KR101841135B1 - 파력기관 및, 이를 이용한 발전장치와 수상교통장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파력을 유용한 에너지로 바꾸어주기 위한 파력기관 및, 상기 파력기관을 이용한 발전장치와 수상교통장치에 관한 것이다.
상기 파력기관은, 부력체로 이루어지는 기둥형의 바디; 상기 바디의 외측면에 고정되며, 상기 바디의 원주방향을 따라 다수 개가 간격을 두고 형성되는 관형의 작용관으로 이루어지는 작용관 그룹; 상기 각 작용관의 일단부에 형성되며 작용관의 내부공간을 향해 열리는 제1체크밸브; 및 상기 각 작용관의 타단부에 형성되며 작용관의 외부공간을 향해 열리는 제2체크밸브;를 포함한다.

Description

파력기관 및, 이를 이용한 발전장치와 수상교통장치{Wave power engine, generator and waterborne transportation using the engine}

본 발명은 파력을 유용한 에너지로 바꾸어주기 위한 파력기관 및, 상기 파력기관을 이용한 발전장치와 수상교통장치에 관한 것이다.

전기에너지는 가장 실용적인 에너지로서, 수력, 화력, 원자력, 풍력, 지열, 태양열 또는 파력에 의하여 생산된다.

이 중에서도 파력은 파도에 의해 발생하는 에너지로서, 거의 영구적으로 발생하면서도 전기에너지를 생산할 때 환경오염을 거의 일으키지 않는다.

등록번호 10-1346067호의 '파력 발전용 부유체 및 이를 이용한 파력 발전 장치'는 이러한 파력 에너지를 활용하는 방법에 관한 종래기술 중의 하나이다. 상기 종래기술에서 부유체는, 부력부, 상기 부력부의 상부에 상향 개방된 공간을 가지는 크라운, 상기 부력부의 하부에 하향 개방된 공간을 가지는 스커트 및 상기 스커트 내부의 공기를 외부로 배기하는 배기부 등으로 이루어지며, 크라운 또는 스커트에 담긴 물의 자중을 이용해 파력 에너지를 효율적으로 기계적 에너지로 변환시키는 것을 의도하고 있다.

그러나 상기 종래기술에서 파력 에너지를 기계적 에너지로 효율적으로 변환시키기 위해서는, 크라운 또는 스커트에 채워지는 물의 양이 시시각각으로 변화하여야 하나 크라운 또는 스커트에 한번 채워진 물은 쉽게 변화하지 않는다는 문제점이 있다.

KR 10-1346067 B1

본 발명은 상기한 것과 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 파력을 보다 효율적으로 유용한 에너지로 바꾸어주는 것이 가능한 파력기관 및 이를 이용한 발전장치와 수상교통장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기한 것과 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 부력체로 이루어지는 기둥형의 바디; 상기 바디의 외측면에 고정되며, 상기 바디의 원주방향을 따라 다수 개가 간격을 두고 형성되는 관형의 작용관으로 이루어지는 작용관 그룹; 상기 각 작용관의 일단부에 힌지 결합되며 상기 각 작용관의 일단부에 형성된 입구부분을 개방하도록 작용관의 내부공간을 향해 제1방향으로 소정 각도 열리는 제1개방위치와 상기 입구부분을 밀폐하는 제1밀폐위치로 이동 가능한 제1디스크판과, 상기 제1디스크판을 상기 제1밀폐위치에 유지하도록 상기 제1디스크판에 대해 소정 탄성력을 작용하는 제1스프링을 포함하는 제1체크밸브; 및 상기 각 작용관의 타단부에 힌지 결합되며 상기 각 작용관의 타단부에 형성된 출구부분을 개방하도록 작용관의 외부공간을 향해 상기 제1방향으로 소정 각도 열리는 제2개방위치와 상기 출구부분을 밀폐하는 제2밀폐위치로 이동 가능한 제2디스크판과, 상기 제2디스크판을 상기 제2밀폐위치에 유지하도록 상기 제2디스크판에 대해 소정 탄성력을 작용하는 제2스프링을 포함하는 제2체크밸브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 파력기관이 제공된다.

상기 각 작용관은, 바디의 축선에 대해 경사지게 형성될 수 있다.

상기 작용관 그룹은, 상기 바디의 축선방향을 따라 다수 개가 형성될 수 있다.

상기 작용관 그룹은, 상기 바디의 반경방향을 따라 다수 개가 형성될 수 있다.

상기 제1체크밸브의 제1디스크판과 제2체크밸브의 제2디스크판은 각각, 상기 각 작용관의 단부면 중 상기 바디의 중심에서 멀리 위치한 부분에 힌지결합될 수 있다.

상기 제1체크밸브의 제1디스크판과 제2체크밸브의 제2디스크판은 각각, 상기 각 작용관의 단부면 중 상기 바디의 중심에서 가깝게 위치한 부분에 힌지결합되며, 무게중심이 힌지 삽입구의 축선에 치우치도록 구성될 수 있다.

상기 제1체크밸브와 제2체크밸브는, 상기 각 작용관의 일단부와 타단부에서 각각 다수 개가 형성될 수 있다.

상기 바디의 외측 둘레를 따라서는, 상기 작용관의 축방향에 수직한 보조판이 돌출 형성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 파력기관; 상기 파력기관의 바디 길이방향 단부에 고정되는 회전축; 상기 회전축이 회전함에 의해 회전자가 회전하여 전기를 발생시키는 발전기; 및 상기 파력기관이 일정 위치에서 수면을 따라 상하로 이동할 수 있도록 하는 지지수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 발전장치가 제공된다.

상기 파력기관은, 다수 개가 서로 평행하게 간격을 두고 배치될 수 있다. 이때, 상기 제1체크밸브와 제2체크밸브의 위치는, 인접하는 상기 파력기관들에서 서로 반대인 것이 바람직하다. 그리고 인접하는 상기 파력기관들 사이 공간 중 상단부에는, 각 파력기관의 외측면에서 이격된 면을 가지는 압력 유지체가 배치되는 것이 바람직하다.

상기 지지수단은, 상기 회전축이 핀결합되는 제1관통공과 상기 제1관통공에 수직하게 형성되는 제2관통공을 구비하며, 발전기가 고정되는 슬라이더; 및 상기 슬라이더의 제2관통공에 삽입된 상태로 일정 위치에 고정되는 지지봉;을 포함할 수 있다.

상기 지지수단은, 상기 회전축이 핀결합되는 관통공을 구비하고, 부력체로 이루어지며, 발전기가 고정되는 지지부력체; 및 일단부가 상기 지지부력체에 연결되며, 타단부에 중량체가 고정된 로프;를 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 파력기관; 상기 파력기관의 바디 길이방향 단부에 고정되는 회전축; 상기 파력기관에서 이격된 위치에 배치되고 부력체로 이루어지는 안착부; 및 일단부에 상기 회전축이 핀결합되며, 타단부가 상기 안착부와 연결되는 연결부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수상교통장치가 제공된다.

상기 연결부는, 일단부에 상기 회전축이 핀결합되는 관통공이 형성되는 제1연결대, 상기 제1연결대의 타단부에 부착되는 핸들, 및 상기 제1연결대의 타단부를 축으로 하여 회전하며 상기 제1연결대와 안착부를 연결하는 제2연결대를 포함할 수 있다.

