KR101692971B1 - Tidal current generator having cooling system using pressure drop - Google Patents

Tidal current generator having cooling system using pressure drop Download PDF

Info

Publication number
KR101692971B1
KR101692971B1 KR1020150144616A KR20150144616A KR101692971B1 KR 101692971 B1 KR101692971 B1 KR 101692971B1 KR 1020150144616 A KR1020150144616 A KR 1020150144616A KR 20150144616 A KR20150144616 A KR 20150144616A KR 101692971 B1 KR101692971 B1 KR 101692971B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
nacelle
rotor
tower
inlet
outlet
Prior art date
Application number
KR1020150144616A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
고진환
이광수
원보름
Original Assignee
한국해양과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국해양과학기술원 filed Critical 한국해양과학기술원
Priority to KR1020150144616A priority Critical patent/KR101692971B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101692971B1 publication Critical patent/KR101692971B1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
    • F03B13/26—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using tide energy
    • F03B13/264—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using tide energy using the horizontal flow of water resulting from tide movement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/10—Submerged units incorporating electric generators or motors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B15/00—Controlling
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/19—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2220/00—Application
    • F05B2220/70—Application in combination with
    • F05B2220/706—Application in combination with an electrical generator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/90—Mounting on supporting structures or systems
    • F05B2240/97—Mounting on supporting structures or systems on a submerged structure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/20—Heat transfer, e.g. cooling
    • F05B2260/232—Heat transfer, e.g. cooling characterised by the cooling medium
    • Y02E10/226—
    • Y02E10/28—
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient

Abstract

Disclosed is a tidal current generating device utilizing a seawater cooling method using a pressure difference. The tidal current generating device utilizing a seawater cooling method using a pressure difference includes: a rotor with a rotary shaft parallel to the drift of a current; a nacelle wherein the rotary shaft of the rotor is joined, and a power generator producing electricity with the torque of the rotor is installed; and a tower joined to the nacelle in a direction perpendicular to the rotary shaft of the rotor. In the nacelle, a passage penetrating through the nacelle is formed on one side of the tower opposite to the rotor. In the passage, a seawater current due to a pressure difference between the side of the nacelle where the tower is formed and the other side of the nacelle, and thus the power generator is cooled. According to the present invention, the tidal current generating device utilizing the seawater cooling method using a pressure difference capable of minimizing a volume increase and a weight increase of the nacelle due to a cooling device of the power generator while smoothly cooling the power generator installed inside the nacelle and preventing an energy efficiency decrease of the tidal current generating device caused by cooling the power generator.

Description

압력차 해수냉각방식의 조류발전장치{TIDAL CURRENT GENERATOR HAVING COOLING SYSTEM USING PRESSURE DROP}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a tidal current generating apparatus,

본 발명은 압력차 해수냉각방식의 조류발전장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 나셀 내부에 설치된 발전기의 열기를 원활하게 냉각시킬 수 있으면서도 발전기의 냉각장치에 의한 나셀의 체적상승 및 중량증가가 최소화되도록 이루어지는 압력차 해수냉각방식의 조류발전장치에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a pneumatic power generation system of a pressure difference seawater cooling type, and more particularly to a pneumatic power generation system of a pressure difference seawater cooling type which is capable of smoothly cooling a generator installed in a nacelle, The present invention relates to a tidal power generation system of a pressure difference seawater cooling type.

조류발전(潮流發電)은 해수의 흐름을 이용해 발전하는 방식으로서, 해안에 방파제를 설치하여 조수간만의 차이를 이용하여 발전하는 조력발전과 달리, 빠른 해수의 흐름이 나타나는 해역에 댐이나 방파제의 설치 없이 해류를 이용하여 바닷속에 설치한 터빈을 돌리는 발전방식이다. Unlike tidal power generation, in which a breakwater is installed on the coast by using the difference of the tides, the tidal current generation (tidal current generation) is a method of generating by using the flow of seawater. It is a power generation method that uses a current to turn a turbine installed in the sea.

조류발전은 방파제를 건설할 필요가 없기 때문에 조력발전에 비해 비용이 적게 들고, 선박 다니기가 자유로우며, 어류의 이동을 방해하지 않고 주변 생태계에 영향을 주지 않아 환경친화적인 것으로 평가된다.Bird power generation is considered to be environmentally friendly because it does not need to build a breakwater, it is less expensive than tidal power generation, is free to ship, does not interfere with fish migration and does not affect the surrounding ecosystem.

조류발전은 물살의 방향과 회전축의 방향에 따라 크게 두 가지로 분류할 수 있다. 즉, 물살과 로터 회전축의 방향이 평행한 HAT(Horizontal Axis Turbine) 방식과, 직각을 이루는 VAT(Vertical Axis Turbine) 방식으로 나뉜다.Algae can be classified into two types according to the direction of water flow and the direction of rotation axis. That is, the system is divided into a HAT (Horizontal Axis Turbine) system in which the direction of the rotor and a rotation axis of the rotor are parallel to each other, and a VAT (Vertical Axis Turbine) system in which the rotation angle is perpendicular.

이중 HAT 방식과 관련하여 대한민국 등록특허공보 제1242721호에는 조류발전장치가 개시되어 있으며, 등록특허공보 제1242721호는 수밀성 있도록 조립된 밀폐케이싱과, 밀폐케이싱 내부외의 압력 차이로 인해 밀폐케이싱 내부로 해수가 유입되지 않도록 밀폐케이싱 내부의 기압을 해수압력보다 높은 압력으로 조정하는 기압조정장치와, 밀폐케이싱 내부에 장치된 발전장치와, 조류에 의해 회전될 수 있도록 설치되고 연결된 회전축에 의해 발전장치를 구동시키도록 연결되는 블레이드와, 밀폐케이싱을 관통한 블레이드의 회전축에 설치되어 누설을 방지할 수 있도록 구성된 축봉장치와, 발전된 전력을 전송하기 위해 설치되는 케이블과, 밀폐케이싱의 위치를 고정할 수 있도록 설치되는 고정지지체로 구성된 것을 특징으로 한다.Korean Patent Registration No. 1242721 discloses a tidal power generation device, and Japanese Patent Publication No. 1242721 discloses a sealed casing assembled so as to be watertight, and a seawater discharge device A pressure adjusting device for adjusting the air pressure inside the sealed casing to a pressure higher than the seawater pressure so as to prevent the air from flowing into the sealed casing, a power generation device provided inside the sealed casing, and a rotating shaft A shaft bar device installed on a rotary shaft of a blade passing through a sealed casing so as to prevent leakage, a cable installed to transmit the generated electric power, and a fixing device for fixing the position of the closed casing And a fixed support member.

