KR102554350B1 - Buoy type wave power generation apparatus - Google Patents

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KR102554350B1
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Abstract

부표식 파력 발전장치가 개시된다. 본 발명에 따른 부표식 파력 발전장치는, 상부에는 부력을 발생시키도록 밀폐된 부력공간이 형성되고, 상부에는 상기 부력공간과는 구분되고 유동 증폭용 고체 또는 액체가 불특정 방향으로 유동되도록 수용되는 유동증폭공간이 형성되며, 계류라인에 의해 계류되는 케이스; 상기 케이스의 저면에 마련되어 상기 케이스가 해수면에 떠 있을 때 세워진 상태를 유지하도록 무게 중심을 부여하기 위한 무게추; 및 상기 케이스가 파도에 의해 흔들릴 때 위치 에너지를 전기 에너지로 변환하도록 구성되어 상기 부력공간에 마련되는 적어도 1개 이상의 파력발전모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다. A buoy-type wave power generator is disclosed. In the buoy-type wave power generator according to the present invention, a closed buoyancy space is formed at the top to generate buoyancy, and at the top, the flow is separated from the buoyancy space and accommodated so that the solid or liquid for flow amplification flows in an unspecified direction. A case in which an amplification space is formed and moored by a mooring line; a weight provided on the bottom of the case to give a center of gravity so that the case remains erect when floating on the sea level; and at least one wave power generation module provided in the buoyancy space configured to convert potential energy into electrical energy when the case is shaken by waves.

Description

부표식 파력 발전장치{BUOY TYPE WAVE POWER GENERATION APPARATUS} Buoy type wave power generator {BUOY TYPE WAVE POWER GENERATION APPARATUS}

본 발명은 부표식 파력 발전장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 양식어장에 설치된 유휴 부표, 해양관측 부표 또는 등부표의 기능을 구비함은 물론, 파도에 의한 흔들림을 증폭시켜 파력발전이 효율적으로 이루어질 수 있도록 된 부표식 파력 발전장치에 관한 것이다.The present invention relates to a buoy-type wave power generation device, and more particularly, has functions of an idle buoy, marine observation buoy, or light buoy installed in a fish farm, and efficiently generates wave power by amplifying shaking caused by waves. It relates to a buoy-type wave power generator that can be used.

부표(buoy)는 선박의 안전 항해를 돕기 위하여 항로를 지시하거나 암초, 침몰선 따위의 위험물이 있음을 경고하기 위하여 물위에 띄우는 항로 표지의 하나이다. A buoy is one of the navigational signs that are floated on the water to indicate the course of a ship to help safe navigation or to warn of dangerous objects such as reefs and sunken ships.

부표는 닻과 계류로프에 의해 특정위치에 부유되는 계류 부표와 해류에 따라 이동하며 관측자료를 송신하도록 된 표류부표로 구분된다. Buoys are divided into mooring buoys that float in a specific location by anchors and mooring ropes, and drifting buoys that move along the ocean current and transmit observation data.

계류부표는 특정 위치에서 해양을 관측하는 용도로 사용될 수 있고, 양식장의 그물이나 연승수하연 등을 지지하기 위한 용도록 사용된다. Mooring buoys can be used to observe the ocean at a specific location, and are used to support nets or longlines in farms.

최근에는 부표에 구비되는 통신모듈이나 경광등(점멸등)에서 소모되는 전기를 자체 발전하기 위하여 부표에 다양한 발전장치를 결합하여 사용하고 있다. Recently, in order to self-generate electricity consumed in a communication module or a warning light (flashing light) provided in the buoy, various power generation devices are used in combination with the buoy.

예들 들면, 대한민공개특허공보 제10-2016-137805호(공개일 : 2016.12.01)에는 태양광 발전부표가 개시되어 있다. 태양광 발전부표는, 도 1에 도시된 바와 같이, 해수면에 부양되는 케이스(110)와, 상기 케이스(110)에 구비되는 통신모듈(140)과, 상기 통신모듈(140)에 전원공급하는 전원공급부(150)와, 상기 케이스(110)에 구비되어 상기 케이스(110)의 중심을 유지하는 균형유지부(180)와, 케이스(110)의 상부측에 마련되는 집광렌즈(160)와 솔라셀(152)을 포함한다. For example, Korean Patent Laid-open Publication No. 10-2016-137805 (published date: 2016.12.01) discloses a solar power generation buoy. As shown in FIG. 1, the solar power generation buoy includes a case 110 floating on the sea level, a communication module 140 provided in the case 110, and power supplying power to the communication module 140. A supply unit 150, a balance maintaining unit 180 provided in the case 110 to maintain the center of the case 110, a condensing lens 160 provided on the upper side of the case 110, and a solar cell (152).

전술한 태양광 발전부표는, 해양환경에서도 태양광 발전을 통하여 전기를 발생시켜 부표에 구비된 통신모듈 등에 공급할 수 있음으로써 외부로부터의 별도 전력 공급이 불필요 하였다. The above-described photovoltaic power generation buoy generated electricity through photovoltaic power generation even in a marine environment and supplied it to a communication module provided in the buoy, so that a separate power supply from the outside was unnecessary.

