KR20020081860A - Buoy having self generating device of electricity using power of waves - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자가 발전수단을 구비한 표식수단에 관한 것으로, 특히 파도의 출렁거림을 에너지로 전환시켜 바다에 사용되는 여러 가지 표식수단의 에너지로 이용함으로써 별도의 동력을 공급하지 않아도 바다에서 영구적으로 사용할 수 있는 파력을 이용한 자가발전 수단을 구비한 표식수단에 관한 것이다.The present invention relates to a labeling means having a self-power generation means, in particular by converting the wave ripples into energy to use the energy of the various marking means used in the sea to use permanently at sea without supplying additional power It relates to a marking means having a self-powered means using a wave power that can be.
일반적으로 넓은 바다에는 선박의 안전한 항로와 위험 구역을 나타내기 위한 표식수단, 예컨데 무인등대, 등부표, 표식등(buoy) 등이 사용되고 있다. 상기 표식수단에는 램프에서 빛을 발할 수 있는 에너지가 공급되어야 하는데, 상기 에너지원으로 일반적으로 축전지가 사용되고 있다.In general, a large sea is used for marking means for indicating the safe route and dangerous area of the ship, such as an unmanned lighthouse, a buoy, and a buoy. The marking means must be supplied with energy capable of emitting light from a lamp, and a battery is generally used as the energy source.
그러나 축전지는 일정기간 사용한 후에는 에너지가 소멸되어 재충전을 시켜주거나 새 전지로 교환하지 않으면 사용할 수 없게 된다. 따라서 전지를 충전시키거나 교환하기 위해 표식수단이 위치한 먼 지역까지 배를 타고 사람이 직접 가야할 뿐 아니라 일정 중량을 가진 표식수단을 배 위로 끌어올린 후 밀봉된 축전지 케이스를 분해 및 조립해야 하므로 작업이 번거롭고 힘들뿐 아니라 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.However, after a period of use, the battery will lose energy and will not be usable unless recharged or replaced with a new battery. Therefore, in order to recharge or replace the battery, a person must go directly to a distant area where the marker means are located, as well as to pull up the marker means having a certain weight and to disassemble and assemble the sealed battery case. Not only is it troublesome, it also takes a lot of time.
이러한 문제점을 해결하기 위해 파력을 이용하여 에너지를 발생시키는 장치가 제시되고 있으나, 이러한 종래의 장치는 인접한 지역에 반드시 별도의 지지수단, 예컨데 육지나 등대 등이 위치해 있어야 에너지의 발생이 가능하였고, 고정 및 지지수단이 없는 지역, 예컨데 바다 한 가운데에서는 전혀 사용될 수 없는 문제점을 가지고 있다.In order to solve this problem, a device for generating energy using wave force has been proposed, but such a conventional device must have a separate support means, for example, land or a lighthouse, to generate energy. And there is a problem that can not be used at all in the area without support means, for example in the middle of the sea.
아울러, 종래의 대부분의 표식수단이 동력원으로 수시로 교체해 주어야 하는 축전지를 사용하므로 제조비용이 많이 들고 자원낭비가 많을 뿐 아니라, 폐축전지의 방치로 자연환경을 훼손시킬 우려를 안고 있는 문제점이 있다.In addition, since most of the conventional marking means uses a battery that must be replaced as a power source, there is a problem in that the manufacturing cost is high and the waste of resources is high, and there is a concern that the natural environment may be damaged by the disposal of the waste battery.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 별도의 지지수단이 없는 바다 한 가운데서도 파력을 이용하여 에너지를 발생시켜 별도의 동력원을 공급하지 않아도 표식수단을 영구적으로 가동할 수 있는 파력을 이용한 자가발전 수단을 구비한 표식수단을 제공하는 데 있다.Therefore, the present invention is to solve the conventional problems as described above, the object of the present invention is to generate energy using the wave power in the middle of the sea without a separate support means to permanently mark the means without supplying a separate power source It is to provide a marking means having a self-powered means using a wave force that can be operated by.
도 1 은 본 발명의 파력을 이용한 자가발전 수단을 구비한 표식수단의 일 예를 개략적으로 도시한 단면도,1 is a cross-sectional view schematically showing an example of the marking means having a self-power generation means using a wave force of the present invention,
도 2 의 (a) 와 (b) 는 본 발명의 표식수단이 파도의 고저에 따른 작동되는 상태를 도시한 단면도이다.2 (a) and 2 (b) are cross-sectional views showing a state in which the marking means of the present invention is operated according to the height of the waves.
