KR101743937B1 - Blade for tidal current power generator and tidal current power generator containing the same - Google Patents

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KR101743937B1
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김유미
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(주) 대신이엔에스
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Abstract

본 발명은 조류발전용 블레이드 및 이를 포함하는 조류발전 장치에 관한 것으로서, 평면 및 평면과 연결되어 일 단부가 곡면으로 구부러진 완곡면을 포함하는 플레이트 및 플레이트의 양 측면에 결합되는 격벽을 포함하고, 플레이트의 완곡면과 격벽 사이의 공간은 조류로부터 동력을 수용하고 해수를 담을 수 있는 담수부가 형성되고, 상기 플레이트의 평면 중 적어도 일부에는 상기 담수부에 채워진 해수가 외부로 유출되는 배수구가 형성되어 있다. 본 발명에 따른 조류발전용 블레이드 및 이를 포함하는 조류 발전장치는 밀물과 썰물의 양 방향의 에너지를 획득이 가능하며, 반대 항력을 최소화함으로써 에너지 획득 효율이 우수하다.The present invention relates to a blade for alga power generation and a tidal power generator including the same, the plate including a plate including a curved surface curved at one end and a plate coupled to both sides of the plate, And a drain hole is formed in at least a part of a plane of the plate so that seawater filled in the fresh water portion flows out to the outside. The tidal power generation blade and the tidal power generation apparatus including the same according to the present invention are capable of obtaining energy in both directions of tide and ebb and minimizing the opposite drag to obtain energy acquisition efficiency.

Description

조류발전용 블레이드 및 이를 포함하는 조류 발전장치{Blade for tidal current power generator and tidal current power generator containing the same}Technical Field [0001] The present invention relates to a blade for generating a tidal current and a tidal current power generator including the same,

본 발명은 조류발전용 블레이드에 관한 것으로써, 조석간만의 차와 해수의 흐름을 이용하여 청정에너지를 획득하는 조류발전용 블레이드 및 이를 포함하는 조류 발전장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a blade for tidal power generation, and more particularly, to a tidal power generation blade capable of obtaining clean energy using a tidal difference and a flow of seawater, and a tidal power generation apparatus including the same.

석유, 석탄, 원자력 발전 등은 환경 공해를 유발하고 유해물질을 배출하여 세계적으로 규제가 가속화되고 있다. 이러한 규제 속에서 대체 에너지 자원을 개발하기 위해 태양열, 지열, 풍력, 조력, 조류 발전 등의 청정에너지 개발이 주목을 받고 있다.Petroleum, coal, and nuclear power generation are causing environmental pollution and releasing harmful substances, and regulations are accelerating worldwide. In order to develop alternative energy resources under these regulations, development of clean energy such as solar heat, geothermal, wind power, tidal power, and algae power generation is attracting attention.

현재 태양열과 풍력 발전은 에너지 효율을 높여 실용화 단계에 이르렀다. 그러나 조류발전은 해수를 이용하는 특성상, 강한 조류로부터 동력을 수용하는 대형 블레이드가 쉽게 파손될 위험이 큰 반면, 에너지 효율은 낮아 경제성이 떨어지는 것으로 평가되고 있다.Currently, solar and wind power generation have reached the practical stage by increasing energy efficiency. However, due to the use of seawater by tidal power, it is estimated that the large blades that receive power from strong algae are easily damaged, while the energy efficiency is low and the economic efficiency is low.

도 1 및 도 2는 종래기술의 조류발전용 블레이드를 설명하기 위한 도면이다. 도 1을 참고하면, 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0085179호는 회전날개인 블레이드(520)가 회전축(510)의 내측 중심 방향으로 일정각도 기울어져 해수 흐름 따른 항력에 의해 회전축(510)을 중심을 기준으로 블레이드(520)가 시계방향 또는 반시계 방향으로 회전하는 조류발전장치를 개시하고 있다. 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0085179호는 조류와의 항력을 유도하여 회전하는 일반적인 블레이드의 형태이다.FIG. 1 and FIG. 2 are views for explaining a blade for alga power generation according to the prior art. 1, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2015-0085179 discloses that a blade 520, which is a rotary blade, is inclined at a certain angle toward the inner center of the rotary shaft 510 so that the rotary shaft 510 is rotated Discloses an algae generator in which the blade 520 rotates clockwise or counterclockwise with respect to the center. Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2015-0085179 is a form of a general blade that rotates by inducing a drag force with algae.

도 2를 참고하면, 대한민국 등록특허공보 제10-1151724호는 에너지 획득 효율을 높이기 위해, 물집진유도판(14)을 사용하여 블레이드(13, 15)로 이동하는 해수 이동 통로의 폭을 조절하고, 블레이드(13, 15)의 회전에 반대되는 방향으로 작용하는 저항을 줄이는 곡선형태의 블레이드(13, 15)를 개시하고 있다. 즉 b로 유입되는 해수는 블레이드(13, 15)가 시계방향으로 회전하도록 유도하나, a로 유입되는 해수는 물집진유도판(14)이 없다면 블레이드(13, 15)를 반시계 방향으로 회전하도록 유도하는 힘(이하 “반대 항력”이라 함)에 의해 블레이드(13, 15)의 시계방향 회전을 방해하게 된다. 따라서, 대한민국 등록특허공보 제10-1151724호는 a로 유입되는 해수를 물집진유도판(14)을 사용하여 b로 유입시킴으로써, 반대 항력으로 작용하는 해수 줄이고 에너지 획득 효율을 일부 높일 수 있다.Referring to FIG. 2, Korean Patent Registration No. 10-1151724 discloses a method for adjusting the width of a sea water moving passage that moves to the blades (13, 15) using a blister chopping board (14) Discloses curved blades (13, 15) which reduce the resistance acting in a direction opposite to the rotation of the blades (13, 15). In other words, the seawater introduced into b induces the blades 13 and 15 to rotate in the clockwise direction, but the seawater flowing into the a is guided to rotate the blades 13 and 15 counterclockwise in the absence of the blister- (Hereinafter referred to as " reverse drag force ") of the blades 13 and 15 in the clockwise direction. Therefore, in Korean Patent Registration No. 10-1151724, seawater flowing into a can be introduced into b using a blister-drain board 14, thereby reducing seawater acting as a counter-drag force and partially enhancing energy acquisition efficiency.

