KR101544561B1 - 해양 자력 발전 시스템 및 이를 이용한 경계등 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 해양 자력 발전 시스템 및 이를 이용한 경계등에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 너울에 의하여 상하 운동하도록 부력체를 구비한 중공형 외부기둥의 내부에 고정수단에 의하여 상대적 위치를 유지하는 내부기둥이 구비되고, 상하 운동을 양 방향 회전 운동으로 전환하는 동력 변환수단이 상기 중공형 외부기둥에 결합되며, 상기 회전 운동을 변속기와 발전기에 전달하여 전력을 생산하는 해양 자력 발전 시스템에 있어서, 상기 동력 변환수단은 고정축에 회전 가능하도록 회전봉이 구비되되, 상기 회전봉에 제1,2 편방향 기어가 각각 결합되고, 상기 고정축을 에워싸도록 한 쌍의 제1,2 피니언 기어가 구비되되, 상기 제1,2 피니언 기어는 상기 내부기둥의 길이방향을 따라 형성된 한 쌍의 래크 기어와 맞물려 회전하고, 상기 제1,2 피니언 기어에는 상기 제1,2 편방향 기어와 맞물리도록 제1,2 평기어가 일체로 형성되어 각각 방향을 달리하는 일방향으로만 동력을 전달하는 것을 특징으로 한다.

Description

해양 자력 발전 시스템 및 이를 이용한 경계등{Self-Power Generating System and a Lighting using it}
본 발명은 해양 자력 발전 시스템 및 이를 이용한 경계등에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 너울의 상하 운동을 양 방향 회전 운동으로 전환하는 동력 변환수단이 동력을 발전기에 전달하여 전력을 생산하되, 상기 동력 변환수단은 한 쌍의 피니언 기어가 구비되고, 길이방향을 따라 형성된 한 쌍의 래크 기어와 맞물려 회전하되, 동력을 전달하는 한 쌍의 편방향 기어와 맞물리도록 평기어가 일체로 형성되어 각각 방향을 달리하는 일방향으로만 동력을 전달하는 해양 자력 발전 시스템 및 이를 이용한 경계등에 관한 것이다.
과거에는 전력을 생산하기 위하여 화석연료의 화학에너지를 이용하는 화력발전, 댐을 형성하여 물의 위치에너지를 이용하는 수력발전, 우라늄의 핵분열을 이용하는 원자력발전 등이 광범위하게 사용되어왔다.
하지만, 근래에는 자원의 고갈과 안전성을 문제 그리고 친환경적 가치를 중시하는 시대적 추세에 따라 상기한 3대 발전에 대한 에너지 의존도가 점차 감소하는 추세이며, 무한 에너지원인 태양열, 조력, 파력, 풍력, 지열 등을 이용한 발전 시스템에 관심이 증대되고 있다.
또한, 지구 표면의 70% 이상은 바다로 둘러싸여 있으며, 특히 한국은 삼면이 바다로 둘러싸여 있어 바다가 지니는 무한 에너지를 적극 이용하기 좋은 환경에 있어 국내에도 파력을 이용한 발전 장치에 관심이 증대되고 있다.
한편, 해양 경계등은 주로 선박의 안전한 항해를 돕기 위하여 항해 표지용으로서 청정해역 및 양식해역 등에 설치되거나, 해저의 암초, 해저 구조물, 침몰 선박의 위치표시 및 선박 계류용으로서 해수면에 부유되는 물체를 이용하여 구비하고, 닻 등을 이용하여 장착한다.
이러한 해양 경계등은 발광체, 위치를 확인하도록 하는 위성항법시스템, 각종 신호의 송,수신을 위한 통신설비들이 함께 설치되어 배터리에 의해 전기 공급이 이루어지도록 하고 있으나, 배터리는 지속적으로 교체하여야 하는 불편함이 있었다.
자칫 전원 공급에 차질이 발생하는 경우에는 대형의 해상 안전사고가 발생할 수 있는바, 적은 양이라도 지속적으로 전원 공급이 이루어지도록 하는 것이 중요하다.
한편, 이러한 배경에서 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0091860호 "파력가동 및 태양전지 병행식 자가발전등부표"(2010. 08. 19. 공개, 이하 '선행기술문헌' 이라 한다)가 출원된 바 있다.
상기 선행기술문헌은 수직 운동하는 상하진동자석과 유도코일을 이용하여 발전을 하였으나, 스프링에 상하진동자석이 메달려 고정되고, 유도코일은 상하진동자석과 일정 간격 이격되어 구비되어야 하나, 부재들이 각기 분리되어 파도의 불규칙한 유동에 의하여 상하진동자석이 일정하게 왕복하도록 하는 것에 제약이 있었다.
