 있는 정도의 크기를 갖도록 설계될 수 있다. As shown in FIG. 1, the
상기 부유체(10)는 관측장비와 같은 전장시스템이 탑재될 수 있도록 별도의 베이스판(11)과, 부력을 발생시키는 부유구조물(12)로 이루어지는 것으로 도시하고 설명하였으나 이에 한정되는 것은 아니며 베이스판과 부유구조물이 일체로 구비되거나 다양한 형태로 구비될 수 있다. The
그리고, 상기 부유체(10)의 상부에 해당하는 베이스판(11)에는 축전지(13)가 설치될 수 있으며, 이러한 축전지(13)는 상기 발전부(30)에 구비되는 제1,2발전기(31,32)와 각각 전기적으로 연결되어 발전부에서 생성한 전기를 저장하며, 축전된 전기는 상기 전장시스템이나 다른 구동원의 동력원으로 사용될 수 있다. A
이때, 본 실시예에서는 상기 부유체(10)의 상부에 축전지(13)를 설치한 구성을 예시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 상기 축전지(13)의 설치위치는 부유체(10)의 상부뿐 아니라 부유체(10)의 하부 또는 수밀 가능하게 형성된 경우라면 수중에도 위치될 수 있다. In this embodiment, the
상기 운동전환부(20)는 도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 부유체(10)의 대략 몸체 중앙에 일정크기로 관통형성되는 개구부(15)에 배치되는 커플러(25)와, 이로부터 수심방향으로 일정길이 하향 연장되어 자중방향으로 수직상태를 유지하려는 외력을 제공하는 적어도 하나의 중심유지축(26)을 포함한다. As shown in FIGS. 2 and 3, the
상기 중심유지축(26)은 파도의 요동에너지에 의한 부유체(10)의 롤링운동과 피칭운동에 관계없이 자중방향으로 수직상태를 해수면 아래에서 유지할 수 있도록 적어도 하나의 무게추(29)를 하부단에 구비하는 것이 바람직하다. At least one
이러한 무게추(29)는 상기 중심유지축(26)의 하부단에 일체로 연결되거나 부유체의 부상력에 따라 서로 다른 무게를 갖는 다양한 형태의 무게추를 교체장착할 수 있도록 상기 중심유지축(26)의 하부단에 형성된 수나사부와 나사결합되는 암나사부를 선택적으로 구비할 수 있다. The
그리고, 상기 중심유지축(26)의 상부단은 상기 커플러에 관통형성된 조립공에 상단이 나사결합되고, 풀림방지용 너트(26a)를 구비하는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며 상기 커플러와 중심유지축간의 착탈이 가능한 다양한 형태의 결합구조로 구비될 수 있다.The upper end of the
상기 중심유지축(26)의 길이중간에는 상기 제1연결축(21)과 나란하게 배치되도록 일단이 고정되는 제1저항판(23a)을 구비함과 더불어 상기 제1저항판(23a)과 대략 직각을 형성하면서 상기 제2연결축(22)과 나란하게 배치되도록 일단이 고정되는 제2저항판(23b)을 구비한다. And a
상기 제1,2저항판(23a,23b)은 해수면 아래에서 발생하는 조류에 대한 저항력을 발생시켜 중심유지축(26)의 움직임을 최소화할 수 있도록 대략 사각판재로 이루어지는 것이 바람직하다. The first and
여기서, 상기 제1,2저항판(23a,23b)은 상기 중심유지축(26)의 길이중간에 고정설치되는 대략 사각단면상의 판고정대(24)에 대략 90°의 간격을 두고 일단이 고정설치되는 이에 한정되는 것은 아니며 상하 배치되는 적어도 2개 이상의 판고정대에 상하위치를 서로 다르게 하여 구비될 수 있다. The first and
상기 판고정대(24)는 상기 제1,2저항판(23a,23b)의 위치를 가변시킬 수 있도록 중심유지축(26)에 이동가능하게 조립되어 위치조절된 후 별도의 체결부재에 의해서 상기 중심유지축에 위치고정되도록 구비될 수 있다. The plate holding table 24 is movably assembled and adjusted in position on the
