KR20040027662A - 파도의 힘을 이용한 발전시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 바다에서 상시 생성 및 소멸되는 파도의 위치에너지 변화를 이용하여 전력을 생산할 수 있는 파력발전 시스템에 관한 것으로서, 상술하면 해수면에서 파도의 위치에너지 변화를 이용하여 상하수직 운동에너지를 생성시키고 회전운동으로 변환시킨 다음 지속적이고 안정적으로 발전기에 회전운동 에너지를 공급할 수 있는 장치를 통해 전력을 생산할 수 있는 파력발전 시스템에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은, 상기 파도의 위치에너지 변화를 이용하여 전력을 생산하는데 있어서, 상하수직 운동에너지 생성튜브와 연결된 회전 운동축을 이용해서 파도의 상하수직 운동에너지를 회전운동 에너지로 변환시키는 단계와 상기 상하수직 운동에너지 생성튜브는 기상상황 및 일별, 월별, 시간대별 해수면의 변화에 따라 고른 상하수직 운동에너지를 생성시킬 수 있도록 자동으로 높이가 제어되는 것을 특징으로 하는 단계, 상기의 상하수직 운동에너지 생성튜브에서 파생되어 오는 회전운동에너지의 공급이 일시적으로 차단되는 주기인 "공백운동행정"상태에서도 일정 주기동안 에너지가 공급되지 않더라도 적은 힘으로 발전기 회전축에 고른 회전운동 에너지를 유지시킬 수 있도록 발전기축 원심력생성기에서 강력한 원심력을 생성시키는 단계, 상기의 상하수직 운동에너지 생성튜브에서 파생되어 회전 운동축에서 나오는 회전운동 에너지의 일부를 압축공기에너지 형태로 변환시켜 저장하는 단계와 회전운동 에너지의 공급이 일시적으로 차단되는 주기인 "공백운동행정"나 기타의 원인으로 발전기 회전축의 회전수가 기준 이상으로 감소될 경우 발전기 회전축이 고른 회전속도 에너지를 유지할 수 있도록 자동으로 저장되어 있는 압축공기에너지를 분사시켜 보조 공기터빈이 작동되는 것을 특징으로 하는 단계, 상기에서 얻어진 회전운동 에너지가 발전기로 전달되어 안정적인 전력을 생산하는데 있어서 고른 회전속도를 유지할 수 있도록 회전속도 제어기에서 통제하는 단계로 이루어진 것에 특징이 있다.
본 발명의 경우, 구성이 간단하여 방파제 대용으로도 설치가 가능하며, 기존의 지역적, 계절적, 시간적, 경제적인 제약이 많은 풍력, 원자력, 조력, 태양광발전에 비해 경제적인 비용으로 환경을 오염시키지 않고 24시간 전기를 생산할 수 있다.
Description
본 발명은 바다에서 상시 생성 및 소멸되는 파도의 위치에너지 변화를 이용하여 전력을 생산할 수 있는 파력발전 시스템에 관한 것으로서, 상술하면 해수면에서 파도의 위치에너지 변화를 이용하여 상하수직 운동에너지를 생성시키고 회전운동으로 변환시킨 다음 지속적이고 안정적으로 발전기에 회전운동 에너지를 공급할 수 있는 장치를 통해 전력을 생산할 수 있는 파력발전 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 바다에서 전기를 생산할 목적으로 조수간만의 차가 큰 장소를 막아서 하는 조력 발전방법이 보편적으로 이용되고 있다.
