KR101559329B1 - Apparatus For Generating Using Buoyancy - Google Patents

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정민시
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Abstract

The present invention relates to an apparatus for generating power using buoyancy, which generates power by using ocean waves moving vertically. The apparatus of the present invention comprises: a vertical moving unit for periodically and vertically moving according to the changes in the height of the wave; a rotating power generating unit connected to the vertical moving unit to generate rotating power by the vertical movement of the vertical moving unit; and, a power-generating unit for generating power using the rotating power generated by the rotating power generating unit. The vertical moving unit comprises: a lever connected to a fixed axis, whose middle part is fixated in the middle of a sea, with a hinge to make a seesaw movement; a buoyant body connected to one end of the lever to be able to float on the sea; and, a driving gear connected to the other end of the lever to repeat rotation in both directions following the vertical movement of the buoyant body. The rotating power generating unit comprises: a central axis fixated on the sea; a power generator axis fixated on the sea to be able to rotate around its own axis and to be parallel to the central axis; a first gear assembly installed on the central axis to perturb with the driving gear and to convey rotating power to the power generator axis in one direction when the buoyant body is elevated by buoyancy; and, a second gear assembly installed on the central axis to perturb with the driving gear and to convey rotating power to the power generator axis in one direction when the buoyant body is lowered by gravity.

Description

부력 발전장치{Apparatus For Generating Using Buoyancy}Apparatus For Generating Using Buoyancy < RTI ID = 0.0 >

본 발명은 자연력을 이용한 발전장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수직운동을 하는 바다의 파도를 이용하여 발전을 하는 부력발전장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a power generation device using natural forces, and more particularly, to a buoyancy power generation device that generates power by using waves of the sea in vertical motion.

자연력을 이용하여 전기력을 얻기 위한 여러 종류의 발전장치가 제공되어 있다. 그 일환으로 해양에는 조력을 이용한 조력발전장치가 널리 설치된다. 조력발전장치는 일반적으로 조수간만의 차이를 이용한 것이다. 그러나 조수간만의 차이가 크지 않은 곳에서는 조력발전장치의 효과가 미미하여 설치장소에 제한이 따른다. Various kinds of power generation devices for obtaining electric power using natural forces are provided. As a part of that, tidal power generation equipment using tidal force is widely installed in the ocean. The tidal power generators generally use the difference in tide distance only. However, where there is not a large difference between the tide levels, the effect of the tidal power generation system is insignificant, thus limiting the installation site.

한편 바다에는 파도가 끊임없이 일고 있으며 그에 의한 에너지는 상당한 정도에 달한다. 그러나 이러한 파도의 에너지를 이용한 발전장치는 대한민국 특허출원 제10-2011-0015791호와 같이 파도의 수평운동을 이용한 것이 제안된 바 있다. 그러나 이는 장치에 부하가 많이 작용하고 구조가 복잡하여 고장의 우려가 많다는 문제를 가진다. On the other hand, the waves are constantly running in the sea and the energy by it is considerable. However, it has been proposed that a power generation apparatus using energy of such waves uses a horizontal motion of waves as in Korean Patent Application No. 10-2011-0015791. However, this has a problem that the load on the apparatus is large and the structure is complicated and there is a lot of trouble.

그리고 대한민국 특허출원 제10-2010-0013761호는 파도의 상하 운동을 이용한 파력 발전장치를 제안하고 있다. 그러나 이러한 구조는 발전량이 적어 산업에 유용하게 사용되기에는 부족한 면이 있다.
Korean Patent Application No. 10-2010-0013761 proposes a wave generator using wave up and down motion. However, such a structure is insufficient to be usefully used in industry because the amount of power generation is small.

우리나라는 삼면이 바다로 둘러싸여 있어 해양자원이 풍족하다고 볼 수 있다. 잠시도 쉬지 않고 지속적으로 발생하는 파력에 의한 역학적 에너지를 적극적으로 활용한다면 기후나 환경에 의해 영향을 적게 받는 발전장치가 제공될 수 있을 것이다.
Korea is surrounded by the sea on three sides, and it can be seen that there is abundant marine resources. If we can actively utilize the mechanical energy generated by the continuous wave energy for a while, we can provide a power generation device which is less influenced by climate or environment.

대한민국 특허출원 제10-2011-0015791호Korean Patent Application No. 10-2011-0015791 대한민국 특허출원 제10-2010-0013761호Korean Patent Application No. 10-2010-0013761

위와 같은 문제에 대하여 본 발명의 목적은 파도가 일고 있는 해양에 설치함으로써 전력을 생산할 수 있는 부력 발전장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 좀 더 구체적으로는 쉼없이 발생하는 파도의 수직운동을 일방향 회전운동으로 전환하여 발전기축을 회전시킬 수 있는 부력 발전장치를 제공하는 것에 본 발명의 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a buoyancy generator capable of producing electric power by installing the buoyancy generator in a sea where a wave is present. More particularly, it is an object of the present invention to provide a buoyancy generator capable of rotating a generator shaft by converting a vertical motion of a wave that occurs without rest to a one-way rotational motion.

