KR20010068480A - A generator using force of the wind and wave - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A power generator by using wind and waves is provided to generate power by using wind and waves on a seashore while improving power generating efficiency. CONSTITUTION: A power generator is formed by a floating body(10) having a storing space unit; a rotating body(20) inserted to the floating body while interposing a rotating shaft(22); a support body(30) installed in the store space unit of the floating body while having a balance support plate(32) and a sub floating body to support the rotating body; and an electricity generating instrument installed in the rotating body and the support body for generating electromotive force. Herein, the electricity generating instrument contains a first power generate unit(40) at upper and lower portions of the support body while installing first and second magnets between bobbins. Thus, power is induced by vertical movement of a shaft. Moreover, a second power generate unit(50) is formed to inducing electromotive force in rotation of the shaft by installing a third magnet in the rotating shaft.

Description

풍력과 파력을 이용한 발전기 { A generator using force of the wind and wave }A generator using force of the wind and wave}

본 발명은 풍력과 파력을 이용한 발전기기에 관한 것으로, 특히 해안에서 자연적으로 발생되는 바람의 힘과 파도의 힘을 동시에 이용하여 발전할 수 있는 풍력과 파력을 이용한 발전기에 관한 것이다.The present invention relates to a generator using wind power and wave power, and more particularly, to a generator using wind power and wave power that can be generated by simultaneously using the force of wind and the force of waves that occur naturally on the coast.

일반적으로, 발전기는 전력을 발생시키는 회전기기로서, 작동매개체에 의해 화력발전기, 수력발전기, 원자력발전기, 풍력발전기, 조력발전기 등으로 분류되고 있다.In general, a generator is a rotary device that generates electric power, and is classified into a thermal power generator, a hydroelectric generator, a nuclear power generator, a wind power generator, and an tidal power generator by an operating medium.

기존에는, 일상생활에 사용되는 전력의 대부분은 화력발전기와 원자력발전기에 의해서 생산되고 있다. 이러한 발전기들은 고갈될 천연자원을 사용하므로 계속적으로 이용하는데 한계가 있다.In the past, most of the electricity used in daily life is produced by thermal and nuclear generators. These generators use natural resources that are depleted and therefore have a limit to their continuous use.

따라서, 지금은 자연력을 이용한 무동력 발전기의 개발에 힘을 기울어야 하고, 초기 설비투자비가 많이 발생되더라도 자연력을 이용한 무동력 발전설비를 확장해 나가는 것이 바람직하다.Therefore, it is desirable to focus on the development of the non-power generator using the natural force, and it is desirable to expand the non-power generator using the natural force even if the initial capital investment cost is high.

본 발명은, 해안에서 자연적으로 발생되는 바람과 파도의 힘을 동시에 이용하여 연속적으로 발전할 수 있으며, 발전효율을 높일 수 있는 풍력과 파력을 이용한 발전기를 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a generator using wind and wave power, which can generate power continuously by simultaneously using the forces of wind and waves that occur naturally on the coast, and which can increase power generation efficiency.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 내부에 수용공간부가 형성되고 상부선단면을 따라 폭연장부가 설치된 부력체와, 상기 부력체에 회전축을 매개로 회동가능하게 삽입되고 축상단에 회전날개가 설치되어 해풍에 회전하는 회전체, 상기 부력체의 수용공간부에 장착되고 하부에 균형지지판과 보조부력체가 설치되어 상기 회전체를 지지하는 지지체 및, 상기 회전체와 지지체에 설치되어 상기 회전체의 회전운동과 지지체의 상하운동을 통해서 기전력을 발생시키는 전기발생수단을 포함하는 구성으로 되어 있다.In order to achieve the above object, the present invention, there is a buoyancy body having an accommodating space is formed therein and the width extension portion is installed along the upper end surface, and the rotatable blade is rotatably inserted into the buoyancy body via a rotating shaft. A rotating body installed in the sea wind, a support body mounted on the receiving space of the buoyancy body, and a balance supporting plate and an auxiliary buoyancy body installed at the bottom thereof to support the rotating body, and installed on the rotating body and the supporting body of the rotating body. It is configured to include an electricity generating means for generating an electromotive force through the rotational movement and the vertical movement of the support.