그러나 이와 같은 방법으로 전기를 생산할 경우 입지적으로 큰 제약 없이 조력발전이 가능하고 큰 조수간만의 차이를 가진 장소가 필요한데 세계적으로 이러한장소를 찾기란 쉽지 않다. 또한 큰 제약 없이 가장 효율적이고 경제적인 비용으로 건설할 수 있는 장소가 확보된다 할지라도 조력발전 시스템의 가동시간이 제한적이며 전기생산 효율에 비해 천문학적인 비용이 소요되는 비경제적인 문제점을 안고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 바다에서 상시 생성 및 소멸되는 파도의 위치에너지 변화를 이용하여 대기환경등 기타환경을 오염시키지 않고 24시간 저렴한 비용으로 전력을 생산할 수 있는 파력발전 시스템으로서, 상술하면 해수면에서 파도의 위치에너지 변화를 이용하여 상하수직 운동에너지를 생성시키고 회전운동으로 변환시킨 다음 지속적이고 안정적으로 발전기에 회전운동 에너지를 공급할 수 있는 장치를 통해 전력을 생산하는데 본 발명의 목적이 있는 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 상기 파도의 위치에너지 변화를 이용하여 전력을 생산하는데 있어서, 상하수직 운동에너지 생성튜브와 연결된 회전 운동축을 이용해서 파도의 상하수직 운동에너지를 회전운동 에너지로 변환시키는 단계와 상기 상하수직 운동에너지 생성튜브는 기상상황 및 일별, 월별, 시간대별 해수면의 변화에 따라 고른 상하수직 운동에너지를 생성시킬 수 있도록 자동으로 높이가 제어되는 것을 특징으로 하는 단계, 상기의 상하수직 운동에너지 생성튜브에서 파생되어 오는 회전운동 에너지의 공급이 일시적으로 차단되는 주기인 "공백운동행정" 상태에서도 일정 주기동안 에너지가 공급되지 않더라도 적은 힘으로 발전기 회전축에 고른 회전운동 에너지를 유지시킬 수 있도록 발전기축 원심력생성기에서 강력한 원심력을 생성시키는 단계, 상기의 상하수직 운동에너지 생성튜브에서 파생되어 회전 운동축에서 나오는 회전운동 에너지의 일부를 압축공기에너지 형태로 변환시켜 저장하는 단계와 회전운동 에너지의 공급이 일시적으로 차단되는 주기인 "공백운동행정"나 기타의 원인으로 발전기 회전축의 회전수가 기준 이상으로 감소될 경우 발전기 회전축이 고른 회전속도 에너지를 유지할 수 있도록 자동으로 저장되어 있는 압축공기에너지를 분사시켜 보조 공기터빈이 작동되는 것을 특징으로 하는 단계, 상기에서 얻어진 회전운동 에너지가 발전기로 전달되어 안정적인 전력을 생산하는데 있어서 고른 회전속도를 유지할 수 있도록 회전속도 제어기에서 통제하는 단계로 이루어진 것에 특징이 있다.
도 1A는 본 발명의 원리를 설명하기 위해 구조를 도시한 정단면도.
도 1B는 본 발명의 원리를 설명하기 위해 구조를 도시한 정면도.
도 2A는 본 발명의 원리를 설명하기 위해 구조를 도시한 측단면도.
도 2B는 본 발명의 원리를 설명하기 위해 구조를 도시한 측면도.
도 3A는 본 발명의 상하수직 운동에너지 생성튜브에 기준해수면의 높이에서 위치에너지가 가해지고 있을 때를 나타낸 측면도
도 3B는 본 발명의 상하수직 운동에너지 생성튜브에 파력이 가해질 때 위치에너지 변화를 나타낸 측면도
도 3C는 본 발명의 상하수직 운동에너지 생성튜브에 가해진 파력이 소멸되어 사라질 때의 위치에너지 변화를 나타낸 측면도
도 4는 본 발명의 기본원리 이해를 돕기 위해 구조의 일부를 도시한 입체도
도 5는 본 발명의 기본원리 이해를 돕기 위해 구조 일부의 각 부분을 도시한 입체도
도 6A는 본 발명에 있어서 회전운동축을 도시한 입체도
도 6B는 본 발명에 있어서 회전운동축을 도시한 단면도
도 7A는 본 발명에 있어서 공기압축장치 부분을 분해 도시한 단면도
도 7B는 본 발명에 있어서 전력생산장치 및 공기압축장치의 메카니즘을 설명하기 위한 부분단면도
도 7C는 본 발명에 있어서 전력생산장치 부분을 분해 도시한 단면도
도 8A는 본 발명에 있어서 원심력생성부를 나타낸 측면도
도 8B는 본 발명에 있어서 원심력생성부를 나타낸 평면도
도 9A는 본 발명에 있어서 보조공기터빈을 나타낸 측면도
도 9B는 본 발명에 있어서 보조공기터빈 구조를 나타낸 평면도
〈도면의 주요부분에 대한 부호설명〉
1 : 상하수직 운동에너지 생성튜브 1a : 기준해수면 1b : 파력발생수면