위와 같은 목적은, 풍랑에 의해 파고가 수직방향으로 변화될 때의 위치에너지 및 부력에너지를 이용하여 발전을 하기 위한 것으로서,The above-mentioned object is to generate electricity using the potential energy and the buoyancy energy when the wave is changed in the vertical direction by the storm,

파고의 높낮이 변화에 따라 수직방향으로 주기적으로 거동하는 수직기동부; Vertical section which periodically behaves in vertical direction according to height change of wave height;

상기 수직기동부에 연결되어 상기 수직기동부의 수직방향 거동에 의해 회전력을 생성하는 회전력생성부; 상기 회전력생성부에서 일으킨 회전력을 이용하여 발전하는 발전부;를 포함하되;A rotational force generating unit connected to the vertical driving unit and generating a rotational force by the vertical motion of the vertical driving unit; And a power generating unit generating power using the rotational force generated by the rotational force generating unit;

상기 수직기동부는; Wherein the vertical actuating part comprises:

중간 부위가 바다 한 가운데에 고정 설치된 고정축에 힌지 연결되어 시소운동을 하는 레버; 상기 레버의 일단에 연결되는 것으로서 해수에 뜰 수 있는 부력체; 상기 레버의 타단에 연결되어 상기 부력체의 수직 운동에 따라 양방향으로 회전을 반복하도록 설치되는 구동기어;를 포함하며;A lever which is hinged to a fixed shaft fixed in the middle of the sea to perform a seesaw motion; A buoyant body connected to one end of the lever and floatable in seawater; And a driving gear connected to the other end of the lever so as to be repeatedly rotated in both directions according to the vertical motion of the buoyant body;

상기 회전력생성부는;The torque generating unit may include:

해양에 고정 설치되는 중심축; A central axis fixedly mounted on the ocean;

자신의 축을 중심으로 회전 가능하도록 해양에 고정 설치되는 것으로서 상기 중심축에 평행하게 설치되는 발전기축; A power generator shaft fixed to the ocean so as to be rotatable about its own axis and installed parallel to the central axis;

상기 구동기어와 섭동하도록 상기 중심축 상에 설치되는 것으로서, 상기 부력체가 부력에 의해 상승할 때 상기 발전기축에 일방향으로 회전력을 전달하는 제1기어조립체; A first gear assembly installed on the central shaft to perturb the drive gear and transmitting rotational force to the generator shaft in one direction when the buoyant member is lifted by buoyancy;

상기 구동기어와 섭동하도록 상기 중심축 상에 설치되는 것으로서, 상기 부력체가 중력에 의해 하강할 때 상기 발전기축에 일방향으로 회전력을 전달하는 제2기어조립체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 부력 발전장치에 의해 달성된다.
And a second gear assembly installed on the central shaft to pivotally move with respect to the drive gear and transmitting rotational force to the generator shaft in one direction when the buoyant body is lowered by gravity, Lt; / RTI >

본 발명의 특징에 의하면, 상기 제1기어조립체는; 베어링을 매개로 하여 상기 중심축에 끼워져 설치되는 것으로서 상기 구동기어와 결합되어 상기 중심축을 축중심으로 하여 일정한 각도 범위에서 왕복 회전하게 되는 제1종동기어; 상기 제1종동기어 내부에 끼워져 결합되는 것으로서 양방향 회전하게 되는 링기어; 상기 링기어에 내접하도록 상기 발전기축에 끼워져 상기 발전기축을 축중심으로 하여 회전하게 되는 것으로서, 래칫에 의해 편방향으로 회전하게 되는 제1발전기축기어;를 포함할 수 있다. According to an aspect of the present invention, the first gear assembly includes: A first driven gear that is fitted to the center shaft via a bearing and is engaged with the driving gear, and is reciprocally rotated in a predetermined angular range around the center shaft; A ring gear coupled to the first driven gear so as to be rotated in both directions; And a first generator-shaft gear that is fitted in the generator shaft so as to be inscribed in the ring gear and is rotated about an axis of the generator shaft, and is rotated in one direction by the ratchet.

본 발명의 특징에 의하면 상기 제2기어조립체는; 상기 중심축에 끼워져 설치되는 것으로서 상기 구동기어와 결합되어 상기 중심축을 축중심으로 하여 일정한 각도 범위에서 왕복 회전하게 되는 것으로서, 상기 발전기축이 관통한 상태에서 상기 중심축의 축을 중심으로 일정한 구간에서 원운동할 수 있도록 호형 관통홀이 마련되는 제2종동기어; 상기 제2종동기어와 일체로 회전되도록 상기 제2종동기어에 부착 설치되는 선기어; 상기 선기어에 외접하도록 상기 발전기축에 끼워져 상기 발전기축을 축중심으로 하여 회전하게 되는 것으로서 래칫에 의해 편방향으로 회전하게 되는 제2발전기축기어;를 포함할 수 있다.
According to an aspect of the present invention, the second gear assembly includes: The power generator being reciprocally rotated in a predetermined angular range about the central axis by being coupled to the driving gear and being reciprocally rotated in a predetermined angle about an axis of the power shaft, A second driven gear provided with an arc-shaped through-hole so that the arc-shaped through hole can be formed; A sun gear attached to the second driven gear to rotate integrally with the second driven gear; And a second generator-shaft gear that is fitted in the generator shaft to circumscribe the sun gear and is rotated about the generator shaft as an axis, and is rotated in the unidirection by the ratchet.

