KR101861794B1 - 블레이드 타입의 조수력 발전기 - Google Patents

블레이드 타입의 조수력 발전기 Download PDF

Info

Publication number
KR101861794B1
KR101861794B1 KR1020180001352A KR20180001352A KR101861794B1 KR 101861794 B1 KR101861794 B1 KR 101861794B1 KR 1020180001352 A KR1020180001352 A KR 1020180001352A KR 20180001352 A KR20180001352 A KR 20180001352A KR 101861794 B1 KR101861794 B1 KR 101861794B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
unit
rotation
energy
fluid
turbine blades
Prior art date
Application number
KR1020180001352A
Other languages
English (en)
Inventor
김민수
Original Assignee
주식회사 태양중공업
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 태양중공업 filed Critical 주식회사 태양중공업
Application granted granted Critical
Publication of KR101861794B1 publication Critical patent/KR101861794B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
    • F03B13/26—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using tide energy
    • F03B13/264—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using tide energy using the horizontal flow of water resulting from tide movement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B3/00—Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto
    • F03B3/12—Blades; Blade-carrying rotors
    • F03B3/128—Mounting, demounting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B7/00—Water wheels
    • F03B7/006—Water wheels of the endless-chain type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2220/00—Application
    • F05B2220/70—Application in combination with
    • F05B2220/706—Application in combination with an electrical generator
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20—Hydro energy
    • Y02E10/28—
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Oceanography (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
  • Hydraulic Turbines (AREA)

Abstract

본 발명은 블레이드 타입의 조수력 발전기에 관한 것으로서, 기계에너지를 전기에너지로 변환 시킬 수 있도록 하기 위한 구성을 다수개의 유닛 블레이드 타입으로 적용하고, 각각의 유닛 블레이드의 개수 및 간격을 자유롭게 선택적으로 변경할 수 있도록 함에 따라, 유체의 유속에 능동적으로 대처하여 전기에너지의 발전 효율을 향상시킬 수 있으며, 유닛 블레이드의 개별 교체나 유지보수가 가능해지도록 함을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 블레이드 타입의 조수력 발전기는, 서로 일정 간격 이격되는 제1회전부, 상기 제1회전부와 간격을 두고 배치되고, 상기 제1회전부와 대응되는 제2회전부, 상기 제1회전부와 제2회전부에 각각 무한궤도 방식으로 회전될 수 있도록 장착되는 제1이송부 및 제2이송부, 상기 제1이송부와 제2이송부의 사이에 하나 이상으로 결합되고, 흐르는 유체에 밀려 상기 제1,2회전부 및 제1,2이송부가 회전되도록 하는 다수개의 터빈 블레이드를 포함하는 회전구동부, 상기 제1회전부와 제2회전부에 축 연결되어 제자리 회전되면서 유체의 이동에너지를 기계에너지로 변환시키는 에너지변환부, 상기 에너지변환부의 회전에 의해 발생되는 기계에너지를 전기에너지로 발전시키는 발전부를 포함한다.