그러나, 이러한 태양광 발전부표는, 날씨가 흐리거나 야간에는 발전이 이루어지지 않거나 발전효율이 현저하게 저하됨으로써 전력 공급에 차질이 생기는 문제점이 있었다. However, these solar power generation buoys have a problem in that power supply is disrupted by not generating power at night or when the weather is cloudy or the power generation efficiency is significantly lowered.

다른 종래기술로서, 대한민국등록특허 제10-1959262호(공고일 : 2019.03.18)에는 파력발전 모듈 및 이를 포함하는 등부표 장치가 개시되어 있다. 등부표 장치는, 도 2에 도시된 바와 같이 부력발생부(102)의 내부에 파력발전 모듈(112)가 마련된 구조를 갖는다. As another prior art, Korean Patent Registration No. 10-1959262 (published date: 2019.03.18) discloses a wave power module and a light buoy device including the same. The light buoy device has a structure in which a wave power module 112 is provided inside the buoyancy generating unit 102, as shown in FIG.

이러한 등부표 장치는, 파도에 의한 위치 에너지의 변화를 전자기 유도 결합에 의한 전기 에너지로 변환함으로써, 해양 구조물에서 자가 발전을 구현할 수 있었다. Such a light buoy device can implement self-power generation in offshore structures by converting changes in potential energy by waves into electric energy by electromagnetic induction coupling.

그러나, 전술한 등부표 장치는, 하부에 부력발생부와 무게추가 마련되어 있고 상부에는 리플렉터 지지부만 구비되어 있었기 때문에 파도에 의한 등부표의 흔들림이 미약하였고, 이러한 흔들림만으로는 파력발전 모듈의 발전 효율이 저하되는 문제점이 있었다. However, in the above-described light buoy device, since the buoyancy generator and weight are provided at the bottom and only the reflector support is provided at the top, shaking of the light buoy due to waves is weak, and this shaking alone reduces the power generation efficiency of the wave power module. there was

. 대한민공개특허공보 제10-2016-137805호(공개일 : 2016.12.01). Korean Patent Publication No. 10-2016-137805 (published date: 2016.12.01) . 대한민국등록특허 제10-1959262호(공고일 : 2019.03.18). Republic of Korea Patent No. 10-1959262 (Announcement date: 2019.03.18)

본 발명의 목적은, 양식어장에 설치되어 그물이나 연승수하연 등을 지지하는 유휴 부표, 해양관측 부표 또는 등부표 등의 기능과, 파도에 의한 흔들림이 증폭되도록 하여 내설되는 파력발전 모듈에서의 파력발전이 효율적으로 이루어지도록 할 수 있는 부표식 파력 발전장치를 제공하는데 있다. An object of the present invention is to amplify the functions of idle buoys, marine observation buoys or light buoys installed in fish farms to support nets, longlines, etc., and wave power generation in the wave power module built in to amplify the shaking caused by the waves. It is to provide a buoy-type wave power generator that can make this happen efficiently.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.In addition, the problem to be solved by the present invention is not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical problems not mentioned above will be clear to those skilled in the art from the description below. You will be able to understand.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 하부에는 부력을 발생시키도록 밀폐된 부력공간이 형성되고, 상부에는 상기 부력공간과는 구분되고 유동 증폭용 고체 또는 액체가 불특정 방향으로 유동되도록 수용되는 유동증폭공간이 형성되며, 계류라인에 의해 계류되는 케이스; 상기 케이스의 저면에 마련되어 상기 케이스가 해수면에 떠 있을 때 세워진 상태를 유지하도록 무게 중심을 부여하기 위한 무게추; 및 상기 케이스가 파도에 의해 흔들릴 때 위치 에너지를 전기 에너지로 변환하도록 구성되어 상기 부력공간에 마련되는 적어도 1개 이상의 파력발전모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 부표식 파력 발전장치에 의해 달성된다.According to the present invention, according to the present invention, a closed buoyancy space is formed at the bottom to generate buoyancy, and at the top, a flow amplification space is separated from the buoyancy space and accommodated so that a solid or liquid for flow amplification flows in an unspecified direction. A case is formed and moored by a mooring line; a weight provided on the bottom of the case to give a center of gravity so that the case remains erect when floating on the sea level; And it is achieved by a buoy-type wave power generation device comprising at least one wave power module provided in the buoyancy space configured to convert potential energy into electrical energy when the case is shaken by waves.

상기 유동 증폭용 고체는, 강구로 이루어지고, 상기 유동증폭공간의 바닥은 만곡면으로 이루어질 수 있다. The solid for flow amplification may be made of a steel ball, and the bottom of the flow amplification space may be made of a curved surface.

상기 유동 증폭용 액체는, 바닷물로 이루어지고, 상기 유동증폭공간에 2/3 이상 채워질 수 있다. The liquid for flow amplification is composed of seawater, and may fill more than 2/3 of the flow amplification space.

상기 계류라인은, 금속재로 이루어어진 다수개의 고리가 연이어 서로 연결된 체인과 섬유재로 이루어진 로프가 결합되어 이루어지고, 상기 로프는 각각의 상기 고리를 차례대로 관통하여 결합될 수 있다.The mooring line is formed by combining a chain of a plurality of rings made of metal and a rope made of fibrous material connected to each other in succession, and the rope can be coupled by passing through each of the rings in turn.

상기 케이스는, 원통형으로 이루어지고, 상기 부력공간은 상기 유동증폭공간보다 더 큰 부피로 형성될 수 있다. The case is made of a cylindrical shape, and the buoyancy space may be formed with a larger volume than the flow amplification space.