본 발명의 특징에 의하면, 상기 제1기어조립체와 제2기어조립체 사이에 개입되는 판형상의 링베어링; 상기 중심축에 끼워지는 것으로서 일측에 제1플랜지가 부착되어 있으며 상기 제1,2기어조립체를 관통하여 끼워지는 슬리브; 상기 제1,2기어조립체를 관통한 슬리브에 결합됨으로써 상기 제1,2기어조립체가 밀착된 상태로 고정되도록 하는 제2플랜지;를 더 포함함으로써; 상기 제1기어조립체와 제2기어조립체는 서로 상대적 유동을 허용할 수 있도록 간접적으로 밀착 고정될 수 있다.
According to an aspect of the present invention, there is provided a planetary gear mechanism comprising: a plate-shaped ring bearing interposed between the first gear assembly and the second gear assembly; A sleeve fitted to the center shaft and having a first flange attached to one side thereof and fitted through the first and second gear assemblies; And a second flange coupled to the sleeve penetrating through the first and second gear assemblies to fix the first and second gear assemblies in a tight contact state; The first gear assembly and the second gear assembly may be indirectly closely fixed to each other to allow relative flow to each other.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 부력체는 속이 빈 통체이며 그 속에는 중량물이 부분적으로 채워짐으로써 중력에 의해 상기 발전기축을 회전시킬 수 있는 위치에너지를 갖도록 되어 있다. According to another aspect of the present invention, the buoyant body is a hollow cylinder and is provided with a potential energy capable of rotating the generator shaft by gravity by partially filling a heavy object therein.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 부력체가 좌우방향으로 요동되는 것을 방지하여 상기 부력체의 수직방향으로의 기동을 유도하기 위한 가이드벽이 상기 부력체의 좌우 양측에 설치될 수 있다. According to another aspect of the present invention, a guide wall for guiding the buoyant body in the vertical direction can be provided on both sides of the buoyant body, by preventing the buoyant body from rocking in the lateral direction.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 발전기축에는 회전관성력을 높이기 위하여 관성차가 설치될 수 있다.
According to another aspect of the present invention, an inertia difference may be provided in the power generator shaft to increase the rotational inertia force.

위와 같은 구성에 의하면 해양에서 일어나는 파고의 높낮이 변화를 축회전력으로 전환하여 발전을 일으킬 수 있는 발전장치가 제공된다. 따라서 끊임없이 생성되는 자연력을 이용함으로써 날씨 및 기후의 변화에 영향을 적게 받으며 꾸준하게 발전을 일으킬 수 있는 발전장치가 제공된다.
According to the above configuration, a power generation device capable of generating electricity by converting the height change of the wave height occurring in the ocean to the axial torque is provided. Therefore, by using the constantly generated natural power, there is provided a power generation device which is less influenced by the change of the weather and the climate and can steadily develop.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 부력 발전장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 부력 발전장치의 측면 구성도이다
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 부력 발전장치의 회전력 생성부의 일부 분해 사시도이며, 도 4는 다른 방향에서 본 회전력 생성부의 일부 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 부력 발전장치의 제1기어조립체의 구성도이며, 도 6은 제2기어조립체의 구성도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 부력 발전장치의 측면 구성도이다. 1 is a perspective view of a buoyancy generator according to an embodiment of the present invention.
2 is a side view of a buoyancy generator according to an embodiment of the present invention
FIG. 3 is a partially exploded perspective view of a torque generating unit of the buoyancy generator according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a partially exploded perspective view of a torque generating unit seen from another direction.
FIG. 5 is a configuration diagram of a first gear assembly of a buoyancy generator according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a configuration diagram of a second gear assembly.
7 is a side view of a buoyancy generator according to another embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

우선 도 1과 도 2를 참조하여 본 발명에 의한 부력 발전장치(이하, '발전장치'라 한다)의 전체적인 구성에 대하여 설명한다. First, a general configuration of a buoyancy generator (hereinafter referred to as "generator") according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG.

발전장치는 풍랑에 의해 파고가 수직방향으로 변화될 때의 위치에너지 및 부력에너지를 이용하여 발전하기 위한 것이다. 따라서 파도가 있는 한 끊임없이 발전을 하게 된다. The power generation device is for generating power by using the potential energy and the buoyant energy when the wave is changed in the vertical direction by the wind. So, as long as there is a wave, it develops constantly.

파고의 변화를 이용하는 것이므로 파고의 높낮이 변화에 따라 수직방향(L)으로 주기적으로 거동하는 수직기동부(100)가 필요하다. 수직기동부(100)는 시소운동을 하게 되는 레버(111)와, 해수에 뜰 수 있는 부력체(110)와, 동력전달을 위한 구동기어(113)를 포함한다. 구동기어(113)는 반원판 형태로 되어 있으며 원호각 180ㅀ 정도의 구간에 기어 이빨(115)이 마련되어 있다. 이것은 시소운동을 하는 레버(111)가 최소한 일정한 구간 범위에서만 왕복 기동하기 때문이다. 레버(111)의 회전각도는 파고에 따라 변화될 수 있는 것은 물론이다. The vertical actuator 100 that periodically moves in the vertical direction L according to the height change of the wave height is required. The vertical drive unit 100 includes a lever 111 that performs a seesaw motion, a buoyant body 110 that can float in seawater, and a drive gear 113 for power transmission. The driving gear 113 is in the form of a semi-disc and is provided with gear teeth 115 in a section of a circle angle of about 180 degrees. This is because the lever 111, which performs the seesaw motion, is reciprocally actuated only in a predetermined range. It goes without saying that the rotation angle of the lever 111 can be changed according to the wave height.

레버(111)는 중간 부위가 바다 한 가운데에 고정 설치된 고정축(112)에 힌지 연결되어 시소와 같이 기동 가능하게 된다. 고정축(112)은 시소의 받침대 역할을 하며 고정벽체(210)에 의해 지지된다. 레버(111)는 고정축(112) 상에 마련되는 힌지축(114)을 중심으로 회전되게 된다. 도 1에서 도면부호 'W'는 파도의 진행방향을 의미한다. 이처럼 레버(111)는 파도의 진행방향(W)과 평행하게 설치된다.The lever 111 is hinged to a fixed shaft 112 fixed at the center of the sea, so that the lever 111 can be operated as a seesaw. The fixed shaft 112 serves as a base of the seesaw and is supported by the fixed wall 210. The lever 111 is rotated about the hinge shaft 114 provided on the fixed shaft 112. [ In FIG. 1, 'W' denotes the traveling direction of the wave. Thus, the lever 111 is installed parallel to the traveling direction W of the wave.