Description

블레이드 타입의 조수력 발전기{BLADE TYPE SEA POWER AND HYDROELECTRIC GENERATOR}
본 발명은 블레이드 타입의 조수력 발전기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 조력 또는 수력을 이용하여 전기에너지를 발전할 수 있으며, 유지보수가 용이하고 사용상의 편의성을 제공할 수 있는 블레이드 타입의 조수력 발전기에 관한 것이다.
일반적으로, 조력발전과 수력발전은 물이 갖는 위치에너지 또는 이동에너지를 수차를 이용하여 기계에너지로 변환하고 이것을 다시 전기에너지로 변환하는 발전방식이다.
즉, 물이 흐르거나 낙하되는 힘으로 수차(水車)를 돌리면 수차의 축에 붙어있는 발전기가 돌아가게 되어 전기가 발생하는 것이다.
이때의 발전기 출력은 낙차와 수량과의 곱에 비례하므로 수량은 지점별로 다르지만 그 양이 연간 강수량에 비례하므로, 수차에 큰 낙차가 작용할 수 있도록 인공적으로 댐을 막기도 하고 수로(水路)를 바꾸기도 한다.
상기와 같은 수력발전은 국내 부존자원인 물을 이용하여 전력을 생산하므로 무공해 청정에너지이며 발전연료 수입 대체효과, 양질의 전력공급에 기여하고 있다.
또한, 수력발전은 기동과 정지, 출력조정 시간이 원자력이나 화력 등 기타 전력설비에 비해 빨라 부하변동에 대한 속응성이 우수하므로 첨두부하를 담당하여 양질의 전력공급에 기여하고 있다.
이와 같은 수력발전은 물의 위치 이동 예컨대, 낙차 또는 흐름 그 자체에 의해 회전하는 수차와 상기 수차의 회전을 통해 연동 회전하는 터빈을 통해 기계에너지를 전기에너지로 변환하는 발전기를 포함하는 조수력발전기를 통해 이루어진다.
등록특허공보 제10-1561585호 등록특허공보 제10-0942372호
본 발명은 기계에너지를 전기에너지로 변환 시킬 수 있도록 하기 위한 구성을 다수개의 유닛 블레이드 타입으로 적용하고, 각각의 유닛 블레이드의 개수 및 간격을 자유롭게 선택적으로 변경할 수 있도록 함에 따라, 유체의 유속에 능동적으로 대처하여 전기에너지의 발전 효율을 향상시킬 수 있으며, 유닛 블레이드의 개별 교체나 유지보수가 가능해지도록 한 블레이드 타입의 조수력 발전기를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 블레이드 타입의 조수력 발전기는, 서로 일정 간격 이격되는 제1회전부, 상기 제1회전부와 간격을 두고 배치되고, 상기 제1회전부와 대응되는 제2회전부, 상기 제1회전부와 제2회전부에 각각 무한궤도 방식으로 회전될 수 있도록 장착되는 제1이송부 및 제2이송부, 상기 제1이송부와 제2이송부의 사이에 하나 이상으로 결합되고, 흐르는 유체에 밀려 상기 제1,2회전부 및 제1,2이송부가 회전되도록 하는 다수개의 터빈 블레이드를 포함하는 회전구동부, 상기 제1회전부와 제2회전부에 축 연결되어 제자리 회전되면서 유체의 이동에너지를 기계에너지로 변환시키는 에너지변환부, 상기 에너지변환부의 회전에 의해 발생되는 기계에너지를 전기에너지로 발전시키는 발전부를 포함한다.
그리고, 상기 터빈 블레이드는 부력을 통해 흐르는 유체에 저항할 수 있도록 내부에 빈 공간이 형성된다.
또한, 상기 회전구동부는,
상기 제1이송부와 제2이송부의 사이에 결합되는 커플러, 상기 커플러의 일측과 타측에 각각 결합되며, 내부에 상기 터빈 블레이드가 결합되는 복수개의 결합부재가 일정간격으로 형성된 고정부를 더 포함한다.
그리고, 상기 터빈 블레이드의 일측과 타측에는 각각 상기 터빈 블레이드 보다 작은 두께를 갖는 끼움부가 형성되고,
상기 결합부재에 결합되며, 내부에 상기 끼움부가 끼움되어 고정되는 터빈 블레이드 고정부를 더 포함한다.
또한, 상기 터빈 블레이드 간의 간격을 설정하기 위한 간격설정부를 더 포함하고,
상기 간격설정부는,
상기 결합부재에 서로 간격을 두고 결합되고, 그 사이에 상기 터빈 블레이드 고정부가 개재되는 다수개의 간격유지부, 상기 간격유지부의 양측으로 돌출되어, 상기 터빈 블레이드 고정부를 지지하는 지지부를 포함한다.
그리고, 상기 에너지변환부와 연결되어 회전력을 증폭시키는 증폭기, 상기 발전부에서 발전된 전기에너지를 축전하는 축전지를 더 포함한다.
