KR20060106853A - 조력 발전 장치 - Google Patents

Abstract

적어도 하나의 잠수 세일(14,14')이 두 매거진(18,20) 사이에서 이동하는 조력 발전 장치(1).

조력 발생 장치, 세일, 매거진

Description

조력 발전 장치{A TIDAL POWER STATION DEVICE}

본 발명은 조력 발전 장치에 관한 것이다. 더 특정하자면, 소위 잠수 세일(submerged sail)이 조류에 의하여 두 매거진(magazine) 사이에 위치되는 조력 발전 장치에 관한 것이다. 여기서,조류가 제1 방향으로 흐르는 경우 상기 세일은 제1 매거진으로부터 제2 매거진 방향으로 위치되고, 조류가 제 2방향으로 흐르는 경우 세일은 반대 방향으로 위치된다.

본 명세서에서, 매거진이라는 용어는 조류의 흐름이 바뀔 때, 바람직하게는 수개의 세일이 격납되는 공간으로 사용된다. 세일은 조류에 따라 이동하도록 정렬된 모든 형태의 구성 요소일 수 있다.

조력은 전반적으로 개발되지 않은 천연 에너지원의 형태를 말한다. 조류 흐름은 세계 도처에서 발생하며 적절한 기구만 활용할 수 있다면 상대적으로 많은 양의 재생가능한 에너지를 제공해줄 수 있다.

잘 알려진 조력 발전은 하나의 저수원에서 터빈을 통하여 낮은 고도에 위치한 다른 저수원으로 흐르는 조류 흐름에 기초한다. 대안적으로 터빈은 실제 조류 흐름 내에 위치한다.

반전 휠 주위에서 확장된 한쌍의 무한 벨트를 따라 다수개의 호일(foil)을 정렬하는 것이 잘 알려졌다. 따라서, 영국 특허 출원 제2 131 491호는 호일이 대칭적인 단면을 지닌 설비를 개시하였다. 상기 호일은 한 쌍의 벨트 사이에 고정되어 있으며, 여기서 호일 축은 한 쌍의 벨트와 평행하다.

영국 특허 제 1 522 820호는 이와 유사한 장치에 관한 것이다. 그러나 이는 수류를 따라 이동하는 경우 활동 개방 위치 및 흐름의 반대로 이동하는 경우에는 비활동 붕괴 위치 사이에서 회전하는 다수의 날개를 제공하게 된다. 이 장치는 발전 장치에 대한 일정 방향으로부터의 흐름에 의존하므로 조력 발전에 사용하기 에는 적절치 않다.

유럽 특허 출원 제0 135 748호는 흐름 방향에 직각의 편향 롤에서 확장된 벨트를 구비한 장치를 개시하였다. 여기서, 다수의 호일은 유기적인 방식(articulated manner)으로 벨트에 매달려있어 유체 흐름이 호일을 지날 때 벨트가 편향 롤을 회전하도록 한다.

적어도 2 이상의 편향 롤 주위에서 확장된 벨트 유사 성분에 호일 또는 날개가 견고하게 또는 유기적인 방식으로 부착된다는 사실은 선행 기술에 알려져 있다. 선행기술에 따른 설비는 비교적 고비용, 작동상의 문제 또는 제한된 효율 등의 하나 이상의 단점이 있다는 사실이 알려졌다.

본 발명의 목적은 선행 기술이 지닌 적어도 하나의 단점을 치유하거나 감소시키는 것이다.

이 목적은 이하의 설명 및 다음의 청구 범위에서 언급한 특징에 의하여 본 발명에 따라 달성된다.

본 발명은 두개의 매거진 간을 이동하는 적어도 하나의 잠수 세일에 의하여 수행된다.

잠수 세일은 원칙적으로 조류가 변할 때 궤도 상에서 정지해 있다. 조류가 제1 방향으로 흐르는 경우, 세일은 제1 매거진에서 제2 매거진의 방향으로 궤도를 따라 이동한다. 세일은 조류의 방향이 변하기 전에 궤도를 따라 이동 한계점까지 다다를 수 있거나, 궤도를 따라 일정 위치에서 멈출 수 있다. 조류의 흐름이 제2 방향인 반대로 흐르는 경우, 세일은 궤도를 따라 제2 매거진에서 제1 매거진 방향으로 반대로 이동하게 된다.

에너지는 조류 흐름 속도에 대한 세일 흐름 속도의 감속에 의하여 생산된다. 세일의 속도가 흐름속도의 약 3분의 1이 되는 경우 좋은 효율을 얻을 수 있다는 사실이 수치로 나타난다.