그러나 대한민국 등록특허공보 제10-1151724호는 도 2에서 점선 화살표로 표시한 바와 같이, 블레이드(13)의 상단부와 충돌한 해수는 블레이드(15) 상면에 부딪쳐 항력으로 작용하고, 곡선 형태의 블레이드(13)와 블레이드(15)의 사이에 채워지는 해수의 무게는 블레이드(13, 15)의 시계방향 회전에 여전히 반대 항력으로 작용하여 에너지 효율 향상에 문제가 있다.However, Korean Patent Registration No. 10-1151724 discloses that, as indicated by a dotted arrow in FIG. 2, seawater colliding with the upper end of the blade 13 collides with the upper surface of the blade 15 to act as a drag, The weight of the seawater filled between the blade 13 and the blade 15 still acts as an opposite drag to the clockwise rotation of the blades 13 and 15,

또한, 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0085179호는 해수가 블레이드에 작용하는 반대 항력을 고려하고 있지 않아 에너지 획득 효율이 떨어진다. 따라서, 조류발전에 있어 에너지 획득 효율이 높은 새로운 형태의 블레이드가 절실히 필요하다.
Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2015-0085179 also fails to take into account the opposite drag acting on the blade of sea water, resulting in poor energy acquisition efficiency. Therefore, there is an urgent need for a new type of blade having high energy acquisition efficiency in algae generation.

대한민국 공개특허공보 제10-2015-0085179호 (바지선을 이용한 조류 발전장치)Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2015-0085179 (tidal generator using a barge) 대한민국 등록특허공보 제10-1151724호 (양방향 조류발전기)Korean Patent Registration No. 10-1151724 (Bi-directional bird generator)

본 발명은 반대 항력을 줄여 에너지 획득 효율이 높은 유체역학적 구조를 가진 조류발전용 블레이드 및 이를 포함하는 조류 발전장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
An object of the present invention is to provide an algae generating blade having a hydrodynamic structure with a high energy obtaining efficiency by reducing the opposite drag and a tidal power generating device including the same.

본 발명은 이상에서 설명한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 조류발전용 블레이드는SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a bird-

일 단부가 곡면으로 구부러진 완곡면과 평면을 포함하는 플레이트 및A plate including a curved surface curved at one end and a flat surface and

상기 플레이트의 평면과 수직한 방향으로 플레이트의 양 측면과 연결된 격벽을 포함하는 조류발전용 블레이드이되,And a partition wall connected to both sides of the plate in a direction perpendicular to the plane of the plate,

상기 플레이트의 완곡면과 격벽 사이의 공간은 해수를 담을 수 있는 담수부가 형성되고, 상기 플레이트의 평면 중 적어도 일부에는 배수구가 형성되어 있다.A space between the eccentric surface of the plate and the partition is formed with a fresh water portion capable of containing seawater, and at least a part of the plane of the plate is formed with a drain hole.

상기 플레이트는 평면이 서로 결합된 제1 플레이트 및 제2 플레이트를 포함하고, 제1 플레이트와 제2 플레이트의 완곡면들은 서로 대향하는 방향으로 완곡(gradual curve)되게 구부러질 수 있다.
The plate includes a first plate and a second plate having planes coupled to each other, and the curved surfaces of the first plate and the second plate can be bent in a gradual curve in directions opposite to each other.

본 발명의 일 실시예에 따른 조류 발전장치는The tidal power generation apparatus according to an embodiment of the present invention includes:

일 단부가 곡면으로 구부러진 완곡면과 평면을 포함하는 플레이트 및 상기 플레이트의 평면과 수직한 방향으로 플레이트의 양 측면과 연결된 격벽을 포함하되, 상기 플레이트의 완곡면과 격벽 사이의 공간은 해수를 담을 수 있는 담수부가 형성되고, 상기 플레이트의 평면 중 적어도 일부에는 배수구가 형성된 블레이드 및A plate including a curved surface curved in one end and a flat surface, and a partition wall connected to both sides of the plate in a direction perpendicular to the plane of the plate, the space between the curved surface of the plate and the partition wall A blade having a drain hole formed in at least a part of a plane of the plate, and

상기 블레이드를 탑재하고 조류가 일측에서 유입되어 타측으로 통과하는 조류 통과로가 형성된 본체를 포함한다.And a main body in which the blade is mounted and a bird passage is formed through which the bird flows in from one side to the other side.

상기 블레이드는 상기 조류 통과로의 상부에 배치되고, 상기 플레이트의 완곡면은 조류 통과로에 침수되나 플레이트의 배수구는 조류 통과로에 침수되지 않는 반침수 형태를 가질 수 있다.
The blades are disposed on the algae passage, and the curved surface of the plate is submerged in the algae passage but the drain of the plate is not submerged in the algae passage.