그리고 등록특허공보 제1242721호는 밀폐케이싱이 해수면 아래 설치되고 누수된 일부 해수와 응축수 등이 존재하고 발전기 등 구동장치들로 인하여 온도가 올라감으로 인하여 습기의 증발 등으로 인해 습도가 상승되어 전지 전자장치들의 트러블을 야기할 수 있어 밀폐케이싱 내부에는 습도제어를 통한 응결수 형성을 방지하기 위한 제습장치를 설치하고 있다. 상술한 제습장치는 발전기의 냉각장치와 같은 의미로 이해되어야 한다. In addition, Japanese Patent Publication No. 1242721 discloses that the sealed casing is installed below the sea level, and there is some seawater and condensed water leaking, and the temperature rises due to the driving devices such as a generator and the humidity is raised due to evaporation of moisture, So that a dehumidifying device for preventing the formation of condensation water through humidity control is provided in the sealed casing. The above-mentioned dehumidifying device should be understood to mean the same as the cooling device of the generator.

즉, 제습장치는 전원공급을 통해 기동되는 냉동기를 이용한 냉각시스템이 이용될 수도 있으며, 밀폐케이싱 외부의 해수의 수온이 낮으므로 이 수온이 낮은 해수를 순환펌프를 이용하여 밀폐케이싱 내부로 순환시키는 순환냉각시스템이 이용될 수도 있다. That is, the dehumidifying device may use a cooling system using a refrigerator that is started through a power supply. Since the water temperature of the seawater outside the sealed casing is low, the circulation pump circulating the seawater having a low water temperature to the inside of the sealed casing A cooling system may also be used.

그러나 등록특허공보 제1242721호를 포함하여 종래의 조류발전장치는 상술한 냉동기나 순환펌프를 이용한 냉각시스템을 나셀 내부에 설치하여야 함에 따라, 나셀의 체적(단면적) 및 중량을 증가시키는 요인으로 작용하고 있으며, 또한 냉동기 및 순환펌프를 가동시키려면 상당한 양의 전력이 소비되어야 하므로 냉각시스템의 가동에 에너지가 손실되는 만큼 조류발전장치의 전체 에너지 효율이 감소되는 문제가 있었다. However, in the conventional tidal power generation apparatus including the No. 1242721, since the cooling system using the refrigerator or the circulation pump described above must be installed inside the nacelle, the volume (cross-sectional area) and the weight of the nacelle are increased In addition, since a considerable amount of power must be consumed to operate the refrigerator and the circulation pump, there is a problem that the total energy efficiency of the algae generator is reduced as energy is lost in operation of the cooling system.

(0001) 대한민국 등록특허공보 제1242721호(등록일: 2013.03.06)(0001) Korean Patent Registration No. 1242721 (Registered on March 31, 2013)

본 발명의 목적은, 나셀 내부에 설치된 발전기의 열기를 원활하게 냉각시킬 수 있으면서도, 발전기의 냉각장치에 의한 나셀의 체적상승 및 중량증가가 최소화되고, 발전기의 냉각에 따른 조류발전장치의 에너지 효율의 감소가 방지되도록 이루어지는 압력차 해수냉각방식의 조류발전장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a cooling device for cooling a generator of a tidal power generation system that can smoothly cool the heat of a generator installed in a nacelle and increase the volume and weight of the nacelle by the cooling device of the generator, And to prevent a decrease in the amount of the seawater.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 조류의 흐름방향과 평행한 회전축을 갖는 로터; 상기 로터의 회전축이 결합되고, 상기 로터의 회전력에 의해 전력을 생산하는 발전기가 설치된 나셀; 및 상기 로터의 회전축과 직각방향으로 상기 나셀과 결합되는 타워를 포함하고, 상기 나셀에는 상기 타워를 기준으로 상기 로터와 반대쪽에 상기 나셀을 관통하는 통로가 형성되며, 상기 통로에는 상기 나셀을 기준으로 상기 타워 쪽과 그 반대쪽 간의 압력차에 의한 해수의 흐름이 형성되어 상기 발전기가 냉각되는 것을 특징으로 하는 압력차 해수냉각방식의 조류발전장치에 의하여 달성된다.According to the present invention, said object is achieved by a rotor comprising: a rotor having a rotation axis parallel to a flow direction of a tidal current; A nacelle to which a rotary shaft of the rotor is coupled and a generator for generating electric power by the rotational force of the rotor is installed; And a tower coupled to the nacelle in a direction perpendicular to the rotation axis of the rotor, wherein the nacelle is provided with a passage through the nacelle on the opposite side of the rotor with respect to the tower, And a flow of seawater due to a pressure difference between the tower side and the opposite side is formed and the generator is cooled.

상기 통로는, 상기 나셀을 기준으로 상기 타워 쪽에 형성되는 유출구; 상기 나셀을 기준으로 상기 타워 쪽과 반대쪽에 형성되는 유입구; 및 상기 유입구와 상기 유출구 사이에 형성되는 중공부를 포함하고, 상기 발전기는 상기 나셀에서 상기 중공부의 옆벽에 접하여 설치되도록 이루어질 수 있다.Wherein the passage comprises: an outlet formed on the tower side with respect to the nacelle; An inlet formed on the opposite side of the tower with respect to the nacelle; And a hollow portion formed between the inlet and the outlet, wherein the generator is installed in contact with the side wall of the hollow portion in the nacelle.

상기 중공부의 옆벽에는 복수의 방열플레이트가 서로 이격되어 형성되고, 상기 방열플레이트는, 상기 통로 상에서 해수의 흐름을 안내하도록 상기 유입구쪽에서 상기 유출구쪽으로 길게 형성되도록 이루어질 수 있다.A plurality of heat dissipation plates may be formed on the sidewalls of the hollow portion so that the heat dissipation plate is formed to extend from the inlet toward the outlet so as to guide the flow of seawater on the passage.

상기 통로를 흐르는 해수의 유속이 증가하도록, 상기 유출구는 상기 유입구보다 크게 형성되도록 이루어질 수 있다.The outlet may be formed to be larger than the inlet so that the flow rate of seawater flowing through the passage increases.

상기 나셀에는, 상기 유입구와 상기 유출구의 크기를 조정하는 조정유닛이 설치되도록 이루어질 수 있다.The nacelle may be provided with an adjusting unit for adjusting the size of the inlet and the outlet.

상기 조정유닛은, 상기 나셀의 외주면에서 상기 유입구와 상기 유출구 사이에 각각 형성되어 원주방향을 따라 슬라이드이동가능하게 형성되는 한 쌍의 슬라이더; 및 상기 유입구와 상기 유출구 간 크기의 상대비가 변화하도록, 상기 한 쌍의 슬라이더를 상기 유입구쪽 또는 상기 유출구쪽으로 슬라이드이동시키는 이동수단을 포함하여 이루어질 수 있다.Wherein the adjusting unit comprises: a pair of sliders each formed between the inlet and the outlet at an outer peripheral surface of the nacelle and formed to be slidable along a circumferential direction; And moving means for slidably moving the pair of sliders toward the inlet port or the outlet port so that the relative ratio of the inlet port and the outlet port changes.

상기 나셀은, 전단부에 상기 로터의 회전축이 결합되는 프런트나셀; 후단부에 방향타가 구비되는 리어나셀; 및 상기 프런트나셀과 상기 리어나셀을 연결하면서 상기 타워와 결합되고, 상기 발전기가 설치되며, 상기 발전기를 기준으로 상기 로터와 반대쪽에 상기 통로를 형성하는 미들나셀을 포함하여 이루어질 수 있다.The nacelle includes: a front nacelle having a front end coupled to a rotary shaft of the rotor; A rear nacelle having a rudder at the rear end thereof; And a middle nacelle coupled to the tower while connecting the front nacelle and the rear nacelle, wherein the generator is installed, and the middle nacelle forms the passage on the opposite side of the rotor with respect to the generator.

