KR101701935B1 - 케이슨 구조물 고정방식을 적용한 해류발전기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 케이슨 구조물 고정방식의 해류발전에 관한 것으로, 케이슨 구조물 고정방식을 적용한 해류발전기에 있어서, 양측에 격벽과 바닥면으로 구성되어 해저 지면에 설치된 'Ц'형상의 케이슨 구조물과 상기의 케이슨 구조물 중앙에 결합하는 지지대와 회전축 및 블레이드로 구성되는 발전부로 구성되어 해류발전기에 유입되는 유체의 유속을 인위적으로 증가시켜 발전량을 향상시킬 뿐 아니라 구조물의 부착류를 형상함으로써 해류발전기에 유입되는 유속을 증폭시킬 수 있다. 그리고, 유속을 증가시키기 위해 복잡한 장치를 추가할 필요 없이 간단한 변형으로 해당 해역에서의 발전량을 향상시키는 효과가 있다.

Description

케이슨 구조물 고정방식을 적용한 해류발전기{Current Power Generating Device Applied to the Caisson Structures Fixing System}
본 발명은 케이슨 구조물 고정방식을 적용한 해류발전기에 있어서, 더욱 상세하게는 케이슨 구조물을 변형하거나 부착류를 형상하여 해류발전장치에 유입되는 유속을 증가시키고 발전 효율을 향상시킬 수 있는 케이슨 구조물 고정방식을 적용한 해류발전기에 관한 것이다.
일반적으로, 해류의 운동에너지를 적극적으로 이용하는 해류발전은 조수 간만의 차이가 큰 지역뿐만 아니라 해류 속도가 빠른 지역도 적당한 입지조건에 해당하며, 조력발전을 하기 위해 요구되는 5m이상의 조수차 보다 작아도 실질적으로 발전할 수 있다는 측면에서 다른 발전시스템에 비해 유리하다. 또한, 해류발전에서 얻을 수 있는 발전출력은 발전기의 효율에 비례하고 해류 속도의 3제곱에 비례하므로 높은 유속은 해류발전에 절대적으로 유리하다.
이와 같이 해류발전장치는 해류의 고속 혹은 저속 조건에 따라 성능이 좌우됨으로 해류 속도가 낮은 때에도 작동하는 장치가 필요하나, 종래의 해류발전장치는 저속에서는 작동이 어려워 전력에너지를 효율적으로 생산할 수 없는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위해서 대한민국 등록특허공보 제 10-1282066 호에서는 해류 지역에 설치되어 해류의 유속을 빠르게 하는 깔때기관과, 상기 깔때기관의 출구 측에 설치되고 그 무게중심에 해류의 방향과 직각방향으로 중심축이 수평으로 끼워져 상기 중심축을 중심으로 상하 운동하는 유선형 구조물과, 상기 유선형 구조물의 꼬리부분에 연결되어 상하 운동을 회전 운동으로 변환하는 크랭크축과, 상기 크랭크축에 연결되어 교류전기를 발생하는 발전기를 구비하는 단위 발전유닛; 상기 발전기에서 출력되는 교류전기를 전파정류하여 직류로 변환하는 정류회로; 상기 정류 회로에서 출력된 직류에 포함된 리플을 제거하는 평활회로; 및 상기 평활회로에서 출력되는 직류 전압을 축전하거나 사용할 수 있도록 공급하는 축전 및 공급부를 포함하여 구성되는 깔때기관을 이용한 해류발전장치가 개시되어 있으나 이는 축전 및 공급부가 필요하는 등의 유속을 빠르게 하기 위한 준비과정이 복잡한 어려움이 있다.
대한민국 등록특허공보 제 10-1282066호(2013.06.28)
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 해류발전장치에 유입되는 유속을 증가시키고 발전 효율을 향상시키기 위하여 케이슨 구조물을 변형시키거나 부착류를 형상하는 케이슨 구조물 고정방식을 적용한 해류발전기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
목적을 달성하기 위한 구성으로는 케이슨 구조물 고정방식을 적용한 해류발전기에 있어서, 해저 지면에 설치된 'Ц'형상의 케이슨 구조물과 상기의 케이슨 구조물 중앙에 결합하는 지지대와 회전축 및 블레이드로 구성되는 발전부로 구성된다.
본 발명의 다른 특징으로는 상기의 발전부 전면 또는 후면 방향으로 경사부가 구비되고 상기의 케이슨 구조물에 발전부 양측 방향으로 벤트가 구비된다.
본 발명의 또 다른 특징으로는 상기의 벤트가 발전부 전면 또는 후면 방향으로 경사지게 구성되고 상기의 벤트에 부착류가 발전 전, 후면 방향으로 경사지게 구성된다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 케이슨 구조물 고정방식을 적용한 해류발전기는 해류발전기에 유입되는 유체의 유속을 인위적으로 증가시켜 발전량을 향상시킬 뿐 아니라 구조물의 부착류를 형상함으로써 해류발전기에 유입되는 유속을 증폭시킬 수 있다. 그리고, 유속을 증가시키기 위해 복잡한 장치를 추가할 필요 없이 간단한 변형으로 해당 해역에서의 발전량을 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 기존의 깔때기를 이용한 해류발전기의 도면.