1c : 파력소멸수면 2 : 상하수직 운동에너지 전달축
2a: 상하수직 운동에너지 생성튜브결속홈 2b : 회전운동에너지 생성축결속홈
3 : 회전 운동에너지 생성축 3a:상하수직운동에너지 전달축결속홈
3b : 회전운동축 결속홈 4 : 회전운동축 4a : 회전운동에너지 생성축결속부
5 : 회전운동에너지 전달기어축 5a : 회전운동에너지 전달기어
6 : 발전기 구동기어축 6a : 발전기 구동기어 7 : 회전속도 제어기
8 : 보조 공기터빈 8a : 보조 공기터빈 결속홈 8b : 회전날개
8c : 압축공기 분사노즐 9 : 발전기축 원심력생성기 9a,14a : 원심력생성부
9b : 발전기축 원심력생성기 결속홈 9c,14c : 원심력생성기 공백부
10 : 발전기 10a : 발전기 회전축 11 : 발전기 고정지지대
12 : 공기압축기 구동기어축 12a : 공기압축기 구동기어
13 : 공기압축기 13b : 공기압축기 회전축
14 : 공기압축기축 원심력생성기 14b:공기압축기축 원심력생성기 결속홈
15 : 공기압축기 고정지지대 16 : 회전운동에너지 생성축 고정지지지대
16a : 회전운동에너지 생성축 지지고정홈 16b : 베어링
17, 18, 21 : 회전 결속장치 17a : 상하수직운동에너지 전달축결속부
18a : 상하수직운동에너지 생성튜브 결속부
19 : 상하수직운동에너지 생성튜브 고정부 20, 22 : 결속나사
이하 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1, 도 2는 파도의 힘으로 상하수직 운동에너지를 얻은 다음 회전운동 에너지로 변환시키고 발전기(10)를 돌려 전기를 생산하는 파력발전시스템의 정면와 측면을 나타낸 구조도로서, 파도의 위치에너지 변화에 따른 힘으로 상하수직 운동에너지 생성튜브(1)를 움직여서 상하수직 왕복운동을 일으키고 상하수직 운동에너지 전달축(2)을 구동시켜 회전운동축(4)과 결속되어 있는 회전 운동에너지 생성축(3)을 돌리면서 상하수직 왕복운동을 회전운동으로 변환시키고 회전 운동축(4)을 구동시킨다. 그리고 이때 여기서 발생된 회전운동에너지는 회전 운동에너지 전달기어축(5)의 회전 운동에너지 전달기어(5a : 도 6A, 도 6B참조)을 통해 발전기 구동기어축(6)의 발전기 구동기어(6a : 도 7C참조)에 전달되고 발전기 회전축(10a : 도 7C참조)을 돌려 발전기(10)에서 전기를 생산하게 된다.
상기에서와 같이 도 3A, 도 3B, 도 3C에 의거, 파력이 주기적으로 생성되고 소멸됨에 따라 해수면(1a,1b,1c)의 높이가 변해 상하수직 운동에너지 생성튜브(1)의 위치에너지가 상시 바뀌면서 상하수직 왕복운동이 일어날 때 상하수직 운동에너지 생성튜브(1)에서 상하수직 운동에너지를 생성시켜 회전운동으로 변환시킨 후 발전기(10)를 구동하는 원리를 보면 다음과 같다.
도 3A는 상하수직 운동에너지 생성튜브(1)에 기준해수면(1a)의 높이에서 위치에너지가 가해지고 있을 때를 나타낸 측면도로서, 이러한 상태에서 회전 운동에너지 생성축(3)은 도 3A와 같은 구조의 위치에너지(가칭:"회복운동행정"이라함)를 갖게 된다. 이때 도 3B에서와 같이 파도가 생성되어 상하수직 운동에너지 생성튜브(1)를 파력발생수면(1b)으로 밀어 올려 위치에너지를 변화시킬 때 "상승운동행정"이 일어나고 여기서 생성된 상승운동에너지가 상하수직 운동에너지 전달축(2)을 밀어 올려 회전운동축(4)과 결속되어 있는 회전 운동에너지 생성축(3)을 돌리면서 회전운동으로 변환되 회전 운동축(4)을 구동한다.
그리고 도 3C는 상기의 "상승운동행정"에서 상하수직 운동에너지 생성튜브(1)에 가해진 파도가 소멸되어 사라질 때의 위치에너지 변화를 나타낸 구조도인데, 여기서 상하수직 운동에너지 생성튜브(1)를 밀어 올린 파력발생수면(1b)의 파도 위치에너지가 파도의 힘이 소멸되어 사라지면서 중력의 작용으로 파력소멸수면(1c)으로 상하수직 운동에너지 생성튜브(1)를 끌어내리며 낮아질 때 "하강운동행정"을 일으키고 여기서 생성된 하강운동에너지가 상하수직 운동에너지 전달축(2)을 끌어내리며 회전운동축(4)과 결속되어 있는 회전 운동에너지 생성축(3)을 돌리면서 회전운동으로 변환되 회전 운동축(4)을 구동한다.