이로써, 발전 효율이 매우 낮았으며, 전력을 생산하기 위한 부재가 컴팩트하게 결합되지 않아 부재들의 망실 및 파손의 발생이 빈번한 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 파도의 너울을 이용하여 지속적인 전원 공급이 이루어지도록 하며, 동력 변환수단을 컴팩트하게 집약함과 동시에 부재간의 마찰을 최소화하여 전력 생산의 효율을 높이고, 파도의 불규칙한 유동에도 부재의 망실 및 회손을 방지할 수 있으며, 부재의 결합과 해체가 용이하도록 하여 지속적인 사후 관리가 가능하고, 이를 이용하여 안정적인 발광이 가능하도록 하는 해양 자력 발전 시스템 및 이를 이용한 경계등을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 해양 자력 발전 시스템은, 너울에 의하여 상하 운동하도록 부력체(150)를 구비한 중공형 외부기둥(100)의 내부에 고정수단(250)에 의하여 상대적 위치를 유지하는 내부기둥(200)이 구비되고, 상하 운동을 양 방향 회전 운동으로 전환하는 동력 변환수단(300)이 상기 중공형 외부기둥(100)에 결합되며, 상기 회전 운동을 변속기(400)와 발전기(500)에 전달하여 전력을 생산하는 해양 자력 발전 시스템(GS)에 있어서, 상기 동력 변환수단(300)은 고정축(310)에 회전 가능하도록 회전봉(320)이 구비되되, 상기 회전봉(320)에 제1,2 편방향 기어(330)(340)가 각각 결합되고, 상기 고정축(310)을 에워싸도록 한 쌍의 제1,2 피니언 기어(350)(360)가 구비되되, 상기 제1,2 피니언 기어(350)(360)는 상기 내부기둥(200)의 길이방향을 따라 형성된 한 쌍의 래크 기어(210)(220)와 맞물려 회전하고, 상기 제1,2 피니언 기어(350)(360)에는 상기 제1,2 편방향 기어(330)(340)와 맞물리도록 제1,2 평기어(351)(361)가 일체로 형성되어 각각 방향을 달리하는 일방향으로만 동력을 전달하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 동력 변환수단(300)의 고정축(310)은 직경을 달리하는 대경부(311)와 소경부(312)로 형성되고, 상기 대경부(311)와 소경부(312)의 외측에 각각 제1,2 피니언 기어(350)(360)가 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 고정축(310)의 대경부(311)의 일측에는 제1 편방향 기어(330)가 안착되도록 기어 안착홈(311b)이 형성되고, 상기 대경부(311)를 관통하도록 회전봉(320)이 구비되되, 상기 대경부(311)와 회전봉(320)의 사이에는 양방향 베어링(315)이 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 피니언 기어(350)의 내주면에 제1 평기어(351)가 일체로 형성되고, 제2 피니언 기어(360)는 축방향으로 돌출된 상부링턱(362)의 외주면에 제2 평기어(361)가 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 피니언 기어(350)는 내측으로 돌출된 내측링턱(352)이 형성되고, 상기 내측링턱(352)의 하부에 상기 상부링턱(362)을 에워싸도록 마찰감소 베어링(370)이 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 피니언 기어(350)는 내측링턱(352)에 제1 베어링(353)이 구비되고, 상기 제2 피니언 기어(360)는 상부링턱(362)에 제2 베어링(363)이 구비되어 고정축(310)에 고정되면서도 회전의 독립성을 확보할 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 고정축(310)의 대경부(311)와 소경부(312)의 외주면에는 각각 더브테일 형상의 삽입홈(311a)(312a)이 형성되고, 상기 제1,2 피니언 기어(350)(360)의 내주면에는 각각 더브테일 형상의 삽입돌기(354)(364)가 형성되어, 상호 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 고정축(310)의 대경부(311) 상부에는 상부 고정판(391)이 체결수단(CM)을 매개로 결합되고, 소경부(312) 하부에는 하부 고정판(392)이 체결수단(CM)을 매개로 결합되어, 일체화된 동력 변환수단(300)을 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 회전봉(320)의 외주면에는 더브테일 형상의 삽입홈(321)이 형성되고, 상기 제1 편방향 기어(330) 또는 제2 편방향 기어(340)의 내주면에는 더브테일 형상의 삽입돌기(331)(341)이 형성되는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 동력 변환수단(300)의 고정축(310) 상부에는 고정넥(381)이 구비된 