KR102065057B1 - 복수의 회전모듈을 이용한 발전장치 - Google Patents

복수의 회전모듈을 이용한 발전장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복수의 회전모듈을 이용한 발전장치에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 유수에 안정적인 고정이 가능하도록 지지 프레임이 형성되고, 상기 지지 프레임에 복수의 회전모듈이 구비되며, 동력 수집부가 각각의 회전모듈이 유수를 이용하여 생성한 회전력을 수집하여 이를 발전부에 전달하는 발전장치에 있어서, 상기 복수의 회전모듈은 각각 고정기둥을 중심으로 회전 가능하도록 회전기둥이 구비되고, 상기 회전기둥의 외주면에 저항 수용부가 연결되어 유체의 저항을 수용함으로써 상기 회전기둥이 회전되며, 상기 동력 수집부는 회전기둥의 회전력을 동력 전달수단을 매개로 동력 수용축에 전달하여 회전력을 수집하고, 상기 동력 수용축의 회전력을 발전부에 전달한다.
이로써, 복수의 회전모듈에 구비된 각각의 회전기둥이 발생시키는 회전력을 동력 전달수단을 매개로 동력 수용축에 전달함으로써 회전력을 수집할 수 있어 발전량을 증가시킬 수 있다.

Description

복수의 회전모듈을 이용한 발전장치{Power Generation Apparatus using Multiple Rotational Module}
본 발명은 복수의 회전모듈을 이용한 발전장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지지 프레임에 구비된 고정기둥을 중심으로 저항 수용부가 연결된 회전기둥이 회전하는 회전모듈이 복수로 형성되고, 동력 수집부가 상기 회전모듈이 유수를 이용하여 생성한 회전력을 수집하여 발전하는 복수의 회전모듈을 이용한 발전장치에 관한 것이다.
과거에는 에너지를 생산하기 위하여 주로 화석연료를 이용하였으나, 인류의 삶이 점차적으로 윤택해짐에 따라 환경과 자원에 대한 관심이 증가되고 있으며, 에너지 정책에 있어서도 보다 적극적인 신재생에너지의 활용방안이 강구되고 있다.
이미 과거의 기술이 되어버린 태양광, 태양열, 풍력, 수력을 이용한 신재생에너지는 물론, 최근에는 수열, 해양, 수소, 연료전지, 바이오, 폐기물 등을 활용한 신재생에너지의 활용에도 연구 개발이 이루어지고 있다.
그 중에서 수력을 이용한 발전과 관련하여 국내에는 1982년 이후로 현재까지 30여개의 지역에 다목적 댐을 설치하고, 이를 바탕으로 풍부한 전력 생산량을 확보할 수 있었다. 그러나, 대규모의 댐 건설은 그에 따른 막대한 자연의 훼손과, 공공의 정책에 의하여 지역민의 삶의 터전이 상실되는 또 다른 문제점을 초래하였다.
이에 따라 최근에는 소규모의 농업용 저수지, 농업용 보, 하수처리장, 정수장, 용수로 등의 수량이 작은 곳이나 강이나 하천 또는 해수에 있어서 국지적인 유수를 활용하여 전력을 생산하는 소수력발전에 대한 관심이 증대되고 있다.
상기 소수력발전은 주로 물의 낙차를 이용하여 수차에 회전력을 발생시키고, 회전력을 바탕으로 발전기에 의하여 전기에너지를 생산하는 방식으로 설비용량, 낙차 및 발전방식에 따라 다양한 분류로 정의할 수 있다.
그러나 종래의 소수력발전은 제한된 수량에 의하여 물의 낙차를 이용한 위치에너지에 의존하는 한계가 있었으며, 인위적인 낙차를 형성하기 위하여 필연적으로 설비나 부대비용이 증가될 수밖에 없는 또 다른 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 출원인은 유수를 이용하여 회전력을 발생시키고 이를 바탕으로 전력을 생산하기 위하여 대한민국 공개특허 제10-2018-0013663호의 '수력발전장치'(2018. 2. 7. 공개, 이하 '선행기술문헌'이라 한다)를 출원한 바 있다.
