KR102500688B1

KR102500688B1 - 180° 회동식 조류발전장치

Info

Publication number: KR102500688B1
Application number: KR1020220131137A
Authority: KR
Inventors: 이진희
Original assignee: 이진희
Priority date: 2022-10-13
Filing date: 2022-10-13
Publication date: 2023-02-16

Abstract

본 발명은 180° 회동식 조류발전장치에 관한 것으로서, 장치는 원통형지지대를 포함하며 지면에 고정되는 지주와 상기 원통형지지대에 원통형개방부가 끼워져 회동하는 본체를 포함하되, 본체에는 좌우 양측으로 소정 길이 돌출한 돌출부재를 구비하며, 지주의 일측에는 상기 돌출부재의 좌우 단부가 맞접시 본체 회전을 정지시키도록 스토퍼를 구비하는 180° 회동식 조류발전장치에 관한 것이다.

Description

180° 회동식 조류발전장치{180° rotational tidal stream power generation device}

본 발명은 180° 회동식 조류발전장치에 관한 것으로서, 원통형지지대를 포함하며 지면에 고정되는 지주와, 일측에 구비된 원통형개방부가 상기 원통형지지대에끼워져 회동하는 본체를 포함하되, 본체에는 좌우 양측으로 소정 길이 돌출한 돌출부재를 구비하며, 지주의 일측에는 상기 돌출부재의 좌우 단부가 맞접시 본체 회전을 정지시키는 스토퍼를 구비하는 180° 회동식 조류발전장치에 관한 것이다.

조류(tide current)는 달과 태양 인력의 작용과 지구 자전으로 인한 해수면의 주기적 상승하강 현상으로 하루 두번씩 만조와 간조가 생기고, 조석으로 들고나는 물 높이 차이에 의해 바닷물의 흐름이 생긴다.

또한 국제적 추세에 맞추어 국내에 자연력을 이용한 발전장치가 최근 많이 개발되고 있고 시화호에도 조류발전장치가 시범 설치되었는데, 이러한 공지기술은 깊은 수중의 조류를 이용하기 위한 것으로서 모두 수중 깊이 설치해야하는 기술적 한계로 고장시 접근이 어렵고 유지 관리가 곤란한 문제가 있었다. 이 때문에 비용대비 효과가 그다지 높지 않은 문제가 있었다.

즉 국내등록특허제10-1395399호는 반도지형에서 양측 바다의 수위차가 생긴 곳을 해저면까지 굴착하고, 상기 굴착부를 통하여 물이 통과하는 수로에 설치되는 터빈 및 상기 터빈의 회전력에 의하여 발전되는 발전부에서 발전되는 전기를 이용하는 것을 특징으로 하는데 기술이 복잡하고 비용이 많이 소요될 뿐 아니라 수중설치 터빈과 시설은 관리유지에 큰 어려움이 있었다.

또 다른 특허기술로 제안된 국내등록특허 제10-1226719호는 부유식 수직축 조류발전장치로서 다수 조류의 진행방향으로 직교하는 방향의 일렬로 연결하여 배치하되 유속으로 전력을 생산할 수 있도록 조류발전부 및 연결 배치되는 모듈, 조류발전부를 조류의 작용 힘으로부터 해수면에 고정하기 위한 다수의 고정부를 포함한 것이나 이 또한 조류의 일부만 이용하며 블레이드 내부 가속흐름으로 유입된 부유물이 갇히는 문제가 있었다.

국내등록특허 제10-1194421호는 파랑발전기로서 특히 파고에 따라 자유롭게 운동하며 내부 충전된 유체흐름을 유도, 수위가 변하지 않는 중립축이 중앙지점에 형성되는 부체와, 부체 중립축의 단면중심 수직축상에 직결되어 부체 운동에너지를 이용하여 발전하는 발전유닛을 포함하도록 제안하나, 힘의 이용면에서 파력은 크기에 따라 내부에 채워진 물의 요동정도가 너무 작고, 발전 효율도 낮아 조류 그 자체를 온전히 이용하지 못하는 한계가 있었다.