고정편(380)이 형성되고, 상기 고정넥(381)이 외부기둥(100)에 형성된 결합공(110)을 관통하여 고정편(380)을 매개로 상기 동력 변환수단(300)이 외부기둥(100)에 고정되는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 해양 자력 발전 경계등에 따르면, 너울에 의하여 상하 운동하도록 부력체(150)를 구비한 중공형 외부기둥(100)의 내부에 고정수단(250)에 의하여 상대적 위치를 유지하는 내부기둥(200)이 구비되고, 상하 운동을 양 방향 회전 운동으로 전환하는 동력 변환수단(300)이 상기 중공형 외부기둥(100)에 결합되되, 상기 동력 변환수단(300)은 고정축(310)에 회전 가능하도록 회전봉(320)이 구비되되, 상기 회전봉(320)에 제1,2 편방향 기어(330)(340)가 각각 결합되고, 상기 고정축(310)을 에워싸도록 한 쌍의 제1,2 피니언 기어(350)(360)가 구비되되, 상기 제1,2 피니언 기어(350)(360)는 상기 내부기둥(200)의 길이방향을 따라 형성된 한 쌍의 래크 기어(210)(220)와 맞물려 회전하고, 상기 제1,2 피니언 기어(350)(360)에는 상기 제1,2 편방향 기어(330)(340)와 맞물리도록 제1,2 평방향 기어(351)(361)가 일체로 형성되어 각각 방향을 달리하는 일방향으로만 회전 운동을 전달하며, 전달된 회전 운동을 변속기(400)와 발전기(500)에 전달하여 전력을 생산하고, 발광체(600)가 상기 전력을 이용하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 해양 자력 발전 시스템 및 이를 이용한 경계등에 따르면, 너울에 의하여 상하 운동하도록 부력체를 구비한 중공형 외부기둥의 내부에 고정수단에 의하여 상대적 위치를 유지하는 내부기둥을 구비하여 파도의 너울을 이용하여 지속적인 전원 공급이 이루어지도록 할 수 있다.
또한, 동력 변환수단의 제1,2 피니언 기어는 상기 내부기둥의 길이방향을 따라 형성된 한 쌍의 래크 기어와 맞물려 회전하고, 상기 제1,2 피니언 기어에는 상기 제1,2 편방향 기어와 맞물리도록 제1,2 평기어가 일체로 형성되어 동력 변환수단을 컴팩트하게 집약할 수 있다.
나아가, 상기 동력 변환수단은 각종 베어링 등을 구비하여 부재간의 마찰을 최소화할 수 있다.
이로써, 동력 변환수단을 컴팩트하게 집약함과 동시에 부재의 간섭을 최소화하여 전력 생산의 효율을 높일 수 있으며, 파도의 불규칙한 유동에도 부재의 망실 및 회손을 방지할 수 있다.
또한, 더브테일 형상의 삽입홈과 삽입돌기를 이용하여 부재의 결합과 해체가 용이하도록 하여 생산의 규격화 양산화가 가능하며, 추후에도 지속적인 사후 관리가 가능한 이점이 있다.
이로써, 해양 자력 발전 경계등은 상기 해양 자력 발전 시스템을 이용하여 지속전인 전원 공급이 가능한바, 안정적인 발광이 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해양 자력 발전 시스템 및 이를 이용한 경계등을 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 해양 자력 발전 시스템 및 이를 이용한 경계등의 내부를 도시한 부분 절개도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 동력 변환수단을 도시한 분해 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정축과 회전봉을 도시한 사시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1,2 편방향 기어를 도시한 사시도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1,2 피니언 기어를 도시한 분해 사시도.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 동력 변환수단의 작동 원리를 도시한 단면도.
본 발명에 따른 해양 자력 발전 시스템(GS) 및 이를 이용한 경계등에 대한 실시예는 다양하게 적용할 수 있으며, 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 가장 바람직한 실시예에 대해 설명하기로 한다.
한편, 본 발명에서 정의하는 상부와 하부는 해양 자력 발전 시스템(GS)의 단위를 설명할 때는 해수면을 기준으로 상부와 하부를 정의하며, 동력 변환수단(300)을 설명함에 있어서는 후술할 고정축(310)을 중심으로 제1 피니언 기어(350)가 구비되는 방향을 상부, 제2 피니언 기어(360)가 구비되는 방향을 하부로 정의한다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 해양 자력 발전 시스템(GS)은, 너울에 의하여 상하 운동하도록 부력체(150)를 구비한 중공형 외부기둥(100)의 내부에 고정수단(250)에 의하여 상대적 위치를 유지하는 내부기둥(200)이 구비된다.