상기 유동증폭공간의 상부에는, 별도의 보조 유동증폭공간이 더 구비될 수 있다. A separate auxiliary flow amplification space may be further provided above the flow amplification space.

상기 부력공간과 상기 유동증폭공간 사이 또는 상기 유동증폭공간의 상부에는, 다수개의 날개가 몸체의 내부에 배치되는 내부 회전형 풍력발전장치가 구비될 수 있다. Between the buoyancy space and the flow amplification space or on top of the flow amplification space, an internal rotation type wind power generator in which a plurality of wings are disposed inside the body may be provided.

상기 케이스의 상단에는, 태양광 발전을 위한 태양광 패널이 구비될 수 있다. At the top of the case, a solar panel for photovoltaic power generation may be provided.

본 발명에 의하면, 케이스에 부력공간과 유동증폭공간이 다단으로 마련되고 부력공간에는 파력발전모듈이 설치되며 유동증폭공간에는 유동 증폭용 물질이 수용됨으로써 부표의 기능과 파력발전의 기능을 동시에 수행할 수 있는 효과를 제공할 수 있다. According to the present invention, the buoyancy space and the flow amplification space are provided in multiple stages in the case, the wave power generation module is installed in the buoyancy space, and the flow amplification material is accommodated in the flow amplification space, thereby performing the function of the buoy and wave power generation at the same time. effect can be provided.

본 발명에 의하면, 유동증폭공간에 유동 증폭용 물질이 수용됨으로써 케이스가 파도에 의해 흔들릴 때 유동 증폭용 물질이 불특정 방향으로 추가로 유동(출렁임)됨으로써 케이스의 흔들림이 증폭되어 파력발전모듈의 발전 효율이 현저하게 향상될 수 있는 효과를 제공할 수 있다. According to the present invention, when the flow amplification material is accommodated in the flow amplification space and the case is shaken by waves, the flow amplification material additionally flows (slides) in an unspecified direction, thereby amplifying the shaking of the case, thereby amplifying the power generation efficiency of the wave power module. This can provide an effect that can be remarkably improved.

본 발명에 의하면, 계류라인이 금속 고리로 된 체인과 섬유로 된 로프가 결합되어 구성됨으로써 내구성이 현저하게 향상될 수 있는 효과를 제공할 수 있다. According to the present invention, since the mooring line is configured by combining a metal ring chain and a fiber rope, durability can be remarkably improved.

본 발명에 의하면, 케이스에 내부 회전형 풍력발전장치와 태양광 패널이 구비됨으로써 하나의 케이스에서 파력발전, 풍력발전 및 태양광 발전이 이루어질 수 있는 효과를 제공할 수 있게 된다. According to the present invention, it is possible to provide an effect that wave power generation, wind power generation and solar power generation can be achieved in one case by being provided with an internal rotating wind power generator and a solar panel in the case.

본 발명에 의하면, 본 발명에 따른 부표식 발전장치가 양식어장에 설치되어 그물이나 연승수하연 등을 지지하는 유휴 부표, 해양관측 부표 또는 등부표 등에 적용될 수 있음으로써, 양식어장, 해양관측용 부표 또는 등부표에서 필요로 하는 전력을 친환경적 방법으로 자체적으로 생산할 수 있고, 따라서 외부로부터 별도의 전력 공급이 불필요하게 되는 효과를 제공할 수 있게 된다. According to the present invention, the buoy-type power generation device according to the present invention is installed in a fish farm and can be applied to idle buoys, marine observation buoys or light buoys that support nets, longlines, etc., such as fish farms, marine observation buoys or The power required by the light buoy can be produced by itself in an environmentally friendly way, and thus it is possible to provide an effect that does not require a separate power supply from the outside.

도 1은 종래기술에 의한 태양광 발전부표를 도시한 도면이다.
도 2는 종래기술에 의한 등부표 장치를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 부표식 파력 발전장치를 도시한 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 부표식 파력 발전장치의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 3에 도시된 파력발전모듈을 도시한 개략적 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 부표식 파력 발전장치를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 부표식 파력 발전장치를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 부표식 파력 발전장치를 도시한 도면이다.
1 is a view showing a solar power generation buoy according to the prior art.
2 is a view showing a light buoy device according to the prior art.
3 is a view showing a buoy-type wave power generator according to a first embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining the operation of the buoy-type wave power generator shown in FIG.
Figure 5 is a schematic perspective view showing the wave power module shown in Figure 3;
6 is a view showing a buoy-type wave power generator according to a second embodiment of the present invention.
7 is a view showing a buoy-type wave power generator according to a third embodiment of the present invention.
8 is a view showing a buoy-type wave power generator according to a fourth embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, in describing the present invention, descriptions of already known functions or configurations will be omitted to clarify the gist of the present invention.

본 명세서에서, 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.In this specification, the terms used are for describing the embodiments and are not intended to limit the present invention. In this specification, singular forms also include plural forms unless specifically stated otherwise in a phrase. The terms 'comprises' and/or 'comprising' used in the specification do not exclude the presence or addition of one or more other elements.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.In this specification, when an element is referred to as being “connected” to another element, it should be understood that although it may be directly connected to the other element, other elements may exist in the middle. On the other hand, when an element is referred to as being “directly connected” to another element, it should be understood that no intervening elements exist.

