KR20020013638A

KR20020013638A - Wave power generator.

Info

Publication number: KR20020013638A
Application number: KR1020000046831A
Authority: KR
Inventors: 김상헌
Original assignee: 김상헌
Priority date: 2000-08-12
Filing date: 2000-08-12
Publication date: 2002-02-21

Abstract

PURPOSE: A wave power generating device is provided to minimize an installing cost by simplifying structure, to prevent breakage of equipment by a shock absorber and to improve efficient of power production. CONSTITUTION: A wave power generator comprises a generator(2) mounted on a main pillar(1); a lever(3) mounted on a generator shaft; a control spring(9) absorbing impact transferred from a wheel by being mounted between a body and the wheel; a vertical auxiliary pillar(5) mounted on an upper portion of the generator; a horizontal auxiliary pillar(7) installed on a lower portion of the generator; a drum case(4) mounted on the lever; and a separation preventing bar(6) inserted to a hole of the lever. Thereby, the wave power generator minimizes an installing cost by simplifying structure. Moreover, the wave power generator prevents breakage of the wave power generator by a shock absorber to improve efficiency of power production.

Description

Wave Power Generator. {.}

본 발명은 파력발전장치에 관한 것이다. 종래의 파력발전장치는 대단히 많은 시설비가 필요했으며, 태풍이나 해일 등의 기상 이변시 설비의 파손이 잦아 경제성이 대단히 나빴다. 즉, 대규모의 자본이 투입된 설비에서 그다지 많은 전력을 생산하지 못했고, 설비의 관리에도 많은 비용이 소요되었다.The present invention relates to a wave power generator. The conventional wave power generation apparatus required a great amount of facility cost, and the economic feasibility was very bad due to frequent breakage of facilities during extreme weather such as typhoons and tsunamis. In other words, a large amount of capital equipment did not produce much electricity, and the management of the equipment was expensive.

상기와 같은 문제점을 해결하고자 하였다. 먼저 설비비의 최소화를 위하여 그 구조를 종래의 설비에 비하여 훨씬 단순히 하였으며, 설비의 파손을 막고자 원동기 등에 사용되는 충격 흡수 장치를 활용하였다. 이로써 최소의 설비비와 관리비로 파력발전설비를 활용할 수 있게 하였다. 특히 전력생산의 효율의 증대를 위하여 설비 자체를 멀티화할 수도 있게 하였다.It was intended to solve the above problems. First, in order to minimize the equipment cost, the structure is much simpler than that of the conventional equipment, and the shock absorber used for the prime mover is used to prevent the damage of the equipment. This enabled the use of wave power generation facilities with minimal equipment and maintenance costs. In particular, the facility itself can be multiplexed to increase the efficiency of power production.

도 1은 파력발전장치의 옆 모습.1 is a side view of the wave power generator.

도 2는 도1에서 사용된 지레대의 모습.2 is a view of the lever used in FIG.

도 3은 도1에서 사용된 코일 스프링의 모습.3 is a view of the coil spring used in FIG.

도 4는 도1의 발전설비를 멀티화한 예시.Figure 4 is an illustration of the power generation equipment of Figure 1 multiplexed.

도 5는 도4의 발전설비에서 기둥의 배치를 변형한 예시.5 is a modified example of the arrangement of the pillar in the power generation facility of FIG.

도 6은 충격 흡수에 사용할 코일 스프링을 삽입한 줄의 모습.Figure 6 is a view of a string inserted coil spring to be used for shock absorption.

도 7은 도5의 설비에 도6의 줄을 설치한 모습.FIG. 7 is a view showing the installation of FIG. 6 in the installation of FIG. 5.

도 8은 배치방식의 예시.8 is an example of a batch method.

