KR101700815B1 - 파력발전장치 - Google Patents

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KR101700815B1
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이병송
이준호
이수길
김명룡
박찬배
김재희
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한국철도기술연구원
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Abstract

본 발명은 파력발전장치에 관한 것으로; 해저 바닥에 수직으로 고정 설치되는 다각 기둥과; 상기 다각 기둥에 의해 안내되어 수직으로 승강가능하게 구비되는 부유체와; 상기 부유체의 승강시 발생하는 회전력을 발전축에 전달하는 기어박스를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 부유체가 다각 기둥을 따라 파도에 의해 상하로 승강시 저속구간과 고속구간에서는 제1 및 제2 속도조절부재에 의해 발전기의 회전축이 회전하는 것을 차단하여 안정적인 발전을 할 수 있고, 발전기의 고장 및 수명 단축도 방지할 수 있다.

Description

파력발전장치 { The wave power system }
본 발명은 파력발전장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 파도에 의해 일정 이상의 상하 높이차가 발생하는 곳에 설치하여 부력체가 상하로 승강시 부유체의 승강속도가 설정범위를 벗어나 저속 또는 고속으로 승강하면 발전기로의 동력전달을 차단하고 적정속도범위내에서만 발전할 수 있도록 하여 안정적인 발전을 수행할 수 있는 파력발전장치에 관한 것이다.
일반적으로 파력발전이란 파도의 움직임 속에 존재하는 운동에너지를 통하여 발전기를 구동함으로써 전기적 에너지원을 생산하는 것을 말한다.
이와 같은 파력발전을 이루기 위한 발전장치는 파도 즉, 해수면의 유동을 이용하여 발전기를 회전시키고, 이러한 회전운동을 통하여 전기적 에너지의 생산이 가능한 발전기를 회전시키는 것이다.
최근에는 심한 에너지출력의 변동과 대규모 발전플랜트를 해상에 계류시키는 문제를 개선하여 보다 폭 넓게 파력 에너지를 생산하여 이용하고자 파력자원이 풍부한 일본, 영구, 노르웨이와 같은 나라에서도 파력발전장치를 이용한 에너지개발이 활발하게 추진되고 있으며, 이를 이루기 위한 방법 및 장치가 등록특허 제10-0989594호, 등록특허 제10-1518783호 등을 통해 다양하게 제공되고 있는 실정이다.
그런데, 파도는 불규칙적이이어서 부력체가 상하로 승강시 부유체의 승강속도가 일정 하지 않아 부유체의 상승속도가 너무 빠를 경우 발전기가 손상될 수 있으며, 너무 느릴경우에는 안정적인 발전이 불가능한 문제점도 있다.
아울러, 종래의 파력발전은 부력체가 상승하거나 하강하여 발전축을 회전시킬 경우 발전기의 회전 방향이 서로 반대방향으로 회전하게 되므로 안정적인 전력 생산에 어려움이 있다.
그리고, 이러한 파력발전장치에 무선전력전송기술을 적용할 경우에도 급전측과 집전측의 공극을 최소화하여 급전 효율을 최대로 유지할 수 없어 생산되는 전력이 안정적이지 못한 문제점이 있다.