상기 선행기술문헌은 회전체를 회전시키기 위하여 저항판을 형성하되, 상기 저항판이 유수의 방향과 무관하게 항상 특정한 방향으로 회전할 수 있도록 제작하고, 저항판과 회전체를 상호 연결하는 지지대에 의하여 유수의 저항력을 수용하는 지점에서는 저항판이 지지대와 겹쳐져 저항력을 안정적으로 수용할 수 있으며, 저항력을 수용하지 않는 지점에서는 유속의 방향과 평행하게 배치되어 회전방향과 역방향으로 발생하는 저항력을 감소시킬 수 있도록 제안하였다.
그러나, 상기 선행기술문헌은 하나의 발전장치에 하나의 회전체가 구비됨에 따라 발전량에 제약이 있었으며, 발전장치를 대규모로 제작할 수 없어 자중이 가벼움에 따라 유수에 발전장치를 안정적으로 고정 설치하기 어려운 한계가 있었다.
나아가, 소규모로 생산된 전기에너지를 송전하여 활용함에 있어서 그 효율이 저하될 수밖에 없었으며, 지속적으로 변화하는 수량이나 유속의 방향에 유연하게 대응할 수 없어 발전량이 안정적으로 확보되지 않는 추가적인 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 복수의 회전축에서 발생되는 회전력을 수집하여 대량의 발전이 가능하며, 유수에도 불구하고 구조적으로 안정적인 고정이 가능하고, 저항판이 수면으로부터 일정한 위치를 유지할 수 있어 안정적인 발전량을 확보할 수 있으며, 역방향으로 가해지는 회전력을 감소시켜 효율성을 증대시킬 수 있는 복수의 회전모듈을 이용한 발전장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 유수에 안정적인 고정이 가능하도록 지지 프레임(100)이 형성되고, 상기 지지 프레임(100)에 복수의 회전모듈(200)이 구비되며, 동력 수집부(300)가 각각의 회전모듈(200)이 유수를 이용하여 생성한 회전력을 수집하여 회전력을 발전부(400)에 전달하는 발전장치(G)에 있어서, 상기 복수의 회전모듈(200)은 각각 고정기둥(210)을 중심으로 회전 가능하도록 회전기둥(220)이 구비되고, 상기 회전기둥(220)의 외주면에 저항 수용부(230)가 연결되어 유체의 저항을 수용함으로써 상기 회전기둥(220)이 회전되며, 상기 회전기둥(220) 외주면에 저항 수용부(230)가 결합된 가이드 몸체(250)가 구비되되, 상기 복수의 회전모듈(200)의 회전기둥(220) 외주면에는 상하방향으로 레일부(221)가 형성되고, 상기 가이드 몸체(250)의 내주면에 레일 체결부(251)가 형성되어 상기 가이드 몸체(250)가 상기 레일부(221)를 따라 상하로 이동 가능하게 체결되며, 상기 동력 수집부(300)는 회전기둥(220)의 회전력을 동력 전달수단(310)을 매개로 동력 수용축(320)에 전달하여 회전력을 수집하고, 상기 동력 수용축(320)의 회전력을 발전부(400)에 전달한다.
또한, 상기 복수의 회전모듈(200)은 각각 회전기둥(220)과 함께 회전하도록 제1 회전체(240)가 형성되고, 상기 동력 수집부(300)는 제1 회전체(240)에 대응되도록 복수의 제2 회전체(330)가 동력 수용축(320)을 관통하도록 구비되어 상기 제1 회전체(240)의 회전력이 상기 동력 전달수단(310)을 매개로 제2 회전체(330)에 전달될 수 있다.
또한, 상기 동력 수집부(300)의 복수의 제2 회전체(330)는 각각 동력 수용축(320) 사이에 래치(L)가 구비되어 상기 동력 수용축(320)은 일측 방향으로만 동력을 전달받아 회전할 수 있다.
또한, 상기 동력 수집부(300)의 복수의 제2 회전체(330)를 감싸도록 회전체 하우징(340)이 구비되되, 상기 회전체 하우징(340)의 측면에는 동력 전달수단(310)이 관통되도록 복수의 가이드공(341)이 형성되고, 상하면에는 동력 수용축(320)이 관통되도록 관통공(342)이 형성될 수 있다.