이에 본 발명자는 본격 조력발전을 본격 실시하고자 구조가 간단하지만 조류의 흐름을 충분히 이용하는 한국특허출원제10-2022-49624호를 출원한 바 있다. 본 기술은 상단 캡과 하단 지주고정판 및 상하단 사이에 원통형 지지대로 이루어지는 원통형 지주와; 내부에는 공동이 형성되고 상기 원통형 지주에 끼움 체결되어 360도 자유회동하며 터빈에서 발생하는 전기를 이송하기 위한 발전이송장치를 구비하는 본체와; 상기 본체는 터빈 및 원격제어통신장치를 더 포함하는 자유회동식 원격제어 조류발전장치에 있어서, 상기 본체는 'V'형으로 이루어지고 상기 'V'형 본체의 첨부는 원통형 개방부가 구비되어 상기 지주에 끼움 체결되어 회동하며, 상기 'V'형 본체의 내측 개방부에는 터빈체결부를 더 구비한 자유회동식 원격제어 조류발전장치인데 이를 어민 활동과 관련하여 개량하고자 한다.

즉 본 발명자는 어촌에서 밀물 때는 어선 입출항이 가능하고 썰물 때는 물이 빠져 어패류 채취가 가능하므로 이를 반영하여 앞서 특허출원한 자유회동식 원격제어 조류발전장치를 더욱 효과적으로 개량하여 지원하고자 한다.

- 대한민국 등록특허제10-139539호(2014.5.14.공고) - 대한민국 등록특허제10-1596155호(2016.2.22.공고) - 대한민국 등록특허 제10-1226719호(2013.1.25.공고)

본 발명은 조류 흐름을 충분히 효과적으로 이용하되 통제가능한 본격 회동식 조류발전 기술을 제공하고자 한다.

또한 본 발명 회동식 조류발전장치를 대규모 설치시 상호 간섭하지 않는 회동식 조류발전장치를 제공하고자 한다.

또한 본 발명은 조류에 순응하여 180° 회동하는 조류순응형 발전장치를 제공하고자 한다.

또한 본 발명은 해수 낙차에 강하며 지면으로부터 소정 높이에서 고정되는 다목적 주민친화형 조류발전장치를 제공하고자 한다.

또한 본 발명은 고장시 빠르게 접근하고 수리할 수 있도록 접근성이 개선된 회동식 조류발전장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.

상기 문제를 해결하고자 본 발명은 원통형지지대를 포함하며 지면에 고정되는 지주와, 일측에 구비된 원통형개방부가 상기 원통형지지대에 끼워져 회동하는 본체를 포함한 180° 회동식 조류발전장치에 있어서, 상기 본체에는 좌우 양측으로 소정 길이 돌출한 돌출부재를 구비하고, 상기 지주의 일측에는 상기 돌출부재의 좌우 단부가 맞접시 본체 회전을 정지시키는 스토퍼를 구비하되, 상기 스토퍼는 지주에 고정되는 고정스토퍼와, 상기 고정스토퍼와 연동하여 상하로만 회동하도록 체결되며 해수면 높이에 연동하여 상하 운동하는 상하회동스토퍼로 이루어진 것을 특징으로 하는, 180° 회동식 조류발전장치를 제공할 수 있다.
또한 본 발명에서 상기 고정스토퍼의 좌우 양 단부에는 회동가능하게 체결되며 조류에 따라 소정각도 좌우회동하는 좌우회동스토퍼를 더 구비하되, 상기 좌우회동스토퍼는 고정스토퍼 단부에서 소정 각도 범위에서 회동하도록 체결된 것을 특징으로 하는, 180° 회동식 조류발전장치를 제공할 수 있다.
또한 본 발명에서 상기 본체는 원통형개방부에 연하여 외측으로 둘러 소정 폭의 원통형통로부를 더 구비한 180° 회동식 조류발전장치를 제공할 수 있으며, 상기 돌출부재의 양 단부에는 외부로 확장 및 수축 가능한 푸시부재를 더 구비한 180° 회동식 조류발전장치를 제공할 수 있다.
또한 본 발명에서 상기 본체에는 원격제어통신장치, 배터리, 충전기, 솔레노이드밸브 또는 발전이송장치 중 어느 하나 이상을 더 구비할 수 있으며, 상기 본체는, 일측에 구비된 원통형개방부가 상기 원통형지지대에 끼워져 회동하는 회전체와, 상기 회전체의 타측에 자유회동부재를 이용하여 체결되며 조류 발전장치를 구비한 발전체로 이루어지고, 상기 회전체 또는 발전체에 좌우양측으로 소정길이 돌출한 돌출부재를 구비하는 180° 회동식 조류발전장치를 제공할 수 있다.