참고문헌: 등록특허 제10-0989594호 참고문헌: 등록특허 제10-1518783호
따라서, 본 발명은 이러한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 파도에 의해 기준치 이상의 상하 수면 높이차가 발생하는 곳에 설치하되 부력체가 승강시 저속 또는 고속 승강시에는 동력을 차단하여 적정속도로 승강시에만 발전기가 작동하도록 하여 발전효율을 높이고 발전기의 손상을 방지할 수 있는 파력발전장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 부력체가 상부로 이동하거나 하부로 이동할 때 발전기의 회전 방향을 항상 동일한 방향으로 회전할 수 있도록 함과 동시에 무선전력전송기술을 적용할 경우에도 급전측과 집전측의 공극을 최소화하여 급전 효율을 최대로 유지할 수 있어 안정적인 발전이 가능하도록 하는 파력발전 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
그리고, 본 발명은 부유체의 중심부에 다각 기둥이 삽입되는 관통공을 형성하고 관통공의 내측면에는 다각 기둥을 따라 부유체가 안정적으로 승강 이동하도록 롤러를 구비함으로써 롤러가 다각 기둥의 가이드홈에 밀착되어 부유체가 승강시 접촉저항을 없애 원활하게 승강할 수 있도록 하는 파력발전 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
이와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은;
해저 바닥에 수직으로 고정 설치되는 다각 기둥과; 상기 다각 기둥에 의해 안내되어 수직으로 승강가능하게 구비되는 부유체와; 상기 부유체의 승강시 발생하는 회전력을 발전축에 전달하는 기어박스를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 파력발전장치를 제공한다
여기서, 상기 발전축의 회전속도가 저속 또는 고속이면 발전기 회전축의 회전을 제한하는 제1 및 제2 속도조절부재가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 다각 기둥은 각 벽면에 길이 방향을 따라 가이드홈이 형성되고 상기 가이드홈의 양측에는 제1 및 제2 랙기어가 상하 방향으로 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 부유체는 다각 기둥이 관통되도록 부구몸체의 중앙에 관통공이 형성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 기어박스는 제1 및 제2 랙기어에 치합되며 상기 부유체의 관통공 일측에 구비되어 상기 부유체가 승강시 회전력을 발생하는 제1 및 제2 피니언기어의 회전속도를 조절하여 발전축에 전달하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 기어박스는, 상기 제1 피니언기어가 연결되는 제1 회전축에 결합되는 제1a 기어와, 상기 제1a 기어의 기어비를 조정하는 제1b 기어 및 제1c 기어와, 상기 제2 피니언기어가 연결되는 제2 회전축에 결합되는 제2a 기어와, 상기 제2a 기어의 기어비를 조정하는 제2b 기어 및 제2c 기어와, 상기 제1c 및 2c 기어에 치합되어 상기 발전축에 결합되는 제4기어로 구성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제1 및 제2 피니언기어에 연결된 제1 및 제2 회전축에는 상기 발전축으로 전달되는 회전력을 일방향으로 전달하기 위해 제1 및 제2 래칫이 각각 구비되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 관통공의 내측면에는 상기 다각 기둥을 따라 부유체가 안정적으로 승강 이동하도록 롤러가 구비되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제1속도조절부재는, 상기 발전축과 연결되는 제1 외측통과, 상기 제1 외측통의 내측에 일단부가 삽입되되 상기 일단부 외주면에 제1 톱니부가 형성되며 상기 제2속도조절부재에 회전력을 전달하기 위한 연결축과, 상기 제1 외측통의 내측에 제1 힌지핀에 의해 회동가능하게 구비되되 일단부에 상기 제1 톱니부에 체결되는 걸림돌부가 형성되는 제1제어편과, 상기 걸림돌부가 제1 톱니부에서 이탈하도록 상기 제1제어편의 타단부를 가압하는 제1 스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
아나가, 상기 제2속도조절부재는, 상기 연결축이 일체로 연결되며 내측에 제2 톱니부가 형성되는 발전기의 회전축 일단부가 안착되는 제2 외측통과, 상기 제2 외측통의 내측에 제2 힌지핀에 의해 회동가능하게 구비되되 일단부에 상기 제2 톱니부에 체결되는 걸림돌부가 형성되는 제2 제어편과, 상기 걸림돌부가 제2 톱니부에 체결되도록 상기 제2 제어편의 타단부에 인장력을 가하는 제2 스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제1 스프링은 코일 형태의 압축스프링으로 이루어지고, 상기 제2 스프링은 코일 형태의 인장스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 부유체가 다각 기둥을 따라 파도에 의해 상하로 승강시 저속구간과 고속구간에서는 제1 및 제2 속도조절부재에 의해 발전기의 회전축이 회전하는 것을 차단하여 안정적인 발전을 할 수 있고, 발전기의 고장 및 수명 단축도 방지할 수 있다.