이때 상기에서 서술한 바에 따라 "상승운동행정", "하강운동행정", "회복운동행정"외에 뒤에서 설명될 "공백운동행정"이 주기적으로 반복되며 여기서 생성된 회전 운동에너지는 회전 운동축(4)의 중간에 위치한 회전운동에너지 전달기어(5a : 도 6A, 도 6B참조)를 통해 발전기 회전축(10a : 도 7C참조)에 결속된 발전기 구동기어(6a : 도 7C참조)로 전달되어 발전기(10)를 돌리며 전기를 생산할 수 있게 한다.
그리고 상기에서 서술한 바와 같이 본 발명이 상하수직 운동에너지를 생성시키고 회전운동으로 변환시켜 발전기(10)를 돌려 전력을 생산하는 과정등의 기본원리 이해는 도 3A, 도 3B, 도 3C이외에 본 발명의 구조 일부를 도시한 입체도인 도4 및 구조 일부의 각 부분을 도시한 입체도인 도 5 및 도 6, 도 7B, 도 7C를 참조하면 된다.
그리고 상기에서 설명한 바와 같이 파도의 힘을 이용하여 전력을 생산하는데 있어서, 발전기(10)에 지속적으로 고른 회전운동 에너지를 공급하여 안정적이고 효율적으로 전력을 생산하기 위해 발전기 회전축(10a)에 보조 공기터빈(8) 및 발전기축 원심력생성기(9) 및 회전속도 제어기(7)등으로 구성된 회전운동에너지 통제장치가 결속되어 있다.
여기의 상기 장치에서 각 부분이 각각 담당하는 역할과 작동되는 원리 및 과정을 도 7 내지 도 8 및 도 9에 의거하여 살펴보면 다음과 같다.
먼저 도 8A, 도 8B는 발전기축 원심력생성기(9)의 구조를 나타낸 측면도와 평면도로서, 도 1, 도 2, 도 3 및 도 7B, 도 7C를 참조하여 발전기축 원심력생성기(9)가 회전운동을 하면서 원심력을 생성시키는 과정과 원심력을 생성시키는 원리 및 발전기축원심력생성기(9)의 역할을 살펴보면 다음과 같다.
발전기축 원심력생성기 결속홈(9b:도 7C참조)을 관통하여 발전기 회전축(10a:도 7C참조)에 결속 설치되어 있는 발전기축 원심력생성기(9)가 하는 역할을 보면 도 3B에서와 설명한 바와 같이 파도가 생성되어 상하수직 운동에너지 생성튜브(1)를 파력발생수면(1b)으로 밀어 올려 위치에너지를 변화시킬 때 "상승운동행정"이 일어나고 여기서 생성된 상승운동에너지가 상하수직 운동에너지 전달축(2)을 밀어 올려 회전운동축(4)과 결속되어 있는 회전 운동에너지 생성축(3)을 돌리면서 회전운동으로 변환되 회전 운동축(4)을 구동할 때, 그리고 도 3C에서 설명한 바와 같이 "상승운동행정"에서 상하수직 운동에너지 생성튜브(1)에 가해진 파도가 소멸되어 사라질 때 위치에너지의 변화가 일어나는데 이때 상하수직 운동에너지 생성튜브(1)를 밀어 올린 파력발생수면(1b)의 파도 위치에너지가 파도의 힘이 소멸되어 사라지면서 중력의 작용으로 파력소멸수면(1c)으로 상하수직 운동에너지 생성튜브(1)를 끌어내리며 낮아질 때 "하강운동행정"을 일으키고 여기서 생성된 하강운동에너지가 상하수직 운동에너지 전달축(2)을 끌어내리며 회전 운동축(4)과 결속되어 있는 회전 운동에너지 생성축(3)을 돌리면서 회전운동으로 변환되 회전 운동축(4)을 구동할 때, 그리고 도 3A의 설명에서와 같이 파도의 힘이 소멸되어 사라진 후 바닷물이 유입되며 해수면의 높이가 기준해수면 (1a)으로 다시 회복되는 "회복운동행정"이 일어나고 여기서 생성된 회복운동에너지가 상하수직 운동에너지 전달축(2)을 밀어 올려 회전 운동축(4)과 결속되어 있는 회전 운동에너지 생성축(3)을 돌리면서 회전운동으로 변환되 회전 운동축(4)을 구동한다. 이때 발생한 회전 운동에너지가 회전 운동축(4)의 중간에 위치한 회전운동에너지 전달기어(5a : 도 6A, 도 6B참조)를 통해 발전기 회전축(10a : 도 7C참조)돌릴 때 발전기축 원심력생성기 결속홈(9b : 도 7C참조)을 관통하여 발전기 회전축(10a : 도 7C참조)에 결속 설치되어 있는 발전기축 원심력생성기(9)에서 "공백운동행정"에 대비하여 강력한 원심력을 생성시킨다.
