KR101851909B1 - 선박을 이용한 조력발전장치 - Google Patents

선박을 이용한 조력발전장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 조수간만의 차가 높은 해안가에 탱커선이나 벌크선 등과 같이 폐선박을 설치하고 폐선박의 탱크에 바닷물이 유입 및 배출되는 과정에서 발생되는 강한 수압에 의해 수차를 회전시켜 발전이 이루어지도록 한 선박을 이용한 조력발전장치에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 바닷물이 채워질 수 있는 공간을 가진 탱크의 바닥면이 바다의 지면과 이격되게 설치되는 선박과, 상기 선박의 바닥면에 일정간격으로 통수부가 형성되어 바닷물이 유통되게 한 탱크와, 상기 탱크의 통수부에 설치되어 탱크에 바닷물이 유입 및 배출되도록 하는 복수개의 개폐판이 원호상으로 각각 배치되어 개폐가 이루어지도록 한 수문과, 상기 수문의 원호상으로 된 내측 공간부에 설치되어 탱크에 유입 및 배출되는 바닷물에 의해 발전이 이루어지도록 하는 수차와, 상기 선박의 일측에 구비되어 해수면의 높이를 감지하는 해수면 감지부와, 상기 해수면 감지부의 감지신호가 인가되어 수문을 개폐하도록 하는 수문작동부로 이루어진 선박을 이용한 조력발전장치를 특징으로 한다.

Description

선박을 이용한 조력발전장치{Tidal Power Generation device using vessel}
본 발명은 선박을 이용한 조력발전장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 조수간만의 차가 높은 해안가에 탱커선이나 벌크선 등과 같이 폐선박을 설치하고 폐선박의 탱크에 바닷물이 유입 및 배출되는 과정에서 발생되는 강한 수압에 의해 수차를 회전시켜 발전이 이루어지도록 한 선박을 이용한 조력발전장치에 관한 것이다.
일반적으로 전기를 생산하는 발전방법으로는 수력발전, 풍력발전, 화력발전 등이 있고, 최근에는 조수간만의 차이로 인하여 유속이 빠른 바다 등에 유속을 이용하여 발전을 하는 수력발전 장치들이 다수 제안되고 있다.
그러나 통상적인 조력발전의 방법은 조력이 발생하는 하구나 만에 방조제와 같은 제방을 축조하고 제방에 설치되는 수로에 수차발전기를 설치하여 밀물시에 제방 내부로 유입되는 해수의 흐름을 이용해 발전기를 돌려 발전을 하고, 썰물시에는 밀물때 제방내로 유입되어있던 해수를 다시 바다로 방출하면서 발전기를 돌려서 발전을 하는 방식이기 때문에 하구나 만을 막아 엄청난 양의 해수를 저장하기 위한 제방을 필수적으로 건설해야 하지만, 제방을 건설함에 있어서 천문학적인 경비와 오랜 건설기간이 소요될 뿐만 아니라 제방이 건설된 하구나 만의 생태계 파괴 등 많은 문제점으로 인하여 조력 발전소의 건설이 잘 이루어지지 못하고 있는 실정이다.
그 예로서 특허출원 제10-2006-0030782호, 특허출원 제10-2008-0058933호 등이 개시된 바 있으나, 종래 대부분의 조력발전장치들은 거대한 댐이나 보를 필요로 하였으므로 이러한 댐이나 보의 설치에 필요한 막대한 비용 및 시간이 소요됨은 물론 단일개소에 수차를 한두 개만 구비하는 것이 보통이므로 조수가 아무리 많이 밀려온다 하더라도 그 발전량에는 한계가 있을 수밖에 없으며, 수차의 발전 효율성도 높지 못해 발전이 제대로 이루어질 수 없는 실정에 있다.
또 다른 조력발전수단으로는, 유조선형 조력발전장치가 특허 제10-1039080호로 개시된 바 있으나, 그 구성을 살펴보면 수로를 형성하는 양둑을 가로막아 수로 내로 유입 유출되는 조수로 발전하는 조력발전장치에 있어서, 내부에 바닷물이 채워지는 중공부를 구비하는 선박과; 상기 선박의 양측면을 관통하는 상부 수로관과 하부 수로관; 상기 상부 수로관 각각의 일측 단부에 설치되는 수차와; 상기 하부 수로관 각각의 일측 단부에 설치되는 수차와; 상기 수차 각각의 회전축에 연결되어 설치되는 발전용 터빈과; 상기 상하부 수로관 각각의 중앙부에 설치되어 수로관에 흐르는 물길을 개폐하는 수로관 수문과; 상기 선박의 양측면 중앙 하부에 설치되어 상기 중공부 내로 바닷물을 유입, 유출시키기위한 개폐판을 구비한 수문 및; 상기 선박의 양측면 하단부측에 설치되는 다수의 바닥면 폐쇄판으로 되어 있다.