〈 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 〉<Description of the code | symbol about the principal part of drawing>
1 : 부체물 3 : 상부 지지부재1: floating body 3: upper support member
5 : 하부 지지케이스 7 : 슬라이더(저항판 샤프트)5: lower support case 7: slider (resistance plate shaft)
9 : 저항판 10 : 하부 이송부재9: resistance plate 10: lower transfer member
11 : 발전기 13 : 탄성부재11 generator 13 elastic member
14 : 상부 지지부재 15 : 표식등(램프)14: upper support member 15: marking lamp (lamp)
17 : 랙(rack)17 rack
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 파력을 이용한 자가발전 수단을 구비한 표식수단은 바다에 뜰 수 있으며 일정한 크기의 부력을 갖는 부체물과, 상기 부체물의 중심부를 대략 수직 방향으로 지나도록 설치되어 파도의 흐름에 따른 상기 부체물과의 상대적인 이동거리 차에 의해 상하 방향으로의 교호 직선운동을 유도하는 하부 이송부재와, 상기 부체물상에 설치되어 상기 하부 이송부재와 부체물간의 상하 교호운동을 회전운동으로 변환하여 에너지를 발생시키는 발전기와, 상기 부체물의 상부에 설치되며 상기 하부 이송부재를 상부에서 지지하는 상부 지지부재, 및 상기 발전기에 의해 생성된 에너지를 이용하여 빛을 발하는 표식등을 포함하는 것을 특징으로 한다.Marking means having a self-powered means using the wave force of the present invention for achieving the above object is floating on the sea and having a buoyancy of a certain size, and installed so as to pass through the center of the floating body in a substantially vertical direction A lower conveying member for inducing an alternating linear motion in an up and down direction by a relative difference in distance between the floating object and a floating movement of the upper and lower alternating motions between the lower conveying member and the floating object. It includes a generator for generating energy by converting to an upper portion, an upper support member installed on the upper portion of the floating body and supporting the lower transfer member from the top, and a sign that emits light using the energy generated by the generator. It features.
상기한 본 발명에 의하면, 상기 하부 이송부재는 상기 부체물의 중심 부위에 결착된 하부 지지 케이스와, 상기 케이스의 내부에 수납되어 상,하 운동이 이루어지며 상부부위에 랙이 형성된 샤프트와, 상기 샤프트의 하측 단부에 결착된 저항판으로 구성할 경우, 효과적으로 상승 및 하강 운동을 유도할 수 있다.According to the present invention, the lower conveying member is a lower support case which is bound to the central portion of the floating body, the shaft accommodated in the case of the upper and lower movements and the rack is formed on the upper portion, and the shaft When composed of a resistance plate bound to the lower end of the, it can effectively induce the up and down movement.
또한 본 발명의 상기 저항판은 수중에서 상,하 방향으로의 이동시 저항을 받도록 한 것으로, 일정 크기의 직경을 가진 원판형 또는 임의의 각형으로 형성할 수 있으며,In addition, the resistance plate of the present invention is to receive a resistance when moving in the up and down direction in the water, it can be formed in a disc shape or any square having a certain diameter,
상기 상부 지지부재는 부체물의 상부에 설치되는 지지케이스와, 상기 지지케이스 내부의 탄성부재로 이루어지며, 상기 탄성부재는 하부 이송부재의 샤프트 상단부에 연결되어 샤프트의 상,하 운동을 유도하도록 한다.The upper support member is composed of a support case installed on the upper portion of the support and the elastic member inside the support case, the elastic member is connected to the upper end of the shaft of the lower transfer member to induce the up and down movement of the shaft.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 파력을 이용한 자가발전 수단을 구비한 표식수단의 적합한 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the marking means having a self-powered means using the wave force of the present invention.
도 1 은 본 발명의 파력을 이용한 표식수단의 일 예를 개략적으로 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view schematically showing an example of the marking means using the wave force of the present invention.
상기 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 파력을 이용한 표식수단(30)은 파도의 움직임에 의한 운동에너지를 발전기를 이용하여 전기 에너지로 변환시키기 위한 일련의 수단을 구비하고 있다.As shown in the figure, the marking means 30 using the wave force of the present invention is provided with a series of means for converting the kinetic energy by the movement of the wave into electrical energy using a generator.