삭제
또한, 상기 가이드 몸체(250)의 상부에는 부유체(260)가 결속되어 상기 가이드 몸체(250)가 수면으로부터 일정한 간격이 유지될 수 있다.
또한, 유수에 안정적인 고정이 가능하도록 지지 프레임(100)이 형성되고, 상기 지지 프레임(100)에 복수의 회전모듈(200)이 구비되며, 동력 수집부(300)가 각각의 회전모듈(200)이 유수를 이용하여 생성한 회전력을 수집하여 회전력을 발전부(400)에 전달하는 발전장치(G)에 있어서, 상기 복수의 회전모듈(200)은 각각 고정기둥(210)을 중심으로 회전 가능하도록 회전기둥(220)이 구비되고, 상기 회전기둥(220)의 외주면에 저항 수용부(230)가 연결되어 유체의 저항을 수용함으로써 상기 회전기둥(220)이 회전되며, 상기 저항 수용부(230)는 회전기둥(220)을 중심으로 방사상으로 복수의 지지로드(231)가 형성되고, 상기 지지로드(231)의 외측에 유체의 저항을 수용하기 위한 저항판(232)이 형성되되, 유체의 흐름에 의한 역방향 저항이 감소되도록 지지로드(231)와 저항판(232)의 상대적인 위치관계가 지속적으로 변화하며, 복수의 지지로드(231) 사이를 연결하는 보강링(234)이 형성되어 개별 지지로드(231)에 가해지는 휨 모멘트를 감소시키고, 상기 동력 수집부(300)는 회전기둥(220)의 회전력을 동력 전달수단(310)을 매개로 동력 수용축(320)에 전달하여 회전력을 수집하고, 상기 동력 수용축(320)의 회전력을 발전부(400)에 전달한다.
또한, 상기 저항 수용부(230)는 상기 저항판(232)이 지지로드(231)와 수직인 상하방향을 중심으로 축 회전하도록 지지로드(231)에 힌지부(233)가 형성될 수 있다.
삭제
본 발명의 복수의 회전모듈을 이용한 발전장치에 의하면, 복수의 회전모듈에 구비된 각각의 회전기둥이 발생시키는 회전력을 동력 전달수단을 매개로 동력 수용축에 전달함으로써 회전력을 수집할 수 있어 발전량을 증가시킬 수 있다.
나아가, 지지 프레임상에 복수의 회전모듈을 안정적으로 구비할 수 있으므로, 상기 지지 프레임을 기반으로 유수에도 불구하고 구조적으로 견고한 고정이 가능해진다.
또한, 상기 회전기둥과 함께 회전하는 제1 회전체에 대응되도록 복수의 제2 회전체가 구비되어 회전력의 효과적인 수집이 가능하다.
또한, 각각의 제2 회전체는 각각 동력 수용축 사이에 래치가 구비되어 회전모듈의 위치 및 유수의 방향과 무관하게 안정적인 동력의 수집이 가능한 이점이 있다.
나아가, 복수의 제2 회전체를 감싸도록 회전체 하우징이 구비되어 이물질의 간섭에 의한 마찰력을 제거하여 발전 효율의 증대를 꾀할 수 있다.
뿐만 아니라, 가이드 몸체가 회전기둥을 따라 상하로 이동할 수 있어 유량과 무관하게 발전이 가능하며, 상기 가이드 몸체의 상부에 부유체가 결속되어 수면으로부터 일정한 간격이 유지될 수 있어 안정적인 발전량을 확보할 수 있다.
그리고 유체의 흐름에 의한 역방향 저항이 감소되도록 지지로드와 저항판의 상대적인 위치관계가 지속적으로 변화하도록 하여 효율성을 증대시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 회전모듈을 이용한 발전장치를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발전장치을 도시한 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전장치를 도시한 부분 상세도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발전장치의 회전모듈을 도시한 부분 상세도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전모듈의 작동원리를 도시한 개념도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 회전모듈을 구비한 상태를 도시한 개념도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 복수의 회전모듈을 구비한 상태를 도시한 개념도.