즉 상기에서 서술한 바와 같이 "상승운동행정", "하강운동행정", "회복운동행정" 이 주기적으로 반복되며 여기서 생성된 강력한 회전 운동에너지는 회전 운동축(4)의 중간에 위치한 회전운동에너지 전달기어(5a : 도 6A, 도 6B참조)를 통해 발전기 회전축(10a : 도 7C참조)을 돌리고 발전기축 원심력생성기 결속홈(9b : 도 7C참조)을 관통하여 발전기 회전축(10a : 도 7C참조)에 결속 설치되어 있는 발전기축 원심력생성기(9)에서는 상하 수직운동에너지 생성튜브(1)에서 생성 후 변환되는 회전운동에너지가 일시적이고 단속적으로 차단되는 현상이 발생될 경우인 "공백운동행정"에 대비하여 강력한 원심력을 생성시켜 상하수직 운동에너지 생성튜브(1)에서 생성되어 오는 회전에너지가 공급되기 전까지 발전기 회전축(10a)이 고른 회전력을 유지할 수 있게 하여 발전기(10)가 지속적으로 안정적이고 효율적인 전력을 생산케 한다. 여기서 "공백운동행정"이라 함은 소멸된 파도가 다시 생성되어 상하수직 운동에너지 생성튜브(1)를 파력발생수면(1b)으로 밀어 올리며 위치에너지를변화시키는 "상승운동행정"직전까지의 일시적으로 에너지공급이 차단되는 공백주기를 나타낸다. 그리고 상기에서 설명한 바와 같이 발전기축 원심력생성기(9)는 상하수직 운동에너지 생성튜브(1)에서 생성 후 변환되는 회전운동에너지가 일시적이고 단속적으로 차단되는 현상이 발생될 경우인 "공백운동행정"상태가 되더라도 강력한 원심력을 생성시켜 상하수직 운동에너지 생성튜브(1)에서 생성되어 오는 회전에너지가 공급되기 전까지 발전기 회전축(10a)이 고른 회전력을 유지할 수 있게 하는데, 여기서 발전기축 원심력생성기 결속홈(9b : 도 7C참조)을 관통하여 발전기 회전축(10a : 도 7C참조)에 결속 설치되어 있는 발전기축 원심력생성기(9)에서 생성시키는 원심력의 생성원리와 구조를 도 8 및 도 7B, 도 7C에 의거하여 살펴보면 다음과 같다.
상기 설명에서와 같이 "상승운동행정", "하강운동행정", "회복운동행정"과정에서 생성되고 변환된 회전운동에너지를 받아 "공백운동행정"에 대비하여 강력한 원심력을 생성시켜 상하수직 운동에너지 생성튜브(1)에서 파생되어 오는 회전에너지가 공급되기 전까지 발전기 회전축(10a)이 고른 회전력을 유지할 수 있게 하는 발전기축 원심력생성기(9)의 구조는 도 8A, 도 8B에서 보는 바와 같이, 양 날개 끝인 원심력생성부(9a)에 무게중심이 실리는 구조를 갖기 위해 발전기축 원심력생성기 결속홈(9b)을 중심으로 원심력생성기 공백부(9c)가 완전히 비어있는 상태다. 이에 따라 발전기축 원심력생성기(9)가 회전하는 동안에 일시적으로 단속적인 에너지공급차단현상이 발생하더라도 양 날개 끝인 원심력생성부(9a)에 무게중심이 실려 계속하여 회전하려는 성질인 원심력을 생성하기 때문에 정지하지 않고 발전기 회전축(10a)이 지속적으로 강력하게 회전할 수 있도록 하여 "공백운동행정"주기 일지라도 발전기(10)에 고른 회전운동 에너지를 공급하여 전력을 생산하는 것이다.
그리고 도 9A, 도 9B는 보조 공기터빈(8)의 구조를 설명하기 위해 도시한 측면도와 평면도로서, 도 7A, 도 7B, 도 7C내지 도 3을 참조하여 보조 공기터빈(8)의 역할과 압축공기 생성 및 저장 과정를 보면 다음과 같다.
