KR20070051783A - 파에너지 변환장치 - Google Patents

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KR20070051783A
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알랜 로버트 번스
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씨파워 퍼시픽 피티와이 리미티드
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Abstract

장치(10)는 파에너지를 획득하기 위해 해수면 아래의 위치에 있는 해저에 놓인다. 이 장치(10)는 파의 작용에 따라서 편향하도록 된 다이아프램(25)을 갖는 본체구조물(11)을 포함한다. 다이아프램(25)의 바로 아래에는 작용실(27)이 배치되며, 이 작용실은 공기 등의 압축성 유체를 담고 있다. 작용실(27) 내에는 펌프시스템(43)이 수용된다. 이 펌프시스템(43)은 서로 반대로 동작하는 두 개의 왕복펌프(45, 47)를 포함한다. 이 펌프(45, 47)는 레버기구(61)를 통하여 다이아프램(25)에 동작 가능하게 연결된다. 레버기구(61)의 형상 때문에, 각 펌프(45, 47)의 스트로크 길이는 다이아프램(25)이 파의 작용에 따라서 움직일 때 다이아프램(25)의 변위의 크기보다 작다. 따라서, 레버기구(61)는 각 펌프(45, 47)에 작용하는 힘을 주어진 비율만큼 증가시키고 각 펌프의 스트로크를 동일 비율만큼 감소시킨다. 이렇게 스트로크 길이가 감소되면 구조가 컴팩트하게 되므로 펌프(45, 47)가 작용실(27) 속에 쉽게 수용될 수 있다. 펌프(45, 47)는 장치의 주위환경으로부터 해수를 끌어들여 그 해수를 고압으로 배출한다. 이 펌프에 의해 발생된 고압의 해수는 어떤 적절한 목적으로 사용하기 위해 해안으로 파이프를 통해 운반될 수 있다.
파에너지, 해저, 다이아프램, 펌프

Description

파에너지 변환장치{WAVE ENERGY CONVERTER}
본 발명은 수체(body of water)의 파에너지를 유용한 일을 실행할 수 있는 형태로 변환하기 위한 장치에 관한 것이다.
본 발명은 특히 파에너지를 이용하고 그 이용된 에너지를 어떤 적절한 방법으로 사용하기 위한 압축유체로 변환하기 위해 고안되었지만, 반드시 여기에만 한정되는 것은 아니다. 이 유체는 수체 자체로부터 취출된 물을 포함할 수 있다. 이 물체가 대양(ocean)을 포함하는 경우, 대양으로부터 취출된 해수를 고압으로 파이프를 통해 해안으로 보내고 역삼투 담수화장치에 공급하여 담수를 산출할 수 있다. 담수화 장치에서 나오는 염수 농축물은 여전히 고압상태에 있으며, 전기를 발생하기 위해 사용되는 터빈 및 축동력부에 공급될 수 있다.
대양의 파에너지를 이용하려는 장치들이 많이 제안되었지만 이들 장치중의 아주 일부만이 실질적으로 지속적으로 상업적으로 개발되고 있다. 이런 상업적 장치들의 전부는 그 것이 해안기지, 육상 또는 앞 바다든지 간에 원래 위치에 위치하는 필수장비에 의해 에너지를 전기로 변환시킨다. 이는 터빈, 교류발전기/발전기 및 배전기반설비 등의 중요한 요소들이 폭풍의 힘, 해수에 대한 장기간의 노출, 및 예상치 못한 해수중의 침수 등의 인자를 포함하는 해양환경에 견딜 수 있어야 한다는 것을 의미한다. 앞 바다 장치의 경우, 전기를 해안으로 보내기 위한 광범위한 해저전원케이블도 필요하다. 그 결과 자본비용이 증가하고 신뢰도가 떨어진다.
상기 제안들과 관련된 문제점 및 결함에 대처한다는 관점에서, 본 출원인은 이전에 국제출원 PCT/AU03/00813의 주제인 파에너지 변환장치를 제안하였다. 본 출원인이 이전에 제안한 것의 일 면은 바다 등의 수체의 파에너지를 획득하기 위한 장치에 관한 것이었다. 이 장치는 해저에 놓여지며, 파의 작용에 따라서 편향하도록 된 다이아프램을 갖는 본체구조물을 포함한다. 다이아프램에는 왕복펌프가 연결되는데, 이 펌프의 펌핑실은 다이아프램의 편향에 따라서 용적이 팽창 및 수축하게 된다. 펌핑실은 해수와 연통되는 입구와 출구를 가지므로, 용적의 팽창시에 펌핑실 속으로 해수가 유입되어 용적의 수축시에 출구를 통해 배출된다. 왕복펌프는 다이아프램에 직접 연결되므로, 펌프의 스트로크 길이는 펌프에 연결될 때에 다이아프램의 변위 크기에 대응한다. 이로 인해 다이아프램의 변위 크기를 수용하기 위해 왕복펌프가 비교적 긴 스트로크를 갖도록 요구할 수 있다. 그러나, 비교적 긴 스트로크를 갖는 펌프는 특정 응용에 요구할 수 있는 컴팩트한 디자인에 특별히 도움이 되지 않는다.
이러한 배경 하에서 본 발명이 개발되었다.
본 발명의 배경에 대한 앞의 논의는 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위한 것이다. 그러나, 상기 논의는 상기 언급한 소재중의 어느 것도 본 출원의 우선권 일자에서 오스트레일리아에서 간행되거나, 알려지거나 주지의 일반사실이었다는 것 을 인정하거나 승인하는 것이 아니라는 것을 알아야 한다.
본 발명의 일 면에 따르면, 수체(body of water)의 파에너지를 획득하기 위한 장치로서, 상기 장치는 일부가 파의 작용에 따라서 편향하도록 된 본체구조물과, 상기 본체구조물의 상기 일부의 편향에 따라서 팽창 및 수축하도록 된 펌핑실을 포함하며, 상기 펌핑실은 유체원과 연통된 입구와 출구를 가짐에 의해, 상기 유체원으로부터 유체는 상기 펌핑실의 용적 팽창시에 상기 펌핑실 속으로 취입되며 상기 펌핑실의 용적 감소시에 상기 출구를 통해 상기 펌핑실로부터 배출되며, 상기 펌프는 1.0 미만의 속도비를 제공하는 기구에 의해 상기 본체구조물의 상기 일부에 동작 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 장치가 제공된다.
이런 구조로 인하여, 펌프의 스트로크 길이는 파의 작용에 따라서 운동하는 상기 일부의 변위 크기보다 작다.
바람직하게는, 상기 기구는 레버를 포함하며, 상기 펌프는 상기 일부가 상기 레버에 연결된 위치보다 상기 레버의 지지점에 가까운 위치에서 상기 레버에 동작 가능하게 연결된다.
상기 레버는 펌프에 작용하는 힘을 주어진 비율만큼 증가시키고 스트로크를 동일 비율만큼 감소시켜서 펌프에 전달된 순수 일이 변하지 않는다(기계적 손실이 작은 경우).
이 레버기구와 짧아진 펌프스트로크를 이용하는 한 이유는 장치의 전체높이를 줄일 수 있어서 전체비용을 낮출 수 있기 때문이다. 다른 이유는 펌프의 설계의 면에서, 특히 고압유체가 수반되는 경우에 실링문제와 관련하여 짧은 스트로크 길이가 유리할 것이다.
일 구조에서, 레버기구는 하나 이상의 펌프에 동작 가능하게 연결된 단일 레버를 포함할 수 있다. 예를 들어 레버 지지점의 양측에 하나씩 두 개의 펌프가 배치됨에 의해, (한 펌프의 펌핑실이 용적 팽창하는 동안 다른 펌프의 펌핑실이 용적 감소하고, 그 역도 마찬가지인 의미에서) 펌프가 반대로 작동한다. 다수의 펌프가 있는 경우, 지지점의 각 측에 하나 이상의 펌프가 배치될 수 있다.
다른 구조에서는 상기 일부에 동작 가능하게 연결된 다수의 레버기구가 마련되는데, 각 레버기구는 하나 이상의 펌프를 작동시킨다. 이런 한 가지 구조는 약간 델타구조로 배열된 3개의 레버를 포함할 수 있는데, 각 레버는 상기 일부에 동작 가능하게 연결된다.
다수의 펌프가 있는 경우는, 보다 안정한 유체유동을 얻기 위해, 배출된 유체가 펌핑되는 공통유체관 속에 축압기가 일체적으로 포함될 수 있다.
반대로 작용하는 펌프들은 다이아프램이 양 방향으로 운동하는데 대한 수압저항을 제공하여 그 운동의 변동을 흡수하는 기능을 할 수 있다.
상기 또는 각 레버는 부하 하에서 수직방향 및 측방향 견고성을 제공하는 프레임구조로 이루어질 수 있다.
파의 작용에 따라서 편향하도록 된 본체구조물의 상기 일부는 수체에 노출되어 파의 작용을 이용하는 다이아프램을 포함할 수 있다. 이 다이아프램은 강성부와 연성부를 포함할 수 있다. 바람직하게는 상기 연성부는 강성부를 둘러싼다. 통상적으로 상기 레버기구는 상기 강성부에 동작 가능하게 연결된다.