고정벽체(210)는 교각과 같이 해저면에 설치되는 구조물이다. 고정벽체(210)는 철골일 수도 있으며 콘크리트 구조물일 수도 있다. 본 발전장치는 이 고정벽체(210)를 통해 해양에 고정 설치되는 것으로 볼 수 있다. The fixed wall body 210 is a structure that is installed on the sea floor like a pier. The fixed wall 210 may be a steel frame or a concrete structure. The power generating device can be seen to be fixedly installed on the ocean through the fixed wall body 210.

부력체(110)는 레버(111)의 일단에 연결되며, 파도의 출렁임에 따라 수직방향(L)으로 기동한다. 좀 더 구체적으로는, 부력체(110)는 힌지축(114)을 축중심으로 하고 레버(111)의 길이를 반경으로 하여 파도의 높이에 대응하는 범위에서 왕복 회전 운동하는 것이다. 부력체(110)를 포함하는 수직기동부(100)는 고정축(112)의 길이방향을 따라 여러 개가 설치될 수 있다. 각 도면에는 3개의 수직기동부(100)가 도시되어 있지만 이는 예시에 불과하며 그 이상 또는 그 이하가 설치될 수도 있다. The buoyant body (110) is connected to one end of the lever (111), and is operated in the vertical direction (L) according to the wave of the wave. More specifically, the buoyant body 110 reciprocates in a range corresponding to the height of the wave, with the hinge axis 114 as the axis and the length of the lever 111 as the radius. A plurality of vertical actuating units 100 including the buoyant body 110 may be installed along the longitudinal direction of the fixed shaft 112. Although three vertical actuating portions 100 are shown in each of the figures, this is only an example, and more or less may be installed.

본 발명의 실시예에 의하면, 부력체(110)는 도 2에 도시된 것처럼 속이 빈 통체이며 그 속에는 중량물(M, 예를 들어 해수)이 부분적으로 채워질 수 있다. 이것은 부력체(110)가 중력에 의해 하강하면서 후술되는 발전기축(250)을 회전시킬 수 있는 정도의 위치에너지를 발생시켜야 하기 때문이다.
According to an embodiment of the present invention, the buoyant body 110 is a hollow cylinder as shown in Fig. 2, and a weight M (e.g., seawater) may be partially filled therein. This is because the buoyant body 110 must generate a potential energy capable of rotating the generator shaft 250, which will be described later, while being descended by gravity.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 부력체(110)가 상하방향으로 기동하는 것과 동시에 좌우방향으로 요동되는 것을 방지하기 위한 가이드수단이 마련된다. 이 가이드수단은 부력체(110)의 수직방향(L)으로의 기동을 유도하기 위하여 부력체(110)의 좌우 양측에 설치되는 가이드벽(121)일 수 있다. 이 가이드벽(121) 또한 고정벽체(210)와 같이 해저면에 고정될 수 있다. 가이드벽(121) 상단에는 지붕(122)이 설치되어 부력체(110)의 상승높이를 제한하며 가이드벽(121)의 뒤틀림을 방지하도록 할 수 있다. 부력체(110)는 파도에 의한 저항을 줄이기 위해 유선형으로 형성될 수 있다.
According to another embodiment of the present invention, a guide means is provided to prevent the buoyant body 110 from starting to move up and down and rocking in the left and right direction. The guide means may be a guide wall 121 installed on both left and right sides of the buoyant body 110 to induce the buoyant body 110 to start in the vertical direction L. [ This guide wall 121 can also be fixed to the sea floor like the fixed wall 210. A roof 122 may be provided at the upper end of the guide wall 121 to restrict the elevation height of the buoyant member 110 and to prevent the guide wall 121 from being warped. The buoyant body 110 may be formed in a streamline shape to reduce the resistance by waves.

회전력생성부(200)는 수직기동부(100)에 연결되어 상기 수직기동부의 수직방향 거동에 의해 회전력을 생성한다. 회전력생성부(200)는 구동기어(113)의 왕복 회전운동을 일방향 회전운동으로 전환한다. The torque generating unit 200 is connected to the vertical actuating unit 100 to generate a rotational force by the vertical motion of the vertical actuating unit. The rotational force generating unit 200 converts the reciprocating rotational motion of the driving gear 113 into one-direction rotational motion.

발전부(300)는 회전력생성부(200)에서 일으킨 회전력을 이용하여 발전을 하며 이는 발전설비의 일반적인 구성과 대등한다. 발전부(300)는 발전기축(250)의 회전속도를 감속 또는 증속하기 위한 변속기(310)와 발전기 본체(320)를 포함할 수 있다. 이하, 회전력생성부(200)를 도 3 내지 도 6을 참조하여 구체적으로 설명한다.
The power generation unit 300 generates electricity using the torque generated by the torque generation unit 200, which is equivalent to the general configuration of the power generation facility. The power generation section 300 may include a transmission 310 and a generator main body 320 for reducing or increasing the rotational speed of the power generator shaft 250. Hereinafter, the torque generating unit 200 will be described in detail with reference to Figs. 3 to 6. Fig.

중심축(240)이 수직기동부(100)에 인접한 지점에 고정 설치된다. 발전기축(250)이 자신의 축(X')을 중심으로 회전 가능하도록 중심축(240)에 평행하게 고정 설치된다. 발전기축(250)은 발전부(300)에 연결된다. 발전기축(250)은 어느 한 방향(R', 이하, '일방향'이라 한다)으로 회전되면서 발전을 일으키게 한다. And the center shaft 240 is fixedly installed at a position adjacent to the vertical actuating part 100. [ The power generator shaft 250 is fixed to be parallel to the center shaft 240 so as to be rotatable about its own axis X '. The power generator shaft 250 is connected to the power generator 300. The power generator shaft 250 is rotated in one direction (R ', hereinafter referred to as "one direction") to generate electricity.