본 발명에 따른 조류발전용 블레이드 및 이를 포함하는 조류 발전장치는 밀물과 썰물의 양 방향의 에너지를 획득이 가능하며, 반대 항력을 최소화함으로써 에너지 획득 효율이 우수하다.
The tidal power generation blade and the tidal power generation apparatus including the same according to the present invention are capable of obtaining energy in both directions of tide and ebb and minimizing the opposite drag to obtain energy acquisition efficiency.

도 1 및 도 2는 종래 기술의 조류발전용 블레이드를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 조류발전용 블레이드를 상부에서 바라본 평면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 조류발전용 블레이드를 I-I'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 5는 도 3 및 4에 도시된 조류발전용 블레이드가 다수 결합된 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 조류 발전장치의 내부 구성도이다.
도 7은 도 6에 도시된 조류 발전장치의 내측면을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 조류발전용 블레이드의 발전효율을 측정하기 위한 실험 구성도이다.
도 9 및 도 10은 도 4에 도시된 조류발전용 블레이드의 사시도이다.FIG. 1 and FIG. 2 are views for explaining a blade for alga power generation according to the prior art.
3 is a top plan view of the blade for tidal power generation according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view of the blade for algae generation shown in FIG. 3 taken along the line I-I '.
5 is a view showing a state where a plurality of tidal blades shown in Figs. 3 and 4 are coupled.
6 is an internal configuration diagram of an algae generator according to an embodiment of the present invention.
7 is a view showing an inner surface of the tidal power generator shown in Fig.
8 is an experimental configuration diagram for measuring the power generation efficiency of the blade for tidal power generation according to the present invention.
9 and 10 are perspective views of the blade for algae generation shown in Fig.

본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.It should be noted that, in the present specification, the same reference numerals are used to denote the same elements in the drawings, even if they are shown in different drawings.

한편, 본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.Meanwhile, the meaning of the terms described in the present specification should be understood as follows.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니된다.The word " first, "" second," and the like, used to distinguish one element from another, are to be understood to include plural representations unless the context clearly dictates otherwise. The scope of the right should not be limited by these terms.

"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the terms "comprises" or "having" does not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. "및/또는"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. It should be understood that the term "at least one" includes all possible combinations from one or more related items. It should be understood that the term "and / or" includes all possible combinations from one or more related items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결된다 또는 배치된다"고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 설치될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결된다 또는 설치된다"라고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "∼사이에"와 "바로 ∼사이에" 또는 "∼에 이웃하는"과 "∼에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.It will be understood that when an element is referred to as being "connected or disposed" to another element, it may be directly connected or installed with the other element, but other elements may be present in between. On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected or installed" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. On the other hand, other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "between" or "neighboring to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 조류발전용 블레이드를 상부에서 바라본 평면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 조류발전용 블레이드를 I-I'선을 따라 절단한 단면도이다. 도 9 및 도 10은 도 4에 도시된 조류발전용 블레이드의 사시도이다.FIG. 3 is a top plan view of the blade for tidal power generation according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view of the tidal blade shown in FIG. 3 taken along the line I-I '. 9 and 10 are perspective views of the blade for algae generation shown in Fig.

도 3, 4, 9 및 10을 참고하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 조류발전용 블레이드(100)는 반대 항력을 줄여 에너지 획득 효율을 높이기 위한 기하학적 구조를 가진 플레이트(110)와 격벽(120)을 포함한다.Referring to FIGS. 3, 4, 9 and 10, the blade 100 for algae generation according to the first embodiment of the present invention includes a plate 110 having a geometrical structure for reducing the opposite drag, 120).

플레이트(110)는 조류로부터 회전 동력을 전달 받는데, 예를 들면 플레이트(110)는 평면(111a) 및 완곡면(111b)을 포함한다. 평면(111a)은 조류발전용 블레이드(100)의 회전 중심축인 샤프트(10)와 연결될 수 있다. 완곡면(111b)은 일 단부가 곡면으로 구부러진 형상을 갖고 타 단부는 평면(111a)과 연결될 수 있다. The plate 110 receives rotational power from algae, for example, the plate 110 includes a plane 111a and a curved surface 111b. The plane 111a may be connected to the shaft 10, which is the rotational center axis of the blade 100 for algae generation. The curved surface 111b may have a curved shape at one end and be connected to the plane 111a at the other end.

격벽(120)은 플레이트(110)의 양 측면에 결합한다. 격벽(120)이 플레이트(110)의 양 측면에 결합함으로써, 플레이트(110)와 격벽(120)의 사이에는 조류로부터 동력을 수용하고 해수는 담을 수 있는 담수부(F1)가 형성된다. The barrier ribs 120 are coupled to both sides of the plate 110. The partition wall 120 is coupled to both sides of the plate 110 to form a fresh water portion F 1 between the plate 110 and the partition wall 120 to receive power from algae and to contain seawater.

밀물과 썰물의 양 방향의 에너지를 모두 획득하기 위해, 본 발명의 조류발전용 블레이드는 복수개가 결합되어 사용될 수 있다. 도 5는 도 3 및 4에 도시된 조류발전용 블레이드가 다수 결합된 상태를 나타낸 도면이다.In order to obtain both the tidal and ebullient energy of the tide, a plurality of tidal blades of the present invention may be used in combination. 5 is a view showing a state where a plurality of tidal blades shown in Figs. 3 and 4 are coupled.