여기서, 전기발생수단은 상기 지지체의 상하부 각각에 1쌍의 보빈 소정간격을 두고 고정설치되고 이들 보빈 사이에 제1,2자석이 각각 설치되어 축이 상하로 움직일 때 전력을 유도하는 제1전원발생부와, 상기 지지체의 중앙 둘레를 따라 보빈이 설치되고 이 보빈의 내부에 위치하도록 제3자석이 상기 회전축에 설치되어 축이 회전할 때 기전력을 유도하는 제2전원발생부로 구성된 것을 특징으로 한다.Here, the electricity generating means is fixedly installed at a predetermined interval of a pair of bobbins on each of the upper and lower portions of the support, and the first and second magnets are installed between these bobbins respectively to generate a first power source that induces electric power when the shaft moves up and down And a second magnet is installed along the center circumference of the support, and a second magnet is installed on the rotary shaft so as to be positioned inside the bobbin to induce electromotive force when the shaft rotates.

도 1은 본 발명에 따른 풍력과 파력을 이용한 발전기를 도시한 사시도,1 is a perspective view showing a generator using wind power and wave power according to the present invention;

도 2는 본 발명에 따른 발전기의 내부구성도,2 is an internal configuration diagram of a generator according to the present invention,

도 3은 도 2의 A부 작동상태도,3 is an operation state of the A part of FIG.

도 4는 본 발명에 따른 발전기를 바다에 설치한 상태도이다.Figure 4 is a state diagram installed in the sea generator according to the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10 : 부력체 12 : 수용공간부10: buoyant body 12: receiving space

14 : 폭연장부 16 : 지지베어링14: detonation extension 16: support bearing

18 : 차단부 20 : 회전체18: breaking part 20: rotating body

22 : 회전축 24 : 회전날개22: rotating shaft 24: rotating blade

26 : 간격유지부재 30 : 지지체26: spacing member 30: support

32 : 균형지지판 34 : 균형추32: balance support plate 34: counterweight

36 : 지지베어링 38 : 보조부력체36: support bearing 38: auxiliary buoyancy body

40 : 제1전원발생부 42,42′: 보빈40: first power generating section 42, 42 ': bobbin

44,44′: 제1,2자석 46 : 제1브리지정류기44,44 ': 1st, 2nd magnet 46: 1st bridge rectifier

50 : 제2전원발생부 52 : 보빈50: second power generator 52: bobbin

54 : 제3자석 56 : 제2브리지정류기54: third magnet 56: second bridge rectifier

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 예시도면에 따라 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.

도 1은 본 발명에 따른 풍력과 파력을 이용한 발전기를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 발전기의 내부구성도이다.1 is a perspective view showing a generator using wind power and wave power according to the present invention, Figure 2 is an internal configuration of the generator according to the present invention.

본 발명에 따른 발전기는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 해수에 뜨는 부력체(10)와, 해풍을 받아서 한쪽 방향으로 회전하는 회전체(20), 이 회전체(20)를 지지하는 지지체(30) 및, 상기 회전체(20)와 지지체(30)에 설치되어 회전체(20)의회전운동과 지지체(30)의 상하운동으로 전기를 발생하는 전기발생수단으로 구성되어 있다.1 and 2, the generator according to the present invention, the buoyancy body 10 floating in the sea water, the rotating body 20 receives the sea wind and rotates in one direction, which supports the rotating body 20 The support 30 and the rotating body 20 and the support 30 is installed in the electric generating means for generating electricity by the rotational movement of the rotating body 20 and the vertical movement of the support 30.