본 발명에 의하면, 타워에 의한 압력강하에 의해 나셀에 형성된 통로에 해수의 흐름이 형성됨으로써, 나셀 내부에 설치된 발전기의 열기를 원활하게 냉각시킬 수 있으면서도, 발전기의 냉각장치에 의한 나셀의 체적상승 및 중량증가가 최소화되고, 발전기의 냉각에 따른 조류발전장치의 에너지 효율의 감소가 방지되도록 이루어지는 압력차 해수냉각방식의 조류발전장치를 제공할 수 있게 된다.According to the present invention, since the flow of seawater is formed in the passage formed in the nacelle by the pressure drop by the tower, the heat of the generator installed in the nacelle can be cooled smoothly, It is possible to provide a tidal power generation system of the pressure difference seawater cooling type in which the weight increase is minimized and the reduction of the energy efficiency of the tidal power generation device due to the cooling of the generator is prevented.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력차 해수냉각방식의 조류발전장치의 측면도.
도 2는 도 1의 압력차 해수냉각방식의 조류발전장치의 미들나셀을 나타내는 도면.
도 3은 도 1의 압력차 해수냉각방식의 조류발전장치의 미들나셀의 통로 내부를 나타내는 도면.
도 4는 도 1의 압력차 해수냉각방식의 조류발전장치의 부분투시도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 압력차 해수냉각방식의 조류발전장치의 조정유닛을 나타내는 도면.
도 6 및 도 7은 유입구와 유출구의 크기 변화에 따라 통로를 흐르는 해수의 속도 변화를 전산유동해석 프로그램에 의해 시뮬레이션 한 그림.1 is a side view of a bird's power generation apparatus of a pressure difference seawater cooling type according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a view showing a middle nacelle of an algae generator of the pressure difference seawater cooling system of FIG. 1; FIG.
3 is a view showing the inside of the passage of the middle nacelle of the tidal power generation system of the pressure difference seawater cooling system of Fig.
4 is a partial perspective view of the tidal power generation system of the pressure difference seawater cooling system of Fig.
5 is a view showing an adjustment unit of an algae power generation apparatus of a pressure difference seawater cooling type according to another embodiment of the present invention.
FIGS. 6 and 7 are simulation results of a change in the velocity of seawater flowing through a passage according to a change in size of an inlet and an outlet by a computerized flow analysis program. FIG.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, the well-known functions or constructions are not described in order to simplify the gist of the present invention.

본 발명의 압력차 해수냉각방식의 조류발전장치는, 나셀 내부에 설치된 발전기의 열기를 원활하게 냉각시킬 수 있으면서도, 발전기의 냉각장치에 의한 나셀의 체적상승 및 중량증가가 최소화되고, 발전기의 냉각에 따른 조류발전장치의 에너지 효율의 감소가 방지되도록 이루어진다. INDUSTRIAL APPLICABILITY The tide generation system of the pressure difference seawater cooling method according to the present invention is capable of smoothly cooling the heat of the generator installed in the nacelle and minimizing the volume increase and weight increase of the nacelle by the cooling device of the generator, Thereby preventing a reduction in the energy efficiency of the tidal power generation device.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력차 해수냉각방식의 조류발전장치의 측면도, 도 2는 도 1의 압력차 해수냉각방식의 조류발전장치의 미들나셀을 나타내는 도면, 도 3은 도 1의 압력차 해수냉각방식의 조류발전장치의 미들나셀의 통로 내부를 나타내는 도면, 도 4는 도 1의 압력차 해수냉각방식의 조류발전장치의 부분투시도, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 압력차 해수냉각방식의 조류발전장치의 조정유닛을 나타내는 도면, 도 6 및 도 7은 유입구와 유출구의 크기 변화에 따라 통로를 흐르는 해수의 속도 변화를 전산유동해석 프로그램에 의해 시뮬레이션 한 그림.FIG. 1 is a side view of a tidal power generation system of the pressure difference seawater cooling type according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a view showing a middle nacelle of the tidal power generation system of the pressure difference seawater cooling system of FIG. 1, Fig. 4 is a partial perspective view of the tidal power generation system of the pressure difference seawater cooling system of Fig. 1, and Fig. 5 is a partial perspective view of the tidal power generation system according to another embodiment of the present invention. 6 and 7 are graphs showing simulation results of a change in the speed of seawater flowing through a passage according to a change in size of an inlet and an outlet, by a computer-aided flow analysis program.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 압력차 해수냉각방식의 조류발전장치(1)는, 나셀(10) 내부에 설치된 발전기(P)의 열기를 원활하게 냉각시킬 수 있으면서도 발전기(P)의 냉각장치에 의한 나셀(10)의 체적상승 및 중량증가가 최소화되며, 나셀(10), 로터(20) 및 타워(30)를 포함하여 구성된다. 1, the bird's power generation apparatus 1 of the pressure difference seawater cooling type according to the embodiment of the present invention can smoothly cool the heat of the generator P installed in the nacelle 10, The volume increase and weight increase of the nacelle 10 by the cooling device of the generator P are minimized and the nacelle 10, the rotor 20 and the tower 30 are included.

로터(20)는 그 회전축이 조류의 흐름방향과 평행한 상태로 배치된다. 즉, 본 발명의 압력차 해수냉각방식의 조류발전장치(1)는 물살과 로터(20) 회전축의 방향이 평행한 HAT(Horizontal Axis Turbine) 방식으로 이루어진다. The rotor 20 is arranged so that its rotation axis is parallel to the flow direction of the algae. That is, the tidal power generation apparatus 1 of the pressure difference seawater cooling type of the present invention is made of a HAT (Horizontal Axis Turbine) method in which the direction of the rotation axis of the rotor 20 is parallel to the water flow.

도 1에 도시된 바와 같이, 나셀(10)은 일 방향으로 긴 원통형으로 형성되며, 그 전단부에 로터(20)의 회전축이 결합되고 후단부에 방향타(R)가 구비된다. 로터(20)의 회전축은 나셀(10)의 길이방향과 평행하게 설치되어 로터(20)의 전후에서 나셀(10)의 형상에 의한 유체 흐름과 나셀(10)의 외주면 간 마찰발생이 최소화된다. As shown in FIG. 1, the nacelle 10 is formed in a long cylindrical shape in one direction, and the front end of the nacelle 10 is coupled to the rotation axis of the rotor 20, and the rear end thereof is provided with a rudder R. The rotation axis of the rotor 20 is provided parallel to the longitudinal direction of the nacelle 10 so that the occurrence of friction between the fluid flow due to the shape of the nacelle 10 and the outer peripheral surface of the nacelle 10 at the front and rear of the rotor 20 is minimized.

나셀(10)의 내부에는 로터(20)의 회전력에 의해 전력을 생산하는 발전기(P)가 설치된다. In the interior of the nacelle 10, a generator P for generating electric power by the rotational force of the rotor 20 is installed.

