KR101958570B1 - 파도를 이용한 수력발전 플랜트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파도를 이용한 수력발전 플랜트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 바다에 산재된 파도 흐름의 파력을 이용한 장치의 구동 및 해수의 펌핑으로 터빈을 구동시켜 전기에너지가 생산될 수 있도록 한 파도를 이용한 수력발전 플랜트에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 해중에 수직배치되며, 파력의 영향을 받아 왕복운동을 무한반복하는 모션함체; 상기 모션함체에 연계설치되며, 상기 모션함체 왕복운동에 의거 발전소 내 터빈 구동에 필요한 해수 공급의 펌핑운동을 하는 복수의 펌핑기; 상기 모션함체와 상기 펌핑기들의 해중 위치고정을 위한 지지부; 상기 지지부에 부가된 상태로, 상기 모션함체의 왕복운동과 상기 펌핑기들의 펌핑운동이 가능토록 함과 동시에 그 운동을 안내하는 가이드부재; 및, 상기 펌핑기에 의해 펌핑되는 해수를 상기 터빈으로 공급되도록, 각각의 상기 펌핑기로부터 시작해서 상기 발전소 내 터빈까지 이어지는 공급라인;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

파도를 이용한 수력발전 플랜트{HYDROELECTRIC GENERATING PLANT USING WAVE}

본 발명은 파도를 이용한 수력발전 플랜트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 바다에 산재된 파도 흐름의 파력을 이용한 장치의 구동 및 해수의 펌핑으로 터빈을 구동시켜 전기에너지가 생산될 수 있도록 한 파도를 이용한 수력발전 플랜트에 관한 것이다.

현재 석탄(石炭, coal) 또는 중유(重油, heavy oil) 등과 같은 화석연료를 사용하여 발전하는 화력발전소(火力發電所, thermoelectric power plant)나 우라늄이나 플루토늄 등과 같은 원자를 이용하여 발전하는 원자력발전소(原子力發電所, atomic power plant)는 환경오염과 폐기물처리에 따른 문제로 인하여 신규설치가 어려운 상황이다.

이로 인하여, 태양광, 태양열, 바이오, 풍력, 수력, 해양, 폐기물, 지열과 같은 신재생에너지(new renewable energy)에 대한 연구 개발이 활발히 진행되고 있다.

특히, 수력(水力)을 이용한 발전(發電)은 전 세계 에너지 요구사항에 기여하는 대체자원의 하나로 떠오르고 있는바, 이산화탄소를 배출하지 않는 청정에너지원(clean energy source)이며 타 신재생에너지에 비해 에너지밀도가 높아 발전효율이 우수하고, 발전설비가 비교적 간단하며 설치 및 유지 관리가 용이한 장점이 있다.

일반적으로, 수력발전(水力發電, hydroelectric power generation)이라 함은, 물의 위치에너지인 낙차를 이용하여 수차와 같은 발전기를 회전시켜 전기에너지를 생산하는 발전 기술이다. 하지만, 지형적 특성에 많은 제한을 받고 댐 건설로 인한 많은 비용과 생태계 교란을 야기시킨다. 또한, 상기한 친환경 발전설비를 대규모로 설치하는 경우 설치 장소에 한계가 있고 유지비용도 만만치 않아 경제적으로 비효율적이다.

이에, 상기와 같은 한계와 비효율적인 부분을 해소하기 위하여 친환경 발전설비는 소규모 형태로 설치되고 있는데, 그 중에서도 수중에 설치하여 유체의 자연스런 흐름 압력을 이용하여 발전하는 수중 설치형 수력발전장치를 개발하고자 하는 많은 연구가 진행되고 있다. 그러나, 종래의 수중 설치형 수력발전장치는 유체의 흐름 압력에 의해 회전력을 얻는 임펠러가 수중에 위치해야 하므로 이를 지지하는 구조가 복잡하여 실제로 적용하기에 많은 어려움이 있었다. 그리고, 임펠러의 형태도 단순하여 유체의 흐름 압력을 제대로 이용하지 못하여 높은 발전효율을 기대할 수 없었다.