이에 따라, 상기 부유체(10)의 개구부(15)에 배치된 커플러(25)로부터 하향 연장된 중심유지축(26)은 하부단에 연결된 무게추(29)에 의해서 항상 자중방향으로 수직상태를 유지함과 동시에 해수면 아래에서 발생하는 조류에 부딪히게 되는 제1,2저항판(23a,23b)에 의해서 조류에 대한 반력을 발생시켜 중심유지축(26)의 움직임을 최소화할 수 있다. The
이로 인하여, 상기 부유체(10)는 파도의 자유로운 요동에너지에 의해서 롤링방향으로 선회동작이 반복적으로 이루어지거나 피칭방향으로 선회동작이 반복적으로 이루어질 수 있다. Therefore, the
상기 커플러(25)는 해수면과 대략 나란하게 배치되고, 파도의 요동에너지에 의해서 발생하는 부유체(10)의 롤링(Riolling)운동시 롤링방향(R)의 회전중심을 이루는 제1연결축(21)과, 상기 제1연결축(21)에 대해 대략 직각으로 교차배치되고, 파도의 요동에너지에 의해서 발생하는 부유체(10)의 반복적인 피칭(Pitching)운동시 피칭방향(P)의 회전중심을 이루는 제2연결축(22)을 포함한다. The
상기 커플러(25)는 제1연결축(21)이 회전곤란하게 조립되는 제1축공(25b,25b)을 형성한 좌우한쌍의 지지부(25a,25a)를 구비하며, 상기 제1연결축(21)은 상기 제2연결축(22)의 단부가 회전곤란하게 조립되는 제2축공(27a)을 형성한 후육부(27)를 길이중간에 구비한다. The
이때, 상기 제1연결축(21)은 상기 제1축공(25b,25b)에 회전이 곤란하도록 키이부재를 매개로 연결되고, 상기 제2연결축(22)은 상기 제2축공(27a)에 회전이 곤란하도록 키이부재를 매개로 연결되는 것으로 도시하였지만 이에 한정되는 것은 용접연결되거나 세트스크류와 같은 체결부재로서 결합될 수 있다. At this time, the
한편, 상기 발전부(30)는 상기 커플러(25)에 구비되는 제1연결축(21)에 연결되는 제1발전기(31)와, 상기 제1연결축(21)과 교차하는 제2연결축(22)에 연결되는 제2발전기(32)를 포함한다. The
상기 제1,2발전기(31,32)는 자석 또는 코일로 이루어져 발전기 본체내부에 구비되는 회전자와, 상기 회전자에 배치되는 회전자를 포함한다. The first and
상기 고정자로부터 연장되는 각 구동축은 상기 제1,2연결축(21,22)과 일체로 구비되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 제1,2발전기의 수리 및 교체작업이 가능하도록 상기 제1,2연결축의 단부와 각각 착탈가능하게 결합될 수 있다. Although the driving shafts extending from the stator are shown as being integrally provided with the first and second connecting
그리고, 상기 제1,2발전기(31,32)의 고정자로부터 연장되는 구동축에는 부유체와 더불어 롤링방향 또는 피칭방향으로 반복선회되는 제1,2발전기의 움직임을 안정적으로 지지할 수 있도록 베어링블럭을 각각 구비할 수 있다. In addition, in order to stably support the movement of the first and second generators repeatedly turned in the rolling direction or the pitching direction, a bearing block is provided in the drive shaft extending from the stator of the first and
이에 따라, 해수면에 부유된 부유체(10)는 파도의 요동에너지에 의해서 상기 제1연결축(21)을 제1회전중심으로 하여 롤링방향(R)으로 반복적으로 요동하거나, 상기 제2연결축(220을 제2회전중심으로 하여 피칭방향(P)으로 반복적으로 요동하게 된다.Accordingly, the
이때, 상기 부유체의 롤링방향 요동과 피칭방향 요동은 해풍 및 조류와 같은 외부조건에 의해서 선택적으로 이루어지거나 복합적으로 이루어질 수 있다. At this time, the float in the rolling direction and the pitching direction can be selectively or integrally formed by external conditions such as sea breeze and algae.