이하에서는 도면에 도시된 사항을 바탕으로 이 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
본 발명의 복수의 회전모듈을 이용한 발전장치(G)는, 도 1에 도시된 바와 같이 유수에 안정적인 고정이 가능하도록 지지 프레임(100)이 형성되고, 상기 지지 프레임(100)에 복수의 회전모듈(200)이 구비되며, 동력 수집부(300)가 각각의 회전모듈(200)이 유수를 이용하여 생성한 회전력을 수집하여 이를 발전부(400)에 전달함으로써 발전한다.
상기 지지 프레임(100)은 지속적인 유수에도 일정한 위치에 회전모듈(200)이 구비될 수 있도록 기능하는 것으로, 저항이 최소화될 수 있는 다양한 형상으로 제작될 수 있다. 후술할 동력 수집부(300)를 중심으로 복수의 회전모듈(200)이 대칭형 구조를 형성하도록 제작함으로써 편심이 일어나지 않도록 하는 것이 바람직하다.
따라서, 상기 지지 프레임(100)은 동력 수집부(300)의 위치를 중심으로 방사상의 형상을 지니도록 제작하는 것이 바람직하며, 상부 프레임(110)과 하부 프레임(120)을 형성하고, 상기 상,하부 프레임(110)(120) 사이에 회전모듈(200)과 동력 수집부(300)를 안정적으로 구비할 수 있다.
상기 상,하부 프레임(110)(120)은 회전모듈(200)의 개수에 대응되도록 암(111)(121)을 형성함으로써 방사상의 형상을 지니도록 제작할 수 있으며, 상기 암(111)(121) 사이에 후술할 회전모듈(200)의 고정기둥(210)을 구비할 수 있다.
상기 지지 프레임(100)은 수중에 구비되는 송전 철탑이나 풍력 발전탑 등을 활용하여 일체로 제작될 수 있다. 이 경우, 생산된 전력을 송전함에 있어서 효율이 향상될 수 있으며, 풍력 발전과 함께 효율성 높은 전력 생산이 가능해지는 이점이 있다.
한편, 상기 복수의 회전모듈(200)은 각각 고정기둥(210)을 중심으로 회전 가능하도록 회전기둥(220)이 구비되고, 상기 회전기둥(220)의 외주면에 저항 수용부(230)가 연결되어 유체의 저항을 수용함으로써 상기 회전기둥(220)이 회전된다.
유수에 의하여 저항력을 받은 저항 수용부(230)에 의하여 회전기둥(220)이 회전하며, 상기 고정기둥(210)과 회전기둥(220) 사이에는 베이링이 구비되어 안정적인 회전이 가능하도록 제작할 수 있다.
상기 고정기둥(210)은 전술한 상,하부 프레임(110)(120)에 분리 가능하게 결합되도록 하여, 시공과정에서 운반이나 설치의 용이성을 확보함은 물론 추후 유지 보수가 용이하도록 제작하는 것이 바람직하다.
상기 복수의 회전모듈(200)의 저항 수용부(230)는 회전기둥(220)을 중심으로 방사상으로 복수의 지지로드(231)가 형성되고, 상기 지지로드(231)의 외측에 유체의 저항을 수용하기 위한 저항판(232)이 형성될 수 있다.
이때, 상기 지지로드(231)의 외측 단부에 저항판(232)이 구비되되, 유체의 흐름에 의한 역방향 저항이 감소되도록 지지로드(231)와 저항판(232)의 상대적인 위치관계가 지속적으로 변화할 수 있다. 이로써, 상기 회전기둥(220)의 회전력을 효과적으로 생성할 수 있으며, 발전 효율의 증가를 기대할 수 있다.
일 실시예로, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 저항 수용부(230)는 상기 저항판(232)이 지지로드(231)와 수직인 상하방향을 중심으로 축 회전하도록 지지로드(231)에 힌지부(233)가 형성될 수 있다. 상기 저항판(232)은 목적하는 회전방향으로는 유수의 힘을 수용할 수 있도록 법선방향으로 안정적으로 위치할 수 있으나, 목적하는 방향과 반대방향으로는 유수와 나란한 방향으로 위치함으로써 역방향 저항을 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 힌지부(233)는 지지로드(231)의 단부는 물론 단부 내측의 중심부 부근에도 형성될 수 있다. 이는 해상의 파도를 기반으로 발전하는 경우 상하로 요동하는 유수를 바탕으로 발전효율을 확보하기 위함이며, 도면에 도시하지 않았으나 상기 저항판(232)이 지지로드(231)와 나란한 축을 중심으로 상하방향으로 회전되도록 제작할 수도 있다.