본 발명은 파력발전장치에 관한 것이다. 도1에는 파력발전장치의 옆모습이 그려져 있다. 도2에는 도1에서 사용되는 지레대(3)가, 도3에는 도1에서 사용되는 코일 스프링(9)이 그려져 있다. 도1에서 발전기(2)는 주기둥(1)에 설치되어있다. 주기둥은 해저에 세웠으며, 굵은 일점쇄선으로 표현되어있다. 발전기 위쪽으로 세로방향 보조기둥(5)과 발전기 아래쪽으로 가로방향 보조기둥(7)이 설치되어있다. 보조기둥(5와 7)의 양끝에는 원주형으로 굽은 지레대의 이탈방지막대(6)가 굵은 점선으로 표현되어있다. 그리고 이탈방지막대의 양끝에는 직사각형으로 표현된 코일 스프링몸체(9)가 설치되어있다. 발전기 축에는 지레대(3)의 한쪽 끝이 설치되어있고, 지레대의 다른 끝에는 드럼통(4)이 설치되어있다. 지레대와 드럼통은 실선으로 표현된 것과 점선으로 표현된 것이 있는데, 실선으로 된 것은 파도가 다가오지 않은 상태의 드럼통과 지레대의 위치를 나타내며 점선으로 표현된 것은 파도에 의하여 최대로 들어올려진 상태의 위치를 나타낸다. 즉, 도럼통은 화살표 붙은 점선(8)의 경로를 따라 왕복운동을 하는데, 지레대가 해수면과 수직을 이루는 위치까지 상승해서는 안된다. 그럴 경우 드럼통과 지레대가 파도가 지나간 이후에 스스로 발전기를 돌리며 자유 낙하하는 것이 어렵기 때문이다. 반면 하강한계는 정하기 어렵다. 도1에서는 하강 한계를 지레대가 해수면과 수평을 이루는 위치로 설정한 것이라 할 것이다. 그러나 도1에서 수평방향 보조기둥(7)이 주기둥과 이루는 각이 직각이었던 것을 보조기둥(7)의 설치를 변형하여 주기둥과 보조기둥(7)이 이루는 각을 예각으로 할 수도 있다. 도2에 상세한 모습이 그려진 지레대(3)에는 이탈방지막대(6)를 삽입할 구멍(10)이 설치되어있다. 그리고 도2에서 드럼통과 발전기의 크기는 축소되었다. 도3에는 코일 스프링이 그려져 있다. 그런데 본 안에서 직사각형으로 표현된 코일 스프링 몸체(9)는 오토바이의 바퀴에서 전달되는 충격을 흡수하기 위하여 바퀴와 몸체 사이에 설치되는 코일 스프링 등의 장치와 원리가 동일하다. 여기서는 코일 스프링이 단순히 이탈방지막대의 양끝에 부착만 되어있어도 된다. 그러면 도1의 작동을 살펴보자. 지레대는 부력을 얻는 드럼통(4)과 회전 운동의 중심 축 역할을 하는 발전기의 회전축에 연결되어 있고, 지레대에 설치된 구멍(10)에 이탈방지막대가 끼워진 체 설치되어있다. 파도가 다가와 드럼통이 들어올려지면 지레대에 의하여 발전기 축이 회전한다. 파도가 지나가면 드럼통 자체의 무게와 지레대의 무게에 의하여 다시 스스로 하강하고 발전기는 다시 회전하게된다. 해일과 같은 대규모 파도가 올 경우 드럼통은 급격히 들려 올려지지만 이탈방지막대의 윗부분 끝에 설치된 스프링에 의하여 서서히 멈추며, 하강 또한 같은 원리로 큰 설비의 파손 없이 파도를 견딘다. 즉, 드럼통이 급격하게 들어올려질 경우 스프링이 충격을 흡수하고, 이탈방지막대와 발전기 축이 나머지 충격을 흡수한다. 그런데 설비의 파손은 급격하고 짧은 시간동안에 가해지는 충격에 의한 것이 대부분이므로 코일 스프링이 충격의 전달시간을 확대하기 때문에 설비의 파손 우려가 급격히 감소되는 것이다. 도4에는 발전장치를 멀티화 한 예시의 모습이 그려져 있다. 도1의 경우 주기둥에 설치된 발전기 하나에 드럼통 등을 하나씩 설치했었으나, 도4에서는 발전기 하나에 드럼통 등을 두 개 설치하였다. 좌측 드럼통이 먼저 파도에 부딪치고 우측 드럼통이 그 다음에 부딪치게(두 드럼통을 연결한 방향을 파도와 수직방향으로) 할 수도 있으며, 동시에 부딪치게(두 드럼통을 연결한 방향을 파도와 수평방향으로) 할 수도 있다. 그러나 이 두 경우 모두 좌측이나 우측 중 한 개의 지레대는 회전 방향이 바뀌어 발전기 축을 회전시키도록 기어설비를 해야한다. 그리고 이론적으로는 드럼통을 두 개가 아닌 그 이상이라도 설치가 가능하다. 그럴 경우 기어설비의 형태는 그에 따라 달라지게 된다. 도5에는 도4에서 가로방향 보조기둥(7)을 지면에 세운(11) 예를 그렸다. 도6에는 충격 흡수를 보조할 줄의 모습을 그렸다. 원리는 앞에서 설명한 것과 동일하다. 즉, 코일 스프링이 삽입된 통의 외부 한쪽 끝에 줄(12)을 부착하고, 통 내부에는 스프링을 압축할 물체와 물체에 부착된 줄을 삽입한다. 그리고 물체에 부착된 줄을 통의 다른 쪽(줄이 부착되지 않은 쪽)으로 빠져나오게 하면 된다. 물체를 처음 줄이 부착된 방향의 통 내부에 위치하게 하면 줄을 당길 때 줄이 통 내부에 삽입된 물체를 당겨 코일 스프링을 압축하면서 충격을 흡수한다. 도7에는 도5의 설비에 도6의 줄을 설치한 예시의 모습이 그려져 있다. 도7에서 줄은 드럼통이 최대로 상승했을 때의 팽팽하게 당겨진 상태의 모습만 가는 실선으로 그렸다. 물론 도4의 설비나 도1의 설비에도 도6의 줄을 설치함이 가능하다. 이 경우 드럼통의 운동에 지장을 주지 않으면서, 발전기 축이나 이탈방지막대 등의 설치시 필요한 강도를 낮출 수 있다는 장점이 있다. 도8에는 보조기둥을 없애는 배치방식을 예로 든 모습이 그려져 있다. 주기둥을 연장하여 보조기둥(5)을 없애고, 이탈방지막대를 원형으로 연장하여 보조기둥(7)을 없앤 것이다. 드럼통과 지레대의 상승시의 모습은 생략되었으며, 줄의 모습도 생략하였다.The present invention relates to a wave power generator. 1 shows a side view of the wave power generator. 2 shows the lever 3 used in FIG. 1 and the coil spring 9 used in FIG. In Fig. 1, the generator 2 is installed in the main column 1. The main column is built on the sea floor and is represented by a thick one-dot chain line. A vertical auxiliary column 5 is installed above the generator and a horizontal auxiliary column 7 is installed below the generator. At both ends of the auxiliary pillars 5 and 7, the separation bar 6 of the columnar curved lever is represented by a thick dotted line. And both ends of the separation prevention bar is provided with a coil spring body (9) represented by a rectangle. One end of the lever 3 is provided on the generator shaft, and a drum barrel 4 is provided on the other end of the lever. The lever and drum are represented by the solid line and the dotted line. The solid line indicates the position of the drum and the lever of the wave not approaching, and the dotted line indicates the position of the maximum lifted by the wave. Indicates. That is, the barrel is reciprocated along the path of the dotted line 8 with arrows, and the lever should not rise to the position perpendicular to the sea level. If so, it is difficult for the drum and levers to free fall by rotating the generators themselves after the waves pass. On the other hand, the downward limit is difficult to determine. In FIG. 1, the lower limit is set to a position where the lever is parallel to the sea level. However, the angle formed by the main pillar and the auxiliary pillar 7 may be acute by changing the installation of the auxiliary pillar 7 so that the angle of the horizontal auxiliary pillar 7 is perpendicular to the periodic pillar in FIG. 1. The lever 3 in which the detailed view is shown in FIG. 2 is provided with a hole 10 into which the release preventing rod 6 is to be inserted. And the size of the drum and the generator in Figure 2 is reduced. 