따라서, 상기 외부기둥(100)은 부력체(150)에 의하여 지속적으로 상,하로 왕복 운동한다. 반면, 상기 내부기둥(200)은 닻과 같은 고정수단을 구비한 고정수단(250)에 의하여 일정한 위치에 고정된다. 즉, 외부기둥(100)은 내부에 내부기둥(200)을 구비한 상태로 길이방향을 따라 상하 방향으로 슬라이드되며, 해수의 흐름에 의하여 좌우로 요동할 수 있으나, 상기 고정수단(250)에 의하여 일정범위를 벗어나지 않는다.
이때, 상기 내부기둥(200)의 하부에는 중량체(230)를 구비하여, 부력을 유지하면서도 상기 중량체(230)에 의하여 외부기둥(100)의 상대적 운동에도 불구하고, 내부기둥(200)이 수중에서 일정한 위치를 유지토록 하는 것이 바람직하다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 외부기둥(100)의 상하 운동을 양 방향 회전 운동으로 전환하는 동력 변환수단(300)이 상기 중공형 외부기둥(100)에 결합되며, 상기 회전 운동을 변속기(400)와 발전기(500)에 전달하여 전력을 생산한다.
따라서, 파도의 너울을 이용하여 지속적인 전원 공급이 이루어지도록 할 수 있으며, 본 발명의 상기 동력 변환수단(300)이 너울에 의한 상하 운동을 회전력으로 전환함에 있어서, 단순히 동력을 전달하는데서 더 나아가 동력 전달의 높은 효율성을 달성하도록 하는 것에 본 발명의 목적이 있다.
구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 동력 변환수단(300)은 고정축(310)에 회전 가능하도록 회전봉(320)이 구비되되, 상기 회전봉(320)에 제1,2 편방향 기어(330)(340)가 각각 결합되고, 상기 고정축(310)을 에워싸도록 한 쌍의 제1,2 피니언 기어(350)(360)가 구비된다.
도 4에 도시된 바와 같이 상기 고정축(310)은 동력 변환수단(300)을 구성하는 복수의 부재들을 컴팩트하게 집약하기 위한 구심체의 역할을 수행한다.
따라서, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 고정축(310)을 매개로 회전봉(320)이 구비되고, 상기 회전봉에 제1,2 편방향 기어(330)(340)가 구비되되, 상기 제1,2 피니언 기어(350)(360)에 일체로 형성된 제1,2 평기어(351)(361)와 서로 맞물릴 수 있도록 하여, 부재들을 컴팩트하게 집약시킬 수 있다.
구체적으로, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 상기 제1,2 피니언 기어(350)(360)는 상기 내부기둥(200)의 길이방향을 따라 형성된 한 쌍의 래크 기어(210)(220)와 맞물려 회전하고, 상기 제1,2 피니언 기어(350)(360)에는 상기 제1,2 편방향 기어(330)(340)와 맞물리도록 제1,2 평기어(351)(361)가 일체로 형성되어 각각 방향을 달리하는 일방향으로만 동력을 전달한다.
즉, 상기 동력 변환수단(300)은 상하로 이동하는 외부기둥(100)을 따라 함께 상하로 이동하고, 동력 변환수단(300)의 제1,2 피너언 기어(350)(360)가 내부기둥(200)에 형성된 래크 기어(210)(220)를 따라 이동하면서, 회전력을 발생시킨다.
상기 제1,2 피니언 기어(350)(360)에 회전력은 당연히 일체로 형성된 제1,2 평기어(351)(361)에도 회전력을 발생시키며, 상기 회전봉(320)에 구비된 제1,2 편방향 기어(330)(340)와 맞물리면서, 각각 방향을 달리하는 일방향으로만 동력을 전달하게 된다.
구체적으로, 도 7에 도시된 바와 같이 제1 편방향 기어(330)와 제1 평기어(351)가 서로 맞물려, 상승 운동에 의한 제1 피니언 기어(350)의 회전력을 전달한다면, 하강 운동시에는 제1 피니언 기어(350)의 회전력을 전달하지 않는다.
반대로, 도 8에 도시된 바와 같이 제2 편방향 기어(340)와 제2 평기어(361)가 서로 맞물려, 하강 운동에 의한 제2 피니언 기어(360)의 회전력을 전달한다면, 하강 운동시에는 제2 피니언 기어(360)의 회전력을 전달하지 않는다.
한편, 상기 동력 변환수단(300)의 고정축(310)은 직경을 달리하는 대경부(311)와 소경부(312)로 형성되고, 상기 대경부(311)를 관통하도록 회전봉(320)이 구비되며, 상기 대경부(311)와 소경부(312)의 외측에 각각 제1,2 피니언 기어(350)(360)가 구비될 수 있다.
