KR20030024224A - 수직축 방식 해류 발전시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 수직축 방식 해류 발전시스템은 해저에 고정된 베이스와; 상기 베이스 상측에 회전 가능하게 지지되고 수직방향으로 배치되는 수직축과; 상기 수직축에 고정되고 해류에 의해 회전되어 수직축을 회전시키는 회전날개와; 상기 베이스에 수밀되어 내장되고 상기 수직축의 하단에 연결되어 회전속도를 가변시키는 변속기와; 상기 베이스에 수밀되어 내장되고 상기 변속기에 연결되어 발전하는 발전기를 포함하여 구성되고, 상기 해류날개가 해류에 대해 직교하게 배치되어 회전되므로 적은 유속의 해안에서도 지속적인 전력생산이 가능하고, 상기 변속기 및 발전기가 베이스에 수밀 내장되어 그 구조가 간단함과 아울러 설치 및 수리작업이 용이하며, 상기 수직축이 베이스에 견고하게 지지되는 효과가 있다.

Description

수직축 방식 해류 발전시스템{Vertical shaft type Current Power Generation System}

본 발명은 해류를 이용하여 전력을 생산하는 발전시스템에 관한 것으로서, 특히 지속적인 전력공급이 가능하고 낮은 유속에서 풍부한 전력을 얻을 수 있는 수직축 방식 해류 발전시스템에 관한 것이다.

일반적으로 발전시스템은 전기를 발생시키는 장치로서, 작동매개수단에 의해 화력발전기, 수력발전기, 원자력 발전기, 풍력 발전기, 조력 발전기 등으로 분류된다.

종래의 전기는 화력발전기나 원자력발전기에 의해서 대부분이 생산되나 이러한 발전기들은 천연자원을 이용하여 전기를 생산하므로 그 사용에는 한계가 있으며, 이러한 발전기는 환경을 저해하는 물질을 배출시키므로 그 사용이 제한되어야 한다. 따라서, 최근에는 해류나 파력 등의 자연력을 이용하는 발전기의 개발에 힘을 기울이고 있고, 그 중에서 해류를 이용한 발전은 공개특허공보 96-16078의 해류 발전기가 있다.

상기한 해류 발전기는 해저에 지지된 안장다리 플랫포옴과 이 플랫포옴에 다수의 터빈을 해류의 움직임에 따라 반응하게 설치하여 발전하도록 한 것이다.

그러나, 상기한 해류 발전기는 안장다리 플랫포옴을 세우고 터어빈을 설치해야 하므로, 해저면에 시공하기 어렵고, 그 구조가 복잡하며, 설치비용이 많이 드는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 유속이 낮은 인근해안에 설치되어 전력을 지속적으로 생산할 수 있고 구조가 간단한 수직축 방식 해류 발전시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 해류발전 시스템이 도시된 일부 절결 측면도,

도 2는 본 발명에 따른 해류발전 시스템이 도시된 평면도,

도 3은 본 발명에 따른 회전날개의 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

1; 회전날개2: 허브

4: 날개5: 평판부

6: 돌출부10: 수직축

20: 베이스24: 바닥판

26: 케이스27: 케이블

28: 받침대28a: 지지체

28b: 다리30: 변속기

40: 발전기

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 수직축 방식 해류발전 시스템은 해저에 고정된 베이스와; 상기 베이스 상측에 회전 가능하게 지지되고 수직방향으로 배치되는 수직축과; 상기 수직축에 고정되고 해류에 의해 회전되어 수직축을 회전시키는 회전날개와; 상기 베이스에 수밀되어 내장되고 상기 수직축의 하단에 연결되어 회전속도를 가변시키는 변속기와; 상기 베이스에 수밀되어 내장되고 상기 변속기에 연결되어 발전하는 발전기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 해류발전 시스템이 도시된 일부 절결 측면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 해류발전 시스템이 도시된 평면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 회전날개의 사시도이다.

본 실시예에 따른 수직축 방식 해류 발전시스템은 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 해저에 고정된 베이스(20)와; 상기 베이스(20) 상측에 회전 가능하게 지지되고 수직방향으로 배치되는 수직축(10)과; 상기 수직축(10)에 고정되고 해류에 의해 회전되어 수직축(10)을 회전시키는 회전날개(1)와; 상기 베이스(20)에 수밀되어 내장되고 상기 수직축(10)의 하단에 연결되어 회전속도를 가변시키는 변속기(30)와; 상기 베이스에 수밀되어 내장되고 상기 변속기(30)에 연결되어 발전하는 발전기(40)를 포함하여 구성된다.

상기 베이스(20)는 해저(A)에 파일(미도시) 등을 이용하여 고정되는 바닥판(24)과, 상기 바닥판(24)의 상측에 결합되도록 저면이 개방되고 내부 공간(B)에 상기 변속기(30) 및 발전기(40)가 내장되며 상면에 상기 수직축이 삽입되는 삽입홀(22)이 형성된 케이스(26)로 구성된다.

상기 케이스(26)의 측면에는 상기 발전기(40)에서 생산된 전기를 육지로 수송하기 위한 케이블(27)이 관통되는 관통홀(26a)이 형성되고, 상기 케이스(26)의 상면에는 상기 삽입홀(22)과 연통되어 상기 수직축(10)을 회전 가능하게 지지하는 지지체(28a)와, 상기 지지체(28a)를 받치는 다리(28b)로 구성된 받침대(28)가 배치된다.