제1기어조립체(220)는 구동기어(113)와 섭동하도록 중심축(240) 상에 설치되는 것으로서, 부력체(110)가 부력에 의해 상승할 때 발전기축(250)에 회전력을 전달하여 일방향으로 회전하게끔 한다. The first gear assembly 220 is installed on the center shaft 240 so as to disturb the drive gear 113 and transmits a rotational force to the generator shaft 250 when the buoyant body 110 is lifted by buoyancy, .

제2기어조립체(230)는 구동기어(113)와 섭동하도록 중심축(240) 상에 설치되는 것으로서, 부력체(110)가 중력에 의해 하강할 때 발전기축(250)에 회전력을 전달하여 일방향으로 회전하게끔 한다. The second gear assembly 230 is installed on the center shaft 240 so as to disturb the drive gear 113 and transmits rotational force to the generator shaft 250 when the buoyant body 110 is lowered by gravity, .

하나의 구동기어(113)는 제1,2기어조립체(220,230)에 동시에 섭동된다. 제1,2기어조립체(220,230)의 사이에는 판형상의 링베어링(270)이 개입되어 있으며, 이 링베어링(270)에 의해 제1,2기어조립체(220,230)는 서로 독립적으로 기동하게끔 되어 있다. 중심축(240) 및 발전기축(250)의 길이방향을 따라 일정한 간격을 두고 복수 개의 제1,2기어조립체(220,230)가 설치될 수 있다. 전술한 것처럼 수직기동부(100)는 고정축(112)의 길이방향을 따라 일정한 간격을 두고 제1,2기어조립체(220,230)의 개수와 동일한 개수로 설치된다.
One drive gear 113 is simultaneously perturbed by the first and second gear assemblies 220 and 230. A planar ring bearing 270 is interposed between the first and second gear assemblies 220 and 230. The first and second gear assemblies 220 and 230 are actuated independently of each other by the ring bearing 270. A plurality of first and second gear assemblies 220 and 230 may be installed at predetermined intervals along the longitudinal direction of the center shaft 240 and the generator shaft 250. As described above, the vertical actuating unit 100 is installed at the same number of the first and second gear assemblies 220 and 230 at regular intervals along the longitudinal direction of the fixed shaft 112.

이하 특히 도 5 내지 6을 참조하여 제1,2기어조립체(220,230)를 차례로 설명한다. Hereinafter, the first and second gear assemblies 220 and 230 will be described in detail with reference to FIGS.

제1기어조립체(220)는 중심축(240)에 베어링(224)을 매개로 하여 끼워져 설치되는 제1종동기어(221)와, 제1종동기어(221) 내부에 끼워져 결합되는 링기어(222)와, 발전기축(250)에 끼워지는 제1발전기축기어(251)를 포함한다. The first gear assembly 220 includes a first driven gear 221 fitted to the center shaft 240 via a bearing 224 and a ring gear 222 inserted in the first driven gear 221 And a first generator shaft gear 251 that is fitted in the generator shaft 250.

제1종동기어(221)는 구동기어(113)와 치합되는 것으로서 구동기어(113)와 결합되어 중심축(240)을 축(X)으로 하여 일정한 각도 범위에서 왕복 회전하게 되는 것이다. 링기어(222, ring gear)는 제1종동기어(221)에 부착 설치되어 그와 함께 양방향으로 회전하게 된다. 제1발전기축기어(251)가 링기어(222)에 내접하도록 발전기축(250)에 끼워져 발전기축(250)의 축(X')을 중심으로 하여 회전하게 된다. 제1발전기축기어(251)는 래칫(254)를 통해 일방향으로 회전될 때만 발전기축(250)을 회전시키게 된다. The first driven gear 221 meshes with the driving gear 113 and is engaged with the driving gear 113 so that the first driven gear 221 reciprocates in a predetermined angular range with the central axis 240 as an axis X. [ The ring gear 222 is attached to the first driven gear 221 and rotated together with the ring gear 222 in both directions. The first generator shaft gear 251 is inserted into the generator shaft 250 so as to be in contact with the ring gear 222 and rotated about the axis X 'of the generator shaft 250. The first generator shaft gear 251 rotates the generator shaft 250 only when the first generator shaft gear 251 is rotated in one direction through the ratchet 254. [

주지하다시피 래칫은 일방향으로만 회전력이 전달되도록 하는 기계요소로서, 다른 방향으로 회전시킬 때는 공회전하도록 작용하는 것이다. 언급한 것처럼 본 발명의 상세한 설명에서 일방향은 도 3에서 발전기축(250)이 자신의 축(X')을 중심으로 시계방향으로 회전되는 방향(R')으로 정의한다. 따라서 링기어(222)는 구동기어(113)가 도 3을 기준으로 시계방향으로 회전될 때에만 제1발전기축기어(251)에 회전력을 전달하고 이에 의해 발전기축(250)이 회전하게 된다. 그리고 제1기어조립체(220)가 발전기축(250)에 회전력을 전달하는 경우는 부력체(110)가 부력에 의해 해수면 위로 떠오를 때이다. 다시 말하면 도 2에서 부력체(110)가 힌지축(114)을 중심으로 반시계방향으로 회전할 때이다. As you know, a ratchet is a mechanical element that allows rotational force to be transmitted only in one direction, and acts to idle when rotated in the other direction. As described above, one direction in the detailed description of the present invention is defined as a direction R 'in FIG. 3 in which the generator shaft 250 rotates clockwise about its own axis X'. Therefore, the ring gear 222 transmits the rotational force to the first generator shaft-shaped gear 251 only when the drive gear 113 is rotated in the clockwise direction with reference to FIG. 3, whereby the generator shaft 250 rotates. When the first gear assembly 220 transmits rotational force to the generator shaft 250, the buoyant body 110 floats above the sea surface due to buoyancy. In other words, in Fig. 2, the buoyant body 110 rotates counterclockwise about the hinge shaft 114. [