따라서, 수중생물에 위해를 주지 않고 다른 환경적 오염도 없이 댐건설이나 발전용 수중보를 설치하지도 않는, 물의 운동에너지를 이용한 수력발전기의 개발은 기존의 수력발전을 능가하는 기술이 될 것이며, 개발가치가 아주 높다고 판단된다.

이와 관련하여, 대한민국 공개특허 제10-2011-0071930호를 통해, 부력 구조물 위에 파도의 수평적인 힘에 의해 눕혀지는 판을 설치하고 이면에 피스톤 펌프를 장착하여 파도의 힘을 피스톤 펌프의 압축에너지로 이용하고 부력 구조물과 부력구조물 연결은 상호 회전이 자유롭게 힌지로 구성하고 지렛대 형상의 프레임을 교차시켜 피스톤 펌프를 설치하고 부력구조물들의 너울에 의한 부력 및 위치에너지를 이용하여 관절 운동으로 펌프를 구동하고 압축된 에너지를 수차 터빈을 구동시켜 발전하는 장치로 이원화된 구조로 파도의 관성 에너지 및 너울의 위치 에너지를 모두 이용함으로써 효율 높은 발전장치를 제공하는 너울 및 파도를 이용한 수력 발전장치가 개시된바 있다.

종래의 상기 너울 및 파도를 이용한 수력 발전장치에 따르면, 부력구조물 상부에 다수의 파도 부딪침판을 형성하고 그 뒤쪽에 피스톤 펌프를 설치한 반잠수 부력 구조물을 형성하고 상기한 부력구조물들을 다수개 관절 운동이 가능 하도록 조립하여 연동하게 하고 상기 부력 구조물의 연결부의 힌지에 지렛대 모양의 펌프 프레임을 형성하고 피스톤 펌프를 설치하여, 파도 부딪침판 펌프에 의해 생성된 압력에너지와 부력 구조물 연결부 펌프에 의해 생성된 압력에너지는 하나의 호스에 병합하여 연결하여 수력 터빈을 구동하게 하고, 수력 터빈을 통과한 담수는 상기 펌프 흡입측에 연결하여 순환하게 한다.

이에 따라, 파도의 수평운동 에너지 및 수직 운동 에너지를 모두 압력에너지로 전환시킴으로써, 효율을 높이고 잔잔한 파도와 거친 파도에도 안정된 구동을 가능하게하며 황천후 에도 과부하가 걸리지 않으며 펌프에 담수를 순환시킴으로써 기계장치의 경제성을 높이는 고효율의 발전장치를 제공하는 장점이 있다.

하지만, 파고의 상,하 운동에 따라 움직이는 부력체의 동력을 이용하는 파고의 부력을 이용한 경우는 대부분 상, 하 운동하는 파고에 따라 움직이는 부력체의 상승 작용시 주어지는 하나의 부력작용에 의한 동력으로만 발전하는 비능률적 방식임에 따라, 이 또한 구축되는 설비의 규모나 투입되는 막대한 설치비용에 비해 생산될 수 있는 발전량은 기대에 미치지 못하는 수준에 지나지 않는다.

더욱이, 조수간만의 차에 의해 기능이 한시적일 수밖에 없어 다음 파도가 밀려 올때까지 에너지를 연속적으로 생산하지 못하는 즉, 장치의 수행작동 및 전반적인 작동관계를 일률적으로 이룰 수가 없는 구조인 관계로, 설치비용 대비 경제성이 떨어져 실용화가 어려운 요인으로 지적되고 있어, 보다 심도 높은 기술 연구와 개발이 절시히 요구되고 있다.

(문헌 0001) 대한민국 공개특허 제10-2011-0071930호(공개일자 : 2011. 06. 29.) (문헌 0002) 대한민국 등록특허 제10-0537464호(등록일자 : 2005. 12. 12.)