하나의 실시 상태에서 복수개의 세일이, 이후 벨트 와이어로 적시되는, 벨트 유사 요소에 연결된다. 이는 두 개의 반전 디스크 사이에 달려있다. 벨트 와이어는 세일의 궤도를 형성한다. 초기 위치에서, 세일은 제1 매거진 내에서 함께 격납되어 있다. 제1 방향으로 조류가 흐르는 경우 조류 흐름이 제1 매거진 밖으로 제1 세일을 잡아당기며 그 결과 제 1 세일은 벨트 와이어에 연결된다. 이러한 방법으로 제1 세일은 벨트 와이어가 각각의 반전 디스크 주위에서 구동되도록 한다.

제1 세일이 궤도를 따라 일정 거리 이동한 후 조류에 의하여 벨트 와이어에 연결된 제2 세일이 나오게 된다. 그 다음 연속적으로 벨트 와이어에 연결된 새로운 세일이 제1 매거진으로부터 나오게 된다. 세일은 벨트 와이어를 따라 당겨지게 된다.

세일은 제2 매거진에 도착하거나 조류 흐름의 강도가 감소할 때까지 궤도를 따라 이동한다. 조류 흐름이 변하여 반대 방향으로 흐를 때, 상기 세일은 제2 매거진에서 제1 매거진의 방향으로 유사하게 당겨진다.

본 발명 장치는 항해에 방해가 되지 않는 깊이로 설치할 수 있다는 장점이 있다. 이 조력 발전소는 비교적 설치가 단순하며 설치 장소에서 최고의 가용 효율을 제공하도록 측정될 수 있다. 세일은 수백 평방 미터에 이르는 영역을 가질 수 있다.

상기 장치는 조류 흐름의 속도가 세일을 구동시키기 충분한 경우 세일의 궤도가 세일로 채워질 만큼 충분한 세일을 포함하는 것이 바람직하다.

조력 발전 장치의 대안적인 실시 상태에서는 예컨대, 분리형 가이드 및 벨트 와이어 또는 필요에 따라, 해저 상 또는 관 상에 부가된 궤도를 포함할 수 있다. 세일은 세일이 이동하는 방향에 따라 벨트 와이어의 다른 부분에 부착될 수 있다. 이렇게 함으로써, 반전 디스크는 세일이 이동하는 방향과 무관하게 같은 방향으로 회전할 수 있다.

다음은 첨부된 도면에서 설명된 양호한 실시 상태의 비제한적인 실시예를 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 조력 발전 장치의 사시도 이다.

도 2는 본 발명의 개략도 이다. 수개의 세일은 궤도를 따라 이동하며, 새 세일이 제1 매거진에서 나와 이동한다. 화살표는 물 흐름의 방향을 나타낸다.

도 3은 도 2와 같다. 다만 여기서는 대부분의 세일이 제2 매거진으로 이동한 상태이다.

도 4는 도 2와 같다. 다만 여기서는 조류의 방향이 바뀌어 세일이 제2 매거진에서 나와 이동하는 상태이다.

도 5는 큰 축척으로 본 세일의 연동 장치의 개략도 이다.

도 6은 큰 축척으로 나타낸 세일의 평면도이다.

도면에서, 참조 번호 1은 제1 격납부(2) 및 제2 격납부(4)를 포함하는 조력 발전 장치를 나타낸다. 상기 격납부(2)(4)는 해저(6)에 설치되며 받침줄(8)에 의하여 안정화된다.

벨트 와이어 형태의 4개의 벨트 유사 요소(10)는 격납부(2)(4) 사이의 반전 디스크(12)에서 자유롭게 움직인다(도 2 참조). 벨트 와이어(10)는 미리당겨져서 팽팽한 상태이다.

많은 수의 세일(14)이 조력 발전 장치(1)에 제공된다. 코너 부분의 세일(14)은 가이드(16)를 포함한다(도 5 참조). 비활동 위치에서, 가이드(16)는 각각의 벨트 와이어(10)를 따라 이동한다. 세일(14)이 제1 격납부(2)의 제1 매거진(18) 또는 제2 격납부(4)의 제2 매거진(20)에 수납되는 경우, 벨트 와이어는 필수적으로 가이드(16) 내에서 자유롭게 움직인다.

각 세일(14)은 벨트 와이어(10) 사이의 단면 영역으로 채워진 실질적으로 불투습성의 표면을 포함한다. 실시 상태에서 나타낸 세일(14)은 2가지 형태로 수행되며, 수직 힌지 샤프트(22)가 제공되고, 세일(14)의 절반은 제한된 정도로 힌지 샤프트(22) 주위에서 상호 회전 가능하게 된다.