반면에, 상기 제1,2연결축(21,22)의 회전이 곤란하도록 이들과 결합된 커플러(25)는 하부단에 무게중심이 집중되도록 구비되는 무게추(29)에 의해서 항상 자중방향으로 부유체(10)의 요동에 관계없이 수직상태를 유지하려는 중심유지축에 의하여 상기 부유체의 개구부에서 정지상태를 유지하게 된다. On the other hand, the coupler (25) coupled with the first and second connecting shafts (21, 22) makes it difficult to rotate the first and second connecting shafts (21, 22) by the weights (29) And maintains a stationary state at the opening of the float by the central holding axis which is kept vertical regardless of the swinging motion of the float (10).
이러한 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 파력 발전 장치(1)는 도 4에 도시한 바와 같이, 해상에 부유된 부유체(10) 및 이에 설치된 제1발전기(31)는 롤링방향(R)으로 요동하는 반면에, 커플러(25)의 제1연결축(21)과 연결된 제1발전기(31)의 고정자는 커플러(25)와 더불어 수직유지부재인 무게추, 제1,2저항판에 의해서 및 중심유지축의 수직한 정지상태를 유지하려고 하기 때문에, 제1발전기(31) 내부의 회전자 및 고정자간의 상대적으로 회전에 의해서 발전이 이루어지게 된다. 4, the
또한, 도 5에 도시한 바와 같이, 해상에 부유된 부유체 및 이에 설치된 제2발전기(32)는 피칭방향(P)으로 요동하는 반면에, 커플러(25)의 제2연결축(22)과 연결된 제2발전기의 고정자는 커플러(25)와 더불어 무게추 및 중심유지축에 의해서 정지상태를 유지하려고 하기 때문에, 제2발전기(32) 내부의 회전자 및 고정자간의 상대적으로 회전에 의해서 발전이 이루어지게 된다. 5, the float suspended in the sea and the
이에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 파력 발전 장치(1)는 부유체(10)가 해수면 상에 놓인 상태에서 파도가 발생하여 롤링방향 및 피칭방향으로 요동하게 되면, 방향전환부의 커플러에 구비된 제1,2연결축과 연결된 고정자와 부유체와 더불어 요동하는 발전기의 회전자간의 상대운동에 의해 발전이 이루어지므로 간단한 구조로 지속적으로 발전이 이루어질 수 있다. Accordingly, when a wave is generated in a state where the
한편, 상기 파력 발전 장치(1)는 도 6과 도 7에 도시한 바와 같이, 직진방향의 추진력에 의해서 해상에 부유된 부유체(10)의 위치를 일정범위 내에 제한하여 유지되도록 제어하는 위치제어부(40)를 포함한다. As shown in FIGS. 6 and 7, the
이러한 위치제어부(40)는 상기 파도의 요동에너지에 의해서 추진력을 발생시키도록 해수면 아래에 위치되어 상기 운동전환부(20)와 일정길이의 계류부재(41)를 매개로 연결될 수 있다. The
여기서, 상기 계류부재는 상기 중심유지축의 하부단에 구비되는 무게추(29)에 연결되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며 상기 중심유지축이나 다른 부재에 연결될 수 있다. , Here, the mooring member is connected to the