아울러, 본 발명은 기어박스 내부에 제1 및 제2 피니언기어의 회전력을 일방향으로 전달하기 위해 제1 및 제2 래칫을 구비하여 부유체의 승강으로 인한 방향이 전환되더라도 발전기의 회전 방향을 항상 동일한 방향으로 회전할 수 있고, 부유체가 승강시 롤러에 의해 승강시 저항을 줄여주어 발전효율을 높임은 물론 무선전력전송기술을 적용할 경우에도 급전측과 집전측의 공극을 최소화하여 급전 효율을 최대로 유지할 수 있다.
또한, 본 발명은 부유체의 중심부에 다각 기둥이 삽입되는 관통공을 형성하고 관통공의 내측면에는 다각 기둥을 따라 부유체가 안정적으로 승강 이동하도록 롤러를 구비함으로써 롤러가 다각 기둥의 가이드홈에 밀착되어 부유체가 승강시 접촉저항을 없애 원활하게 승강할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 파력발전장치의 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 파력발전장치의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 기어박스의 정면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 기어박스의 평면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 제1 및 제2 속도조절부재의 연결 구조를 설명하기 위해 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 제1 속도조절부재의 내부 구성도이다.
도 7은 본 발명에 따른 제2 속도조절부재의 내부 구성도이다.
이하, 본 발명에 따른 파력발전장치를 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 기술되는 실시 예에 의하여 그 특징들을 이해할 수 있을 것이다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1 내지 도 4를 참고하면, 본 발명에 따른 파력발전장치(1)는 해저 바닥에 수직으로 고정 설치되는 다각 기둥(100)과, 상기 다각 기둥(100)을 따라 상하 이동가능하게 설치되어 해수면을 따라 부유하는 부유체(200)와, 상기 부유체(200)에 설치되어 상기 부유체(200)의 승강시 전기에너지를 발생하는 발전기(300)로 이루어진다.
이하, 본 발명의 각부 구성을 구체적으로 설명한다.
먼저, 상기 다각 기둥(100)은 해저 바닥에 수직으로 고정 설치되어 부유체(200)가 수직방향으로 승강할 수 있는 가이드 역할을 하는 것으로 삼각, 사각, 육각, 팔각 등 다양한 형태의 기둥을 사용한다.
이때, 상기 다각 기둥(100)의 각 벽면에는 사각형 모양의 가이드홈(110)이 다각 기둥(100)의 길이 방향을 따라 형성되고, 상기 가이드홈(110)의 양측에는 제1 및 제2 랙기어(120,130)가 상하 방향으로 설치된다.
한편, 상기 부유체(200)는 상기 다각 기둥(100)에 의해 안내되어 수직으로 승강가능하게 구비되는 것으로 다각 기둥(100)이 관통되도록 도넛 형상의 몸체(210)의 중앙 상부에 관통공(212)이 형성된다.
물론, 상기 관통공(212)은 상기 다각 기둥(100)을 따라 흔들림없이 승강이 가능하도록 상기 다각 기둥(100)이 삽입될 수 있는 다각형 모양으로 형성된다.
그리고, 상기 부유체(200)는 부력에 의해 뜰 수 있도록 중공 형태의 구조로 이루어지는 몸체(210) 내에 뜰 수 있는 발포체가 충전된 구조로 이루어질 수 있다.
이와 같은 부유체(200)는 바다의 상부에 부유하게 되는데, 바람에 의해 생성되는 파도에 의해 다각 기둥(100)을 따라 상하로 이동하게 된다.
한편, 상기 부유체(200)의 관통공(212)에는 상기 다각 기둥(100)의 가이드홈(110)의 양측에 구비되는 제1 및 제2 랙기어(120,130)에 치합되는 제1 및 제2 피니언기어(220,230)가 구비된다.
그리고, 상기 부유체(200)의 관통공(212) 측면으로는 상기 제1 및 제2 피니언기어(220,230)의 회전속도를 조절하는 기어박스(400)와, 상기 기어박스(400)를 통해 회전속도가 조절된 회전력을 이용해 전기에너지를 발생하는 발전기(300)가 구비된다.