상기 부력체(10)는 내부에 수용공간부(12)가 형성되어 있고, 상부선단면을 따라 폭연장부(14)가 일체로 형성되어 있다. 여기서, 상기 수용공간부(12)에는 회전체(20)와 지지체(30)가 상호 연결되어 장착되어 있다. 상기 폭연장부(14)에는 다수의 통공(14a)이 형성되어 유입된 바닷물이 빠져나가도록 되어 있다. 폭연장부(14)는 파도가 직접 부력체(10) 상부로 유입되는 것을 차단하는 역할을 한다. 그리고, 부력체(10)는 상부에 지지베어링(16)이 삽입되어 상기 회전체(20)가 회동가능하게 지지하도록 되어 있고, 상하부에 차단부(18)가 각각 형성되어 해수가 직접 유입되는 것을 방지하도록 되어 있다. 한편, 부력체(10)는 부력을 갖도록 내부가 스티로폼 재질로 되어 있고, 일정 강도를 갖도록 외부가 플라스틱 재질로 몰딩처리되어 있다. 여기서, 부력체(10)는 회전체(20)와 지지체(30)로 해수가 직접 유입되지 않도록 설계하는 것이 바람직하고, 또한 유입된 해수가 잘 빠져나가도록 설계하는 것이 바람직하다.The buoyancy body 10 has a receiving space portion 12 is formed therein, the width extension portion 14 is formed integrally along the upper end surface. Here, the rotor 20 and the support 30 are connected to each other in the accommodation space 12 is mounted. A plurality of through holes 14a are formed in the deflation extension part 14 to allow the introduced seawater to escape. The deflation extension part 14 serves to block a wave from flowing directly into the buoyancy body 10. In addition, the buoyancy body 10 has a support bearing 16 is inserted into the upper portion so that the rotating body 20 is rotatably supported, and the blocking portion 18 is formed in the upper and lower portions, respectively, so that the seawater directly flows in. It is to prevent. On the other hand, the buoyancy body 10 is made of a styrofoam material to have a buoyancy, and the outside is molded with a plastic material to have a certain strength. Here, the buoyancy body 10 is preferably designed so that the seawater does not directly flow into the rotating body 20 and the support 30, and it is preferable that the buoyant body 10 is designed to escape the introduced seawater well.

상기 회전체(20)는 회전축(22)이 부력체(10)의 상부에서 지지체(30)까지 삽입설치되고, 상기 회전축(22)의 상단에 회전날개(24)가 고정설치되어 해풍에 회전하도록 되어 있다. 여기서, 상기 회전날개(24)는 한쪽으로 오목부가 형성되어 해풍에 의해 한쪽방향으로 회전하도록 되어 있다. 그리고, 회전체(20)는 상기 부력체(10)와 지지체(30)에 삽입된 상태로 지지체(30)가 파도에 의해 상하로 이동하므로 상대운동을 하도록 되어 있다. 여기서, 상기 회전축(22)에는간격유지부재(26)가 소정의 간격을 두고 설치되어 이 간격유지부재(26)가 회전축(22)의 수직이동거리를 일정하게 하는 역할을 한다.The rotating body 20 is installed so that the rotating shaft 22 is inserted from the upper portion of the buoyancy body 10 to the support 30, the rotary blade 24 is fixed to the upper end of the rotating shaft 22 to rotate in the sea wind It is. Here, the rotary blade 24 is formed with a recess on one side so as to rotate in one direction by sea wind. In addition, the rotating body 20 is relative to the buoyancy body 10 and the support body 30 because the support body 30 moves up and down by waves. Here, the interval maintaining member 26 is provided on the rotary shaft 22 at a predetermined interval so that the interval maintaining member 26 serves to make the vertical movement distance of the rotary shaft 22 constant.