도 4, 5 및 도 9를 참조하면, 상기 플레이트(110)는 제1 플레이트(111)와 제2 플레이트(112)를 포함할 수 있다. 예를 들면 상기 제1 플레이트(111)와 제2 플레이트(112)는 평면(111a, 112a)이 서로 마주하여 결합되고, 제1 플레이트(111) 및 제2 플레이트(112)의 완곡면(111b, 112b)은 서로 대향하는 방향으로 완곡되게 구부러져서 이격될 수 있다. 제1 플레이트(111) 및 제2 플레이트(112)의 완곡면(111b, 112b)의 결합 형태는 전체적으로 “ㅅ”자 형상을 가질 수 있다. 제1 플레이트(111)와 제2 플레이트(112)의 평면(111a, 112a)은 서로 물리적으로 분리되지 않도록 서로 마주하는 면이 결합된 것이라면 특별히 한정되지 않으나, 예를 들면, 제1 플레이트(111) 및 제2 플레이트(112)의 소재가 금속인 경우 용접에 의해 결합될 수 있다.Referring to FIGS. 4, 5 and 9, the plate 110 may include a first plate 111 and a second plate 112. For example, the first plate 111 and the second plate 112 are coupled to each other such that the planes 111a and 112a face each other and the eccentric surfaces 111b and 111b of the first plate 111 and the second plate 112, 112b may be bent and offset in a direction opposite to each other. The combination of the first and second plates 111 and 112b of the first plate 111 and the second plate 112 may have an overall shape. The planes 111a and 112a of the first plate 111 and the second plate 112 are not particularly limited as long as the planes 111a and 112a of the first plate 111 and the second plate 112 are not physically separated from each other, And the material of the second plate 112 is a metal.

본 발명의 조류발전용 블레이드(100)가 조류로부터 동력을 획득하는 구성을 설명하면, 조류와 마주하는 제1 플레이트(111)의 완곡면(111b)은 조류와 충돌하는데, 완곡면(111b)은 동력을 가진 조류를 수용하는 면적이 넓어 조류로부터 더 많은 동력 에너지를 획득할 수 있다. 또한, 제1 플레이트(111)의 완곡면(111b)과 격벽(120)의 사이에는 담수부(F1)가 형성되어 조류가 완곡면(111b)을 따라 상부 방향으로 비스듬히 밀고 올라가 조류발전용 블레이드(100)를 반시계 방향으로 회전시킨다. 한편 밀물과 썰물의 양 방향의 에너지를 획득하기 위해서, 제2 플레이트(112)도 동일하게 완곡면(112b)과 평면(112a)을 포함하는데, 블레이드가 반시계 방향으로 회전하면서 제2 플레이트(112)의 완곡면(112b)과 격벽(120) 사이에 형성된 담수부(F2)에는 해수가 채워지게 된다. 제2 플레이트(112)의 담수부(F2)는 밀물과 썰물의 양 방향의 에너지를 획득하기 위해 필요하나, 도 5에서와 같이 제2 플레이트(112)의 담수부(F2)에 채워진 해수는 조류발전용 블레이드(100)의 반시계 방향 회전에 반대 항력으로 작용한다.A description will be made of a configuration in which the bird's power generating blade 100 of the present invention obtains power from algae. The eccentric surface 111b of the first plate 111 facing the algae collides with the algae, The area that accommodates the power algae is large, so that more power energy can be obtained from the algae. A fresh water portion F 1 is formed between the eccentric surface 111b of the first plate 111 and the partition wall 120 so that the algae is slanted upwards along the eccentric surface 111b in an upward direction, (100) in the counterclockwise direction. On the other hand, in order to obtain energy in both directions of tide and ebb, the second plate 112 also includes the eccentric surface 112b and the plane 112a, and the second plate 112 The fresh water portion F 2 formed between the eccentric surface 112b of the partition wall 120 and the partition wall 120 is filled with seawater. The fresh water portion F 2 of the second plate 112 is required to acquire energy in both directions of tide and ebb. However, as shown in FIG. 5, the fresh water portion F 2 of the second plate 112 Acts as a counter drag against the counterclockwise rotation of the blade 100 for generating algae.

이러한 문제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 조류발전용 블레이드(100)는 제1 및 제2 플레이트(111, 112)의 평면(111a, 112a)에 배수구(Y)가 형성된다. 조류발전용 블레이드(100)가 반시계 방향 회전 시, 제2 플레이트(112)에 채워진 해수는 완곡면(112b)을 따라 평면(112a)의 배수구(Y)로 이동하게 되고, 해수는 중력에 의해 배수구(Y)를 통과하여 낙하한다. 완곡면(111b, 112b)의 곡면 형태는 조류로부터 동력을 전달 받기에 적합할 뿐만 아니라, 반대 항력으로 작용할 수 있는 해수를 배수구(Y)로 유도하는데 적합한 형태를 가진다. 따라서, 본 발명에 따른 조류발전용 블레이드(100)는 밀물 및 썰물의 양 방향의 에너지를 획득이 가능하며, 반대 항력을 최소화함으로써 에너지 획득 효율을 극대화할 수 있다.In order to solve such a problem, the blade 100 for algae generation according to the present invention is formed with a drain port Y on the planes 111a and 112a of the first and second plates 111 and 112. When the algae generating blade 100 rotates counterclockwise, the seawater filled in the second plate 112 is moved to the drainage port Y of the plane 112a along the eccentric surface 112b, Passes through the drain port (Y), and falls. The curved surfaces of the curved surfaces 111b and 112b are not only suitable for receiving the power from the alga but also have a shape suitable for guiding the seawater capable of acting as an opposing drag to the drain Y. [ Accordingly, the algae generating blade 100 according to the present invention can obtain energy in both directions of tide and ebb and minimize the opposite drag, thereby maximizing the energy obtaining efficiency.