본 발명에 따른 블레이드 방식의 조수력 발전기는, 기계에너지를 전기에너지로 변환 시킬 수 있도록 하기 위한 구성을 다수개의 유닛 블레이드 타입으로 적용하고, 각각의 터빈 블레이드의 개수 및 간격을 자유롭게 선택적으로 변경할 수 있어, 유체의 유속에 능동적으로 대처하여 전기에너지의 발전 효율을 향상시킬 수 있으며, 터빈 블레이드의 개별 교체나 유지보수가 가능하므로 사용상의 편의성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
그리고, 모든 블레이드 간의 간격을 동일하게 할 수 있음에 따라, 모든 터빈 블레이드들에 동일한 유체 저항력이 발생되도록 할 수 있어, 모든 블레이드에 동일한 회전력이 제공되도록 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 블레이드 방식의 조수력 발전기를 도시한 측면도.
도 2는 본 발명에 따른 블레이드 방식의 조수력 발전기를 도시한 평면도.
도 3은 본 발명에 따른 블레이드 방식의 조수력 발전기를 도시한 정면도.
도 4는 본 발명에 따른 블레이드 방식의 조수력 발전기에 적용된 커플러와 고정부를 도시한 정면도.
도 5는 본 발명에 따른 블레이드 방식의 조수력 발전기에 적용된 회전구동부를 도시한 정면도.
도 6은 본 발명에 따른 블레이드 방식의 조수력 발전기에 적용된 회전구동부를 도시한 측면도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
도 1은 본 발명에 따른 블레이드 방식의 조수력 발전기를 도시한 측면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 블레이드 방식의 조수력 발전기를 도시한 평면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 블레이드 방식의 조수력 발전기를 도시한 정면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 블레이드 방식의 조수력 발전기에 적용된 커플러와 고정부를 도시한 정면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 블레이드 방식의 조수력 발전기에 적용된 회전구동부를 도시한 정면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 블레이드 방식의 조수력 발전기에 적용된 회전구동부를 도시한 측면도이다.
본 발명에 따른 블레이드 타입의 조수력 발전기(1)는, 서로 일정 간격 이격되는 제1회전부(10), 상기 제1회전부(10)와 간격을 두고 배치되고, 상기 제1회전부(10)와 대응되는 제2회전부(20), 상기 제1회전부(10)와 제2회전부(20)에 각각 무한궤도 방식으로 회전될 수 있도록 장착되는 제1이송부(30) 및 제2이송부(40), 상기 제1이송부(30)와 제2이송부(40)의 사이에 하나 이상으로 결합되고, 흐르는 유체에 밀려 상기 제1,2회전부(10,20) 및 제1,2이송부(30,40)가 회전되도록 하는 다수개의 터빈 블레이드(53)를 포함하는 회전구동부(50), 상기 제1회전부(10)와 제2회전부(20)에 축 연결되어 제자리 회전되면서 유체의 이동에너지를 기계에너지로 변환시키는 에너지변환부(60), 상기 에너지변환부(60)의 회전에 의해 발생되는 기계에너지를 전기에너지로 발전시키는 발전부(70)를 포함할 수 있다.
상기 제1회전부(10) 및 제2회전부(20)는 제1이송부(30) 및 제2이송부(40)가 무한궤도를 형성하며 회전될 수 있도록 하는 기능을 수행한다.
상기 제1회전부(10)는 두개 한 쌍으로 구성될 수 있으며, 에너지변환부(60)의 일측에 장착된다.
상기 제2회전부(20)는 두개 한 쌍으로 구성될 수 있으며, 후술되는 에너지변환부(60)의 타측에 장착되어, 상기 제1회전부(10)와 마주한다.
즉, 상기 제1회전부(10) 및 제2회전부(20)는 도 2를 기준으로 에너지변환부(60)를 사이에 두고 좌,우 방향으로 대칭되도록 배치되며, 제자리 회전을 통해 제1이송부(30) 및 제2이송부(40)에 연속회전력을 제공하는 것이다.
이상 설명한 제1회전부(10) 및 제2회전부(20)는 에너지변환부(60) 및 발전부(70)를 통한 전기에너지의 발전효율을 향상시킬 수 있도록 두개 이상으로 적용될 수 있다.
