KR20090059760A

KR20090059760A - 회전식 유체 흐름 발전 제어유닛

Info

Publication number: KR20090059760A
Application number: KR1020070126793A
Authority: KR
Inventors: 김양근
Original assignee: 주식회사 이노앤파워
Priority date: 2007-12-07
Filing date: 2007-12-07
Publication date: 2009-06-11

Abstract

본 발명은 프로펠러가 설치된 회전체 및 발전기가 내장된 발전기 하우징을 수면위로 보다 용이하게 이동시켜 유지/보수 작업의 편리성을 향상시킬 수 있도록 한 회전식 유체 흐름 발전 제어유닛을 제공하는 것을 목적으로 하며,

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 회전식 유체 흐름 발전 제어유닛은, 중앙부에 일정 크기의 문풀이 상하로 관통 형성된 판상의 부유 몸체와; 상기 문풀을 개폐하는 개폐도어와; 상기 부유 몸체의 상면 일측에 고정 설치되는 구동모터와; 상기 부유 몸체의 상면에 상기 구동모터로부터 이격되어 고정 설치되는 지지대와; 상기 구동모터의 모터축에 연결 설치됨과 아울러 상기 지지대에 회전 가능하게 지지되는 회전축부와; 일단은 상기 회전축부에 고정 설치됨과 아울러 타단은 상기 문풀을 통해 상기 부유 몸체의 하부측으로 일정 길이 연장되며, 상기 회전축부과 회전되어 상기 문풀을 자유롭게 통과할 수 있는 길이를 갖는 절곡된 형상의 지지 프레임과; 상기 부유 몸체의 하부측으로 돌출된 상기 지지 프레임의 하측에 고정되며, 발전기가 내장된 발전기 하우징과; 상기 발전기 하우징의 전방에 설치되며, 프로펠러를 갖는 회전체를 포함하는 것을 특징으로 한다.

유체, 발전, 부유

Description

회전식 유체 흐름 발전 제어유닛{Rotational control unit for current power generation}

본 발명은 회전식 유체 흐름 발전 제어유닛에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 프로펠러가 설치된 회전체 및 발전기가 내장된 발전기 하우징을 수면위로 보다 용이하게 이동시켜 유지/보수 작업의 편리성을 향상시킬 수 있도록 한 회전식 유체 흐름 발전 제어유닛에 관한 것이다.

일반적으로, 유체 흐름을 이용하는 발전장치는, 주로 유속이 빠른 지점의 강바닥 또는 해저면의 지반에 하측이 고정 매설됨과 아울러 상측 일부가 수면위로 일정 높이 돌출된 파일 구조물에 설치되어 있다.

이러한 발전장치는 유체의 흐름에 의해 자체 회전하는 프로펠러(1)를 가진 회전체(2)와, 이 회전체(2)가 전방에 설치됨과 아울러 회전체(2)의 회전으로 인해 전력을 생산하는 발전기(3A)가 내장된 발전기 하우징(3)으로 이루어져, 도 1에 도시된 바와 같이 파일 구조물(4)에 고정 설치되어 있다.

도 1에 도시된 경우는 발전기 하우징(3)에 프로펠러(1)를 가진 회전체(2)를 지상에서 조립 설치한 후, 다이버의 도움을 받아 수중에 해당되는 파일 구조물(4) 에 고정 설치한 것을 나타낸 것이다.

전술한 회전체(2)를 가진 발전기 하우징(3)은 수중에 설치되기 때문에 물이 침투하지 못하도록 회전체(2)와 발전기 유닛(3)과 연결 부분도 수밀 구조로 함과 아울러 발전기(3A) 역시 수밀 구조가 되도록 하여 수밀성을 높이도록 하고 있다.

이와 같이 수밀성을 높이다 보면, 외부로부터 물이 침투하지 않게 되는 반면에 수밀을 위해 사용되는 실링재와의 마찰로 인해 회전체(2)의 회전력이 감소되며, 이로 인해 발전 효율이 저하된다.

더욱이, 일정 기간 사용도중에 발전기 하우징(3)을 포함하여 회전체(2)가 고장이 발생하게 되면, 수중에서는 작업자가 수리 보수를 하기가 어려워, 결국에는 발전기 하우징(3)을 포함하여 회전체(2)를 수면위로 끌어내어 보수 작업을 해야하는데, 이때 발전기 하우징(3)을 포함하여 회전체(2)를 수면위로 끌어내는 작업이 매우 불편하여 결국에는 수리를 보수 작업에 많은 시간이 소요되었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 프로펠러가 설치된 회전체 및 발전기가 내장된 발전기 하우징을 수면위로 보다 용이하게 이동시켜 유지/보수 작업의 편리성을 향상시킬 수 있도록 한 회전식 유체 흐름 발전 제어유닛를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 회전식 유체 흐름 발전 제어유닛에 의하면, 프로펠러가 설치 된 회전체 및 발전기가 내장된 발전기 하우징을 수면위로 보다 용이하게 이동시켜 유지/보수 작업의 편리성을 향상시킬 수 있게 된다.