본 발명의 목적은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 파력으로 왕복운동을 하는 모션함체와 상기 모션함체 왕복운동에 의거한 펌핑작용(이하 "펌핑운동"이라 함)을 하는 복수의 펌핑기의 구비를 통해 발전소 내 터빈으로 해수가 공급되도록 함으로써, 해수 공급에 의한 상기 터빈의 구동으로 발전이 이루어질 수 있도록 하는 파도를 이용한 수력발전 플랜트를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 해중에 수직배치되며, 파력의 영향을 받아 왕복운동을 무한반복하는 모션함체; 상기 모션함체에 연계설치되며, 상기 모션함체 왕복운동에 의거 발전소 내 터빈 구동에 필요한 해수 공급의 펌핑운동을 하는 복수의 펌핑기; 상기 모션함체와 상기 펌핑기들의 해중 위치고정을 위한 지지부; 상기 지지부에 부가된 상태로, 상기 모션함체의 왕복운동과 상기 펌핑기들의 펌핑운동이 가능토록 함과 동시에 그 운동을 안내하는 가이드부재; 및, 상기 펌핑기에 의해 펌핑되는 해수를 상기 터빈으로 공급되도록, 각각의 상기 펌핑기로부터 시작해서 상기 발전소 내 터빈까지 이어지는 공급라인;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 모션함체는, 넓은 범위에서 다수의 파도 흐름을 간섭하는 대형의 판체형 구조물이되, 경량화를 통한 운동효율 극대화를 위해 내부가 빈 박스형태를 이루며, 상기 모션함체의 중앙부에는, 상기 펌핑기 각각으로 이어지는 커넥팅로드가 구비된다.

더하여, 상기 펌핑기는, 일정량의 해수 내부공간 유입 및 상기 내부공간 압축에 따른 해수의 토출이 가능한 실린더와, 상기 실린더에 내재되며, 상기 모션함체 왕복운동에 의거한 진퇴작용으로 상기 내부공간을 압축시켜 실린더로부터의 해수 강력토출이 이루어지도록 하는 피스톤으로 구성되고, 상기 실린더 둘레단부의 정해진 부위에는, 상기 피스톤 후퇴시 상기 내부공간으로의 해수 유입이 가능한 적어도 하나 이상의 유입공이 관통형성된다.

또한, 상기 지지부는, 상기 모션함체와 복수의 상기 펌핑기를 해중의 정해진 위치에 고정배치함에 적합한 일정길이를 가지며, 해저 속 암반을 파고들기 적합하도록 하측 선단부가 뾰족한 말뚝 형태로써, 염분에 의한 부식방지를 위해, 아연이 도금된다.

더하여, 상기 가이드부재는, 상기 모션함체와 상기 지지부 상호 간 연결부위에 구비된 상태로, 상기 모션함체의 왕복운동을 가능케 함과 동시에 그 운동을 안내하는 가이드레일과, 상기 모션함체의 커넥팅로드와 상기 지지부 간 연결부위에 구비된 상태로, 상기 커넥팅로드의 진퇴작용이 가능토록 함과 동시에 그 작용을 안내하는 가이드홀더로 구성된다.

또한, 상기 지지부는, 해저 땅속에 박아넣을 때 해저면으로부터 일정높이를 갖는 포스트파일과, 상기 포스트파일 상단에 연장결합시켜 상기 모션함체 및 상기 펌핑기를 아래에서 떠받치도록 하되, 상기 모션함체와 상기 펌핑기의 설치높이에 따라 서로 다른 길이로 제작되는 지지포스트의 조합으로 구성된다.

더하여, 상기 가이드레일은, 상기 모션함체의 미리 정한 단부측으로 근접배치되고, 상기 모션함체에 연결된 상태로 길이방향을 따라 이동 가능한 슬라이더가 내부에 구비되며, 상기 슬라이더의 일측 단부로부터는 상기 모션함체에 일체로 접합되는 연장판이 외부돌출 상태로 연장형성되고, 상기 모션함체를 마주하는 일측 단부에는, 상기 연장판의 외부돌출 및 그 외부돌출 상태로의 길이방향 이동을 가능케 하기 위한 절개홈이 길이방향을 따라 길게 절개된다.