상기 본체구조물은 다이아프램 아래에 배치되어 공기 등의 압축성 유체를 담도록 된 작용실을 포함할 수 있다. 상기 또는 각 레버는 상기 다이아프램에 연결되기 위해 상기 작용실 속에 수용되거나 또는 상기 작용실 속으로 적어도 연장될 수 있다.
상기 또는 각 작용실은 원통형 챔버벽을 가질 수 있는데, 다이아프램의 외주는 챔버벽에 실링상태로 연결된다.
상기 레버 또는 레버들은 상기 본체구조물의 베이스, 작용실의 주벽, 또는 상기 본체구조물 내에 수용된 지지구조물에 피봇상태로 지지될 수 있다.
상기 또는 각 레버는 파의 작용의 영향 하에서 다이아프램의 운동에 따라서 왕복운동할 때 가이드될 수 있다. 각 레버는 가이드를 따라서 이동할 수 있는 가이드 구조물을 포함하는 가이드 기구에 의해 안내될 수 있다. 이 가이드는 챔버벽의 내측면에 마련될 수 있다. 실제로는 챔버벽의 내측면 자체가 가이드를 제공할 수 있다. 이 가이드 구조물은 가이드를 제공하는 챔버벽면과 구름상태로 접촉하고 있는 하나 이상의 롤러를 포함할 수 있다.
상기 또는 각 레버는 균형추를 구비할 수 있다. 균형추는 파의 작용에 따라서 동력스트로크의 완료 전에 상기 다이아프램의 복귀스트로크를 돕도록 설정될 수 있다.
상기 본체구조물은 모래 등의 밸러스트 재료를 수용하기 위한 밸러스트 챔버를 더 포함할 수 있다. 통상적으로, 밸러스트 재료는 물로 포화된다. 밸러스트 챔버는 작용실을 둘러쌀 수 있다.
상기 본체구조물은 상기 밸러스트 챔버로 둘러싸인 다수의 작용실을 포함할 수 있다.
펌핑되는 물을 여과하기 위한 매체로서는 포화 모래 등의 밸러스트 재료를 이용할 수 있다.
통상적으로, 펌핑되는 유체는 에너지를 획득할 수 있는 수체로부터 취입한 물을 포함한다.
동작을 급하게 정지시킬 필요가 있는 상황, 예를 들어 극히 무거운 바다조건의 과부하상태에서 선택적으로 각 작용실에 해수를 주입하기 위한 조치을 마련할 수 있다.
본 발명은 첨부도면에 도시한 바와 같은 몇 가지 구체적인 실시예의 이후의 설명을 참조하면 보다 잘 이해될 것이다. 도면에서,
도 1은 제 1 실시예에 따른 파에너지를 획득하기 위한 장치의 개략단면 사시도.
도 2는 제 1 실시예의 개략측단면도.
도 3은 제 1 실시예의 부분측면도.
도 4는 제 2 실시예에 따른 파에너지를 획득하기 위한 장치의 개략단면 사시도.
도 5는 제 2 실시예의 개략단면도.
도 6은 제 3 실시예에 따른 파에너지를 획득하기 위한 장치의 개략사시도.
도 7은 제 3 실시예의 개략평면도.
도 8은 제 3 실시예의 개략단면도.
도 9는 제 3 실시예의 부분단면도.
도 10은 제 4 실시예에 따른 파에너지를 획득하기 위한 장치의 개략평면도.
도 11은 제 4 실시예의 개략측면도.
도 12는 제 4 실시예의 지지구조물 형성부의 개략사시도.
도 13은 도 12에 도시한 지지구조물의 개략측면도.
도 14는 도 12에 도시한 지지구조물의 일부의 사시도.
도 15는 도 14의 평면도.
도 16은 제 4 실시예에 따른 장치에 이용되는 펌프 및 레버 기구의 개략측면도.
도 17은 도 16에 도시한 펌프 및 레버 기구의 다른 측면도.
도 18은 특히 일체적으로 포함된 해수 펌핑회로를 나타내는 제 4 실시예의 개략평면도.
도 19는 도 18의 측면도.
도 20은 특히 해수를 취입하기 위한 여과시스템을 나타내는 해수펌핑회로의 부분사시도.
도 21은 여과시스템의 개략평면도.
도 22는 여과시스템의 착탈식 요소의 개략평면도.
도 23은 특히 편향 가능한 다이아프램을 나타내는 제 4 실시예의 부분입면도.
도 24는 3개의 가능한 동작 상태에서의 다아이프램을 나타내는 도.
도 25는 특히 다이아프램의 연성부와 강성부 사이의 연결을 나타내는 부분측면도.
도 26은 장치의 연성 다이아프램과 그 주위를 둘러싸는 구조 사이의 연결을 나타내는 개략측면도.
도 27은 유연한 다이아프램의 다른 구조형태를 나타내는 부분사시도.
도 28은 제 5 실시예에 따른 장치의 부분평면도.
도 29는 제 6 실시예에 따른 장치의 개략평면도.
도 30은 제 7 실시예에 따른 파에너지를 획득하기 위한 장치의 개략평면도.
도 31은 제 8 실시예에 따른 파에너지를 획득하기 위한 장치의 개략측면도.
도 32는 제 9 실시예에 따른 파에너지를 획득하기 위한 장치의 개략사시도.
도 33은 도 32의 장치의 개략측면도.
도 34는 도 32의 장치의 개략단부도.
도 35는 도 32의 장치의 개략평면도.
도 36은 특히 다이아프램을 최상단 위치에 나타내고 도 32의 장치가 연결된 편향 다이아프램 및 레버기구를 도시하는 도 32의 장치의 개략측면도.
도 37은 다이아프램을 중간 위치에 나타낸 것을 제외하고는 도 36과 유사한 도면.
도 38은 다이아프램을 하측 위치에 나타낸 것을 제외하고는 도 36과 유사한 도면.
도 39는 상호 협동하여 작용실을 제공하는 두 개의 셀과 그 사이에 일체적으로 포함된 레버기구 사이의 관계를 나타내는 개략평면도.
도 40은 레버기구를 도시하는 개략측면도.
도 41은 도 32의 장치에 일체적으로 포함된 펌핑회로의 평면도.
도 42는 펌핑회로의 측면도.
도 43은 펌핑회로의 취입단부를 나타내는 개략도.
도 44는 특히 펌핑회로의 출구단부와 또한 장치가 설치된 해저의 오물을 경감시기키 위한 매트를 도시하는 도 32의 장치의 부분입면도.
도 45는 제 10 실시예에 따른 파에너지를 획득하기 위한 장치의 개략사시도.
도 46은 도 45의 장치의 평면도.
도 47은 파에너지를 획득하기 위한 장치의 어레이를 이용하는 파에너지 변환 시스템의 개략사시도.
도면에 도시한 실시예들은 각각 대양의 파에너지를 이용하고 이용된 에너지를 고압 해수, 통상적으로 약 6.89Mpa(100psi)로 변환하기 위한 장치에 관한 것이다. 이 장치는 비교적 얕은 물 속의 해저에 놓여서 최소의 환경영향을 주도록 설계되어있다. 이 장치에 의해 발생된 고압 해수는 어떤 적절한 목적으로 사용하기 위해 해안으로 파이프로 운반될 수 있다. 일 응용에서, 고압의 해수는 터빈을 구동하기 위한 원동유체로서 사용될 수 있으며, 터빈으로부터의 축 구동력은 전기를 발생시키는데 사용된다. 다른 응용에서, 고압의 해수는 역삼투 담수화장치에 공급되어 이 장치로부터 담수를 발생할 수 있다. 담수화장치로부터 나온 염수 농축물은 여전히 고압상태에 있으며, 기계적 에너지의 추출을 위해 터빈에 공급될 수 있다. 소비된 염수 농축물은 그 후 필요에 따라서 대양으로 복귀될 수 있다.
도 1, 도 2 및 도 3을 참조하면, 제 1 실시예에 따른 장치(10)가 도시되어 있다. 이 장치(10)는 해저에 놓이는 베이스(13)와 베이스로부터 직립하는 두 개의 벽(15, 17)을 포함하는 본체구조물(11)을 포함한다. 통상적으로, 베이스(13) 및 두 개의 직립벽(15, 17)은 일체로 구성되며 콘크리트로 형성된다. 벽(15)은 일반적으로 원통형 구조로 되어 있으며, 본체구조물의 외주벽을 제공한다. 벽(17)도 일반적으로 원통형 구조로 되어있으며 벽(15)의 내측으로 이격되어 본체구조물 내에 내측벽을 제공할 수 있게 된다.
외벽(15) 및 내벽(17) 사이의 간격은 밸러스트(ballast) 재료를 수용하기 위한 밸러스트 챔버(21)를 형성한다. 통상적으로 밸러스트 재료는 해저에서 취한 포화모래(saturated sand)를 포함한다. 본 실시예에서, 밸러스트 챔버(21)의 상단부는 밸러스트 재료를 수용할 수 있도록 개방되어있다. 필요에 따라서는 밸러스트 챔버(21)를 닫기 위해 마개(도시하지 않음)를 제공할 수도 있다.
내측의 원통벽(17)은 내부공간(23)을 둘러싸며, 그 상단부는 다이아프램(25)에 의해 닫혀져 있다. 이런 구조로 인해, 베이스(13), 원통형 내벽(17) 및 다이아 프램(25)이 상호 협동하여 작용실(27)을 갖는 셀(26)을 형성할 수 있게 된다.
