KR20100066030A - 자가 발전형 유도 부표 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자가 발전형 유도 부표에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 별도의 전원 없이 바닷물의 유동에 의한 부력체의 운동에너지를 활용하여 자가 발전함으로써 그 에너지에 의해 야간에 식별등을 점등할 수 있는 유도 부표에 관한 것이다.

본 발명은, 바닷물에 떠서 바닷물과 함께 유동하며 선박의 항로를 안내하며 발광수단을 포함하는 부력체; 상기 부력체의 하단부에 그 일단부가 연결되는 와이어; 상기 와이어의 타단부에 결합하며 상기 타이어를 해저면에 고정하기 위한 앵커; 상기 부력체에는 바닷물의 유동에 의한 운동에너지를 전기에너지로 변환하는 자가 발전수단; 상기 발전수단에 의해 발생한 전기를 저장하기 위한 축전수단; 및, 상기 발광수단과 상기 축전수단 사이의 전원을 연결되거나 차단되도록 하는 스위칭 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 자가 발전형 유도 부표를 제공한다.

Description

자가 발전형 유도 부표{Self energy-generating lead lighting Buoy}

본 발명은 자가 발전형 유도 부표에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 별도의 전원 없이 바닷물의 유동에 의한 부력체의 운동에너지를 활용하여 자가 발전함으로써 그 에너지에 의해 야간에 식별등을 점등할 수 있는 유도 부표에 관한 것이다.

유도 부표란 바다와 외항의 접경지역에 설치되는 시설로서 항구를 출입하는 선박들이 안전한 운항을 할 수 있도록 항로를 유도해주는 표시장치이다.

이러한 유도 부표는 도 1에 도시된 바와 같이 부력체(1)와 와이어(2) 및 앵커(3)로 구성되는데 부력체(1)의 하단부가 와이어(1)의 일단부 연결되어 있고 그 와이어(1)의 타단부는 앵커(2)에 의해 해저면에 고정되어 있으며, 도 2에 도시된 바와 같이 2열로 배치되어 있어서 도 2에 표시된 화살표 방향으로 선박(S)이 이동하여 항구(P)에 도착할 수 있도록 한다.

주간에는 부력체(1)를 육안으로 식별하도록 하며 야간에는 별도의 조명수단을 부력체(1)에 설치하여 그 조명수단에 의해 선박(S)을 안내하도록 한다.

종래의 유도 부표들은 주로 조명을 위한 전원으로 전지를 사용하고 있으므로 주기적으로 교체를 해야하므로 이에 따른 비용의 문제나 안전상의 문제가 발생하였 다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 유도 부표가 바닷물 위에 떠서 그 해파에 의해 계속 해서 움직이고 있음에 착안하여 바닷물의 운동에 의한 운동에너지를 전기에너지로 변환하여 사용함으로써 별도의 전원 공급이 필요 없이 자가 발전 가능한 유도 부표를 제공하는 데 있다.

상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명은,

바닷물에 떠서 바닷물과 함께 유동하며 선박의 항로를 안내하며 발광수단을 포함하는 부력체;

상기 부력체의 하단부에 그 일단부가 연결되는 와이어;

상기 와이어의 타단부에 결합하며 상기 타이어를 해저면에 고정하기 위한 앵커;

상기 부력체에는 바닷물의 유동에 의한 운동에너지를 전기에너지로 변환하는 자가 발전수단;

상기 발전수단에 의해 발생한 전기를 저장하기 위한 축전수단; 및,

상기 발광수단과 상기 축전수단 사이의 전원을 연결되거나 차단되도록 하는 스위칭 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 자가 발전형 유도 부표를 제공한다.

상기 발전수단은,

압전소자와 상기 부력체의 상하운동에 의해 상기 압전소자를 가압할 수 있는 가압수단을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 가압수단은,

상기 부력체의 내부에 마련되며 일단부가 고정되는 스프링과,

상기 스프링의 타단부에 설치되며 상기 압전소자를 가압할 수 있는 위치에 마련되는 중량체를 포함하는 것이 더욱 바람직하다.

상기 발전수단은,

상기 부력체의 내부에 마련되는 일단부가 고정되는 스프링과,

상기 스프링의 타단부에 설치되는 영구자석과,

상기 영구자석이 상기 부력체의 상하운동에 의해 운동할 때 유도전력을 발생시킬 수 있는 위치에 마련되는 코일로 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면 파도에 의한 운동에너지를 전기에너지로 변환함으로써 전지를 사용할 필요가 없는 자가 발전형 유도 부표를 제공할 수 있다.