이러한 상기의 유조선형 조력발전장치는 선박의 내부에 구비되는 중공부는 바닷물이 채워지도록 하여 선박이 하강하여 바닥면이 바다의 지면에 닿도록 하는 기능만을 하고, 조력발전수단으로는 선박의 양측면을 수평으로 관통하는 수로관을 구비하여 만조시에는 수로관의 후면에 수차가 설치된 수로관을 개방하여 수로관의 전면에서 후면으로 바닷물이 흐르면서 후면의 수차를 회전하여 발전하도록 되어 있고, 간조시에는 수로관의 전면에 수차가 설치된 수로관이 개방되도록 하여 후면에서 전면으로 바닷물이 흐르면서 전면에 설치된 수차를 회전하여 발전하도록 되어 있는바, 이는 선박의 양측면을 관통하여 수평으로 설치된 수로관의 전면 또는 후면 방향으로 바닷물이 흐르는 느린 유속으로 수차의 발전 효율성도 높지 못한 문제점이 있다.
(특허출원문헌 0001) KR 제10-2006-0030782호 (특허출원문헌 0002) KR 제10-2008-0058933호 KR 제10-1039080호 KR 제10-1138377호 KR 제10-1293476호 KR 제10-1471334호
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 조수간만의 차가 높은 해안가에 폐선박의 탱크 바닥면이 바다의 지면과 이격되게 설치되고 탱크 바닥면에 바닷물이 유통되게 한 통수부에 수문 및 수차가 설치되어 있는 구성으로, 밀물에 의해 해수면이 일정 수위에 도달하면 수문이 개방되면서 탱크로 바닷물이 강한 수압으로 유입되어 채워지는 동안 수차 발전이 이루어지고, 탱크에 바닷물이 일정 높이로 채워지면 수문이 차단된 다음 썰물에 의해 해수가 빠져나가면 수문이 개방되면서 탱크에 채워진 바닷물이 하부 통수부를 통해 바다의 지면으로 배출되는 동안 수차 발전이 이루어지도록 한 수단으로 발전장치의 설치가 용이하면서 강한 수압에 의해 발전 효율을 극대화할 수 있도록 한 선박을 이용한 조력발전장치를 제공함에 있다.
본 발명은 바닷물이 채워질 수 있는 공간을 가진 탱크의 바닥면이 바다의 지면과 이격되게 설치되는 선박과, 상기 선박의 바닥면에 일정간격으로 통수부가 형성되어 바닷물이 유통되게 한 탱크와, 상기 탱크의 통수부에 설치되어 탱크에 바닷물이 유입 및 배출되도록 하는 복수개의 개폐판이 원호상으로 각각 배치되어 개폐가 이루어지도록 한 수문과, 상기 수문의 원호상으로 된 내측 공간부에 설치되어 탱크에 유입 및 배출되는 바닷물에 의해 발전이 이루어지도록 하는 수차와, 상기 선박의 일측에 구비되어 해수면의 높이를 감지하는 해수면 감지부와, 상기 해수면 감지부의 감지신호가 인가되어 수문을 개폐하도록 하는 수문작동부로 이루어진 선박을 이용한 조력발전장치를 특징으로 한다.