타워(30)는 수중에서 나셀(10)을 지지하는 구성으로서, 로터(20)와 방향타(R)의 사이에서 로터(20)의 회전축과 직각방향으로 나셀(10)과 결합된다. 타워(30)는 해저면에 직접 고정될 수도 있고, 조류발전장치(1)의 별도의 구조체에 결합될 수도 있다. The tower 30 is configured to support the nacelle 10 in water and is coupled to the nacelle 10 in a direction perpendicular to the axis of rotation of the rotor 20 between the rotor 20 and the rudder R. The tower 30 may be directly fixed to the seabed surface or may be coupled to a separate structure of the algae generator 1.

도 1에 도시된 바와 같이, 나셀(10)은 프런트나셀(11), 미들나셀(12) 및 리어나셀(13)을 포함하여 구성된다. 1, the nacelle 10 includes a front nacelle 11, a middle nacelle 12, and a rear nacelle 13. As shown in Fig.

프런트나셀(11)은 그 전단부에 로터(20)의 회전축이 결합되고, 리어나셀(13)은 후단부에 방향타(R)가 구비된다. 미들나셀(12)은 프런트나셀(11)과 리어나셀(13)을 연결하면서 타워(30)와 결합된다. 미들나셀(12)의 하단부는 타워(30)의 상단부에 회전가능하게 결합될 수 있다. The rotation axis of the rotor 20 is coupled to the front end of the front nacelle 11 and the rear end of the rear nacelle 13 is provided with a rudder R. [ The middle nacelle 12 is connected to the tower 30 while connecting the front nacelle 11 and the rear nacelle 13 together. The lower end of the middle nacelle 12 may be rotatably coupled to the upper end of the tower 30.

도 2(a)에 도시된 바와 같이, 발전기(P)는 미들나셀(12)의 내부에 설치된다. 도시되지는 않았으나, 프론트나셀(10)의 내부에는 로터(20)의 회전축으로부터 발전기(P)의 회전축(미도시)으로 회전력을 전달하는 기어박스(미도시)가 더 설치될 수 있다. 미설명된 도면부호 C는 발전기(P)의 회전축 중심을 의미한다. As shown in Fig. 2 (a), the generator P is installed inside the middle nacelle 12. Although not shown, a gear box (not shown) for transmitting the rotational force from the rotation axis of the rotor 20 to the rotation axis (not shown) of the generator P may be further installed inside the front nacelle 10. Reference numeral C denotes a center of rotation axis of the generator P.

도 2에 도시된 바와 같이, 미들나셀(12)에는 원통형(또는 다각통형) 외벽 내부에 내부공간을 구획하는 옆벽(W)이 형성된다. 미들나셀(12)의 내부에는 옆벽(W)을 기준으로 프런트나셀(11) 쪽에 발전기(P)가 설치되고, 리어나셀(13) 쪽에는 해수가 흐르는 통로(T)가 형성된다. As shown in FIG. 2, the middle nacelle 12 is provided with a side wall W defining an inner space in a cylindrical (or polygonal) outer wall. A generator P is installed on the side of the front nacelle 11 with respect to the side wall W and a passage T through which the sea water flows is formed on the rear nacelle 13 in the middle nacelle 12.

도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 옆벽(W)은 미들나셀(12) 내부에서 타워(30)의 중심보다 리어나셀(13) 쪽으로 치우친 위치에 형성되고, 통로(T)는 옆벽(W)을 기준으로 리어나셀(13) 쪽에 형성된다. 발전기(P)는 옆벽(W)을 기준으로 프런트나셀(11) 쪽에서 중공부(T3)의 옆벽(W)에 접하여 설치된다. 1 and 4, the side wall W is formed at a position offset from the center of the tower 30 toward the rear nacelle 13 inside the middle nacelle 12, and the passage T is formed in the side wall W On the rear nacelle 13 side. The generator P is installed in contact with the side wall W of the hollow portion T3 from the side of the front nacelle 11 with respect to the side wall W. [

도 2에 도시된 바와 같이, 통로(T)는 미들나셀(12)을 관통하는 형태로 형성되며, 유출구(T2), 유입구(T1) 및 중공부(T3)를 포함하여 구성된다. As shown in FIG. 2, the passage T is formed through the middle nacelle 12 and includes an outlet T2, an inlet T1, and a hollow portion T3.

유출구(T2)는 미들나셀(12)의 외벽에서 타워(30) 쪽 즉, 아래쪽에 형성되고, 유입구(T1)는 미들나셀(12)의 외벽에서 타워(30)의 반대쪽 즉, 위쪽에 형성된다. 중공부(T3)는 유입구(T1)와 유출구(T2) 사이에 형성된다. The outlet T2 is formed on the outer wall of the middle nacelle 12 on the side of the tower 30 or on the lower side and the inlet T1 is formed on the outer wall of the middle nacelle 12 on the opposite side of the tower 30 . The hollow portion T3 is formed between the inlet T1 and the outlet T2.

중공부(T3)는 나셀(10)의 길이방향으로 옆벽(W)과 리어나셀(13)의 전단부에 의해 가로막힌 공간을 형성하며, 중공부(T3)에는 유입구(T1)와 유출구(T2)를 통해서만 해수가 유입되거나 유출된다. The hollow portion T3 forms a space blocked by the front end portions of the sidewall W and the rear nacelle 13 in the longitudinal direction of the nacelle 10. The hollow portion T3 has an inlet T1 and an outlet T2 ), The seawater is flowed in or out.

도 2(b)에 도시된 바와 같이, 옆벽(W)에는 발전기(P)의 회전축이 삽입되는 삽입부(NH)가 형성된다. 도시되지는 않았으나, 삽입부(NH)의 내부 또는 리어나셀(13)에는 발전기(P)의 회전축을 지지하는 구름베어링(미도시)이 설치된다. As shown in FIG. 2 (b), the side wall W is formed with an insertion portion NH into which the rotation axis of the generator P is inserted. Although not shown, a rolling bearing (not shown) for supporting a rotation axis of the generator P is installed in the inserting portion NH or the rear nacelle 13.

도 1에 도시된 바와 같이, 타워(30)는 어느 한쪽(도시된 상태에서 아래쪽)에서 미들나셀(12)과 결합되며, 따라서 조류의 흐름에는 나셀(10)의 아래쪽에서 타워(30)의 앞쪽과 뒤쪽에 압력차가 발생하게 된다. 1, the tower 30 is coupled with the middle nacelle 12 in either one (shown in the downward state), so that the flow of the tidal current is transmitted from the lower side of the nacelle 10 to the front side of the tower 30 And a pressure difference occurs on the back side.