상기 파력기관의 외측면에서 이격되어 형성되는 안전망을 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 파력기관은 파도의 상하운동을 효과적으로 회전운동으로 변환시킬 수 있다.

이러한 파력기관은 발전장치에 적용되어 친환경적으로 에너지를 생산할 수 있고, 수상교통장치에 적용되어 안전하고 친환경적인 레저활동에 기여할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 파력기관의 정면도이다.
도 2는 일자형 작용관을 가지는 파력기관의 정면도이다.
도 3은 상기 파력기관의 작동원리에 관한 설명도이다.
도 4는 바디의 축선에 대해 경사진 작용관을 가지는 파력기관의 측면도이다.
도 5는 다수 개의 작용관 그룹을 가지는 파력기관에 관한 설명도이다.
도 6은 파력기관의 디스크판에 관한 설명도이다.
도 7은 상기 디스크판의 다른 실시예에 관한 설명도이다.
도 8은 상기 디스크판의 형상에 관한 여러 실시예이다.
도 9는 상기 파력기관의 작용관 각 단부에 다수 개의 체크밸브가 형성되는 경우에 관한 설명도이다.
도 10은 보조판을 더 구비하는 파력기관의 측면도이다.
도 11은 상기 파력기관을 구비하는 발전장치의 개념적인 설명도이다.
도 12는 상기 발전장치의 다른 실시예에 관한 개념적인 설명도이다.
도 13은 상기 발전장치가 압력 유지체를 더 구비하는 경우에 관한 설명도이다.
도 14는 상기 파력기관을 구비하는 수상교통장치의 개념적인 설명도이다.
도 15는 상기 수상교통장치의 다른 실시예에 관한 개념적인 설명도이다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 파력기관의 정면도이다.
도 17은 상기 작용관의 양단부가 확장 형성되는 경우에 관한 설명도이다.
도 18 및 도 19는 또 다른 실시예에 의한 수상교통장치에 관한 설명도이다.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예에 대해 도면을 참고하여 자세하게 설명한다.

본 발명은 파도의 상하운동을 회전운동으로 바꾸어 주는 파력기관 및, 상기 파력기관을 이용한 발전장치와 수상교통장치에 관한 것이다.

도 1에는 본 발명에 의한 파력기관(100)의 정면도가 도시되어 있다.

본 발명에 의한 파력기관(100)은, 바디(110), 작용관 그룹(130), 제1체크밸브(140) 및 제2체크밸브(150)를 포함하여 이루어진다.

상기 바디(110)는 기둥형으로 이루어진다. 도 1에서와 같이 상기 바디(110)의 단면 형상은 파력기관이 쉽게 회전할 수 있도록 원형으로 이루어지는 것이 바람직하지만, 삼각형, 사각형, 육각형, 팔각형 등의 정다각형으로 이루어질 수도 있다. 도 16에는 예시적으로 단면 형상이 육각형 및 팔각형인 파력기관이 도시되어 있다. 상기 바디(110)는 발포수지 등으로 제작되거나, 금속이나 플라스틱 재질의 몸체 내부에 밀폐된 공간을 구비하여 부력체로 작용한다. 따라서, 본 발명에 의한 파력기관(100)은 밀물과 썰물 등에 의한 수면 높이에 따라 수면에 일정하게 뜬 상태로 파도의 상하운동에 의해 회전운동을 하게 된다.

상기 바디(110)가 발포수지 등으로 제작되는 경우에도 바디(110)의 표면은 일정치 이상의 강도를 가질 수 있도록 강성의 재질로 이루어지는 것이 바람직할 것이다.

바디(110)의 표면이 금속 등의 비중이 큰 재질로 이루어지는 경우 파력기관의 운동시 관성력이 증가하게 된다.

상기 바디(110)의 길이방향 단부에는, 바디(110)의 축선과 동일한 축선을 가지는 회전축을 고정할 수 있도록 너트홀(N)이 형성될 수 있다. 너트홀을 통해 바디(110)에 고정되는 회전축은 상기 파력기관(100)의 회전운동을 발전 등에 활용하고자 할 때 발전기 등과 연결하는데 사용될 수 있다. 회전축과의 결합을 위한 너트홀은 바디(110)의 길이방향 일단부에 형성될 수도 있으나, 양단부에 형성되는 것이 파력기관을 안정적으로 지지하는 측면에서 바람직하다.

너트홀은 바디(110)에 회전축을 고정할 수 있다면 다른 수단으로 대체될 수도 있다.

작용관 그룹(130)은 상기 바디(110)의 외측면에 고정되는 것으로, 다수 개의 관형 작용관(131)으로 이루어진다. 상기 작용관 그룹(130)을 이루는 작용관(131)들은 상기 바디(110)의 원주방향을 따라 간격을 두고 배치된다.

상기 작용관(131)들은 도 1에 도시되어 있는 것과 같이 바디(110)의 외측면 둘레 형상에 맞게 호형으로 이루어질 수도 있으나, 도 2에 도시되어 있는 것과 같이 일자형으로 이루어지는 것도 무방하다.

