KR101687274B1 - 파력 발전장치를 갖춘 조명 부표 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 파도 또는 해류에 의해 받는 요동 에너지를 전기 에너지로 변환하여 조명에 필요한 전력을 충당하는 파력 발전장치를 갖춘 조명 부표에 관한 것으로서, 전기자(210)에 회동 가능하게 장착하는 회전자(220)를 지렛대 팔(223)의 시소 운동에 의해 회동하게 하며, 전기자(210)도 수직 회전축(213)을 축으로 회전할 수 있게 하여 파력이 가해지는 방향에 순응할 수 있다.

Description

파력 발전장치를 갖춘 조명 부표{LIGHTING BUOY WITH WAVE POWER GENERATOR}
본 발명은 파도 또는 해류에 의해 받는 요동 에너지를 전기 에너지로 변환하여 조명에 필요한 전력을 자체 충당하는 파력 발전장치를 갖춘 조명 부표에 관한 것이다.
부표는 해수면에 부유시켜 위치 표시 또는 항로 안내의 용도로 사용되는 것으로서, 램프를 장착하여 야간에도 용도에 맞는 제 기능을 수행하게 하며, 해양 생태 환경의 탐사를 위해 사용되기도 하고, 위치 신호를 송신하기 위한 무선송신장치를 설치하기도 한다.
그런데, 부표는 전력을 지속적으로 공급받아 동작하여야 하므로, 자체적으로 전력을 생산 사용하게 구성한다. 이러한 자가발전을 가능하게 할 부표는 안정적인 전력 생산을 위해서, 파력 에너지를 전기 에너지로 변환하여 전력을 생산하는 파력 발전장치를 사용하는 것이 좋다.
조명 부표에 내장하는 파력 발전장치로서, 등록특허 제10-0650793호 및 등록특허 제10-1609838호에는 파도 또는 해류에 의해 받는 부표의 요동 운동을 진자 운동으로 변환하고, 진자 운동을 회전 운동으로 재차 변환하여 발전기를 돌리는 파력 발전장치가 기술되어 있다.
그렇지만, 등록특허 제10-0650793호 및 등록특허 제10-1609838호에 기술된 파력 발전장치는 전력 생산을 위한 진자 운동 구조를 지나치게 상하로 길게 구성하거나 아니면 지나친 중량을 갖게 구성하여야 하고, 부표 내에서 고정된 회동축을 축으로 회동하게 구성하여서, 부표에 가해지는 불규칙적인 방향의 요동 에너지를 충분히 흡수하여 전기 에너지로 변환하지 못한다.
KR 10-1609838 B1 2016.03.31. KR 10-0650793 B1 2006.11.21.
따라서, 본 발명의 목적은 상하 길이를 작게 구성할 수 있을 뿐만 아니라 자체 중량 대비 회동 에너지로의 변환 효율을 높이며, 파력이 가해지는 방향에 맞춰 회동 방향을 틀어 전기 에너지로 변환하는 파력 발전장치를 갖춘 조명 부표를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 하부가 해수에 잠겨 부력을 받고, 해수면 위로 솟아난 상부 표면에 램프(120)가 설치되며, 해수에 잠긴 하부의 내부 바닥에 무게추(110)를 고정한 오뚜기형 몸체(100); 오뚜기형 몸체(100)에 내장하여 램프(120)의 점등에 필요한 전력을 공급하는 파력 발전장치(200); 를 포함하는 파력 발전장치를 갖춘 조명 부표에 있어서, 상기 파력 발전장치(200)는 내측 면에 코일(211)을 권선한 속이 빈 구의 형태로 형성되고, 수평축(212)과 수직 회전축(213)을 구비하며, 수직 회전축(213)을 축으로 회동하도록 오뚜기형 몸체(100)의 내부에 장착하되, 수직 회전축(213)에 설치한 슬립링(215) 및 슬립링(215)에 접촉하는 브러쉬(219)를 통해 코일(211)을 전력 저장 장치(230)에 전기적으로 연결한 전기자(210); 내부 중심을 지나는 샤프트(222)를 구비하고, 전기자(210)의 내측 면과 일정한 공극을 유지하면서 상기 수평축(212)에 회전 가능하게 축설한 샤프트(222)를 축으로 회전할 수 있도록 전기자(210)의 내부에 수용하는 구의 형태로 형성되며, 상기 코일(211)에 쇄교자속을 제공하여 기전력을 유기시키는 영구자석(221)을 외측 면에 구비하고, 전기자(210)의 외측으로 노출시킨 샤프트(222)의 양측 단부에는 대칭구조의 지렛대 팔(223) 중심을 샤프트(222)와 직교하면서 상호 평행하게 각각 고정한 회전자(220); 상기 코일(211)에 유기되는 기전력을 충전하여 상기 램프(120)를 점등시키기 위한 전력을 공급하는 전력 저장 장치(230); 를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 전기자(210)와 회전자(220)는 각각 수평축(212) 또는 샤프트(222)를 극점으로 하여 소정 범위의 경도 구간을 절개하여 제거하되, 전기자(210)의 제거 구간을 회전자(220)의 제거 구간보다 상대적으로 크게 하고, 각각 절개된 구간이 상부를 향하게 장착하되, 샤프트(222)를 지나는 수직면을 중심으로 대칭을 이루게 하며, 지렛대 팔(223)도 수직면을 중심으로 대칭을 이루도록 샤프트(222) 단부에 고정한 것임을 특징으로 한다.