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본 발명은 조수간만의 차이를 발생시키는 조류의 흐름 방향을 충분히 효과적으로 발전에 이용하는 조류발전 기술을 제공한다.

또한 본 발명은 2이상 대량 설치하는 조류의 흐름방향이용 발전장치는 상호 간섭하지 않도록 활용성을 개선한 조류발전장치를 제공한다.

또한 본 발명은 조류에 순응하며 본체는 180도 회동하는 조류 순응형 발전장치를 제공한다.

또한 본 발명은 해수 낙차에 강하며 지면으로부터 소정 높이에서 조류발전장치가 고정되는 주민친화형 조류발전장치를 제공한다.

또한 본 발명은 조류발전장치 운용시 고장에 빠르게 대처하도록 해당부위에 빠르게 접근하여 수리하는 접근성이 개선된 조류발전장치를 제공한다.

본 발명 효과는 이상 언급된 것들 외에도 언급되지 아니한 다른 효과들이 아래의 기재로부터 당업자에게 자명한 사항을 포함한다.

도 1 및 도 2는 본 발명자의 선출원발명의 기술을 설명하기 위한 것으로, 도 1과같이 수중 지반에 고정되며 상단캡으로 활동 상한선을 제공하는 조류발전장치의 경우 하한 활동선은 물이 완전히 빠져나간 간조선(B)에 해당하므로 어민, 관광객 등의 활동 공간과 겹치는 문제가 발생하며, 도 2와같이 좁은 면적에 촘촘히 설치하는 경우, 예를들어 6대의 발전장치를 근접 설치한 경우, 지주 원통형지지대에 끼움된 발전장치는 조류 방향 전환에 따라 회전하며 좌측 또는 우측으로 회전하는 발전장치는 간섭이 일어나 서로 충격할 수 있다.
도 3은 본 발명의 본체가 해수면 높이에 연동하여 상하 회동하는 경우, 지주에 상한점과 하한점을 설정하여 각각 상단고정부재와 하단고정부재를 지주에 설치하는 경우, 간조시에는 본체가 소정 높이에서 정지하도록 지원함으로써 지면에서는 어민이나 관광객의 어패류 등 채취나 차량 투어 등 경제활동을 지원할 수 있음을 설명한다.
도 4 및 도 5는 본 발명 180° 회동식 조류발전장치의 본체는 하부에 자세제어핀을 2이상 구비하며 상부에는 발전이송장치를 구비하며, 본체 양측으로는 소정길이 돌출하는 돌출부재를 구비하고, 이에 대응하는 지주 일측에는 상기 돌출부재 회전시 회전을 정지시키는 스토퍼를 구비함으로써 본체가 지주를 중심으로 일정한 방향으로만 180도 회동하도록 제한한다.
도 6은 본 발명의 스토퍼와 돌출부재의 상호작용에 관한 것으로서, 본체가 조류흐름으로 회동하고 조류흐름이 완전히 바뀐 180° 회전상태에서 돌출부재가 지주에 고정된 스토퍼 좌우 양 단부에 접하여 정지하는데, 스토퍼 양 단부의 외측으로 또는 내측으로 돌출부재가 접하는 것을 예시한다.
도 7은 본 발명의 돌출부재 양 단부에는 외부로 확장 및 수축이 가능한 푸시부재를 더 구비하거나, 돌출부재에는 발전이송장치(240), 배터리(250), 원격제어통신장치(260), 충전기(280) 등 일체형 모듈구조로 이루어질 수 있다.
도 8은 본 발명의 180° 회동식 조류발전장치 본체 일측에 구비된 원통형개방부에 연하여 외측으로 둘러 소정폭의 원통형통로부를 더 구비하며, 돌출부재는 본체의 하부 또는 상부에 선택적으로 탈착하여 제공할 수 있다.
도 9는 본 발명의 상하회동스토퍼에 관한 것으로서, 스토퍼는 지주에 고정되는 고정스토퍼와, 고정스토퍼에 회동하도록 체결하되 해수의 상하움직임에 연동하여 상하로 운동하는 상하회동스토퍼로 이루어져 조류에 연동하여 상하로 운동하면서 회전하는 본체의 돌출부재에 효과적으로 대응한다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 좌우회동스토퍼에 관한 것으로서, 스토퍼는 지주에 고정되는 고정스토퍼와, 고정스토퍼에 회동가능한 좌우 양단의 좌우회동스토퍼로 이루어지며, 조류가 바뀌면 좌우회동스토퍼의 내측에 설치된 요철플레이트는 변경되는 조력을 받아 일측으로 회전하도록 함으로써 좌우회동스토퍼가 고정스토퍼의 단부에서 힌지를 중심으로 소정각도 회동하여 본체의 돌출부재를 푸싱함으로써 본체가 회전한다.
도 12는 본 발명에서 본체는 일측에 원통형개방부를 구비하여 원통형지지대에 체결시 회동하는 회전체와, 해수 낙차에 효과적으로 대응할 수 있도록 회전체에 체결하는 자유회동부재와, 회전체의 타측에 자유회동부재를 이용하여 체결되며 조류 발전장치를 구비한 발전체로 이루어진 180° 회동식 조류발전장치를 도시하였다.
도 13 및 도 14는 회전체, 자유회동부재 및 발전체로 이루어진 본체에 있어서, 회전 방향과 범위를 결정하는 돌출부재는 구성상 독립적 요소로서 회전체 또는 발전체에 부가하거나, 회전체 또는 발전체 자체의 좌우 폭을 조정함으로써 돌출부재 기능을 제공할 수도 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 구체적으로 설명한다.