이하, 본 발명에 의한 회전식 유체 흐름 발전 제어유닛의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은, 크게 판상의 부유 몸체(100)와, 개폐도어(200)와, 구동모터(300)와, 지지대(350)와, 회전축부(320)와, 지지 프레임(400)과, 발전기 하우징(510)과, 회전체(600)를 포함하여 이루어진다.

부유 몸체(100)는 대략 사각 형상의 판상체로 이루어지며, 중앙부에는 일정한 크기의 문풀(Moon Pool;110)이 상하로 관통 형성된다.

이 부유 몸체(100)의 하면의 양측에는 부유체(120)가 설치되어 있다.

개폐 도어(200)는 문풀(110)을 개폐하도록 부유 몸체(100)의 상면에 경첩(210)등의 힌지수단을 매개로 하여 설치된다.

이 개폐 도어(200)는 문풀(110)의 통공된 형상과 대략 동일하게 형성되는 것으로, 폐쇄 작동시에는 문풀(110)의 내부로 인입된다.

여기서, 경첩(210)의 반대측에 해당되는 문풀(110)의 내측면에는 개폐 도어(200)를 지지하는 스토퍼(111)가 돌출 형성되어, 개폐 도어(200)가 닫혔을때 자체 중량에 의해 부유 몸체(100)의 하면으로 처지지 않도록 방지할 수 있게 된다.

본 발명에 의한 개폐 도어(200)는 문풀(110)을 폐쇄한 경우에는 작업자가 보행할 수 있는 역할을 하게 되며, 문풀(110)을 개방한 경우에는 후술하는 지지 프레 임(400)이 문풀(110)을 통해 자유롭게 통과할 수 있게 된다.

구동모터(300)는 부유 몸체(100)의 상면 일측에 고정 설치되는 데, 도면에 도시된 바와 같이, 개폐 도어(200)의 개방 방향과 직교하는 위치에 설치된다.

좀더 상세하게는 부유 몸체(100)의 상면에 별도의 마운팅 블록(300A)을 고정 설치한 후, 이 마운팅 블록(300A)의 상면에 안착시켜 고정하게 된다.

지지대(350)는 부유 몸체(100)의 상면에 구동모터(300)로부터 이격되어 고정 설치된다.

회전축부(320)는, 일단부가 구동모터(300)의 모터축(310)에 연결 설치됨과 아울러 타단부가 지지대(350)에 회전 가능하게 지지되도록 구성된다.

지지 프레임(400)은, 일단이 회전축부(320)에 고정 설치됨과 아울러 타단이 문풀(110)을 통해 부유 몸체(100)의 하부측으로 일정 길이 연장되며, 회전축부(320)와 함께 회전되어 문풀(110)을 자유롭게 통과할 수 있는 길이를 갖는 절곡된 형상으로 이루어져 있다.

좀더 상세하게는 지지 프레임(400)은 회전축부(320)에 고정되는 수평부(410)와, 이 수평부(410)에 대해 부유 몸체(100)의 하방향으로 90°절곡되는 수직부(420)로 이루어진다.

여기서, 수평부(410)의 길이는, 수직부(420)가 문풀(110)을 통해 부유 몸체(100)의 하면으로 수직 상태가 되도록 위치되었을때 문풀(110)의 내면에 접촉될 수 있을 정도이면 된다.

즉, 수직부(420)의 상단 내측이 문풀(110)의 내측면에 접촉되어 수직부(420)가 수직 상태를 유지할 수 있도록 하는 길이를 가진다.

상기와 같이 수평부(410)의 길이는 대략 작업자의 평균 키높이보다 동일하게 하거나 약간 작게 형성하는 것을 동시에 만족하도록 하여도 된다.

한편, 본 발명의 수평부(410)를 회전축부(320)에 고정 설치하기 위한 본 발명의 실시예로는 회전축부(320)와 상호 키 결합에 의해 회전축부(320)의 외주면에 결합되는 이너 링부(340)와, 이 이너 링부(340)와 상호 세레이션 결합에 의해 이너 링부(340)의 외주면에 결합되는 아우터 링부(341)로 이루어지며, 아우터 링부(341)의 외면에 수평부(410)의 일단부가 일체로 고정 설치된다.