플레이트의 평면을 연장한 수평면을 기준으로, 상기 격벽(120)의 수직 높이는 플레이트의 완곡면(111b, 112b)의 말단으로부터 평면(111a, 112a)의 말단에 이르기까지 점진적으로 감소할 수 있다. 이 경우, 담수부(F1, F2)에 해수를 담을 수 있는 양을 극대화하면서, 배수구(Y)를 통해 해수가 외부로 유출되는 뿐만 아니라 낮은 격벽(120)을 통해 해수를 유출시켜 반대 항력을 보다 더 최소화할 수 있다.The vertical height of the partition 120 may gradually decrease from the end of the curved surfaces 111b and 112b of the plate to the ends of the planes 111a and 112a with respect to a horizontal plane extending the plane of the plate. In this case, while the amount of seawater can be maximized in the fresh water portions F 1 and F 2 , the seawater flows out through the drain port Y and flows out through the low partition wall 120, Can be further minimized.

플레이트(110)와 격벽(120)의 소재를 강도 높은 금속, 합금, 고강도 플라스틱을 사용할 수 있다. 바람직하게는 플레이트(110)와 격벽(120)의 소재를 연성(延性)을 가진 고강도 직물을 사용할 수 있다. 플레이트(110)와 격벽(120)의 소재를 연성을 가진 고강도 직물을 사용할 경우, 조류와 충돌하는 플레이트(110)와 격벽(120)이 조류의 힘에 의해 늘어나 동력을 수용하는 효율을 높일 수 있다.The plate 110 and the partition 120 may be made of a metal, alloy, or high-strength plastic having high strength. It is preferable to use a high-strength fabric having ductility for the material of the plate 110 and the partition 120. [ When the plate 110 and the partition wall 120 are made of a high-strength fabric having flexibility, the plate 110 and the partition 120, which collide with the algae, are expanded by the force of the algae, .

완곡면(111b, 112b)의 곡면 길이는 평면(111a, 112a) 길이의 0.25 ~ 2배 범위에서 선택되는 것이 바람직하다. 완곡면(111b, 112b)의 곡면 길이가 평면(111a, 112a)의 길이에 0.25배 미만이면, 조류와 완곡면(111b, 112b)이 충돌하는 면적이 작아지고, 해수의 담수량이 떨어져 에너지 획득 효율이 떨어진다. 한편, 완곡면(111b, 112b)의 곡면 길이가 평면(111a, 112a) 길이의 2배를 초과하면 조류의 힘에 의해 완곡면(111b, 112b)의 형태가 변형될 수 있다.It is preferable that the curved surface length of the curved surfaces 111b and 112b is selected in the range of 0.25 to 2 times the length of the planes 111a and 112a. If the curved surface length of the curved surfaces 111b and 112b is less than 0.25 times the length of the planes 111a and 112a, the area where the algae and the curved surfaces 111b and 112b collide with each other becomes small, . On the other hand, if the curved surface length of the curved surfaces 111b and 112b exceeds twice the length of the flat surfaces 111a and 112a, the shape of the curved surfaces 111b and 112b can be deformed by the force of the algae.

완곡면(111b, 112b)과 평면(111a, 112a)을 포함한 본 발명의 조류발전용 블레이드(100)는 완곡면(111b, 112b)은 해수에 침수되나, 플레이트의 평면(111a, 112a)은 해수에 침수되지 않는 반침수형 조류발전용 블레이드로 사용될 수 있다.
The torsion surfaces 111b and 112b are submerged in the seawater while the planes 111a and 112a of the plate of the present invention including the torsion surfaces 111b and 112b and the planes 111a and 112a are seawater Can be used as a blade for generating a semi-osseous algae that does not flood into the atmosphere.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 조류 발전장치의 내부 구성도이고, 도 7은 도 6에 도시된 조류 발전장치의 내측면을 도시한 도면이다.FIG. 6 is an internal configuration diagram of the tidal power generation apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is an internal view of the tidal power generation apparatus shown in FIG.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명에 일 실시예에 따른 조류 발전장치(1000)는 조류발전용 블레이드(100) 및 본체(200)를 포함한다.Referring to FIGS. 6 and 7, an algae generator apparatus 1000 according to an embodiment of the present invention includes a blade 100 for algae generation and a main body 200.

상기 조류발전용 블레이드(100)는 앞서 설명한 조류발전용 블레이드와 동일하므로 자세한 내용은 생략하고, 동일한 구성에 대해 동일 명칭을 사용하도록 한다.Since the blade 100 for generating algae is the same as the blade for algae generation described above, a detailed description thereof will be omitted and the same name will be used for the same constitution.

본체(200)는 조류에 의해 회전하는 조류발전용 블레이드(100)를 탑재하고 해수면에 부유할 수 있는 부유체를 포함한다. 본체(200)에는 조류가 일측에서 유입되어 타측으로 통과하는 조류 통과로가 형성될 수 있다. 구체적인 예로써, 본체(200)는 상부 본체(210), 하부 본체(220) 및 조류 유입 제어유닛(230)을 포함할 수 있다. 상부 본체(210)는 조류발전용 블레이드(100)의 회전축인 샤프트(10)와 연결되어 조류발전용 블레이드(100)의 위치를 고정한다. 하부 본체(220)는 상부 본체(210)와 마주하되 상기 조류 통과로를 사이에 두고 이격될 수 있다.The main body 200 includes a float capable of floating on the sea surface by mounting the bird's power generation blades 100 rotated by algae. In the main body 200, a bird passage can be formed in which algae flow from one side and pass to the other side. As a specific example, the main body 200 may include an upper main body 210, a lower main body 220, and a bird inflow control unit 230. The upper body 210 is connected to the shaft 10, which is the rotation axis of the blade 100 for generating algae, to fix the position of the blade 100 for algae generation. The lower main body 220 faces the upper main body 210 and can be spaced apart via the alga passage.