즉, 본 발명의 표식수단(30)은 바다에 뜰 수 있으며 일정한 크기의 부력을 갖는 부체물(6)과, 상기 부체물(6)의 중심부를 대략 수직 방향으로 지나도록 설치되어 파도의 흐름에 따른 상기 부체물(6)과의 상대적인 이동거리 차에 의해 상하 방향으로의 교호 직선운동을 유도하는 하부 이송부재(10)와, 상기 부체물(6)상에 설치되어 상기 하부 이송부재(10)와 부체물(6)간의 상하 교호운동을 회전운동으로 변환하여 에너지를 발전시키는 발전기(11)와, 상기 부체물(6)의 상부에 설치되며 상기 하부 이송부재(10)를 상부에서 지지하는 상부 지지부재(14) 및 발전기(11)에의해 생성된 에너지를 이용하여 빛을 발하는 표식등(15)으로 크게 구성된다.That is, the marking means 30 of the present invention can float on the sea and have a buoyancy of a certain size buoyancy 6, and installed so as to pass through the central portion of the floating body 6 in a substantially vertical direction to the flow of waves A lower conveying member 10 for inducing an alternating linear movement in the vertical direction by a relative movement distance difference with the floating object 6 and the lower conveying member 10 installed on the floating object 6. Generator 11 for generating energy by converting the up and down alternating movement between and the floating body 6 to the rotational movement, and the upper portion installed on the upper portion of the floating body 6 to support the lower transfer member 10 from the upper side It is largely composed of a marker lamp 15 that emits light using energy generated by the support member 14 and the generator 11.
상기 구성에 있어서, 부체물(6)의 중심 부위에는 하부 지지 케이스(5)가 설치되고, 그 내부를 하부 이송부재(10)의 샤프트(7)가 지나가며, 상기 샤프트(7)의 하측단부에는 저항판(9)이 결착되어 있다. 상기 저항판(9)은 수중에서 상,하 방향으로의 이동시 저항을 받도록 한 것으로, 일정 직경을 가진 원판형 또는 임의의 각형으로 형성할 수 있다. 상기 샤프트(7)의 상부, 즉 상기 부체물(6)과의 교호 운동이 일어나는 영역에 걸친 샤프트(7) 상부 부위에 랙(7)을 형성하고, 이 랙(7)이 발전기의 축과 연결된 피니언(11a)과 치합 되게 하여 발전기(11) 축을 정방향 또는 역방향으로 반복 회전하도록 한다.In the above configuration, the lower support case 5 is installed at the central portion of the floating body 6, and the shaft 7 of the lower transfer member 10 passes through the inside thereof, and the lower end portion of the shaft 7. The resistance plate 9 is bound. The resistance plate 9 is to receive a resistance when moving in water in the up and down direction, it can be formed in a disc shape or a certain square having a predetermined diameter. A rack 7 is formed in the upper part of the shaft 7, ie in the upper part of the shaft 7 over an area in which an alternating movement with the floating body 6 takes place, and the rack 7 is connected to the axis of the generator. The pinion 11a is engaged with the pinion 11a so as to repeatedly rotate the shaft of the generator 11 in the forward or reverse direction.
또한 상기 상부 지지부재(14)는 부체물(1)의 상부에 설치되는 지지케이스(3)와 상기 지지케이스(3)의 내부의 탄성부재(13)로 이루어지며, 상기 탄성부재(13)는 하부 이송부재(10)의 샤프트(7) 상단부에 연결되어 샤프트(7)의 상,하 운동을 유도하는 역할을 한다. 이때 상기 탄성부재(13)로는 부체물(1)의 크기와 하부 이송부재(10)의 중량을 고려하여 적정 탄성계수를 갖는 스프링을 사용한다.In addition, the upper support member 14 is composed of a support case 3 installed on the upper portion of the support 1 and the elastic member 13 inside the support case 3, the elastic member 13 is It is connected to the upper end of the shaft 7 of the lower transfer member 10 serves to induce the up and down movement of the shaft (7). In this case, as the elastic member 13, a spring having an appropriate modulus of elasticity is used in consideration of the size of the floating body 1 and the weight of the lower transfer member 10.
상기 지지 케이스(3)의 상부에는 표식등(15)이 설치되고, 자체 발전된 에너지가 공급되도록 상기 발전기(11)와 연결시킨다.An upper portion of the support case 3 is provided with a marker lamp 15, and is connected to the generator 11 to supply self-generated energy.