이상의 설명에서 분명히 알 수 있듯이, 본 발명의 파도를 이용한 수력발전 플랜트는, 파력에 따른 장치구동으로 펌핑운동을 하는 복수의 펌핑기를 이용한 발전소 내 터빈으로의 해수 공급 및 그 해수 공급으로 구동하는 터빈에 의해 전기에너지가 생산되는바, 이처럼 파도의 흐름을 이용한 장치구동으로 보다 효율적인 수력발전이 가능케 되는 효과를 가져다준다.

또한, 앞서 설명한 바와 같이 바람과 중력 그리고 지진 현상으로 지속적으로 발생하는 파도 흐름 즉, 자연원리를 이용한 수력발전이 가능케 됨으로써 경제적으로 엄청난 효과를 가져다줄 수 있고 또한 고효율 대용량의 수력발전시스템을 구축할 수 있게 됨으로써, 국내는 물론 전 세계적 숙제로 부각되는 에너지자급률 향상에 크게 기여할 수 있는 아주 유용한 발명이다.

도 1은 본 발명에 따른 파도를 이용한 수력발전 플랜트의 전체구조를 나타낸 장치구성도.
도 2는 본 발명에 따른 파도를 이용한 수력발전 플랜트에 있어서, 모션함체와 펌핑기 및 지지부의 구성관계를 나타낸 요부사시도.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 파도를 이용한 수력발전 플랜트에 있어서, 펌핑기의 구성관계와 작동관계를 나타낸 요부확대도.
도 4(a)(b)는 본 발명에 따른 파도를 이용한 수력발전 플랜트에 있어서, 모션함체의 이동을 안내하는 가이드레일의 구성관계를 나타낸 요부구성도.
도 5는 본 발명에 따른 파도를 이용한 수력발전 플랜트에 있어서, 커넥팅로드의 이동을 안내하는 가이드홀더의 구성관계를 나타낸 요부확대도.
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 파도를 이용한 수력발전 플랜트의 작동관계를 나타낸 작동상태도.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

우선, 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

첨부도면 중 도 1은 본 발명에 따른 파도를 이용한 수력발전 플랜트의 전체구조를 나타낸 장치구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 파도를 이용한 수력발전 플랜트에 있어서 모션함체와 펌핑기 및 지지부의 구성관계를 나타낸 요부사시도이며, 도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 파도를 이용한 수력발전 플랜트에 있어서 펌핑기의 구성관계와 작동관계를 나타낸 요부확대도이고, 도 4(a)(b)는 본 발명에 따른 파도를 이용한 수력발전 플랜트에 있어서 모션함체의 이동을 안내하는 가이드레일의 구성관계를 나타낸 요부구성도이며, 도 5는 본 발명에 따른 파도를 이용한 수력발전 플랜트에 있어서 커넥팅로드의 이동을 안내하는 가이드홀더의 구성관계를 나타낸 요부확대도이고, 도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 파도를 이용한 수력발전 플랜트의 작동관계를 나타낸 작동상태도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 파도를 이용한 수력발전 플랜트(A)는, 해중(海中 : 바닷속)에 수직배치되며 파력(波力 : 파도의 압력)의 영향을 받아 왕복운동(往復運動, reciprocating motion)을 무한반복(livelock)하는 모션함체(1)와, 상기 모션함체(1)에 연계설치되며 모션함체(1) 왕복운동에 의거 발전소(p) 내 터빈(t) 구동에 필요한 해수 공급의 펌핑운동을 하는 복수의 펌핑기(2)와, 상기 모션함체(1)와 펌핑기(2)들의 해중 위치고정을 위한 지지부(3)와, 상기 지지부(3)에 부가된 상태로 상기 모션함체(1)의 왕복운동 및 펌핑기(2)들의 펌핑운동이 가능토록 함과 동시에 그 운동을 안내하는 가이드부재(4)와, 상기 펌핑기(2)에 의해 펌핑되는 해수를 상기 터빈(t)으로 공급하도록 각각의 상기 펌핑기(2)로부터 시작해서 상기 발전소(p) 내 터빈(t)까지 이어지는 공급라인(5)을 포함하여 구성된다.