상기 제1이송부(30) 및 제2이송부(40)는 다수개의 회전구동부(50)가 유체의 흐름 방향에 상응하게 일률적으로 이송될 수 있도록 하는 기능을 수행한다.
구체적으로, 상기 제1이송부(30) 및 제2이송부(40)는 각각 상기 제1회전부(10)와 제2회전부(20)에 무한궤도 방식으로 회전될 수 있도록 장착되고, 다수개의 회전구동부(50)와 결합되어, 일률적으로 이송되는 회전구동부(50)에 의해 무한궤도 방식으로 회전되면서 제1회전부(10) 및 제2회전부(20)를 회전시킨다.
이때, 상기 제1회전부(10) 및 제2회전부(20)는 스프로켓으로 형성할 수 있고, 이에 적합하게 상기 제1이송부(30) 및 제2이송부(40)는 체인으로 형성할 수 있다.
다른 일 예로, 상기 제1회전부(10) 및 제2회전부(20)는 풀리로 형성할 수 있고, 이에 적합하게 상기 제1이송부(30) 및 제2이송부(40)는 밸트로 형성할 수도 있다.
상기 회전구동부(50)는 유체의 흐름에 작동하여 상기 제1회전부(10), 제2회전부(20), 제1이송부(30) 및 제2이송부(40)가 일률적으로 회전될 수 있도록 하고, 이로 인해 에너지변환부(60)가 전기에너지 발전에 필요한 기계에너지를 생성시킬 수 있도록 하는 역할을 한다.
따라서, 상기 회전구동부(50)는 전기에너지의 발전효율을 높일 수 있도록 다수개로 적용될 수 있다.
상기 회전구동부(50)는 커플러(51), 고정부(52), 터빈 블레이드(53)를 포함할 수 있다.
상기 커플러(51)는 상기 제1이송부(30)와 제2이송부(40)의 사이에 각각 결합된다.
상기 커플러(51)는 도 4를 기준으로 수평방향으로 이격되는 세개의 수직부(511), 상기 수직부(511)를 연결하는 두개의 수평부(512)를 포함할 수 있다.
좌측과 우측에 위치된 수직부(511)에는 상기 제1이송부(30)와 제2이송부(40)를 감싼 상태에서 볼트 및 너트를 통해 고정되는 브라켓(B)이 각각 형성된다.
상기 수직부(511)는 고정부(52)와 결합될 수 있도록 상면과 하면이 개방되고 내부에 빈 공간이 형성된 파이프 형상으로 형성될 수 있다.
상기 고정부(52)는 일정한 길이를 갖는 막대 형상으로 형성될 수 있으며, 상기 수직부(511)와 동일한 개수로 적용된다.
따라서, 상기 고정부(52)는 커플러(51)의 상측과 하측에서 수직부(511)의 내부에 각각 삽입된 다음 볼트 및 너를 통해 결합된다.
그리고, 상기 고정부(52)의 사이에는 터빈 블레이드(53)가 결합되는 결합부재(521)가 일정간격으로 형성된다.
상기 결합부재(521)의 서로 마주하는 면에 터빈 블레이드(53)를 용이하게 결합할 수 있도록 플랜지(P)가 마련될 수 있다.
상기 플랜지(P)는 직사각형 막대 형상으로 형성될 수 있으며, 상기 결합부재(521)와 동일한 길이를 갖는다.
상기 플랜지(P)는 상기 결합부재(521)의 일면 또는 양면에 결합될 수 있으며, 도면에서는 상기 플랜지(P)가 결합부재(521)의 일면에만 형성된 예를 도시하였다.
이러한 결합부재(521)는 3개 한 조로 구성될 수 있으며, 수직방향으로 평행되도록 배치된다.
이와 같은 경우, 상기 고정부(52) 상에 다수개의 터빈 블레이드(53)를 2열로 결합할 수 있다.
도면에 도시되지는 않았으나 상기 결합부재(521)는 2개 한 조로 구성될 수도 있으며, 이러한 경우 다수개의 터빈 블레이드(53)를 1열로 결합할 수 있다.
물론, 상기 결합부재(521)는 3개 이상이 한 조를 이루도록 구성될 수도 있으며, 이와 같은 경우 다수개의 터빈 블레이드(53)를 2열 이상으로 결합할 수 있다.
상기 터빈 블레이드(53)는 다수개가 상기 결합부재(521)의 사이에 간격을 두고 배치된다.
하나의 예시에서, 상기 터빈 블레이드(53) 각각은 전체가 납작한 직사각형 판 형상으로 형성될 수 있으며, 상측과 하측 각각에는 끼움부(531)가 일체로 형성된다.
상기 끼움부(531)는 상기 터빈 블레이드(53)의 두께보다 작은 두께를 갖도록 형성되어, 상기 터빈 블레이드(53)는 상측과 하측이 단차진 형상을 이룬다.
그리고, 상기 끼움부(531)는 터빈 블레이드 고정부(80)를 통해 상기 플랜지(P)에 고정된다.