상기 조류 유입 제어유닛(230)은 외부로부터 조류 통과로에 유입되는 조류의 양을 조절하는데, 예를 들면, 상부 본체(210)로부터 하부 본체(220)의 방향으로 슬라이딩되어 조류 통과로의 유입구를 적어도 일부 차단하는 댐퍼(231)를 포함할 수 있다.The algae inflow control unit 230 adjusts the amount of algae flowing from the outside into the alga passage through, for example, sliding from the upper main body 210 toward the lower main body 220, And at least partially block the damper 231.

조류 유입 제어유닛(230)은 하부 본체(220)의 상면에 배치되어 조류 통과로의 유입구로부터 조류발전용 블레이드(100)의 회전 중심에 이르기까지 조류 통과로가 점차 협소해지도록 경사각을 가진 조류 집진부재(232)를 포함할 수 있다. 조류 집진부재(232)는 조류의 이동속도를 높여 조류발전용 블레이드(100)의 회전수를 향상시킬 수 있다.The algae inflow control unit 230 is disposed on the upper surface of the lower main body 220 so that the algae flow path is gradually narrowed from the inlet of the algae passage to the rotation center of the algae generating blade 100, Member 232, as shown in FIG. The bird dust collecting member 232 can increase the speed of movement of the algae and improve the number of revolutions of the blade 100 for algae generation.

상기 상부 본체(210)의 내부에는 조류발전용 블레이드(100)의 회전 중심축인 샤프트(10)의 수직 높이를 조절하는 벨로스트(240)를 탑재할 수 있다. 벨로스트(240)는 선박 내부에 해수를 일부 유입시켜 선박의 균형을 유지하는 평형수로 사용하는데, 이러한 평형수의 양을 조절하여 조류발전용 블레이드(100)의 수직 높이를 조절할 수 있다. 벨로스트(240)는 조류발전용 블레이드(100)의 샤프트(10)와 물리적으로 연결될 수 있고, 벨로스트(240)는 상부 본체(210)에 유입된 해수에 대한 부력에 의해 위치가 승강될 수 있다.A bellows 240 for adjusting the vertical height of the shaft 10, which is the center axis of rotation of the blade 100 for algae generation, may be mounted in the upper body 210. The bellows 240 is used as ballast water for partially balancing the ship by introducing a part of the seawater into the ship. The vertical height of the blade 100 for the algae power generation can be adjusted by adjusting the amount of the ballast water. The bellows 240 can be physically connected to the shaft 10 of the blade 100 for generating electricity and the bellows 240 can be moved up and down by buoyancy against seawater flowing into the upper body 210 have.

본 발명의 조류 발전장치(1000)는 발전기(30)와 조류발전용 블레이드(100)의 샤프트(10)와 발전기(30)를 연결하는 연결부재(20)를 더 포함할 수 있다. 조류발전용 블레이드(100)의 샤프트(10), 연결부재(20) 및 발전기(30)는 기어 형태로 서로 맞물려 회전될 수 있다.The tidal power generation apparatus 1000 of the present invention may further include a connection member 20 for connecting the generator 30 and the shaft 10 of the tidal power generation blade 100 to the generator 30. The shaft 10, the connecting member 20 and the generator 30 of the blade 100 for generating algae can be rotated in the form of gears meshed with each other.

또한 본 발명의 조류 발전장치(1000)는 상부 본체(210)와 조류 집진부재(232)가 배치된 하부 본체(220)를 연결하는 리프팅 유닛(40)을 포함할 수 있다. 리프팅 유닛(40)은 상부 본체(210)와 연결된 평기어와 맞물려 상부 본체(210)를 기준으로 상하 이동할 수 있다. 따라서 리프팅 유닛(40)을 사용하여 조류 집진부재(232)가 배치된 하부 본체(220)의 높이를 조절할 수 있다.The alga generator device 1000 of the present invention may include a lifting unit 40 connecting the upper main body 210 and the lower main body 220 in which the algae collecting members 232 are disposed. The lifting unit 40 can be moved up and down with respect to the upper body 210 by engaging with a spur gear connected to the upper body 210. Therefore, the lifting unit 40 can be used to adjust the height of the lower main body 220 where the bird collecting member 232 is disposed.

본 발명의 조류 발전장치(1000)는 블레이드의 완곡면은 조류 통과로에 침수되나 평면은 조류 통과로에 침수되지 않는 반침수형 조류 발전장치를 포함한다.
The alga generator (1000) of the present invention includes a semi-hand-held algae generator in which the smooth surface of the blade is submerged in the algae passage but the plane is not submerged in the algae passage.

<실험예> 발전효율 측정<Experimental Example> Measurement of power generation efficiency

도 8은 본 발명에 따른 조류발전용 블레이드의 발전효율을 측정하기 위한 실험 구성도이다. 도 8을 참조하면, 가상의 조류를 형성하기 위해 높은 위치에서 물을 공급하는 물 공급탱크(50)를 배치하고, 물탱크에서 공급된 물은 경사로(60)를 따라 흐르며, 경사로를 통과한 물을 담는 물 저장탱크(70)를 배치하였다. 아울러, 물 공급탱크(50)에서 경사로(60)로 공급되는 수량을 일정하게 유지하기 위해, 밸브(80)를 배치하였다.8 is an experimental configuration diagram for measuring the power generation efficiency of the blade for tidal power generation according to the present invention. 8, a water supply tank 50 for supplying water at a high position is arranged to form a virtual algae. Water supplied from the water tank flows along the ramp 60, and water A water storage tank 70 is disposed. In addition, a valve 80 is provided to keep the water supplied from the water supply tank 50 to the ramp 60 constant.

