KR200384704Y1 - 조력발전용 수차 - Google Patents

Abstract

본 고안은 조력발전을 위한 수차에 관련되는 것이며, 간단한 구조이면서도 조류의 방향에 따라 자연스럽게 회전방향이 변경되고 마찰저항을 최소화할 수 있는 것으로, 이를 위해 중심부에 샤프트가 연결되며 이격공간을 두고 설치되는 한쌍의 원형판(10)과; 상기 원형판의 가장자리부에 회전가능토록 등간격을 유지토록 배치되는 다수의 날개축(20)과; 상기 한쌍의 원형판의 사이 공간에 놓이며 상단부는 상기 날개축에 고정되는 익편(30)과; 양단부는 상기 원형판에 고정되며 상기 샤프트와 날개축 사이에 위치되어 상기 익편을 지지하게되는 받침축(40);으로 구성되는 것을 기술적 요지로 하는 조력발전용 수차에 관한 것이다.

Description

조력발전용 수차{water wheel for a tidal power plant}

본 고안은 전기를 생산하기 위한 수차에 관련되는 것으로 특히 바다의 밀물과 썰물을 이용하여 회전력을 발생시키기 위한 조력발전용 수차에 관한 것이다.

자원고갈에 따라 대체 에너지 개발은 가장 큰 문제의 하나로 여겨지고 있으며 다양한 시도와 실험이 이루어지고 있는 실정이다. 또한, 장기간의 화석연료의 사용으로 인한 지구온난화 등의 문제로 환경친화적인 에너지 개발이 요구되고 있다.

환경친화적인 자원으로 대표되는 것으로는 풍력, 태양력, 조력이 있으며 일부 국가에서는 이러한 자원을 상용화하고 있다.

그 중에서 조수간만의 차이를 이용한 조력발전은 아직 널리 보급되지 못하고 있다. 이것은 조수간만의 차가 큰 지역에서만 적용가능하다는 지역적 제한성이 있다는 문제점도 있지만, 설치비나 유지보수등의 비용이 지상에서 이루어지는 타 발전에 비해 고가라는 문제점도 있었다.

따라서 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 고안에서는 간단한 구조이면서도 충분한 회전력을 얻을 수 있는 조력발전용 수차를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이와 같은 목적달성을 위한 본 고안은, 중심부에 샤프트가 연결되며 이격공간을 두고 설치되는 한쌍의 원형판과; 상기 원형판의 가장자리부에 회전가능토록 등간격을 유지토록 배치되는 다수의 날개축과; 상기 한쌍의 원형판의 사이 공간에 놓이며 상단부는 상기 날개축에 고정되는 익편과; 양단부는 상기 원형판에 고정되며 상기 샤프트와 날개축 사이에 위치되어 상기 익편을 지지하게되는 받침축;으로 구성되는 것을 특징으로 하는 조력발전용 수차에 관한 것이다.

그리고, 상기 받침축은 날개축과 샤프트를 잇는 선상의 한 지점에 설치되는 것임을 특징으로 하는 조력발전용 수차에 관한 것이다.

또한 상기 샤프트는 수면위에 뜰수있는 부상체와 연결되어져 있는 것임을 특징으로 하는 조력발전용 수차에 관한 것이다.

이하 본 고안 조력발전용 수차에 대해 실시예를 통하여 상세히 설명하기로 한다.

첨부되는 도1은 본 고안의 일 실시예에 따른 조력발전용 수차의 개략적인 사시도에 해당된다.

도시된 바와 같이, 상기 조력발전용 수차는 원형판(10), 날개축(20), 익편(30) 그리고 받침축(40)을 주요한 구성으로 하며 상기 원형판(10)의 중심에는 샤프트(15)가 설치되어져 있다.

상기 원형판(10)은 좌우 한쌍으로 두개가 하나의 단위가 되며 상기 샤프트(15)에 이격공간을 두고 고정 설치된다. 수차가 회전되면 샤프트도 회전되는 구조이다.

그리고 상기 원형판(10)의 가장자리부에 다수의 날개축(20)이 회전가능하도록 등간격을 유지한 채 설치된다. 본 예에서는 8개의 날개축(20)이 일정간격으로 설치되며 상기 날개축의 좌우 양단부가 상기 한쌍의 원형판(10) 가장자리에 자유로운 회전이 이루어지도록 구속 설치된다.

상기 날개축(20)에는 사각형상의 익편(30)이 결합되어지며, 도시된 바와 같이 상기 익편(30)의 상단부가 날개축(20)에 고정되어져 있고, 두개의 원형판 사이에 위치된다. 본 예에서 상기 익편의 모양은 직사각형 형태로 하였으나 이외에도 굽은형태로 제작할 수도 있을 것이다.