상기 제1,2 피니언 기어(350)(360)는 고정축(310)을 에워싸도록 구비되고, 제1,2 피니언 기어(350)(360)를 동일한 사이즈로 제작시 상기 고정축(310)은 최소한 제1,2 피니언 기어(350)의 두께의 합만큼의 길이가 확보되어야 한다.
또한, 상기 고정축(310)과 제1,2 피니언 기어(350)(360)를 컴팩트하게 집약하기 위해서는 이들을 상호 결속하기 위한 수단이 개시되어야 하는바, 후술할 결속 수단은 제1,2 피니언 기어(350)(360)의 내경에 형성되며, 필연적으로 제1,2 평기어(351)(361)를 형성하기 위하여, 제1,2 피니언 기어(350)(360)의 내경에 형상 변경을 동반하게 된다.
따라서, 상기 제1,2 피니언 기어(350)(360)의 내경을 달리하고, 고정축(310)의 직경을 달리 설계함으로써, 상기 제1,2 피니언 기어(350)(360)를 컴팩트하게 집약하면서도, 동력 전달의 기능을 효과적으로 확보할 수 있다.
한편, 상기 고정축(310)의 대경부(311)의 일측에는 제1 편방향 기어(330)가 안착되도록 기어 안착홈(311b)이 형성될 수 있다.
상기 기어 안착홈(311b)는 상기 제1 편방향 기어(330)가 안착되도록 기능하는 것으로, 제1 편방향 기어(330)의 두께만큼 부피를 감속할 수 있어, 상기 동력 변환수단(300)을 보다 컴팩트하게 배치할 수 있는 기술적 효과가 있다.
또한, 상기 고정축(310)의 대경부(311)를 관통하도록 회전봉(320)이 구비되되, 상기 대경부(311)와 회전봉(320)의 사이에는 양방향 베어링(315)이 구비될 수 있다.
상기 고정축(310)는 회전되지 않는 부재로서, 제1,2 피니언 기어(350)(360)의 회전과는 무관하다. 따라서, 상기 대경부(311)는 고정된 상태로 유지되며, 상기 회전봉(320)은 대경부(311)의 일정한 위치에 고정된다.
이때, 상기 회전봉(320)이 대경부(311)와의 간섭 없이 회전력을 발휘할 수 있도록 상기 대경부(311)와 회전봉(320)의 사이에는 양방향 베어링(315)을 구비하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 제1 피니언 기어(350)의 내주면에 제1 평기어(351)가 일체로 형성되고, 제2 피니언 기어(360)는 축방향으로 돌출된 상부링턱(362)의 외주면에 제2 평기어(361)가 일체로 형성될 수 있다.
이는 상술한 바와 같이 상기 제1,2 피니언 기어(350)(360)를 컴팩트하게 집약하면서도, 동력 전달의 기능을 효과적으로 확보하기 위한 수단이다.
즉, 상기 제1 피니언 기어(350)의 내측에 상기 상부링턱(362)이 구비될 수 있어, 부피를 보다 감소할 수 있으며, 제1,2 편방향 기어(330)(340)와 제1,2 평기어(351)(361)이 효과적으로 맞물릴 수 있게 된다.
또한, 회전봉(320)으로 전달된 동력이 동일한 회전을 유도하기 위해서는 제1,2 피니언 기어(350)(360)는 각각 내주면과 외주면에 제1,2 평기어(351)(361)를 형성하여야 한다.
한편, 상기 제1 피니언 기어(350)는 내측으로 돌출된 내측링턱(352)이 형성되고, 상기 내측링턱(352)의 하부에 상기 상부링턱(362)을 에워싸도록 마찰감소 베어링(370)이 구비될 수 있다.
구체적으로 상기 내측링턱(352)을 기준으로 상측 내주면에 제3 편방향 기어(351)를 형성할 수 있으며, 하측에는 상기 상부링턱(362)이 구비될 수 있다.
이때, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 제1,2 피니언 기어(350)(360)의 마찰을 줄이고, 간섭이 일어나지 않도록 상기 마찰감소 베어링(370)을 구비하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 제1 피니언 기어(350)는 내측링턱(352)에 제1 베어링(353)이 구비되고, 상기 제2 피니언 기어(360)는 상부링턱(362)에 제2 베어링(363)이 구비되어 고정축(310)에 고정되면서도 회전의 독립성을 확보할 수 있다.
즉, 후술할 바와 같이 상기 고정축(310)은 외측에 제1,2 피니언 기어(350)(360)를 구비함과 동시에 결속을 꾀할 수 있다. 따라서, 회전하지 않는 고정축(310)과의 관계에서 고정력을 확보하면서도, 상기 제1,2 피니언 기어(350)(360)가 상기 제1,2 베어링(353)(363)을 매개로 독립적인 회전이 가능해 진다.