상기 수문은; 통수부의 내측면 둘레에 고정되는 링형 고정판과, 상기 링형 고정판의 상측에 일정 간격을 두고 배치되는 링형 지지판과, 상기 링형 고정판과 링형 지지판 사이에 직립되어 원호상으로 배치되고 상,하단부에 고정축으로 각각 연결되어 있는 복수개의 개폐판과, 상기 링형 지지판의 외측 둘레에 설치되고 개폐판의 상,하단부 편심된 위치에 작동축이 각각 연결되어 개폐판의 개폐가 이루어지도록 하는 링형 개폐작동판과, 상기 링형 지지판의 상측면에 고정된 차단판이 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 링형 개폐작동판의 일측에 구비된 연결편에 작동로드가 연결되어 작동로드에 의해 링형 개폐작동판이 링형 지지판의 외측을 따라 회전되게 한 수단으로 링형 개폐작동판의 작동축에 편심 연결된 복수개의 개폐판이 고정축을 축으로 하여 회전하여 개폐판에 의한 수문의 개폐작용이 이루어질 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
상기 해수면 감지부는; 선박의 일측벽에 설치되어 해수면 높이만큼 해수가 유통되는 수직관으로 상하 관통되어 있는 해수유통관과, 상기 해수유통관의 내부에 해수면을 승강되게 설치되되 하단에 부구가 구비되고 상단에 측부 돌출된 센서작동편이 구비되어 있는 해수면 작동자와, 상기 해수면 작동자의 승강 높이에 따라 센서작동편과 접촉되어 감지되는 감지신호에 의해 수문개폐정보를 제공할 수 있도록 하는 해수면 감지센서로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 해수면 감지부는 하단부에 제1감지센서, 중간단부에 제2감지센서, 상단부에 제3감지센서가 각각 설치되되 상기 제1감지센서는 온(ON) 상태가 되면 수문을 개방하고 오프(OFF) 상태가 되면 수문을 차단하며, 상기 제2감지센서는 해수면 작동자의 상승으로 온(ON) 시키게 되면 수문을 개방하며, 상기 제3감지센서는 온(ON) 시키게 되면 수문을 차단하고 해수면 작동자가 하강하여 제1감지센서를 온(ON) 시키는 경우에 제3감지센서는 오프(OFF) 상태가 됨과 동시에 수문을 개방하는 수문개폐정보를 인가하도록 한 것을 특징으로 한다.
상기 선박의 측벽에 탱크의 상측부로 바닷물이 유입되거나 배출될 수 있도록 하는 제2통수부가 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 선박의 탱크에 바닷물이 유입 또는 배출되는 과정에서 발전이 이루어지는 조력발전장치로서, 밀물에 의해 해수면이 점차적으로 높아지면서 탱크(20)의 바닥면보다 높은 위치인 중간 정도까지 해수면이 높아지면 탱크의 수문이 개방되면서 해수면과의 높이편차에 의해 강한 수압으로 바닷물이 탱크로 유입되면서 수차에 의한 발전이 이루어지고, 탱크에 바닷물이 일정 높이로 채워지면 수문이 차단되어 발전은 중단된 다음 이어서 썰물에 의해 해수가 빠져나가면서 해수면이 점차적으로 낮아지고 탱크의 하부 통수부를 통해 바닷물이 바다의 지면에 배출될 수 있는 시점에서 탱크의 수문이 개방되어 탱크에 채워진 바닷물이 배출되는 동안 강한 수압에 의해 발전되도록 하는 수단으로 발전장치의 설치가 용이하면서 발전효율을 극대화하여 생산성을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 선박을 이용한 조력발전장치의 구성을 개략적으로 나타낸 측단면도.
도 2는 본 발명에 따른 선박을 이용한 조력발전장치의 구성을 나타낸 측단면도.
도 3은 본 발명에 따른 선박을 이용한 조력발전장치에서 해수면 작동자는 상승하고 수문은 차단된 상태를 나타낸 단면 예시도.
도 4는 상기 도 3의 구성에서 수문이 차단된 부분을 나타낸 확대 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 선박을 이용한 조력발전장치에서 해수면 작동자의 일정 위치 상승시에 수문이 개방되어 수차 발전이 되는 것을 나타낸 단면 예시도.
도 6은 상기 도 5의 구성에서 개방된 수문을 통해 바닷물이 탱크로 유입되는 것을 나타낸 확대 단면도.
도 7은 본 발명에 따른 선박을 이용한 조력발전장치에서 해수면 작동자의 계속적인 상승으로 탱크에 바닷물이 설정된 높이만큼 채워진 다음 수문이 차단되고 발전된 중단되는 것을 나타낸 단면 예시도.
도 8은 본 발명에 따른 선박을 이용한 조력발전장치에서 탱크에 바닷물이 설정된 높이만큼 채워진 상태에서 썰물에 의해 해수면이 점차적으로 낮아지면서 해수면 작동자가 하강하는 동안에도 수문이 차단된 상태를 나타낸 단면 예시도.