다이아프램(25)은 셀(26) 상부의 해수에 노출되며 파의 작용에 응답하여 편향될 수 있다.
다이아프램(25)은 강성의 중앙부(28)와 중앙부(28)를 둘러싸는 유연한 외측부(29)를 포함한다. 강성의 중앙부(28)는 보강 원판을 포함하며, 외측부(29)는 고무 같은 탄성재료로 형성된 멤브레인이다. 이 탄성재료는 강도 및 인열저항을 향상시키기 위해 적층재료로 보강될 수 있다. 다이아프램(25)의 외주는 31에서 실링상태로 원통형 내벽(17)의 상단부에 연결된다.
작용실(27)은 다이아프램(25) 바로 아래에 배치되며, 압축성 유체를 담고 있는데, 이 압축성 유체는 편리성을 고려하여 본 실시예에서는 공기이다. 이 압축성 유체는 다이아프램 상부의 해수뿐만 아니라 다이아프램에 부착된 부착물 및 다이아프램(25)의 무게를 상쇄시키기 위한 인상력을 제공하도록 가압상태에 있다. 작용실(27) 내의 유체압은 다이아프램(25)을 소정위치에서 잔잔한 바다상태로 유지할 수 있도록 조정할 수 있다. 이 장치(10)는 장치주위의 해수환경으로부터 해수를 수용하기 위한 취입구(도시하지 않음) 및 고압 하에서 해수가 배출되는 출구(역시 도시하지 않음)를 갖는 펌핑회로(41)를 포함한다. 통상적으로 고압하의 해수는 앞에서 언급한 바와 같이 파이프를 통해 해안으로 운반된다.
펌핑회로(41)는 본 실시예에서는 (한 펌프는 배출 스트로크를 실행하는 한편 다른 펌프는 흡입 스트로크를 실행하고 그 역상태도 마찬가지라는 의미에서) 서로 반대로 동작하는 두 개의 왕복펌프(45, 47)를 포함하는 펌프시스템(43)을 포함한 다. 각 펌프(45, 47)는 피스톤과 실린더 조립체(51)를 포함하는데, 여기서 피스톤(도시하지 않음)은 실린더(53)와 협동하여 펌핑실(도시하지 않음)을 형성할 수 있게 된다. 피스톤에는 왕복운동을 부여하기 위해 피스톤 로드(55)가 연결된다. 본 실시예에서, 실린더(53)는 탄성외피를 일체적으로 포함하는데, 이 탄성외피는 펌핑실의 변형 가능한 경계면을 형성하여 피스톤과 협동하여 동작하므로, 피스톤의 왕복운동에 의해 탄성외피가 팽창 및 수축하여 펌핑실의 용적을 변화시킬 수 있게 된다. 탄성외피의 팽창은 펌핑실의 용적감소에 상당하며, 탄성외피의 수축은 펌핑실의 용적팽창에 상당한다. 이런 펌프의 전형적인 예는 도면중의 도 51 및 도 52를 참조하여 상기 PCT출원에서 설명되어있다.
펌프(45, 47)는 공통송출관(도시하지 않음)에 연결되며, 이 송출관을 따라서 압축 해수가 파이프를 통해 해안으로 운반된다. 보다 안정한 유체유량을 얻기 위해(즉, 유량의 변동을 적게 하기 위해) 상기 송출관에는 축압기가 연결될 수 있다.
펌프(45, 47)는 레버기구(61)를 통해 다이아프램(25)에 동작 가능하게 연결된다.
레버기구(61)는 측방향으로 이격된 상태로 배치된 두 개의 서로 연결된 레버요소(65)에 의해 형성된 레버(63)를 포함한다.
레버(63)의 일단부는 챔버의 내벽(17)에 장착된 지지구조물(66)에 지지점에서 피봇상태로 연결되며, 레버(63)의 타단부는 연결로드(67)를 통해 다이아프램(25)에 연결된다.
연결로드(67)는 다이아프램(25)의 강성부(28)에 피봇방식의 조인트(69)에 의 해 피봇상태로 연결된다. 또한 연결로드(67)는 레버(63)의 인접단부에 피봇방식의 조인트(71)에 의해 피봇상태로 연결된다.
펌프(45, 47)는 레버(63)의 양단부 중간의 위치에서 레버(63)에 동작 가능하게 연결된다. 구체적으로, 펌프(45, 47)는 레버(63)의 양측에 위치하며, 실린더(53)는 지지구조물(66)에 지지된다. 피스톤 로드(55)는 레버에 장착된 연결프레임(73)을 통하여 레버(63)에 연결된다. 연결프레임(73)은 각 레버요소(64)에 하나씩 연결된 두 개의 종방향 프레임요소(75)를 가지며, 종방향 프레임요소(75) 사이에는 크로스요소(77)가 지지된다. 각 피스톤로드(55)는 크로스요소(77)의 각각에 연결된다. 이런 구조로 인하여, 레버(63)가 각도운동하면 피스톤로드(55)가 상호 반대방향으로 왕복운동하게 되어, 하나의 로드는 신장되는 한편 다른 로드는 수축하게 되며 그 역도 마찬가지이다.
레버(63)의 형상 때문에, 편향하는 다이아프램(25)에 대한 펌핑시스템(43)의 속도비는 1.0보다 작다. 다시 말해서, 각 펌프(45, 47)의 스트로크 길이는 다이아프램(25)이 파의 작용에 따라서 움직일 때 다이아프램(25)의 변위 크기보다 작다. 레버(63)는 각 펌프(45, 47)에 작용하는 힘을 주어진 비율만큼 증가시키며 동일 비율만큼 스트로크를 감소시킨다. 이렇게 스트로크 길이가 감소하면 컴팩트한 구성이 되어 펌프(45, 47)가 작용실(27) 내에 쉽게 수용될 수 있다.
펌핑회로(41) 속으로 유입된 해수는 여과된다. 이 여과기능은 밸러스트 챔버(21) 내에 담겨진 포화모레를 이용하는 모레여과시스템(도시하지 않음)에 의해 수행된다.
이하 제 1 실시예에 따른 장치(10)의 동작을 설명한다. 바다가 잔잔한 상태에서, 장치(10)가 잠수되고 다이아프램(25)의 상부에 일정한 해수두(head of seawater)가 있게 된다. 다이아프램 및 거기에 부착된 장비의 중량, 다이아프램의 탄성외측부(29)의 복원력, 및 잔잔한 해수의 정수압 및 주위의 대기압을 포함한 다양한 인자들에 의해 생기는 다이아프램(25)에 대한 하향력을 상쇄시킬 수 있도록 작용실(27) 내의 적절한 공기압에 의해 다이아프램(25)이 소정의 위치에 유지된다.
장치(10) 위로 파가 지나가면 시간적으로 변하는 힘이 다이아프램(25)에 가해지므로, 다이아프램이 증가하는 힘에 따라서 하방으로 이동하게 된다. 이 힘은 연결로드(67)를 통하여 레버(63)에 전달되어 레버(63)가 그 지지점(65)을 지지점으로 각도 운동하게 된다. 이 힘은 레버를 통하여 피스톤로드(55)에 전달되고, 따라서 펌프(47)가 한 분량의 해수를 취입하는 흡입스트로크를 수행하게 되고, 또한 펌프(45)는 가압상태에서 한 분량의 해수를 방출하는 배출스트로크를 수행하게 된다.
다이아프램(25)이 하방으로 편향하면 작용실(27)의 용적이 감소하고 이에 따라서 그 속에 갇혀진 공기의 압력이 증가하게 된다. 다이아프램(25) 위로 지나가는 파에 의해 인가되는 힘과, 공기압에 의해 다이아프램(25)에 가해지는 반력 그리고 다이아프램의 탄성외측부의 순수 복원력의 합력 사이에 평형상태가 이루어질 때까지 다이아프램(25)이 편향함에 따라서 공기압이 계속해서 상승한다. 이때, 다이아프램(25)은 순간적으로 최대편향상태가 될 것이다. 그 후 다이아프램(25)상의 압력이 균형을 잃게 되고, 따라서 공기에 의한 힘이 다시 행사함에 따라서 다이아프램은 그 동작을 역전시키게 된다. 한편, 파가 장치(10) 위를 지남에 따라서 수 두(head of water)가 낮아진다. 그리고 다이아프램(25)은 그 평형위치로 복귀하여 후속의 파를 대기하게 된다. 다이아프램(25)의 복귀운동 중에 레버(63)는 복귀방향으로 각도운동을 하게 되고, 따라서 펌프(47)는 배출스트로크를 수행하고 펌프(45)는 흡입스트로크를 수행하게 된다.
펌프(45, 47)는 서로 반대방향으로 작용하기 때문에, 각 펌프의 배출스트로크에서 발생된 유체압에 의해 수압내성(hydraulic resistance)이 제공되고, 이는 다이아프램(25)의 하방향 및 상방향으로의 변위속도를 조정하는데 도움이 된다. 이는 다이아프램의 이동속도 및 이동량의 변동을 줄이는데 도움이 될 수 있다.
장치(10)의 동적반응은 작용실(27) 내의 총 공기용적 및 공기압뿐만 아니라 다이아프램(25) 및 부착장비의 총 질량을 포함한 중요 변수의 적절한 조작에 의해 넓은 범위에 걸쳐 조정할 수 있다.