제1체크밸브(140)는 상기 각 작용관(131)의 일단부에 형성되며 디스크판이 작용관(131)의 내부공간을 향해 열리도록 형성된다. 제1체크밸브(140)는 제1디스크판과 제1스프링을 구비한다. 제1디스크판은 도 6 내지 도 8에 관하여 후술하는 바와 같이 각 작용관(131)의 일단부에 힌지 결합된다. 제1디스크판은 각 작용관(131)의 일단부에 형성된 입구부분을 개방하도록 작용관의 내부공간을 향해 제1방향으로 소정 각도로 열리는 개방위치와 입구부분을 밀폐하는 밀폐위치로 이동한다. 여기서, 제1방향은 각 작용관(131)의 일단부에서 타단부를 향한 방향일 수 있다. 제1스프링은 제1디스크판을 밀폐위치에 유지하도록 제1디스크판에 대해 소정 탄성력을 작용하도록 설치된다. 따라서, 제1디스크판은 평상 시에는 제1스프링의 탄성력에 의해 밀폐위치로 유지된다. 또, 제1디스크판은 파도가 각 작용관(131)의 일단부에서 부력 등에 의해 일정치 이상의 압력(예를들면, 파도의 상승하는 부분의 상승 압력)을 작용할 때는 이 압력에 의해 제1스프링의 탄성력에 대항하여 개방위치로 이동된다. 또한, 제1디스크판은 개방위치에 위치한 상태에서 상기 압력이 소멸되거나 파도가 제1방향과 반대방향인 제2방향으로 중력 등에 의해 일정치 이상의 압력을 작용할 때는 제1스프링의 탄성력 또는 상기 압력에 의해 밀폐위치로 복귀된다. 여기서, 제2방향은 작용관의 타단부에서 일단부를 향한 방향일 수 있다. 이와 같이, 제1체크밸브(140)는 파도가 해당 작용관의 입구부분 외측에서 제1디스크판에 대해 제1방향으로 상기 압력을 작용할 때 열린다. 그 결과, 해당 작용관은 외부공간으로부터 입구부분을 통해 바닷물을 유입할 수 있다. 또한, 제1체크밸브(140)는 파도가 해당 작용관의 입구부분 내측에서 제1디스크판에 대해 제2방향으로 상기 압력을 작용할 때는 닫힌다. 그 결과, 작용관은 입구부분을 통한 물의 이동, 특히, 유출을 차단하고, 내부공간에 유입된 물을 가둘 수 있다. 이때, 도 3의 (c)에 관하여 후술하는 바와 같이, 일단부가 하부에 배치되고 타단부가 상부에 배치되도록 작용관(131a)이 바디(110)의 일측면에 위치될 경우, 해당 작용관의 내부공간에 가두어진 물의 하중은 해당 작용관을 하강시켜서 바디(110)를 회전시키도록 하는 힘으로 작용할 수 있다. 그리고 제2체크밸브(150)는 제1체크밸브(140)와 마찬가지로 제2디스크판과 제2스프링을 구비한다. 제2디스크판은 도 6 내지 도 8에 관하여 후술하는 바와 같이 각 작용관(131)의 타단부에 힌지 결합된다. 제2디스크판은 각 작용관(131)의 타단부에 형성된 출구부분을 개방하도록 작용관의 외부공간을 향해 상기 제1방향으로 소정 각도로 열리는 개방위치와 출구부분을 밀폐하는 밀폐위치로 이동한다. 제2스프링은 제2디스크판을 밀폐위치에 유지하도록 제2디스크판에 대해 소정 탄성력을 작용하도록 설치된다. 따라서, 제2디스크판은 평상 시에는 제2스프링의 탄성력에 의해 밀폐위치로 유지된다. 또, 제2디스크판은 파도가 제1방향으로 부력, 하중 등에 의한 일정치 이상의 압력을 작용할 때는 이 압력에 의해 개방위치로 이동된다. 또한, 제2디스크판은 개방위치에 위치한 상태에서 상기 압력이 소멸되거나 파도가 제2방향으로 부력 등에 의한 일정치 이상의 압력을 작용할 때는 제2스프링의 탄성력 또는 상기 압력에 의해 밀폐위치로 복귀된다. 여기서, 제2방향은 제1방향과 반대방향인 작용관의 타단부에서 일단부를 향한 방향일 수 있다. 이와 같이, 제2체크밸브(150)는 파도, 특히, 해당 작용관의 내부공간에 유입된 물이 해당 작용관(131)의 출구부분 내측에서 제2디스크판에 대해 제1방향으로 상기 압력을 작용할 때는 열린다. 그 결과, 해당 작용관은 내부공간의 물을 출구부분을 통해 외부공간으로 유출할 수 있다. 또한, 제2체크밸브(150)는 파도가 해당 작용관(131)의 출구부분 외측에서 제2 디스크판에 대해 제2방향으로 상기 압력을 작용할 때는 닫힌다. 그 결과, 해당 작용관은 출구부분을 통한 외부공간으로부터 물의 유입을 차단한다. 이때, 도 3의 (d)에 관하여 후술하는 바와 같이, 일단부가 상부에 배치되고 타단부가 하부에 배치되도록 작용관(131b)이 바디(110)의 타측면에 위치될 경우, 해당 작용관의 타단부에 작용하는 물의 제2방향으로의 압력은 해당 작용관을 상승시켜서 바디(110)를 회전시키도록 하는 부력으로 작용할 수 있다. 이와 같이, 제1체크밸브(140)와 제2체크밸브(150)는 일반적인 체크밸브와 달리 배관 내에 배치되지 않고 작용관(131)의 일단부와 타단부에 각각 디스크판의 일면이 외부에 노출되도록 설치된다. 또한, 제1체크밸브(140)와 제2체크밸브(150)는 해당 밸브의 디스크판에 대하여 파도에 의해 발생되는 바닷물의 부력, 중력 등에 의한 일정치 이상의 압력이 제1방향으로 작용할 때에는 디스크판이 개방위치로 이동하여 해당 작용관을 통한 제1방향의 물의 이동을 허용하고, 제2방향으로 작용할 때는 디스크판이 밀폐위치로 이동하여 해당 작용관을 통한 제2방향의 물의 이동을 차단한다. 즉, 파도가 각 작용관(131)에 대해 입구부분 외측에서 제1방향으로 작용하면, 해당 제1체크밸브(140)는 작용관의 내부공간을 향해 열리도록 스프링에 의해 탄성 지지된 디스크판이 바닷물의 부력 등에 의한 일정치 이상의 압력에 의해 개방되고, 그에 따라 바닷물이 작용관의 입구부분을 통해 내부공간으로 유입된다. 이어서, 작용관의 내부공간으로 유입된 물이 작용관(131)의 출구부분 내측에서 제1방향으로 이동하면, 해당 제2체크밸브(150)는 작용관의 외부공간을 향해 열리도록 스프링에 의해 탄성 지지된 디스크판이 상기 압력에 의해 개방되고, 그에 따라 바닷물이 작용관의 출구부분을 통해 외부공간으로 배출된다. 만일, 이때, 일단부가 하부에 배치되고 타단부가 상부에 배치된 일측 작용관(도 3의 (b)의 131a)에 대해 파도가 마루에 도달하여 더 이상 제1방향의 압력을 작용하지 않는 경우, 해당 제1체크밸브(140)의 디스크판은 스프링의 탄성력에 의해 닫혀서 입구부분을 통한 바닷물의 유출을 차단하여 내부공간에 유입된 물을 가둔다. 또한, 파도가 각 작용관(131)의 출구부분 외측에서 제2방향으로 작용하면, 해당 제2체크밸브(150)는 디스크판이 작용관의 내부공간을 향해 열리지 않도록 되어 있으므로, 출구부분을 통한 물의 유입은 차단된다.

도 3에는 상기한 것과 같이 구성되는 본 발명에 의한 파력기관(100)의 작동원리에 대한 설명도가 도시되어 있다. 본 발명에 의한 파력기관(100)은 자연상태에서 바람 등의 여러가지 요인에 의해 발생하여 상하운동을 하며 전달되는 파도를 이용한다.

파도가 치지 않는 상태에서 파력기관(100)은 도 3의 (a)에 도시되어 있는 것과 같이, 부력체로 이루어지는 바디(110)에 의해 일부만이 물에 잠긴 채로 수면에 뜬다. 이때 물에 잠긴 부분에 위치하는 작용관(131) 내에는 물(W)이 채워질 수 있다.

그러다가 파도가 일게 되면 도 3의 (b)에 도시되어 있는 것과 같이, 파도가 상승하는 부분은 바디(110)의 일측의 작용관(131)의 일단부(도 3의 (b)의 아래쪽 단부)에 설치된 제1체크밸브(140)의 제1디스크판에 대해 열리는 방향, 즉, 작용관(131)의 일단부에서 작용관(131)의 타단부를 향한 제1방향(도면의 화살표방향)으로 제1스프링의 탄성력에 대항하여 작용하는 일정치 이상의 파도의 상승압력을 작용하고, 이에 의해 제1체크밸브(140)의 제1디스크판이 제1스프링의 탄성력에 대항하여 열려서 작용관(131)의 입구부분을 통해 작용관(131) 내로 물이 유입된다. 이때, 파도의 상승압력은 파도의 파동이 직접 작용하는 압력과, 작용관(131)이 물속에 잠김에 따라 발생하는 부력의 형태로 제1체크밸브(140)의 제1디스크판에 작용할 수 있다. 파도의 상승 하는 부분이 마루에서 상승을 멈추면, 제1체크밸브(140)의 제1디스크판에 작용하는 상승압력이 소멸되므로, 제1스프링의 탄성력에 의해 제1체크밸브(140)의 디스크판이 닫히고, 그 결과, 작용관(131) 내로 유입된 물이 작용관(131) 내에 가두어진다. 여기서, 파도가 작용관(131)의 출구부분 아래의 높이의 마루에서 상승을 멈추는 것으로 설명하였지만, 파도의 마루는 일시적인 환경조건에 따라 작용관(131) 보다 높은 높이를 가질 수도 있다. 이 경우, 작용관(131) 내로 유입된 물은 제2체크밸브(150)의 제2디스크판에 대해 열리는 방향, 즉, 제1방향으로 제2스프링의 탄성력에 대항하여 작용하는 일정치 이상의 파도의 상승압력을 작용하고, 이에 의해 제2체크밸브(150)의 제2디스크판이 열려서 작용관(131)의 출구부분을 통해 작용관(131)의 외부공간으로 물이 배출된다.