모션함체(1)는, 해중에 수직배치된 상태로의 파도 흐름 간섭으로 형성된 파력에 의한 양방향 왕복운동을 반복함으로써 상기 펌핑기(2) 작동을 이끌어내는 동력수단(Power unit)인 것으로, 넓은 범위에서의 파도 흐름 간섭을 목적한 대형의 판체형 구조물이되, 경량화를 통한 운동효율 극대화를 고려하여 내부가 빈 박스(box)형태를 이룸이 바람직하다.

또한, 상기 펌핑기(2) 각각의 일단부로 이어지는 일정길이의 커넥팅로드(11)가 중앙부를 수평관통 고정상태로 구비결합되어 있다.

한편, 상기한 모션함체(1)는, 다수의 박스구조물을 이어붙이는 방식을 통해 앞서 설명한 바와 같은 대형 크기(대략 500~1000m)로의 구성이 가능한바, 이와 같은 다수의 박스구조물 상호 접합은 플랜지 이음(flange joint) 방식에 따른다. 아울러, 훰변형 방지를 위한 내부보강(프레임 조립 등)을 통해 내구성 및 강도가 향상되도록 함이 바람직하다.

펌핑기(2)는, 상기한 발전소(p) 내 터빈(t)으로의 해수 공급으로 상기 상기 터빈(t)이 구동되도록 하기 위한 펌핑장치(pumping machine)인 것으로, 도 3a 및 3b에 도시된 바와 같이, 일정량의 해수 내부공간 유입 및 상기 내부공간 압축을 통한 해수의 강력토출이 가능한 실린더(21)와, 상기 실린더(21)에 내재되며 상기 모션함체(1) 왕복운동에 의거한 진퇴작용으로 상기 내부공간을 압축시켜 해수의 강력토출을 이루는 피스톤(22)으로 구성된다.

상기 실린더(cylinder, 21)는, 해수의 펌핑운동이 수행되는 기통(氣筒)으로써, 앞서 설명한 바와 같이 일정량의 해수가 유입되는 내부공간이 마련되는바, 상기 피스톤(22) 후퇴시 상기 내부공간으로의 해수 유입을 가능케 하는 적어도 하나 이상의 유입공(211)이 둘레단부의 미리 정한 부위에 관통형성되어 있다.

여기서, 상기 실린더(21)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 설치환경의 조건을 고려한 사각실린더(square cylinder)인 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되지 않고 통상의 원통형(cylindricality) 실린더로 달리 채용할 수도 있음이 가능하다.

지지부(3)는, 상기 모션함체(1)와 펌핑기(2)들을 해저면으로부터 이격 지지케 된 지지구조물(support structure)인 것으로, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 구조적 설계에 뒷받침하여 상기 모션함체(1)와 복수의 펌핑기(2)를 해중의 정해진 위치에 고정배치함에 적합한 길이를 가지며, 대부분 암반으로 이루어진 해저(海底 : 바다의 밑바닥) 속을 파고들기 적합하도록 하측 선단부가 뾰족한 말뚝(pile) 형태를 갖는다. 아울러, 염분에 의한 부식방지를 위해 아연(zinc)을 도금(鍍金, plating)함이 바람직하다.

다른 한편으로, 상기 지지부(3)는, 제조의 편의상 단일길이로 제작됨으로써 해저 땅속에 박아넣을 때 해저면으로부터 일정높이를 갖는 포스트파일(31)과, 상기 포스트파일(31) 상단에 연장결합시켜 상기 모션함체(1) 및 펌핑기(2)를 아래에서 떠받치도록 하되 모션함체(1)와 펌핑기(2)의 설치높이를 고려하여 서로 다른 길이로 제작되는 지지포스트(32)의 조합으로 달리 구성될 수도 있음이 가능하다.