이때, 상기 고정축(310)의 대경부(311)와 소경부(312)의 외주면에는 각각 더브테일 형상의 삽입홈(311a)(312a)이 형성되고, 상기 제1,2 피니언 기어(350)(360)의 내주면에는 각각 더브테일 형상의 삽입돌기(354)(364)가 형성되어, 상호 결합될 수 있다.
상기 대경부(311)와 소경부(312)에 형성된 삽입홈(311a)(312a)과 제1,2 피니언 기어(350)(360)의 삽입돌기(354)(364)의 결합을 통하여 부재의 결속을 확보할 수 있으며, 더브테일 형상의 삽입홈(311a)(312a)과 삽입돌기(354)(364)를 이용하여 부재의 결합과 해체가 용이하도록 하여 생산의 규격화 양산화가 가능하며, 추후에도 지속적인 사후 관리가 가능한 이점이 있다.
한편, 상기 고정축(310)의 소경부(312) 하부에는 고정판(390)이 체결수단(CM)을 매개로 결합되어, 일체화된 동력 변환수단(300)을 형성할 수 있다.
상기 고정축(310)에 제1,2 피니언 기어(350)(360)과 마찰감소 베어링(370) 등을 구비하면서도, 상기 고정판(390)을 고정축(310)의 하부에 각각 결합함으로써, 부재가 이탈되는 것을 방지하고, 일체화된 동력 변환수단(300)을 제작할 수 있다.
한편, 상기 회전봉(320)의 외주면에는 더브테일 형상의 삽입홈(321)이 형성되고, 상기 제1 편방향 기어(330) 또는 제2 편방향 기어(340)의 내주면에는 더브테일 형상의 삽입돌기(331)(341)이 형성될 수 있다.
즉, 상기 회전봉(320)과 제1,2 편방향 기어(330)(340)를 상기 더브테일 형상의 삽입홈(321)과 삽입돌기(331)(341)을 매개로 상호 결합할 수 있으며, 이로써, 부재의 결합과 해체가 용이하도록 하여 생산의 규격화 양산화가 가능하며, 추후에도 지속적인 사후 관리가 가능한 이점이 있다.
한편, 상기 동력 변환수단(300)의 고정축(310) 상부에는 고정넥(381)이 구비된 고정편(380)이 형성되고, 상기 고정넥(381)이 외부기둥(100)에 형성된 결합공(110)을 관통하여 고정편(380)을 매개로 상기 동력 변환수단(300)이 외부기둥(100)에 고정될 수 있다.
따라서, 상기 동력 변환수단(300)은 상기 외부기둥(100)과 일체로 상하로 왕복 운동하게 되고, 내부기둥(200)에 형성된 래크 기어(210)(220)와 맞물려서, 지속적인 회전 운동으로 동력을 변환시킨다.
이때, 상기한 동력 변환수단(300)과 외부기둥(100)을 상호 결합하는 수단은 다양하게 설계할 수 있을 것이다.
또한, 외부기둥(100)과 내부기둥(200)의 이탈방지 및 동력 변환수단(300)의 고정편(380)을 외부기둥(100)에 결합하기 위하여, 상기 외부기둥(100)의 하부에 결합공(110)이 폐쇄되도록 하부 체결통(120)을 결합할 수 있다.
한편, 상기 동력 변환수단(300)에 의하여 발생된 회전력은 회전봉(320)의 단부에 형성된 기어를 통하여 외부기둥(100)에 고정대(130)를 매개로 지지되는 전달축(140)으로 전달되고, 전달된 회전력은 변속기(400)를 거쳐 발전기(500)에 전달된다.
상기 변속기(400)와 발전기(500)는 충분한 크기가 확보된 부력체(150) 상에 구비되는 것이 바람직하며, 별도의 커버 수단을 구비하여, 해수의 영향으로부터 보호하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 변속기(400)의 축상에는 균등발전 회전체(700)를 구비하여, 변속기(400)의 속도를 일정 범위로 유지할 수 있다.
상기 균등발전 회전체(700)는 환경에 따라 변화하는 너울의 높낮이에도 불구하고 균질한 동력을 변속기(400)에 전달하여 발전기(500)가 일정한 전력을 생산할 수 있도록 하기 위한 구성이다.