즉, 상기 부유체(200)의 상면에는 상기 제1 및 제2 피니언기어(220,230)의 동력을 발전기(300)로 전달하는 기어박스(400)가 구비되어, 상기 부유체(200)가 파도에 의해 상하 이동할 때, 상기 제1 및 제2 랙기어(120,130)와 제1 및 제2 피니언기어(220,230)의 작용에 의하여 발생되는 제1 및 제2 피니언기어(220,230)의 회전력이 제1 및 제2 피니언기어(120,130)와 연결된 제1 및 제2 회전축(122,132)에 의해 기어박스(400)로 전달되고 기어박스(400)의 중심부에 구비되는 발전축(402)이 발전기(300)의 회전축(310)과 연결되어 전기에너지를 생산하게 된다.
이와 같은 기어박스(400)는 다수의 기어로 이루어져 적절한 기어비로 발전축(402)을 회전시키게 되어 안정적인 발전을 가능하게 한다. 좀 더 구체적으로 설명하면 상기 제1 피니언기어(220)가 연결되는 제1 회전축(122)에 결합되는 제1a 기어(410)와, 상기 제1a 기어(410)의 기어비를 조정하는 제1b 기어(412) 및 제1c 기어(414)와, 상기 제2 피니언기어(230)가 연결되는 제2 회전축(132)에 결합되는 제2a 기어(420)와, 상기 제2a 기어(420)의 기어비를 조정하는 제2b 기어(422) 및 제2c 기어(424)와, 상기 제1c 및 2c 기어(414,424)에 치합되어 최종적으로 발전축(402)에 결합되는 제4기어(430)로 구성된다.
이때, 상기 제1 및 제2 피니언기어(220,230)에 연결된 제1 및 제2 회전축(122,132)에는 제1 및 제2 래칫(440,450)이 구비되어, 부유체(200)가 상부로 이동할 때와 하부로 이동할 때, 각각 제1 및 제2 래칫(440,450)이 작용하게 되어 발전축(402)으로 전달되는 회전력은 일방향으로만 작용하게 되므로, 부유체(200)가 상부로 이동하거나 하부로 이동하거나 일정한 방향으로 발전기(300)를 회전시켜 안정적인 발전을 가능하게 한다.
이와 같은 구조에 의하면 상기 기어박스(400) 내의 복수의 기어들은 치합되는 구조이지만, 상기 제1 및 제2 래칫(440,450)에 의해 예를 들어 상기 부유체(200)가 상승하는 경우에는 제1 피니언기어(220)의 회전력이 발전축(402)으로 전달되고, 부유체(200)가 하강하는 경우에는 제2 피니언기어(230)의 회전력이 발전축(402)으로 전달되면서도 부유체의 승강시에 동일한 방향으로 발전축(402)이 회전하게 된다.
이때, 상기 기어박스(400)와 발전기(300)는 물이 유입되는 것을 방지하기 위해 케이스(500)에 내장됨은 당연하다.
한편, 상기 부유체(200)의 중심부에 상기 다각 기둥(100)이 삽입되는 관통공(212)이 형성되는데, 상기 관통공(212)의 내측면에는 상기 다각 기둥(100)을 따라 부유체(200)가 안정적으로 승강 이동하도록 롤러(150)가 구비된다.
이때, 상기 롤러(150)는 상기 다각 기둥(100)의 가이드홈(110)에 밀착되어 부유체(200)가 승강시 접촉저항을 없애 원활하게 승강할 수 있도록 함은 물론, 무선전력전송기술을 적용할 경우에도 급전측과 집전측의 공극을 최소화하여 급전 효율을 최대로 유지할 수 있게 된다.
그리고, 상기 다각 기둥(100)에는 각 면에 모두 가이드홈(110)을 형성할 수도 있고, 필요에 따라 인접한 면을 걸러서 하나의 가이드홈(110)을 형성할 수도 있다.