그리고 상기 부체물(6)의 하부에 위치한 하부 케이스(7)는 그 내부로 이송부재의 샤프트(7)를 수용하며, 샤프트(7)의 해수와의 접촉으로 인한 부식을 최대한 방지할 수 있도록 사용재질을 스테인레스 스틸 등의 내식성 소재를 사용한다.And the lower case (7) located in the lower portion of the floating body (6) accommodates the shaft (7) of the conveying member therein, and is used to prevent corrosion due to contact with the sea water of the shaft (7) as much as possible The material used is corrosion resistant material such as stainless steel.
한편, 본 발명의 부체물(6)의 상측 부위의 구성부품은 알루미늄과 같은 가벼운 재질을 사용하여 중량이 적게 나가도록 하고, 수중에 침수되는 부위의 구성부품은 스테인레스와 같은 재질을 사용하여 중량이 가능한 많이 나가도록 구성한다. 이는 본 발명의 표식수단이 부체물(6) 하부 부위가 상부보다 무거운 구조가 되도록 하여 수면에 대해 상시 수직상태를 유지하고자 하는 힘이 발생되도록 하기 위함이다.On the other hand, the components of the upper portion of the floating body 6 of the present invention to use a light material such as aluminum to the weight less, and the components of the parts submerged in water using a material such as stainless Configure it to go out as much as possible. This is to ensure that the marking means of the present invention to the structure that the lower portion of the floating body (6) is heavier than the upper portion to generate a force that is always perpendicular to the water surface.
또한, 상기 조명수단(2)은 어두울 때에만 점등될 수 있도록 밝기를 측정하는 측정수단, 예컨데 CDS 셀 등을 적용한 전자 회로와 간헐적인 점등이 되도록 하는 전원제어수단을 자체내 구비토록 하여 에너지의 낭비가 없는 효율적인 에너지 운용이 되도록 한다.In addition, the lighting means 2 has a measuring means for measuring the brightness to be turned on only when it is dark, for example, an electronic circuit to which the CDS cell, etc. and the power control means for intermittent lighting to be provided by itself to waste energy To ensure efficient energy management.
상기 샤프트(7)의 상부에 형성된 랙(7)과 치합되어 에너지를 생성시키는 발전기는 정,역 방향의 회전방향에 관계없이 에너지를 발전할 수 있는 발전기로서, 발전기의 회전축(미도시)에 연결된 피니언(11a)에 의해 샤프트(7)의 직선운동이 회전운동으로 바뀌어 전달되도록 한다.The generator, which is engaged with the rack 7 formed on the shaft 7 to generate energy, is a generator capable of generating energy regardless of the direction of rotation in the forward and reverse directions, and is connected to a rotating shaft (not shown) of the generator. By the pinion 11a, the linear motion of the shaft 7 is converted into rotational motion so as to be transmitted.
또한, 상기 발전기(11)가 위치한 부분을 하나의 밀폐박스(미도시)로 형성하고, 상기 밀폐박스의 내부에는 발전기(11)와 축전지 및 충전장치(미도시)를 구성한 전원부가 수납되도록 한다.In addition, a portion in which the generator 11 is located is formed in one sealed box (not shown), and the power supply unit constituting the generator 11, a storage battery and a charging device (not shown) is accommodated in the sealed box.
이상, 상기와 같이 구성된 본 발명의 파력을 이용한 표식수단이 파도의 흐름에 따라 동작하는 상태를 도 2a 와 도 2b 를 참조하여 상세히 설명한다.The state in which the marking means using the wave force of the present invention configured as described above operates according to the flow of the wave will be described in detail with reference to FIGS. 2A and 2B.
도 2 는 본 발명의 파력을 이용한을 표식수단이 파도의 높낮음에 따라 작동되는 상태를 도시한 도면으로서,2 is a view showing a state in which the marking means using the wave force of the present invention is operated according to the high and low waves,
(a) 는 높은 파도의 경우, (b) 는 낮은 파도의 경우를 각각 도시한 도면이다.(a) is the case of a high wave, (b) is a figure which shows the case of a low wave, respectively.