발전기 하우징(500)은 부유 몸체(100)의 하부측으로 돌출된 지지 프레임(400)의 하측에 고정되는 것으로, 발전기(510)가 내장된다.

회전체(600)는 발전기 하우징(500)의 전방에 설치되며, 프로펠러(610)를 갖지고 있어, 흐르는 유체에 의해 프로펠러(610)와 함께 회전체(600)가 발전기 하우징(500)에 대해 회전하게 된다. 여기서, 회전체(600)와 발전기 하우징(500)간의 상호 연결 구조, 즉 발전기 하우징(500)에 대해 회전체(600)가 회전되도록 하는 연결 구조는 이 분야에서 잘 알려진 기술이어서 생략하기로 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

우선, 본 발명의 부유 함체는 도 (2)에 도시된 바와 같이, 계류삭(미도시)의 지지에 의해 수면위에 부유되는 상태로 설치된다.

이와 같은 상태에서는, 지지 프레임(400)의 수직부(420)의 하단부는 문풀(110)을 통과하여 수면 아래에 위치하기 때문에 발전기 하우징(500) 및 회전체(600) 역시 수면 아래에 위치된다.

상기와 같은 상태에서 유체의 흐름에 의해 프로펠러(610)와 함께 회전체(600)가 발전기 하우징(500)에 대해 회전하게 되면, 발전기 하우징(500)내에 설치된 발전기(510)로부터 전력이 생산된다.

한편, 발전기(510)로부터 전력이 생산되는 도중에 고장의 이유로 인해 더 이상 전력이 생산되지 않는 경우에는 수리작업을 진행하여야 한다.

먼저, 개폐도어(200)에 의해 문풀(110)이 폐쇄된 도 3의 상태에서 개폐도어(200)를 경첩(210)을 중심으로 하여 회동시켜 문풀(110)을 개방하는 작업을 도 4에 도시된 바와 같이 실시한다.

다음으로, 문풀(110)이 완전히 개방된 상태에서, 도 5의 상태에서 구동 모터(300)를 구동시키게 되면, 모터축(310)이 회전되어 회전축부(320)를 회전시키게 된다. 회전축부(320)가 회전됨에 따라 이너 링부(340)와 아우터 링부(341)간의 연결 구조에 의해 최종적으로 아우터 링부(341)도 함께 회전된다.

그 결과, 지지 프레임(400)은 부유 몸체(100)의 하측에서 회동되어 문풀(110)을 통과하여 도 6과 같은 상태가 된다.

이후, 개폐도어(200)에 의해 문풀(110)이 개방된 도 4의 상태에서 개폐도어(200)를 경첩(210)을 중심으로 하여 개방의 역방향으로 회동시켜 문풀(110)을 폐쇄하는 작업을 도 3에 도시된 바와 같이 실시한다.

마지막으로, 구동모터(300)를 구동시켜 지지 프레임(400)을 문풀(110)측으로 회동 작동되도록 하면 상기 개폐도어(200)의 상면에 상기 지지 프레임(400)의 수직부(420)가 지지될 수 있게 되며, 발전기 하우징(500) 및 회전체(600)는 부유 몸체(100)의 상면을 향하게 된다.

한편, 본 발명은 개폐도어(200)의 상면에 지지 프레임(400)의 수평부(410)와 동일한 길이를 갖는 별도의 지지체(250)를 돌출 형성하여, 지지 프레임(400)의 수직부(420)가 이 지지체(250)에 지지되도록 함으로써 수평부(410)는 수직 상태가 됨과 아울러 수직부(420)가 수평이 되도록 한다.

따라서, 본 발명의 수평부(410)의 길이가 작업자의 평균 키높이보다 동일하게 하거나 약간 작게 형성한 경우에는, 작업자가 발전기 하우징(500) 및 회전체(600)의 수리를 보다 편리하게 실시할 수 있는 장점이 있다.

이후, 발전기 하우징(500) 및 회전체(600)에 대한 수리 작업을 완료하게 되면, 지지 프레임(400)을 도 6에 도시된 상태가 되도록 회동시킨 다음, 개폐도어(200)를 도 3의 상태에서 도 4에 도시된 상태로 회동시켜 문풀(110)을 개방한 후, 지지 프레임(400)이 도 5에 도시된 상태로 문풀(110)을 통과하도록 회동시킨다.