물론, 가이드홈(110)이 형성된 곳에는 개별적으로 기어박스(400) 및 발전기(300)를 구비하는 구조를 통해 다수의 발전기(300) 작동을 통한 발전용량 및 효율을 높일 수 있다.
그리고, 본 발명은 발전기(300)의 회전속도 제어를 위해 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 발전축(402)과 발전기(300)의 회전축(310) 사이에는 발전축(402)이 저속 또는 고속회전시에 발전기(300)의 회전축(310)이 회전하지 않도록 제한하고, 발전축(402)이 적정속도 범위에서 회전하는 경우에만 발전기(300)의 회전축(310)으로 회전력을 전달할 수 있도록 조절하는 제1,2속도조절부재(600,700)가 구비된다.
먼저, 상기 제1속도조절부재(600)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 기어박스(400)의 발전축(402)의 단부에 연결되어 발전축(402)이 저속회전시 발전기(300)로의 회전력 전달을 차단하기 위한 것으로, 상기 발전축(402)과 연결되는 제1 외측통(610)과, 상기 제1 외측통(610)의 내측에 일단부가 삽입되되 상기 일단부 외주면에 제1 톱니부(622)가 형성되며 상기 제2속도조절부재(700)에 회전력을 전달하기 위한 연결축(620)과, 상기 제1 외측통(610)의 내측에 제1 힌지핀(632)에 의해 회동가능하게 구비되되 일단부에 상기 제1 톱니부(622)에 체결되는 걸림돌부(634)가 형성되는 제1제어편(630)과, 상기 걸림돌부(634)가 제1 톱니부(622)에서 이탈하도록 상기 제1제어편(630)의 타단부를 가압하는 제1 스프링(640)으로 이루어진다.
이때, 상기 제1 스프링(640)은 다양한 형태의 스프링을 사용할 수 있지만, 코일 형태의 압축스프링으로 구성함이 바람직하다. 또한, 상기 제1 제어편(630)과 제1 스프링(640)은 쌍을 이루어 복수가 설정된 간격을 유지하며 설치됨이 바람직하다.
이와 같은 구조에 의하면, 발전축(402)과 연결되는 제1 외측통(610)이 회전시에 상기 제1 스프링(640)의 탄성력에 의해 저속일 경우에는 걸림돌부(634)와 제1 톱니부(622)가 분리되어 연결축(620)이 회전하지 않지만, 일정이상의 속도로 회전하게 되면 원심력에 의해 제1 제어편(630)이 연결축(620)을 중심으로 회전하면서 걸림돌부(634)가 제1 톱니부(622)에 체결되어 제1 외측통(610)이 회전하면서 제2속도조절부재(700)와 연결되는 연결축(620)이 함께 회전하게 된다.
그리고, 상기 제2속도조절부재(700)는 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이, 기어박스(400)의 발전축(402)이 고속회전시 발전기(300)로의 회전력 전달을 차단하기 위한 것으로, 상기 연결축(620)이 일체로 연결되며 내측에 제2 톱니부(312)가 형성되는 발전기(300)의 회전축(310) 일단부가 안착되는 제2 외측통(710)과, 상기 제2 외측통(710)의 내측에 제2 힌지핀(722)에 의해 회동가능하게 구비되되 일단부에 상기 제2 톱니부(312)에 체결되는 걸림돌부(724)가 형성되는 제2 제어편(720)과, 상기 걸림돌부(724)가 제2 톱니부(312)에 체결되도록 상기 제2 제어편(720)의 타단부에 인장력을 가하는 제2 스프링(730)으로 이루어진다.
이때, 상기 제2 스프링(730)은 다양한 형태의 스프링을 사용할 수 있지만, 코일 형태의 인장스프링으로 구성함이 바람직하다. 또한, 상기 제2 제어편(720)과 제2 스프링(730)은 쌍을 이루어 복수가 제2 외측통(710) 내부에 설정된 간격을 유지하며 설치됨이 바람직하다.