상기 회전자(220)에 구비되는 지렛대 팔(223)의 양측 단부에는 자석(225)이 장착되고, 상기 전기자(210)는 지렛대 팔(223)이 샤프트(222)를 축으로 소정 각도로 회동할 시에 자석(225)과 동일 극성의 반발용 자석(217)에 의한 반발력으로 반대 방향으로 회동하게 함으로써, 지렛대 팔(223)이 시소 운동하여 회전자(220)를 회동시키게 함을 특징으로 한다.
상기 지렛대 팔(223)의 양측 단부에는 중량을 증가시키기 위한 웨이터(224)를 장착함을 특징으로 한다.
상기 웨이터(224)는 샤프트(222)를 중심으로 동일방향으로 뻗어나간 양측 지렛대 팔(223)의 단부끼리 상호 연결되게 한 것임을 특징으로 한다.
상기 전력 저장 장치(230)는 상기 코일(211)에 유기된 기전력을 정류기(231)로 정류한 후 수퍼 캐패시터(super capacitor, 232)에 경유하게 하고, 이후 충전회로(233)에 의해 축전지(234)에 충전되게 하며, 축전지(234)의 충전 전기로 램프(120)를 점등시키는 것임 특징으로 한다.
상기 코일(211)은 수평축(212)을 극점으로 하여 등각의 경도 차를 갖는 경도선으로 전기자(210)의 내측 면을 구획한 후, 경도선을 따라 권선한 것이고, 상기 영구자석(221)은 샤프트(222)를 극점으로 하여 등각의 경도 차를 갖는 경도선으로 회전자(220)의 외측 면을 구획한 후, 구획한 각각의 면을 자극으로 하여 N극과 S극을 교호적으로 형성한 것임을 특징으로 한다.
상기 코일(211)을 위해 긋는 경도선 사이의 경도 차는 상기 영구자석(221)을 위해 긋는 경도선 사이의 경도 차와 동일하게 함을 특징으로 한다.
상기 회전자(220)는 속이 빈 것임을 특징으로 한다.
상기 수직 회전축(213)의 회전에 의해 유기 기전력을 발생시키는 영구자석(213a) 및 전기자 코일(218a)을 더욱 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명은 파력에 의한 요동칠 때에 지렛대 팔(223)에 의해 시소 운동하게 함으로써, 요동 에너지의 회동 에너지 변환 효율이 좋고, 회전자(220)를 회동 가능하게 장착한 전기자(210)도 파력이 가해지는 방향에 맞춰 회전할 수 있게 함으로써 전력 생산 능력을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 조명 부표의 사시도.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 조명 부표의 수직 단면도.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 조명 부표의 내부에 장착한 파력 발전장치(200)의 사시도.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 조명 부표의 내부에 장착한 파력 발전장치(200)의 분해사시도.
도 5는 전력 저장 장치(230)의 전기회로적 구성도.
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 조명 부표의 내부에 장착한 파력 발전장치(200)의 사시도.
도 7은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 조명 부표의 단면도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다.