정상적인 동작 중에, 다이아프램(25)의 안정상태 높이를 일정 한계내에서 변화시킬 수 있도록 작용실(27) 내의 유체압을 조정함으로써 조수(tidal) 조건의 변화를 보상할 수 있다. 앞에서 언급한 바와 같이, 작용실(27) 내의 유체는 통상적으로 공기이다. 이 공기압은 압축공기가 송출되고 추출되는 제어스테이션(예를 들어, 육상의 제어스테이션)까지 연장되는 송기관을 통해 조정할 수 있는데, 이 송기관은 공기압을 조정하기 위한 것이다.
도면중의 도 4 및 도 5를 참조하면, 제 2 실시예에 따른 장치(90)가 도시되어 있다. 이 장치(90)는 제 1 실시예에 따른 장치(10)와 많은 면에서 유사하므로, 대응 부분을 식별하는데 대응하는 참조부호를 사용한다.
제 2 실시예에 따른 장치(90)에 있어서, 파의 작용의 영향으로 다이아프램(25)의 운동에 따라서 레버기구(61)가 왕복운동을 수행함에 따라서 레버기구가 안내된다. 이 안내되는 운동은 가이드(95)를 따라서 이동할 수 있는 가이드구조물(93)을 포함하는 가이드기구(91)에 의해 제공된다. 이 실시예에서, 가이드(95)는 원통형 내벽(17)의 내면에 의해 마련된다.
가이드구조물(93)은 다이아프램(25)의 강성부(28)의 하측에 부착된 가이드 프레임(101)을 포함한다. 가이드 프레임(101)은 벽면(97)과 구름접촉상태에 있는 가이드롤러(103)를 지지한다. 가이드 프레임(101)은 원주방향으로 이격된 다수의 기다란 요소(105)를 포함하는데, 각각의 요소는 그 요소를 따라서 이격된 두 개의 가이드롤러(103)를 지지한다.
가이드구조물(93)과 벽면(97) 사이의 협동으로 인해 파의 작용에 응답하여 다이아프램(25)의 이동을 안내함으로써, 다이아프램이 이동하는 중에 각도적으로 편향하지(기울어지지) 않게 된다.
도 6 내지 도 9를 참조하면, 제 3 실시예에 따른 장치(110)가 도시되어 있다. 이 장치(110)는 일반적으로 직사각형 구조의 본체구조물(11)을 포함하는데, 이 본체구조물은 해저에 놓이는 베이스(113), 두 개의 대향 측벽(115), 두 개의 대향 단부벽(117), 및 상부벽(119)을 갖는다.
베이스(113)와 상부벽(119) 사이의 본체구조물(111) 내에는 두 개의 원통형 내벽(121, 122)이 마련된다.
각 원통형 내벽(121, 122)은 베이스(113)에 의해 바닥이 닫혀지며 상부 벽(119)에서 개방되어 개구(127)를 형성하게 되는데, 이 개구는 각각의 다이아프램(129)에 의해 닫혀진다. 이런 구조로 인해, 베이스(113), 내벽(121, 122) 및 다이아프램(129)이 서로 협동하여 두 개의 셀(130)을 형성하게 되는데, 각 셀은 작용실(123)을 형성한다.
각 다이아프램(129)은 강성의 중앙부(131)와 중앙부를 둘러싸는 유연한 외측부(133)를 포함한다. 각 다이아프램(129)의 외주는 각 내측원통벽(121, 122)의 상부주위에 실링상태로 연결된다.
강성의 중앙부(131)의 주위에는, 중앙부(131)를 각각의 내측 원통벽(121, 122)의 상부주위에 연결하는 안정화 지지부(134)가 마련된다. 이는 파의 작용에 따라서 유연한 외측부(13)가 신장되고 다이아프램(129)이 과도하게 기울어지거나 과도하게 수평방향 및 수직방향으로 변위하는 것을 방지하기 위한 것이다.
이 실시예에서, 안정화 지지부(134)는 중앙부(131)와 벽(121, 122)의 사이에서 전후로 묶어진 케이블(136)을 포함한다.
다이아프램(129) 아래에 배치된 작용실(123)은 원통형 내벽(121, 122) 사이에서 연장되는 통로(135)에 의해 서로 연결된다.
작용실(123)과 상호연결 통로(135)는 압축성 유체를 담고 있는데, 이 유체는 본 실시예에서는 편의상 공기이다. 이 통로(135)는 작용실 사이에서 압축성 유체가 자유롭게 통과할 수 있도록 하기 위해 충분한 유동단면적을 갖는다.
두 개 의 셀(130)은 통상적으로는 파의 진행방향과 일치하는 방향으로 이격되어 있는데, 이 간격은 다이아프램(129)이 역위상(anti-phase)에서 이동하도록 설 정된다. 이는 통상적으로 장치(110)의 사용장소에서 통상의 파의 파장의 절반에 해당하는 다이아프램(129)의 중심사이의 간격을 가짐으로써 얻을 수 있다.
각 셀(130)을 둘러싸는 본체구조물(111) 내의 영역은 본 실시예에서는 포화모래를 포함하는 밸러스트 재료를 수용하기 위한 밸러스트 챔버(141)를 형성한다. 이 밸러스트 재료는 상부벽(119)에 설치된 포트(143)를 통하여 밸러스트 챔버(141) 속으로 도입된다.
장치(110)는 장치 주위의 해수환경으로부터 해수를 받아들이기 위한 취입구와 배수가 가압하에서 배출되는 출구를 갖는 펌핑회로(145)를 더 포함한다.
펌핑회로(145)는 한 펌프가 배출스트로크를 수행하는 동안 다른 펌프가 흡입스트로크를 수행하고 그 역도 마찬가지라는 의미에서 서로 반대방향으로 동작하는 두 개의 왕복펌프(151, 152)를 포함하는 펌프시스템(147)을 포함한다. 펌프(151, 152)가 서로 반대로 동작하게 되면 펌프들이 연속적으로 펌핑스트로크를 수행함에 따라서 장치(110)로부터 고압의 해수를 보다 균일하게 송출할 수 있게 된다.
펌프(151, 152)는 각 작용실(123)에 각각 배치된다.
각 펌프(151, 152)는 베이스(113)에 고정된 하우징(153)과 하우징(153)과 상호 협동하는 피스톤(155)을 포함하여 펌핑실(157)을 형성할 수 있게 된다. 하우징(153)은 피스톤과 상호 협동하는 탄성외피(159)를 일체적으로 포함하므로, 피스톤이 왕복운동하면 탄성외피가 팽창 및 수축하게 된다. 탄성외피(159)가 팽창하면 펌핑실(157)의 용적이 감소하고 탄성외피가 수축하면 펌핑실의 용적이 팽창한다. 각 펌핑실(157)은 해당 밸브시스템(도시하지 않음)을 갖는데, 이 밸브시스템은 펌 핑실의 용적팽창시에 열리고 펌핑실의 용적감소시에 닫히도록 된 입구와, 펌핑실 내에 담겨진 해수가 소정의 압력에 도달한 후에만 펌핑실의 용적팽창시에 닫히고 용적감소시에 열리도록 된 출구를 포함한다. 이런 구조로 인해, 해수는 펌핑실 속으로 유입될 때의 압력보다 높은 압력으로 각 펌핑실로부터 배출된다.
각 펌프(151, 152)는 각각의 셀(13)과 관련된 다이아프램(129)에 레버기구(161)를 통해 동작 가능하게 연결된다. 레버기구(161)는 레버(163)를 포함하는데, 그 레버의 일단부는 지지점(165)에서 피봇방식으로 지지구조물(167)에 연결된다. 레버(163)의 타단부는 연결로드(169)를 통하여 각 다이아프램(129)에 연결된다. 연결로드(169)는 연결부(171)에 의해 다이아프램(129)의 강성부에 연결되는데, 이 연결부는 본 실시예에서는 강성의 연결부이지만 특정의 응용에서는 피봇방식의 연결부도 생각할 수 있다. 연결로드(169)는 또한 레버(163)와 연결로드(169) 사이의 자유로운 각도운동을 수용할 수 있도록 구형연결부의 형태의 연결부(173)에 의해 레버(163)의 인접단부에 연결된다.
펌프(151, 152)는 레버의 양단부 중간의 위치에서 각 레버(163)에 각각 연결된다. 이런 구조로 인해, 앞의 실시예들에서의 경우처럼 각 펌프(151, 152)의 스트로크길이는 그 펌프가 레버기구(161)를 통해 연결되는 각 다이아프램(129)의 변위의 크기보다 작다.
펌핑회로(145) 속으로 취입된 해수는 여과된다. 이 여과기능은 밸러스트 챔버(141) 내에 여과매체로서 담겨진 포화모래를 이용하는 모래여과시스템에 의해 수행된다. 해수는 본체구조물(111)에 설치된 입구(175)를 통하여 밸러스트 챔 버(140)로 들어갈 수 있다.
동작시에, 두 셀(130)의 다이아프램(129)은 통상적으로 사용환경에서 다이아프램이 노출되는 파의 파장에 대한 다이아프램의 간격 때문에 역위상에서 동작한다. 이런 구조로 인해, 한 셀내의 펌프가 펌핑스트로크를 수행하는 동안 다른 셀내의 펌프는 취입스트로크를 수행하며, 그 역도 마찬가지이다.