3, a coil spring is drawn. By the way, the coil spring body 9 represented by the rectangle in the present is the same principle as the device such as a coil spring installed between the wheel and the body to absorb the shock transmitted from the wheel of the motorcycle. The coil springs may simply be attached to both ends of the release bar. Let's look at the operation of FIG. The lever is connected to the drum (4) to obtain the buoyancy and the rotating shaft of the generator serving as the central axis of the rotational movement, the separation bar is fitted in the hole 10 installed in the lever. As the waves approach the drum, the generator shaft is rotated by the lever. As the waves pass, they descend again by the weight of the drum and the weight of the lever, and the generator rotates again. When a large wave such as a tsunami comes, the drum is lifted up rapidly, but is stopped slowly by a spring installed at the upper end of the breakaway bar, and the descent also withstands the wave without damaging the large equipment in the same principle. In other words, when the drum is suddenly lifted up, the spring absorbs the shock, and the separation bar and the generator shaft absorb the remaining shock. However, since the damage of the equipment is mostly caused by the impact applied in a short and short time, the fear of damage to the equipment is drastically reduced because the coil spring extends the transmission time of the impact. 4 shows an example in which the power generation apparatus is multiplexed. In the case of Figure 1 was installed one drum barrel, etc. in one generator installed in the main pillar, in Figure 4 installed two drum barrels, etc. in one generator. The left drum can hit the waves first and the right drum can then hit the next (the direction in which the two drums are connected perpendicular to the waves), and at the same time (the direction in which the two drums are connected horizontally with the waves). It may be. In either case, however, the lever on either the left or right side must be geared to rotate the generator shaft as the direction of rotation changes. And theoretically, more than two drums can be installed. If so, the shape of the gear arrangement will vary accordingly. FIG. 5 illustrates an example in which the horizontal auxiliary pillar 7 is placed on the ground in FIG. 4. Figure 6 shows the appearance of a string to assist in shock absorption. The principle is the same as described earlier. That is, a string 12 is attached to one end of the outer tube of the coil spring is inserted, and the object to compress the spring and the string attached to the object is inserted into the barrel. Then you can pull the string attached to the object to the other side of the barrel (the side where no string is attached). When the object is placed inside the barrel in the direction the string is first attached, the string pulls the object inserted inside the barrel to compress the coil spring while absorbing the impact. FIG. 7 shows an example in which the string of FIG. 6 is installed in the installation of FIG. 5. In Fig. 7, the string was drawn in a thin solid line only in the state of the tension when the drum was raised to the maximum. Of course, it is possible to install the string of FIG. 6 in the installation of FIG. 4 or the installation of FIG. In this case, there is an advantage that the strength required when installing the generator shaft or the separation prevention bar, etc., without disturbing the movement of the drum can be reduced. 8 shows an example of an arrangement method of removing the auxiliary pillar. The main pillar is extended to eliminate the auxiliary pillar (5), and the departure prevention rod extends in a circular shape to eliminate the auxiliary pillar (7). The rise of drums and levers has been omitted, and the lines have been omitted.