우선 보조 공기터빈 결속홈(8a)을 관통하여 발전기 회전축(10a)에 결속 설치되어 있는 보조 공기터빈(8)이 하는 역할을 보면, 도 3에서와 설명한 바와 같이 파력이 주기적으로 생성되고 소멸됨에 따라 해수면(1a,1b,1c)의 높이가 변해 상하수직 운동에너지 생성튜브(1)의 위치에너지가 상시 바뀌면서 상하수직 왕복운동이 일어날 때 상하수직 운동에너지 생성튜브(1)에서 상하수직 운동에너지를 생성시켜 발전기 회전축(10a)으로 전달시키는데 있어서, 상기에서도 설명한 바와 같이 "공백행정주기" 주기에 발전기 회전축(10a)으로 전해지는 생성에너지가 일시적이고 단속적으로 차단되는 현상이 발생하는데, 이때 1차적으로 발전기축 원심력생성기(9)가 원심력을 생성시켜 발전기 회전축(10a)의 회전수가 감소되는 것을 최소화시키고도 "상승운동행정"주기가 시작되기 전에 발전기축 원심력생성기(9)에서 생성되는 원심력이 현저히 감소되고 발전기 회전축(10a)의 회전수가 일정비율 이상으로 떨어질 경우 자동으로 보조 공기터빈(8)이 작동한다. 이때 보조 공기터빈(8)의 압축공기 분사노즐(8c)에서는 압축공기를 회전날개(8b)에 분사하여 발전기 회전축(10a)의 회전수가 감소하는 것을 막아 지속적으로 안정적이고 고른 회전운동 에너지가 발전기(10)에 공급되도록 하는 역할을 한다.
여기서 보조 공기터빈(8)의 구동에 필요한 압축공기의 생성 및 저장 과정을 도1, 도3 및 도6, 도7A 내지 도 7B를 참조하여 살펴보면, 도 3에서 이미 설명한 바와 같이 "상승운동행정", "하강운동행정", "회복운동행정"주기를 거치며 상하수직 운동에너지 생성튜브(1)에서 생성된 회전 운동에너지는 회전 운동축(4)의 중간에 위치한 회전운동에너지 전달기어(5a)를 통해 발전기 회전축(10a)에 결속된 발전기 구동기어(6a)로 전달되어 발전기(10)를 돌리고 전력을 생산함과 동시에 "상승운동행정", "하강운동행정", "회복운동행정"주기를 거치며 상하수직 운동에너지 생성튜브(1)에서 생성된 회전 운동에너지는 회전 운동축(4)의 중간에 위치한 회전운동에너지 전달기어(5a)를 통해 공기압축기 회전축(13b)에 결속된 공기압축기 구동기어(12a)로 전달되어 공기압축기(13)를 돌리고 지속적으로 공기를 압축하여 저장한다. 이와 같은 과정을 거쳐 생성된 압축공기가 필요에 따라 자동으로 압축공기 분사노즐(8c)에서 분사되어 보조 공기터빈(8)의 회전날개(8b)에 가해져 발전기 회전축(10a)의 회전수가 감소하는 것을 막아 지속적으로 안정적이고 고른 회전운동 에너지가 발전기(10)에 공급되도록 하는 역할을 한다.
그리고 여기 공기압축기(13)에서도 발전기 회전축(10a)에 결속되어 있는 발전기축 원심력생성기(9)와 같은 구조와 원리로 원심력을 생성시키는 공기압축기축 원심력생성기(14)가 공기압축기축 원심력생성기 결속홈(14b)을 통해 공기압축기 원심력생성기용 회전축(13a)에 결속되어 있다.
다시 말해서, 발전기축 원심력생성기(9)에서 언급한 바와 같이 공기압축기축 원심력생성기(14)는 "상승운동행정", "하강운동행정", "회복운동행정"과정에서 생성되고 변환된 회전운동에너지를 받아 "공백운동행정"주기에 대비하여 강력한 원심력을 생성시켜 상하수직 운동에너지 생성튜브(1)에서 파생되어 오는 회전에너지가 공급되기 전까지 공기압축기 회전축(13b)이 고른 회전력을 유지할 수 있게 하여 공기압축기(13)가 안정적이고 지속적으로 압축공기를 생성시키게 한다.
그리고 도 7A, 도 7B, 도 7C에 의거 발전기 회전축(10a) 및 공기압축기 원심력생성기용 회전축(13a)에 설치되어 있는 회전속도 제어기(7)의 역할을 살펴보면 다음과 같다.