도 9는 본 발명에 따른 선박을 이용한 조력발전장치에서 썰물에 의해 바닷물이 완전히 빠져나가면서 탱크의 하부 통수부를 통해 바다의 지면으로 배출될 수 있는 시점에 수문이 개방되어 수차 발전이 되는 것을 나타낸 단면 예시도.
도 10은 본 발명에 따른 선박을 이용한 조력발전장치에서 수문의 개폐수단을 나타낸 사시도.
도 11은 본 발명에 따른 선박을 이용한 조력발전장치에서 선박의 측벽에 제2통수부를 구비한 것을 나타낸 단면 예시도.
도 12는 상기 도 11에 의한 제2통수부를 통해 바닷물이 탱크로 상측으로 유입되는 것을 나타낸 확대 단면도.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명의 선박을 이용한 조력발전장치는, 조수간만의 차가 높은 해안가에 탱커선이나 벌크선 등과 같이 폐선박을 설치한 다음 해수면이 높아지는 밀물이 진행되는 과정에서는 폐선박의 탱크에 해수면이 일정 높이에 도달하게 될 때 바닷물이 유입되어 채워지는 동안 수차 발전이 이루어지고, 해수면이 빠져나가는 썰물이 진행되면 탱크에 채워진 바닷물이 탱크 하부를 통해 바다의 지면에 배출되는 동안 수차 발전이 이루어지도록 함에 있다.
본 발명은 바닷물이 채워질 수 있는 공간을 가진 탱크(20)의 바닥면이 바다의 지면과 이격되게 설치되는 선박(10)과, 상기 선박(10)의 바닥면에 일정간격으로 통수부(22)가 형성되어 바닷물이 유통되게 한 탱크(20)와, 상기 탱크(20)의 통수부(22)에 설치되어 탱크(20)에 바닷물이 유입 및 배출되도록 하는 복수개의 개폐판(33)이 원호상으로 각각 배치되어 개폐가 이루어지도록 한 수문(30)과, 상기 수문(30)의 원호상으로 된 내측 공간부(30a)에 설치되어 탱크(20)에 유입 및 배출되는 바닷물에 의해 발전이 이루어지도록 하는 수차(40)와, 상기 선박(10)의 일측에 구비되어 해수면의 높이를 감지하는 해수면 감지부(50)와, 상기 해수면 감지부(50)의 감지신호가 인가되어 수문을 개폐하도록 하는 수문작동부(60)로 되어 있다.
상기 선박(10)은 탱커선이나 벌크선 등과 같이 선박으로 이용하여 선박 내부에 많은 수량의 바닷물을 채울 수 있는 채움공간이 확보된 탱크(20)로 이루어진 폐선박을 이용함이 바람직하다.
그리고 선박(10)은 구조물 등에 의해 탱크(20)의 바닥면이 바다의 지면과 이격되게 설치되어 해수면의 영향을 받지 않고 고정되어 있는 구성으로, 밀물시에는 탱크(20)의 바닥면에 형성된 통수부(22)를 통해 바닷물이 유입되어 탱크(20)의 바닥면에서 상측으로 바닷물이 채워지고, 썰물시에는 탱크(20)에 채워진 바닷물이 탱크(20)의 바닥면에 형성된 하부 통수부(22)를 통해 배출될 수 있는 높이에 설치되도록 한다.
상기 수문(30)은 통수부(22)의 내측면 둘레에 고정되는 링형 고정판(31)과, 상기 링형 고정판(31)의 상측에 일정 간격을 두고 배치되는 링형 지지판(32)과, 상기 링형 고정판(31)과 링형 지지판(32) 사이에 직립되어 원호상으로 배치되고 상,하단부에 고정축(33a)으로 각각 연결되어 있는 복수개의 개폐판(33)과, 상기 링형 지지판(32)의 외측 둘레에 설치되고 복수개의 개폐판(33)의 상,하단부 편심된 위치에 작동축(33b)이 각각 연결되어 개폐판(33)의 개폐가 이루어지도록 하는 링형 개폐작동판(34)과, 상기 링형 지지판(32)의 상측면에 고정되어 공간부(30a)의 상측을 통해 탱크(20)로 바닷물이 유입되지 않도록 하는 차단판(35)이 구비된다.