이하에서는 설명의 편의를 위하여, 도 3의 (b)를 기준으로 물(W)이 유입되는 작용관을 일측 작용관(131a)이라 한다.

파도의 상승 하는 부분이 마루에서 상승을 멈춘 후, 바디(110)의 일측의 적어도 한 개, 예를들면, 설계에 따라 복수 개의 일측 작용관(131a)은 가두어진 물에 의해 하중이 증가하여 도 3의 (c)에 도시되어 있는 것과 같이, 물속으로 하강하여 잠기게 되고, 이에 의해 파력기관(100)의 바디(110)가 점선으로 도시된 화살표 방향으로 회전하게 된다. 이때, 일측 작용관(131a) 내의 물의 하중이 제1체크밸브(140)의 디스크판에 대해 닫히는 방향, 즉, 열리는 제1방향과 반대인 일측 작용관(131a)의 타단부에서 일측 작용관(131a)의 일단부를 향한 제2방향으로 작용하므로, 제1체크밸브(140)의 제1디스크판은 제1스프링 및 물의 하중에 의해 닫혀있다. 그리고 원래 물에 잠겨있던 작용관(131) 중 하나(이하 '타측 작용관(131b)'이라 한다)는 파력기관(100)의 바디(110)의 회전에 의해 수면 위로 상승하게 된다. 타측 작용관(131b) 내에 채워진 물은, 타측 작용관(131b)의 타단부(도 3의 (c)의 아래쪽 단부)에 설치된 제2체크밸브(150)의 제2디스크판을 열리는 방향, 즉, 타측 작용관(131a)의 일단부에서 타측 작용관(131a)의 타단부를 향한 제1방향으로 제2스프링에 대항하여 작용하고, 이에 의해 작용하는 일정치 이상의 자중에 의해 제2체크밸브(150)의 제2디스크판이 열려서 타측 작용관(131a)의 출구부분을 통해 타측 작용관 밖으로 유출된다. 물이 유출되면, 제2체크밸브(150)의 제2스프링에 의해 제2체크밸브(150)의 제2디스크판은 자동으로 닫힌다.

파력기관(100)에 작용하는 파도의 위치가, 물이 채워진 일측 작용관(131a)에서 낮고 물이 채워지지 않은 타측 작용관(131b)에서 높도록 변경되어도, 도 3의 (d)에 도시되어 있는 것과 같이, 일측 작용관(131a)은 작용관 내 물의 하중에 의해 더 하강하며 파력기관(100)의 바디(110)를 점선으로 도시된 화살표 방향으로 회전시킨다. 이때, 일측 작용관(131a)의 제1체크밸브(140)는 제1디스크판이 제1방향으로 작용하는 압력에 의해 일측 작용관(131a)의 내부공간을 향해서 열리는 구조이기 때문에 제2방향으로 작용하는 일측 작용관(131a) 내의 물의 하중에 의해 닫히며, 이에 의해 일측 작용관(131a) 내의 물은 유출되지 않고 유지된다. 또한, 타측 작용관(131b)의 제2체크밸브(150)는 제2디스크판이 타측 작용관(130b)의 내부공간을 향해서 열리지 않도록, 즉, 제2방향으로 작용하는 압력에 의해 열리지 않도록 되어 있기 때문에, 타측 작용관(131b)에는 파도의 상승하는 부분에 의해 발생하는 상승 압력이 타측 작용관(131b) 각각이 물속에 잠김에 따라 발생하는 부력의 형태로 제2방향으로 작용하며, 그 결과, 파력기관(100)의 바디(110)를 회전시키는 데 기여하게 된다. 이러한 제1 및 제2체크밸브(140, 150)에 의한 바디(110)의 회전 동작은 파도의 상하운동에 따라 반복된다.

상기 각 작용관(131)은, 바디(110)의 축선(A)에 대해 경사지게 형성될 수 있다. 도 4에는 이러한 경우에 관한 파력기관(100)의 측면도가 도시되어 있다.

파력기관(100)이 수상교통장치에 활용되는 경우에는, 바디(110)의 축선에 대해 경사지게 형성되는 작용관(131)들은 바디(110)의 원주방향에 정확히 맞추어 형성되는 작용관(131)들에 비하여, 바디(110)가 회전할 때 수면과 사이에 발생하는 마찰력이 크므로 수상교통장치를 보다 효과적으로 나아가게 하는 것이 가능하다.

각 작용관(131)이 바디(110)의 축선에 대해 경사지게 형성되는 경우, 작용관(131)들은 바디(110)의 축선과 일치하는 축선을 가지는 나선을 따라 배치될 수도 있다.

상기 작용관 그룹(130)은, 상기 바디(110)의 축선방향을 따라 다수 개가 형성될 수 있다. 도 5의 (a)에는 이러한 경우에 관한 파력기관(100)의 측면도가 도시되어 있다.

그리고 상기 작용관 그룹(130)은, 상기 바디(110)의 반경방향을 따라 다수 개가 형성될 수 있다. 도 5의 (b)에는 이러한 경우에 관한 파력기관(100)의 정면도가 도시되어 있다.

이처럼 작용관 그룹(130)이 바디(110)의 축선방향 또는 반경방향 상에서 다수 개 형성되는 경우, 파력기관(100)이 바디(110)를 회전시키는 작용관(131) 내 물의 양이 증가하고 빈 작용관(131)에 의한 부력이 증가하므로 보다 큰 힘으로 바디(110)를 회전시키 수 있다.

상기 제1체크밸브(140)와 제2체크밸브(150)는 각각, 상기 각 작용관(131)의 단부면 중 상기 바디(110)의 중심에서 멀리 위치한 부분에 힌지결합되는 디스크판(D)을 구비할 수 있다. 도 6에는 이에 관한 설명도가 도시되어 있다.

물이 채워진 파력기관(100)의 작용관(131)이 하강하면서 바디(110)가 회전할 때, 다른 작용관(131)의 제2체크밸브(150)는 열리어 작용관(131) 내의 물을 배출하여야 한다. 상기 디스크판(D)의 힌지결합부(D1)가 바디(110)의 중심에서 멀리 위치하게 되면, 바디(110)가 회전하면서 발생하는 원심력에 의하여 고정되지 않은 디스크판(D)의 힌지결합부 반대측(D2)이 원심력 방향으로 움직이며 디스크판(D)이 물의 하중에 의해 보다 수월하게 개방된다.