본 발명은 주기둥(1)에 발전기(2)를 설치하고, 발전기 회전축에 지레대(3)의 한쪽 끝을 설치하고, 지레대의 다른 끝에 부력을 얻을 드럼통(4)을 설치하여 파도의 움직임에 따른 드럼통의 상하 유동에 의하여 발전기의 회전축에 설치된 지레대가 드럼통의 유동으로 얻은 힘을 발전기 회전축에 전달하여 발전기를 동작시키는 파력발전장치에 있어,The present invention is to install the generator (2) in the main pillar (1), one end of the lever (3) is installed on the generator rotation axis, and the drum barrel (4) to obtain buoyancy at the other end of the lever to install the according to the movement of the wave In the wave power generating device for operating the generator by transferring the force obtained by the flow of the drum cylinder to the generator shaft by the lever installed on the rotary shaft of the generator by the vertical flow of the drum,

지레대에 구멍(10)을 뚫고 지레대와 드럼통의 운동방향을 통제할 이탈방지막대(6)를 지레대에 설치한 구멍에 끼워 설치하고, 이탈방지막대에 있어 지레대의 상하 운동의 한계위치에 충격 흡수를 위한 코일 스프링(9)을 설치한 것이라 할 것이다.Install a break prevention bar (6) to drill the hole (10) in the lever and control the direction of movement of the lever and drum barrel into the hole installed in the lever, and apply the shock absorber to the limit position of the vertical movement of the lever in the release prevention bar. It will be said that the coil spring 9 for the installation.