상기 링형 개폐작동판(34)의 일측에 구비된 연결편(34a)에 작동로드(36)가 연결되어 작동로드(36)에 의해 링형 개폐작동판(34)이 링형 지지판(32)의 외측을 따라 회전되게 한 수단으로 링형 개폐작동판(34)의 작동축(33b)에 편심 연결된 복수개의 개폐판(33)이 고정축(33a)을 축으로 하여 회전하여 개폐판(33)에 의한 수문(30)의 개폐작용이 이루어질 수 있도록 되어 있다.
상기 수문(30)의 개폐판(33)은 상호 맞닿게 펼쳐지면서 틈새없이 밀착되게 함으로써 수문(30)이 차단되는 구성으로 탱크(20)의 통수부(22)를 통해 바닷물이 유통되는 것을 차단되고, 개폐판(33)이 상호 이격되면서 개폐판(33)과 개폐판(33) 사이에 형성되게 한 간극부를 통해 수문(30)이 개방되게 한 구성으로 탱크(20)의 통수부(22)를 통해 바닷물이 유입되거나 배출될 수 있도록 되어 있다.
상기 수차(40)는 복수개의 개폐판(33)이 원호상으로 각각 배치되어 구비되는 수문(30)의 내측 공간부(30a)에 설치되어 수문(30)의 개방시에 통수부(22)를 통해 탱크(20)에 바닷물이 유입되면서 발생되는 수압이나, 탱크(20)에 채워진 바닷물이 통수부(22)를 통해 배출되면서 발생되는 수압에 의해 회전되어 회전동력을 발생시킬 수 있도록 구비되어 있고, 이러한 이러한 수차(40)의 회전동력은 회전축(42)을 통해 발전기(45)에 전달되어 발전이 된다.
상기 해수면 감지부(50)는 선박(10)의 일측벽에 설치되어 해수면 높이만큼 해수가 유통되는 수직관으로 상하 관통되어 있는 해수유통관(51)과, 상기 해수유통관(51)의 내부에 해수면을 따라 승강되는 해수면 작동자(52)가 설치되고, 상기 해수면 작동자(52)는 하단에 부구(53)가 구비되고 상단에 측부 돌출된 센서작동편(54)이 구비되어 있다.
또, 상기 해수면 감지부(50)의 센서작동편(54)은 해수면 작동자(52)의 승강 높이에 따라 상하 3단계로 설치되는 해수면 감지센서(55)와 접촉되어 감지되는 수단에 의해 해수면을 3단계로 감지할 수 있도록 되어 있고, 해수면 감지센서(55)는 하단부에 제1감지센서(55a), 중간단부에 제2감지센서(55b), 상단부에 제3감지센서(55c)가 설치되어 있다.
상기 해수면 감지센서(55)의 감지신호는 수문작동부(60)로 인가되고, 수문작동부(60)에는 인가되는 해수면 감지신호에 따라 작동되게 한 실린더 또는 유압 모터 등으로 이루어진 작동수단에 의해 수문 작동로드(36)를 회전시키는 수단으로 수문(30)이 개폐될 수 있도록 되어 있다.
상기 해수유통관(51)의 내부에 설치되는 해수면 작동자(52)는 밀물 또는 썰물과 같이 해수면 변동에 따라 하단의 부구(53)를 따라 승강이 되는 것으로, 밀물시에는 해수면을 따라 해수면 작동자(52)는 해수유통관(51) 내에서 상승하게 되고 썰물시에는 해수면 작동자(52)가 해수유통관(51) 내에서 하강하게 된다.
상기 해수면 감지센서(55)의 제1감지센서(55a)는 하단부에 구비되어 해수면 작동자(52)의 센서작동편(54)이 하향되는 눌름 작용에 의해 온(ON) 상태가 되면 수문(30)을 개방하도록 되어 있고, 해수면 작동자(52)가 상승하여 센서작동편(54)이 제1감지센서(55a)와 이격되는 오프(OFF) 상태가 되면 수문(30)이 차단될 수 있도록 되어 있다.
또, 제2감지센서(55b)는 중간단부에 구비되어 해수면 작동자(52)가 상승하여 센서작동편(54)으로 제2감지센서(55b)를 온(ON) 시키게 되면 수문(30)을 개방하도록 되어 있고, 제3감지센서(55c)는 상단부에 구비되어 해수면 작동자(52)가 상승하여 센서작동편(54)으로 제3감지센서(55c)를 온(ON) 시키게 되면 수문(30)을 차단하도록 한 다음 해수면 작동자(52)가 완전 하강하여 센서작동편(54)이 제1감지센서(55a)를 온(ON) 시키는 경우에 제3감지센서(55c)는 오프(OFF) 상태가 됨과 동시에 수문(30)을 개방하는 형태로 해수면의 높이에 따른 수문개폐정보를 인가하게 된다.