여기서, 상기 포스트파일(31)과 지지포스트(32)의 일측 선단 또는/및 양측 선단에 플랜지(300)가 형성되어 있어, 상기 플랜지(300)에 의한 포스트파일(31)과 지지포스트(32)의 상호 결합은 물론 상기 플랜지(300)를 이용한 상기 지지포스트(32)와 모션함체(1)의 상호 결합, 또는 상기 플랜지(300)를 이용한 상기 지지포스트(32)와 펌핑기(2)의 상호 결합, 혹은 상기 플랜지(300)를 이용한 상기 지지포스트(32)와 가이드부재(4)의 상호 결합(접합)이 가능하며, 이와 같은 플랜지 이음의 체결부재로써는 볼트(b) 또는/및 너트(n)를 이용함이 바람직하다.

가이드부재(4)는, 상기 지지부(3)에 의해 지지된 상기 모션함체(1)의 왕복운동 및 상기 펌핑기(2)의 피스톤(22) 진퇴작용 안내를 위한 가이드수단인 것으로, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 모션함체(1)와 지지부(3) 상호 간 연결부위에 구비된 상태로 모션함체(1)의 왕복운동을 가능케 하는 동시에 그 왕복운동의 이동작용을 안내하는 가이드레일(41)과, 상기 모션함체(1)의 커넥팅로드(11)와 지지부(3) 간 연결부위에 구비된 상태로 상기 커넥팅로드(11)의 진퇴작용이 가능토록 하는 동시에 그 진퇴작용(이동)을 안내하는 가이드홀더(42)로 구성된다.

상기 가이드레일(41)은, 파력에 의해 양방향 왕복운동을 반복하는 상기 모션함체(1)의 왕복운동을 가능케 하는 동시에 왕복운동(이동)을 안내하는 레일형(rail type) 가이드로써, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 모션함체(1)의 측단부 또는 하단부 등 미리 정한 위치에 근접배치되며, 상기 모션함체(1)에 연결된 상태로 길이방향을 따라 이동 가능한 슬라이더(411)가 내부에 구비되는바, 상기 슬라이더(411)의 일측 단부로부터는 상기 모션함체(1)에 일체로 접합되는 연장판(411-1)이 외부돌출 상태로 연장형성되어 있다.

또한, 상기 모션함체(1)를 마주하는 가이드레일(41)의 일측 단부에는, 상기 연장판(411-1)의 외부돌출 및 그 외부돌출 상태로의 길이방향 이동을 가능케 하기 위한 절개홈(412)이 길이방향을 따라 길게 절개되어 있다.

상기 가이드홀더(42)는, 모션함체(1)의 왕복운동에 의거 전후로 진퇴작용을 하는 상기 커넥팅로드(11)의 진퇴작용을 가능케 하는 동시에 진퇴작용(이동)을 안내하는 파이프형(pipe type) 가이드로써, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 커넥팅로드(11)를 둘러 감싸 처짐방지 상태로의 진퇴작용(이동)이 가능토록 하는바, 상기 커넥팅로드(11)의 이동마찰을 억제시키는 베어링(421)이 내부에 더 구비된다.

공급라인(5)은, 상기 펌핑기(2)의 펌핑운동에 의해 상기 실린더(21) 외부로 강력토출되는 해수의 발전소(p) 내 터빈(t)으로의 이송공급을 위한 배관라인(pipe line)인 것으로, 도 1 및 도 6a와 도 6B에 도시된 바와 같이, 각각의 상기 펌핑기(2)의 실린더(21)로부터 시작해서 발전소 내 터빈까지 이어지도록 형성된다.

상기와 같은 구성으로 되는 본 발명에 따른 파도를 이용한 수력발전 플랜트(A)의 작용을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에 따른 파도를 이용한 수력발전 플랜트(A)를 해중에 설치하여 파력에 의해 상기 모션함체(1) 및 펌핑기(2)의 작동(왕복운동, 진퇴작용)으로 발전소(p) 내 터빈(t)으로 해수가 공급되도록 하고, 이를 통한 상기 터빈(t)의 구동에 따라 전기에너지가 생산되는 발전이 이루어지는바, 적당한 파도가 있고 배가 드나드는데 영향을 주지 않도록 해안가로부터 약 30~40km 떨어진 곳의 해중에 설치사용한다.