이와 같은 구조에 의하면, 우선 연결축(620)과 연결되는 제2 외측통(710)이 회전하면 걸림돌부(724)가 제2 톱니부(312)에 결합되어 발전기(300)의 회전축(310)을 회전시키지만, 일정이상의 속도(고속)로 회전하게 되면 원심력에 의해 제2 제어편(720)의 걸림돌부(724)가 제2 톱니부(312)에서 이탈되어 제2 외측통(710)만 회전하고 발전기(300)의 회전축(310)은 회전하지 않게 되어 발전기(300)를 보호할 수 있다.
이와 같은 제1 및 제2 속도조절부재(600,700)는 제1 및 제 제어편(630,720)을 가압 또는 인장하는 제1 및 제2 스프링(640,730)의 탄성을 조절함으로써, 저속구간과 고속구간을 조절할 수 있고 이를 통해 발전기(300)의 발전구간을 제어할 수 있게 된다.
이하, 도 1 내지 도 7을 참고로 본 발명에 따른 파력발전장치의 구동 예를 설명한다.
우선 해저 바닥에 고정 설치되는 다각 기둥(100)에 설치되는 부유체(200)는 부력에 의해 해수면에 부유된 상태를 유지한다. 이 같은 상태에서 바람의 영향에 의해 파도가 발생하고 이로 인해 부유체(200)는 다각 기둥을 따라 상하 이동하게 된다.
이때, 부유체(200)는 승강시 다각 기둥(100)의 가이드홈(110)에 롤러(150)가 밀착되어 원활하게 승강하게 된다.
이와 같이 다각 기둥(100)을 따라 부유체(200)가 승강하면서 가이드홈(110)에 위치하는 제1 및 제2 피니언기어(220,230)를 회전시키게 되며 이는 기어박스(400)에서 발전축(402)의 회전속도를 조절한다.
즉, 하나의 발전기(300)는 한 쌍의 제1 및 제2 피니언 기어(220,230)가 각각 연결된 제1 및 제2 회전축(122,132)에는 제1 및 제2 래칫(440,450)이 구비되어, 부유체(200)가 상부로 이동할 때, 하부로 이동할 때, 각각 제1 및 제2 래칫(440,450)이 작용하게 되어 발전축(402)으로 전달되는 회전력은 일방향으로만 작용하게 되므로, 부유체(200)가 상부로 이동하거나 하부로 이동하거나 일정한 방향으로 발전기(300)를 회전시켜 안정적인 발전을 가능하게 한다.
이와 같이 발전축(402)이 회전하게 되면 초기에는 저속회전을 하게 되므로 회전력은 제1 제어부재(600)의 제1 외측통(610)에만 전달될 뿐 제2 제어부재(700)에는 전달되지 않지만, 이후 속도가 증가하게 되면 원심력에 의해 제1 제어편(630)의 걸림돌부(634)가 이 연결축(620)의 제1 톱니부(622)에 체결되어 제2 속도조절부재(700)와 연결되는 연결축(620)이 함께 회전하게 되고, 그에 따라 제2 외측통(710)이 회전하면서 제2 제어편(720)의 걸림돌부(724)가 제2 톱니부(312)에 결합되어 발전기(300)의 회전축(310)을 회전시켜 전기를 생성하게 된다.
이후 일정이상의 속도(고속)로 회전하게 되면 원심력에 의해 제2 제어편(720)의 걸림돌부(724)가 제2 톱니부(312)에서 이탈되어 제2 외측통(710)만 회전하고 발전기(300)의 회전축(310)은 회전하지 않게 되어 발전기(300)를 보호할 수 있다.