이와 같이 된 본 발명의 선박을 이용한 조력발전장치는, 조수간만의 차가 높은 해안가에 설치되어 발전이 이루어지되 도 2와 같이 선박(10)의 일측에 설치된 해수유통관(51)의 내부에서 승강되게 한 해수면 작동자(52)는 하강하고 해수면 작동자(52) 상단에 구비된 센서작동편(54)은 해수면 감지센서(55)의 하단부에 설치되는 제1감지센서(55a)를 온(ON)시키는 감지신호에 의해 탱크(20)의 수문(30)은 개방된 상태에 놓여져 있다.
그리고, 도 3과 같이 만조시간대에 접어들어 바닷물이 들어오면서 점차적으로 해수면이 높아지게 되면, 해수유통관(51)에 위치하여 승강되도록 한 해수면 작동자(52)가 상승하면서 해수면 작동자(52)의 센서작동편(54)이 제1감지센서(55a)와 이격됨과 동시에 제1감지센서(55a)는 오프(OFF) 상태가 되면서 수문(30)을 차단시켜 해수면이 탱크(20)의 바닥면 위치보다 높은 위치까지 상승하더라도 탱크(20)에 바닷물이 유입되지 않도록 한다.
이어서 도 5와 같이 해수면이 계속 상승하여 해수면 작동자(52)의 센서작동편(54)이 중간단부에 설치된 제2감지센서(55b)를 온(ON)시키게 되면, 수문(30)을 개방시켜 탱크(20)에 바닷물이 유입되도록 되어 있는바, 이는 밀물에 의해 해수면이 높아지면서 탱크(20)의 중간 정도 높이까지 도달하는 시점에서 수문(30)이 개방되어 해수면보다 낮은 위치에 있는 탱크(20)의 통수부(22)를 통해 바닷물이 강한 수압으로 탱크(20)에 바닷물이 유입되면서 수차(40)를 회전시켜 발전하게 되므로 발전효율을 크게 높여주게 된다.
또, 해수면이 만조 수위에 가까워지는 동안 해수면 작동자(52)는 계속적으로 상승하고 탱크(20)에는 바닷물이 지속적으로 유입되는 과정으로 강한 수압에 의해 수차(40)를 회전시키는 수단으로 발전이 이루어지게 된다.
그리고 도 7과 같이 탱크(20)에 바닷물이 설정된 높이까지 가득 채워지게 되면 해수면 작동자(52)의 센서작동편(54)에 의해 상단부에 설치된 제3감지센서(55c)를 온(ON) 시키게 됨과 동시에 수문(30)을 차단시켜 탱크(20)에 바닷물이 더 이상 유입되지 않게 되면서 수차(40)에 의한 발전은 정지됨과 아울러 해수면이 탱크(20)의 수위보다 높계 계속 상승하더라도 제3감지센서(55c)는 온(ON) 상태를 유지시킨다.
즉, 탱크(20)에 바닷물이 채워지는 수량은 해수면의 주기적인 높이 변화가 발생하더라도 항상 일정높이까지 채워질 수 있는 높이로 설정될 수 있는 위치에 제3감지센서(55c)가 설치되어 있다.
한편, 도 8과 같이 해수면이 만조 수위에 도달한 다음 썰물이 진행되면서 해수면 작동자(52)가 하강하여 센서작동편(54)이 제3감지센서(55c) 및 제2감지센서(55b)를 벗어나서 하부 위치에 놓여지더라도 탱크(20)는 차단상태가 되어 탱크(20)에 채워진 물이 배출되지 않도록 한다.
그리고, 간조 시간대에 접어들어 바닷물이 빠져 나가면서 점차적으로 해수면이 낮아지게 되면, 해수면 작동자(52)가 완전 하강하여 센서작동편(54)이 제1감지센서(55a)를 온(ON) 시킬때에만 수문(30)이 개방되어 상기에서 설명한 바와 같이 탱크(20)에 채워진 바닷물이 바다의 지면에 배출되는 과정으로 발전이 된다.