이러한 위치제어부(40)는 상기 운동전환부(20)에 일단이 연결된 계류부재(41)의 타단과 연결되는 추진프레임(42)과, 상기 추진프레임(42)에 고정설치된 고정대(43)에 힌지부재(44)를 매개로 일단이 회동가능하게 조립되어 파도의 요동에너지에 의해서 추진력을 발생시키는 복수개의 추진날개(45) 및 상기 추진날개(45)의 회동에 기인하는 추진력에 의해서 일방향으로 전진되는 추진프레임(42)의 진행방향을 곡선방향으로 전환시킬 수 있도록 상기 추진프레임(42)에 일정각도 경사지게 배치되어 구비되는 방향키(46)를 포함한다. The
여기서, 상기 계류부재(41)는 상기 운동전환부(20)와 추진프레임(42)사이를 연결하는 거리변화에 탄력적으로 대응할 수 있도록 신축변형이 가능한 소재로 일정길이의 탄성밴드 또는 탄성와이어로 이루어지거나 신축이 곤란한 선재로 이루어질 수 있다. The
상기 추진프레임(42)은 상기 힌지부재(44)를 매개로 상,하방으로 회동되는 추진날개(45)의 회동범위를 제한하도록 상,하 한쌍으로 나란하게 배치되는 상,하부프레임(42a,42b)과, 이들 사이의 간격을 일정하게 유지하도록 연결하는 연결프레임(42c)을 포함한다.The propelling
상기 하부프레임(42b)에는 상기 추진날개(45)의 설치갯수에 맞추어 복수개의 고정대(43)가 일정간격을 두고 고정설치되며, 상기 상,하부 프레임(42a,42b)의 내부면에는 상하회동되는 추진날개(45)의 자유단과의 접촉시 충격을 흡수할 수 있도록 러버와 같은 충격흡수부재를 구비할 수 있다. A plurality of fixing tables 43 are fixedly installed at predetermined intervals in the
이때, 상기 고정대(43)와 힌지부재(44)는 상기 추진날개(45)와 추진프레(42)임간의 결합력을 높일 수 있도록 상기 추진프레임의 폭크기보다 상대적으로 큰 크기로 구비되는 것이 바람직하다. It is preferable that the fixing table 43 and the
이러한 추진날개(45)는 상기 추진프레임(42)의 길이방향에 대하여 직교하도록 배치되어 좌우양측으로 일정길이 연장되는 대략 직사각형 판재로 이루어질 수 있다. The propelling
상기 추진날개(45)에 구비되는 힌지부재(44)는 일단이 상기 고정대에 고정되는 판재와 상기 추진날개에 고정되는 판재사이를 회동가능하게 연결하는 핀부재로 이루어지는 경첩부재로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않고, 파도의 요동에너지에 의해서 상기 추진날개의 자유단을 회동시킬 수 있는 다양한 형태의 연결 힌지핀구조를 선택하여 채용할 수 있다. The
상기 방향키(46)는 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 추진날개(45)에서 발생하는 추진력에 의해서 일방향으로 전진하는 추진프레임(42)의 직진방향을 곡선방향으로 변환시켜 해수면에 부유된 부유체(10)가 일정범위 내에서 위치되어 머물러 있도록 상기 추진프레임(42)과 나란하게 배치되지 않고 직선방향(D)에 대하여 일정각도(β) 경사지게 배치되는 것이 바람직하다. As shown in FIG. 6, the direction key 46 converts the straight direction of the propelling
한편, 상기 방향키(46)는 육지에 위치하는 원격조정실로부터 전달되는 외부신호에 의해서 각도변위에 의하여 추진프레임의 진행방향을 직진방향과 더불어 곡선방향으로의 전환이 자유롭게 조타할 수 있도록 조타부(50)와 연결되어 구비할 수 있다. Meanwhile, the direction key 46 is operated by an external signal transmitted from a remote control room located on the land, so that the steering direction of the propulsion frame can be steered by the angular displacement, As shown in FIG.