본 발명을 설명함에 있어 관련 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략하며, 후술 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 발명자가 선출원한 한국특허출원제10-2022-49624호는 상단 캡과 하단 지주고정판 및 상하단 사이에 원통형 지지대로 이루어지는 원통형 지주와; 내부에는 공동이 형성되고 상기 원통형 지주에 끼움 체결되어 360도 자유회동하며 터빈에서 발생하는 전기를 이송하기 위한 발전이송장치를 구비하는 본체와; 상기 본체는 터빈 및 원격제어통신장치를 더 포함하는 자유회동식 원격제어 조류발전장치이며, 이에 추가하여 상기 원통형 지주는 길이방향으로 절첩하고, 원격제어통신장치는 솔레노이드밸브 및 제어용 원격제어모듈을 더 포함하거나 원격제어통신장치는 충방전 배터리 및 제어회로를 더 포함하고, 터빈은 2이상 복수개로 이루어지되, 터빈의 길이는 서로 상이하며, 본체 하부에는 자세제어 핀이 길이방향으로 2이상 길게 평행하게 돌출 구비되고, 본체의 내부 공동은 하나로 이루어지거나, 공동의 주위에는 2이상의 모듈을 조립하여 외부를 감싸도록 이루어진 자유회동식 원격제어 조류발전장치를 제공하고 있다.

본 발명은 본 발명자의 상기 선출원발명을 개량한 것으로서, 현장 설치시 예상되는 문제를 더 효과적으로 보완하고자 자유회동 문제점을 개선하여 180°회동하도록 하고, 해수면 높이와 연동하되 본체 상하운동을 하단 고정부재에 의해 고정하한선을 제공한 특징이 있다.

즉 본 발명은 원통형지지대(130)를 포함하며 지면에 고정된 지주(100)와, 본체 일측에 구비된 원통형개방부(230)가 상기 원통형지지대(130)에 끼워져 회동하는 본체(200)를 포함하는 180° 회동식 조류발전장치에 있어서, 본체(200)에는 좌우양측으로 소정 길이 돌출한 돌출부재(210)를 구비하며, 지주(100)의 일측에는 상기 돌출부재(210)의 좌우 단부가 맞접시 본체 회전을 정지시키도록 스토퍼(400)를 갖추도록 한 180° 회동식 조류발전장치이다.

또한 본 발명에서 스토퍼(400)는 지주(100)의 상단및하단에 돌출한 상단고정부재(132) 및 하단고정부재(131)에 각각 고정되게 제공할 수 있다.

또한 본 발명의 스토퍼(400)는 지주에 고정되는 고정스토퍼와, 고정스토퍼의 좌우 양 단부에 회동가능하게 체결되며 조류에 따라 소정각도 좌우회동하는 좌우회동스토퍼(410)로 이루어지되, 상기 좌우회동스토퍼(410)는 고정스토퍼 단부에서 소정 각도 범위에서 회동하도록 체결되게 제공할 수 있다.

또한 본 발명 본체(200)는 원통형개방부(230)에 연하여 외측으로 둘러 소정 폭의 원통형통로부(231)를 더 구비할 수 있고, 돌출부재(210)는 양 단부에는 외부로 확장 및 수축 가능한 푸시부재(211)를 더 구비하여 제공할 수 있다.