따라서, 발전축(402)이 너무 느린 속도로 회전하면 발전축(402)과 발전기(300)의 회전축(310)의 연결을 차단하고, 발전축(402)이 너무 빠른 속도로 회전하면 발전축(402)과 발전기(300)의 회전축(310)의 연결을 차단하여 발전기(300)의 파손을 방지하여 안정적인 발전을 가능하게 한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형 가능한 것으로, 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 파력발전장치 100: 다각 기둥
120: 제1 랙기어 130: 제2 랙기어
200: 부유체 220: 제1 피니언기어
230: 제2 피니언기어 300: 발전기
400: 기어박스 402: 발전축
440: 제1 래칫 450: 제2 래칫
500: 케이스 600: 제1 속도조절부재
700: 제2 속도조절부재

Claims (11)

  1. 해저 바닥에 수직으로 고정 설치되는 다각 기둥과; 상기 다각 기둥에 의해 안내되어 수직으로 승강가능하게 구비되는 부유체와; 상기 부유체의 승강시 발생하는 회전력을 발전축에 전달하는 기어박스를 포함하여 이루어지고,
    상기 발전축의 회전속도가 저속 또는 고속이면 발전기 회전축의 회전을 제한하는 제1 및 제2 속도조절부재가 구비되며,
    상기 제1속도조절부재는, 상기 발전축과 연결되는 제1 외측통과, 상기 제1 외측통의 내측에 일단부가 삽입되되 상기 일단부 외주면에 제1 톱니부가 형성되며 상기 제2속도조절부재에 회전력을 전달하기 위한 연결축과, 상기 제1 외측통의 내측에 제1 힌지핀에 의해 회동가능하게 구비되되 일단부에 상기 제1 톱니부에 체결되는 걸림돌부가 형성되는 제1제어편과, 상기 걸림돌부가 제1 톱니부에서 이탈하도록 상기 제1제어편의 타단부를 가압하는 제1 스프링으로 이루어지되는 것을 특징으로 하는 파력발전장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 다각 기둥은 각 벽면에 길이 방향을 따라 가이드홈이 형성되고 상기 가이드홈의 양측에는 제1 및 제2 랙기어가 상하 방향으로 설치되는 것을 특징으로 하는 파력발전장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 부유체는 다각 기둥이 관통되도록 부구몸체의 중앙에 관통공이 형성되는 것을 특징으로 하는 파력발전장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기어박스는 제1 및 제2 랙기어에 치합되며 상기 부유체의 관통공 일측에 구비되어 상기 부유체가 승강시 회전력을 발생하는 제1 및 제2 피니언기어의 회전속도를 조절하여 발전축에 전달하는것을 특징으로 하는 파력발전장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 기어박스는, 상기 제1 피니언기어가 연결되는 제1 회전축에 결합되는 제1a 기어와, 상기 제1a 기어의 기어비를 조정하는 제1b 기어 및 제1c 기어와, 상기 제2 피니언기어가 연결되는 제2 회전축에 결합되는 제2a 기어와, 상기 제2a 기어의 기어비를 조정하는 제2b 기어 및 제2c 기어와, 상기 제1c 및 2c 기어에 치합되어 상기 발전축에 결합되는 제4 기어로 구성되는 것을 특징으로 하는 파력발전장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 피니언기어에 연결된 제1 및 제2 회전축에는 상기 발전축으로 전달되는 회전력을 일방향으로 전달하기 위해 제1 및 제2 래칫이 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 파력발전장치.
  8. 제 4항에 있어서,
    상기 관통공의 내측면에는 상기 다각 기둥을 따라 부유체가 안정적으로 승강 이동하도록 롤러가 구비되는 것을 특징으로 하는 파력발전장치.
  9. 삭제
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 제2속도조절부재는, 상기 연결축이 일체로 연결되며 내측에 제2 톱니부가 형성되는 발전기의 회전축 일단부가 안착되는 제2 외측통과, 상기 제2 외측통의 내측에 제2 힌지핀에 의해 회동가능하게 구비되되 일단부에 상기 제2 톱니부에 체결되는 걸림돌부가 형성되는 제2 제어편과, 상기 걸림돌부가 제2 톱니부에 체결되도록 상기 제2 제어편의 타단부에 인장력을 가하는 제2 스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 파력발전장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제1 스프링은 코일 형태의 압축스프링으로 이루어지고, 상기 제2 스프링은 코일 형태의 인장스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 파력발전장치.
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