도 10 내지 도 26을 참조하면, 제 4 실시예에 따른 장치(200)가 도시되어있다. 이 장치(200)는 해저에 놓여지는 베이스(203), 두 개의 대향 측벽(205), 두 개의 대향 단부벽(207) 및 상부벽(209)을 갖는 일반적으로 직사각형의 구조의 본체구조물(201)을 포함한다.
베이스(203)와 상부벽(209) 사이의 본체구조물(201) 내에는 두 개의 원통형 내측벽(211, 212)이 마련된다.
각 원통형 내벽(211, 212)은 베이스(203)에 의해 바닥이 닫히고 상부벽(209)에서 열려서 다이아프램(215)에 의해 닫히는 개구(213)를 형성할 수 있게 된다. 이런 구조로 인해, 베이스(203), 벽(211, 212) 및 다이아프램(215)은 서로 협동하여 두 개의 셀(217)을 형성하고 각 셀은 작용실(219)을 형성하게 된다.
각 다이아프램(215)은 강성의 중앙부(221)와 중앙부의 주위의 유연한 외측부(223)를 포함하는 이전의 실시예의 다이아프램과 유사한 구성으로 되어있다. 각 다이아프램(215)의 외주는 각 내측원통벽(211, 212)의 외주에 실링상태로 연결된다.
다이아프램(215) 아래에 배치된 작용실(219)은 원통형 내측벽(211, 212) 사 이에서 연장되는 통로(225)에 의해 서로 연결된다.
작용실(219)과 상호연결 통로(225)는 압축성 유체를 담고 있는데, 이 유체는 본 구체예에서는 편의상 공기이다. 이 통로(225)는 작용실 사이에서 압축성 유체가 자유롭게 통과할 수 있는 충분한 유동단면적을 갖는다.
두 개의 셀(217)은 통상적으로 파의 진행방향에 일치하는 방향으로 이격되는데, 그 간격은 다이아프램(215)이 역위상에서 움직이도록 설정된다. 이는 통상적으로 장치(200)의 사용위치에서 전형적의 파의 파장의 절반에 해당하는 다이아프램의 중심 사이의 간격을 가짐으로써 얻어진다.
셀(217)을 둘러싸는 본체구조물(201) 내의 영역은 밸러스트 재료를 수용하기 위한 밸러스트 챔버(227)를 형성하는데, 밸러스트 재료는 본 구체예에서는 포화모래를 포함한다. 밸러스트 재료는 상부벽(209)에 마련된 포트(229)를 통해 밸러스트 챔버(227) 속으로 도입된다.
본 장치(200)는 장치 주위의 해수환경으로부터 해수를 취입하여 그 해수를 가압하에서 배출하는 펌핑회로(231)를 포함한다.
이 펌핑회로(231)는 각 셀(217)에 다수의 펌프(233)를 포함하는데, 본 실시예에서 각 셀에는 3개의 펌프가 있다. 각 셀(217) 내의 3개의 펌프(233)는 도면의 도 18에서 가장 잘 알 수 있듯이 120도의 간격이 되도록 삼각형 구조로 배열된다. 각 펌프(223)는 취입구(235) 및 배출구(237)를 갖는데, 취입구(235)는 탱크가 위치하는 깊이에서의 해수의 정수압에 의해 결정되는 압력의 해수를 수용하는 각 수집탱크(239)와 연통된다. 각 탱크(239)에 담겨진 해수는 이후에 보다 상세히 설명하 는 바와 같이 여과된다. 각 펌프(233)의 배출구(237)는 배출관(243)을 통해 매니폴드(241)와 연통된다. 두 개의 셀(217)의 매니폴드(241)는 배관(245)과 연통되며, 이 배관을 따라서 해수가 가압하에서 육상 등의 원격위치까지 펌핑될 수 있다.
각 셀(217) 내의 펌프(233)는 셀의 각 다이아프램(215)에 동작 가능하게 연결된다.
각 펌프(233)는 펌핑실(255)을 형성하도록 상호 협동하는 하우징(251) 및 피스톤(253)을 포함한다는 의미에서 이전의 실시예의 펌프와 유사한 구성의 왕복펌프를 포함한다.
본 실시예에서는, 하우징(251)에 대한 피스톤(253)의 운동을 안내하기 위해 가이드 구조물(257)이 마련된다. 이 가이드 구조물(257)은 피스톤(253)에 부착된 연결로드(261)상의 지지점(260)에 피봇방식으로 장착된 요크(259)를 포함한다. 이 요크(259)는 도면의 도 16에서 가장 잘 알 수 있듯이 하우징(251)의 외측면과 구름접촉하고 있는 가이드 롤러(263)를 지지한다. 이런 구조로 인해, 피스톤이 하우징(251)에 대하여 왕복할 때 요크(259)와 하우징(251) 상의 상호 협동으로 피스톤(253)이 축방향으로 안내된다.
각 펌프(233)는 각 레버기구(271)를 통하여 각 셀(217)의 다이아프램(215)에 동작 가능하게 연결된다. 따라서, 각 셀(213)은 3개의 레버기구(217)를 일체적으로 포함하는데, 각 레버기구는 각 펌프(233)와 대응한다.
각 레버기구(271)는 각 셀(217) 내에 수용된 지지부(277)에 지지점(275)에서 피봇상태로 연결된 레버(273)를 포함한다. 각 셀 내의 지지부(277)는 두 개의 셀 과 그 사이에서 연장되는 통로(225)에 수용되는 공통지지구조물(279)의 일부를 형성한다.
도 14에서 가장 잘 알 수 있듯이, 각 지지부(277)는 프레임 구조로 되어 있으며 일반적으로 삼각형의 구조로 되어있다. 삼각형 지지부(277)의 각 정점에 인접해서는, 각 레버(273)를 피봇방식으로 지지하는 요크로서 구성된 장착부(291)가 마련된다. 각 레버(273)는 지지점(275)에서 각 장착부(291)에 피봇상태로 연결된다. 도면에서는 명료하게 하기 위해 도 14 및 도 15에 한 레버(273)만을 도시한다.
각 레버(273)는 이전의 실시예의 경우처럼 측방향 및 수직방향으로의 강성을 제공하도록 프레임구조로 이루어진다. 지지점(275)은 레버(273)의 양단부 중간에서 균형추(295)가 마련된 일 단부에 근접하게 위치한다. 각 레버(273)의 타단부는 연결로드(297)를 통해 각 다이아프램(215)에 연결된다. 연결로드(297)는 연결부(299)에 의해 다이아프램(215)의 강성부(221)에 연결되는데, 이 연결부는 본 실시예에서는 강성 연결부이다. 연결로드(297)는 또한 지지점(275)을 중심으로 하는 레버(273)의 각도운동의 축에 평행한 피봇축을 갖는 피봇연결부(301)에 의해 레버의 인접단부에 연결된다. 다이아프램(215)의 강성부(221)에 부착된 3개의 연결로드(297)는 파의 작용에 따라서 편향할 때 다이아프램을 비교적 안정하게 지지하는 기능을 한다.
각 펌프(233)는 지지점(275)과 연결로드(297)가 연결된 레버의 단부의 중간에 있는 피봇(305)에서 각 레버(273)에 피봇상태로 연결된다. 이전의 실시예들처 럼, 이 구조는 각 펌프(233)의 스트로크 길이가 펌프가 각 레버기구(271)를 통해 연결되는 다이아프램(215)의 변위크기보다 작게 한다.
균형추(295)는 필요에 따라서 균형력의 크기를 선택적으로 변화시킬 목적으로 레버(273)에 조정 가능하게 장착될 수 있다.
앞에서 설명한 바와 같이, 펌핑회로(231) 속으로 취입되어 특히 탱크(239)에 송출된 해수는 여과된다. 이 여과기능은 밸러스트 챔버(227) 내에 담겨진 포화모래를 이용하는 모래여과시스템(310)에 의해 수행된다. 이 여과시스템(310)은 전술한 바와 같이 각 펌프(233)에 각각 대응하는 저장탱크(239)를 일체적으로 포함한다. 각 저장탱크(239)는 밸러스트 챔버(227) 속으로 연장되며 그 전장을 따라서 다수의 입구공(313)을 구비하는 여과관(311)을 통해 여과 해수를 받아들인다. 밸러스트 챔버(227) 내에 수용된 여과관(311)의 부분은 천공형 필터하우징(317) 내에 갇혀진 여과매체(316)(세척된 자갈 또는 그 외의 다공성 입상재료 등)를 포함하는 제 2 필터(315)로 둘러싸여진다. 천공형 필터하우징(317)은 세정 및 그 외의 정기적인 보수의 과정을 위해 여과관(311)의 주위로부터 이탈될 수 있는 착탈형 유니트로서 구성된다. 이 필터하우징(317)은 본체구조물(201)의 외부에서 접근할 수 있으며, 그 외부에는 필터하우징의 설치 및 제거를 돕기 위해 핸들(319)이 마련된다.
포화 밸러스트 재료로부터 나온 해수는 정수압하에서 다공성 필터하우징(317) 및 그 속에 담겨진 여과매체(316)를 통해 여과된 후, 저장탱크(239) 속으로 들어간다. 이 구조내의 모래 밸러스트 재료의 체적이 크기 때문에 해수의 고수준의 여과물이 얻어진다.