본 명세서에서, 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다.In this specification, the terms used are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention.

본 명세서에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. In this specification, singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

첨부된 도면 중에서, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 부표식 파력 발전장치를 도시한 도면이고, 도 4는 도 3에 도시된 부표식 파력 발전장치의 작용을 설명하기 위한 도면이며, 도 5는 도 3에 도시된 파력발전모듈을 도시한 개략적 사시도이다. Among the accompanying drawings, FIG. 3 is a view showing a buoy-type wave power generator according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a view for explaining the operation of the buoy-type wave power generator shown in FIG. 3, Figure 5 is a schematic perspective view showing the wave power module shown in Figure 3;

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 부표식 파력 발전장치(10)는, 부력공간(22)과 유동증폭공간(24)이 다단으로 형성된 케이스(20)와, 케이스(20)의 저면 중앙에 마련되는 무게추(30)와, 부력공간(22)에 구비되는 파력발전모듈(40)을 포함한다. As shown in FIG. 3, the buoy-type wave power generator 10 according to the first embodiment of the present invention includes a case 20 in which a buoyancy space 22 and a flow amplification space 24 are formed in multiple stages, and a case It includes a weight 30 provided at the center of the bottom surface of 20 and a wave power generation module 40 provided in the buoyancy space 22.

케이스(20)는, 부표 역할을 하도록 구성된 것으로, 하부에는 부력을 발생시키기 위한 부력공간(22)이 밀폐되어 형성되고 부력공간(22)의 상부에는 유동증폭공간(24)이 형성된다. 케이스(20)는 전체적으로 원통형으로 형성되고 하부의 부력공간(22)이 상부의 유동증폭공간(24)보다 더 큰 부피로 형성된다. 이는 케이스(20)가 충분한 부력을 갖도록 하기 위한 것이다.The case 20 is configured to serve as a buoy, and a buoyancy space 22 for generating buoyancy is sealed and formed at the bottom, and a flow amplification space 24 is formed at the top of the buoyancy space 22. The case 20 is formed in a cylindrical shape as a whole, and the lower buoyancy space 22 is formed with a larger volume than the upper flow amplification space 24. This is to ensure that the case 20 has sufficient buoyancy.

유동증폭공간(24)에는, 유동증폭용 액체가 2/3 이상 채워진다. 액체는 바닷물로 이루어질 수 있다. 액체가 가득 채워질 경우에는 액체가 출렁이지 않아 흔들림의 증폭이 발생되지 않거나 미약하고, 1/3 미만으로 채워질 경우에는 액체의 출렁임이 크지 않아 흔들림의 증폭이 미약하므로 바람직하게는 2/3의 액체를 채운다. The flow amplification space 24 is filled with liquid for flow amplification by 2/3 or more. The liquid may consist of sea water. When the liquid is filled to the full, the liquid does not fluctuate, so amplification of shaking does not occur or is weak. Fill up.

케이스(20)는, 금속재나 합성수지재, 화이버 글라스재로 이루어질 수 있고, 이러한 재질이 조합되어 이루어질 수 있다. The case 20 may be made of a metal material, a synthetic resin material, or a fiberglass material, and may be made of a combination of these materials.

케이스(20)는, 하부에 부력공간(22)이 형성되고 부력공간(22)의 상부에 유동증폭공간(24)이 형성되며 유동증폭공간(24)에 액체가 채워지는 구조를 갖기 때문에, 케이스(20)가 무게추(30)를 중심으로 어느 한 쪽으로 기울어질 때 유동증폭공간(24)에 채워진 액체가 케이스(20)가 기울어지는 방향으로 이동하면서 케이스(20)의 기울어짐을 더욱 증폭시키게 된다. 그리고 케이스(20)가 반동에 의해 반대방향으로 기울어질 때에도 유동증폭공간(24)에 수용된 액체가 반대 방향으로 이동하면서 케이스(20)의 기울어짐을 더욱 증폭시키게 된다. 한편 유동증폭공간(24)에 채워진 액체는 구속된 상태가 아니기 때문에 계속하여 출렁이면서 케이스(20)의 상부를 흔들게 되므로 케이스(20)의 흔들림은 증폭되어 지속될 수 있게 된다. Since the case 20 has a structure in which the buoyancy space 22 is formed at the bottom, the flow amplification space 24 is formed at the top of the buoyancy space 22, and the flow amplification space 24 is filled with liquid, When (20) tilts to either side around the weight (30), the liquid filled in the flow amplification space (24) moves in the direction in which the case (20) is tilted, further amplifying the tilt of the case (20). . Also, when the case 20 tilts in the opposite direction due to recoil, the liquid contained in the flow amplifying space 24 moves in the opposite direction, further amplifying the tilt of the case 20 . On the other hand, since the liquid filled in the flow amplification space 24 is not in a restrained state, it continuously shakes the upper part of the case 20 while shaking, so that the shaking of the case 20 is amplified and can be continued.