또한 본 발명은 본체에 원격제어통신장치(260), 배터리(250), 충전기(280), 솔레노이드밸브 또는 발전이송장치(240) 중 어느 하나 이상을 더 구비하도록 제공할 수 있고, 본체 하부에 자세제어핀(290)을 구비하여 본체 안정성을 더욱 도모하고, 터빈을 착탈식으로 제공할 수 있다.

또한 본 발명의 스토퍼(400)는 지주에 고정되는 고정스토퍼와, 상기 고정스토퍼와 연동하여 상하로만 회동하도록 체결되며 해수면 높이에 연동하여 상하 운동하는 상하회동스토퍼(401)를 더 구비하여 제공할 수 있다.

또한 본 발명의 본체는 일측에 구비된 원통형개방부가 상기 원통형지지대에 끼워져 회동하는 회전체와, 상기 회전체의 타측에 자유회동부재를 이용하여 체결되며 조류발전장치를 구비한 발전체로 이루어지고, 상기 회전체 또는 발전체에 좌우 양측으로 소정길이 돌출한 돌출부재를 구비하는 것을 특징으로 하는, 180° 회동식 조류발전장치를 제공할 수 있다.

이하에서 더욱 상세히 설명한다.

본 발명은 원통형지지대(130)를 포함하며 지면에 고정된 지주(100)와, 일측에 구비된 원통형개방부(230)가 상기 원통형지지대(130)에 끼워져 회동하는 본체(200)를 포함하는 180° 회동식 조류발전장치를 기본으로 제공한다.

또한 본 발명 지주(100)는 본체(200) 일측에 구비된 원통형개방부(230)가 끼워져 회동하도록 원통형지지대(130)를 중심으로 상단에는 캡(110)을 고정하여 상단 회동범위를 한정하고, 하단에는 지면에 고정용 지주고정판(120)을 구비할 수 있다.

본 발명에서 본체(200)의 형태는 회전 중심으로 작용하는 일측 원통형개방부(230)를 중심으로 조류 흐름을 이용한 안정적 발전을 지원할 수 있도록 "V"형, "U"형, "ㅁ"형 또는 "0"형 등으로 이루어질 수 있고, 바람직하게 본체는 물결 고려시 본체(200) 폭에 비해 길이 방향을 더 길게 설계하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 본체(200)는 내부에 공동이 구비되며, 솔레노이드밸브 및 원격제어통신장치(260)를 이용한 원격 조정장치를 구비한 것이 바람직하다.

또한 상기 공동은 2이상 복수개로 제공할 수 있다. 이를 통해 공동에 채워지는 해수 양을 더욱 정밀하게 제어할 수 있고, 솔레노이드밸브를 연동하여 더 정밀하게 제어할 수 있다.

또한 본 발명의 본체(200)에는 좌우 양측으로 소정 길이 돌출하는 돌출부재(210)를 구비한 것이 바람직하며, 이에 대응하여 지주(100)에는 상기 돌출부재(210) 단부가 맞접시 본체 회전을 정지시키도록 지주(100)의 일측에 스토퍼(400)를 구비하도록 제공할 수 있다.

앞서밝힌 본 발명자의 선출원 기술은 360°회동하며 모든 방향의 조류 흐름을 온전히 조류발전장치에 사용하고 대량 설치가능한 특징이 있으나, 실제 조류는 만조와 간조시 바뀐 방향 즉 180° 변경 조류만 이용하더라도 충분할 정도이며 특히 좁은 해상면적에 발전장치가 대량 설치된 경우 본체의 360° 회동과정에서는 좌측 또는 우측으로 회동하는 방향이 서로 다를 수 있어 상호 간섭이 발생할 여지가 있다.

이에 본 발명은 2이상 조류발전장치를 촘촘하게 밀집 설치한 경우에도 조류 방향이 변경되어 본체 회동 시작되면 모든 본체가 한쪽 방향으로만 180° 회동하도록 본체(200)에는 돌출부재(210)를 구비하고 이에 대응되는 지주(100)에는 일측에 스토퍼(400)를 더 구비하도록 개선하였다.