도 1 내지 도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 조명 부표를 설명하기 위한 도면이다. 도 1은 조명 부표의 사시도이고, 도 2는 조명 부표의 수직 단면도이고, 도3 은 파력 발전장치(200)의 사시도이고, 도 4는 파력 발전장치(200)의 분해사시도이고, 도 5는 전력 저장 장치(230)의 전기회로적 구성도이다.
본 발명의 제1 실시 예에 따른 조명 부표는 해수면에 부유시킬 수 있는 구조의 오뚜기형 몸체(100)에 조명 기능을 갖추게 할 뿐만 아니라 파력발전장치(200)를 내장하여 조명 기능의 수행에 필요한 전력을 자체 생성한다.
상기 오뚜기형 몸체(100)는 부력을 받기 위한 충분한 빈 공간을 하부 구조에 갖추어 해수면에 부유시킬 수 있게 형성하고, 부력을 받음에 따라 해수면 위로 솟아난 상부의 표면에는 조명을 위한 램프(120)를 구비하며, 해수에 잠긴 하부의 내부 바닥에 무게추(110)를 고정하여 무게추(110)의 중량에 의해 무게 중심을 하부에 치우치게 함으로써 파도 또는 해류에 흔들려 기울어지더라도 오뚜기처럼 세워지려는 복원력을 갖는다.
그리고, 상기 오뚜기형 몸체(100)는 닻을 달아놓음으로써 해류에 의해 떠내려가지 아니하게 한다.
이러한 오뚜기형 몸체(100)로 조명 부표를 구성한 기술은 종래기술에서도 기술되어 있는 바, 상세한 설명은 생략하며, 이하, 본 발명의 특징적 구성요소인 상기 파력 발전장치(200)에 대해 상세하게 설명한다.
상기 파력 발전장치(200)는 램프(120)의 점등에 필요한 전력을 공급하는 장치로서, 오뚜기형 몸체(100)의 하부 구조에 내장하되 무게추(110)보다는 높은 위치에 내장하여 오뚜기형 몸체(100)의 요동에 따라 크게 흔들리게 하는 것이 좋다.
본 발명에 따르면 상기 파력 발전장치(200)는 코일(211)이 권선된 전기자(210)를 오뚜기형 몸체(100)의 하부 내부에 설치하여 오뚜기형 몸체(100)의 요동에 따라 함께 요동하게 하고, 영구자석(221)을 구비한 회전자(220)를 전기자(210)에 회동 가능하게 장착하여 파도 또는 해류에 의해 오뚜기형 몸체(100)가 요동함에 따라 회전자(220)를 전기자(210) 중심으로 시소 운동하게 하며, 시소 운동에 따라 영구자석(221)의 자속에 쇄교(鎖交, interlinkage)하는 코일(211)에서 유기되는 기전력을 전력 저장 장치(230)로 충전하여 램프(120)의 점등에 필요한 전력을 확보한다.
상기 전기자(210)는 내측 면을 구면으로 형성한 속이 빈 구의 형태로 외형을 이룬다.
그리고, 상기 전기자(210)는 구면으로 형성한 내측 면에 권선한 코일(211), 내부 중심을 지나는 수평선 상의 부위를 관통시켜 상호 마주하게 한 폭방향의 수평축(212), 내부 중심을 지나는 수직선 상의 저면에 연장시킨 수직 회전축(213), 수직 회전축(213)에 설치하며 코일(211)에 전기적으로 연결되는 슬립링(slip ring, 215), 하측 반구의 외측 면에 구비되되 수평축(212)과 수직 회전축(213)이 놓이는 수직면을 기준으로 상호 대칭을 이루며 상호 반대 방향으로 뻗어나가게 구비된 암(216), 각각의 암(216)의 단부에 고정 설치한 영구자석으로 이루어지는 반발용 자석(217)를 구비한다.
이와 같이 구성되는 상기 전기자(210)는 오뚜기형 몸체(100)의 하부 내부에 지지대(218)를 수직으로 세워 고정한 후 베어링(214)에 의해 수직 회전축(213)을 축으로 회전 또는 회동할 수 있도록 지지대(218)에 설치하고, 코일(211)과 전력 저장 장치(230) 사이를 슬립링(215)에 접촉되게 설치한 브러쉬(219)을 통해 전기적으로 연결한다.