상기 터빈 블레이드 고정부(80)는 도 6에 도시된 바와 같이 일면이 개방되고 내부에 빈 공간이 형성된 'ㄷ' 형상으로 형성된다.
그리고, 상기 끼움부(531)와 터빈 블레이드 고정부(80) 및 플랜지(P)에는 서로 동일선상에 위치되는 체결홀이 형성된다.
따라서, 상기 끼움부(531)를 터빈 블레이드 고정부(80)에 끼운 다음, 볼트 및 너를 통해 상기 터빈 블레이드 고정부(80)를 플랜지(P)에 결합할 수 있다.
도 3을 기준으로 대략 에너지변환부(60)에 하측에 위치된 회전구동부(50)들은 유체에 침수되고, 상측에 위치된 회전구동부(50)들은 유체에 침수되지 않는다.
그리고, 유체에 침수된 터빈 블레이드(53)들은 유체의 유속에 의해 밀리면서 제1,2이송부(30,40)가 무한궤도를 형성하면서 회전되도록 한다.
따라서, 회전구동부(50)들은 제1,2이송부(30,40)를 따라 이송되면서 침수와 상승을 반복하게 된다.
그리고, 상기 회전구동부(50)들의 이송과 제1,2이송부(30,40)의 회전에 의해 제1,2회전부(10,20)도 함께 회전되며, 이에 에너지변환부(60)가 함께 제자리 회전되면서 기계에너지를 생성하게 된다.
이때, 상기 회전구동부(50)는 유체에 반복적으로 접촉되는 바, 쉽게 녹슬거나 부식되지 않고 오래 사용할 수 있는 PE재질로 형성될 수 있다.
상기 에너지변환부(60)는 일정한 길이와 직경을 갖는 원형 막대 형상의 축으로서, 생성된 기계 에너지를 증폭기(100)에 공급할 수 있도록 양측이 톱니바퀴(기어)의 치합을 통해 증폭기(100)와 연결된다.
상기 증폭기(100)는 상기 발전부(70)의 구동수단과 연결되며, 기어의 이빨 수를 달리하는 적어도 2개 이상의 기어박스로 구성되어, 에너지변환부(60)의 회전속도를 증가시켜 발전부(70)에 전달하므로서, 전기에너지의 발전효율이 향상될 수 있도록 한다.
그리고, 상기 발전부(70)에서 발전된 전기에너지는 축전지(110)에 저장된다.
이때, 상기 터빈 블레이드(53)는 저장조에서 흐르는 유체에 저항할 수 있도록 내부에 빈 공간이 형성된다.
즉, 상기 터빈 블레이드(53)는 내부에 빈 공간이 형성되어 유체에 침수된 상태에서 이동 시 부력에 의해 유체의 저항을 받게 되지만, 유체 위로 부상할 시 유체의 저항력이 소멸되기 때문에 유체 위로 올라가는 속도 즉, 회전속도가 증가된다.
따라서, 에너지변환부(60)의 회전력도 증가되어 기계에너지를 전기에너지로 발전시키는 시간이 더욱 빨라지도록 할 수 있다.
특히, 본 발명은 상기 터빈 블레이드(53)가 유닛 형태로 다수 분할되고, 이러한 터빈 블레이드(53)를 개별적으로 결합부재(521)에 용이하게 결합 또는 분리할 수 있음에 따라, 다수개의 터빈 블레이드(53) 중 어느 하나 이상에 고장이나 파손이 발생될 경우, 해당 터빈 블레이드(53)만 분리하여 수리하거나, 새로운 것으로 교체할 수 있다.
따라서, 유지보수가 용이해지도록 할 수 있고, 사용상의 편의성을 향상시킬 수 있다.
뿐만 아니라, 상기 결합부재(521)에 결합되는 터빈 블레이드(53)의 개수를 선택적으로 자유롭게 변환할 수 있는 바, 유체의 속도에 따라 능동적으로 대처하여 전기에너지의 발전효율을 극대화 할 수 있다.
이를 보다 구체적으로 설명하면, 유체의 유속이 비교적 느릴 경우에는 터빈 블레이드(53)의 개수를 증가시켜 에너지변환부(60)의 회전속도가 빨라지도록 할 수 있으므로, 전기에너지의 발전 효율이 향상되도록 할 수 있다.
이와 반대로, 유체의 속도가 비교적 빠를 경우에는 터빈 블레이드(53)의 개수를 감소시켜도 원하는 양의 전기에너지를 발전시킬 수 있다.
그리고, 터빈 블레이드(53)의 개수를 감소시키는 만큼, 부식, 마모, 고장이 발생되는 터빈 블레이드(53)의 개수가 감소될 것이므로, 터빈 블레이드(53)를 유지보수하기 위한 상황도 비례적으로 감소되도록 할 수 있다.
전술한 바와 같이 터빈 블레이드(53)는 쉽게 녹슬거나 부식되지 않고 오래 사용할 수 있는 PE재질로 형성되므로, 경량화를 이루게 된다.
즉, 터빈 블레이드(53)가 부력과 관련하여 무거우면 유체에 가라앉으려는 성질이 커지고, 초기회전 반응이 늦어지는 문제점이 발생될 수 있으나, 상기 터빈 블레이드(53)를 PE 재질 제작하여 경량화 할 수 있음에 따라 상기한 문제점들을 해결할 수 있는 것이다.