상기 균등발전 회전체(700)는 경우에 따라 전달축(140)에 직접적으로 구비할 수 있다. 다만, 균등발전 회전체(700)의 중심축이 수평되게 구비하여 바다 밖에서 회전하도록 하여, 너울의 저항을 받지 않도록 하는 것이 보다 바람직할 것이다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 상기한 해양 자력 발전 시스템(GS)을 이용한 해양 자력 발전 경계등은, 너울에 의하여 상하 운동하도록 부력체(150)를 구비한 중공형 외부기둥(100)의 내부에 고정수단(250)에 의하여 상대적 위치를 유지하는 내부기둥(200)이 구비되고, 상하 운동을 양 방향 회전 운동으로 전환하는 동력 변환수단(300)이 상기 중공형 외부기둥(100)에 결합된다.
이때, 상기 동력 변환수단(300)은 고정축(310)에 회전 가능하도록 회전봉(320)이 구비되되, 상기 회전봉(320)에 제1,2 편방향 기어(330)(340)가 각각 결합되고, 상기 고정축(310)을 에워싸도록 한 쌍의 제1,2 피니언 기어(350)(360)가 구비된다.
상기 제1,2 피니언 기어(350)(360)는 상기 내부기둥(200)의 길이방향을 따라 형성된 한 쌍의 래크 기어(210)(220)와 맞물려 회전하고, 상기 제1,2 피니언 기어(350)(360)에는 상기 제1,2 편방향 기어(330)(340)와 맞물리도록 제1,2 평기어(351)(361)가 일체로 형성되어 각각 방향을 달리하는 일방향으로만 회전 운동을 전달한다.
이로써, 전달된 회전 운동을 변속기(400)와 발전기(500)에 전달하여 전력을 생산하고, 발광체(600)가 상기 전력을 이용하여, 지속적이며, 안정적인 발광이 가능해진다.
한편, 본 발명의 동력 변환수단을 제작하기 위한 순서는 다음과 같다.
우선, 고정축(310)에 제1 편방향 기어(330)를 구비한 상태에서 회전봉(320)을 하부에서 상부로 삽입하고, 상기 고정축(310)에 양방향 베어링(315)을 결합한다.
이후, 회전봉(320)에 제2 편방향 기어(340)를 구비하여 회전봉(320)을 결속을 완료한다.
그 다음 제1,2 피니언 기어(350)(360)를 고정축(310)에 결합하고, 고정판(390)을 고정축(310)의 상,하부에 체결수단(CM)을 매개로 체결함으로써, 본 발명의 동력 변환수단(300)을 완성하게 된다.
이상에서 설명한 본 발명에 의한 해양 자력 발전 시스템(GS) 및 이를 이용한 경계등은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 기술자가 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 한다.
GS:해양 자력 발전 시스템 CM:체결수단
100:외부기둥 110:결합공
120:하부 체결통 130:고정대
140:전달축 150:부력체
200:내부기둥 210,220:래크 기어
250:고정수단 300:동력 변환수단
310:고정축 311:대경부
312:소경부 311a,312a:삽입홈
311b:기어 안착홈 315:양방향 베어링
320:회전봉 321:삽입홈
330:제1 편방향 기어 331,341:삽입돌기
340:제2 편방향 기어 350:제1 피니언 기어
351:제1 평기어 352:내측링턱
353:제1 베어링 354:삽입돌기
360:제2 피니언 기어 361:제2 평기어
362:상부링턱 363:제2 베어링
364:삽입돌기 370:마찰감소 베어링
380:고정편 381:고정넥
390:고정판 400:변속기
500:발전기 600:발광체
700:균등발전 회전체

Claims (11)

  1. 너울에 의하여 상하 운동하도록 부력체(150)를 구비한 중공형 외부기둥(100)의 내부에 고정수단(250)에 의하여 상대적 위치를 유지하는 내부기둥(200)이 구비되고, 상하 운동을 양 방향 회전 운동으로 전환하는 동력 변환수단(300)이 상기 중공형 외부기둥(100)에 결합되며, 상기 회전 운동을 변속기(400)와 발전기(500)에 전달하여 전력을 생산하는 해양 자력 발전 시스템(GS)에 있어서,
    상기 동력 변환수단(300)은 고정축(310)에 회전 가능하도록 회전봉(320)이 구비되되, 상기 회전봉(320)에 제1,2 편방향 기어(330)(340)가 각각 결합되고, 상기 고정축(310)을 에워싸도록 한 쌍의 제1,2 피니언 기어(350)(360)가 구비되되, 상기 제1,2 피니언 기어(350)(360)는 상기 내부기둥(200)의 길이방향을 따라 형성된 한 쌍의 래크 기어(210)(220)와 맞물려 회전하고, 상기 제1,2 피니언 기어(350)(360)에는 상기 제1,2 편방향 기어(330)(340)와 맞물리도록 제1,2 평기어(351)(361)가 일체로 형성되어 각각 방향을 달리하는 일방향으로만 동력을 전달하는 것을 특징으로 하는 해양 자력 발전 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 