이때, 상기 저항판(232)은 목적하는 회전방향으로 유수의 힘을 수용할 수 있도록 회동 각도를 제한하거나, 상기 지지로드(231)에 의하여 저항판(232)이 지지되도록 제작할 수 있다.
나아가, 도 2에 도시된 바와 같이 큰 회전력을 확보하기 위하여 상기 지지로드(231)의 길이를 길게 형성하는 경우, 상기 저항 수용부(230)는 복수의 지지로드(231) 사이를 상호 연결하는 보강링(234)이 형성되어 개별 지지로드(231)에 가해지는 휨 모멘트를 감소시킬 수 있다. 이로써, 구조적으로 견고하고 안정적인 저항 수용부(230)를 형성할 수 있다.
상기 저항판(232)에 결합되는 지지로드(231)는 하나일 수 있으나, 저항판(232)의 면적이 넓게 제작되는 경우 복수의 지지로드(232)가 결합되도록 제작할 수 있으며, 하나의 지지로드(232)에 위치를 달리하여 복수의 힌지부(233)를 형성하여 각각의 힌지부(233)에 저항판(232)을 회동 가능하게 결합할 수도 있다.
뿐만 아니라, 도면에 도시하지 않았으나, 상하로 동일한 위치에 복수의 지지로드(231)가 방사상으로 형성됨은 물론, 추가적으로 상하로 위치를 달리하는 복수의 지지로드(232)가 방사상으로 형성될 수도 있다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 회전기둥(220)과 함께 회전하도록 제1 회전체(240)가 형성될 수 있다. 상기 제1 회전체(240)는 후술할 동력 수집부(300)의 제2 회전체(330)를 매개로 상기 동력 수집부(300)에 동력을 전달할 수 있다. 이때, 상기 제1,2 회전체(240)(330)는 상호 거리가 이격되도록 형성되므로, 벨트가 감기도록 풀리 구조로 제작되어 동력 전달수단(310)의 일 실시예인 벨트를 매개로 회전력이 전달되도록 구현하는 것이 바람직하다.
이때, 복수의 회전모듈(200)에 구비된 회전기둥(220)의 회전방향이 서로 상이한 경우에는 주된 회전방향이 상이한 회전기둥(220)의 제1 회전체(240)에 구비되는 벨트를 크로스 형상으로 교차하여 상기 제2 회전체(330)에 구비함으로써, 동력 수용축(320)의 회전방향에 대응되도록 회전력을 전환시킬 수 있다.
또한, 상기 제1,2 회전체(240)(330)는 도면에 도시하지 않았으나 동력 전달수단(310)으로서 기어이가 형성되어 직접 맞물림 구조를 형성할 수 있으며, 다른 실시예로서 체인에 의하여 회전력이 전달되도록 구현될 수도 있다. 나아가, 상기 제1 회전체(240)는 수면으로부터 노출되도록 회전기둥(220)의 상단에 구비되어 부식이 방지되도록 제작하는 것이 바람직하다.
도 4에 도시된 바와 같이 상기 복수의 회전모듈(200)의 회전기둥(220) 외주면에 저항 수용부(230)가 결합된 가이드 몸체(250)가 상하로 이동 가능하게 구비될 수 있다. 이때, 상기 복수의 회전모듈(200)의 회전기둥(220) 외주면에는 상하방향으로 레일부(221)가 형성되고, 상기 가이드 몸체(250)의 내주면에 레일 체결부(251)가 형성되어 상기 가이드 몸체(250)가 상기 레일부(221)를 따라 상하로 이동 가능하게 체결될 수 있다.
이로써, 상기 가이드 몸체(250)가 회전기둥(220)을 따라 상하로 이동할 수 있어 유량과 무관하게 수중에 안정적으로 위치할 수 있으므로 지속적인 발전이 가능해진다.