물론 밸러스트 챔버(227)로 들어가는 해수를 보충하고 모래 밸러스트 재료를 포화상태로 유지하기 위한 시설이 있다. 이는 본체구조물(201)의 상부벽(209)에 마련된 포트(229)를 통해 물이 들어갈 수 있게 하는 등의 적절한 방법으로 이룰 수 있다.
다이아프램(215)의 유연한 외측부(223)의 상세를 도 23 내지 도 26에 도시한다. 유연한 외측부(223)는 섬유매트로 보강된 천연고무로 형성된 멤브레인(224)을 포함한다.
다이아프램 외측부(223)의 강성 및 길이는 작용실(219) 내의 공기압과 다이아프램(215)을 덮고있는 해수의 정수압 사이의 압력차이의 영향에 의해 상방으로 볼록해질 수 있도록 선택된다(도 23 참조). 이는 다이아프램(215)의 업스트로크 중에 해수를 획득할 수 있고 또한 외측부를 제공하는 탄성재료상에 과도한 동적 부하를 야기할 수 는 다이아프램 외측부(223)의 오목한 홈통의 형성을 감소시키므로 중요한 특징이라고 생각된다.
다이아프램(215)의 최대높이는 설계지정 중에 본체구조물(201)의 상부에 대한 어떤 높이로도 설정할 수 있으며, 즉 볼록하거나, 평탄하거나 오목하게 될 수 있다. 이렇게 하면 특정의 바다 조건에 맞도록 장치를 조정할 수 있는데, 예를 들어 가벼운 바다조건에서는 다이아프램(215)의 강성 중앙부(221)가 볼록한 상태가 될 것이고, 무거운 바다조건에서는 강성 중앙부(221)가 평탄하거나 오목하게 될 것으로 생각된다.
도 24는 다이아프램이 가상선으로 표현한 최상단 위치와 최하단 위치 사이에 서 이동할 때 유연한 외측부(223)가 취할 수 있는 다양한 상태를 나타낸다. 도시한 3가지 상태는 최상단 상태(A), 최하단 상태(B) 및 실선으로 표현한 중간 상태(C)이다.
다이아프램(215)의 유연한 외측부(223)가 최상단 상태와 최하단 상태 사이에서 왕복운동하는 동안에 휘어질 수 있는 한계 때문에, 유연한 외측부(223)가 그 내주연부에서 강성 중앙부에 연결되고 또한 유연한 외측부가 그 외주연에서 각 내측 원통벽(211, 212)에 연결되는 경우 이런 운동을 수용하는 조인트를 갖는 것이 바람직하다.
내주연에 있는 조인트는 도 25에 도시하는데, 감김전환 조인트(341)를 포함한다. 이 조인트(341)는 두 개의 클램핑 링(343, 344)을 일체적으로 포함하는데, 각 링은 원형 단면을 갖는다. 클램핑 링(343)은 다이아프램의 강성 내측부(221)에 고정된 환형 클램핑 플레이트(345)에 장착된다. 또한 클램핑 링(344)은 원주방향으로 이격된 다수의 너트 및 볼트 조립체(349)에 의해 상기 고정된 클램핑 플레이트(345)에 연결되는 다른 환형 클램핑 플레이트(347)에 장착된다. 각 너트 및 볼트 조립체(349)는 두 개의 클램핑 플레이트(345, 347) 사이에 스페이서(350)를 일체적으로 포함한다.
플레이트(347)는 고정 플레이트(345)에 지지되어 다이아프램(215)의 유연한 외측부(223)의 내주에 인접하게 위치하는 웨브(351)를 일체적으로 포함한다.
이런 구조로 인해, 멤브레인(224)은 클램핑 플레이트(345, 347) 사이에 끼워지며, 클램핑 링(343, 344)이 멤브레인과 가압상태로 접촉하여 아치형 표면을 형성 하는데, 다이아프램(215)의 편향 중에 멤브레인이 아치형 표면의 주위로 감기게 된다.
멤브레인(224)은 그 내주부에서 확장부(353)를 일체적으로 포함하는데, 이 확장부는 클램핑 링(343, 344)을 지나서 배치됨으로써 조인트(341)의 견고성을 향상시키고 두 개의 클램핑 링 사이에 형성된 물림영역을 통해 멤브레인이 당겨지지 않게 한다.
도 26에서 잘 알 수 있듯이, 다른 전환점에도 어느 정도 유사한 구성이 이용된다.
다이아프램(215)의 외주의 조인트는 도 26에 도시되어 있으며 감김전환 조인트(361)를 포함한다. 이 조인트(361)는 각각 원형 단면을 갖는 두 개의 클램핑 링(363, 364)을 일체적으로 포함한다. 클램핑 링(363)은 원통벽(211)에 고정된 환형 클램핑 플레이트(365)에 장착된다. 클램핑 링(364)은 원주방향으로 이격된 다수의 너트 및 볼트 조립체(369)에 의해 고정상태의 클램핑 플레이트(365)에 연결된 다른 환형 클램핑 플레이트(367)에 장착된다. 각 너트 및 볼트 조립체(369)는 두 개의 클램핑 플레이트(365, 367) 사이에 스페이서(371)를 일체적으로 포함한다.
플레이트(367)는 고정 플레이트(365)에 지지되고 다이아프램(215)의 유연한 외측부(221)의 외주에 인접하게 위치하는 웨브(373)를 일체적으로 포함한다.
이런 구조로 인해, 멤브레인(224)이 클램핑 플레이트(365, 367) 사이에 끼워지고, 클램핑 링(363, 364)이 멤브레인과 가압상태로 접촉하여 아치형 표면을 형성하게 되는데, 다이아프램(215)의 편향중에 멤브레인이 이 아치형 표면의 주위로 감 기게 된다.
멤브레인(224)은 확장부(353)와 유사한 방식으로 기능하는 확장부(373)를 일체적으로 포함한다.
도 27은 다이아프램의 구성에서의 변화와 제 위치에서의 그 부착 방식을 개략적으로 나타낸다. 도 27에 도시한 구조에서, 강성 중앙부(221)를 완전히 가로질러 그 외주를 넘어서 연장되어 외측 연성부(223)를 제공하는 멤브레인(291)이 마련된다. 강성 중앙부(221)는 그 외주에 관(293)을 갖는데, 다이아프램이 변위함에 따라서 멤브레인(291)이 그 관 주위로 감길 수 있다. 멤브레인(291)은 원통벽(211)에 부착되기 위해 그 외주가 다른 관(295)의 주위를 지나간다. 도 27은 최상단 상태와 최하단 상태의 극단적인 두 상태에서 다이아프램(215)을 예시함을 알아야 한다.
도 28에는 또 다른 실시예에 따른 장치(400)가 예시되어있다. 이 실시예에 따른 장치(400)는 이전의 실시예와 대체로 동일하므로 동일한 부분에는 대응하는 참조부호를 이용한다. 이 장치(400)는 본체구조물(201)을 해저에 고착하기 위한 고착시스템(401)을 일체적으로 포함한다. 고착시스템(401)은 고착목적의 흡입력을 이용한다. 흡입효과는 본체구조물(201)의 하측에 있는 흡입실에 의해 이루어지는데, 그 흡입실은 개방된 바닥으로부터 이격되어 실링된다. 이 흡입실은 베이스(203)로부터 매달려서 본체구조물(201)의 주위에 마련된 강성 스커트부에 의해 형성된다. 이 스커트부는 통상적으로 베이스를 지나서 하방으로 1미터 정도 연장되므로, 장치를 해저에 배치할 때 스커트부가 그 전체깊이까지 잠기게 될 것이다. 이 스커트부는 실제로는 두 개의 측벽(205)과 두 개의 단부벽(207)의 하향연장부에 의해 형성되므로, 베이스의 아래의 용적을 둘러싸서 개방단부의 흡입실을 형성할 수 있게 된다.
흡입고착을 이루기 위한 목적으로 흡입실로부터 공기를 추출하기 위해 해저의 적정 위치에는 흡입실 내의 상기 밀폐용적과 연통하기 위한 배관수단(도시하지 않음)이 마련된다. 이 배관은 또한 장치를 나중에 흡입고착의 영향으로부터 해제하는 경우에 상기 밀폐용적 속으로 공기를 운반하는데도 이용할 수 있다.
고착된 장치의 주위의 해저상의 모래오물은 장치의 주위에 부착되어 해저에 견고하게 고정된 가비온(gabion) 및/또는 매트(407)의 사용으로 경감시킬 수 있다.
상기 제시한 구조의 변형예는 본체구조물(201)의 하측영역을 분할방식으로 구성하여 다수의 별개의 흡입실을 포함하는 흡입구역을 형성할 수 있다는 것이다. 이런 구성은 장치(400)가 기울어지는 경우에 흡입력을 총손실을 방지할 것이며, 이 경우 해저위로 올라가는 분할부만이 흡입력을 상실하는 반면 나머지 분할부들은 묻힌 채로 유지되어 흡입고착효과를 보유할 것이다.
앞에서 예시한 실시예들에서는 레버기구가 각 셀에 한정되므로, 각 특정 셀의 측방향 치수에 의해 레버비(lever ratio) 효과가 한정되었다.