이러한 조타부(50)는 상기 추진프레임(42)에 고정설치되고, 해수의 내부침입이 곤란하도록 기밀구조를 갖는 챔버(51)와, 상기 챔버의 내부공간에 배치되고 상기 방향키(46)의 회전축(46a)과 구동축이 직접 또는 간접적으로 연결된 조타용 모터부재(52)를 포함한다. The
여기서, 상기 조타용 모터부재(52)는 회전각도를 정밀하게 제어할 수 있는 스텝핑모터 또는 서보모터로 구비될 수 있으며, 상기 챔버(51)에 구비되는 배터리로부터 외부전원을 공급받아 작동되거나 상기 발전부에서 발전되는 전기를 공급받아 작동될 수 있다.Here, the
이에 따라, 외부신호에 의해서 조타용 모터부재(52)의 구동축을 회전시킴으로써 이에 연결된 방향키(46)의 회전축이 회전변위되어 상기 방향키(46)가 직선형 추진프레임(42)과 나란하게 배치되면, 상기 추진날개(45)에서 발생하는 추진력에 의해서 추진프레임(42)은 해수면 아래에서 직선방향(D)으로 이동하게 되어 상기 부유체(10)를 위치이동시킬 수 있는 것이다. Accordingly, when the direction of rotation of the direction key 46 connected to the driving shaft of the
반면에, 상기 방향키(46)가 직선형 구조를 갖는 추진프레임(42)에 대하여 일정각도 경사진 상태로 전환되면, 상기 추진날개(45)에서 발생하는 추진력에 의해서 추진프레임(42)은 해수면 아래에서 곡선방향(D1)으로 추진프레임(42)을 선회이동시킬 수 있는 것이다. On the other hand, when the directional key 46 is changed to a state inclined at a predetermined angle with respect to the propelling
이에 따라, 상기 방향키(46)의 각도상태에 따라 관측시스템을 탑재하고 계류부재를 매개로 연결된 부유체(10)를 사전에 설정된 위치까지 직진방향으로 이동시키거나 제한된 범위내에서 정밀한 관측이 가능하도록 부유체(10)를 순환시킬 수 있는 것이다. Accordingly, it is possible to mount the observation system in accordance with the angle state of the direction key 46 and to move the
여기서, 상기 추진프레임에 일단이 힌지부재를 매개로 회동가능하게 조립되는 추진날개(45)는 파도의 요동에너지에 의해서 상,하부프레임사이에서 상하방향으로 반복 선회되면서 직진방향의 추진력을 발생시키고, 직진방향의 추진력은 상기 방향키에 의해서 곡선방향으로 전환되는 것이다. Here, the propelling
즉, 도 8a 와 도 8b에 도시한 바와 같이, 상측 방향 또는 하측 방향으로 압력을 가하는 해수에 의해 추진날개(45)에 힘(FW1, FW1)을 받으면, 해수와 접하는 추진날개(45)의 상면 또는 하면에 형성되는 압력 중심점(C4)을 기준으로 하여 접촉면인 상면 또는 하면에 수직방향으로 작용하는 수직항력(NF)이 발생하게 된다. 8A and 8B, when the force FW1, FW1 is received by the pushing
이러한 수직항력(NF)은 추진날개의 상측 또는 하측방향으로의 장력(F1,F3)과, 상기 추진프레임의 길이방향으로 향하는 방향으로 추력(F2,F4)으로 분기된다. The vertical force NF is diverted into the thrusts F2 and F4 in the direction toward the longitudinal direction of the propelling frame and the tension F1 and F3 in the upward or downward direction of the propeller.