또한, 상기 가이드 몸체(250)의 상부에는 부유체(260)가 결속되어 상기 가이드 몸체(250)가 수면으로부터 일정한 간격이 유지될 수 있다. 상기 가이드 몸체(250)의 상부에 부유체(260)는 수면에 부유하므로, 수량이 변화되더라도 상기 가이드 몸체(250)가 간격 조절대(270)를 기반으로 수면으로부터 일정한 간격이 유지될 수 있어 안정적인 발전량을 확보할 수 있다. 이때, 상기 간격 조절대(270)는 설치 환경에 따라서 그 길이가 가변적으로 적용될 수 있도록 형성될 수 있다.
한편, 상기 동력 수집부(300)는 회전기둥(220)의 회전력을 동력 전달수단(310)을 매개로 동력 수용축(320)에 전달하여 회전력을 수집하고, 상기 동력 수용축(320)의 회전력을 발전부(400)에 전달함으로써 최종적인 전지 에너지를 생산할 수 있다. 상기 동력 수집부(300)는 복수의 회전모듈(200)로부터 회전력을 수집할 수 있으므로, 비교적 대용량의 발전이 가능한 효과가 발휘된다.
상술한 바와 같이 복수의 회전모듈(200)은 각각 회전기둥(220)과 함께 회전하도록 제1 회전체(240)가 형성되고, 상기 동력 수집부(300)는 제1 회전체(240)에 대응되도록 복수의 제2 회전체(330)가 동력 수용축(320)을 관통하도록 구비될 수 있다.
이때, 상기 제1 회전체(240)의 회전력이 상기 동력 전달수단(310)을 매개로 제2 회전체(330)에 전달될 수 있으며, 상기 동력 전달수단(310)은 벨트일 수 있으며, 상기 제1,2 회전체(240)(330)의 외주면에 기어이가 형성되어 직접 맞물리거나 체인을 매개로 회전력이 전달될 수 있어 복수의 제2 회전체(330)로 전달된 회전력을 상기 동력 수용축(320)이 효과적으로 수집할 수 있다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 동력 전달수단(310)이 벨트로 구성되는 경우, 벨트의 탄성이 유지될 수 있도록 탄성 유지부(360)가 구비될 수 있다. 상기 탄성 유지부(360)는 다양한 방식으로 제작될 수 있으나, 일 실시예로 암(111)으로부터 연장되는 연장대(361)를 형성하고, 상기 연장대(361)를 관통하여 길이 조절이 가능하게 결합되는 길이 조절바(362)가 구비되고, 상기 길이 조절바(362)의 단부에 가압롤러(363)를 구비하여 상기 벨트의 탄성이 조절될 수 있도록 제작할 수 있다.
바람직하게는 상기 동력 수집부(300)의 복수의 제2 회전체(330)는 각각 동력 수용축(320) 사이에 래치(L) 또는 편방향 베어링이 구비되어 상기 동력 수용축(320)은 일측 방향으로만 동력을 전달받아 회전할 수 있다. 따라서, 복수의 회전모듈(200)의 위치와 동일한 시점에 작용되는 유수의 방향이 서로 상이할 수 있으나, 별도의 제2 회전체(330)가 회전력을 전달받되, 상기 래치(L) 또는 편방향 베어링을 바탕으로 동력 수용축(320)에 회전력을 전달하는바 회전 속도가 상이하더라도 개별적으로 회전력을 전달할 수 있어 안정적인 동력의 수집이 가능해진다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 동력 수집부(300)의 복수의 제2 회전체(330)를 감싸도록 회전체 하우징(340)이 구비될 수 있다. 상기 동력 수집부(300)는 수면 밖으로 노출되게 구비되는 것이 바람직하나, 수면의 변화나 기타 외부 이물질에 의하여 오염될 수 있으므로, 상기 회전체 하우징(340)이 제2 회전체(330)와 동력 수용축(320)의 일부를 감싸도록 구비됨으로써, 이물질의 간섭에 의한 마찰력을 제거하여 발전 효율의 증대를 꾀할 수 있다.