구체적으로는, 상기 지지부(3)가 해저면으로부터 수직한 상태를 이루도록 설치한 후 그 지지부(3) 상에 상기 모션함체(1) 및 펌핑기(2)들이 거치된 상태가 되도록 연계설치하고, 상기 펌핑기(2)들 각각으로부터 시작해서 발전소(p) 내 터빈(t)으로 이어지는 공급라인(5)을 더 연계설치하는 일련의 설치과정을 통해, 본 발명에 따른 파도를 이용한 수력발전 플랜트(A)의 해중 설치가 완료될 수 있다.

여기서, 해저 속은 통상 암반으로 이루어진 관계로 상기 지지부(3)의 설치를 위해 물막이 공사를 하고, 그 다음 암반을 파고들도록 설치한 상기 지지부(3) 포스트파일(31)들이 보다 견고한 설치상태가 유지될 수 있도록 시멘트와 콘트리트로 단단히 고정하는 것이 바람직하다.

이후, 본 발명의 해중 설치가 완료된 상태에서 파도가 일게 되면, 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 파력에 의해 상기 모션함체(1)가 왕복운동을 시작하게 되는 것이며 또한 상기 모션함체(1)를 따라 작동(이동)하는 상기 커넥팅로드(11)에 의해 복수의 상기 펌핑기(2)가 번갈아가며 펌핑운동을 하게 되는 것인바, 이러한 상기 펌핑기(2)의 펌핑운동 과정에서 해수가 펌핑기(2)의 상기 실린더(21) 내부공간으로 유입되고, 그렇게 유입된 해수가 실린더(21) 내부에서 진퇴작용을 함으로써 상기 실린더(21) 내부공간을 압축하는 상기 피스톤(22) 작용에 따라 실린더(21) 외부로 강력토출되어 공급라인(5)들로 유입된 후 상기 펌핑기(2)의 계속적인 펌핑운동에 의거 발전소(p)의 터빈(t)으로 지속적인 공급이 이루어지는 것이며, 이러한 해수의 공급으로 터빈(t)이 구동되고, 상기 터빈(t) 구동에 따라 전기에너지가 생산되는, 본 발명에 따른 수력발전의 공정이 진행되는 것이다.

결국, 지속적으로 발생하는 파도치기에 의한 파도압력(파력)의 영향으로 상기 모션함체(1)의 왕복운동 및 그와 연관된 상기 펌핑기(2)들의 교대식 펌핑운동에 따라, 상기 펌핑기(2)로부터 공급라인(5)으로 해수의 지속적 공급이 가능하며, 이러한 장치구동에 의거한 상기 발전소(p) 내 터빈(t)으로의 해수 유입과 해수의 지속적 유입으로 작동하는 상기 터빈(t)에 의해 수력발전이 이루어질 수 있다.

정리하자면, 본 발명에 따른 파도를 이용한 수력발전 플랜트(A)에 의하면, 파도를 이용한 장치(모션함체, 펌핑기) 구동, 그 장치구동에 따른 발전소(p) 내 터빈(t)으로의 해수 유입, 그 해수 유입에 의한 터빈(t) 구동원리로 보다 효율적인 수력발전이 가능케 되는 효과를 거둘 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정과 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

A : 수력발전장치, 1 : 모션함체
2 : 펌핑기, 3 : 지지부
4 : 가이드부재, 5 : 공급라인
11 : 커넥팅로드, 21 : 실린더
22 : 피스톤, 31 : 포스트파일
32 : 지지포스트, 41 : 가이드레일
42 : 가이드홀더, 211 : 유입공
300 : 플랜지, 411 : 슬라이더
411-1 : 연장판, 412 : 절개홈
421 : 베어링