이는 해수면 작동자(52)는 해수면을 따라 계속적인 하강을 하되 해수면 작동자(52)의 하단에 구비된 부구(53)가 선박(10)의 탱크(20) 바닥에 형성된 통수부(22)와 동일 수평선상 또는 그 아래쪽에 놓여지는 위치에서 해수면 작동자(52)는 하강을 중단함과 동시에 해수면 작동자(52) 상단에 구비된 센서작동편(54)으로 수문감지센서(55)의 하단부에 설치되는 제1감지센서(55a)를 온(ON)시키게 되고 이러한 감지신호는 수문작동부(60)로 인가되어 수문(30)을 개방하게 된다.
즉, 도 9와 같이 제1감지센서(55a)는 온(ON) 상태가 되면, 바닷물이 채워져 있는 탱크(20)의 수문(30)이 개방되면서 탱크(20)의 통수부(22)를 통해 바닷물이 배출이 이루어지게 될 때 탱크(20)의 하부에서 바다의 지면으로 바닷물이 배출되는 동안 강한 수압이 발생하게 되고, 이러한 강한 수압으로 수차(40)를 회전시켜 발전시키게 되므로 발전효율을 크게 높일 수 있게 된다.
또한, 도 12는 상기 선박(10)의 측벽에 탱크(20)의 상측부로 바닷물이 유입되거나 배출될 수 있도록 하는 제2통수부(22)가 구비되고 제2통수부(22)의 외측에 바닷물이 유통될 때 저항을 줄일 수 있는 경사유도면(72)이 형성되어 있는 구성으로, 이는 탱크(20)에 설정된 높이만큼 바닷물이 채워져 있고 수문(30)이 차단된 상태에서 해수면이 파랑 등에 의해 출렁이면서 높아지는 일부 바닷물이 제2통수부(22)를 통해 탱크(20)에 유입되어 보다 많은 바닷물을 채울 수 있도록 한 다음 탱크(20)의 수문(30)을 개방하여 바닷물이 배출되는 배출량을 연장시켜 발전이 이루어지도록 하는 수단으로 발전량을 높일 수 있도록 함과 아울러 수문(30) 등의 고장 발생으로 인하여 탱크(20)에 과도하게 바닷물이 유입되는 경우에 상측의 제2통수부(22)를 통해 오버플로워되도록 하여 탱크(20)의 과도한 압력이 발생되지 않도록 한다.
이와 같이 본 발명은 밀물에 의해 해수면이 일정 수위에 도달하면 선박(10)에 많은 수량의 바닷물을 채울 수 있는 공간을 가진 탱크(20)가 구비되어 있고, 밀물에 의해 해수면이 점차적으로 높아지면서 탱크(20)의 바닥면보다 높은 위치인 중간 정도까지 해수면이 높아지면 탱크(20)의 수문(30)이 개방되면서 해수면과의 높이편차에 의해 강한 수압으로 바닷물이 탱크(20)로 유입되면서 수차(40)에 의한 발전이 이루어지고, 탱크(20)에 바닷물이 일정 높이로 채워지면 수문(30)이 차단되어 발전은 중단되며, 이어서 썰물에 의해 해수가 빠져나가면서 해수면이 점차적으로 낮아지고 탱크(20)에 배출되는 바닷물이 바다의 지면에 배출될 수 있는 시점에서 탱크(20)의 수문이 개방되어 탱크(20)의 하부에서 바닷물이 바다의 지면에 배출되는 동안 강한 수압에 의해 발전되도록 하는 수단으로 발전효율을 극대화할 수 있게 된다.
이상에서 본 발명은 상기 실시예를 참고하여 설명하였지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.