레버비를 증가시킬 수 있는 한 방법은 레버들이 두 개의 셀 사이로 연장되어 그 사이의 통로를 통과할 수 있도록 레버를 배열하는 것이다. 이런 구조로 인해, 레버는 일단부가 한 셀의 다이아프램에 연결되고 그 레버의 지지점은 다른 셀에 마련될 수 있다. 이런 구조의 하나가 도 29에 도시한 실시예에 예시되어있는데, 여 기서 두 개의 레버(411, 412)는 나란한 상태로 배치되고 하나의 레버(411)는 제 1 셀(413)의 다이아프램에 동작 가능하게 연결되고 지지구조물(도시하지 않음)에 부착되어 제 2 셀(415)에 지지점을 제공하게 된다. 마찬가지로, 다른 레버(412)는 제 2 셀(415)의 다이아프램에 부착되고 지지구조물에 부착됨으로써 제 1 셀(413)에 지지점을 형성하게 된다.
도 29에 도시한 실시예에서, 두 개의 레버(411, 412)는 나란한 상태로 위치한다. 물론 다른 구조도 가능하다. 다른 구조중의 하나가 도 30에 도시한 실시예에 예시되어있는데, 여기서 레버(411, 412)는 교대로 배치된다.
도면중에 도 31을 참조하면, 또 다른 실시예(420)가 도시되어있는데, 이 실시예는 통로(423)에 의해 서로 유체연통된 두 개의 셀(421, 422)을 포함하는데, 하나의 셀(422)만이 다이아프램(425)을 일체적으로 포함한다. 셀(421)은 다이아프램이 아니라 강성의 상측부를 일체적으로 포함하며, 따라서 이 셀은 고정된 용적을 갖는다. 이런 구조로 인하여, 두 개의 셀(421, 422)과 그 사이의 통로(423)의 용적이 작용실을 제공하게 된다. 이 구조는 레버(427)의 길이가 연장되게 하고, 레버(427)가 셀(422)의 다이아프램(425)에 연결되고 셀(421) 내의 지지점(429)에 피봇상태로 지지된다.
본 실시예에서, 레버(427)는 지지점(429)의 대향측에 배치된 두 개의 펌프(431, 432)를 동작시킴으로써, 펌프가 서로 반대방향으로 동작한다. 이렇게 하나의 펌프가 펌핑스트로크를 수행하는 동안 다른 펌프는 흡입스트로크를 수행할 수 있고, 그 역도 마찬가지이다.
본 실시예에서는 레버(427)와 다이아프램(425)을 그 하향동작의 끝에서 감속시키기 위한 흡수기능이 이용된다. 다이아프램의 하향동작의 최종단계는 다이아프램의 최고속도에 상당하므로, 부드러운 흡수기능이 요구된다. 이것은 엘라스토머 에어스프링 또는 단순히 펑크난 자동차 타이어 더미들 같은 연질 엘라스토머 재료 등의 흡수구조물(437)에 의해 이루어질 수 있다. 다른 방법으로서, 이 흡수방법은 흡수유체를 이용할 수 있는데, 이 경우 흡수구조물은 펌프를 포함할 수 있으며 종반 스트로크 에너지의 일부가 이용될 수 있다. 이 흡수유체는 해수를 포함할 수 있는데, 이 경우 흡수펌프는 레버의 타단부의 펌프와 함께 해수펌핑 시스템의 일부를 형성할 수 있다.
도 32 내지 도 44를 참조하면, 또 다른 실시예에 따른 장치(450)가 도시되어있다. 이 장치(450)는 일반적으로 직사각형 구조의 본체구조물(451)을 포함하는데, 이 구조물은 해저(454)에 놓여지는 베이스(453), 두 개의 대향 측벽(455), 두 개의 대향 단부벽(457) 및 상부벽(459)을 갖는다.
이 본체구조물(451)은 유체연통을 위한 통로(463)에 의해 서로 연결된 두 개의 셀(461, 462)을 일체적으로 포함한다.
셀(461)은 용적이 고정되어있으며, 바닥단부가 베이스(453)에 의해 닫혀있고 상단부가 상부벽(459)에 의해 닫힌 내측 원통벽(465) 사이에 형성된다. 셀(462)은 가변용적을 가지며, 바닥단부가 베이스(453)에 의해 닫혀있고 상부벽으로 개방되어 개구(469)를 형성하는 내측 원통벽(467) 사이에 형성된다. 개구(469)는 다이아프램(471)에 의해 닫혀진다. 이런 구조로 인하여, 두 개의 셀(461, 462)과 그 사이 의 통로(463)의 용적이 작용실(473)을 제공하게 된다.
이 장치(450)가 해저(454)의 적정 위치에 설치될 때 셀에 접근할 수 있도록 본체구조물(451)로부터 타워(475)가 상방으로 연장된다. 따라서 타워(475)의 상단부는 도 36, 도 37 및 도 38에 도시한 바와 같이 해수면 위로 연장되는데, 이 도면에서 해수면은 참조부호 476으로 식별된 라인으로 묘사되어있다. 본체구조물의 내부에 규칙적으로 접근할 필요가 있을 때 장치의 개발 시험 단계용으로 이 타워(475)가 특히 유리하지만, 이 장치의 어떤 생산모델에서는 반드시 필요하지 않을 수 있다.
이전의 실시예에서처럼, 다이아프램(471)은 강성의 중앙부(481)와 그 중앙부를 둘러싸는 유연한 외측부(483)를 포함한다. 다이아프램(471)의 외주는 내측 원통벽(467)의 외주에 실링상태로 연결된다.
작용실(473)은 압축성 유체를 담고 있는데, 이 유체는 본 실시예에서는 편의상 공기이다. 통로(463)는 두 개의 셀(461, 462) 사이에서 압축성 유체가 자유롭게 통과할 수 있도록 충분한 유동단면적을 갖는다. 작용실(473) 내의 압축성 유체의 공급 및 그 압력의 조정을 위해, 해안에 기초를 둔 제어스테이션으로부터 연장되는 공급관(484)을 포함하는 운반시스템이 마련된다.
각 셀(461, 462)을 둘러싸는 본체구조물(451) 내의 영역은 밸러스트 재료를 수용하는 밸러스트 챔버(485)를 형성하는데, 이 밸러스트 재료는 본 실시예에서 포화모래를 포함한다. 이 밸러스트 재료는 상부벽(459)에 일체적으로 형성된 포트(도시하지 않음)를 통하여 밸러스트 챔버(485) 속으로 도입된다.
이 장치(450)는 장치 주위의 해수환경으로부터 해수를 받아들이기 위한 취입구(493)와 해수가 가압상태에서 배출되는 출구(495)를 갖는 펌핑회로(491)(도 41 및 도 42에서 잘 알 수 있음)를 더 포함한다.
이 펌핑회로(491)는 한 펌프가 배출스트로크를 수행하는 동안 다른 펌프는 흡입스트로크를 수행하며 그 역도 마찬가지라는 의미에서 서로 반대방향으로 동작하는 두 개의 왕복펌프(501, 502)를 포함하는 펌프시스템(500)을 포함한다. 펌프(501, 502)가 서로 반대방향으로 동작하면 펌프가 연속적으로 펌핑스트로크를 수행할 때 장치(450)로부터 고압해수를 보다 균일하게 운반할 수 있다.
각 펌프(501, 502)는 서로 협동하여 펌핑실을 형성하는 하우징과 피스톤을 수반한다는 의미에서 이전의 실시예들의 펌프와 유사한 구성의 왕복펌프를 포함한다.
각 펌프(501, 502)는 레버기구(510)를 통하여 다이아프램(471)에 동작 가능하게 연결된다.
레버기구(510)는 통로(463)를 통하여 두 개의 셀(461, 462) 사이에서 연장되는 레버(511)를 포함한다. 이 레버(511)는 셀(461) 내에 수용된 지지부(514)에 지지점(513)에서 피봇상태로 연결된다.
레버(511)는 이전의 실시예의 경우에서처럼 측방향 및 수직방향으로의 견고성을 제공하기 위해 프레임구조로 이루어진다. 지지점(513)은 레버의 단부들의 중간에서 일단부에 근접하게 위치한다. 레버(511)의 타단부는 강성의 커플링 프레임(515)을 통해 다이아프램(471)의 강성 중앙부(481)에 연결된다. 이런 구조로 인 하여, 도 36, 도 37 및 도 38에 도시한 바와 같이, 레버(511)는 다이아프램이 파의 작용에 따라서 편향할 때 다이아프램(471)을 비교적 안정하게 지지하게 된다. 이 것은 다이아프램(471)의 강성부(481)가 커플링 프레임(515)에 의해 마련된 그 사이의 견고한 연결 때문에 레버(511)와 일치하여 이동하기 때문이다.
각 펌프(501, 502)는 지지점(513)의 대향측의 레버(511)에 피봇상태로 연결된다.
펌핑회로(491)는 여과된 해수가 취입되는 입구(493)와 본 장치에 의해 발생된 고압의 해수를 해안으로 운반하기 위한 해중(subsea) 파이프라인에 연결하도록 된 출구(495)를 포함한다. 이전의 실시예의 경우처럼, 입구(493)는 여과매체로서 밸러스트 챔버(485) 내에 담겨진 포화모래를 이용하는 여과시스템을 일체적으로 포함한다. 또한 여과매체를 백플러시(back flush)하기 위한 조치도 있다.