즉, 조류는 미들나셀(12)의 아래에서 타워(30)에 의해 흐름이 막혀 타워(30)의 뒤쪽에 압력강하가 발생하게 되며, 도 4에 도시된 바와 같이, 미들나셀(12)에는 타워(30)의 뒤쪽에서 타워(30)쪽과 그 반대쪽을 관통하는 통로(T)가 형성됨에 따라, 도 3에 도시된 바와 같이, 해수는 타워(30)에 의한 압력강하가 발생하지 않은 미들나셀(12)의 위쪽에서 압력강하가 발생한 미들나셀(12)의 아래쪽으로 통로(T)를 통해 흐르게 된다. That is, the current is blocked by the tower 30 under the middle nacelle 12 and a pressure drop occurs on the rear side of the tower 30. As shown in FIG. 4, the middle nacelle 12 is provided with a tower 3, the sea water passes through the middle nacelle 30 where no pressure drop by the tower 30 has occurred, Flows through the passage (T) below the middle nacelle (12) where a pressure drop occurs at the top of the middle nacelle (12).

이와 같은 통로(T)를 지나는 해수의 흐름은 미들나셀(12)의 내부에 형성된 옆벽(W)과 지속적으로 열교환을 하게 되며, 상술한 바와 같이 발전기(P)가 옆벽(W)에 접하여 형성됨에 따라, 발전기(P)로부터 발생하는 열은 옆벽(W)을 통해 해수로 전달되고, 발전기(P)의 열은 통로(T)에서 발생하는 해수의 연속적인 흐름을 통해 지속적으로 배출된다. The flow of the seawater passing through the passage T continuously exchanges heat with the side wall W formed in the middle nacelle 12 and the generator P is formed in contact with the side wall W as described above The heat generated from the generator P is transmitted to the seawater through the side wall W and the heat of the generator P is continuously discharged through the continuous flow of the seawater generated in the passage T. Accordingly,

상술한, 통로(T)를 지나는 해수의 흐름 즉, 유입구(T1)로부터 중공부(T3)를 지나 유출구(T2)로 빠져나가게 되는 해수의 흐름은 '타워(30) 전후의 압력강하'와 '압력강하가 발생한 지점에 나셀(10)에 형성된 통로(T)'에 기인한 것으로서, 이와 같은 흐름을 형성하기 위한 모터, 터빈 등 추가적인 장치나 이를 구동하기 위한 별도의 에너지원 없이 형성된다. The flow of the seawater passing through the passage T, that is, the flow of seawater flowing from the inlet T 1 to the outlet T 2 through the hollow portion T 3 is referred to as 'pressure drop before and after the tower 30' (T) 'formed in the nacelle 10 at the point where the pressure drop occurs, and is formed without any additional device such as a motor, turbine, or any other energy source for driving such a flow.

종래의 조류발전장치는 냉동기나 순환펌프를 이용한 냉각시스템을 나셀 내부에 설치하여야 함에 따라, 냉각시스템이 나셀의 체적(단면적) 및 중량을 증가시키는 요인으로 작용하고 있다. In the conventional tidal power generation device, since the cooling system using the refrigerator or the circulation pump is to be installed inside the nacelle, the cooling system is acting as a factor for increasing the volume (cross sectional area) and weight of the nacelle.

또한, 냉동기 및 순환펌프를 가동시키려면 상당한 양의 전력이 소비되어야 하므로 냉각시스템의 가동에 에너지가 손실되는 만큼 조류발전장치의 전체 에너지 효율이 감소되는 문제가 있었다. In addition, since a considerable amount of power must be consumed to operate the refrigerator and the circulation pump, there is a problem in that the total energy efficiency of the tidal power generation apparatus is reduced as energy is lost in operation of the cooling system.

본 발명의 압력차 해수냉각방식의 조류발전장치(1)는 추가적인 장치나 이를 구동하기 위한 별도의 에너지원 없이 '타워(30) 전후의 압력강하'와 '압력강하가 발생한 지점에 나셀(10)에 형성된 통로(T)'에 의해 냉각시스템을 구축함으로써, 종래 기술의 문제점을 해결하게 된다. The tidal power generation system 1 of the present invention is capable of reducing the pressure drop before and after the tower 30 and the pressure of the nacelle 10 at the point where the pressure drop occurs without an additional device or a separate energy source for driving the additional device. The cooling system is constructed by the passage (T) formed in the heat exchanger.

도 4는 본 발명의 조류발전장치(1)를 미들나셀(12)을 중심으로 위쪽에서 바라본 투시도로서, 타워(30)의 중심으로부터 유입구(T1)의 중심까지 거리 U, 유입구(T1) 및 유출구(T2)의 폭 WT 및 너비 V가 도시되어 있다. 4 is a perspective view of the algae generator 1 of the present invention viewed from the upper side with respect to the middle nacelle 12 and shows a distance U from the center of the tower 30 to the center of the inlet T1, And the width WT and the width V of the second tube T2.

상술한 바와 같이, 유입구(T1) 및 유출구(T2)는 조류의 흐름방향에서 타워(30)보다 뒤쪽에 형성되며, 타워(30)의 중심으로부터 유입구(T1)의 중심까지 거리 U의 조정을 통해 압력강하의 크기가 조정될 수 있다. As described above, the inlet T1 and the outlet T2 are formed behind the tower 30 in the direction of the flow of the algae, and by adjusting the distance U from the center of the tower 30 to the center of the inlet T1, The size of the pressure drop can be adjusted.

유입구(T1)와 유출구(T2)의 크기는 통로(T)를 통과하는 해수의 유속을 결정하는 변수로서, 타워(30)의 중심으로부터의 거리 U를 동일하게 한 상태에서 유입구(T1) 및 유출구(T2)의 폭 WT 및 너비 V의 조정을 통해 유입구(T1) 및 유출구(T2)를 통과하는 해수의 속도를 빠르게 하거나 느리게 할 수도 있다. The size of the inlet T1 and the outlet T2 is a variable for determining the flow rate of the seawater passing through the passage T. The inlet T1 and the outlet T2 have the same distance U from the center of the tower 30, The speed of the seawater passing through the inlet T1 and the outlet T2 may be increased or decreased through adjustment of the width WT and the width V of the outlet T2.

도시되지는 않았으나, 유출구(T2)는 통로(T)를 흐르는 해수의 유속이 증가하도록 유입구(T1)보다 크게 형성될 수 있다. Although not shown, the outlet T2 may be formed larger than the inlet T1 so that the flow rate of the seawater flowing through the passage T increases.

도 6 및 도 7은 유입구(T1)와 유출구(T2)의 크기 변화에 따라 통로(T)를 흐르는 해수의 속도 변화를 전산유동해석 프로그램에 의해 시뮬레이션 한 그림으로서, 유출구(T2)가 보다 크게 형성된 경우(도 7) 통로(T)를 흐르는 해수의 속도가 증가함을 알 수 있다. 6 and 7 are graphs simulating the change in the velocity of the seawater flowing through the passage T according to the size change of the inlet T1 and the outlet T2 by the computerized flow analysis program, (FIG. 7), it can be seen that the velocity of the seawater flowing through the passage T increases.

도 2(b) 및 도 3에 도시된 바와 같이, 중공부(T3)의 옆벽(W)에는 복수의 방열플레이트(RP)가 서로 이격되어 형성될 수 있다. As shown in FIG. 2 (b) and FIG. 3, a plurality of radiating plates RP may be formed on the side wall W of the hollow portion T3 so as to be spaced apart from each other.