이때, 상기 회전체 하우징(340)의 측면에는 동력 전달수단(310)이 관통되도록 복수의 가이드공(341)이 형성되고, 상하면에는 동력 수용축(320)이 관통되도록 관통공(342)이 형성되어 회전력의 전달이나 수집이 방해 없이 이루어지도록 제작할 수 있다.
상기 회전체 하우징(340)은 상부 하우징(340a)과 하부 커버(340b)로 분리 가능하게 형성함으로써, 사용 간에 유지 보수가 이루어질 수 있도록 제작할 수 있으며, 상기 회전체 하우징(340)은 지지 프레임(100)의 암(111)(121)에 의하여 지지되거나, 지지 프레임(100)의 암(111)으로부터 분지된 별도의 보강대(130)에 의하여 지지될 수 있다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 동력 수용축(320)의 하부에는 지지 프레임(100)의 하부 프레임(120)에 고정되도록 송전 케이싱(350)이 형성될 수 있으며, 수면밖에 구비되는 발전부(400)에 의하여 생산된 전기 에너지를 외부로 송전하기 위한 송전선이 상기 송전 케이싱(350)의 내부에 구비될 수 있다.
상기 발전부(400)는 수면 밖에 구비되는 것으로 변속기어, 각종 기어뭉치와 같은 동력변환수단 그리고 하나 이상의 발전기 등을 포함하는 구성으로 통상의 지식을 가진 자가 상황이나 현장 여건에 맞게 적절히 설계 변경하여 제작할 수 있다.
한편, 상기 지지 프레임(100)에 구비되는 복수의 회전모듈(200)은 편심을 방지하기 위하여 방사상으로 구비되는 것이 바람직하나, 그 밖에도 다양한 방식으로 구비될 수 있다. 예컨데 주된 유수의 방향이 존재하는 경우, 유수의 방향과 수직되도록 복수의 열이 형성되도록 회전모듈(200)을 구비하는 경우, 도 7에 도시된 바와 같이 각 유수의 흐름을 막지 않도록 상호 어긋나게 지그재그형 배치를 형성하는 것이 바람직하다. 뿐만 아니라, 회전모듈(200)이 유수에 와류를 형성하기 때문이다.
다만, 복수의 열로 회전모듈(200)을 구비함에 있어서, 설치 환경이나 여건에 따라서 지그재그형 배치를 구현하기 어려운 경우에는 도 6에 도시된 바와 같이 주된 유수의 방향에 인접된 회전모듈은 각각의 회전기둥(220)의 주된 회전방향을 서로 달리 형성함으로써, 와류의 영향을 역으로 활용하여 안정적인 회전력을 확보할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 복수의 회전모듈을 이용한 발전장치(G)는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
G:발전장치 100:지지 프레임
110,120:상,하부 프레임 111,121:암
130:보강대 200:회전모듈
210:고정기둥 220:회전기둥
221:레일부 230:저항 수용부
231:지지로드 232:저항판
233:힌지부 234:보강링
240:제1 회전체 250:가이드 몸체
251:레일 체결부 260:부유체
270:간격 조절대 300:동력 수집부
310:동력 전달수단 320:동력 수용축
330:제2 회전체 L:래치
340:회전체 하우징 340a:상부 하우징
340b:하부 하우징 341:가이드공
342:관통공 350:송전 케이싱
360:탄성 유지부 361:연장대
362:길이 조절바 363:가압롤러
400:발전부

Claims (9)

  1. 유수에 안정적인 고정이 가능하도록 지지 프레임(100)이 형성되고, 상기 지지 프레임(100)에 복수의 회전모듈(200)이 구비되며, 동력 수집부(300)가 각각의 회전모듈(200)이 유수를 이용하여 생성한 회전력을 수집하여 회전력을 발전부(400)에 전달하는 발전장치(G)에 있어서,
    상기 복수의 회전모듈(200)은 각각 고정기둥(210)을 중심으로 회전 가능하도록 회전기둥(220)이 구비되고, 상기 회전기둥(220)의 외주면에 저항 수용부(230)가 연결되어 유체의 저항을 수용함으로써 상기 회전기둥(220)이 회전되며, 상기 회전기둥(220) 외주면에 저항 수용부(230)가 결합된 가이드 몸체(250)가 구비되되, 상기 복수의 회전모듈(200)의 회전기둥(220) 외주면에는 상하방향으로 레일부(221)가 형성되고, 상기 가이드 몸체(250)의 내주면에 레일 체결부(251)가 형성되어 상기 가이드 몸체(250)가 상기 레일부(221)를 따라 상하로 이동 가능하게 체결되며,