상기 지지체(30)는 상부에 회전체(20)가 삽입설치되고, 하부에 균형지지판(32)이 일체로 부설되어 있다. 여기서, 균형지지판(32)은 하부에 균형추(34)가 설치되어 항상 지지체(30)가 수직상태로 유지되게 하는 역할을 한다. 상기 회전체(20)가 삽입되는 지지체(30)의 부분에는, 지지베어링(36)이 내장되어 지지체(30)가 회전체(20)에 대해 수직운동이 가능하도록 되어 있다. 그리고, 지지체(30)는 하부에 보조부력체(38)가 부착되어 상기 회전체(20)를 지지하면서 부력체(10)의 수용공간부(12)에 뜨도록 되어 있다. 여기서, 상기 보조부력체(38)는 해수에 잠긴상태로 지지체(30)를 부양하도록 되어 있고, 회전체(20)와 지지체(30)의 무게를 고려하여 해수의 파도와 무관하게 지지체(30)를 충분히 지탱할 수 있도록 설계하는 것이 바람직하다.The support 30 has a rotating body 20 is inserted into the upper portion, the balance support plate 32 is integrally attached to the lower portion. Here, the balance support plate 32 has a balance weight 34 is installed at the bottom to serve to keep the support 30 in a vertical state at all times. In the portion of the support body 30 into which the rotating body 20 is inserted, a support bearing 36 is embedded so that the supporting body 30 can be vertically moved with respect to the rotating body 20. In addition, the supporting body 30 is attached to the auxiliary buoyancy body 38 at the lower portion so as to float in the receiving space portion 12 of the buoyancy body 10 while supporting the rotating body 20. Here, the auxiliary buoyancy body 38 is to support the support 30 in a state submerged in the sea water, in consideration of the weight of the rotating body 20 and the support 30, the support 30 irrespective of the waves of the sea water It is desirable to design it to be able to sustain it sufficiently.

상기 전기발생수단은 상기 회전축(22)과 지지체(30)의 상하부 각각에 1쌍의 보빈(42,42′) 소정간격을 두고 설치되고 이들 보빈(42,42′) 사이에 제1,2자석(44,44′)이 각각 설치되어 지지체(30)가 상하로 움직일 때 기전력을 유도하는 제1전원발생부(40)와, 상기 지지체(30)의 중앙 둘레를 따라 보빈(52)이 설치되고 이 보빈(52)의 내부에 위치하도록 제3자석(54)이 상기 회전축(22)에 설치되어 축이 회전할 때 기전력을 유도하는 제2전원발생부(50)로 구성되어 있다.The electricity generating means is provided with a pair of bobbins 42 and 42 'at predetermined intervals, respectively, on the upper and lower portions of the rotating shaft 22 and the support 30, and between the bobbins 42 and 42'. (44, 44 ') are respectively installed and the first power generating portion 40 to induce electromotive force when the support 30 moves up and down, and the bobbin 52 is installed along the center circumference of the support (30) The third magnet 54 is provided on the rotary shaft 22 so as to be located inside the bobbin 52, and is composed of a second power generator 50 that induces electromotive force when the shaft rotates.

상기 제1전원발생부(40)는 해수에 의해 지지체(30)의 상하운동을 이용하여 보빈(42,42′)과 제1,2자석(44,44′) 사이의 전자기유도를 통하여 기전력을 발생시키도록 되어 있다. 즉 해수의 파도에 의해 지지체(30)가 상하로 이동하면, 도 3에 도시된 바와 같이 회전축(22)에 고정된 제1자석(44)이 지지체(30)에 고정된 보빈(42)의 내부로 이동하면서 전자기유도에 따라 기전력이 발생된다. 이 때 기전력은 제1브리지정류기(46)를 통해 일정치의 직류전원으로 변환되도록 되어 있다. 여기서, 상기 제1,2자석(44,44′)은 회전축(22)에 설치된 간격유지부재(26)에 의해 구속되어 수직이동거리를 항상 일정하게 유지된다.The first power generating unit 40 generates electromotive force through electromagnetic induction between the bobbins 42 and 42 'and the first and second magnets 44 and 44' by using the vertical motion of the support 30 by sea water. It is supposed to generate. That is, when the support 30 moves up and down by the waves of sea water, as shown in FIG. 3, the first magnet 44 fixed to the rotating shaft 22 is inside the bobbin 42 fixed to the support 30. Electromotive force is generated according to electromagnetic induction while moving to. At this time, the electromotive force is converted into a constant value of DC power through the first bridge rectifier 46. Here, the first and second magnets 44 and 44 ′ are constrained by the space keeping member 26 installed on the rotation shaft 22 to always maintain a constant vertical moving distance.