경사로(60)에 공급되는 수량을 동일하게 유지한 상태에서, 본 발명의 조류발전용 블레이드(100)[실시예]를 경사로에 배치하여 회전력(Torque)을 측정하였다. 동일한 조건에서, 도 8에 도시된 바와 같이 배수구 또는 완곡면이 형성되지 않은 평판형태의 블레이드(90)[비교예]를 제작하여 회전력을 측정하였다. 실시예(100)와 비교예(90)의 블레이드가 경사로(60)에 흐르는 물에 잠기는 높이가 동일하도록 유지하였다.The blade 100 (example) for algae power generation of the present invention was placed in a ramp and the torque was measured while keeping the amount supplied to the ramp 60 the same. Under the same conditions, as shown in Fig. 8, a blade 90 (comparative example) in the form of a flat plate without a drain hole or a curved surface was prepared and the rotational force was measured. The blades of the embodiment (100) and the comparative example (90) were kept at the same height as that of the water flowing in the ramp (60).

실시예(100)와 비교예(90)의 발전효율 측정 실험은 물 공급탱크(50)의 수량, 밸브(60) 조건 및 경사로(60)의 기울기 각도를 모두 동일한 조건하에서 실험하였다. 실시예(100)와 비교예(90)의 회전력을 15회 반복 측정한 결과, 표 1과 같은 결과를 획득하였다.Experiments on the power generation efficiencies of the examples 100 and 90 were conducted under the same conditions of the number of the water supply tanks 50, the condition of the valve 60 and the inclination angles of the ramps 60. As a result of repeatedly measuring the rotational force of the Example (100) and the Comparative Example (90) 15 times, the results shown in Table 1 were obtained.

구분division 실시예Example 비교예Comparative Example

회전력 (kgf·m)

Torque (kgf · m) 248, 273, 257,
239, 275, 264,
259, 243, 279,
263, 255, 257,
248, 254, 264248, 273, 257,
239, 275, 264,
259, 243, 279,
263, 255, 257,
248, 254, 264 185, 197, 210,
195, 204, 209,
191, 189, 205,
211, 192, 191,
220, 188, 211185, 197, 210,
195, 204, 209,
191, 189, 205,
211, 192, 191,
220, 188, 211 평균 회전력Average torque 258.5258.5 199.8199.8

실시예(100)는 평균 회전력은 비교예(90)의 평균 회전력보다 57.7이 높게 측정되었다. 따라서, 실시예(100)의 발전효율은 비교예보다 12.8% 향상된 것을 확인할 수 있었다.
In Example (100), the average torque was measured to be 57.7 higher than the average torque of Comparative Example (90). Therefore, it was confirmed that the power generation efficiency of the example (100) was improved by 12.8% as compared with the comparative example.

이와 같이, 본 발명에 따른 조류발전용 블레이드 및 이를 포함하는 조류 발전장치는 밀물과 썰물의 양 방향의 에너지를 획득이 가능하며, 반대 항력을 최소화함으로써 에너지 획득 효율이 우수하다.
As described above, the tidal power generation blade and the tidal power generation apparatus including the same according to the present invention can acquire energy in both directions of tide and ebb and minimize the opposite drag, thereby achieving excellent energy acquisition efficiency.

1000: 조류 발전장치
100: 조류발전용 블레이드 110: 플레이트
111: 제1 플레이트 111a: 평면
111b: 완곡면 112: 제2 플레이트
120: 격벽
200: 본체 210: 상부 본체
220: 하부 본체 230: 조류 유입 제어유닛
231: 댐퍼 232: 조류 집진부재
240: 벨로스트
10: 샤프트 20: 연결부재
30: 발전기 40: 리프팅 유닛
50: 물 공급탱크 60: 경사로
70: 물 저장탱크 80: 밸브
F: 담수부
Y: 배수구1000: Algae generator
100: Bird generating blade 110: Plate
111: first plate 111a: plane
111b: eccentric surface 112: second plate
120:
200: main body 210: upper main body
220: Lower main body 230: Bird inflow control unit
231: Damper 232: Bird dust collecting member
240: Velost
10: shaft 20: connecting member
30: Generator 40: Lifting unit
50: water supply tank 60: ramp
70: Water storage tank 80: Valve
F: Freshwater
Y: drain

Claims (10)