도3A, 도3B, 도3C에서 설명한 바와 같이 파력이 주기적으로 생성되고 소멸됨에 따라 해수면(1a,1b,1c)의 높이가 단계적으로 변하며 "상승운동행정", "하강운동행정", "회복운동행정"주기를 거칠 때 상하수직 운동에너지 생성튜브(1)에서 파생된 회전운동에너지가 회전운동에너지 전달기어(5a)를 통해 발전기 회전축(10a)에 전해지고 이 영향으로 발전기 회전축(10a)에 결속된 발전기축 원심력생성기(9)가 회전하면서 발생시키는 원심력으로 인하여 발전기 회전축(10a)의 회전운동에 영향을 주고 있을 때, 그리고 도 9A, 도 9B에서 설명한 바와 같이 "공백운동행정"주기에 발전기 회전축(10a)의 회전수가 사전에 설정된 수치 이하로 떨어질 경우 자동으로 보조 공기터빈(8)의 압축공기 분사노즐(8c)에서 압축 저장된 압축공기를 회전날개(8b)에 가해 발전기 회전축(10a)의 회전운동에 영향을 주고 있을 때 발전기 회전축(10a)에 설치된 회전속도 제어기(7)에서는 발전기(10)에 고른 회전운동에너지가 전달될 수 있도록 제어하여 안정적인 전력을 생산할 수 있게 한다.
또한 공기압축기 회전축(13b)에 설치되어 있는 회전속도 제어기(7:도 7A참조)를 도 7 및 도 8을 참조하여 살펴보면, 상하수직 운동에너지 생성튜브(1)에서 파생되어 오는 회전운동 에너지가 "상승운동행정", "하강운동행정", "회복운동행정" 및 "공백운동행정"주기를 거치면서 공기압축기 회전축(13b)의 회전운동에 영향을 주고 있을 때 공기압축기 회전축(13b)에 설치된 회전속도 제어기(7)에서는 공기압축기(13)에 고른 회전운동에너지가 전달될 수 있도록 제어하여 안정적인 압축공기를 생산할 수 있게 한다.
이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은, 지구의 3/4이 해양으로 구성된 점을 감안하여 볼 때 무한정 고갈되지 않고 오염물질을 전혀 배출하지 않는 천혜의 천연자원인 파도의 힘을 이용하여 상하수직 운동에너지를 생성시키고 회전운동으로 변환시킨 다음 지속적이고 안정적으로 발전기에 회전운동 에너지를 공급할 수 있는 장치를 통해 전력을 생산하므로서 기존의 화력, 원자력, 풍력, 태양력을 이용한 전기생산 시스템과는 비교할 수 없는 우위를 점할 수 있다. 그리고 경제적인 비용으로 초 단기간에 시스템제작 및 설치와 운영이 가능하며 방파제 대용이나 해변 및 도서지역등에 설치되어 환경 오염물질을 전혀 배출하지 않으면서 24시간 전기를 생산할 수 있는 것이다.
Claims (4)
- 파도가 주기적으로 생성 및 소멸되며 위치에너지의 변화를 일으킬 때 이 힘을 이용하여 상하수직 운동에너지를 회전운동 에너지형태로 변환 후 발전기에 주동력을 공급하여 전력을 생산하는 파력발전시스템에 있어서,상기 주기적으로 생성과 소멸을 반복하며 파도의 위치에너지가 변함에 따라 발생되는 힘으로 상하수직 운동에너지 생성튜브(1)가 상하수직 왕복운동을 반복하게 하여 상하수직 운동에너지 전달축(2)에 상하수직 운동에너지가 생성되도록 하는 단계,상기 주기적으로 상하수직 왕복운동이 반복되며 생성되는 상하수직 운동에너지 힘으로 상하수직 운동에너지 전달축(2)이 회전운동축(4)과 결속되어 있는 회전 운동에너지 생성축(3)을 움직이게 하여 회전운동축(4)을 돌리면서 상하수직 운동에너지를 회전운동 에너지로 변환시키는 단계,상기 회전운동축(4)을 통해 변환된 회전운동 에너지가 회전 운동에너지 전달기어 축(5)의 회전 운동에너지 전달기어(5a)을 통해 발전기 구동기어축(6)의 발전기 구동기어(6a)로 전달되게 하여 발전기 회전축(10a)을 돌리는 단계,상기 단계 후 발전기 회전축(10a)을 돌리는 회전운동에너지는 발전기 회전축(10a)에 접속된 회전속도 제어기(7)가 사전에 설정된 범위의 회전수가 유지되도록 콘트롤하여 발전기(10)로 보내 안정적인 전력을 생산할 수 있게 것을 특징으로 하는 파력발전시스템.