즉 도 4와같이 본체(200)의 좌우 양측으로 소정길이 돌출하여 고정된 돌출부재(210)와, 이에 대응되게 지주(100) 일측에 스토퍼(400)를 구비하도록 하여 조류 방향 변경으로 회동하는 조류발전장치 본체는 회전 중심인 지주(100)를 중심으로 한쪽 방향으로만 180도 회동한 후 정지시켜, 본체(200) 회동을 한쪽 방향으로 통일함으로써 본체(200)끼리 충돌 간섭 여지를 원천 제거할 수 있고, 이를 통해 발전장치를 촘촘히 설치하더라도 본체간 간섭없는 한쪽 방향으로 일사불란하게 회동하는 조류발전장치 시설을 본격 제공한다.

본 발명은 회동과 함께 본체(200)가 상하로 운동하되 간조선의 이상으로 본체(200)가 정지하도록 개량한 것으로서, 도 3과 같이 어민 등의 경제활동을 위해 지면으로부터 소정 높이에서 본체(200)를 정지시키도록 지원한다.

즉 본 발명은 본체를 지면으로부터 소정 높이에서 정지하도록 하단고정부재(131)를 원통형지지대(130)가 구비된 지주(100) 하단에 설치한다. 이를 통해 일예로서 지면 상부 2미터정도 높이에 본체(200)를 정지시키도록 할 수 있다.

또한 본 발명은 만조시 물이 차는 만조선까지 지주(100) 길이를 충분히 연장한 후 상단부에 캡(110) 등 상단고정부재(132)로 마감처리 함으로써 낙차 큰 조류도 충분히 이용하게 지원한다.

이처럼 본 발명에서 스토퍼(400)는 지주(100)의 일측에서 상단고정부재(132) 및 하단고정부재(131)에 각각 고정되도록 제공하는 것이 더욱 바람직하다.

또한 본 발명 스토퍼(400)는 소정 시간을 주기로 본체(200) 돌출부재(210)의 일측 단부 또는 타측 단부가 충격하며 회전하는 본체(200) 회전을 정지시킨다.

즉 조수간만 차이와 함께 조류 방향이 변경되는 과정에서 본 발명의 본체는 지주 중심으로 회동하게 되는데 이때 본체에 고정된 돌출부재와 이에 대응되도록 설치한 지주 스토퍼의 좌우 양단부에 부딪히며 회전을 멈추고 안정된 상태에서 조류를 이용한 본체 발전장치가 가동된다.

이 때문에 본체 돌출부재 양단부 소재와, 이에 맞접하는 스토퍼의 양 단부 충격부위의 소재는 충격에 강한 고무 등 탄성소재가 바람직하다.

또한 본발명 스토퍼(400)는 지주(100)와 별개로 분리하여 해수면 아래 지반에 별도로 착탈식 고정 설치할 수 있으나, 착탈식의 경우 본체 일체형에 비해 유지 관리면에서 바람직하지 않을 수 있다.

또한 본 발명 스토퍼(400)는 도 5 및 도 6과 같이 지주의 원통형지지대(130)와 평행하게 소정길이 연장된 것이 바람직하다. 이를 통해 조수간만의 차이로 해수면이 승하강하는 과정에서 본체(200)의 승하강 및 회전 운동에 더 효과적으로 대응할 수 있다.

또한 스토퍼(400)는 단면이 직사각 또는 원통형으로 이루어진 것이 바람직하다. 이를 통해 본체(200) 돌출부재(210)와의 충격부위를 효과적으로 줄여줄 수 있으며, 조류방향이 바뀌는 경우에도 돌출부재(210)에 대하여 더 용이하게 조력이 작용하도록 추가 수단을 제공할 수 있다.

본 발명에서 스토퍼(400)는 지주에 고정되는 고정스토퍼와, 고정스토퍼 양단의 좌우회동스토퍼(410)로 이루어지되, 좌우회동스토퍼(410)는 고정스토퍼의 양 단부에서 소정 각도 내 회동하도록 도 10과 같이 힌지방식 등으로 제공할 수 있다. 즉 도 5 및 도 6과 같이 스토퍼(400)는 본체(200) 회동시 돌출부재(210)의 양 단부가 더 이상 진행못하도록 정지시키는 기능을 제공하는데, 조류 흐름이 변경되는 경우 반대방향으로 회동하여야 하고, 이때 돌출부재(210)에 접한 스토퍼(400) 부위에서 돌출부재(210)를 향해 일시적 회전모멘텀을 제공하는 것이 바람직하다. 이를 위해 본 발명은 도 10 및 도 11과 같이 소정각도 범위 내에서 회동하는 좌우회동스토퍼(410)를 더 구비할 수 있으며, 그 내측에는 변경된 조류의 힘이 요철플레이트(412)에 가해짐으로써 힌지(411)를 중심으로 회동스토퍼가 일측으로만 회전하도록 본체 돌출부재(210) 단부에 회전 모멘텀을 제공한다.