이해 비해, 상기 제2전원발생부(40)는 해풍에 의해 회전축(22)의 회전운동을 이용하여 보빈(52)과 제3자석(54) 사이의 전자기유도를 통하여 기전력을 발생시키도록 되어 있다. 즉 해풍에 의해 회전체(20)의 회전축(22)이 회전하면, 회전축(22)에 설치된 제3자석(54)이 지지체(30)에 고정된 보빈(52) 사이에서 회전하면서 전자기유도에 따라 기전력이 발생된다. 이 때 발생되는 기전력은 제2브리지정류기(56)를 통해 일정치의 직류전원으로 변환되도록 되어 있다. 여기서, 상기 보빈(52)은 기전력을 높이기 위해 다수의 극으로 형성되는 것이 바람직하다.In comparison, the second power generator 40 is configured to generate electromotive force through electromagnetic induction between the bobbin 52 and the third magnet 54 by using the rotational movement of the rotary shaft 22 by sea wind. . That is, when the rotating shaft 22 of the rotating body 20 is rotated by the sea wind, the third magnet 54 provided on the rotating shaft 22 rotates between the bobbins 52 fixed to the support body 30, according to the electromagnetic induction. EMF is generated. The electromotive force generated at this time is converted into a constant value of DC power through the second bridge rectifier 56. Here, the bobbin 52 is preferably formed of a plurality of poles to increase the electromotive force.

한편, 상기 제1,2전원발생부(40,50)에서 발생된 기전력은 축전설비에 의해 변전소로 보내도록 되어 있다. 즉 도 3과 같이, 다수의 발전기는 일정한 간격으로 셀형태의 메트릭스구조로 배열되어 하나의 발전기의 제1전원발생부(40)는 같은 행에 위치한 다른 발전기의 제1전원발생부(40)와 직렬로 연결하고, 하나의 제2전원발생부(50)는 같은 행에 위치한 다른 발전기의 제2전원발생부(50)와 직렬로 연결하여, 각각의 발전기에서 생성된 기전력을 축전하도록 구성하는 것이 바람직하다.On the other hand, the electromotive force generated by the first and second power generators 40 and 50 is sent to the substation by power storage equipment. That is, as shown in Figure 3, the plurality of generators are arranged in a cell-like matrix structure at regular intervals so that the first power generator 40 of one generator and the first power generator 40 of the other generator located in the same row Connected in series, one second power generator 50 is connected in series with the second power generator 50 of the other generators in the same row, it is configured to store the electromotive force generated by each generator desirable.

한편, 발전기의 전체길이는 2.5∼3m 정도이고 부력체(10)의 직경은 대략 60㎝로 되어 있다. 도 4에서와 같이 이웃하는 발기기와의 거리는 대략 2m로 정도로 배치하는 것이 바람직하다. 그리고, 각각의 발전기는 고정케이블 등으로 연결되어 있고, 해면에 파일박음된 지지프레임에 발전기가 고정되어 파도에 유실되지 않도록 구성하는 것이 바람직하다.On the other hand, the total length of the generator is about 2.5 to 3 m and the diameter of the buoyancy body 10 is approximately 60 cm. As shown in FIG. 4, the distance between neighboring erection devices is preferably about 2 m. And, each generator is connected to a fixed cable or the like, it is preferable to configure the generator is fixed to the support frame that is piled on the sea surface so as not to be lost in the waves.