상기 도면을 함께 참조하면, 파도가 일어날 때 수면상에 떠 있는 부체물(6)이 상승 및 하강하는 높이는 수면의 파도의 높이에 따라 달라지나, 수중의 일정 깊이 아래에 위치하는 저항판(9)은 해수면의 하부에 위치하여 해수 표면보다 유동이 적으므로 부체물(6)에 비해 상대적으로 이동하는 양이 매우 적다.Referring to the drawings together, the height of the floating and floating body 6 floating on the water surface when the wave occurs depends on the height of the water wave surface, but the resistance plate 9 located below a certain depth of the water Is located at the bottom of the sea surface and less flow than the sea surface, so the amount of movement relative to the floating body (6) is very small.
따라서 부체물(6)과 저항판(9)간의 상,하 방향의 이동속도 차가 발생하여 하부 이송부재(10)와 부체물(6)상에 설치된 발전기(11)의 피니언(11a)과의 교호작용이 일어나게 되고, 이는 발전기(11)의 회전축을 회전시키게 된다.Therefore, a shift speed in the up and down direction between the floating body 6 and the resistance plate 9 is generated, and the lower transfer member 10 and the pinion 11a of the generator 11 installed on the floating body 6 are alternated. The action takes place, which rotates the axis of rotation of the generator (11).
예컨데, 높은 파도가 왔을 때, 파도를 따라 부체물(6)은 높이 올라가게 되나 수중에 잠겨 있는 저항판(9)은 파도가 없는 해수의 저항을 받아 상기 부체물(6)이 상승하는 거리만큼 따라가지 못하게 되므로 샤프트(9)가 하강하고, 상부지지 케이스(3)내의 탄성부재(13)를 인장시키게 된다.For example, when a high wave comes, the float 6 rises high along the wave, but the resistance plate 9 submerged in water is subjected to the resistance of the seawater without waves, so that the float 6 rises. Since the shaft 9 cannot be lowered, the elastic member 13 in the upper support case 3 is tensioned.
다음, 높은 파도가 지나갔을 경우는, 상기의 경우와 반대로 부체물(6)은 파도를 따라 낮은 위치로 내려오나 저항판(9)은 부체물(6)이 이동하는 양만큼 아래로 이동하지 못하게 되므로 샤프트(7)가 상승하여 인장된 상태의 탄성부재(13)를 다시 원위치 시키거나 압축시게 된다.Next, when the high wave has passed, in contrast to the above case, the floating body 6 descends to a lower position along the wave, but the resistance plate 9 does not move downward by the amount that the floating body 6 moves. The shaft 7 is raised to return or compress the elastic member 13 in the tensioned state again.
결국, 상기와 같은 파도의 유동이 반복적으로 이루어질 경우, 발전기가 지속적으로 가동하게 되어 축전지 등에 의한 인위적인 에너지의 공급 없이도 자체발전이 가능하며, 나아가 여분의 전기 에너지를 축전지에 충전할 수 있게 된다.As a result, when the flow of the wave is made repeatedly, the generator is continuously operated so that self-power generation is possible without supplying artificial energy by the battery, and further, it is possible to charge the extra electric energy to the battery.
이상 상기한 바와 같이, 파도의 유동에 따라 파도와 함께 움직이는 부체물과, 상기 부체물의 중심부위를 지나 상,하 방향으로 설치되어 파도의 흐름에 의해 상기 부체물과의 상대적인 이동 양의 차이에 의해 상,하 방향의 교호운동을 유도하는 하부 이송부재 및 상기 하부 이송부재의 상승 및 하강운동을 회전운동으로 전환하여 발전하는 발전기를 구비한 본 발명의 표식수단은 지지수단이 없는 바다 한 가운데에서도 파력을 이용하여 용이하게 에너지를 발생시킬 수 있고, 종래의 표식수단에 있어서 에너지 공급원으로 사용되는 축전지를 대체할 수 있어 에너지 절약을 도모할 수 있다. 아울러, 종래의 축전지 교환 및 충전을 위한 작업상의 번거로움과 교체에 따른 많은 작업시간이 소요되는 등의 문제점을 해결할 수 있다.As described above, the floating body moving with the wave in accordance with the flow of the wave, and installed in the up and down direction past the center of the floating body by the difference in the relative amount of movement with the floating body by the flow of the wave Marking means of the present invention having a lower transfer member for inducing an upward and downward movement and a generator for generating power by converting the up and down movement of the lower transport member into a rotational movement, the wave means even in the middle of the sea without support means It is possible to easily generate energy by using, and to replace the storage battery used as an energy supply source in the conventional marking means, it is possible to save energy. In addition, it is possible to solve the problems such as the cumbersome work and the time required for the replacement of the conventional battery replacement and charging.
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