이렇게 하면, 도 5에 도시된 바와 같이, 지지 프레임(400)을 구성하는 수직 부(420)의 상단 내측이 문풀(110)의 내측면에 지지되기 때문에 수평부(410)는 수평 상태가 됨과 아울러 수직부(420)는 수직 상태가 되며, 결국에는 회전체(600)에 설치된 프로펠러(610)가 유체가 흐르는 방향과 마주할 수 있게 된다.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명은 프로펠러(610)가 설치된 회전체(600) 및 발전기(510)가 내장된 발전기 하우징(500)을 수면위로 보다 용이하게 이동시켜 유지/보수 작업의 편리성을 향상시킬 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 도면중 도 2 및 도 7에서 개폐도어(200)의 일측에는 지지프레임(400)의 수직부(420)가 수면 아래로 위치됨과 아울러 개폐도어(200)가 문풀(110)을 폐쇄하였을때, 수직부(420)와의 간섭을 피하기 위해 간섭 방지부가 요홈(290)의 형태로 형성된다.

그리고, 이 간섭 방지부는 개폐도어(200)의 일측에 형성된 요홈(290)에 대응되는 부유몸체(100)의 문풀(110)의 내측면에 요입되게 형성할 수 있는바, 이때에는 개폐도어(200)의 일측에 요홈(290)을 반드시 형성하지 않아도 무방하다.

도 1은 종래 기술에 관련된 구성을 나타낸 도면.

도 2는 본 발명의 외관을 도시한 사시도.

도 3은 본 발명에 의한 개폐도어에 의해 문풀이 폐쇄된 상태를 나타낸 부유 몸체의 단면도.

도 4는 본 발명에 의한 개폐도어에 의해 문풀이 개방된 상태를 나타낸 부유 몸체의 단면도.

도 5는 본 발명에 의한 지지 프레임이 문풀을 통과하여 부유 몸체의 하측으로 돌출되게 위치된 상태를 나타낸 단면도.

도 6은 본 발명에 의한 지지 프레임이 문풀을 통과하여 부유 몸체의 상측으로 돌출되게 위치된 상태를 나타낸 단면도.

도 7은 본 발명에 의한 발전기 하우징 및 회전체를 수리할 수 있는 상태로 지지 프레임이 위치된 상태를 나타낸 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 부유 몸체

110 : 문풀

200 : 개폐도어

300 : 구동 모터

350 : 지지대

320 : 회전축부

400 : 지지 프레임

500 : 발전기 하우징

510 : 발전기

600 : 회전체

610 : 프로펠러

Claims

중앙부에 일정 크기의 문풀(110)이 상하로 관통 형성된 판상의 부유 몸체(100)와;

상기 문풀(110)을 개폐하는 개폐도어(200)와;

상기 부유 몸체(100)의 상면 일측에 고정 설치되는 구동모터(300)와;

상기 부유 몸체(100)의 상면에 상기 구동모터(300)로부터 이격되어 고정 설치되는 지지대(350)와;

상기 구동모터(300)의 모터축(310)에 연결 설치됨과 아울러 상기 지지대(350)에 회전 가능하게 지지되는 회전축부(320)와;

일단은 상기 회전축부(320)에 고정 설치됨과 아울러 타단은 상기 문풀(110)을 통해 상기 부유 몸체(100)의 하부측으로 일정 길이 연장되며, 상기 회전축부(320)과 회전되어 상기 문풀(110)을 자유롭게 통과할 수 있는 길이를 갖는 절곡된 형상의 지지 프레임(400)과;

상기 부유 몸체(100)의 하부측으로 돌출된 상기 지지 프레임(400)의 하측에 고정되며, 발전기(510)가 내장된 발전기 하우징(500)과;

상기 발전기 하우징(500)의 전방에 설치되며, 프로펠러(610)를 갖는 회전체(600)를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전식 유체 흐름 발전 제어유닛.
제 1 항에 있어서,

상기 개폐도어(200)에 의해 상기 문풀(110)이 폐쇄된 상태되었을때, 상기 개폐도어(200)의 상면에 상기 지지 프레임(400)이 지지되는 것을 특징으로 하는 회전식 유체 흐름 발전 제어유닛.
제 1 항에 있어서,

상기 개폐 도어(200)에 의해 문풀(110)이 폐쇄되었을 때, 상기 개폐 도어(200)가 자체 중량에 의해 부유 몸체(100)의 하면으로 처지는 것을 방지하기 위해 문풀(110)의 내측면에는 스토퍼(111)가 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 회전식 유체 흐름 발전 제어유닛.