여기서 가로방향의 보조기둥은 반드시 가로방향일 필요성은 없으며, 이탈방지막대의 길이도 유동적이다. 즉, 사실상 보조기둥(5와 7)의 배치방법은 무한한 방법이 존재한다. 도4의 경우 이탈방지막대가 튼튼하고, 수평방향 보조기둥(7)이 충분한 강도로 설치되면 수직방향 보조기둥(5)은 설치할 필요가 없어진다. 또 도1의 경우 보조기둥간 이루는 각이 직각에 해당한다. 그러나 예각이건 둔각이건 모두 가능하다. 그리고 도8에서 볼 수 있는 것처럼 이탈방지막대를 원형으로 형성하여 주기둥에 설치하면 보조기둥은 불필요하게된다. 그러므로 이탈방지막대의 길이와 굽은 정도는 지레대의 길이와 지레대가 운동하는 각도의 폭에 따라 달라진다. 또 지레대 자체의 전체 길이의 중간 부위에 구멍을 형성할 것인가, 아니면 지레대와 드럼통의 결속되는 근처로 할 것인가 등 다양한 선택에 의하여도 이탈방지 막대의 형상이 달라진다. 그리고 충격흡수를 위한 스프링의 설치 위치도 이탈방지막대의 양끝이라 하였으나 실지는 이탈방지를 위한 부분의 끝(지레대 운동의 상하 한계위치)이라 할 것이다. 충격 흡수를 더 용이하게 하기 위하여 강한 충격이 주로 가해지는 이탈방지막대의 상부에 설치된 스프링의 길이와 강도를 키우고, 도6에 제시된 줄을 추가로 활용할 수도 있다. 특히 도7에서는 줄을 보조기둥에 설치하였으나, 주기둥에 설치함도 가능하다. 곧, 주기둥의 아래 부분에 줄의 한쪽 끝을 부착하고, 지레대가 수면과 직각위치까지 도달하지 않도록 줄의 길이를 조정하여 줄을 지레대나 드럼통에 설치하면 된다. 그리고 여러 개의 드럼통을 설치할 경우나 저속의 지레대 운동을 발전기 회전축의 고속회전으로 변환하기 위해서는 기어설비 등을 이용하면 된다. 또 이탈방지막대도 반드시 원주형으로 굽어야하는 것이 아니다. 만약 지레대에 형성한 구멍이 지레대의 길이 방향으로 길게 형성되면 이탈방지막대의 형상은 종전의 곡선 형태에서 직선형태로 하여도 된다. 그리고 코일 스프링의 한쪽 끝부분을 이탈 방지 막대에 부착하였으면 나머지 끝부분에는 도우넛 형태의 원반을 부착함이 유리하다. 이는 지레대가 스프링과 부딪칠 경우 생길 수 있는 특정 스프링 부분에의 충격 집중을 분산하고, 스프링의 작동이 원활하도록 돕는 역할을 한다. 그러나 이러한 부분들은 이미 시중에 다양한 형태로 이용되고 있어, 청구의 범위로 하지 않는다.Here, the auxiliary pillar in the horizontal direction does not necessarily have to be in the horizontal direction, and the length of the separation prevention rod is also flexible. In other words, there are infinite ways to arrange the auxiliary columns 5 and 7. In the case of Fig. 4, when the separation prevention rod is strong and the horizontal auxiliary pillar 7 is installed with sufficient strength, the vertical auxiliary pillar 5 does not need to be installed. In addition, in FIG. 1, the angle formed between the auxiliary pillars corresponds to a right angle. However, both acute and obtuse angles are possible. As shown in FIG. 8, if the separation prevention rod is formed in a circular shape and installed in the periodic pillar, the auxiliary pillar becomes unnecessary. Therefore, the length and the degree of bending of the anti-separation bar depend on the length of the lever and the width of the angle at which the lever moves. In addition, the shape of the separation prevention bar also varies depending on various choices, such as whether a hole is formed in the middle of the entire length of the lever itself, or where the lever and the drum are bound together. In addition, the installation position of the spring for shock absorption is also referred to as both ends of the separation prevention rod, but the actual position will be referred to as the end of the portion for preventing the separation (up and down limit position of the lever movement). In order to more easily absorb the shock, the length and the strength of the spring installed on the top of the separation prevention bar where the strong impact is mainly applied may be increased, and the string shown in FIG. 6 may be further utilized. In particular, in Figure 7, the string is installed in the auxiliary pillar, it is also possible to install in the main pillar. In other words, one end of the string is attached to the lower part of the main pillar, and the string is adjusted to the lever or drum to adjust the length of the string so that the lever does not reach the position perpendicular to the water surface. In order to install several drums or to convert low-speed lever lever movement into high-speed rotation of the generator shaft, gear equipment or the like may be used. In addition, the escape bar does not necessarily have to be circumferentially bent. If the hole formed in the lever is formed long in the longitudinal direction of the lever, the shape of the separation prevention rod may be straight from the previous curve. If one end of the coil spring is attached to the release preventing rod, it is advantageous to attach a donut-shaped disk to the other end. This distributes the concentration of impact on a particular spring portion that may occur when the lever strikes the spring and helps to keep the spring running smoothly. However, these parts are already on the market in various forms and are not intended to be claimed.