상기 제1체크밸브(140)와 제2체크밸브(150)는 각각, 상기 각 작용관(131)의 단부면 중 상기 바디(110)의 중심에서 가깝게 위치한 부분에 힌지결합되며, 무게중심(D3)이 힌지 삽입구의 축선에 치우친 디스크판(D)을 구비할 수 있다. 도 7에는 이에 관한 설명도가 도시되어 있다.

상기했던 바와 같이 고정되지 않은 디스크판(D)의 힌지결합부 반대측(D2)은 원심력의 영향을 받으므로, 디스크판(D)의 힌지결합부(D1)가 작용관(131)의 단부면 중 바디(110)의 중심에서 가깝게 위치하는 경우, 즉 디스크판(D)의 힌지결합부 반대측(D2)이 작용관(131)의 단부면 중 바디(110)의 중심에 멀리 위치하는 경우에는 원심력에 의하여 디스크판(D)이 원활하게 열리지 않을 수 있다.

그런데 디스크판(D)의 무게중심(D3)을 힌지 삽입구의 축선에 치우치게 형성하는 경우에는, 디스크판(D)의 힌지결합부 반대측(D2)에 대한 원심력의 영향을 줄일 수 있게 된다.

도 8에는 상기 디스크판(D)의 무게중심(D3)을 힌지 삽입구의 축선에 치우치게 하는 구체적인 방법에 관한 설명도가 도시되어 있다. 디스크판(D)의 힌지결합부(D1) 근처에, 디스크판(D)의 다른 부분에 비해 무거운 납과 같은 물질(G)을 배치하는 경우, 디스크판(D)이 바디(110)의 원주 방향에 따라 어떠한 위치에 있어도 디스크판(D)의 무게중심(D3)을 힌지 삽입구 축선에 치우치게 할 수 있다.

상기 디스크판(D)의 형상은 작용관(131)의 내부공간을 개폐할 수 있는 한에서 다양한 형상으로 이루어질 수 있다. 도 8의 (a)는 디스크판(D)이 원형으로 형성된 예이며, 도 8의 (b)는 디스크판(D)이 사각형으로 이루어진 예이다.

상기 제1체크밸브(140)와 제2체크밸브(150)가 디스크판(D) 외에, 위에서 설명한 바와 같이 상기 디스크판(D)을 닫히게 하는 힘을 가하는 스프링 등을 더 구비할 수 있음은 당연하다. 즉, 제1체크밸브(140)와 제2체크밸브(150)의 스프링은 일반적인 체크밸브와 마찬가지로, 디스크판(D)을 닫히는 위치에 유지하도록 디스크판(D)에 대해 소정 탄성력을 작용하도록 설치될 수 있다. 따라서, 제1체크밸브(140)와 제2체크밸브(150)의 스프링은 위에서 도 6 내지 도 8에 관하여 설명한 디스크판(D)을 평상 시에는 닫힌 위치에 유지하고, 디스크판(D)이 열리는 방향, 예를들면, 작용관(131)의 일단부에 배치된 제1체크밸브(140) 및 작용관(131)의 타단부에 배치된 제2체크밸브(150)의 디스크판(D)에 대해 작용관(131)의 일단부에서 타단부 쪽을 향한 제1방향으로 파도에 의한 일정치 이상의 외력 또는 하중이 작용할 때는 디스크판(D)이 열리도록 하는 탄성력을 디스크판(D)에 작용한다.

상기 제1체크밸브(140)와 제2체크밸브(150)는 위에서 언급한 바와 같이 배관 내에 배치되는 일반적인 체크밸브와 달리 작용관(131)의 일단부와 타단부에 각각 디스크판의 일면이 외부에 노출되게 설치되므로, 해당 밸브의 디스크판에 대하여 파도에 의해 발생되는 바닷물의 부력, 중력 등에 의한 일정치 이상의 압력이 제1방향으로 작용할 때에는 디스크판이 개방위치로 이동하여 해당 작용관을 통한 제1방향의 물의 이동을 허용하고, 제2방향으로 작용할 때는 디스크판이 밀폐위치로 이동하여 해당 작용관을 통한 제2방향의 물의 이동을 차단할 수 있음은 쉽게 이해할 수 있다.

상기 제1체크밸브(140)와 제2체크밸브(150)는, 상기 각 작용관(131)의 일단부와 타단부에서 각각 다수 개가 형성될 수 있다. 도 9에는 이에 관한 설명도가 도시되어 있으며, 예시적으로 하나의 작용관(131)에 각각 2개의 제1체크벨브(140)와 제2체크밸브(150)가 형성된다.

일정한 크기를 가지는 작용관(131)의 일단부와 타단부, 즉 입구와 출구에 상대적으로 작은 크기를 가지는 다수 개의 제1체크밸브(140) 또는 제2체크밸브(150)를 형성하면, 제1체크밸브(140)와 제2체크밸브(150)의 작은 크기 및 무게에 의하여 작용관(131)의 입구와 출구가 신속하게 열리고 닫힐 수 있다.

작용관(131)의 내측면에는 제1체크밸브(140) 또는 제2체크밸브(150)가 본래 열리는 방향과는 반대되는 방향으로 열리게 되는 것을 방지하기 위한 턱(J)이 형성될 수 있다. 제1체크밸브(140) 등의 디스크(D) 일단부는 상기 턱(J)의 일측에 맞닿게 되므로, 상기 디스크(D)가 한 방향으로만 회전하는 것이 가능하다. 따라서, 제1체크밸브(140) 등이 반대 방향으로 열리게 됨으로써 유체가 역류하게 되는 것을 방지하는 것이 가능하다.

그리고 상기 작용관(131)의 벽 일부분에는 부력체(131a)가 채워질 수 있다. 상기 부력체(131a)는, 파력기관(100)을 수면에 띄우는 역할을 하는 바디(110)의 기능을 보조할 수 있다.

상기 제1체크밸브(140)와 제2체크밸브(150)가 위치하는 작용관(131)의 입구부분과 출구부분은 도 17에 도시되어 있는 것과 같이 단면이 확장되게 형성될 수 있다.

이 경우, 제1체크밸브(140) 등이 열렸을 때 제1체크밸브(140) 등의 부피에 의하여 작용관(131)의 입구부분과 출구부분의 단면 내 공간 크기가 다른 부분의 단면 내 공간 크기보다 작아지는 것을 방지할 수 있으므로, 물이 작용관(131) 내부로 원활하게 들어오고 나갈 수 있다.

상기 제1체크밸브(140)와 제2체크밸브(150)의 도 6 등에서와 같이 디스크판(D)은 작용관(131)의 축선에 대하여 수직에 가깝게 형성될 수도 있으나, 작용관(131)의 축선에 대하여 경사를 이루도록 형성될 수도 있다.

디스크판(D)이 작용관(131)의 축선에 대해 경사를 이루도록 형성되는 경우, 디스크판의 회전 각도가 작아 신속하게 열리고 닫힐 수 있고, 디스크판의 회전 운동에 의한 충격을 줄일 수 있다.

상기 바디(110)의 외측 둘레를 따라서는, 상기 작용관(131)의 축방향에 수직한 보조판(160)이 돌출 형성될 수 있다. 도 10에는 이러한 보조판(160)을 구비하는 파력기관(100)이 도시되어 있다.