    상기 동력 수집부(300)는 회전기둥(220)의 회전력을 동력 전달수단(310)을 매개로 동력 수용축(320)에 전달하여 회전력을 수집하고, 상기 동력 수용축(320)의 회전력을 발전부(400)에 전달하는 것을 특징으로 하는 복수의 회전모듈을 이용한 발전장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 회전모듈(200)은 각각 회전기둥(220)과 함께 회전하도록 제1 회전체(240)가 형성되고, 상기 동력 수집부(300)는 제1 회전체(240)에 대응되도록 복수의 제2 회전체(330)가 동력 수용축(320)을 관통하도록 구비되어 상기 제1 회전체(240)의 회전력이 상기 동력 전달수단(310)을 매개로 제2 회전체(330)에 전달되는 것을 특징으로 하는 복수의 회전모듈을 이용한 발전장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 동력 수집부(300)의 복수의 제2 회전체(330)는 각각 동력 수용축(320) 사이에 래치(L)가 구비되어 상기 동력 수용축(320)은 일측 방향으로만 동력을 전달받아 회전하는 것을 특징으로 하는 복수의 회전모듈을 이용한 발전장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 동력 수집부(300)의 복수의 제2 회전체(330)를 감싸도록 회전체 하우징(340)이 구비되되, 상기 회전체 하우징(340)의 측면에는 동력 전달수단(310)이 관통되도록 복수의 가이드공(341)이 형성되고, 상하면에는 동력 수용축(320)이 관통되도록 관통공(342)이 형성되는 것을 특징으로 하는 복수의 회전모듈을 이용한 발전장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 가이드 몸체(250)의 상부에는 부유체(260)가 결속되어 상기 가이드 몸체(250)가 수면으로부터 일정한 간격이 유지되는 것을 특징으로 하는 복수의 회전모듈을 이용한 발전장치.
  7. 유수에 안정적인 고정이 가능하도록 지지 프레임(100)이 형성되고, 상기 지지 프레임(100)에 복수의 회전모듈(200)이 구비되며, 동력 수집부(300)가 각각의 회전모듈(200)이 유수를 이용하여 생성한 회전력을 수집하여 회전력을 발전부(400)에 전달하는 발전장치(G)에 있어서,
    상기 복수의 회전모듈(200)은 각각 고정기둥(210)을 중심으로 회전 가능하도록 회전기둥(220)이 구비되고, 상기 회전기둥(220)의 외주면에 저항 수용부(230)가 연결되어 유체의 저항을 수용함으로써 상기 회전기둥(220)이 회전되며, 상기 저항 수용부(230)는 회전기둥(220)을 중심으로 방사상으로 복수의 지지로드(231)가 형성되고, 상기 지지로드(231)의 외측에 유체의 저항을 수용하기 위한 저항판(232)이 형성되되, 유체의 흐름에 의한 역방향 저항이 감소되도록 지지로드(231)와 저항판(232)의 상대적인 위치관계가 지속적으로 변화하며, 복수의 지지로드(231) 사이를 연결하는 보강링(234)이 형성되어 개별 지지로드(231)에 가해지는 휨 모멘트를 감소시키고,
    상기 동력 수집부(300)는 회전기둥(220)의 회전력을 동력 전달수단(310)을 매개로 동력 수용축(320)에 전달하여 회전력을 수집하고, 상기 동력 수용축(320)의 회전력을 발전부(400)에 전달하는 것을 특징으로 하는 복수의 회전모듈을 이용한 발전장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 저항 수용부(230)는 상기 저항판(232)이 지지로드(231)와 수직인 상하방향을 중심으로 축 회전하도록 지지로드(231)에 힌지부(233)가 형성되는 것을 특징으로 하는 복수의 회전모듈을 이용한 발전장치.
  9. 삭제
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