상기 지지체(28a)는 상기 수직축(10)이 관통될 수 있도록 중공 원통모양으로 형성되어 상기 케이스(26)의 상면에서 상향 돌출되게 배치되고, 내측면 상단에는 해수의 유입을 막는 실링(미도시)이 설치되고 상기 수직축(10)과의 사이에 베어링(미도시)이 배치되어 수직축(28a)을 지지한다.

상기 회전날개(1)는 상기 수직축(10)이 삽입 고정되도록 내측에 고정홀(3)이 형성된 기둥 모양의 허브(2)와, 상기 허브(2)의 둘레방향 외주면에 방사형으로 배치된 복수개의 날개(4)로 구성되고, 상기 날개(4)가 해류에 대해 직교하게 배치된다.

상기 날개(4)는 120°간격으로 3개가 배치되고, 그 각각은 해류가 직접 부딪히는 평판부(5)와, 상기 평판부(5)의 외측 단부에 직교하게 돌출된 돌출부(6)로 구성된다.

상기 돌출부(6)는 그 내측면(6a)이 상기 평판부(5)에 직교하게 형성되어 평판부(5)를 따라 이동되는 해류에 의한 회전력을 증대시키며, 외측면(6b)이 라운드지게 형성되어 돌출부(6) 외측의 해류 흐름을 원활하게 한다.

상기 수직축(10)은 상기 허브(2)의 고정홀(3)에 압입 고정되고, 그 하단에 구동기어부(미도시)가 형성되어 상기 변속기(30) 내로 삽입 설치된다.

상기 변속기(30)는 상단에 상기 수직축(10)의 하단이 삽입되는 삽입홀(미도시)이 형성되고, 그 내부에는 상기 수직축(10)의 구동기어부에 기어 물림되는 종동기어부(미도시)가 형성된 샤프트(미도시)가 회전 가능하게 설치되며, 상기 샤프트는 하단이 상기 발전기 내부로 삽입된다.

상기 발전기(40)는 상기 샤프트의 회전 운동에너지를 전기에너지로 변환하기 위해 종래의 유도 발전기나 직류 발전기나 동기 발전기 중에서 적합한 것을 사용하여 발전한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 해류가 상기 회전날개(1)의 날개(4) 중 평판부(5)에 닿게 되면, 상기 수직축(10)은 상기 받침대(28)의 지지체(28a)에 지지된 상태로 상기 회전날개(1)와 함께 회전되고, 상기 변속기(30)는 내부의 기어부에 의해 회전수를 증가시키며, 상기 발전부(40)는 전기를 생산하여 상기 케이블(27)을 통해 육지로 전기를 수송한다.

여기서, 상기 회전날개(1)의 날개(4) 중 돌출부(6)는 상기 평판부(5) 및 허브(2)를 회전시키면서 평판부(5)의 측면를 따라 이동되는 해류에 의한 회전력을 증대시켜 상기 발전시스템의 효율을 증대시키게 된다.

그리고, 상기 받침대(28)는 상기 지지체(28a) 및 다리(28b)가 상기 수직축(10)을 견고하게 지지하여 갑작스런 해류 변동 등에 의해 상기 수직축(10)이 파손되는 것을 예방할 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 수직축 방식 해류 발전시스템은 회전날개를 지지함과 아울러 회전날개의 회전력을 전달하는 수직축이 수직방향으로 배치되고, 상기 회전날개의 날개가 해류의 흐름에 직교하게 배치되어 회전되므로, 유속이 낮은 인근해안에 설치되는 경우에도 전력을 지속적으로 생산할 수 있는 효과가 있다.

또, 상기 회전날개의 날개가 해류가 닿는 평판부와 상기 평판부에 직교하게 돌출된 돌출부로 이루어져 상기 평판부 측면를 따라 이동되는 해류에 의한 회전력을 증대시켜 전력 생산능력을 높일 수 있는 효과가 있다.

또, 회전속도를 높이는 변속기와 변속기에 연결되어 발전하는 발전기가 해저에 고정되는 베이스에 수밀 내장되므로, 그 구조가 간단하고 설치 및 수리작업이용이한 효과가 있다.

또, 수직축이 받침대에 의해 견고하게 지지된 상태로 회전되므로 갑작스런 해류 변동이 발생한 경우 상기 수직축이 파손되는 것을 예방할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 해저에 고정된 베이스와;

   상기 베이스 상측에 회전 가능하게 지지되고 수직방향으로 배치되는 수직축과;

   상기 수직축에 고정되고 해류에 의해 회전되어 수직축을 회전시키는 회전날개와;

   상기 베이스에 수밀되어 내장되고 상기 수직축의 하단에 연결되어 회전속도를 가변시키는 변속기와;

   상기 베이스에 수밀되어 내장되고 상기 변속기에 연결되어 발전하는 발전기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 수직축 방식 해류 발전시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 회전날개는 상기 수직축이 삽입 고정되도록 내측에 고정홀이 형성된 기둥 모양의 허브와, 상기 허브의 둘레방향 외주면에 방사형으로 배치된 복수개의 날개부로 구성된 것을 특징으로 하는 수직축 방식 해류 발전시스템.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 날개부는 해류가 부딪히는 평판부와, 상기 평판부의 외측 단부에 직교하게 돌출된 돌출부로 구성된 것을 특징으로 하는 수직축 방식 해류 발전시스템.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 돌출부는 내측면이 상기 평판부에 직교하게 형성되고 외측면이 라운드지게 형성된 것을 특징으로 하는 수직축 방식 해류 발전시스템.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 베이스는 상기 삽입홀과 연통되어 상기 수직축을 회전 가능하게 지지하는 지지체와, 상기 지지체를 받치는 다리로 구성된 받침대를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 수직축 방식 해류 발전시스템.