한편, 본 발명에 따른 블레이드 타입의 조수력 발전기(1)는 상기 터빈 블레이드(53) 간의 간격을 조절하기 위한 간격설정부(90)를 더 포함할 수 있다.
상기 간격설정부(90)는 상기 터빈 블레이드(53)가 상기 결합부재(521) 상에 등간격으로 배치될 수 있도록 하기 위한 것으로, 간격유지부(91), 지지부(92)를 포함할 수 있다.
상기 간격유지부(91)는 일정한 높이와 폭을 갖는 사각박스 형상으로 형성될 수 있으며, 상기 플랜지(P)에 서로 이격되는 형태로 볼팅 결합된다.
상기 지지부(92)는 상기 간격유지부(91)의 양 끝단에서 직각방향으로 절곡되어 상기 간격유지부(91)의 외측으로 돌출되며, 끝단이 상기 결합부재(521)에 접촉된다.
상기 간격유지부(91)의 사이 마다 상기 터빈 블레이드 고정부(80)를 개재하면, 상기 간격유지부(91)의 폭 만큼 터빈 블레이드(53)의 간격이 벌어지게 되고, 상기 지지부(92)가 상기 터빈 블레이드(53)를 지지하게 된다.
따라서, 모든 터빈 블레이드(53)가 동일한 간격으로 이격된 상태로 상기 결합부재(521)의 사이에 결합되도록 할 수 있다.
상기 터빈 블레이드(53) 간의 간격이 불규칙할 경우, 상기 터빈 블레이드(53)들의 사이 공간을 통과하는 유체의 양이 각기 상이해지므로, 유체에 대한 터빈 블레이드(53)의 저항력도 불균일 해지므로 에너지변환부(60) 및 터빈 블레이드(53)의 회전력에 좋지 않은 영향을 미칠 수 있는 문제점이 있다.
그러나, 본 발명은 상기 간격유지부(91)를 통해 모든 터빈 블레이드(53) 간의 간격이 동일해지도록 할 수 있고, 이로 인해 터빈 블레이드(53) 사이의 공간 폭도 동일해지도록 할 수 있으므로, 모든 터빈 블레이드(53)들에 동일한 유체 저항력이 발생되도록 할 수 있어, 상기와 같은 문제점이 발생되지 않도록 할 수 있다.
더욱이, 상기 간격유지부(91)의 폭을 변경할 경우, 간격유지부(91) 간의 간격이 좁아지거나 넓어지게 되고, 간격유지부(91) 간의 간격과 동일한 폭을 갖는 터빈 블레이드(53)로 교체하면, 결과적으로 터빈 블레이드(53) 간의 간격 및 개수를 변경할 수 있고, 이로 인해 전기에너지의 발전효율도 향상시킬 수 있다.
이를 보다 구체적으로 설명하면, 도 5에 도시된 각각의 간격유지부(91)를 상기 플랜지(P)에 등간격으로 결합하고, 모든 간격유지부(91)의 폭이 220mm라고 가정하였을 경우, 각 열마다 총 12개의 터빈 블레이드(53)를 결합하여 전기에너지를 발전할 수 있다.
그리고, 유체의 유속이 비교적 느릴 경우, 220mm보다 작은 폭을 갖는 간격유지부(91)로 교체하고, 상기 간격유지부(91) 간의 간격과 동일한 폭을 갖는 다른 터빈 블레이드(53)로 교체하면, 결과적으로 터빈 블레이드(53)의 개수가 증가됨으로, 전기에너지의 발전 효율을 향상시킬 수 있다.
이와 반대로, 유체의 유속이 비교적 빠를 경우에는 220mm보다 큰 폭을 갖는 간격유지부(91)로 교체하고, 상기 간격유지부(91) 간의 간격과 동일한 폭을 갖는 다른 터빈 블레이드(53)로 교체하면 결과적으로 터빈 블레이드(53)의 개수를 감소시키더라도 동일한 발전효율을 얻을 수 있다.
물론, 터빈 블레이드(53)의 개수를 감소시키고자 할 경우, 반드시 폭이 다른 간격유지부(91)로 교체하여야 하는 것은 아니며, 플랜지(P)에 설치되어 있는 터빈 블레이드(53)들 및 간격유지부(91)들 중 몇 개를 제거하고, 이와 같은 상태에서 남아 있는 간격유지부(91) 및 터빈 블레이드(53)의 위치를 조절하면 터빈 블레이드(53)의 개수를 감소시킬 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1 : 조수력 발전기 10 : 제1회전부
20 : 제2회전부 30 : 제1이송부
40 : 제2이송부 50 : 회전구동부
51 : 커플러 511 : 수직부
512 : 수평부 52 : 고정부
521 : 결합부재 53 : 터빈 블레이드
531 : 끼움부 60 : 에너지변환부
70 : 발전부 80 : 터빈 블레이드 고정부
90 : 간격설정부 91 : 간격유지부
92 : 지지부 100 : 증폭기
110 : 축전지