여기서, 암(216)의 단부에 설치한 반발용 자석(217)은 후술하는 바와 같이 회전자(220)의 시소 운동에 의한 회동 범위를 제한하면서 자기적 반발력을 회전자(220)에 가하기 위한 구성요소이므로, 상기 반발용 자석(217)은 상부를 향해 자극이 놓이도록 설치하고, 회전자(220)의 적절한 회동범위를 설계하여 설계 기준에 맞게 암(216)의 형상을 제조 설치하여야 한다.
또한, 상기 전기자(210)는 상측 반구와 하측 반구를 분리 제작하여 회전자(220)를 내부에 수용한 후 상호 결합할 수 있게 구성된다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 코일(211)은 양측 수평축(212)을 극점으로 하여 등각의 경도 차를 갖는 경도선을 전기자(210)의 내측 면에 그은 후, 경도선을 따라 홈을 조성하여 권선한 것이다. 수평축(212)에 근접한 부위에서는 경도선 사이를 잇는 위도선을 따라 홈을 조성하여 코일(211)을 위도선을 따라 지나가게 권선하여도 좋다. 여기서, 코일(211)의 권선법은 발전기에 채용하는 다양한 권선법 중에 적절한 방식을 채용하면 된다.
상기 회전자(220)는 속이 빈 구의 형태로 구성되되 상기 전기자(210)의 내경보다는 상대적으로 작은 외경을 갖게 구성하여 상기 전기자(210)의 내부에 수용할 시에 소정의 공극(air gap)을 갖게 한다.
그리고, 상기 회전자(220)는 N극에 의한 자속 및 S극에 의한 자속을 교호적으로(또는 번갈아 가며) 상기 코일(211)에 쇄교시켜 기전력을 유기시키도록 외측 면에 N극과 S극을 교호적으로 배치되게 장착한 영구자석(221), 내부 중심을 지나며 양단을 외측으로 돌출시키되 상기 전기자(210)의 수평축(212)에 회전가능하게 축설할 시에 수평축(212)의 외측(또는 전기자(210)의 외측)으로 양측 단부가 노출되게 한 샤프트(222), 샤프트(222)의 양측 단부에 각각 고정설치하되 고정 위치를 중심으로 대칭을 이루며 샤프트(222)와 직교하고, 아울러 양측 단부에 고정 설치한 것끼리 상호 평행하게 한 지렛대 팔(223), 지렛대 팔(223)의 양측 단부에 각각 고정 설치한 웨이터(224) 및 자석(225)을 구비한다.
이와 같이 구성되는 상기 회전자(220)는 샤프트(222)의 양측을 상기 수평축(212)에 회동 가능하게 축설하여 전기자(210)의 내측 면과 일정한 공극을 유지하면서 샤프트(222)를 축으로 회전할 수 있도록 전기자(210)의 내부에 수용된다.
여기서, 상기 지렛대 팔(223)은 대칭 구조의 중심을 샤프트(222)의 단부에 고정한 상태이므로 전기자(210)의 외측으로 노출되며, 고정되는 중심을 기준으로 하는 양측의 길이는 적어도 샤프트(222)에서 상기 반발용 자석(217)에 이르는 거리보다 길게 한다. 그리고, 상기 지렛대 팔(223)이 회동하여 상기 반발용 자석(217)과 근접할 시에 자기 반발력을 강하게 받도록 상기 자석(225)을 상기 반발용 자석(217)과 동일 극성을 갖게 하며, 상기 자석(225)을 상기 반발용 자석(217)과 마주하는 위치에 고정 설치한다. 물론, 상기 반발용 자석(217)은 상부를 향하게 되어 있고, 상기 자석(225)은 하부를 향하게 되어 있다.
이에, 상기 지렛대 팔(223)은 상기 반발용 자석(217)의 설치 위치에 따라 정해지는 소정 각도로 회동할 시에 자기 반발력을 받아 반대 방향으로 회동하는 힘을 받게 되므로, 요동에 의해 회동하게 되면 반복적인 시소 운동을 하여 회전자(220)를 소정 각의 범위 내에서 정역회전시킨다.