계류라인(50)은, 금속재로 이루어어진 다수개의 고리(52A)가 연이어 서로 연결된 체인(52)과 섬유재로 이루어진 로프(54)가 결합되어 이루어진다. 로프(54)는 도 3의 확대도에 도시된 바와 같이 각각의 고리(52A)를 차례대로 관통하여 결합된다. 섬유재로 된 로프가 각 고리(52A)들을 교대로 관통하여 결합되므로 금속재로 된 체인(52)이 인장 하중에 의해 서로 부딪힘이 완충되거나 완화되므로 피로누적으로 인한 파단이 방지되거나 최소화될 수 있다. The mooring line 50 is formed by combining a chain 52 in which a plurality of rings 52A made of a metal material are connected to each other in succession and a rope 54 made of a fibrous material. As shown in the enlarged view of FIG. 3, the rope 54 passes through each of the loops 52A in turn and is coupled. Since ropes made of fibrous material are coupled by passing through each of the rings 52A alternately, collisions between the chains 52 made of metal are buffered or alleviated by tensile loads, so that breakage due to fatigue accumulation can be prevented or minimized.

무게추(30)는, 케이스(20)가 해수면에 떠 있을 때 세워진 상태를 유지하도록 케이스(20)의 무게 중심이 하부에 있도록 하기 위한 것이다. 무게추(30)는 케이스(20)의 저면에서 직하방으로 결합되는 지지체의 단부에 결합된다. The weight 30 is to ensure that the center of gravity of the case 20 is at the bottom so as to maintain an upright state when the case 20 floats on the sea level. The weight 30 is coupled to the end of the support body coupled directly downward from the bottom surface of the case 20 .

파력발전모듈(40)은, 케이스(29)가 파도에 의해 사방으로 흔들릴 때 변화되는 위치 에너지를 전기 에너지로 변환하도록 구성되어 부력공간(22)에 마련된다. 즉, 케이스(20)가 파도에 의해 파도면을 따라 기울어지고 다시 세워지는 과정을 되풀이할 때 진자의 위치 변화를 회전 작동으로 변환 하여 발전이 이루어지도록 구성된다. The wave power generation module 40 is provided in the buoyancy space 22 so as to convert the potential energy that is changed when the case 29 is shaken in all directions by waves into electrical energy. That is, when the case 20 repeats the process of being tilted along the wave surface and erected again by waves, the change in the position of the pendulum is converted into a rotational operation to generate power.

파력발전모듈(40)은, 어느 하나의 구조에 국한되지 않고 다양하게 구성될 수 있다. 한 예로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 4면을 갖는 육면체의 하우징(44)의 내부에 회전운동으로 발전을 하기 위한 파력발전용 터빈(46)이 마련되고, 하우징(44)의 각 면에는 케이스(20)의 기울어짐에 의해 진자운동을 하는 진자(48)들이 각각 회전축에 결합된 구조를 갖는다. 이 구조에 의해 케이스(20)가 파도에 의해 기울어질 때 해당 진자(48)들이 한쪽으로 기울어지면서 각각의 회전축을 회전시키게 되고, 각 회전축의 회전력이 하우징(44) 내부에 마련된 기어모듈에 의해 터빈(46)을 회전시켜 발전이 이루어지도록 한다. The wave power generation module 40 is not limited to any one structure and may be configured in various ways. As an example, as shown in FIG. 5, a turbine 46 for wave power generation for generating power by rotational motion is provided inside a four-sided hexahedral housing 44, and each surface of the housing 44 has a structure in which the pendulums 48, which perform pendulum motion by the inclination of the case 20, are coupled to the rotation shaft, respectively. With this structure, when the case 20 is tilted by a wave, the corresponding pendulums 48 tilt to one side and rotate each rotational shaft, and the rotational force of each rotational shaft is generated by the gear module provided inside the housing 44. Rotate (46) to generate electricity.

파력발전모듈(340)은, 케이스(20)의 상부에 형성되는 유동증폭공간(24)에 유동 증폭용 액체가 일부 채워지고, 케이스(20)의 저면에 무게추(30)가 마련되어 있기 때문에, 파도가 케이스(20)에 작용할 때 케이스(20)는 더욱 크게 흔들리게 되어발전 효율이 향상될 수 있다. 다시 설명하면, 케이스(20)의 저면에 무게추(30)가 마련되어 무게 중심이 하부 중앙인 상태에서 상부쪽의 유동증폭공간(24)에 유동 증폭용 액체가 채워져 있기 때문에 파도에 의해 케이스(20)가 기울어지고 다시 세워지거나 다른 방향으로 기울어질 때 유동증폭공간(24)에 채워진 액체도 독립적으로 케이스(20)의 기울어지는 방향으로 자유롭게 출렁인다. 따라서 케이스(20)는 파도에 의한 흔들림에 유동증폭공간(24)에 채워진 액체의 출렁임에 의한 흔들림이 더해져 더욱 더 크게 흔들리게 되므로 부력공간(22)에 내장된 파력발전모듈(40)의 발전 효율이 현저하게 향상될 수 있다. In the wave power generation module 340, the liquid for flow amplification is partially filled in the flow amplification space 24 formed on the upper part of the case 20, and the weight 30 is provided on the bottom of the case 20, When the waves act on the case 20, the case 20 shakes more greatly, so that power generation efficiency can be improved. In other words, since the weight 30 is provided on the bottom of the case 20 and the flow amplification space 24 on the upper side is filled with the liquid for flow amplification with the center of gravity at the lower center, the case 20 ) is tilted and erected again or tilted in a different direction, the liquid filled in the flow amplification space 24 is also independently freely sloshed in the tilted direction of the case 20. Therefore, the case 20 shakes more and more as the shaking caused by the waves is added to the shaking caused by the sloshing of the liquid filled in the flow amplification space 24, so the power generation efficiency of the wave power module 40 built in the buoyancy space 22 This can be significantly improved.