펌핑회로(491)는 펌프(501, 502)의 출구 사이에서 연장되는 고압관(525)을 포함하며, 펌핑회로출구(495)는 보다 안정한 상태의 유동조건을 얻기 위한 목적으로 고압유동에서의 맥동을 흡수하기 위한 조치를 갖는다. 이 것은 본 실시예에서는 고압관을 따라서 간격을 두고 일련의 맥동 흡수기를 제공함으로써 이루어진다.
입구(493)와 펌프(501, 502) 사이의 펌핑회로의 입구관(528)은 저수조(529)를 일체적으로 포함한다.
또한 작용실(473) 내에는 그 속에 축적될 수 있는 외래의 물을 제거하기 위한 조치도 있다. 이 것은 본 실시예에서는 외래의 물이 유입될 수 있는 웅덩이(531)와 웅덩이(531) 내에 수집된 물을 저수조(529)에 펌핑하기 위한 빌지펌 프(bilge pump)(533)를 제공함으로써 이루어진다.
이 장치(450)는 또한 일단 제 위치에 놓이면 장치 주위의 해저상의 모래의 오물을 방지하거나 적어도 경감시키기 위한 조치도 갖는다. 본 실시예에서 이 것은 본체구조물(451)의 주위에 매트(531)를 사용함으로써 이루어진다. 이 매트는 본체구조물(451)의 주위에 부착되어 해저에 놓여진다. 본 실시에에서, 매트(531)는 서로 연결된 다수의 직사각형 매트부(533)를 포함한다. 각 매트부(533)는 어레이형태로 배치되어 서로 연결된 다수의 블록(535)(통상적으로는 콘크리트 블록)을 포함한다. 이런 구조로 인하여, 이 블록들은 매트부(533)가 그 매트부가 놓이는 해저의 형상과 일치할 수 있도록 서로에 대하여 (적어도 제한된 정도까지) 관절로 연결될 수 있다.
전술한 각각의 실시예에 있어서, 장치는 고립적으로 동작하였다. 이전의 실시예중의 어느 실시예에 따른 장치도 어레이형태로 이용될 수 있음을 알아야 한다.
한가지 이런 어레이가 도 45 및 도 46에 도시되어있는데, 여기서는 비용효율성을 위해 공통 하우징 구조물(550)이 이용된다. 공통 하우징 구조물(550)은 다수의 셀(551)을 수용한다.
다른 구조가 도 47에 도시되어있는데, 여기서는 상호간의 작용을 피하기 위해 파면을 가로질러 이격된 다수의 어레이가 마련된다. 이 간격은 λ/2π로서 나타내어지는 상호작용길이에 의해 결정되는데, 여기서 λ는 파장이다.
도시한 구조에서, 각 어레이(560)는 일련의 4개의 셀(561, 562, 563, 654)을 포함한다.
파가 도면의 좌측으로부터 어레이의 종축에 평행하게 들어오면 각 어레이에 걸쳐서 동일 위상으로 응답한다. 다시 말해서, 어레이(560)의 제 1 셀(561)이 동일 위상으로 동작할 것이며, 제 2 셀(562), 제 3 셀(563) 및 제 4 셀(564)도 동일할 것이다. 다른 각도로 파가 들어오면 유니트들의 위상이 약간 어긋날 수 있다. 위상응답을 분석한 결과, 이런 구조로부터 출력되는 적절한 레벨의 에너지를 생성하는 도입파의 방향을 결정하는 승인각도가 있다는 것을 보여준다. 이 각도는 많은 변수에 의존하지만, 최적의 시스템에 대한 각도는 90도 내지 120도 사이에 있다.
본 발명의 범위로부터의 일탈 없이 여러 가지 변형 및 개량을 만들 수 있다.
명세서 전반에 걸쳐서, 문맥상 다른 의미로 해석하여야 할 경우를 제외하고는, "포함하다"라는 용어나 "단수를 포함하다" 또는 "포함하는" 등의 변형은 정해진 정수 또는 정수 그룹의 포함을 암시하지만 다른 정수 또는 정수 그룹의 어느 것도 배제하는 것이 아님을 암시한다는 것을 이해할 것이다.

Claims (22)

  1. 수체(body of water)의 파에너지를 획득하기 위한 장치로서, 상기 장치는 일부가 파의 작용에 따라서 편향하도록 된 본체구조물과, 상기 본체구조물의 상기 일부의 편향에 따라서 팽창 및 수축하도록 된 펌핑실을 포함하며, 상기 펌핑실은 유체원과 연통된 입구와 출구를 가짐에 의해, 상기 유체원으로부터 유체는 상기 펌핑실의 용적 팽창시에 상기 펌핑실 속으로 취입되며 상기 펌핑실의 용적 감소시에 상기 출구를 통해 상기 펌핑실로부터 배출되며, 상기 펌프는 1.0 미만의 속도비를 제공하는 기구에 의해 상기 본체구조물의 상기 일부에 동작 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 기구는 레버를 포함하며, 상기 펌프는 상기 일부가 상기 레버에 연결된 위치보다 상기 레버의 지지점에 가까운 위치에서 상기 레버에 동작 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 기구는 적어도 두 개의 펌프에 동작 가능하게 연결된 레버를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 레버는 레버 지지점의 양측에 각각 배치된 두 개의 펌프에 동작 가능하게 연결됨으로써 펌프가 서로 반대로 동작하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 상기 항 중의 한 항에 있어서, 상기 일부에는 다수의 레버가 동작 가능하게 연결되고, 각 레버는 적어도 하나의 펌프를 동작시키는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 3개의 레버가 델타구조로 배열되고, 각 레버는 상기 일부에 동작 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 2 항 내지 제 6 항 중의 한 항에 있어서, 상기 레버 또는 각 레버는 부하를 받는 상태에서 수직 및 측방향 견고성을 제공하도록 프레임구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 상기 항 중의 한 항에 있어서, 파의 작용에 따라서 편향하도록 된 상기 본체구조물의 상기 일부는 수체에 노출되어 파의 작용을 이용하는 다이아프램을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 다이아프램은 강성부와 연성부를 포함하며, 상기 기구는 상기 강성부에 동작 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 기구는 상기 다이아프램의 상기 강성부에 견고하게 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 상기 본체구조물은 상기 다이아프램의 아래에 배치되어 공기 등의 압축성 유체를 담도록 된 작용실을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 또는 각 레버는 상기 다이아프램에 연결되도록 상기 작용실 속에 수용되거나 또는 적어도 상기 작용실 속으로 연장되는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 2 항 내지 제 12 항 중의 한 항에 있어서, 상기 또는 각 레버는 상기 다이아프램의 운동에 따라서 왕복운동할 때 안내되는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 2 항 내지 제 13 항 중의 한 항에 있어서, 상기 또는 각 레버는 상기 다이아프램의 동력스트로크의 완료전에 상기 다이아프램의 복귀스트로크를 돕기 위한 균형추를 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 상기 항 중의 한 항에 있어서, 상기 본체구조물은 모래 등의 밸러스트 재료를 수용하기 위한 밸러스트 챔버를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 밸러스트 챔버는 상기 작용실을 둘러싸는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 상기 항 중의 한 항에 있어서, 상기 펌핑되는 유체는 파에너지를 획득하는 수체로부터 취출된 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 물을 여과하기 위한 여과시스템을 더 포함하며, 상기 여과시스템은 상기 장치용 밸러스트 재료로서 이용되는 포화모래를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 수체(body of water)의 파에너지를 획득하기 위한 장치로서, 상기 장치는 일부가 파의 작용에 따라서 편향하도록 된 본체구조물과, 상기 본체구조물의 상기 일부의 편향에 따라서 팽창 및 수축하도록 된 펌핑실을 포함하며, 상기 펌핑실은 유체원과 연통된 입구와 출구를 가짐에 의해, 상기 유체원으로부터 유체는 상기 펌핑실의 용적 팽창시에 상기 펌핑실 속으로 취입되며 상기 펌핑실의 용적 감소시에 상기 출구를 통해 상기 펌핑실로부터 배출되며, 상기 펌프는 기구에 의해 상기 일부에 동작 가능하게 연결됨으로써, 상기 펌프의 스트로크 길이는 파의 작용에 따라서 운동하는 상기 일부의 변위 크기보다 작은 것을 특징으로 하는 장치.
  20. 수체(body of water)의 파에너지를 획득하기 위한 장치로서, 상기 장치는 일 부가 파의 작용에 따라서 편향하도록 된 본체구조물과, 상기 본체구조물의 상기 일부의 편향에 따라서 팽창 및 수축하도록 된 펌핑실을 포함하며, 상기 펌핑실은 유체원과 연통된 입구와 출구를 가짐에 의해, 상기 유체원으로부터 유체는 상기 펌핑실의 용적 팽창시에 상기 펌핑실 속으로 취입되며 상기 펌핑실의 용적 감소시에 상기 출구를 통해 상기 펌핑실로부터 배출되며, 상기 펌프는 레버에 의해 상기 일부에 동작 가능하게 연결되며, 상기 펌프는 상기 일부가 상기 레버에 연결된 위치보다 레버의 지지점에 근접한 위치에서 상기 레버에 동작 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 다이아프램은 강성부 및 연성부를 포함하며, 상기 레버는 상기 다이아프램의 강성부에 동작 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
  22. 첨부도면을 참조하여 여기서 설명한 장치.
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