상기 웨이터(224)는 지렛대 팔(223)의 양측 단부의 중량을 증가시키기 위한 구성요소로서, 오뚜기형 몸체(100)의 요동에 의해 발생하는 회동하는 힘을 증가시키며, 본 발명의 실시 예에 따르면, 샤프트(222)를 기준으로 동일방향으로 뻗어나가는 지렛대 팔(223)의 일측 단부끼리 상호 연결되게 한 것이다. 이에, 샤프트(222)의 양측 단부에 각각 고정 설치한 지렛대 팔(223)은 웨이터(224)에 의해 상호 이어져 견고한 구조를 갖게 된다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 영구자석(221)은 상기 샤프트(222)의 양단을 극점으로 하여 등각의 경도 차를 갖는 경도선으로 회전자(220)의 외측 면을 구획한 후, 구획한 각각의 면을 자극으로 한 것이다. 물론, 샤프트(222)에 근접한 위치에서 위도선을 그어 위도선과 경도선을 경계로 각 구획면을 정한다. 이때, 상기 샤프트(222)를 축으로 한 둘레방향을 따라 N극과 S극이 교호적으로 형성되게 한다.
바람직하게는 전기자(210)에서 코일(211)의 권선 위치를 지정하기 위해 긋는 경도선 사이의 경도 차이는 회전자(220)에서 영구자석(221)의 경계를 지정하기 위해 긋는 경도선 사이의 경도 차이와 동일하게 하는 것이다.
이와 같이 수평축(212)에 축설한 샤프트(222)를 축으로 회전자(220)를 회동할 수 있도록 장착한 전기자(210)도 수직 회전축(213)을 축으로 회전할 수 있게 함으로써, 전기자(210)는 파도 또는 해류에 의해 발생하는 오뚜기형 몸체(100)의 요동과 함께 요동하고, 이러한 요동에 의해 회전자(220)는 전기자(210)를 중심으로 시소 운동에 의한 회동력을 받아 회동하여 코일(211)에 기전력을 유기시킨다.
아울러, 파도의 양상 변화 또는 해류의 흐름방향 변화 등에 의해 오뚜기형 몸체(100)의 기울어짐 방향이 변동하면 지렛대 팔(223)의 단부에 설치한 웨이터(224)에 의해 기울어진 방향으로 쏠리고, 이에, 요동 방향에 맞춰 전기자(210)도 회전하여서 요동 에너지를 전기 에너지로 변환하는 효율도 전기자(210)를 회전시키지 않을 때보다 향상된다.
여기서, 지렛대 팔(223)의 양단에 각각 장착한 웨이터(224)는 서로 중량을 갖게 하여서, 지렛대 팔(223)이 오뚜기형 몸체(100)의 기울어진 방향으로 놓이려는 힘을 더욱 강하게 받게 하는 것도 좋다. 아니면, 전기자(210)에서 반발용 자석(217)을 설치하기 위해 수평축을 지나는 수직면을 기준으로 대칭적으로 설치한 암(216)을 서로 다른 중량을 갖게 하는 것도 좋다.
그리고, 전기자(210)가 수직 회전축(213)을 축으로 회전하게 되어 있어도, 슬립링(215)과 브러쉬(219)에 의해서, 코일(211)의 유기 기전력을 끊김 없이 전력 저장 장치(230)에 공급할 수 있다.
상기 전력 저장 장치(230)는 축전지(234), 브러쉬(219)를 통해 코일(211)의 유기 기전력을 공급받아 직류로 정류하는 정류기(231), 정류한 전기를 충전 및 방전하며 평활회로 역할을 하는 수퍼 캐패시터(super capacitor, 232), 수퍼 캐패시터(232)를 통과한 전기를 축전지(114)에 충전하는 충전회로(233)를 포함한다.
여기서, 수퍼 캐패시터(232)는 통상적으로 평활회로에 사용하던 캐패시터에 비해 입력 임피던스가 낮아 상대적으로 급속 충전이 가능하고, 충전 용량도 상대적으로 크다. 이와 같이 수퍼 캐패시터(232)를 구비함으로써, 본 발명을 해수면에 부유시켜 발전장치로 사용할 시에 불규칙한 흐름의 파도 또는 해류에 따라 코일(211)에 불규칙적인 파형으로 유기되는 기전력을 급속 충전하여 저장한 후 충전회로(234)로 축전할 수 있게 된다.
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 조명 부표의 내부에 장착한 파력 발전장치(200)의 사시도이다.