조류에 의해 회전하여 발전기에 동력을 공급하는 조류발전용 블레이드에 있어서,
평면 및 상기 평면과 연결되어 일 단부가 곡면으로 구부러진 완곡면을 포함하는 플레이트; 및
상기 플레이트의 양 측면에 결합되는 격벽;을 포함하는 조류발전용 블레이드이되,
상기 플레이트의 완곡면과 격벽 사이의 공간은 조류로부터 동력을 수용하고 해수를 담을 수 있는 담수부가 형성되며, 상기 플레이트의 평면 중 적어도 일부에는 상기 담수부에 채워진 해수가 외부로 유출되는 배수구가 형성된 것을 특징으로 하는 조류발전용 블레이드.CLAIMS 1. A tidal power generation blade for powering a generator by being rotated by a tidal current,
A plate and a plate connected to the plane and including a curved surface curved at one end; And
And a partition wall coupled to both sides of the plate,
Wherein a space between the eccentric surface of the plate and the partition is formed with a fresh water portion for receiving power from the algae and capable of containing seawater and at least a part of the plane of the plate is formed with a drain hole through which the seawater filled in the fresh water portion flows out Features a bird power generation blade. 제1항에 있어서,
상기 플레이트는 한 쌍의 제1 플레이트 및 제2 플레이트를 포함하고,
상기 제1 플레이트 및 제2 플레이트의 평면은 서로 마주하여 결합되며,
제1 플레이트 및 제2 플레이트의 완곡면들은 서로 대향하는 방향으로 완곡(gradual curve)되게 구부러져 이격된 것을 특징으로 하는 조류발전용 블레이드.The method according to claim 1,
The plate comprising a pair of first and second plates,
Wherein planes of the first plate and the second plate are opposed to each other,
Wherein the curved surfaces of the first plate and the second plate are curved to be gradual curved in directions opposite to each other. 제1항에 있어서,
상기 플레이트의 평면을 연장한 수평면을 기준으로, 상기 격벽의 수직 높이는 플레이트의 완곡면의 말단으로부터 평면의 말단에 이르기까지 점진적으로 감소하는 것을 특징으로 하는 조류발전용 블레이드.The method according to claim 1,
Wherein the vertical height of the partition wall gradually decreases from a distal end of the flattened surface of the plate to a distal end of the plane with respect to a horizontal plane extending the plane of the plate. 제1항에 있어서,
상기 완곡면의 곡면 길이(Fi)는 상기 평면의 길이(Ki)의 0.25 ~ 2배 범위인 것을 특징으로 하는 조류발전용 블레이드.The method according to claim 1,
Wherein the curved surface length F i of the curved surface is in the range of 0.25 to 2 times the length K i of the curved surface. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 조류발전용 블레이드는
상기 플레이트의 완곡면은 해수에 침수되나, 상기 플레이트의 평면은 해수에 침수되지 않는 반침수형 조류발전용 블레이드인 것을 특징으로 하는 조류 발전용 블레이드.The tidal power generation blade according to any one of claims 1 to 4,
Wherein the flat surface of the plate is submerged in seawater but the plane of the plate is not submerged in seawater. 평면 및 상기 평면과 연결되어 일 단부가 곡면으로 구부러진 플레이트 및 상기 플레이트의 양 측면에 결합되는 격벽을 포함하는 조류발전용 블레이드이되, 상기 플레이트의 완곡면과 격벽 사이의 공간은 조류로부터 동력을 수용하고 해수를 담을 수 있는 담수부가 형성되며, 상기 플레이트의 평면 중 적어도 일부에는 상기 담수부에 채워진 해수가 외부로 유출되는 배수구가 형성된 블레이드; 및
상기 블레이드를 탑재하고 조류가 일측에서 유입되어 타측으로 통과하는 조류 통과로가 형성된 본체;를 포함하는 조류 발전장치이되,
상기 블레이드는 상기 조류 통과로의 상부에 배치되고, 상기 플레이트의 완곡면은 조류 통과로에 침수되나 플레이트의 평면은 조류 통과로에 침수되지 않는 것을 특징으로 하는 조류 발전장치.And a partition wall connected to both sides of the plate, the plate being curved at one end curved in a plane and connected to the plane, wherein the space between the curved surface of the plate and the partition wall receives power from the algae A blade formed with at least a part of a plane of the plate, a drain port through which the seawater filled in the fresh water outlet flows out; And
And a main body on which the blades are mounted and on which algae pass from one side to the other side and on which the algae passage is formed,
Wherein the blades are disposed on the upper portion of the alga passage, the smooth surface of the plate is submerged in the alga passage, but the plane of the plate is not submerged in the algae passage. 제6항에 있어서,
상기 본체는
블레이드의 회전축인 샤프트와 연결된 상부 본체;
상기 조류 통과로를 사이에 두고, 상기 상부 본체와 마주하는 하부 본체; 및
외부로부터 조류 통과로에 유입되는 조류의 양을 조절하는 조류 유입 제어유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 조류 발전장치.The method according to claim 6,
The body
An upper body connected to a shaft which is a rotation axis of the blade;
A lower main body facing the upper main body with the alga passage; And
And an algae inflow control unit for controlling the amount of algae flowing from the outside into the algae passage. 제7항에 있어서,
상기 조류 유입 제어유닛은
상부 본체로부터 하부 본체의 방향으로 슬라이딩되어 조류 통과로의 유입구를 적어도 일부를 차단하는 댐퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 조류 발전장치.8. The method of claim 7,
The algae inflow control unit
And a damper slidable in the direction of the lower body from the upper body to block at least a part of the inlet of the alga passage. 제7항에 있어서,
상기 조류 유입 제어유닛은
하부 본체의 상면에 배치되어, 조류 통과로의 유입구로부터 블레이드의 회전 중심에 이르기까지 조류 통과로가 점차 협소해지도록 경사각을 가진 조류 집진부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 조류 발전장치.8. The method of claim 7,
The algae inflow control unit
And an alveolar dust collecting member disposed on the upper surface of the lower main body and having an inclination angle so that the alveolar passage is gradually narrowed from the inlet of the alveolar passage to the rotation center of the blade. 제6항에 있어서,
상기 본체에는
블레이드의 회전 중심축인 샤프트와 연결되고 부력에 의해 위치가 승강되어, 블레이드의 완곡면이 본체로부터 조류 통과로로 돌출되는 높이를 조절하는 벨로스트를 탑재하는 것을 특징으로 하는 조류 발전장치.The method according to claim 6,
The main body
And a bellows connected to a shaft serving as a rotation center shaft of the blade and elevating and lowering its position by buoyancy to adjust a height at which the smooth surface of the blade protrudes from the main body to the alga passage.
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WO2010150032A2 (en) 2009-06-24 2010-12-29 Kokai Denes Energy conversion device
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