10 : 선박 20 : 탱크
22 : 통수부 30 : 수문
30a : 공간부 31 : 링형 고정판
32 : 링형 지지판 33 : 개폐판
33a : 고정축 33b : 작동축
34 : 링형 개폐작동판 34a: 연결편
35 : 차단판 36 : 작동로드
40 : 수차 42 : 회전축
45 : 발전기 50 : 해수면 감지부
51 : 해수유통관 52 : 해수면 작동자
53 : 부구 54 : 센서작동편
55 : 해수면 감지센서 55a,55b,55c : 제1,2,3감지센서
60 : 수문작동부 70 : 제2통수부
72 : 경사유도면

Claims (6)

  1. 바닷물이 채워질 수 있는 공간을 가진 탱크(20)의 바닥면이 바다의 지면과 이격되게 설치되는 선박(10)과,
    상기 선박(10)의 바닥면에 일정간격으로 통수부(22)가 형성되어 바닷물이 유통되게 한 탱크(20)와,
    상기 탱크(20)의 통수부(22)에 설치되어 탱크(20)에 바닷물이 유입 및 배출되도록 하는 복수개의 개폐판(33)이 원호상으로 각각 배치되어 개폐가 이루어지도록 한 수문(30)이 구비되되 상기 수문(30)은 통수부(22)의 내측면 둘레에 고정되는 링형 고정판(31)과, 상기 링형 고정판(31)의 상측에 일정 간격을 두고 배치되는 링형 지지판(32)과, 상기 링형 고정판(31)과 링형 지지판(32) 사이에 직립되어 원호상으로 배치되고 상,하단부에 고정축(33a)으로 각각 연결되어 있는 복수개의 개폐판(33)과, 상기 링형 지지판(32)의 외측 둘레에 설치되고 개폐판(33)의 상,하단부 편심된 위치에 작동축(33b)이 각각 연결되어 개폐판(33)의 개폐가 이루어지도록 하는 링형 개폐작동판(34)과, 상기 링형 지지판(32)의 상측면에 고정된 차단판(35)이 구비되어 있는 것을 포함하며,
    상기 수문(30)의 원호상으로 된 내측 공간부(30a)에 설치되어 탱크(20)에 유입 및 배출되는 바닷물에 의해 발전이 이루어지도록 하는 수차(40)와,
    상기 선박(10)의 일측에 구비되어 해수면의 높이를 감지하는 해수면 감지부(50)와,
    상기 해수면 감지부(50)의 감지신호가 인가되어 수문을 개폐하도록 하는 수문작동부(60)로 이루어진 것을 특징으로 하는 선박을 이용한 조력발전장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 링형 개폐작동판(34)의 일측에 구비된 연결편(34a)에 작동로드(36)가 연결되어 작동로드(36)에 의해 링형 개폐작동판(34)이 링형 지지판(32)의 외측을 따라 회전되게 한 수단으로 링형 개폐작동판(34)의 작동축(33b)에 편심 연결된 복수개의 개폐판(33)이 고정축(33a)을 축으로 하여 회전하여 개폐판(33)에 의한 수문(30)의 개폐작용이 이루어질 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 선박을 이용한 조력발전장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 해수면 감지부(50)는;
    선박(10)의 일측벽에 설치되어 해수면 높이만큼 해수가 유통되는 수직관으로 상하 관통되어 있는 해수유통관(51)과,
    상기 해수유통관(51)의 내부에 해수면을 승강되게 설치되되 하단에 부구(53)가 구비되고 상단에 측부 돌출된 센서작동편(54)이 구비되어 있는 해수면 작동자(52)와,
    상기 해수면 작동자(52)의 승강 높이에 따라 센서작동편(54)과 접촉되어 감지되는 감지신호에 의해 수문개폐정보를 제공할 수 있도록 하는 해수면 감지센서(55)로 이루어진 것을 특징으로 하는 선박을 이용한 조력발전장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 해수면 감지센서(55)는 하단부에 제1감지센서(55a), 중간단부에 제2감지센서(55b), 상단부에 제3감지센서(55c)가 각각 설치되되
    상기 제1감지센서(55a)는 온(ON) 상태가 되면 수문(30)을 개방하고 오프(OFF) 상태가 되면 수문(30)을 차단하며, 상기 제2감지센서(55b)는 해수면 작동자(52)의 상승으로 온(ON) 시키게 되면 수문(30)을 개방하며, 상기 제3감지센서(55c)는 온(ON) 시키게 되면 수문(30)을 차단하고 해수면 작동자(52)가 하강하여 제1감지센서(55a)를 온(ON) 시키는 경우에 제3감지센서(55c)는 오프(OFF) 상태가 됨과 동시에 수문(30)을 개방하는 수문개폐정보를 인가하도록 한 것을 특징으로 하는 선박을 이용한 조력발전장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 선박(10)의 측벽에 탱크(20)의 상측부로 바닷물이 유입되거나 배출될 수 있도록 하는 제2통수부(70)가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 선박을 이용한 조력발전장치.
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