본 발명으로 인하여 높은 설비비 및 관리비에 의하여 경제성이 떨어졌던 파력발전이 활성화될 수 있다. 특히 본 안의 가장 큰 특징이라 할 수 있는 주기둥 하나에 여러 개의 드럼통을 설치할 수 있다는 점과, 큰 파도에 의해서도 설비가 안전하며, 충격흡수가 용이하고 구조도 극히 단순하여 유지 보수비의 요구도 적어 경제성 개선에 효과가 크다. 또 본 안에 의한 발전장치는 조력발전도 겸할 수 있다.Due to the present invention, wave power generation, which is economically deteriorated due to high equipment cost and management cost, can be activated. In particular, it is possible to install several drums in one of the main pillars, which is the biggest feature of the present. In addition, the equipment is safe even by the waves, the shock absorption is easy and the structure is extremely simple. It is effective for improvement. In addition, the generator according to the present invention can also serve as tidal power generation.

Claims

The generator (2) is installed in the main cylinder (1), one end of the lever (3) is installed on the generator shaft, and the drum (4) is installed to obtain buoyancy at the other end of the lever, and the drum cylinder is moved up and down according to the movement of the waves. In the wave power generator to operate the generator by transmitting the force obtained by the flow of the drum barrel to the generator rotating shaft by the lever installed on the rotating shaft of the generator by the flow,

Install a break prevention bar (6) to drill the hole (10) in the lever and control the direction of movement of the lever and drum barrel into the hole installed in the lever, and apply the shock absorber to the limit position of the vertical movement of the lever in the release prevention bar. Wave power generator, characterized in that for installing the coil spring (9).