Claims (6)

  1. 서로 일정 간격 이격되는 제1회전부,
    상기 제1회전부와 간격을 두고 배치되고, 상기 제1회전부와 대응되는 제2회전부,
    상기 제1회전부와 제2회전부에 각각 무한궤도 방식으로 회전될 수 있도록 장착되는 제1이송부 및 제2이송부,
    상기 제1이송부 및 제2이송부의 사이에 하나 이상으로 결합되고, 흐르는 유체에 밀려 상기 제1,2회전부 및 제1,2이송부가 회전되도록 하는 다수개의 터빈 블레이드가 서로 간격을 두고 설치된 회전구동부,
    상기 제1회전부와 제2회전부에 축 연결되어 제자리 회전되면서 유체의 이동에너지를 기계에너지로 변환시키는 에너지변환부,
    상기 에너지변환부의 회전에 의해 발생되는 기계에너지를 전기에너지로 발전시키는 발전부,
    상기 터빈 블레이드 간의 간격을 설정하기 위한 간격설정부를 포함하고,
    상기 회전구동부는,
    상기 제1이송부와 제2이송부의 사이에 결합되는 커플러,
    상기 커플러의 일측과 타측에 각각 결합되며, 내부에 상기 터빈 블레이드가 서로 일정간격 이격되도록 결합되는 복수개의 결합부재가 일정간격으로 형성된 고정부를 더 포함하며,
    상기 터빈 블레이드의 일측과 타측에 각각 형성되며 상기 터빈 블레이드 보다 작은 두께를 갖는 끼움부,
    상기 결합부재에 결합되고, 내부에 상기 끼움부가 끼움되어 고정되는 터빈 블레이드 고정부를 더 포함하며,
    상기 간격설정부는,
    상기 결합부재에 서로 간격을 두고 결합되고, 간격유지부 사이에 상기 터빈 블레이드 고정부가 개재되며, 서로 다른 폭을 갖는 다수개의 상기 간격유지부,
    상기 간격유지부의 양측으로 돌출되어, 상기 터빈 블레이드 고정부를 지지하는 지지부를 포함하는 블레이드 타입의 조수력 발전기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 터빈 블레이드는 부력을 통해 흐르는 유체에 저항할 수 있도록 내부에 빈 공간이 형성된 블레이드 타입의 조수력 발전기.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 에너지변환부와 연결되어 회전력을 증폭시키는 증폭기,
    상기 발전부에서 발전된 전기에너지를 축전하는 축전지를 더 포함하는 블레이드 타입의 조수력 발전기.
KR1020180001352A 2017-12-18 2018-01-04 블레이드 타입의 조수력 발전기 KR101861794B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170174056 2017-12-18
KR20170174056 2017-12-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101861794B1 true KR101861794B1 (ko) 2018-06-29