본 실시예에 의하면 제1발전기축기어(251)를 편방향으로 회전시키고 링기어(222)를 양방향 회전시키는 것으로 구성하고 있지만, 그 역도 가능하다. 즉 링기어(222)를 래칫을 사용하여 일방향으로 회전시키게 되면 제1발전기축기어(241)는 양방향으로 회전되게끔 발전기축(250)에 고정해도 된다. 이 정도는 단순 설계변경이며 본 발명의 권리범위 내에 있는 사항이다.
According to the present embodiment, the first power generator shaft 251 is rotated in the unidirectional direction and the ring gear 222 is rotated in both directions, and vice versa. That is, if the ring gear 222 is rotated in one direction using the ratchet, the first generator shaft gear 241 may be fixed to the generator shaft 250 so as to rotate in both directions. This degree is a simple design change and is within the scope of the present invention.

제2기어조립체(230)는 중심축(240)에 끼워져 설치되는 제2종동기어(231)와, 제2종동기어(231)에 부착 설치되는 선기어(232)와, 발전기축(250) 상에 설치되는 제2발전기축기어(252)를 포함할 수 있다. The second gear assembly 230 includes a second driven gear 231 mounted on the center shaft 240 and a sun gear 232 mounted on the second driven gear 231, And a second generator shaft gear 252 installed therein.

제2종동기어(231)는 구동기어(113)와 결합되어 중심축(240)의 축(X)을 중심으로 하여 일정한 각도 범위에서 양방향(R)으로 왕복 회전하게 되는 것이다. 제2종동기어의 플레이트(235)에는 발전기축(250)이 관통한 상태에서 상기 중심축의 축(X)을 중심으로 일정한 구간에서 원운동할 수 있도록 호형 관통홀(233)이 마련된다. 관통홀(233)의 원호각은 구동기어(113)의 원호각 이상이어야 할 것이다. 한편 선기어(232)가 제2종동기어(231)와 일체로 회전되도록 제2종동기어(231)의 플레이트(235) 상에 부착 설치된다. 제2종동기어의 중심홀(236)와 중심축(240) 사이에는 저널 베어링(234)이 개입될 수 있다. 중심축(240)은 회전되지 않으며 제2종동기어(231)는 중심축(240) 위에 결합된 상태에서 상대적으로 회전운동을 한다. The second driven gear 231 is engaged with the driving gear 113 and is reciprocally rotated in the direction R in a predetermined angular range about the axis X of the center shaft 240. The plate 235 of the second driven gear is provided with an arc-shaped through-hole 233 so as to circularly move around the axis X of the center axis in a predetermined section in a state where the generator shaft 250 passes through. The angle of the through hole 233 should be equal to or greater than the angle of the drive gear 113. On the other hand, the sun gear 232 is mounted on the plate 235 of the second driven gear 231 so as to rotate integrally with the second driven gear 231. A journal bearing 234 can be interposed between the center hole 236 and the center shaft 240 of the second driven gear. The center shaft 240 is not rotated and the second driven gear 231 is relatively rotated in a state of being coupled to the center shaft 240.

제2발전기축기어(252)는 선기어(232)에 외접하도록 발전기축(250)에 끼워지며, 발전기축(250)의 축(R')을 중심으로 하여 회전 가능하게 설치된다. The second power generator shaft gear 252 is fitted to the generator shaft 250 to circumscribe the sun gear 232 and is rotatably mounted about the axis R 'of the generator shaft 250.

그리고 제2기어조립체(230)에서는 제2종동기어(231)와 선기어(232)가 중심축(240)과 일체로 결합하여 회전하는 대신 제2발전기축기어(252)가 래칫(253)에 의해 편방향으로 회전한다. 제2발전기축기어(252)는 부력체(110)가 중력에 의해 하강할 때 발전기축(250)에 일방향으로 회전력을 전달하도록 구성되어야 할 것이다. 즉 도 2에서 부력체(110)가 힌지축(114)을 중심으로 반시계방향으로 회전할 때 발전기축(250)에 회전력이 전달되는 것이다. 래칫(253)은 제2발전기축기어(252)가 도 3에서 시계방향(R')과 반대되는 방향으로 회전될 때에는 겉돌게끔 한다.
In the second gear assembly 230, the second driven gear 231 and the sun gear 232 are rotated integrally with the center shaft 240, and the second generator shaft gear 252 is rotated by the ratchet 253 Direction. The second generator shaft gear 252 should be configured to transmit rotational force to the generator shaft 250 in one direction when the buoyant body 110 is lowered by gravity. That is, in FIG. 2, when the buoyant body 110 rotates counterclockwise about the hinge shaft 114, rotational force is transmitted to the generator shaft 250. The ratchet 253 is turned over when the second generator shaft gear 252 is rotated in a direction opposite to the clockwise direction R 'in Fig.

본 발명의 실시예에 의하면, 제1,2기어조립체(220,230)는 어셈블리 형태로 제공된다. 제1기어조립체(220)의 일측에는 제1플랜지(260)가 설치된다. 제1플랜지(260)는 중심축(240) 상에 끼워지며, 제1플랜지(260)의 일면에는 제1기어조립체(220)에 있는 중심홀(223)을 관통하는 슬리브(261)가 일체로 부착 형성된다. 이 슬리브(261)는 제2기어조립체(230)의 중심홀(236)에 인입되어 타측으로 돌출되거나 거의 타측까지 연장된다. According to an embodiment of the present invention, the first and second gear assemblies 220 and 230 are provided in an assembly form. A first flange 260 is installed on one side of the first gear assembly 220. The first flange 260 is fitted on the center shaft 240 and a sleeve 261 passing through the center hole 223 of the first gear assembly 220 is integrally formed on one surface of the first flange 260 . The sleeve 261 is inserted into the center hole 236 of the second gear assembly 230 and protrudes to the other side or extends almost to the other side.