또한 본 발명에서 스토퍼(400)는 지주에 고정되는 고정스토퍼와, 상기 고정스토퍼와 연동하여 상하로만 회동하되 해수면 높이에 연동하여 상하 운동하는 상하회동스토퍼(401)를 더 구비할 수 있다.

즉 본 발명은 만조선과 간조선 사이에서 조류를 이용하여 발전하는 조류발전장치로 360° 회전하는 본체(200)를 180° 회전시 정지하도록 스토퍼(400)를 이용하므로 스토퍼(400)의 길이가 상하로 소정 길이만큼 길게 이루어진 것이 바람직하며, 이 때문에 스토퍼(400) 제조비용을 줄이기 위하여 가변형 스토퍼(400)로 제조하는 것이 바람직하다. 이를 위해 스토퍼(400)는 항상 지주에 고정된 고정스토퍼와, 고정스토퍼와 연동하되 해수면 높이에 연동하여 상하로만 회동하도록 체결되는 상하회동스토퍼를 더 구비할 수 있다. 일예로 상하회동스토퍼(401)는 부력을 이용할 수 있으며, 고정스토퍼 내에 부력체로 제공할 수 있다. 더 바람직하게는 도 9와 같이 지주 외주면상에서 상하회동스토퍼(401)의 기어장치(402)를 설치하여 제공할 수 있다.

또한 본 발명은 좌우회동스토퍼 및 상하회동스토퍼를 동시 적용하면 더욱 바람직하다.

또한 본 발명은 본체(200) 일측에 구비되는 원통형개방부(230)에 연하여 그 외측으로 둘러 소정 폭의 원통형통로부(231)를 더 구비할 수 있다.

본 발명은 해상에 대규모 설치하며 장치간 일정간격 이격 설치함으로써 조류발전장치 상부면은 작업자 이동통로가 되도록 설계한 것으로 본체(200) 일측의 원통형개방부(230)에 연한 통로가 협소하면 작업자는 조류발전장치간 이동이 어려우며 이 때문에 본 발명은 도 8과 같이 원통형개방부(230)에 연하여 외측으로 둘러 소정 폭의 원통형통로부(231)를 구비하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명은 도 7과같이 본체(200)의 돌출부재(210)의 양 단부에는 외부로 확장 및 수축 가능한 푸시부재(211)를 더 구비하며, 이를 위해 돌출부재(210)의 내측에 확장 및 수축을 지원하는 펌프(212)를 설치하는 것이 더욱 바람직하다. 본 발명에서 본체(200)는 조류 방향 변경에 따라 지주(100)를 중심으로 회동하게 되며, 이때 회전모멘텀은 스토퍼(400)의 양단에 구비되는 좌우회동스토퍼(410)를 통해 제공함과 동시에 스토퍼(400)에 맞접하는 돌출부재(210) 양 단부가 확장 및 수축이 가능한 푸시부재(211)를 통해 더욱 정밀하게 제어할 수 있다.

또한 본 발명의 본체(200)는 원격제어통신장치(260), 배터리(250), 충전기(280), 솔레노이드밸브 또는 발전이송장치(240) 중 어느 하나 이상을 더 구비하도록 제공할 수 있다.

발전이송장치(240)는 본 발명의 조류발전장치로부터 생산된 전력을 이송하지 위한 것으로 알려진 기술을 이용할 수 있다.

원격제어통신장치(260)는 RTU로 불리며 제어 신호를 원경으로 송수신하여 원격제어 가능한 조치를 지원하는 장치로서, 본체(200)의 내부 공동에 해수를 채우고 빼기 위한 솔레노이드밸브 및 제어용 원격제어모듈을 더 포함하도록 제공할 수 있다.

또한 배터리(250)와 충전기(280)는 본 발명 발전장치로부터 생산되는 전력을 이용하여 현장에서 전기장치를 운용하기 위해 설치되는 것으로서 이를 통해 본발명에 구현되는 통신 및 제어장치를 더욱 효과적으로 운용하여 원격자동제어시스템을 지원할 수 있다.

또한 본 발명은 해수의 낙차에 더 효과적으로 대응하기 위하여 본 발명 본체의 구성을 더욱 세분화하여 제공할 수 있다.