도 6의 화살표에 의하여 나타낸 바와 같이 세일(14)이 조류에 의하여 활성화되는 경우, 세일은 약간 V자형이 된다. 이는 벨트 와이어 방향으로 상대적으로 경사지도록 세일(14)의 가이드(16)가 벨트 와이어(10)를 잡기 때문이며, 그 결과 벨트 와이어(10)를 따라 당긴다.

필요하다면, 가이드(16)는 추가의 고정 장치(미도시)가 구비될 수 있다.

각 세일(14)에는 세일(14)을 인접 세일(14)에 고정하기 위하여 설계된 고정 지부의 형태인 고정 장치(24)가 제공된다. 고정 지부(24)는 인접 세일(14) 간의 거리선(16)의 장력에 의하여 해제된다. 따라서 거리선(26)의 길이는 세일(14) 간의 투입 거리를 결정한다.

도 2에서는 다수의 세일(14)이 벨트 와이어(10)를 따라 당겨져 제1 매거진으로부터 이동한다. 제1 매거진 내의 남은 세일(14)은 세일을 뒤에서 고정하는 고정 지부(24)에 의하여 제1 매거진을 이탈하는 것이 방지된다. 도 5에서, 제1 매거진 내의 선두 세일(14')의 거리선(16)은 팽팽해지고, 이로써 문제의 세일(14')을 위하여 서스펜션 샤프트(미도시) 주위를 회전하는 고정 지부(24)가 해제된다. 이는 세일(14')가 제1 매거진(18)을 나와 이동하면서 벨트 와이어(10)을 잡을 수 있도록 한다.

추가의 세일(14)이 순차적으로 제1 매거진(18)으로부터 제2 매거진(20)을 향하여 이동한다. 조류가 세일(14)(14')을 이동시킴에 따라, 격납부(2)(4) 간의 거리를 움직이는 상기 세일(14)은 제2 매거진(20)에서 모이게 된다.

조류가 바뀌면, 세일(14)(14')는 이와 유사하게, 제2 매거진(20)에서 방출되어 제1 매거진(18)을 향하여 반대 방향으로 이동하며 이 또한 벨트 와이어를 따라 당겨진다.

반전 디스크(12)는 이에 따라 조류의 반대 방향으로 회전하게 된다. 하나 이상의 반전 디스크(12)가 전기 발전기(미도시)에 연결된다.

본 발명 장치는 항해에 방해가 되지 않는 깊이로 설치할 수 있다는 장점이 있다. 이 조력 발전소는 비교적 설치가 단순하며 설치 장소에서 최고의 가용 효율을 제공하도록 측정될 수 있는 효과가 있다.

Claims (9)

1. 적어도 하나의 잠수 세일(14)(14')이 두 개의 매거진 간을 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는 조력 발전 장치(1).
2. 제1항에 있어서, 상기 조력 발전 장치는 제1 격납부(2) 및 제2 격납부(4), 각각의 격납부의 반전 디스크 주위에서 확장되는 적어도 하나의 벨트 유사 요소(10)를 포함하며, 적어도 하나의 세일(14)(14')은 상기 세일이 벨트 유사 요소(10)에 연결된 활동 위치 및 상기 벨트 유사 요소(10)에 대하여 필수적으로 자유롭게 이동하는 비활동 위치를 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 세일(14)(14')은 적어도 하나의 고정 가능한 가이드(16)에 의하여 벨트 유사 요소(10)에 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 세일(14)(14')에는 힌지 샤프트(22)가 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.
5. 제1항에 있어서, 개시 위치에서 다수개의 세일(14)(14')은 제1 매거진(18)에 위치하는 것을 특징으로 하는 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 세일(14)(14')은 제1 매거진(18) 또는 제2 매거진(20)으로부터 연속적으로 공급되는 것을 특징으로 하는 장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 세일(14)(14') 간의 결과 거리는 거리선(26)의 길이에의하여 결정되는 것이 특징인 장치.
8. 제6항에 있어서, 인접 세일(14)(14')이 매거진(18)(20) 내에 위치하는 경우 고정 장치(24)에 의하여 상호 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
9. 제6항에 있어서, 장력이 가해지면 상기 두 개의 인접 세일(14)(14')에 연결된 고정 장치(24)가 해제되도록 상기 거리선(26)이 정렬되는 것을 특징으로 하는 장치.

Images