본 발명의 실시예 구성에 의하면, 해풍에 의해 회전체(20)의 회전운동과 파도에 의해 지지체(30)의 상하운동으로 제1,2전원발생부(40,50) 각각에 기전력이 발생되게 되므로 발전효율을 높일 수 있게 된다.According to the configuration of the embodiment of the present invention, the electromotive force is generated in each of the first and second power generators 40 and 50 by the vertical movement of the support 30 by the rotational motion of the rotor 20 and the wave by the sea wind. Therefore, the power generation efficiency can be increased.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 풍력과 파력을 이용한 발전기에 의하면, 일정한 파도와 해풍이 발생되는 연근해에서 일정간격을 두고 셀형태의 메트릭스구조로 설치함으로써 파도가 칠 때마다 같은 행에 설치된 발전기가 동시에 발전되고, 해풍이 불면 전체의 발전기에서 동시에 연속적으로 발전함으로써 전기를 안정되게 공급할 수 있다. 본 발명의 발전기는 풍력과 파력을 동시에 이용함으로써 기존의 자연력을 이용한 무동력 발전기들 보다 발전효율을 높일 수 있는데 특징이 있다.According to the generator using the wind and wave power according to the present invention as described above, by installing in a matrix structure of the cell form at regular intervals in the inshore offshore where constant waves and sea winds are generated, the generators installed in the same row every time the waves hit It is generated at the same time, and when the sea breeze blows, electricity can be stably supplied by generating power continuously at the same time in the entire generator. The generator of the present invention is characterized by being able to increase the power generation efficiency than the non-power generator using the existing natural force by using the wind and wave power at the same time.

Claims (3)

내부에 수용공간부(12)가 형성되고 상부선단면을 따라 폭연장부(14)가 설치된 부력체(10);A buoyancy body 10 having an accommodation space 12 formed therein and having an extension portion 14 installed along an upper end surface thereof; 상기 부력체(10)에 회전축(22)을 매개로 회동가능하게 삽입되고 축상단에 회전날개(24)가 설치되어 해풍에 회전하는 회전체(20);A rotating body 20 rotatably inserted into the buoyancy body 10 via a rotating shaft 22 and having a rotary blade 24 installed at an upper end thereof to rotate in sea wind; 상기 부력체(10)의 수용공간부(12)에 장착되고, 하부에 균형지지판(32)과 보조부력체(38)가 설치되어 상기 회전체(20)를 지지하는 지지체(30); 및A support 30 mounted to the receiving space portion 12 of the buoyancy body 10 and having a balance support plate 32 and an auxiliary buoyancy body 38 installed thereon to support the rotating body 20; And 상기 회전체(20)와 지지체(30)에 설치되어 상기 회전체(20)의 회전운동과 상기 지지체(30)의 상하운동을 통해서 기전력을 발생시키는 전기발생수단; 을 포함한 풍력과 파력을 이용한 발전기.Electricity generating means installed on the rotatable body 20 and the support body 30 to generate electromotive force through the rotational movement of the rotatable body 20 and the vertical movement of the support body 30; Generator using wind and wave power, including. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전기발생수단은 상기 지지체(30)의 상하부 각각에 1쌍의 보빈(42,42′) 소정간격을 두고 고정설치되고 이들 보빈(42,42′) 사이에 제1,2자석(44,44′)이 각각 설치되어 상기 지지체(30)가 상하로 움직일 때 기전력을 유도하는 제1전원발생부(40)와, 상기 지지체(30)의 중앙 둘레를 따라 보빈(52)이 설치되고 이 보빈(52)의 내부에 위치하도록 제3자석(54)이 상기 회전축(22)에 설치되어 축이 회전할 때 기전력을 유도하는 제2전원발생부(50)로 구성된 것을 특징으로 하는 풍력과 파력을 이용한 발전기.The electricity generating means is fixed to a pair of bobbins 42 and 42 'at upper and lower portions of the support 30, respectively, and is arranged between the first and second magnets 44 and 44 between the bobbins 42 and 42'. ′) Are respectively installed and the first power generating portion 40 to induce an electromotive force when the support 30 moves up and down, and a bobbin 52 is installed along the center circumference of the support 30 and the bobbin ( 52, the third magnet 54 is installed on the rotary shaft 22 to be located inside the second shaft and the second power generating unit 50 to induce an electromotive force when the shaft rotates using wind and wave power generator. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 회전축(22)에는 상기 제1,2자석(44,44′)의 수직이동거리를 항상 일정하게 유지시키는 간격유지부재(26)가 설치된 것을 특징으로 하는 풍력과 파력을 이용한 발전기.The rotating shaft 22 is a generator using wind and wave power, characterized in that the interval maintaining member 26 for maintaining a constant vertical movement distance of the first, second magnets (44, 44 ') is always installed.
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