동력 변환수단(300)의 고정축(310)은 직경을 달리하는 대경부(311)와 소경부(312)로 형성되고, 상기 대경부(311)와 소경부(312)의 외측에 각각 제1,2 피니언 기어(350)(360)가 구비되는 것을 특징으로 하는 해양 자력 발전 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 고정축(310)의 대경부(311)의 일측에는 제1 편방향 기어(330)가 안착되도록 기어 안착홈(311b)이 형성되고, 상기 대경부(311)를 관통하도록 회전봉(320)이 구비되되, 상기 대경부(311)와 회전봉(320)의 사이에는 양방향 베어링(315)이 구비되는 것을 특징으로 하는 해양 자력 발전 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 피니언 기어(350)의 내주면에 제1 평기어(351)가 일체로 형성되고, 제2 피니언 기어(360)는 축방향으로 돌출된 상부링턱(362)의 외주면에 제2 평기어(361)가 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 해양 자력 발전 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 피니언 기어(350)는 내측으로 돌출된 내측링턱(352)이 형성되고, 상기 내측링턱(352)의 하부에 상기 상부링턱(362)을 에워싸도록 마찰감소 베어링(370)이 구비되는 것을 특징으로 하는 해양 자력 발전 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제1 피니언 기어(350)는 내측링턱(352)에 제1 베어링(353)이 구비되고, 상기 제2 피니언 기어(360)는 상부링턱(362)에 제2 베어링(363)이 구비되어 고정축(310)에 고정되면서도 회전의 독립성을 확보할 수 있는 것을 특징으로 하는 해양 자력 발전 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 고정축(310)의 대경부(311)와 소경부(312)의 외주면에는 각각 더브테일 형상의 삽입홈(311a)(312a)이 형성되고, 상기 제1,2 피니언 기어(350)(360)의 내주면에는 각각 더브테일 형상의 삽입돌기(354)(364)가 형성되어, 상호 결합되는 것을 특징으로 하는 해양 자력 발전 시스템.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 고정축(310)의 소경부(312) 하부에는 고정판(390)이 체결수단(CM)을 매개로 결합되어, 일체화된 동력 변환수단(300)을 형성하는 것을 특징으로 하는 해양 자력 발전 시스템.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 회전봉(320)의 외주면에는 더브테일 형상의 삽입홈(321)이 형성되고, 상기 제1 편방향 기어(330) 또는 제2 편방향 기어(340)의 내주면에는 더브테일 형상의 삽입돌기(331)(341)이 형성되는 것을 특징으로 하는 해양 자력 발전 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 동력 변환수단(300)의 고정축(310) 상부에는 고정넥(381)이 구비된 고정편(380)이 형성되고, 상기 고정넥(381)이 외부기둥(100)에 형성된 결합공(110)을 관통하여 고정편(380)을 매개로 상기 동력 변환수단(300)이 외부기둥(100)에 고정되는 것을 특징으로 하는 해양 자력 발전 시스템.
  11. 너울에 의하여 상하 운동하도록 부력체(150)를 구비한 중공형 외부기둥(100)의 내부에 고정수단(250)에 의하여 상대적 위치를 유지하는 내부기둥(200)이 구비되고, 상하 운동을 양 방향 회전 운동으로 전환하는 동력 변환수단(300)이 상기 중공형 외부기둥(100)에 결합되되, 상기 동력 변환수단(300)은 고정축(310)에 회전 가능하도록 회전봉(320)이 구비되되, 상기 회전봉(320)에 제1,2 편방향 기어(330)(340)가 각각 결합되고, 상기 고정축(310)을 에워싸도록 한 쌍의 제1,2 피니언 기어(350)(360)가 구비되되, 상기 제1,2 피니언 기어(350)(360)는 상기 내부기둥(200)의 길이방향을 따라 형성된 한 쌍의 래크 기어(210)(220)와 맞물려 회전하고, 상기 제1,2 피니언 기어(350)(360)에는 상기 제1,2 편방향 기어(330)(340)와 맞물리도록 제1,2 평기어(351)(361)가 일체로 형성되어 각각 방향을 달리하는 일방향으로만 회전 운동을 전달하며, 전달된 회전 운동을 변속기(400)와 발전기(500)에 전달하여 전력을 생산하고, 발광체(600)가 상기 전력을 이용하는 것을 특징으로 하는 해양 자력 발전 경계등.
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