파력기관(100)이 수상교통장치에 적용되는 경우에 있어, 상기 보조판(160) 중 수중에 위치한 보조판(160)은 파력기관(100)이 회전할 때 물을 밀어내며, 그 반동에 의하여 파력기관(100)은 보다 큰 추진력을 얻을 수 있게 된다.

이하에서는 상기한 것과 같은 파력기관(100)을 이용한 발전장치(10)에 대해서 설명하도록 한다. 도 11 및 도 12에는 상기 발전장치(10)의 개념적인 측면도가 도시되어 있다.

본 발명에 의한 발전장치(10)는, 상기 파력기관(100), 회전축(120), 발전기(200) 및 지지수단(300)을 포함한다.

상기 파력기관(100)은, 파도의 상하운동을 회전운동으로 전환시켜 유용한 에너지를 만들어 낼 수 있도록 한다. 파력기관(100)에 대해서는 위에서 자세하게 설명하였으므로 자세한 설명은 생략하도록 한다.

회전축(120)은 상기했던 바와 같이, 파력기관(100)의 바디(110) 길이방향 단부에 고정되어, 발전장치(10)의 다른 부분과 파력기관(100)을 연결하는 데 사용된다.

상기 발전기(200)는, 일반적인 발전기와 마찬가지로 회전자 및 고정자 등으로 이루어져 유도전류에 의해 기계적 에너지를 전기 에너지로 바꾸는 역할을 하는 것으로, 상기 파력기관(100)을 따라 회전축(120)이 회전함에 의해 회전자(210)가 함께 회전하여 전기를 발생시키게 된다.

지지수단(300)은, 상기 파력기관(100)이 일정한 위치에서 수면을 따라 상하로 이동할 수 있도록 한다. 이에 따라, 본 발명에 의한 발전장치(10)는 파도의 움직임에 의해 이동하지 않고 일정한 곳에 위치할 수 있어 관리를 용이하게 하는 것이 가능하다.

상기 지지수단(300)은, 보다 구체적으로 슬라이더(310) 및 지지봉(320)으로 이루어질 수 있다. 도 11에는 이러한 실시예에 의한 지지수단(300)이 적용된 발전장치(10)가 도시되어 있다.

상기 슬라이더(310)는, 상기 회전축(120)이 핀결합되는 제1관통공(311)과 상기 제1관통공(311)에 수직하게 형성되는 제2관통공(312)을 구비한다. 그리고 지지봉(320)은, 상기 슬라이더(310)의 제2관통공(312)에 삽입된 상태로 일정 위치에 고정된다.

이에 따라, 파도에 의해 상기 파력기관(100)은 슬라이더(310)의 제1관통공(311)을 기준으로 회전하며 발전기(200)의 회전자(210)를 회전시킬 수 있다. 상기 슬라이더(310)는 일정 위치에 고정된 지지봉(320)에 연결되어 있으므로 회전자(210)가 일정 위치에서만 회전할 수 있도록 하는 것이 가능하다. 또한, 상기 슬라이더(310)는 지지봉(320)을 따라 상하로 이동할 수 있으므로, 수면의 높이가 달라지는 경우에도 파력기관(100)이 상하로 운동하는 파도의 영향을 받으며 회전하는 것이 가능하다.

발전기(200)는 상기 슬라이더(310)에 고정되어, 파력기관(100)과의 상대적인 위치가 항상 일정하게 유지된다.

상기 회전축(120)과 제1관통공(311)의 내측면 사이에는 베어링(B)이 개재되어, 회전축(120)이 제1관통공(311)의 내측면과 마찰하지 않고 원활하게 회전하도록 하는 것이 바람직하다. 그리고 이와 유사하게 제2관통공(312)의 내측면과 지지봉(320)의 외측면 사이에도 다수 개의 작은 롤러와 같이 마찰력을 줄여줄 수 있는 수단이 개재될 수 있다.

상기 발전기(200)의 회전자(210)는 파력기관(100)의 회전축(120)과 직접 연결될 수도 있으나, 도 11에 도시되어 있는 것과 같이, 회전축(120)의 단부에 회전축을 따라 회전하는 제1풀리(P1)를 접합하고 회전자(210)의 축에 제2풀리(P2)를 접합하여 제1풀리(P1)와 제2풀리(P2)를 벨트(C)를 통해 연결함으로써, 회전축(120)의 회전운동이 제1풀리(P1), 벨트(C) 및 제2풀리(P2)를 차례대로 지나 회전자(210)에 전달되도록 할 수도 있다.

그리고 상기 회전축(120)이 바디(110)의 양단부에 위치하고 각 회전축(120)이 슬라이더(310)를 통해 지지봉(320)에 지지되는 것이, 파력기관(100)을 안정적으로 지지하는 측면에서 바람직하다. 이 경우, 발전기(200)는 두 슬라이더(310) 중 일측의 슬라이더(310)에만 고정될 수 있다.

상기 지지수단(300)은, 지지부력체(330) 및 로프(340)를 포함하여 이루어질 수도 있다. 도 12에 도시된 발전장치(10)에는 이러한 실시예의 지지수단(300)이 적용되어 있다.

상기 지지부력체(330)는, 상기 회전축(120)이 핀결합되는 관통공을 구비하고, 부력체로 이루어지며, 발전기(200)가 고정된다. 그리고 로프(340)는, 그 일단부가 상기 지지부력체(330)에 연결되며, 타단부에 중량체가 고정된다.

상기 지지부력체(330)는 비중이 작은 부력체로 이루어지므로 파력기관(100)의 운동에 큰 영향을 미치지 않으며, 파력기관(100)과 함께 상하로 이동할 수 있다. 이러한 지지부력체(330)는, 중량체에 의해 타단부가 일정 위치의 지면에 고정된 로프(340)와 연결되어 일정한 범위 내에서만 이동한다.

지지부력체(330)는, 도 12에 도시되어 있는 것과 같이, 일단부에 회전축(120)이 핀결합되는 수직부(331)와 상기 수직부(331)의 타단부에 연결되며 발전기(200)가 고정되는 수평부(332)로 이루어질 수 있다. 그리고 이 경우, 회전축(120)과 발전기(200)의 회전자(210)는, 회전축(120)을 따라 회전하는 제1풀리(P1), 발전기(200)의 회전자(210)의 축에 고정된 제2풀리(P2) 및 상기 제1풀리(P1)의 회전운동을 제2풀리(P2)로 전달하는 벨트(C)를 통해 서로 연결된다.

본 발명에 의한 발전장치(10)는, 도 12에 도시되어 있는 것과 같이 서로 평행하게 간격을 두고 배치되는 다수 개의 파력기관(100)을 포함할 수도 있다. 이 경우, 각 파력기관(100)에 고정된 회전축(120)에는 별도 발전기(200)의 회전자(210)가 연결될 수 있다.

이처럼 발전장치(10)가 다수 개의 파력기관(100)을 구비하면, 파력기관(100)의 수만큼 보다 많은 양의 전기 에너지를 생산할 수 있다.

발전장치(10)에서 생산하고자 하는 전기의 양에 따라, 파력기관(100)의 길이는 달라질 수 있으며, 다수 개의 파력기관이 일직선상에 배치될 수도 있다.