한편, 케이스(20)의 부력공간(22)에는 파력발전모듈(40)로부터 생산된 전기를 임시 저장하기 위한 에너지 저장부가 구비될 수 있고, 케이스(20)의 상단에 구비되는 경광등과 관측센서들이 감지한 데이터를 외부 서버로 송신하고 제어명령을 수신하기 위한 통신부와 제어부 등이 각각 구비될 수 있다. On the other hand, the buoyancy space 22 of the case 20 may be provided with an energy storage unit for temporarily storing electricity generated from the wave power module 40, and a warning light and observation sensors provided at the top of the case 20 A communication unit and a control unit for transmitting sensed data to an external server and receiving a control command may be respectively provided.

전술한 바와 같이, 부력공간(22)과 유동증폭공간(24)이 다단으로 형성된 케이스(20)의 저면에 무게추(30)가 장착되고 유동증폭공간(24)에는 액체가 채워지며 부력공간(22)에는 파력발전모듈(40)가 설치됨으로써, 도 4에 도시된 바와 같이, 케이스(20)가 파도에 의해 기울어질 때 유동증폭공간(24)에 수용된 액체가 케이스(20)의 기울어진 방향으로 추가로 출렁이며 이동함으로써 케이스(20)의 기울어짐이 더욱 증폭될 수 있다. 또한, 액체가 채워진 유동증폭공간(24)이 케이스(20)의 상부에 마련됨으로써 액체의 출렁임에 의해 케이스(20)의 흔들림이 더욱 증폭될 수 있다. As described above, the weight 30 is mounted on the bottom of the case 20 in which the buoyancy space 22 and the flow amplification space 24 are formed in multiple stages, and the flow amplification space 24 is filled with liquid and the buoyancy space ( 22), the wave power generation module 40 is installed, so as shown in FIG. 4, when the case 20 is tilted by the waves, the liquid accommodated in the flow amplification space 24 moves in the inclined direction of the case 20. The tilting of the case 20 can be further amplified by further sliding and moving. In addition, since the liquid-filled flow amplification space 24 is provided on the upper part of the case 20, the shaking of the case 20 can be further amplified by the sloshing of the liquid.

이러한 작용에 의해 부력공간(22)에 설치된 파력발전모듈(40)의 발전 효율은 더욱 향상될 수 있다. Due to this action, the power generation efficiency of the wave power generation module 40 installed in the buoyancy space 22 can be further improved.

첨부된 도면 중에서, 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 부표식 파력 발전장치를 도시한 도면이다. Among the accompanying drawings, FIG. 6 is a view showing a buoy-type wave power generator according to a second embodiment of the present invention.

도 6에 도시된 바와 같이, 제2 실시예에 따른 부표식 파력 발전장치(10)는, 유동 증폭용 물질이 고체로서 강구(26 : 강철볼)로 이루어지고, 케이스(20)의 유동증폭공간(24) 바닥은 만곡면(24A)이 형성된 것을 제외하고는 전술한 실시예와 같다. As shown in FIG. 6, in the buoy-type wave power generator 10 according to the second embodiment, the material for flow amplification is made of a steel ball (26: steel ball) as a solid, and the flow amplification space of the case 20 (24) The bottom is the same as in the foregoing embodiment except that the curved surface 24A is formed.

유동 증폭용 물질이 강구(26)로 이루어지고 유동증폭공간(24)의 바닥에 원호형의 만곡면(24A)이 형성됨으로써 파도에 의해 케이스(20)가 기울어질 때 강구(26)가 케이스(20)의 기울어지는 방향으로 굴러 케이스(20)의 상부를 더욱 기울어지는 방향으로 기울어지게 하므로 케이스(20)의 기울어짐이 증폭될 수 있다. 이러한 작용이 반복됨으로써 파력발전모듈(40)의 발전효율이 향상될 수 있다. The material for flow amplification is made of a steel ball 26 and an arc-shaped curved surface 24A is formed at the bottom of the flow amplification space 24, so that when the case 20 is tilted by waves, the steel ball 26 moves to the case ( 20) to tilt the upper part of the case 20 in a more inclined direction, so that the tilt of the case 20 can be amplified. By repeating these actions, the power generation efficiency of the wave power module 40 can be improved.

첨부된 도면 중에서, 도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 부표식 파력 발전장치를 도시한 도면이다. Among the accompanying drawings, FIG. 7 is a view showing a buoy-type wave power generator according to a third embodiment of the present invention.

도 7에 도시된 바와 같이, 제3 실시예에 따른 부표식 파력 발전장치(10)는, 케이스(20)의 유동증폭공간(24) 상부에 별도의 보조 유동증폭공간(28)이 더 구비되는 것을 제외하고는 전술한 실시예들과 같다. As shown in FIG. 7, in the buoy-type wave power generator 10 according to the third embodiment, a separate auxiliary flow amplification space 28 is further provided above the flow amplification space 24 of the case 20 Except for that, it is the same as the above-described embodiments.