상술한 바와 같이 '타워(30) 전후의 압력강하'에 의해 통로(T)에는 유입구(T1)로부터 중공부(T3)를 지나 유출구(T2)로 빠져나가는 해수의 흐름이 형성되지만, 통로(T)를 지나는 해수의 흐름은 유입구(T1), 유출구(T2) 및 중공부(T3)의 크기와 형태에 따라 중공부(T3)에서 경로가 변화할 수 있으며, 조류의 속도에 국지적 변동이 발생하게 되면 통로(T) 내외의 압력변화에 의해 부분적으로 역류나 소용돌이 형태의 흐름이 형성될 가능성도 있다. The flow of seawater escaping from the inlet T1 through the hollow portion T3 to the outlet T2 is formed in the passage T by the pressure drop before and after the tower 30 as described above, May vary in the hollow portion T3 depending on the size and shape of the inlet T1, the outlet T2 and the hollow portion T3, and local variations in the velocity of the algae may occur There is a possibility that a reverse flow or a swirling flow may partially be formed due to a change in pressure inside and outside the passage T. [

도 3에 도시된 바와 같이, 방열플레이트(RP)는 옆벽(W)에서 리어패널 쪽으로 돌출된 플레이트 형태로 구비되어 유입구(T1)쪽에서 유출구(T2)쪽으로 서로 나란하게 배치되며, 이에 따라 통로(T) 내외에 압력변화가 발생하더라도 중공부(T3) 상에서 유입구(T1)쪽에서 유출구(T2)쪽으로 해수의 흐름을 안내하고 유입구(T1)쪽에서 유출구(T2)쪽 이외의 해수의 흐름을 간섭하여 억제하게 된다. 3, the heat dissipating plates RP are provided in the form of a plate protruding from the side wall W toward the rear panel and are arranged side by side from the inlet T1 toward the outlet T2, The flow of the seawater is guided from the inlet T1 to the outlet T2 on the hollow portion T3 so as to interfere with the flow of the seawater other than the outlet T2 on the inlet T1 side do.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 압력차 해수냉각방식의 조류발전장치(1)에는 유입구(T1)와 유출구(T2)의 크기를 조정하는 조정유닛(15)이 설치될 수 있다. 5, in the tidal power generation system 1 of the pressure difference seawater cooling type according to another embodiment of the present invention, an adjustment unit 15 for adjusting the sizes of the inlet T1 and the outlet T2 is installed .

상술한 바와 같이, 유입구(T1) 및 유출구(T2)는 타워(30)의 중심으로부터의 거리 U를 동일하게 한 상태에서 폭 WT 및 너비 V를 조정하면 유입구(T1) 및 유출구(T2)를 통과하는 해수의 속도를 빠르게 하거나 느리게 할 수도 있다.(도 4 참조) As described above, the inlet T1 and the outlet T2 pass through the inlet T1 and the outlet T2 when the width WT and the width V are adjusted with the distance U from the center of the tower 30 being the same. The speed of the seawater may be increased or decreased (see FIG. 4).

조류의 속도는 대체로 일정하지만 국지적으로는 변동할 수 있으며, 조류의 속도가 변동하게 되면, 압력강하의 크기가 연동하여 변동하게 되고, 이에 따라 통로(T)를 흐르는 유량이 변화하여 발전기(P)의 냉각속도에 차이가 발생하게 된다. The speed of the algae can be varied in a localized manner, and if the speed of the algae fluctuates, the magnitude of the pressure drop will change in conjunction with the change in the flow rate of the algae, There is a difference in the cooling rate of the cooling medium.

또한, 발전기(P)의 온도가 상승하는 경우 통로(T)를 흐르는 유량을 증가시키게 되면 발전기(P)의 과열을 방지할 수도 있다. In addition, when the temperature of the generator P rises, it is possible to prevent the generator P from overheating by increasing the flow rate through the passage T.

본 발명의 다른 실시예에 따른 조류발전장치(1)는 조정유닛(15)을 통해 유입구(T1)와 유출구(T2)의 폭의 비를 조정함으로써, 조류의 속도가 변동하더라도 통로(T)를 흐르는 유량을 일정하게 유지할 수 있으며, 발전기(P)의 온도 상승에 따라 통로(T)를 흐르는 유량을 증가시킬 수 있게 된다. The tidal power generation apparatus 1 according to another embodiment of the present invention adjusts the width ratio between the inlet T1 and the outlet T2 through the adjustment unit 15 so that the passage T It is possible to keep the flow rate constant and increase the flow rate of the flow of the gas in the passage T in accordance with the temperature rise of the generator P.

도 5(b)에 도시된 바와 같이, 조정유닛(15)은 슬라이더(S) 및 이동수단(G)을 포함하여 구성된다. 도 5(b)는 조정유닛(15)과 이동수단(G)의 연동구조를 도시하기 위한 것으로서, X 영역에는 유입구(T1) 및 유출구(T2)에서 미들나셀(12)의 단면을 도시하였으며, Y 영역에는 리어나셀(13)의 내부에 설치된 이동수단(G)을 개략적으로 도시하였다. As shown in Fig. 5 (b), the adjustment unit 15 includes a slider S and a moving means G. [ 5B is a view showing an interlocking structure of the adjusting unit 15 and the moving means G. The X region shows the cross section of the middle nacelle 12 at the inlet T1 and the outlet T2, And a moving means G provided inside the rear nacelle 13 is schematically shown in the Y region.

도 5(a) 및 도 5(b)에 도시된 바와 같이, 슬라이더(S)는 미들나셀(12)의 외주면 일부를 원주방향을 따라 감싸는 형태로 유입구(T1)와 유출구(T2) 사이 양쪽에 각각 형성된다. 도시되지는 않았으나, 미들나셀(12)의 외주면에는 원주방향으로 레일이 형성되고, 슬라이더(S)의 안쪽면에는 레일을 따라 슬라이드이동하는 휠이 형성될 수 있다. 5 (a) and 5 (b), the slider S is provided on both sides between the inlet T1 and the outlet T2 in such a manner as to surround a part of the outer peripheral surface of the middle nacelle 12 along the circumferential direction Respectively. Although not shown, a rail may be formed in the circumferential direction on the outer circumferential surface of the middle nacelle 12, and a wheel may be formed on the inner surface of the slider S to slide along the rail.

도 5(b)에 도시된 바와 같이, 이동수단(G)은 한 쌍의 슬라이더(S)를 유입구(T1)쪽 또는 유출구(T2)쪽으로 슬라이드이동시키는 구성으로서, 미들나셀(12)과 인접한 리어나셀(13)의 내부에 설치된다. 5 (b), the moving means G slidably moves the pair of sliders S toward the inlet T1 or the outlet T2, And is installed inside the nacelle 13.

이동수단(G)은 모터에 의해 회전하는 제1 기어(G1), 제1 기어(G1)와 연동하여 회전하고 각각 슬라이더(S)에 회전력을 전달하는 한 쌍의 제2 기어(G2)를 포함하여 구성된다. 슬라이더(S)의 안쪽면 일부에는 제2 기어(G2)와 서로 맞물리는 기어 이(gear tooth)가 형성된다. The shifting means G includes a first gear G1 rotated by a motor and a pair of second gears G2 rotating in cooperation with the first gear G1 and transmitting rotational force to the slider S . A gear tooth meshing with the second gear G2 is formed on a part of the inner surface of the slider S.