다음으로 상기 샤프트(15)와 날개축(20) 사이에 설치되어 상기 익편(30)을 지지하게 되는 받침축(40)에 대해 설명한다. 상기 받침축(40)의 양단부는 좌우 원형판(10)에 고정설치되며 특히 본 예에서는 상기 날개축(20)과 샤프트(15)를 연결하는 선상에 상기 받침축(40)의 일단부가 고정될 수 있도록 한다. 즉, 도시된 바와 같이 원형판(10)의 중심으로부터 가장자리를 향하여 샤프트(15), 받침축(40) 그리고 날개축(20)이 형성되는 것이다.

이하에서 상기와 같은 구성을 가지는 본 고안에 따른 조력발전용 수차의 작동원리에 대해 설명하기로 한다.

샤프트(15)의 양단부는 원형판(10)으로부터 길게 돌출되며 어느 일단부에 발전기(미도시)를 연결하여 회전운동을 전기에너지로 변환시킬 수 있도록 한다.

본 고안에 따른 조력발전용 수차는 대략 2/3 정도가 수면아래에 잠겨진 상태에서 작동시킴이 바람직하며, 도2는 상기 수차가 작동되는 것을 보여주는 개략적인 측면도에 해당된다.

조류가 우측으로부터 좌측으로 흐르는 경우를 상정하면, 수면 위 에이(a) 구간에서의 익편들은 중력방향으로 익편이 수직하게 위치되며, 비이(b) 구간에서는 점차 익편들이 수평방향으로 눕혀지게 된다. 이것은 익편들이 받침축에 의해 지지되어 더 이상 회동되지 않고 수차가 회전되기 때문이다.

한편, 씨(c) 구간에서는 익편들이 받침축에 지지된 채로 날개축이 하부로 향하고 익편의 자유단이 상부에 위치되는 형식으로 점차 수직하게 배치된다. 이러한 씨 구간에서 익편에 조류의 힘이 작용되어 수차를 회전시킬 수 있는 동력이 얻어지는 것이다.

그리고 디(d) 구간에서는 익편의 자유단이 하부로 향하게 되어 에이(a) 구간에 들어가 수면위로 오르게되면 수직방향을 유지하게 된다.

즉, 수차를 회전시키는 동력의 대부분은 씨(c) 구간에서 생성되며 조류의 흐름이 있는 한 지속적인 회전이 가능하게 된다. 그리고 조류의 방향이 반대로 흐를 경우에도 별도의 조작없이 반대방향으로 회전하게 된다.

이어서, 본 고안에 따른 조력발전용 수차의 제2실시예에 대해 설명한다.

도3은 제2실시예에 따른 조력발전용 수차의 개략적인 정면도에 해당되며, 도시된 바와 같이 원형판의 중심부에 설치되는 샤프트(15)의 좌우측에 수면에 뜰수 있도록 하는 부상체(60)를 설치한 것임을 특징으로 하고 있다.

상기 부상체는 밀물과 썰물에 따른 수위변화에 따라 함께 상승 또는 하강되며 샤프트가 회전될 수 있도록 베어링 등으로 지지되도록 한다.

상술한 바와 같은 구성에 따른 본 고안의 조력발전용 수차는 비교적 간단한 구조이면서도 효율적으로 회전력을 얻을 수 있다는 효과가 있다.

그리고 별도의 조작없이 조류의 방향이 바뀌는 경우에도 회전력을 얻을 수 있어 안정적으로 전력을 생산할 수 있는 기반을 제공할 수 있다는 효과도 있다.

또한, 간단한 구조이므로 설치비나 제작비를 절감할 수 있어 조력발전의 상용화에 크게 기여할 수도 있다는 효과도 있다.

도1 - 본 고안의 일 실시예에 따른 조력발전용 수차의 개략적인 사시도.

도2 - 상기 수차가 작동되는 것을 보여주는 개략적인 측면도.

도3 - 제2실시예에 따른 조력발전용 수차의 개략적인 정면도.

<도면에 사용된 주요부호에 대한 설명>

10 : 원형판 15 : 샤프트

20 : 날개축 30 : 익편

40 : 받침축 60 : 부상체

Claims (3)

1. 중심부에 샤프트(15)가 연결되며 이격공간을 두고 설치되는 한쌍의 원형판(10)과;

   상기 원형판(10)의 가장자리부에 회전가능토록 등간격을 유지토록 배치되는 다수의 날개축(20)과;

   상기 한쌍의 원형판(10)의 사이 공간에 놓이며 상단부는 상기 날개축(20)에 고정되는 익편(30)과;

   양단부는 상기 원형판(10)에 고정되며 상기 샤프트(15)와 날개축(20) 사이에 위치되어 상기 익편(30)을 지지하게되는 받침축(40);으로 구성되는 것을 특징으로 하는 조력발전용 수차.
2. 제1항에 있어서, 상기 받침축(40)은,

   날개축(20)과 샤프트(15)를 잇는 선상의 한 지점에 설치되는 것임을 특징으로 하는 조력발전용 수차.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 샤프트(15)는,

   수면위에 뜰수있는 부상체(60)와 연결되어져 있는 것임을 특징으로 하는 조력발전용 수차.