즉 도 12와 같이 본 발명 본체(200)는 일측에 원통형개방부를 구비하며 상기 원통형지지대에 끼워져 회동하는 회전체(202)와, 해수 낙차 충격에 효과적으로 대응할 수 있도록 상기 회전체(202)에 체결하여 자유회동하는 자유회동부재(206)의 일측과, 상기 자유회동부재의 타측에 체결되어 자유회동하며 조류 발전장치를 구비하는 발전체(208)로 이루어질 수 있다. 자유회동부재(206)의 일예로 양단부 체결부위가 자유회동하도록 스위블 또는 힌지로 제공할 수 있다.

또한 본 발명은 도 13 및 도 14와 같이 회전체, 자유회동부재 및 발전체로 이루어진 본체에 돌출부재를 더 구비할 수 있고, 돌출부재는 상기 회전체 또는 발전체에 좌우 양측으로 소정길이 돌출한 돌출부재를 독립적 요소로 구비하거나, 회전체 또는 발전체 자체의 좌우 폭을 조절함으로써 돌출부재 기능을 제공할 수 있다.

이를 통해 본 발명 조류발전장치는 태풍 등 외력으로 인한 해수 낙차가 큰 경우에도 회전체와 발전체가 서로 체결된 상태에서 각각 해수면에 밀착하도록 지원함으로써 높은 내구성을 지원하며, 조류 이용면에서 더욱 안정적으로 지원할 수 있다.

100 : 지주 110 : 캡
120 : 지주고정판 130 : 원통형지지대
131 : 하단고정부재 132 : 상단고정부재
200 : 본체 202 : 회전체
206 : 자유회동부재 208 : 발전체
210 : 돌출부재 211 : 푸시부재
212 : 펌프 230 : 원통형개방부
231 : 원통형통로부 240 : 발전이송장치
250 : 배터리 260 : 원격제어통신장치
280 : 충전기 290 : 자세제어핀
300 : 터빈 400 : 고정스토퍼
401 : 상하회동스토퍼 402 : 기어장치
410 : 좌우회동스토퍼 411 : 힌지
412 : 요철플레이트

Claims

원통형지지대를 포함하며 지면에 고정되는 지주와, 일측에 구비된 원통형개방부가 상기 원통형지지대에 끼워져 회동하는 본체를 포함한 180° 회동식 조류발전장치에 있어서,
상기 본체에는 좌우 양측으로 소정 길이 돌출한 돌출부재를 구비하고,
상기 지주의 일측에는 상기 돌출부재의 좌우 단부가 맞접시 본체 회전을 정지시키는 스토퍼를 구비하되,
상기 스토퍼는 지주에 고정되는 고정스토퍼와, 상기 고정스토퍼와 연동하여 상하로만 회동하도록 체결되며 해수면 높이에 연동하여 상하 운동하는 상하회동스토퍼로 이루어진 것을 특징으로 하는, 180° 회동식 조류발전장치
제1항에 있어서,
상기 고정스토퍼의 좌우 양 단부에는 회동가능하게 체결되며 조류에 따라 소정각도 좌우회동하는 좌우회동스토퍼를 더 구비하되,
상기 좌우회동스토퍼는 고정스토퍼 단부에서 소정 각도 범위에서 회동하도록 체결된 것을 특징으로 하는, 180° 회동식 조류발전장치
제1항에 있어서,
상기 본체는 원통형개방부에 연하여 외측으로 둘러 소정 폭의 원통형통로부를 더 구비한 것을 특징으로 하는, 180° 회동식 조류발전장치
제1항에 있어서,
상기 돌출부재의 양 단부에는 외부로 확장 및 수축 가능한 푸시부재를 더 구비한 것을 특징으로 하는, 180° 회동식 조류발전장치
제1항에 있어서,
상기 본체에는 원격제어통신장치, 배터리, 충전기, 솔레노이드밸브 또는 발전이송장치 중 어느 하나 이상을 더 구비한 것을 특징으로 하는, 180° 회동식 조류발전장치
제1항에 있어서
상기 본체는,
일측에 구비된 원통형개방부가 상기 원통형지지대에 끼워져 회동하는 회전체와,
상기 회전체의 타측에 자유회동부재를 이용하여 체결되며 조류 발전장치를 구비한 발전체로 이루어지고,
상기 회전체 또는 발전체에 좌우양측으로 소정길이 돌출한 돌출부재를 구비하는 것을 특징으로 하는, 180° 회동식 조류발전장치
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