발전장치(10)가 다수 개의 평행한 파력기관(100)을 구비하는 경우, 제1체크밸브(140)와 제2체크밸브(150)의 위치는, 인접하는 상기 파력기관(100)들에서 서로 반대로 형성될 수 있다. 즉, 일 파력기관(100)에서 제1체크밸브(140)가 작용관(131)의 반시계방향을 향하는 단부에 부착되고 제2체크밸브(150)가 작용관(131)의 시계방향을 향하는 단부에 부착되면, 인접한 파력기관(100)에서 제1체크밸브(140)는 작용관(131)의 시계방향을 향하는 단부에 부착되고 제2체크밸브(150)는 작용관(131)의 반시계방향을 향하는 단부에 부착된다.

상기했던 바와 같이, 파력기관(100)이 회전하면 파력기관(100)과 물의 마찰에 의해 파력기관(100)이 회전하는 방향으로 나아가려 하게 되는데, 발전장치(10)의 파력기관(100)들이 모두 동일한 방향으로 회전하게 되면 발전장치(10)의 특정한 한 방향으로만 힘이 작용하여 발전장치(10)가 구조적으로 불안정할 수 있다.

그런데 본 실시예에서와 같이 인접하는 파력기관(100)들에서 제1체크밸브(140)와 제2체크밸브(150)의 위치를 반대로 형성하면, 인접하는 파력기관(100)들은 서로 반대되는 방향으로 회전하게 되어, 발전장치(10)의 특정한 한 방향으로 힘이 편중되는 것을 방지할 수 있다.

발전장치(10)가 다수 개의 파력기관(100)을 구비하는 경우, 인접하는 상기 파력기관(100)들 사이 공간 중 상단부에는, 각 파력기관(100)의 외측면에서 이격된 면을 가지는 압력 유지체(400)가 배치될 수 있다. 도 13에는 이에 관한 설명도가 도시되어 있다.

인접하는 파력기관(100)들 사이 공간은, 파력기관(100)들의 중심 높이에서 그 폭이 가장 좁고 상단부 및 하단부로 갈수록 폭이 커지는 형상을 가지고 있다. 이에 따라, 파도가 인접하는 파력기관(100)들 사이 공간으로 상승하는 경우, 공간의 하단부에서 중간으로 갈수록 좁아지는 폭에 의해 물의 압력이 높아지고 공간의 중간에서 상단부로 갈수록 커지는 폭에 의해 물의 압력이 낮아지게 된다. 즉, 공간의 중간에서 상단부로 갈 때에는 파도의 상승력이 줄어들게 된다.

상기 압력 유지체(400)는, 파력기관(100)들 사이 공간 중 상단부 위치에서 물이 지나갈 수 있는 경로의 폭이 커지는 것을 방지하는 역할을 하여, 공간의 중간에서 상단부로 갈 때에도 파도의 상승력을 유지할 수 있도록 해준다.

따라서, 발전장치(10)가 다수 개의 파력기관(100)을 구비하는 경우에도 모든 파력기관(100)들을 원활하게 회전시키는 것이 가능하다.

이하에서는 상기 파력기관(100)을 이용한 수상교통장치(20)에 대하여 설명하도록 한다. 도 14 및 15에는 상기 수상교통장치(20)의 개념적인 측면도가 도시되어 있다.

본 발명에 의한 수상교통장치(20)는, 상기 파력기관(100), 회전축(120), 안착부(500) 및 연결부(600)를 포함하여 이루어진다.

상기했던 바와 같이 파력기관(100)은 회전하면서 그 표면이 물과 마찰하며 앞으로 나아갈 수 있으므로, 수상교통장치(20)를 이동하게 하는 동력원이 된다.

그리고 회전축(120)은 상기 파력기관(100)의 바디(110) 길이방향 단부에 고정되어, 파력기관(100)과 수상교통장치(20)의 다른 부분을 연결한다.

상기 안착부(500)는, 수상교통장치(20)의 이용자가 앉거나 손으로 잡을 수 있는 부분으로서, 파력기관(100)에서 이격된 위치에 배치되어 안착부(500)가 파력기관(100)의 회전을 방해하거나, 파력기관(100)이 회전함에 의해 이용자가 부상을 입을 가능성을 배제한다. 그리고 상기 안착부(500)는 부력체로 이루어져 이용자가 물속으로 가라앉는 것을 방지할 수 있다.

그리고 연결부(600)는, 상기 파력기관(100)에 고정된 회전축(120)과 안착부(500)를 연결하여, 파력기관(100)이 이동함에 의해 안착부(500)가 함께 이동할 수 있도록 해준다. 회전축(120)과 핀결합되는 연결부(600)의 일단부에는, 회전축(120)이 연결부(600)와 마찰하지 않고 원활하게 회전하도록 하기 위한 베어링(B)이 형성될 수 있음은 당연하다.

상기 수상교통장치(20)는 다수 개의 파력기관(100)을 구비하거나, 각 작용관(131)이 바디(110)의 축선에 대해 경사지게 형성된 파력기관(100)을 구비하거나, 보조판(160)을 가지는 파력기관(100)을 구비하는 등의 방법을 통해 보다 효과적으로 전진할 수 있다.

상기 연결부(600)는, 도 15에서와 같이 제1연결대(610), 핸들(620) 및 제2연결대(630)를 포함하여 구성될 수 있다.

제1연결대(610)는, 일단부에 상기 회전축(120)이 핀결합되는 관통공(611)이 형성되고 타단부에 상기 핸들(620)이 부착된다. 그리고 제2연결대(630)는, 상기 제1연결대(610)의 타단부를 축으로 하여 회전하며 상기 제1연결대(610)와 안착부(500)를 연결한다.

이러한 연결부(600)를 가지는 수상교통장치(20)는, 핸들(620)을 회전시킴에 의해 파력기관(100)의 지름방향 각도가 달라지게 되므로, 이용자가 수상교통장치(20)의 이동방향을 조정할 수 있다. 제2연결대(630)는 제1연결대(610)의 타단부를 축으로 하여 상대적으로 회전 가능하므로, 안착부(500)가 핸들(620)을 통한 파력기관(100)의 이동방향 조절을 방해하지 않는다.

도 18에 도시되어 있는 것과 같이, 수상교통장치는 하나의 안착부(500)를 기준으로 다수 개의 파력기관(100)이 대칭되게 연결되어 형성될 수도 있다.

이러한 수상교통장치에서, 서로 다른 방향에 위치하는 파력기관(100)이 번갈아가며 물에 잠기도록 이용자가 안착부(500)의 일측 및 타측으로 비대칭적인 힘을 반복적으로 가하면 파력기관(100)이 회전하여 수상교통장치가 전진할 수 있다. 이에 따라, 파도가 발생하지 않는 상황에서도 수상교통장치를 이용하는 것이 가능하다.

이용자가 안착부(500)에 용이하게 비대칭적인 힘을 가할 수 있도록, 안착부(500)에는 손잡이(510)가 형성되는 것이 바람직하다.

수상교통장치는 도 19에 도시되어 있는 것과 같이, 원형의 안착부(500) 둘레를 따라 다수 개의 파력기관(100)이 배치되고, 각각의 파력기관(100)은 핸들(620)에 의해 전진 방향이 조절되도록 형성될 수도 있다.

도 19의 (a) 및 (b)와 같이 각 파력기관(100)의 전진 방향을 동일한 방향으로 조절하면 수상교통장치는 일정한 한 방향으로 이동하게 되고, 도 19의 (c) 및 (d)와 같이 각 파력기관(100)의 전진 방향을 안착부(500)를 기준으로 시계방향 또는 반시계방향으로 조절하면 수상교통장치가 제자리에서 회전하게 된다.