Family

ID=62781123

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180001352A KR101861794B1 (ko) 2017-12-18 2018-01-04 블레이드 타입의 조수력 발전기

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101861794B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080303284A1 (en) * 2007-06-08 2008-12-11 Mark Hayes Clemens Apparatus for converting water current into electricity
KR20090052309A (ko) * 2009-04-03 2009-05-25 곽양진 수상 및 수중의 유속배력을 이용한 유속발전장치
KR100942372B1 (ko) 2008-02-04 2010-02-12 권오득 개방형 수력발전기
KR101561585B1 (ko) 2013-05-06 2015-10-20 이인남 발전효율을 증대시킨 날개 가변형 조력 겸용 풍력발전기

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080303284A1 (en) * 2007-06-08 2008-12-11 Mark Hayes Clemens Apparatus for converting water current into electricity
KR100942372B1 (ko) 2008-02-04 2010-02-12 권오득 개방형 수력발전기
KR20090052309A (ko) * 2009-04-03 2009-05-25 곽양진 수상 및 수중의 유속배력을 이용한 유속발전장치
KR101561585B1 (ko) 2013-05-06 2015-10-20 이인남 발전효율을 증대시킨 날개 가변형 조력 겸용 풍력발전기

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101608814B1 (ko) 모듈화된 해양 에너지 발전장치
CN203601542U (zh) 潮流发电装置及其安装框架
KR101196357B1 (ko) 에너지 집약형 자력가동식 수직축 수류수차 장치
US9328714B2 (en) Hydroelectric power generating apparatus without dam
CN104791176A (zh) 一种排列式漂浮流水发电装置
EP1752657A1 (en) A vertical blade waterwheel power generator and method of waterpower thereof
US7918087B1 (en) System for relocating and converting potential energy of water without dams
US10221828B2 (en) Hydroelectric power generation device for pipeline
KR101861794B1 (ko) 블레이드 타입의 조수력 발전기
CN112963287A (zh) 一种河流发电系统
KR200426926Y1 (ko) 작동이 용이한 조류발전장치
CN105736221A (zh) 模块化海洋能发电装置
KR20120109933A (ko) 부양식 원통형 수차를 이용한 다중 수력발전 시스템
KR20160039387A (ko) 조류발전장치
KR101022346B1 (ko) 수력발전장치
JP2015140802A (ja) 水力発電装置
KR101297569B1 (ko) 발전용 러너 장치
KR101605006B1 (ko) 소수력 발전 장치
KR101588399B1 (ko) 소수력 발전장치용 수차
KR102104607B1 (ko) 블레이드 방식의 조류 발전기
KR101784493B1 (ko) 해양 양식단지 방류구용 친환경 소수력 발전시설
KR101196356B1 (ko) 자력가동식 수직축 수류수차
KR20210056840A (ko) 멀티 터빈을 포함하는 소수력발전장치
RU2740328C1 (ru) Устройство генерации электроэнергии в системах водоснабжения
CN104806426B (zh) 一种用于水面的水力发电机组

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant