KR101871249B1 - 진동수주형 파력발전장치의 가변형 챔버 - Google Patents

진동수주형 파력발전장치의 가변형 챔버 Download PDF

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Abstract

진동수주형 파력발전장치의 가변형 챔버가 개시된다. 본 발명에 따른 진동수주형 파력발전장치의 가변형 챔버는, 해상에서 발생되는 파랑에 의해 내측으로 유입되는 해수가 공기를 유동시켜 전력을 생산하는 진동수주형 파력발전장치의 가변형 챔버에 있어서, 해저면에서 해수 표면 위까지 일체로 구비되어 일측이 해저면을 지지하는 지지체와, 상기 지지체의 일측에 구비되어 일부가 해수 표면으로 돌출되며, 해상에서 발생되는 파랑에 의해 내측으로 해수가 유입되도록 공간이 형성되는 진동수주챔버와, 상기 진동수주챔버의 내측으로 유입되는 해수에 의해 유동되는 공기가 외측과 연통되도록 상기 지지체의 일측에 구비되는 공기유동부와, 상기 공기유동부의 내측에 구비되어 유동되는 공기에 의해 회전되면서 전력을 생산하는 발전터빈과, 상기 발전터빈으로 공기가 지속적으로 유입되도록 상기 진동수주챔버의 일측에 구비되어 상기 진동수주챔버의 내측으로 유입되는 해수의 수면 고저에 따라 상부 또는 하부로 승강되면서 해수면에 인입되는 길이가 가변되는 챔버스커트와, 상기 챔버스커트의 일측과 상호 치합되어 회전력에 의해 상기 챔버스커트를 상부 또는 하부로 승강시키는 동력수단을 포함하여 구성된다.
이에 따르면, 해상에서 발생되는 파랑에너지를 이용해 전력을 생산함으로 환경친화적이며, 조수간만의 차에 의해 정수면의 깊이가 지속적으로 변화하는 해상의 환경에 맞춰 챔버를 구성하는 스커트가 해수면에 잠겨 최적의 발전 효율이 유지되는 길이로 가변되도록 제어하여 파력발전에 의한 전력 생산량이 일정하게 유지되도록하는 효과가 있다.

Description

진동수주형 파력발전장치의 가변형 챔버{Variable Length Chamber Of Oscillating Water Column Wave-Power Generation Device}
본 발명은 진동수주형 파력발전장치의 가변형 챔버에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 해상에서 발생되는 파랑에너지를 전기에너지로 변환시키도록 항만시설 또는 방파제에 설치되어 파랑에 의해 유입되는 해수 유량의 변화에 따라 전력을 생산하는 진동수주형 파력발전장치의 가변형 챔버에 관한것이다.
일반적으로 파력발전 장치는 해상에서 발생되는 파랑에너지를 전기에너지로 변환시켜 전력을 생산하는 것으로, 현재 환경을 고려한 에너지 사용에 관한 필요성이 급격히 부각되고 있는 시점에서 태양에너지와 함께 무한 청정에너지로 부각되고 있다.
이런 환경친화적인 파력발전 장치는 파랑운동에너지를 변환하는 방식에 따라 여러 가지로 분류할 수 있으며, 수면에 떠 있는 부체가 파랑의 운동에 의하여 상하 또는 회전운동을 하도록 하여 발전기를 가동시키는 가동물체형 방식과, 파랑의 작용에 의하여 공기실 내의 수위가 변동함에 따라 공기실 내의 공기가 압축, 팽창될 때 노즐을 통하여 발생하는 공기흐름으로 터빈을 돌려 발전하는 진동수주방식이 대표적이다.
그러나 종래의 파력발전 설비는 해양플랜트로 제작하므로 제작비가 비싸고 유지관리가 어려워 발전 단가가 상승하였고 이로 인해 경제적이지 못한 문제가 있으며, 챔버의 스커트길이가 고정되어 있는 파력발전 설비의 경우 조수간만의 차가 큰 해상의 환경에서는 정수면의 위치가 낮아지면 발전성능이 저하 또는 파력발전으로 인한 발전이 중지되고, 해양플랜트로 설치되는 가동물체형 파력발전은 발전설비의 단가가 높고 발전설비를 해저에 고정하는 장치의 완충으로 효율적이지 못한 문제를 두고 고심하고 있는 실정이다.
그런데 현재 파력발전 설비는 소규모에서부터 대규모에 이르기까지 개발범위를 다양하게 선택할 수 있으며, 해상에서 발생되는 파랑에너지를 이용해 전력을 생산함으로 환경친화적이고, 챔버의 스커트길이를 가변시켜 정수면의 위치 변화에 따라 최적의 발전 효율을 유지할 수 있는 진동수주형 파력발전장치의 가변형 챔버의 필요성이 대두하여, 이에대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다.
기존 방파제를 이용한 진동수주형 파력발전장치의 종래 기술로서, 대한민국 등록특허 제 10-1085907호(2011.11.16)를 통해 파랑에 의한 파고, 파주기 등의 변화에 상관없이, 안정적으로 동력을 발생시킬 수 있고, 고전력 밀도를 가질 수 있으며, 대양에 존재하는 풍력 에너지까지 포함하는 파력을 더욱 효율적으로 집적할 수 있는 진동수주형 파력발전장치가 제안된바 있다.
그러나 이러한 진동수주형 파력발전장치는 파랑이 유입되도록 상부가 수면위로 노출된 상태에서 파랑에만 의존하여 공간의 체적을 변화시킴으로, 파랑의 상태에 따라 공기를 고압으로 압축할 수 없는 상황이 빈번하게 발생되어 파랑의 파고, 파주기가 충분하게 인입되지 않을 경우 동력을 발생시키기 어려우며, 챔버의 스커트길이가 고정되어 조수간만의 차가 큰 해상의 환경에서는 정수면의 위치가 낮아지면서 발전성능이 저하되거나 파랑에 의한 해수가 유입되지 않아 발전이 중지될 수 있는 문제로 인해 비효율 적이다.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 해상에서 발생되는 파랑에너지를 이용해 전력을 생산함으로 환경친화적이며, 챔버를 구성하는 스커트가 정수면에서 수면의 하부로 잠기는 길이를 제어하여 파랑에 의한 최적의 발전 효율이 유지되도록 스커트의 길이를 제어하는 진동수주형 파력발전장치의 가변형 챔버를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 본 발명의 목적은, 해상에서 발생되는 파랑에 의해 내측으로 유입되는 해수가 공기를 유동시켜 전력을 생산하는 진동수주형 파력발전장치의 가변형 챔버에 있어서, 해저면에서 해수 표면 위까지 일체로 구비되어 일측이 해저면을 지지하는 지지체와, 상기 지지체의 일측에 구비되어 일부가 해수 표면으로 돌출되며, 해상에서 발생되는 파랑에 의해 내측으로 해수가 유입되도록 공간이 형성되는 진동수주챔버와, 상기 진동수주챔버의 내측으로 유입되는 해수에 의해 유동되는 공기가 외측과 연통되도록 상기 지지체의 일측에 구비되는 공기유동부와, 상기 공기유동부의 내측에 구비되어 유동되는 공기에 의해 회전되면서 전력을 생산하는 발전터빈과, 상기 발전터빈으로 공기가 지속적으로 유입되도록 상기 진동수주챔버의 일측에 구비되어 상기 진동수주챔버의 내측으로 유입되는 해수의 수면 고저에 따라 상부 또는 하부로 승강되면서 해수면에 인입되는 길이가 가변되는 챔버스커트와, 상기 챔버스커트의 일측과 상호 치합되어 회전력에 의해 상기 챔버스커트를 상부 또는 하부로 승강시키는 동력수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 진동수주형 파력발전장치의 가변형챔버에 의해 달성될 수 있다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면 상기 진동수주챔버의 외부 일측에 구비되어 상기 챔버스커트를 상부 또는 하부로 승강시키기 위한 제어신호를 상기 동력수단으로 전달하는 제어부와, 상기 제어부에 제어신호가 전달되도록 상기 진동수주챔버의 내측 공간에 구비되어 상기 진동수주챔버의 내측으로 유입되는 해수의 수면 고저를 측정하여 상기 챔버스커트의 승강 제어신호를 상기 제어부로 전달하는 파고계를 포함 한다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면 상기 공기유동부는, 상기 발전터빈의 전방 및 후방에 각각 배치되어 일측은 상기 진동수주챔버와 연통되며, 타측은 외측과 연통되고, 상호 대칭 상태를 이루면서 상기 발전터빈으로 유입되는 공기의 압력이 증가되도록 구비되는 공기유동홀을 더 포함한다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면 상기 챔버스커트는, 상기 진동수주챔버의 일측에 구비되어 내측으로 유입되는 해수의 수면 고저에 따라 상부 또는 하부로 슬라이드되어 승강되면서 수면에 인입되는 가변형스커트와, 상기 가변형스커트가 통과되도록 내측이 개방되어 상기 진동수주챔버의 외부 일측에 구비되며, 상기 가변형스커트가 슬라이드되면서 승강되도록 상기 가변형스커트의 외주면을 가이드하는 가이드부와, 상기 가이드부에 안내되어 슬라이드되는 상기 가변형스커트가 하강하면서 상기 가이드부를 이탈하지 않도록 상기 가변형스커트의 상부 양측 단부에서 외곽방향으로 돌출되어 상기 가이드부에 걸림을 제공하는 스토퍼와, 상기 가변형스커트의 일측에 구비되어 상기 동력수단의 일측과 상호 치합되며, 상기 동력수단의 작동에 의해 상기 가변형스커트가 상부 또는 하부로 승강되도록 구비되는 래크기어를 더 포함한다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면 상기 동력수단은, 상기 진동수주챔버의 외부 일측에 구비되어 전력의 인입 및 제어신호에 의해 회전력을 발휘하는 구동모터와 ,상기 구동모터의 일측에 구비되며, 상기 래크기어와 상호 치합되어 상기 구동모터의 회전력을 전달하는 피니언기어를 더 포함한다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면 상기 파고계는 해수의 수면 고저를 지속적으로 계측하여 수면에 인입되는 상기 가변형스커트의 깊이가 2 ~ 3m로 유지되도록 제어신호를 상기 동력수단으로 전달하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 해상에서 발생되는 파랑에너지를 이용해 전력을 생산함으로 환경친화적이며, 조수간만의 차에 의해 정수면의 깊이가 지속적으로 변화하는 해상의 환경에 맞춰 챔버를 구성하는 스커트가 해수면에 잠겨 최적의 발전 효율이 유지되는 길이로 가변되도록 제어하여 파력발전에 의한 전력 생산량이 일정하게 유지되도록하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 진동수주형 파력발전장치의 가변형 챔버를 나타낸 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 진동수주형 파력발전장치의 가변형 챔버를 나타낸 측단면도,
도 3은 본 발명에 따른 진동수주형 파력발전장치의 가변형 챔버에서 동력수단 및 공기유동부를 나타낸 확대도,
도 4는 본 발명에 따른 진동수주형 파력발전장치의 가변형 챔버를 나타낸 작동도.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 진동수주형 파력발전장치의 가변형 챔버의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명한다.
이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있으며 이는 해당 기술 분야의 통상적 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시하기 위한 것이며, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
또한, 하기에서 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 단지 예시로 제시하는 것이며, 본 기술 사상을 통해 구현되는 다양한 실시예가 있을 수 있다.
후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있고, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명에 따른 진동수주형 파력발전장치의 가변형 챔버(1)는, 해상에서 발생되는 파랑에 의해 내측으로 유입되는 해수가 공기를 유동시켜 전력을 생산하는 것으로, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 해저면에서 해수 표면 위까지 일체로 구비되어 일측이 해저면을 지지하는 지지체(3)와, 상기 지지체(3)의 일측에 구비되어 일부가 해수 표면으로 돌출되며, 해상에서 발생되는 파랑에 의해 내측으로 해수가 유입되도록 공간이 형성되는 진동수주챔버(100)와, 상기 진동수주챔버(100)의 내측으로 유입되는 해수에 의해 유동되는 공기가 외측과 연통되도록 상기 지지체(3)의 일측에 구비되는 공기유동부(200)와, 상기 공기유동부(200)의 내측에 구비되어 유동되는 공기에 의해 회전되면서 전력을 생산하는 발전터빈(300)과, 상기 발전터빈(300)으로 공기가 지속적으로 유입되도록 상기 진동수주챔버(100)의 일측에 구비되어 상기 진동수주챔버(100)의 내측으로 유입되는 해수의 수면 고저에 따라 상부 또는 하부로 승강되면서 해수면에 인입되는 길이가 가변되는 챔버스커트(400)와, 상기 챔버스커트(400)의 일측과 상호 치합되어 회전력에 의해 상기 챔버스커트(400)를 상부 또는 하부로 승강시키는 동력수단(500)을 포함한다.
여기서 지지체(3)는 해상에서 일측이 해수 표면 위로 돌출되도록 구비되는데, 이 지지체(3)는 해저면에서 해수 표면 위까지 일체로 구비되어 일측이 해저면을 지지하는 것으로, 해저면을 견고하게 지지하며, 해상에서 발생되는 파랑이 상기 지지체(3)와 인접하여 파랑에 의한 회전와류가 발생되도록 구비된다.
전술한 지지체(3)의 일측에는 진동수주챔버(100)가 구비되는데, 이 진동수주챔버(100)는 상기 지지체(3)의 일측에 구비되어 일부가 해수 표면으로 돌출되며, 해상에서 발생되는 파랑에 의해 내측으로 해수가 유입되도록 공간이 형성되는 것으로, 상기 진동수주챔버(100)의 일부분은 해수면에 인입된 상태를 유지하며, 내측에 해수 및 공기가 유동될 수 있는 공간이 구비된다.
상기 진동수주챔버(100)의 일측에는 제어부(110)가 구비되는데, 이 제어부(110)는 상기 진동수주챔버(100)의 외부 일측에 구비되어 상기 챔버스커트(400)를 상부 또는 하부로 승강시키기 위한 제어신호를 상기 동력수단(500)으로 전달하는 것으로, 하기에서 설명하려는 파고계(120)가 수면의 고저를 측정하여 제어신호를 상기 제어부(110)로 전달하며, 상기 제어부(110)에서는 상기 파고계(120)로부터 전달된 제어신호를 받아 상기 챔버스커트(400)를 승강시키는 제어신호를 상기 동력수단(500)으로 전달하도록 구비된다.
상기 제어부(110)에 상기 챔버스커트(400)를 제어하는 제어신호를 전달하도록 파고계(120)가 구비되는데, 이 파고계(120)는 상기 제어부(110)에 제어신호가 전달되도록 상기 진동수주챔버(100)의 내측 공간에 구비되어 상기 진동수주챔버(100)의 내측으로 유입되는 해수의 수면 고저를 측정하여 상기 챔버스커트(400)의 승강 제어신호를 상기 제어부(110)로 전달하는 것으로, 상기 파고계(120)가 해수의 수면 고저 변화를 측정하여 상기 챔버스커트(400)가 수면에 인입된 깊이가 일정하게 유지되도록 상기 제어부(110)에 제어신호를 전달하도록 구비된다.
상기 파고계(120)는 상기 가변형 스커트가 수면에 인입된 상태를 유지시키도록 제어신호를 전달하는데, 이 파고계(120)는 해수의 수면 고저를 지속적으로 계측하여 수면에 인입되는 상기 가변형스커트(410)의 깊이가 2 ~ 3m로 유지되도록 제어신호를 상기 제어부(110)로 전달하는 것으로, 상기 발전터빈(300)에서 생산되는 전력을 최적으로 유지시키도록 상기 가변형스커트(410)가 해수면에 인입되는 깊이를 2 ~3m로 유지시키는 제어신호를 상기 제어부(110)로 전달하도록 구비된다.
전술한 진동수주챔버(100)와 연통되도록 상기 지지체(3)의 일측에 상기 공기유동부(200)가 구가 구비되는데, 이 공기유동부(200)는 상기 진동수주챔버(100)의 내측으로 유입되는 해수에 의해 유동되는 공기가 외측과 연통되도록 상기 지지체(3)의 일측에 구비되는 것으로, 하기에서 설명하려는 발전터빈(300)으로 공기를 유동시키며, 상기 진동수주챔버(100)와 외측이 상호 연통되도록 구비된다.
상기 공기유동부(200)의 내측에는 상기 공기유동부(200)에서 유동되는 공기의 압력이 증가되도록 공기유동홀(210)이 구비되는데, 이 공기유동홀(210)은 상기 발전터빈(300)의 전방 및 후방에 각각 배치되어 일측은 상기 진동수주챔버(100)와 연통되며, 타측은 외측과 연통되고, 상호 대칭 상태를 이루면서 상기 발전터빈(300)으로 유입되는 공기의 압력이 증가되도록 구비되는 것으로, 상기 공기유동홀(210)을 통해 상기 발전터빈(300)으로 유동되는 공기의 압력을 증가시킴으로 상기 발전터빈(300)의 회전력이 향상되어 전력의 생산량이 증가 된다.
전술한 공기유동부(200)의 내측에는 발전터빈(300)이 구비되는데, 이 발전터빈(300)은 상기 공기유동부(200)의 내측에 구비되어 유동되는 공기에 의해 회전되면서 전력을 생산하는 것으로, 상기 공기유동부(200)를 통해 유동되는 공기에 의해 상기 발전터빈(300)의 단부에 구비되는 임펠러(미도시)가 반복 회전 되면서 전력을 생산하도록 구비된다.
전술한 발전터빈(300)이 전력을 지속적으로 생산하도록 상기 진동수주챔버(100)의 일측에 챔버스커트(400)가 구비되는데, 이 챔버스커트(400)는 상기 발전터빈(300)으로 공기가 지속적으로 유입되도록 상기 진동수주챔버(100)의 일측에 구비되어 상기 진동수주챔버(100)의 내측으로 유입되는 해수의 수면 고저에 따라 상부 또는 하부로 승강되면서 해수면에 인입되는 길이가 가변되는 것으로, 상기 발전터빈(300)의 전력생산량이 최적이 되도록 해수면의 수면 고저 변화에 따라 길이가 가변되면서 상기 챔버스커트(400)가 해수면에 인입된 상태를 유지하도록 구비된다.
상기 챔버스커트(400)의 길이가 가변되도록 가변형스커트(410), 가이드부(420), 스토퍼(430) 및 래크기어(440)로 구성되어 상기 챔버스커트(400)가 해수면에 인입된 상태를 유지시킨다.
상기 챔버스커트(400)를 구성하는 가변형스커트(410)는 상기 진동수주챔버(100)의 일측에 구비되어 내측으로 유입되는 해수의 수면 고저에 따라 상부 또는 하부로 슬라이드되어 승강되면서 수면에 인입되는 것으로, 해수면의 고저에 따라 상기 파고계(120) 및 제어부(110)에서 전달되는 제어신호에 의해 상기 가변형스커트(410)의 일부분이 수면에 인입된 상태가 유지되도록 하기에서 설명하려는 가이드부(420)에 안내되어 승강된다.
상기 가변형스커트(410)를 가이드하도록 상기 진동수주챔버(100)의 일측에 가이드부(420)가 구비되는데, 이 가이드부(420)는 상기 가변형스커트(410)가 통과되도록 내측이 개방되어 상기 진동수주챔버(100)의 외부 일측에 구비되며, 상기 가변형스커트(410)가 슬라이드되면서 승강되도록 상기 가변형스커트(410)의 외주면을 가이드하는 것으로, 상기 가변형스커트(410)가 슬라이드되어 원활하게 승강되도록 상기 가변형스커트(410)의 외주면을 가이드하도록 구비된다.
상기 가이드부(420)에서 상기 가변형스커트(410)가 이탈되는 것을 방지하도록 스토퍼(430)가 구비되는데, 이 스토퍼(430)는 상기 가이드부(420)에 안내되어 슬라이드되는 상기 가변형스커트(410)가 하강하면서 상기 가이드부(420)를 이탈하지 않도록 상기 가변형스커트(410)의 상부 양측 단부에서 외곽방향으로 돌출되어 상기 가이드부(420)에 걸림을 제공하는 것으로, 상기 가변형스커트(410)의 상부 양측 단부에서 돌출되어 있는 스토퍼(430)가 상기 가이드부(420)의 상부에 걸려 최하단으로 하강되는 상기 가변형스커트(410)의 이탈을 방지하도록 구비된다.
상기 가변형스커트(410)의 일측에는 래크기어(440)가 구비되는데, 이 래크기어(440)는 상기 가변형스커트(410)의 일측에 구비되어 상기 동력수단(500)의 일측과 상호 치합되며, 상기 동력수단(500)의 작동에 의해 상기 가변형스커트(410)가 상부 또는 하부로 승강되도록 구비되는 것으로, 상기 래크기어(440)와 동력수단(500)이 상호 치합되어 상기 동력수단(500)으로부터 전달되는 회전력에 의해 상기 가변형스커트(410)가 상부 또는 하부로 승강되도록 구비된다.
전술한 챔버스커트(400)가 승강되도록 동력수단(500)과 상호 치합되는데, 이 동력수단(500)은 상기 챔버스커트(400)의 일측과 상호 치합되어 회전력에 의해 상기 챔버스커트(400)를 상부 또는 하부로 승강시키는 것으로, 상기 챔버스커트(400)의 길이가 가변되어 해수면에 인입된 상태가 유지되도록 회전력을 발휘하여 상기 챔버스커트(400)가 승강되도록 구비된다.
상기 동력수단(500)이 회전력을 발휘하며 상기 가변형스커트(410)의 상기 래크기어(440)와 상호 치합되도록 구동모터(510) 및 피니언기어(520)로 구성된다.
상기 동력수단(500)을 구성하며 회전력을 발휘하도록 구동모터(510)가 구비되는데, 이 구동모터(510)는 상기 진동수주챔버(100)의 외부 일측에 구비되어 전력의 인입 및 제어신호에 의해 회전력을 발휘하는 것으로, 상기 파고계(120) 및 제어부(110)를 통해 전달되는 제어신호에 의해 상기 구동모터(510)가 회전되어 수면에 인입되는 상기 가변형스커트(410)의 깊이가 조절되도록 구비된다.
상기 구동모터(510)의 일측 단부에는 피니언기어(520)가 구비되는데, 이 피니언기어(520)는 상기 구동모터(510)의 일측에 구비되며, 상기 래크기어(440)와 상호 치합되어 상기 구동모터(510)의 회전력을 전달하는 것으로, 상기 구동모터(510)의 회전력을 전달받아 상호 치합되는 상기 래크기어(440)로 회전력이 전달되어 상기 가변형스커트(410)가 상부 또는 하부로 승강되도록 구비된다.
이와 같이 구성된 진동수주형 파력발전장치의 가변형 챔버(1)의 작용을 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 일실시예에 따른 지지체(3)는 해저면에서 해수 표면 위까지 일체로 구비되어 일측이 해저면을 지지하는 것으로, 해상에서 발생되는 파랑이 지지체(3)와 인접하여 회전와류가 발생되도록 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 진동수주챔버(100)는 해상에서 발생되는 파랑에 의해 내측으로 해수가 유입되도록 공간이 형성되는 것으로, 진동수주챔버(100)의 내측에 해수 및 공기가 유동될 수 있는 공간이 구비되어 파랑으로 인해 유입되는 해수가 공기를 유동시킴으로 발전터빈(300)으로 공기가 유동되어 발전터빈(300)에서 지속적으로 전력을 생산할 수 있는 효과가 있다.
상기 진동수주챔버(100)의 내측 공간에는 해수의 수면 고저를 측정하는 파고계(120)가 구비되어 해수면의 수면 고저 변화를 주기적으로 측정하며, 수면의 고저 변화에 따른 상기 챔버스커트(400)의 일부가 해수면에 입입된 상태가 유지되도록 챔버스커트(400)의 승강 제어신호를 제어부(110)로 전달하여 발전터빈(300)이 지속적으로 발전하여 전력이 생산되도록 하는 효과가 있다.
상기 파고계(120)는 공기유동부(200)에서 파랑에 의한 공기유동이 지속적으로 발생되기 위해 해수면의 고저변화를 지속적으로 측정하며, 해수면의 고저변화에 따른 가변형스커트(410)의 승강 제어신호를 제어부(110)에 지속적으로 전달하여 가변형스커트(410)가 수면에 인입되는 깊이를 2 ~ 3m로 유지시켜 발전터빈(300)이 최적의 발전 성능을 발휘하도록 하는 효과가 있다.
상기 진동수주챔버(100)의 외부 일측에는 제어부(110)가 구비되어 파고계(120)로부터 전달되는 제어신호를 동력수단(500)으로 전달하는 것으로, 파고계(120)에서 전달되는 제어신호를 통해 챔버스커트(400)를 구성하는 가변형스커트(410)가 승강되도록 제어부(110)에서 동력수단(500)으로 제어신호를 전달한다.
본 발명의 일실시예에 따른 공기유동부(200)는 진동수주챔버(100)의 내측으로 유입되는 공기를 외측과 연통시키며, 공기의 압력을 증가시켜 발전터빈(300)으로 유동시키는 것으로, 공기유동부(200)에서 유동되는 공기가 발전터빈(300)을 회전시킬 수 있는 왕복 유동에너지로 변환되며, 공기유동부(200)에 구비되는 공기유동홀(210)이 공기유동부(200)에서 유동되는 공기를 압축시켜 발전터빈(300)으로 인입시킴으로 발전터빈(300)의 회전력이 향상되어 발전량이 증가되는 효과가 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 발전터빈(300)은 공기유동에 의해 회전되면서 전력을 생산하는 것으로, 발전터빈(300)으로 인입되는 공기의 압력에 의해 발전터빈(300)의 임펠러(미도시)가 회전되면서 전력을 생산한다.
본 발명의 일실시예에 따른 챔버스커트(400)는 진동수주챔버(100)의 일측에 구비되어 발전터빈(300)으로 공기가 지속적으로 유입되도록 챔버스커트(400)가 수면 고저 변화에 따라 길이가 가변되어 해수면에 인입된 상태가 유지됨으로 발전터빈(300)에서 지속적 전력을 생산할 수 있는 효과가 있다.
상기 챔버스커트(400)에는 길이를 가변시키는 가변형스커트(410)가 구비되어 해수면의 고저 변화에 따라 진동수주챔버(100)의 일측에서 슬라이드되면서 승강되어 해수면에 인입되는 것으로, 파고계(120) 및 제어부(110)에서 전달되는 제어신호에 의해 동력수단(500)이 회전되면서 회전력이 가변형스커트(410)에 전달되고, 동력수단(500)의 회전력으로 인해 해수면의 고저 변화에 맞춰 가변형스커트(410)가 승강되어 파랑에 의한 공기유동이 지속적으로 발생되도록 한다.
상기 가변형스커트(410)를 가이드하는 가이드부(420)는 진동수주챔버(100)의 외부 일측에 구비되어 내측을 통과하는 가변형스커트(410)의 외주면을 가이드하여 가변형스커트(410)가 가이드부(420)의 내측에서 슬라이드되면서 상부 또는 하부로 원활하게 승강되도록 한다.
상기 가변형스커트(410)의 상부 양측 단부에서 외곽방향으로 돌출되어 구비되는 스토퍼(430)는 가이드부(420)에 걸림을 제공하는 것으로, 가변형스커트(410)가 가이드부(420)에 안내되어 하강 중 스토퍼(430)가 가이드부(420)의 상부에 걸려 최하단으로 하강되는 상기 가변형스커트(410)의 이탈을 방지하는 효과가 있다.
상기 가변형스커트(410)의 일측에 구비되는 래크기어(440)는 상기 동력수단(500)과 상호 치합되어 동력수단(500)으로부터 전달되는 회전력에 의해 가변형스커트(410)를 상부 또는 하부로 승강시키도록 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 동력수단(500)은 파고계(120)와 제어부(110)를 통해 전달되는 제어신호와 전력의 인입에 의해 회전력을 발휘하는 구동모터(510)가 진동수주챔버(100)의 외부 일측에 구비되며, 구동모터(510)의 일측에 구비되어 구동모터(510)에서 전달되는 회전력에 의해 회전되는 피니언기어(520)가 가변형스커트(410)의 래크기어(440)와 상호 치합되어 회전력을 전달함으로 가변형스커트(410)가 동력수단(500)의 회전력에 의해 상부 또는 하부로 승강되면서 일부분이 해수면에 인입된 상태가 유지되도록 한다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 진동수주형 파력발전장치의 가변형 챔버(1)를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 있다고 할 것이다.
3 : 지지체 100 : 진동수주챔버
110 : 제어부 120 : 파고계
200 : 공기유동부 210 : 공기유동홀
300 : 발전터빈 400 : 챔버스커트
410 : 가변형스커트 420 : 가이드부
430 : 스토퍼 440 : 래크기어
500 : 동력수단 510 : 구동모터
520 : 피니언기어

Claims (6)

  1. 해상에서 발생되는 파랑에 의해 내측으로 유입되는 해수가 공기를 유동시켜 전력을 생산하는 진동수주형 파력발전장치의 가변형 챔버에 있어서,
    해저면에서 해수 표면 위까지 일체로 구비되어 일측이 해저면을 지지하는 지지체;
    상기 지지체의 일측에 구비되어 일부가 해수 표면으로 돌출되며, 해상에서 발생되는 파랑에 의해 내측으로 해수가 유입되도록 공간이 형성되는 진동수주챔버;
    상기 진동수주챔버의 내측으로 유입되는 해수에 의해 유동되는 공기가 외측과 연통되도록 상기 지지체의 일측에 구비되는 공기유동부;
    상기 공기유동부의 내측에 구비되어 유동되는 공기에 의해 회전되면서 전력을 생산하는 발전터빈;
    상기 발전터빈으로 공기가 지속적으로 유입되도록 상기 진동수주챔버의 일측에 구비되어 상기 진동수주챔버의 내측으로 유입되는 해수의 수면 고저에 따라 상부 또는 하부로 승강되면서 해수면에 인입되는 길이가 가변되는 챔버스커트; 및
    상기 챔버스커트의 일측과 상호 치합되어 회전력에 의해 상기 챔버스커트를 상부 또는 하부로 승강시키는 동력수단;을 포함하고,
    상기 챔버스커트는,
    상기 진동수주챔버의 일측에 구비되어 내측으로 유입되는 해수의 수면 고저에 따라 상부 또는 하부로 슬라이드되어 승강되면서 수면에 인입되는 가변형스커트;
    상기 가변형스커트가 통과되도록 내측이 개방되어 상기 진동수주챔버의 외부 일측에 구비되며, 상기 가변형스커트가 슬라이드되면서 승강되도록 상기 가변형스커트의 외주면을 가이드하는 가이드부;
    상기 가이드부에 안내되어 슬라이드되는 상기 가변형스커트가 하강하면서 상기 가이드부를 이탈하지 않도록 상기 가변형스커트의 상부 양측 단부에서 외곽방향으로 돌출되어 상기 가이드부에 걸림을 제공하는 스토퍼; 및
    상기 가변형스커트의 일측에 구비되어 상기 동력수단의 일측과 상호 치합되며, 상기 동력수단의 작동에 의해 상기 가변형스커트가 상부 또는 하부로 승강되도록 구비되는 래크기어;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진동수주형 파력발전장치의 가변형 챔버.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 진동수주챔버의 외부 일측에 구비되어 상기 챔버스커트를 상부 또는 하부로 승강시키기 위한 제어신호를 상기 동력수단으로 전달하는 제어부; 및
    상기 제어부에 제어신호가 전달되도록 상기 진동수주챔버의 내측 공간에 구비되어 상기 진동수주챔버의 내측으로 유입되는 해수의 수면 고저를 측정하여 상기 챔버스커트의 승강 제어신호를 상기 제어부로 전달하는 파고계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동수주형 파력발전장치의 가변형 챔버.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 공기유동부는,
    상기 발전터빈의 전방 및 후방에 각각 배치되어 일측은 상기 진동수주챔버와 연통되며, 타측은 외측과 연통되고, 상호 대칭 상태를 이루면서 상기 발전터빈으로 유입되는 공기의 압력이 증가되도록 구비되는 공기유동홀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진동수주형 파력발전장치의 가변형 챔버.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 동력수단은,
    상기 진동수주챔버의 외부 일측에 구비되어 전력의 인입 및 제어신호에 의해 회전력을 발휘하는 구동모터; 및
    상기 구동모터의 일측에 구비되며, 상기 래크기어와 상호 치합되어 상기 구동모터의 회전력을 전달하는 피니언기어;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진동수주형 파력발전장치의 가변형 챔버.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 파고계는 해수의 수면 고저를 지속적으로 계측하여 수면에 인입되는 상기 가변형스커트의 깊이가 2 ~ 3m로 유지되도록 제어신호를 상기 제어부으로 전달하는 것을 특징으로 하는 진동수주형 파력발전장치의 가변형 챔버.
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