Claims (7)

1. 해중에 수직배치되며, 파력의 영향을 받아 왕복운동을 무한반복하는 모션함체;
   상기 모션함체에 연계설치되며, 상기 모션함체 왕복운동에 의거 발전소 내 터빈 구동에 필요한 해수 공급의 펌핑운동을 하는 복수의 펌핑기;
   상기 모션함체와 상기 펌핑기들의 해중 위치고정을 위한 지지부;
   상기 지지부에 부가된 상태로, 상기 모션함체의 왕복운동과 상기 펌핑기들의 펌핑운동이 가능토록 함과 동시에 상기 모션함체의 왕복운동과 상기 펌핑기들의 펌핑운동을 안내하는 가이드부재; 및,
   상기 펌핑기에 의해 펌핑되는 해수를 상기 터빈으로 공급되도록, 각각의 상기 펌핑기로부터 시작해서 상기 발전소 내 터빈까지 이어지는 공급라인;을 포함하고,
   상기 모션함체는, 넓은 범위에서 다수의 파도 흐름을 간섭하는 대형의 판체형 구조물이되, 경량화를 통한 운동효율 극대화를 위해 내부가 빈 박스형태를 이루며, 상기 펌핑기 각각으로 이어지는 커넥팅로드가 중앙부에 구비되고,
   상기 펌핑기는, 일정량의 해수 내부공간 유입 및 상기 내부공간 압축에 따른 해수의 토출이 가능한 실린더와, 상기 실린더에 내재되며 상기 모션함체 왕복운동에 의거한 진퇴작용으로 상기 내부공간을 압축시켜 실린더로부터의 해수 강력토출이 이루어지도록 하는 피스톤으로 구성되고, 상기 실린더 둘레단부의 정해진 부위에는 상기 피스톤 후퇴시 상기 내부공간으로의 해수 유입이 가능한 적어도 하나 이상의 유입공이 관통형성되며,
   상기 지지부는, 상기 모션함체와 복수의 상기 펌핑기를 해중의 정해진 위치에 고정배치토록 일정길이를 가지며, 해저 속 암반을 파고들도록 하측 선단부가 뾰족한 말뚝 형태이고,
   상기 가이드부재는, 상기 모션함체와 상기 지지부 상호 간 연결부위에 구비된 상태로 상기 모션함체의 왕복운동을 가능케 함과 동시에 상기 모션함체의 왕복운동을 안내하는 가이드레일과, 상기 모션함체의 커넥팅로드와 상기 지지부 간 연결부위에 구비된 상태로 상기 커넥팅로드의 진퇴작용이 가능토록 함과 동시에 상기 커넥팅로드의 진퇴작용을 안내하는 가이드홀더로 구성된 것을 특징으로 하는 파도를 이용한 수력발전 플랜트.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 지지부는, 해저 땅속에 박아넣을 때 해저면으로부터 일정높이를 갖는 포스트파일과,
   상기 포스트파일 상단에 연장결합시켜 상기 모션함체 및 상기 펌핑기를 아래에서 떠받치도록 하되, 상기 모션함체와 상기 펌핑기의 설치높이에 따라 서로 다른 길이로 제작되는 지지포스트의 조합으로 구성됨을 특징으로 하는 파도를 이용한 수력발전 플랜트.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 가이드레일은, 상기 모션함체의 미리 정한 단부측으로 근접배치되고,
   상기 모션함체에 연결된 상태로 길이방향을 따라 이동 가능한 슬라이더가 내부에 구비되며, 상기 슬라이더의 일측 단부로부터는 상기 모션함체에 일체로 접합되는 연장판이 외부돌출 상태로 연장형성되고,
   상기 모션함체를 마주하는 일측 단부에는, 상기 연장판의 외부돌출 및 상기 외부돌출 상태로의 길이방향 이동을 가능케 하기 위한 절개홈이 길이방향을 따라 길게 절개됨을 특징으로 하는 파도를 이용한 수력발전 플랜트.

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