도 2는 본 발명에 따른 케이슨 구조물 고정방식을 적용한 해류발전기의 정면도.
도 3은 본 발명에 따른 케이슨 구조물 고정방식을 적용한 해류발전기의 벤트의 개념도.
도 4는 본 발명에 따른 케이슨 구조물 고정방식을 적용한 해류발전기의 벤트의 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 케이슨 구조물 고정방식을 적용한 해류발전기의 정면도로서로서 이를 참고하여 본원발명의 구성 및 구성 간의 결합관계를 설명하면 아래와 같다.
본 발명은 케이슨 구조물 고정방식을 적용한 해류발전기에 있어서, 양측에 격벽(11)과 바닥면(12)으로 구성되어 해저 지면에 설치된 'Ц'형상의 케이슨 구조물(10);과 상기의 케이슨 구조물(10) 중앙에 결합하는 지지대(21)와 회전축(22) 및 블레이드(23)로 구성되는 발전부(20);로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기의 케이슨 구조물(10)은 해저지면에 설치하기 용이하므로 발전부(20)를 케이슨 구조물(10)과 결합하여 해저지면에 용이하게 설치할 수 있다.
그리고, 상기의 발전부(20) 전면 또는 후면 방향으로 바닥면(12)에 경사부가 구비되어 있는 것을 특징으로 하여 구조물이 전면 또는 후면으로 뚫려있어 유속이 증가된 해류의 흐름으로 회전축을 회전시켜 발전부의 가동률을 높이고, 전력에너지를 효율적으로 생산할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 케이슨 구조물 고정방식을 적용한 해류발전기의 벤트의 개념도로서, 상기의 케이슨 구조물(10)에 발전부(20) 양측 방향으로 벤트(13)가 있는 것을 특징으로 한다. 벤트란 회전기에 있어서, 공기가 출입하는 통기공을 말하는데 발전부 양측 방향으로 격벽(11)에 벤트(13)가 구비됨으로 유속을 증폭시키는 효과가 있다.
도 4는 본 발명에 따른 케이슨 구조물 고정방식을 적용한 해류발전기의 벤트의 사시도로서, 상기의 벤트(13)가 발전부(20) 전면 또는 후면 방향으로 경사지게 구성되며 상기의 벤트(13)의 경사면과 연장하여 부착류(14)가 구비된다. 특히, 상기의 부착류(14)는 벤트(13)에 유입되는 해류 반대 방향으로 설치되어 유속을 빠르게 하고 해류발전기의 발전량은 유속의 3제곱에 비례하기 때문에 해류발전기에 유입되는 유체의 유속을 인위적으로 증가시켜줌으로써 발전량을 향상시킬 수 있다.
케이슨 구조물을 해저 지면에 설치하여 밸러스트 워터를 이용해 구조물을 안정적으로 고정시킬 수 있을 뿐 아니라 유속을 증가시키기 위해 복잡한 장치를 추가할 필요 없이 간단한 변형으로 해당 해역에서의 발전량을 향상시키는 효과가 있어 해류발전기 시스템에 적용하기 용이하다.
상기의 발전부(20)는 수평축 발전기로 한정하였으나 수직축 발전기 또는 그 외에 공지된 다양한 발전 장치의 적용이 가능하다.
본 발명은 특정의 실시 예 및 적용 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부된 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능 하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
10. 케이슨구조물 11. 격벽
12. 바닥면 13. 벤트
14. 부착류 20. 발전부
21. 지지대 22. 회전축
23. 블레이드

Claims (6)

  1. 양측에 격벽(11)과 바닥면(12)으로 구성되어 해저 지면에 설치된 'Ц'형상의 케이슨 구조물(10);과 상기의 케이슨 구조물(10) 중앙에 결합하는 지지대(21)와 회전축(22) 및 블레이드(23)로 구성되는 발전부(20);로 구성되는 케이슨 구조물 고정방식을 적용한 해류발전기에 있어서,
    상기의 바닥면(12)에 발전부(20) 전면 또는 후면 방향으로 경사부가 구비되고, 상기의 발전부(20) 양측 방향 격벽(11)에 발전부(20) 전면 또는 후면 방향으로 경사지게 구성되는 벤트(13)와 상기의 벤트(13)에 유입되는 해류 반대 방향으로 부착류(14)가 구비되는 것을 특징으로 하는 케이슨 구조물 고정방식을 적용한 해류발전기.
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