상기 추진날개의 상하방향으로 선회작동에 관계없이 항상 동일한 방향으로 발생하는 추력(F2,F4)에 의해서 상기 추진프레임(42)을 일방향으로 전진시키는 추진력을 얻을 수 있는 것이다.The thrust force F2, F4 generated in the same direction at all times irrespective of the swinging operation in the up-and-down direction of the propeller vane can be used to obtain propulsive force for advancing the propelling
이에 따라, 상기 추진프레임(42)은 파도의 요동에너지에 의해서 상하방향으로 반복적으로 회동하는 추진날개(45)와, 이에 작용되는 수직항력에 기인하는 추력(F2,F4)에 의해서 추진프레임의 길이방향과 나란한 방향인 직진방향(D)으로 해수면 아래에서 이동할 수 있으며, 이러한 이동은 계류부재를 매개로 연결된 부유체의 위치이동을 가능하게 한다. Accordingly, the propelling
또한, 상기 추진프레임의 일단부에 경사지게 구비되는 방향키(46)에 의해서 직선방향을 곡선방향으로 전환시켜 상기 부유체(10)를 해수면의 일정범위내에서 순환하면서 위치되도록 앵커와 같은 별도의 고정장치의 필요없이 계류할 수 있는 한편, 제한된 위치에서 기상관측을 정밀하게 수행할 수 있는 것이다. In addition, a directional key 46 inclined at one end of the propelling frame converts the linear direction into a curved direction so that the
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
1 : 파력 발전 장치 10 : 부유체
11 : 베이스판 12 : 부유구조물
13 : 축전지 15 : 개구부
20 : 운동전환부 21 : 제1연결축
22 : 제2연결축 23 : 제1저항판
23a : 제1지지축 24 : 제2저항판
25 : 커플러 26 : 중심유지축
27 : 후육부 29 : 무게추
30 : 발전부 31 : 제1발전기
32 : 제2발전기 40 : 위치제어부
41 : 계류부재 42 : 추진프레임
43 : 고정대 44 : 힌지부재
45 : 추진날개 46 : 방향키
50 : 조타부 51 : 챔버
52 : 조타용 모터부재1: wave power generator 10: float
11: base plate 12: floating structure
13: storage battery 15: opening
20: motion switching section 21: first connection axis
22: second connection shaft 23: first resistance plate
23a: first support shaft 24: second resistance plate
25: coupler 26: centering shaft
27: thicket 29: weight weight
30: power generator 31: first generator
32: second generator 40: position controller
41: mooring member 42: propelling frame
43: fixed base 44: hinge member
45: Propelling blade 46: Directional key
50: steering part 51: chamber
52: Steering motor member
Claims (11)
상기 부유체의 개구부에 배치되는 커플러로부터 수면에 대하여 수직방향으로 일정길이 연장되는 적어도 하나의 중심유지축을 구비하고, 상기 커플러의 제1연결축에 대해 직교하도록 배치되는 제2연결축을 구비하여 상기 부유체의 요동운동을 회전운동으로 전환하는 운동전환부 ; 및
상기 제1연결축에 연결되는 제1발전기와 상기 제2연결축에 연결되는 제2발전기를 갖추어 제1연결축과 제2연결축의 회전력에 의하여 전기를 발생시키는 발전부 ; 를 포함하고,
파도의 요동에너지에 의해서 추진력을 발생시키도록 해수면 아래에 위치되어 상기 운동전환부와 일정길이의 계류부재를 매개로 연결되는 위치제어부를 포함하고,
상기 위치제어부는 상기 추진력에 의해서 해상에 부유된 상기 부유체의 위치를 일정범위 내에 제한하여 유지되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 파력 발전장치. Floating fluids on the sea;
And a second connecting shaft having at least one central holding axis extending a predetermined length in a direction perpendicular to the water surface from a coupler disposed in the opening of the float and arranged to be orthogonal to the first connecting shaft of the coupler, A motion switching unit for converting a swing motion of the fluid into a rotational motion; And
A power generator having a first generator connected to the first connecting shaft and a second generator connected to the second connecting shaft to generate electricity by the rotational force of the first connecting shaft and the second connecting shaft; Lt; / RTI >
And a position control unit positioned below the sea surface to generate a propulsive force by the oscillating energy of the wave and connected to the motion converting unit through a mooring member having a predetermined length,
Wherein the position control unit controls the position of the float suspended on the water by the thrust force to be limited within a predetermined range.
상기 중심유지축은 적어도 하나의 무게추를 하부단에 구비하는 것을 특징으로 하는 파력 발전장치. The method according to claim 1,
Wherein the central holding shaft comprises at least one weight at the lower end.
상기 커플러는 상기 제1연결축이 조립되는 제1축공을 형성한 좌우한쌍의 지지부를 구비하며, 상기 제1연결축의 길이중간에는 상기 제2연결축의 단부가 조립되는 제2축공을 형성한 후육부를 구비하는 것을 특징으로 하는 파력 발전장치. The method according to claim 1,
Wherein the coupler includes a pair of right and left support portions forming a first shaft hole in which the first connection shaft is assembled and a second shaft hole in which an end of the second connection shaft is assembled, And a wave generator for generating the wave power.
상기 제1,2발전기의 고정자로부터 연장되는 각 구동축은 상기 제1,2연결축과 일체로 구비되거나 제1,2연결축의 단부와 착탈가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 파력 발전장치. 4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the drive shafts extending from the stator of the first and second generators are integrally provided with the first and second connection shafts or are detachably coupled to the ends of the first and second connection shafts.
상기 중심유지축의 길이중간에는 상기 제1연결축과 나란하게 배치되도록 일단이 고정되는 제1저항판을 구비하거나 상기 제2연결축과 나란하게 배치되도록 일단이 고정되는 제2저항판을 구비하는 것을 특징으로 하는 파력 발전장치. 4. The method according to any one of claims 1 to 3,
And a second resistance plate having one end fixed to one end thereof so as to be disposed in parallel with the first connection axis, and a second resistance plate having one end fixed to be disposed in parallel with the second connection axis, Wave power generation device characterized by.
상기 제1저항판 또는 제2저항판은 상기 중심유지축의 길이중간에 구비되는 판고정대에 일단이 고정설치되는 것을 특징으로 하는 파력 발전장치. 6. The method of claim 5,
Wherein the first resistive plate or the second resistive plate is fixed to one end of the plate holding table provided at the middle of the length of the center holding axis.
상기 위치제어부는
상기 계류부재를 매개로 운동전환부와 연결되는 추진프레임 ;
상기 추진프레임의 직진방향에 대하여 수직한 회전축을 중심으로 피봇 회전 가능하게 설치되는 추진날개 ;
상기 추진프레임의 진행방향을 곡선방향으로 전환시킬 수 있도록 상기 추진프레임에 일정각도 경사지게 구비되는 방향키를 포함하는 것을 특징으로 하는 파력 발전 장치. The method according to claim 1,
The position control unit
A propelling frame connected to the motion switching unit via the mooring member;
A propelling vane pivotally installed about a rotational axis perpendicular to a straight direction of the propelling frame;
And a direction key provided at an angle to the propelling frame at a predetermined angle so as to switch the traveling direction of the propelling frame in a curved direction.
상기 추진프레임은
상,하 한쌍으로 나란하게 배치되는 상,하부프레임 사이의 간격을 유지하도록 연결하는 연결프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 파력 발전 장치.9. The method of claim 8,
The propelling frame
And a connection frame connecting the upper and lower frames so as to maintain a gap between the upper and lower frames arranged side by side.
상기 상.하부 프레임 중 어느 하나에는 복수개의 추진날개가 프레임의 길이방향으로 이격 배치되는 것을 특징으로 하는 파력 발전 장치.10. The method of claim 9,
Wherein a plurality of the propulsion blades are spaced apart from each other in the longitudinal direction of the frame.
상기 위치제어부는
상기 추진프레임의 진행방향을 직진방향 및 곡선방향으로 변환시키도록 조타부를 포함하고,
상기 조타부는
상기 추진프레임에 구비되는 챔버 ;
상기 챔버의 내부공간에 배치되어 상기 추진프레임에 회동가능하게 조립된 방향키의 회전축을 회전변위시키는 조타용 모터부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 파력 발전 장치. 11. The method according to any one of claims 8 to 10,
The position control unit
And a steering unit for converting the advancing direction of the propelling frame into a rectilinear direction and a curved direction,
The steering unit
A chamber provided in the propelling frame;
And a steering motor member disposed in an inner space of the chamber for rotationally displacing a rotation axis of a direction key rotatably assembled to the propelling frame.
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