케이스(20)의 상부에 유동증폭공간(24)과 보조 유동증폭공간(28)이 다단으로 형성됨으로써 유동증폭공간(24)과 보조 유동증폭공간(28)에 채워진 액체 또는 강구(26)는 케이스(20)가 기울어질 때 케이스(20)를 더욱 기울어지게 한다. 이는 보조 유동증폭공간(28)과 무게중심인 무게추(30)의 거리가 멀기 때문에 보호 유동증폭공간(28)에 채워진 액체나 고체가 어느 한 쪽으로 이동(출렁임)하면서 케이스(20)를 기울이려는 힘, 모멘트가 크게 작용한다. 따라서 케이스(20)의 더욱 더 큰 각도로 기울어질 수 있고, 이러한 기울어짐은 지속적으로 일어나게 되어 파력발전모듈(40)의 발전효율은 현저하게 향상될 수 있다. Since the flow amplification space 24 and the auxiliary flow amplification space 28 are formed in multiple stages at the top of the case 20, the liquid or steel ball 26 filled in the flow amplification space 24 and the auxiliary flow amplification space 28 is When (20) is tilted, the case (20) is tilted further. This is because the distance between the auxiliary flow amplification space 28 and the weight 30, which is the center of gravity, is far, so the case 20 is tilted while the liquid or solid filled in the protective flow amplification space 28 moves (rocks) to one side. The force and moment to try have a big effect. Therefore, the case 20 can be tilted at a larger angle, and this tilting continuously occurs, so that the power generation efficiency of the wave power module 40 can be remarkably improved.

첨부된 도면 중에서, 도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 부표식 파력 발전장치를 도시한 도면이다. Among the accompanying drawings, FIG. 8 is a view showing a buoy-type wave power generator according to a fourth embodiment of the present invention.

도 8에 도시된 바와 같이, 제4 실시예에 따른 부표식 파력 발전장치(10)는, 부력공간(22)과 유동증폭공간(24) 사이 또는 유동증폭공간(24)의 상부에, 다수개의 날개(76)가 몸체(72)의 내부에 배치되는 내부 회전형 풍력발전장치(70)가 구비되는 것을 제외하고는 전술한 실시예와 같다. 본 실시예에서는 풍력발전장치(70)가 유동증폭공간(24)의 상부에 구비되는 것을 기준으로 설명한다. As shown in FIG. 8, the buoy-type wave power generator 10 according to the fourth embodiment is between the buoyancy space 22 and the flow amplification space 24 or on top of the flow amplification space 24, Wings 76 are the same as the above-described embodiment except that the internal rotating wind turbine generator 70 is disposed inside the body 72. In this embodiment, the wind power generator 70 will be described based on being provided at the top of the flow amplification space 24 .

풍력발전장치(70)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 원통형으로 된 몸체(72)의 내부에 날개(76)들을 구비한 회전체(74)가 마련되고, 회전체(74)의 상단 또는 하단에는 발전장치(78)가 결합된 구조를 갖는다. 그리고, 몸체(72)의 하단에는 외부공기가 유입되기 위한 유입구(72A)가 마련되고, 상단에는 배출구(72B)가 마련된다. As shown in FIG. 8, in the wind turbine generator 70, a rotating body 74 having wings 76 is provided inside a cylindrical body 72, and the top or bottom of the rotating body 74 is provided. The lower part has a structure in which a generator 78 is coupled. In addition, an inlet 72A for introducing external air is provided at the lower end of the body 72, and an outlet 72B is provided at the upper end.

풍력발전장치(70)는, 케이스(20)의 외부에서 불어오는 바람이 하부의 유입구(72A)로 유입되어 상향으로 이동하여 배출구(72B)로 배출되는 과정에서 날개(76)들을 회전시켜 발전장치(78)에서 발전이 이루어지는 구조를 갖는다. The wind power generator 70 rotates the blades 76 in the process in which the wind blowing from the outside of the case 20 is introduced into the lower inlet 72A, moves upward, and is discharged through the outlet 72B, thereby generating a generator. (78) has a structure in which power generation is made.

한편, 몸체(72)의 상단에는 태양광 발전을 위한 태양광 패널(80)이 설치된다. Meanwhile, a solar panel 80 for photovoltaic power generation is installed on top of the body 72 .

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 부표식 파력 발전장치(10)는, 케이스(20)의 부력공간(22)에는 파력발전모듈(40)이 설치되고 상부에는 풍력발전장치(70)와 태양광 패널(80)이 설치됨으로써 자연으로부터 전기 에너지를 얻을 수 있는 에너지 하베스트이 실현될 수 있다. As described above, in the buoy-type wave power generator 10 according to the present invention, the wave power module 40 is installed in the buoyancy space 22 of the case 20, and the wind power generator 70 and solar light are installed at the top. By installing the panel 80, energy harvesting that can obtain electrical energy from nature can be realized.

본 발명에 따른 부표식 파력 발전장치(10)는, 부표 구조로 구성됨으로써 양식어장의 부표로 적용되어 양식어장에서 필요한 전력을 공급할 수 있다. 또한 관측부표로 적용되어 관측장비들이 필요로 하는 전력을 자체적으로 공급할 수 있음으로써 배터리의 교체없이 관측장비들의 장기간 관측 작동이 가능하게 된다.The buoy-type wave power generator 10 according to the present invention is configured in a buoy structure, so that it can be applied as a buoy in a fish farm to supply necessary power in the fish farm. In addition, it is applied as an observation buoy and can supply the power required by the observation equipment itself, enabling long-term observation operation of the observation equipment without replacing the battery.

앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.In the foregoing, although specific embodiments of the present invention have been described and shown, the present invention is not limited to the described embodiments, and it is common knowledge in the art that various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. It is self-evident to those who have Therefore, such modifications or variations should not be individually understood from the technical spirit or viewpoint of the present invention, and modified embodiments should fall within the scope of the claims of the present invention.

10 : 부표식 파력 발전장치 20 : 케이스
22 : 부력공간 24 : 유동증폭공간
30 : 무게추 40 : 파력발전모듈
50 : 계류라인
70 : 풍력발전장치 80 : 태양광 패널
10: buoy type wave power generator 20: case
22: buoyancy space 24: fluid amplification space
30: weight 40: wave power module
50: mooring line
70: wind power generator 80: solar panel

Claims (8)

하부에는 부력을 발생시키도록 밀폐된 부력공간이 형성되고, 상부에는 상기 부력공간과는 구분되고 바닷물로 이루어진 유동 증폭용 액체가 불특정 방향으로 유동되도록 2/3 이상 수용되는 유동증폭공간이 형성되며, 계류라인에 의해 계류되는 케이스; 상기 케이스의 저면에 마련되어 상기 케이스가 해수면에 떠 있을 때 세워진 상태를 유지하도록 무게 중심을 부여하기 위한 무게추; 및 상기 케이스가 파도에 의해 흔들릴 때 위치 에너지를 전기 에너지로 변환하도록 구성되어 상기 부력공간에 마련되는 적어도 1개 이상의 파력발전모듈을 포함하고,
상기 케이스는,
원통형으로 이루어지고, 상기 부력공간은 상기 유동증폭공간보다 더 큰 부피로 형성되며, 상기 유동증폭공간의 상부에는, 별도의 보조 유동증폭공간이 더 구비되고, 상기 부력공간에는 상기 파력발전모듈로부터 생산된 전기에너지를 저장하기 위한 에너지 저장부와 관측센서들이 감지한 데이터를 외부로 송신하고 제어명령을 수신하기 위한 통신부와 제어부가 각각 구비되며,
상기 파력발전모듈은,
4면을 갖는 육면체의 하우징;
상기 하우징의 내부에 회전운동으로 발전을 하기 위한 파력발전용 터빈; 및
상기 하우징의 각 면에는 상기 케이스의 기울어짐에 의해 진자운동을 하도록 상기 터빈과 연결된 기어모듈을 구비한 회전축에 결합되는 각각의 진자를 포함하는 것을 특징으로 하는,
부표식 파력 발전장치.
In the lower part, a closed buoyancy space is formed to generate buoyancy, and in the upper part, a flow amplification space separated from the buoyancy space and accommodating more than 2/3 of the flow amplification liquid made of seawater flows in an unspecified direction is formed, cases moored by mooring lines; a weight provided on the bottom of the case to give a center of gravity so that the case remains erect when floating on the sea level; And at least one wave power generation module configured to convert potential energy into electrical energy when the case is shaken by waves and provided in the buoyancy space,
The case is
It is made of a cylindrical shape, the buoyancy space is formed with a larger volume than the flow amplification space, and a separate auxiliary flow amplification space is further provided at the top of the flow amplification space, and the buoyancy space is produced from the wave power generation module. An energy storage unit for storing electrical energy and a communication unit and control unit for transmitting data detected by observation sensors to the outside and receiving control commands are provided, respectively.
The wave power module,
a hexahedral housing having four sides;
A turbine for wave power generation for generating power by rotational motion inside the housing; and
Characterized in that each side of the housing includes a pendulum coupled to a rotating shaft having a gear module connected to the turbine so as to perform a pendulum motion by tilting the case.
Buoy-type wave power generator.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 계류라인은,
금속재로 이루어어진 다수개의 고리가 연이어 서로 연결된 체인과 섬유재로 이루어진 로프가 결합되어 이루어지고, 상기 로프는 각각의 상기 고리를 차례대로 관통하여 결합되는 것을 특징으로 하는,
부표식 파력 발전장치.
According to claim 1,
The mooring line is
Characterized in that a chain of a plurality of rings made of metal material is connected to each other in succession and a rope made of fibrous material is combined, and the rope is coupled by passing through each of the rings in turn,
Buoy-type wave power generator.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 부력공간과 상기 유동증폭공간 사이 또는 상기 유동증폭공간의 상부에는,
다수개의 날개가 몸체의 내부에 배치되는 내부 회전형 풍력발전장치가 구비되는 것을 특징으로 하는,
부표식 파력 발전장치.
According to claim 1,
Between the buoyancy space and the flow amplification space or on top of the flow amplification space,
Characterized in that an internal rotating wind power generator in which a plurality of wings are disposed inside the body is provided,
Buoy-type wave power generator.
제7항에 있어서,
상기 케이스의 상단에는,
태양광 발전을 위한 태양광 패널이 구비되는 것을 특징으로 하는,
부표식 파력 발전장치.





According to claim 7,
At the top of the case,
Characterized in that a solar panel for solar power generation is provided,
Buoy-type wave power generator.





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