- 파도가 주기적으로 생성 및 소멸되며 위치에너지의 변화를 일으킬 때 이 힘을 이용하여 생성된 상하수직 운동에너지를 압축공기 에너지형태로 변환 후 발전기에 보조동력을 공급하여 전력을 생산하는 파력발전시스템에 있어서,상기 회전운동축(4)을 통해 변환된 회전운동 에너지의 일부가 회전 운동에너지 전달기어축(5)의 회전운동에너지 전달기어(5a)을 통해 공기압축기 회전축(12)의 공기압축기 구동기어(12a)로 전달되도록 하여 공기압축기 회전축(13b)을 돌리는 단계,상기 공기압축기 회전축(13b)을 돌리는 회전운동에너지는 공기압축기 회전축(13b)에 접속된 회전속도 제어기(7)가 사전에 설정된 범위의 회전수가 유지되도록 콘트롤하여 공기압축기(13)로 보내 회전운동 에너지를 압축공기에너지 형태로 변환시켜 저장하는 단계,상기 단계 후 생성시켜 저장된 압축공기에너지는 발전기 회전축(10a)의 회전수가 사전에 설정된 수치 이하로 떨어지는 것이 감지될 경우 발전기 회전축(10a)에 결속되어 있는 보조 공기터빈(8)의 압축공기 분사노즐(8c)을 통해 회전날개(8b)로 자동으로 분사되도록 하여 발전기 회전축(10a)의 회전수가 사전에 설정된 수치 이상으로 회복되도록 하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 파력발전시스템.
- 파도가 주기적으로 생성 및 소멸되며 위치에너지 변화를 일으킬 때 상하수직 운동에너지 생성튜브(1)에서 파생되어 "상승운동행정", "하강운동행정", "회복운동행정"주기를 거치면서 변환된 회전운동에너지의 힘이 발전기 회전축(10a)에 결속되어 있는 발전기축 원심력생성기(9)와 공기압축기 회전축(13b)에 결속되어 있는 공기압축기축 원심력생성기(14)를 작동시켜 일시적으로 단속적인 회전운동 에너지 공급차단현상인 "공백운동행정"주기에도 강력한 회전운동을 유지하려는 원심력을 생성시켜 회전축(10a,13b)이 강력한 회전운동을 지속적으로 유지하도록 하는데 있어서,상기 원심력생성기(9,14)의 원심력생성기 결속홈(9b,14b)을 중심으로 원심력생성기공백부(9c,14c)가 구형 또는 타원형으로 완전히 비워진 구조이고 원심력생성기(9,14)의 양 날개 끝인 원심력생성부(9a,14a)는 회전시 모든 무게 중심이 실릴 수 있도록 내부가 완전히 채워진 두터운 구형 또는 타원형 구조를 갖도록 하는 원심력생성기(9,14)를 회전축(10a,13b)에 결속하여 놓은 것을 특징으로 하는 파력발전시스템.
- 파도가 주기적으로 생성 및 소멸되며 위치에너지 변화를 일으킬 때 상하수직 운동에너지 생성튜브(1)가 사전에 설정된 최적의 높이에서 상하수직 왕복운동을 반복하며 효율적인 상하수직 운동에너지를 생성시킬 수 있도록 하는데 있어서,상기 기상상황변화 및 월별, 일별, 시간대별에 따라 주기적으로 생성 및 소멸되는 파도의 높이가 달라질 경우 상하수직 운동에너지 생성튜브(1)가 상하수직 왕복운동을 반복하며 효율적인 상하수직 운동에너지를 생성시킬 수 있도록 최적의 높낮이를 자동으로 검출하여 제어되는 것을 특징으로 하는 파력발전시스템.
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|---|---|---|---|
| KR1020040011722A KR20040027662A (ko) | 2004-02-21 | 2004-02-21 | 파도의 힘을 이용한 발전시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1020040011722A KR20040027662A (ko) | 2004-02-21 | 2004-02-21 | 파도의 힘을 이용한 발전시스템 |
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| KR20040027662A true KR20040027662A (ko) | 2004-04-01 |
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ID=37330032
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| KR1020040011722A KR20040027662A (ko) | 2004-02-21 | 2004-02-21 | 파도의 힘을 이용한 발전시스템 |
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| KR (1) | KR20040027662A (ko) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101015204B1 (ko) * | 2006-05-30 | 2011-02-18 | 넥스탑 주식회사 | 파력을 이용한 공기압축기 |
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2004
- 2004-02-21 KR KR1020040011722A patent/KR20040027662A/ko not_active Application Discontinuation
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