도 5(b)에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 제2 기어(G2) 중 어느 하나와 제1 기어(G1) 사이에는 전달되는 회전방향을 역전시키기 위한 제3 기어(G3)가 더 형성된다. 아래에서는 용이한 이해를 위해 도 5(b)에 도시된 회전방향을 기준으로 설명하기로 한다. As shown in FIG. 5 (b), a third gear G3 for reversing the direction of rotation transmitted between any one of the pair of second gears G2 and the first gear G1 is further formed . The following description will be made with reference to the rotation direction shown in FIG. 5 (b) for easy understanding.

제1 기어(G1)가 시계방향으로 회전하면, 제1 기어(G1)와 벨트(B)에 의해 직접 연동하여 회전하는 오른쪽 제2 기어(G2)는 제1 기어(G1)와 함께 시계방향으로 회전하게 되고, 오른쪽의 슬라이더(S)는 유출구(T2) 쪽으로 회전하게 된다. When the first gear G1 rotates in the clockwise direction, the right second gear G2, which rotates and interlocks directly with the first gear G1 and the belt B, rotates clockwise together with the first gear G1 And the slider S on the right side rotates toward the outlet T2.

한편, 제1 기어(G1)가 시계방향으로 회전하면, 제3 기어(G3)와 벨트(B)에 의해 연동하여 회전하는 왼쪽 제2 기어(G2)는 제1 기어(G1)와 맞물려 반시계방향으로 회전하는 제3 기어(G3)와 함께 반시계방향으로 회전하게 되고, 왼쪽의 슬라이더(S)는 유출구(T2) 쪽으로 회전하게 된다. On the other hand, when the first gear G1 rotates clockwise, the left second gear G2, which rotates in conjunction with the third gear G3 and the belt B, is engaged with the first gear G1, Clockwise direction together with the third gear G3 that rotates in the leftward direction, and the slider S on the left side rotates toward the outlet T2.

도시되지는 않았으나, 제1 기어(G1)가 반시계방향으로 회전하면, 제1 기어(G1)와 벨트(B)에 의해 직접 연동하여 회전하는 오른쪽 제2 기어(G2)는 제1 기어(G1)와 함께 반시계방향으로 회전하게 되고, 오른쪽의 슬라이더(S)는 유입구(T1) 쪽으로 회전하게 된다. Although not shown, when the first gear G1 is rotated in the counterclockwise direction, the right second gear G2, which rotates and interlocks directly with the first gear G1 and the belt B, is connected to the first gear G1 And the slider S on the right side rotates toward the inlet T1.

그리고 제3 기어(G3)와 벨트(B)에 의해 연동하여 회전하는 왼쪽 제2 기어(G2)는 제1 기어(G1)와 맞물려 시계방향으로 회전하는 제3 기어(G3)와 함께 시계방향으로 회전하게 되고, 왼쪽의 슬라이더(S)는 유입구(T1) 쪽으로 회전하게 된다. The left second gear G2 that rotates in conjunction with the third gear G3 and the belt B rotates in the clockwise direction with the third gear G3 that meshes with the first gear G1 and rotates in the clockwise direction And the slider S on the left side rotates toward the inlet T1.

따라서, 제1 기어(G1)가 시계방향으로 회전하면 유입구(T1)의 폭 C가 증가함과 동시에 유출구(T2)의 폭 D는 감소하게 되고, 제1 기어(G1)가 반시계방향으로 회전하면 유입구(T1)의 폭 C가 감소함과 동시에 유출구(T2)의 폭 D는 증가하게 된다. Therefore, when the first gear G1 rotates clockwise, the width C of the inlet T1 increases, the width D of the outlet T2 decreases, and the first gear G1 rotates counterclockwise The width C of the inlet port T1 is reduced and the width D of the outlet port T2 is increased.

별도의 제어부(미도시)에 의해 제1 기어(G1)를 회전시키는 모터를 제어하면 유입구(T1)와 유출구(T2)의 폭의 비율을 정밀하게 조정할 수 있다. The ratio of the width of the inlet T1 to the width of the outlet T2 can be precisely controlled by controlling a motor that rotates the first gear G1 by a separate control unit (not shown).

본 발명에 의하면, 타워(30)에 의한 압력강하에 의해 나셀(10)에 형성된 통로(T)에 해수의 흐름이 형성됨으로써, 나셀(10) 내부에 설치된 발전기(P)의 열기를 원활하게 냉각시킬 수 있으면서도, 발전기(P)의 냉각장치에 의한 나셀(10)의 체적상승 및 중량증가가 최소화되고, 발전기(P)의 냉각에 따른 조류발전장치(1)의 에너지 효율의 감소가 방지되도록 이루어지는 압력차 해수냉각방식의 조류발전장치(1)를 제공할 수 있게 된다.The flow of seawater is formed in the passage T formed in the nacelle 10 by the pressure drop by the tower 30 so that the heat of the generator P installed in the nacelle 10 can be smoothly cooled The increase in volume and weight of the nacelle 10 due to the cooling device of the generator P is minimized and the decrease in the energy efficiency of the algae generator 1 due to the cooling of the generator P is prevented It is possible to provide the algae power generation apparatus 1 of the pressure difference seawater cooling type.

앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 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 embodiments, but, on the contrary, It is obvious to those who have. Accordingly, it should be understood that such modifications or alterations should not be understood individually from the technical spirit and viewpoint of the present invention, and that modified embodiments fall within the scope of the claims of the present invention.

1 : 조류발전장치
10 : 나셀 20 : 로터
11 : 프런트나셀 30 : 타워
12 : 미들나셀 T : 통로
13 : 리어나셀 T1 : 유입구
15 : 조정유닛 T2 : 유출구
S : 슬라이더 T3 : 중공부
G : 이동수단 W : 옆벽
P : 발전기 RP : 방열플레이트
C : 센터라인 NH : 삽입부1: Algae generator
10: Nacelle 20: Rotor
11: Front nacelle 30: Tower
12: middle nacelle T: passage
13: Rear nacelle T1: Inlet
15: Adjustment unit T2: Outlet
S: Slider T3: Hollow part
G: Moving means W: Side wall
P: generator RP: heat radiating plate
C: Centerline NH: Insertion part

Claims (7)