제2기어조립체(230)의 타측에는 볼트공(264)이 타공되어 있는 제2플랜지(263)가 결합된다. 제2플랜지(263)는 중심축(240)상에 끼워지며 체결볼트(265)에 의해 슬리브(261)에 체결되며, 내측면은 제2종동기어(231)의 저널 베어링(234)에 지지된다. A second flange 263 having a bolt hole 264 formed therein is coupled to the other side of the second gear assembly 230. The second flange 263 is fitted on the center shaft 240 and is fastened to the sleeve 261 by the fastening bolt 265 and the inner side is supported by the journal bearing 234 of the second driven gear 231 .

중심축(240)의 길이방향을 따라 일정한 간격 또는 정해진 간격으로 제1,2기어조립체(220,230)를 설치하기 위한 수단으로서 중심축(240)에는 그의 길이방향을 따라 키홈(242)이 마련된다. 그리고 이 키홈(242)에는 막대 형태의 고정키(241, key)가 끼워져 결합된다. 제1,2기어조립체(220,230)를 고정시키기 위한 것이다. As a means for installing the first and second gear assemblies 220 and 230 at regular intervals or at regular intervals along the longitudinal direction of the center shaft 240, the center shaft 240 is provided with a keyway 242 along its longitudinal direction. In this key groove 242, a stick-shaped fixed key 241 (key) is inserted and coupled. To fix the first and second gear assemblies 220 and 230.

한편 발전기축(250)에는 회전관성력을 높이기 위하여 관성차(280, fly wheel)가 설치될 수 있다(도 1 참조).
On the other hand, the generator shaft 250 may be provided with a fly wheel 280 to increase the rotational inertia force (see FIG. 1).

본 발명의 다른 실시예에 의하면 수직기동부(100)는 도 7에 도시된 것처럼 중심축(240)을 기준으로 좌우 양측에 마련될 수도 있다. 수직기동부(100)에서 만들어지는 수직방향으로의 운동에너지는 모두 발전기축(250)의 일방향 회전운동으로 변환되어 발전부(300)를 구동하게 된다.
According to another embodiment of the present invention, the vertical actuating unit 100 may be provided on both left and right sides with respect to the central axis 240 as shown in FIG. All of the kinetic energy in the vertical direction produced by the vertical actuator 100 is converted into a one-way rotational motion of the power generator shaft 250 to drive the power generator 300.

위에 도시 및 설명된 구성은 본 발명의 기술적 사상에 근거한 바람직한 실시예에 지나지 아니한다. 당업자는 통상의 기술적 상식을 바탕으로 다양한 변경실시를 할 수 있을 것이지만 이는 본 발명의 보호범위에 포함될 수 있음을 주지해야 할 것이다. 각 실시예는 당업자의 일상적인 지식에 의해 무작위로 조합되어 실시될 수 있으며, 어떠한 조합이든 이는 본 발명의 권리범위 내에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
The configuration shown and described above is merely a preferred embodiment based on the technical idea of the present invention. It will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Each embodiment may be implemented in a random combination by routine knowledge of those skilled in the art, and any combination thereof should be construed as being included within the scope of the present invention.

100 : 수직기동부 110 : 부력체
112 : 고정축 113 : 구동기어
114 : 힌지축 121 : 가이드벽
200 : 회전력생성부 210 : 고정벽체
220,230 : 제1,2기어조립체
221,231 : 제1,2종동기어 222 : 링기어
232 : 선기어 240 : 중심축
250 : 발전기축 251,252 : 제1,2발전기축기어
253,254 : 래칫 260, 263 : 제1,2플랜지
280 : 관성차 300 : 발전부100: vertical actuator 110: buoyant body
112: fixed shaft 113: drive gear
114: hinge shaft 121: guide wall
200: torque generating unit 210: fixed wall
220, 230: First and second gear assemblies
221, 231: first and second driven gears 222: ring gear
232: sun gear 240: center axis
250: generator shaft 251,252: first and second generator shaft gears
253, 254: ratchet 260, 263: first and second flanges
280: inertia vehicle 300: generator section

Claims (6)