본 발명의 제2 실시 예에 따르면, 전기자(210)는 구 형태에서 수평축(212)을 극점으로 하여 소정 범위 경도 구간을 절개하여 제거하고, 절개 제거한 구간이 상부를 향하도록 오뚜기형 몸체(100)에 고정한 지지대(218)에 회동 가능하게 장착한다. 즉, 절개 제거한 구간의 중심은 수직 회전축(213)에 있다.
회전자(220)도 마찬가지로 구 형태에서 샤프트(222)를 극점으로 하여 소정 범위의 경도 구간을 절개하여 제거하고, 절개 제거한 구간이 상부를 향하도록 전기자(210)에 회동 가능하게 장착한다.
다만, 전기자(210)의 제거 구간을 회전자(220)의 제거 구간보다 상대적으로 크게 하여서, 전기자(210)의 둘레방향(수평축을 축으로 한 둘레방향) 양단의 경도차가 회전자(220)의 둘레방향(샤프트를 축으로 한 둘레방향) 양단의 경도차보다 상대적으로 작게 한다.
여기서, 전기자(210)와 회전자(220)의 경도 차이는 회전자(220)의 지렛대 팔(223)에 장착한 자석(225)과 전기자(210)의 암(216)에 장착한 반발용 자석(217)에 의해 제한되는 회동 범위로 하는 것이 효율적이다.
그리고, 전기자(210) 및 회전자(220)는 각각 샤프트(222)를 지나는 수직면을 중심으로 대칭을 이루게 하고, 샤프트(222)의 양단에 각각 중심을 고정한 지렛대 팔(223)도 상기한 수직면을 중심으로 대칭을 이루게 한다.
이와 같이 구성한 본 발명의 제2 실시 예는 전기자(210) 및 회전자(220)의 전체 중량을 감소시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 조명 부표의 단면도이다.
본 발명의 제3 실시 예에 따르면, 전기자(210)의 회전축인 수직 회전축(213)의 외주면 둘레방향을 따라 영구자석(213a)을 설치하고, 지지대(216)의 내주면에는 전기자 코일(218a)을 권선하여서, 전기자(210)의 회전에 따라 지지대(215)의 전기자 코일(218a)에 기전력을 유기시킨다. 이때의 유기 기전력은 전력 저장 장치(230)에 공급한다.
여기서 얻는 유기 기전력은 오뚜기형 몸체(100)의 요동 에너지 중에 회전자(220)의 회전력으로 나타나는 에너지를 전기 에너지로 얻는 효과가 있다.
아울러, 전기적 반작용에 의해 회전자(220)의 회전에 제동을 가하는 요인이 되어, 요동 에너지를 회전자(220)의 회동 에너지로 집중되게 하는 효과도 있다. 즉, 전기자(210)는 오뚜기형 몸체(100)의 요동 방향에 순응하는 정도로만 회전시키게 한다.
한편, 지지대(216)의 전기자 코일(218a)은 양단에 저항(미도시)을 연결하여 제동력이 작용하게 함으로써, 전기자(210)가 급속하게 회전하는 것을 방지하는 제동 수단으로만 활용하는 것도 가능하다.
이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시 예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여러가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.
100 : 오뚜기형 몸체
110 : 무게추
120 : 램프
200 : 파력 발전장치
210 : 전기자 211 : 코일 212 : 수평축
213 : 수직 회전축 214 : 베어링 215 : 슬립링
216 : 암 217 : 반발용 자석 218 : 지지대
219 : 브러쉬
220 : 회전자 221 : 영구자석 222 : 샤프트
223 : 지렛대 팔 224 : 웨이터 225 : 자석
230 : 전력 저장 장치 231 : 정류기 232 : 수퍼 캐패시터
233 : 충전회로 234 : 축전지

Claims (10)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 하부가 해수에 잠겨 부력을 받고, 해수면 위로 솟아난 상부 표면에 램프(120)가 설치되며, 해수에 잠긴 하부의 내부 바닥에 무게추(110)를 고정한 오뚜기형 몸체(100); 오뚜기형 몸체(100)에 내장하여 램프(120)의 점등에 필요한 전력을 공급하는 파력 발전장치(200); 를 포함하되,
    상기 파력 발전장치(200)는
    내측 면에 코일(211)을 권선한 속이 빈 구의 형태로 형성되고, 수평축(212)과 수직 회전축(213)을 구비하며, 수직 회전축(213)을 축으로 회동하도록 오뚜기형 몸체(100)의 내부에 장착하되, 수직 회전축(213)에 설치한 슬립링(215) 및 슬립링(215)에 접촉하는 브러쉬(219)를 통해 코일(211)을 전력 저장 장치(230)에 전기적으로 연결한 전기자(210);