조류의 흐름방향과 평행한 회전축을 갖는 로터; 상기 로터의 회전축이 결합되고, 상기 로터의 회전력에 의해 전력을 생산하는 발전기가 설치된 나셀; 및 상기 로터의 회전축과 직각방향으로 상기 나셀과 결합되는 타워를 포함하고,
상기 나셀에는 상기 타워를 기준으로 상기 로터와 반대쪽에 상기 나셀을 관통하는 통로가 형성되며, 상기 통로에는 상기 나셀을 기준으로 상기 타워 쪽과 그 반대쪽 간의 압력차에 의한 해수의 흐름이 형성되어 상기 발전기가 냉각되며,
상기 통로는, 상기 나셀을 기준으로 상기 타워 쪽에 형성되는 유출구; 상기 나셀을 기준으로 상기 타워 쪽과 반대쪽에 형성되는 유입구; 및 상기 유입구와 상기 유출구 사이에 형성되는 중공부를 포함하고,
상기 발전기는 상기 나셀에서 상기 중공부의 옆벽에 접하여 설치되고, 상기 나셀에는, 상기 유입구와 상기 유출구의 크기를 조정하는 조정유닛이 설치되며,
상기 조정유닛은, 상기 나셀의 외주면에서 상기 유입구와 상기 유출구 사이에 각각 형성되어 원주방향을 따라 슬라이드이동가능하게 형성되는 한 쌍의 슬라이더; 및 상기 유입구와 상기 유출구 간 크기의 상대비가 변화하도록, 상기 한 쌍의 슬라이더를 상기 유입구쪽 또는 상기 유출구쪽으로 슬라이드이동시키는 이동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 압력차 해수냉각방식의 조류발전장치.A rotor having a rotation axis parallel to the flow direction of the algae; A nacelle to which a rotary shaft of the rotor is coupled and a generator for generating electric power by the rotational force of the rotor is installed; And a tower coupled to the nacelle in a direction perpendicular to the axis of rotation of the rotor,
The nacelle is provided with a passage passing through the nacelle on the opposite side of the rotor with respect to the tower, and a flow of seawater due to a pressure difference between the tower and the opposite side is formed in the passage with respect to the nacelle, Lt; / RTI >
Wherein the passage comprises: an outlet formed on the tower side with respect to the nacelle; An inlet formed on the opposite side of the tower with respect to the nacelle; And a hollow portion formed between the inlet port and the outlet port,
Wherein the generator is installed in contact with a side wall of the hollow portion of the nacelle, and the nacelle is provided with an adjusting unit for adjusting the size of the inlet and the outlet,
Wherein the adjusting unit comprises: a pair of sliders each formed between the inlet and the outlet at an outer peripheral surface of the nacelle and formed to be slidable along a circumferential direction; And a moving means for sliding the pair of sliders toward the inlet port or the outlet port so that the relative ratio of the inlet port and the outlet port varies. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 중공부의 옆벽에는 복수의 방열플레이트가 서로 이격되어 형성되고,
상기 방열플레이트는, 상기 통로 상에서 해수의 흐름을 안내하도록 상기 유입구쪽에서 상기 유출구쪽으로 길게 형성되는 것을 특징으로 하는 압력차 해수냉각방식의 조류발전장치.The method according to claim 1,
A plurality of heat dissipation plates are formed on the side wall of the hollow portion so as to be spaced apart from each other,
Wherein the heat dissipation plate is elongated from the inlet toward the outlet so as to guide the flow of seawater on the passageway. 제1항에 있어서,
상기 통로를 흐르는 해수의 유속이 증가하도록, 상기 유출구는 상기 유입구보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 압력차 해수냉각방식의 조류발전장치.The method according to claim 1,
Wherein the outlet is formed to be larger than the inlet so that the flow rate of seawater flowing through the passage increases. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 나셀은,
전단부에 상기 로터의 회전축이 결합되는 프런트나셀;
후단부에 방향타가 구비되는 리어나셀; 및
상기 프런트나셀과 상기 리어나셀을 연결하면서 상기 타워와 결합되고, 상기 발전기가 설치되며, 상기 발전기를 기준으로 상기 로터와 반대쪽에 상기 통로를 형성하는 미들나셀을 포함하는 것을 특징으로 하는 압력차 해수냉각방식의 조류발전장치.The method according to claim 1,
In the nacelle,
A front nacelle having a front end coupled to a rotation axis of the rotor;
A rear nacelle having a rudder at the rear end thereof; And
And a middle nacelle coupled to the tower while connecting the front nacelle and the rear nacelle to form the passage on the opposite side of the rotor with respect to the generator. Tidal algae generator.
KR1020150144616A 2015-10-16 2015-10-16 Tidal current generator having cooling system using pressure drop KR101692971B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150144616A KR101692971B1 (en) 2015-10-16 2015-10-16 Tidal current generator having cooling system using pressure drop

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150144616A KR101692971B1 (en) 2015-10-16 2015-10-16 Tidal current generator having cooling system using pressure drop

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101692971B1 true KR101692971B1 (en) 2017-01-05

Family

ID=57835512

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150144616A KR101692971B1 (en) 2015-10-16 2015-10-16 Tidal current generator having cooling system using pressure drop

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101692971B1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110041484A (en) * 2008-07-07 2011-04-21 보이트 파텐트 게엠베하 Submarine power station and assembly thereof
JP2012012979A (en) * 2010-06-30 2012-01-19 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Wind power generator
KR101242721B1 (en) 2011-06-30 2013-03-12 주식회사 지앤지테크놀러지 Tidal current power plant
KR20130081922A (en) * 2012-01-10 2013-07-18 삼성중공업 주식회사 Wind turbine generator

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110041484A (en) * 2008-07-07 2011-04-21 보이트 파텐트 게엠베하 Submarine power station and assembly thereof
JP2012012979A (en) * 2010-06-30 2012-01-19 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Wind power generator
KR101242721B1 (en) 2011-06-30 2013-03-12 주식회사 지앤지테크놀러지 Tidal current power plant
KR20130081922A (en) * 2012-01-10 2013-07-18 삼성중공업 주식회사 Wind turbine generator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4950367B1 (en) Renewable energy generator
JP5367822B2 (en) Wind power generator
JP5449523B2 (en) Wind power generator
ES2266794T3 (en) OBTAINING ENERGY FROM THE FLOW OF A FLUID.
KR20150023764A (en) Apparatus for converting energy from fluid flow
KR101692971B1 (en) Tidal current generator having cooling system using pressure drop
KR20130016783A (en) Tidal current power plant
KR101312563B1 (en) Floating breakwater and power generating apparatus with the same
DK2984332T3 (en) WATER MILL FITTING AND PROCEDURE FOR PRODUCING ELECTRICAL ENERGY USING SUCH A DEVICE
KR20040077825A (en) wind power and flowing liquid power electricity system
KR20170116915A (en) A High Efficient Water Wheel And A Small Hydro Power Device Using The Same
KR101442740B1 (en) Apparatus for controlling multi-hydrofoil diffuser of tidal stream power generation
CN108612836B (en) Quick radiating gearbox housing
KR101493457B1 (en) Auto diffusion apparatus for tidal stream power generation
KR101551218B1 (en) Underwater heat exchanger for offshore wind power generator
KR101493005B1 (en) Flow energy harvesting apparatus by adjusting conditions of drainage pipe
KR102581978B1 (en) Device for generating hydroelectric energy
RU2632067C2 (en) Water mill and method of production of electricity by this device
WO2014192112A1 (en) Wind power generator
JP2013133811A (en) Wind turbine generator
KR101842911B1 (en) Tidal current power generation plant
KR20120052459A (en) Hydroelectric power system
JP6568736B2 (en) Ejector device
KR101703562B1 (en) Tidal Power Devices Applied To The Vessel
JP2006194538A (en) Heat transfer liquid supply/discharge structure of temperature stratified heat accumulation tank

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190925

Year of fee payment: 4