풍랑에 의해 파고가 수직방향으로 변화될 때의 위치에너지 및 부력에너지를 이용하여 발전을 하기 위한 것으로서,
파고의 높낮이 변화에 따라 수직방향으로 주기적으로 거동하는 수직기동부;
상기 수직기동부에 연결되어 상기 수직기동부의 수직방향 거동에 의해 회전력을 생성하는 회전력생성부; 상기 회전력생성부에서 일으킨 회전력을 이용하여 발전하는 발전부;를 포함하되;
상기 수직기동부는;
중간 부위가 바다 한 가운데에 고정 설치된 고정축에 힌지 연결되어 시소운동을 하는 레버; 상기 레버의 일단에 연결되는 것으로서 해수에 뜰 수 있는 부력체; 상기 레버의 타단에 연결되어 상기 부력체의 수직 운동에 따라 양방향으로 회전을 반복하도록 설치되는 구동기어;를 포함하며;
상기 회전력생성부는;
해양에 고정 설치되는 중심축;
자신의 축을 중심으로 회전 가능하도록 해양에 고정 설치되는 것으로서 상기 중심축에 평행하게 설치되는 발전기축;
상기 구동기어와 섭동하도록 상기 중심축 상에 설치되는 것으로서, 상기 부력체가 부력에 의해 상승할 때 상기 발전기축에 일방향으로 회전력을 전달하는 제1기어조립체;
상기 구동기어와 섭동하도록 상기 중심축 상에 설치되는 것으로서, 상기 부력체가 중력에 의해 하강할 때 상기 발전기축에 일방향으로 회전력을 전달하는 제2기어조립체;를 포함하며,
상기 제1기어조립체는; 베어링을 매개로 하여 상기 중심축에 끼워져 설치되는 것으로서 상기 구동기어와 결합되어 상기 중심축을 축중심으로 하여 일정한 각도 범위에서 왕복 회전하게 되는 제1종동기어; 상기 제1종동기어 내부에 끼워져 결합되는 것으로서 양방향 회전하게 되는 링기어; 상기 링기어에 내접하도록 상기 발전기축에 끼워져 상기 발전기축을 축중심으로 하여 회전하게 되는 것으로서, 래칫에 의해 편방향으로 회전하게 되는 제1발전기축기어;를 포함하는 것을 특징으로 하는 부력 발전장치.For generating electricity by using the potential energy and the buoyant energy when the wave is changed in the vertical direction by the wind,
Vertical section which periodically behaves in vertical direction according to height change of wave height;
A rotational force generating unit connected to the vertical driving unit and generating a rotational force by the vertical motion of the vertical driving unit; And a power generating unit generating power using the rotational force generated by the rotational force generating unit;
The vertical actuating part comprises:
A lever which is hinged to a fixed shaft fixed in the middle of the sea to perform a seesaw motion; A buoyant body connected to one end of the lever and floatable in seawater; And a driving gear connected to the other end of the lever so as to be repeatedly rotated in both directions according to the vertical motion of the buoyant body;
The torque generating unit may include:
A central axis fixedly mounted on the ocean;
A power generator shaft fixed to the ocean so as to be rotatable about its own axis and installed parallel to the central axis;
A first gear assembly installed on the central shaft to perturb the drive gear and transmitting rotational force to the generator shaft in one direction when the buoyant member is lifted by buoyancy;
And a second gear assembly mounted on the center shaft to move in the direction of the driving gear and transmitting rotational force to the generator shaft in one direction when the buoyant body is lowered by gravity,
The first gear assembly comprising: A first driven gear that is fitted to the center shaft via a bearing and is engaged with the driving gear, and is reciprocally rotated in a predetermined angular range around the center shaft; A ring gear coupled to the first driven gear so as to be rotated in both directions; And a first generator-shaft gear rotatably mounted on the generator shaft so as to be inscribed in the ring gear, the first generator-shaft gear rotating in the unidirection by the ratchet and rotating about the generator shaft as an axis. 삭제delete 제1항에 있어서;
상기 제2기어조립체는; 상기 중심축에 끼워져 설치되는 것으로서 상기 구동기어와 결합되어 상기 중심축을 축중심으로 하여 일정한 각도 범위에서 왕복 회전하게 되는 것으로서, 상기 발전기축이 관통한 상태에서 상기 중심축의 축을 중심으로 일정한 구간에서 원운동할 수 있도록 호형 관통홀이 마련되는 제2종동기어; 상기 제2종동기어와 일체로 회전되도록 상기 제2종동기어에 부착 설치되는 선기어; 상기 선기어에 외접하도록 상기 발전기축에 끼워져 상기 발전기축을 축중심으로 하여 회전하게 되는 것으로서 래칫에 의해 편방향으로 회전하게 되는 제2발전기축기어;를 포함하는 것을 특징으로 하는 부력 발전장치.
The method of claim 1, further comprising:
The second gear assembly comprises: The power generator being reciprocally rotated in a predetermined angular range about the central axis by being coupled to the driving gear and being reciprocally rotated in a predetermined angle about an axis of the power shaft, A second driven gear provided with an arc-shaped through-hole so that the arc-shaped through hole can be formed; A sun gear attached to the second driven gear to rotate integrally with the second driven gear; And a second generator-shaft gear that is fitted in the generator shaft so as to circumscribe the sun gear and is rotated about the generator shaft as an axis, and is rotated in one direction by the ratchet.
제1항에 있어서;
상기 제1기어조립체와 제2기어조립체 사이에 개입되는 판형상의 링베어링; 상기 중심축에 끼워지는 것으로서 일측에 제1플랜지가 부착되어 있으며 상기 제1,2기어조립체를 관통하여 끼워지는 슬리브; 상기 제1,2기어조립체를 관통한 슬리브에 결합됨으로써 상기 제1,2기어조립체가 밀착된 상태로 고정되도록 하는 제2플랜지;를 더 포함함으로써; 상기 제1기어조립체와 제2기어조립체는 어셈블리 형태로 설치되는 것을 특징으로 하는 부력 발전장치.
The method of claim 1, further comprising:
A plate-shaped ring bearing interposed between the first gear assembly and the second gear assembly; A sleeve fitted to the center shaft and having a first flange attached to one side thereof and fitted through the first and second gear assemblies; And a second flange coupled to the sleeve penetrating through the first and second gear assemblies to fix the first and second gear assemblies in a tight contact state; Wherein the first gear assembly and the second gear assembly are installed in an assembly form.
제1항에 있어서;
상기 부력체는 속이 빈 통체이며 그 속에는 중량물이 부분적으로 채워짐으로써 중력에 의해 상기 발전기축을 회전시킬 수 있는 위치에너지를 갖도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 부력 발전장치.
The method of claim 1, further comprising:
Wherein the buoyant body is hollow and has a potential energy to rotate the generator shaft by gravity by partially filling the heavy body.
제1항에 있어서;
상기 부력체가 좌우방향으로 요동되는 것을 방지하여 상기 부력체의 수직방향으로의 기동을 유도하기 위한 가이드벽이 상기 부력체의 좌우 양측에 설치되는 것을 특징으로 하는 부력 발전장치.The method of claim 1, further comprising:
Wherein a guide wall for preventing the buoyant member from swinging in the lateral direction and guiding the buoyant member in the vertical direction is installed on both left and right sides of the buoyant member.
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