    내부 중심을 지나는 샤프트(222)를 구비하고, 전기자(210)의 내측 면과 일정한 공극을 유지하면서 상기 수평축(212)에 회전 가능하게 축설한 샤프트(222)를 축으로 회전할 수 있도록 전기자(210)의 내부에 수용하는 구의 형태로 형성되며, 상기 코일(211)에 쇄교자속을 제공하여 기전력을 유기시키는 영구자석(221)을 외측 면에 구비하고, 전기자(210)의 외측으로 노출시킨 샤프트(222)의 양측 단부에는 대칭구조의 지렛대 팔(223) 중심을 샤프트(222)와 직교하면서 상호 평행하게 각각 고정한 회전자(220);
    상기 코일(211)에 유기되는 기전력을 충전하여 상기 램프(120)를 점등시키기 위한 전력을 공급하는 전력 저장 장치(230);
    를 포함하여 구성되고,
    상기 전기자(210)와 회전자(220)는 각각 수평축(212) 또는 샤프트(222)를 극점으로 하여 소정 범위의 경도 구간을 절개하여 제거하되, 전기자(210)의 제거 구간을 회전자(220)의 제거 구간보다 상대적으로 크게 하고, 각각 절개된 구간이 상부를 향하게 장착하되, 샤프트(222)를 지나는 수직면을 중심으로 대칭을 이루게 하며, 지렛대 팔(223)도 수직면을 중심으로 대칭을 이루도록 샤프트(222) 단부에 고정한 것이며,
    상기 회전자(220)에 구비되는 지렛대 팔(223)의 양측 단부에는 자석(225)이 장착되고,
    상기 전기자(210)는 지렛대 팔(223)이 샤프트(222)를 축으로 소정 각도로 회동할 시에 자석(225)과 동일 극성의 반발용 자석(217)에 의한 반발력으로 반대 방향으로 회동하게 함으로써, 지렛대 팔(223)이 시소 운동하여 회전자(220)를 회동시키게 함을 특징으로 하는 파력 발전장치를 갖춘 조명 부표.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 지렛대 팔(223)의 양측 단부에는 중량을 증가시키기 위한 웨이터(224)를 장착함을 특징으로 하는 파력 발전장치를 갖춘 조명 부표.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 웨이터(224)는 샤프트(222)를 중심으로 동일방향으로 뻗어나간 양측 지렛대 팔(223)의 단부끼리 상호 연결되게 한 것임을 특징으로 하는 파력 발전장치를 갖춘 조명 부표.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 전력 저장 장치(230)는 상기 코일(211)에 유기된 기전력을 정류기(231)로 정류한 후 수퍼 캐패시터(super capacitor, 232)에 경유하게 하고, 이후 충전회로(233)에 의해 축전지(234)에 충전되게 하며, 축전지(234)의 충전 전기로 램프(120)를 점등시키는 것임 특징으로 하는 파력 발전장치를 갖춘 조명 부표.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 코일(211)은 수평축(212)을 극점으로 하여 등각의 경도 차를 갖는 경도선으로 전기자(210)의 내측 면을 구획한 후, 경도선을 따라 권선한 것이고,
    상기 영구자석(221)은 샤프트(222)를 극점으로 하여 등각의 경도 차를 갖는 경도선으로 회전자(220)의 외측 면을 구획한 후, 구획한 각각의 면을 자극으로 하여 N극과 S극을 교호적으로 형성한 것임을 특징으로 하는 파력 발전장치를 갖춘 조명 부표.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 코일(211)을 위해 긋는 경도선 사이의 경도 차는 상기 영구자석(221)을 위해 긋는 경도선 사이의 경도 차와 동일하게 함을 특징으로 하는 파력 발전장치를 갖춘 조명 부표.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 회전자(220)는 속이 빈 것임을 특징으로 하는 파력 발전장치를 갖춘 조명 부표.
  10. 제 3항에 있어서,
    상기 수직 회전축(213)의 회전에 의해 유기 기전력을 발생시키는 영구자석(213a) 및 전기자 코일(218a)을 더욱 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 파력 발전장치를 갖춘 조명 부표.
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