본 실시예의 수상교통장치 또한, 이용자가 안착부(500) 비대칭적인 힘을 가함으로써 파도가 발생하지 않는 상황에서도 이용할 수 있다.

본 발명에 의한 수상교통장치(20)는, 상기 파력기관(100)의 외측면에서 이격되어 형성되는 안전망(미도시)을 더 포함할 수 있다.

상기 안전망은 파도가 통과할 수 있어 파력기관(100)이 회전하는 것은 방해하지 않으면서도, 이용자의 신체가 파력기관(100)의 표면에 닿게 되는 것은 방지하여, 이용자가 본 발명에 의한 수상교통장치를 보다 안전하게 이용할 수 있도록 한다.

상기 파력기관(100)의 작용관(131)은 투명한 재질로 이루어져, 육안으로 제1체크밸브(140) 및 제2체크밸브(150)의 상태, 작용관(131) 내 물의 이동 상태 등을 확인 가능하도록 할 수도 있다. 이는, 발전장치(10) 등에 있어서는 유지보수를 용이하게 하며, 수상교통장치(20)에 있어서는 운행 상황을 예측할 수 있도록 해준다.

이상에서는 본 발명의 구체적인 실시예에 대해 도면을 참고하여 설명하였으나, 청구범위의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 당업자가 본 발명을 다양하게 변형하여 실시할 수 있을 것이며, 이 또한 청구범위의 기재에 따라 본 발명의 권리범위에 속한다고 할 것이다.

10 : 발전장치 20 : 수상교통장치
100 : 파력기관 110 : 바디
120 : 회전축 130 : 작용관 그룹
131 : 작용관 140 : 제1체크밸브
150 : 제2체크밸브 160 : 보조판
200 : 발전기 210 : 회전자
300 : 지지수단 310 : 슬라이더
311 : 제1관통공 312 : 제2관통공
320 : 지지봉 330 : 지지부력체
340 : 로프 400 : 압력 유지체
500 : 안착부 600 : 연결부
610 : 제1연결대 611 : 관통공
620 : 핸들 630 : 제2연결대
D : 디스크판

Claims (17)

1. 부력체로 이루어지는 기둥형의 바디;
   상기 바디의 외측면에 고정되며, 상기 바디의 원주방향을 따라 다수 개가 간격을 두고 형성되는 관형의 작용관으로 이루어지는 작용관 그룹;
   상기 각 작용관의 일단부에 힌지 결합되며 상기 각 작용관의 일단부에 형성된 입구부분을 개방하도록 작용관의 내부공간을 향해 제1방향으로 소정 각도 열리는 제1개방위치와 상기 입구부분을 밀폐하는 제1밀폐위치로 이동 가능한 제1디스크판과, 상기 제1디스크판을 상기 제1밀폐위치에 유지하도록 상기 제1디스크판에 대해 소정 탄성력을 작용하는 제1스프링을 포함하는 제1체크밸브; 및
   상기 각 작용관의 타단부에 힌지 결합되며 상기 각 작용관의 타단부에 형성된 출구부분을 개방하도록 작용관의 외부공간을 향해 상기 제1방향으로 소정 각도 열리는 제2개방위치와 상기 출구부분을 밀폐하는 제2밀폐위치로 이동 가능한 제2디스크판과, 상기 제2디스크판을 상기 제2밀폐위치에 유지하도록 상기 제2디스크판에 대해 소정 탄성력을 작용하는 제2스프링을 포함하는 제2체크밸브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 파력기관.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 각 작용관은, 바디의 축선에 대해 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 파력기관.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 작용관 그룹은, 상기 바디의 축선방향을 따라 다수 개가 형성되는 것을 특징으로 하는 파력기관.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 작용관 그룹은, 상기 바디의 반경방향을 따라 다수 개가 형성되는 것을 특징으로 하는 파력기관.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 제1체크밸브의 제1디스크판과 제2체크밸브의 제2디스크판은 각각, 상기 각 작용관의 단부면 중 상기 바디의 중심에서 멀리 위치한 부분에 힌지결합되는 것을 특징으로 하는 파력기관.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 제1체크밸브의 제1디스크판과 제2체크밸브의 제2디스크판은 각각, 상기 각 작용관의 단부면 중 상기 바디의 중심에서 가깝게 위치한 부분에 힌지결합되며, 무게중심이 힌지 삽입구의 축선에 치우친 것을 특징으로 하는 파력기관.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 제1체크밸브와 제2체크밸브는, 상기 각 작용관의 일단부와 타단부에서 각각 다수 개가 형성되는 것을 특징으로 하는 파력기관.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 바디의 외측 둘레를 따라서는, 상기 작용관의 축방향에 수직한 보조판이 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 파력기관.
   
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 의한 파력기관;
   상기 파력기관의 바디 길이방향 단부에 고정되는 회전축;
   상기 회전축이 회전함에 의해 회전자가 회전하여 전기를 발생시키는 발전기; 및
   상기 파력기관이 일정 위치에서 수면을 따라 상하로 이동할 수 있도록 하는 지지수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 발전장치.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 파력기관은, 다수 개가 서로 평행하게 간격을 두고 배치되는 것을 특징으로 하는 발전장치.
    
11. 제9항에 있어서,
    상기 지지수단은,
    상기 회전축이 핀결합되는 제1관통공과 상기 제1관통공에 수직하게 형성되는 제2관통공을 구비하며, 발전기가 고정되는 슬라이더; 및
    상기 슬라이더의 제2관통공에 삽입된 상태로 일정 위치에 고정되는 지지봉;을 포함하는 것을 특징으로 하는 발전장치.
    
12. 제9항에 있어서,
    상기 지지수단은,
    상기 회전축이 핀결합되는 관통공을 구비하고, 부력체로 이루어지며, 발전기가 고정되는 지지부력체; 및
    일단부가 상기 지지부력체에 연결되며, 타단부에 중량체가 고정된 로프;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전장치.
    
13. 제10항에 있어서,
    상기 제1체크밸브와 제2체크밸브의 위치는, 인접하는 상기 파력기관들에서 서로 반대인 것을 특징으로 하는 발전장치.
    
14. 제10항에 있어서,
    인접하는 상기 파력기관들 사이 공간 중 상단부에는, 각 파력기관의 외측면에서 이격된 면을 가지는 압력 유지체가 배치되는 것을 특징으로 하는 발전장치.
    
15. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 의한 파력기관;
    상기 파력기관의 바디 길이방향 단부에 고정되는 회전축;
    상기 파력기관에서 이격된 위치에 배치되고 부력체로 이루어지는 안착부; 및
    일단부에 상기 회전축이 핀결합되며, 타단부가 상기 안착부와 연결되는 연결부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수상교통장치.
    
16. 제15항에 있어서,
    상기 연결부는,
    일단부에 상기 회전축이 핀결합되는 관통공이 형성되는 제1연결대, 상기 제1연결대의 타단부에 부착되는 핸들, 및 상기 제1연결대의 타단부를 축으로 하여 회전하며 상기 제1연결대와 안착부를 연결하는 제2연결대를 포함하는 것을 특징으로 하는 수상교통장치.
    
17. 제15항에 있어서,
    상기 파력기관의 외측면에서 이격되어 형성되는 안전망을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수상교통장치.
    

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