이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 대하여 설명함으로써 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 제공하기로 한다.

도 1은 본 실시예에 따른 자가 발전형 유도 부표를 개략적으로 설명하기 위한 도면, 도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 자가 발전형 유도 부표에 사용되는 발전수단을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 도 3에 도시된 발전수단을 이용한 바가 발전형 유도 부표의 전력 흐름을 도시한 블럭도이다.

본 실시예에 따른 자가 발전형 유도 부표는 부력체(10), 와이어(20), 앵커(30), 발전수단(40), 축전수단(50), 스위칭 수단(60)으로 구성된다.

상기 부력체(10)는 도 1에 도시된 바와 같이(도 1에는 종래의 유도 부표와 본 실시예에 따른 자가 발전형 유도 부표가 동시에 도시되어 있다. 개략적인 도면은 동일하기 때문이다. 종래의 유도 부표와 본 실시예에 따른 자가 발전형 유도 부표를 구분하기 위하여 괄호를 사용하였으며 괄호 안에 표시된 도면 부호가 본 실시예에 따른 자가 발전형 유도 부표의 도면부호이다.) 바닷물에 떠서 바닷물의 유동에 따라 함께 움직이면서 선박의 항로를 안내하며 발광수단을 포함하고 있다. 상기 발광수단으로는 일반적으로 사용되며 전력소모가 적은 LED모듈(11)을 사용한다. 부력체(10)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 파도에 의해 바닷물의 수위가 오르내리는 동안 주로 상하운동을 하게 되는데 도 1에 점선으로 도시된 수위와 실선으로 도시된 수위가 그 상하운동의 하나의 예이다.

상기 와이어(20)와 상기 앵커(30)는 도 1에 도시된 종래의 유도 부표에 사용되는 구성(도 1에는 와이어가 도면부호 2로 앵커는 도면부호 3으로 표시되어 있다.)과 동일하므로 더 이상의 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 발전수단(40)은 부력체(10)의 내부에 마련되며 바닷물의 유동에 의한 운동에너지를 전기에너지로 변환한다.

상기 발전수단(40)은 압전소자(43)와 상기 압전소자(43)를 가압하여 전력을 생산하기 위한 가압수단으로 구성되는데 상기 가압수단은 스프링(41)과 중량체(42)를 포함한다.

상기 축전수단(50)은 상기 발전수단(40)에 의해 발생한 전기를 저장하여 발광수단인 LED모듈(11)에 전원을 공급한다.

상기 스위칭수단(60)은 상기 LED모듈(11)과 상기 축전수단(50) 사이의 전원을 연결되게 하거나 차단되도록 하는 구성으로서 타어머를 사용하여 일몰시간 또는 일몰시간으로부터 1시간 또는 30분 전에 전원을 연결하고 일출시간 또는 일출시간 30분 또는 1시간 후에 전원을 차단하도록 할 수도 있고, 조도센서(61)를 사용하여 일정조도 이하인 경우에는 전원을 연결하고 일정조도 이상인 경우 전원을 차단하도록 할 수도 있는데 일출시간인데도 구름이나 안개가 많이 끼거나 비가 오는 등의 악천후 상황에서도 발광수단에 전원을 공급할 필요가 있는 경우가 있으므로 타어머를 사용하는 제어보다는 조도를 측정하여 제어하는 것이 바람직하다. 이러한 전원 제어수단이 모두 스위칭수단에 포함되도록 한다.

이하에서는 설명된 실시예의 각 구성의 기능, 작용 및 효과에 대하여 설명하기로 한다.

부력체(10), 와이어(20) 및 앵커(30)의 기능, 작용 및 효과에 대해서는 이미 종래기술을 설명하는 부분에서 설명하였으므로 더 이상의 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 스프링(41)은 부력체(10)가 상하방향으로 운동할 때 그 운동에너지에 의해 늘었다 줄었다 하는 탄성 변형을 반복해서 일으키게 되며 이때 스프링(41)의 단부에 마련된 중량체(42)가 압전소자(43)를 타격하여 가압함으로써 압전소자(43)에서 전력이 발생하게 된다.

압전소자(43)는 잘 알려진 바와 같이 기계적 에너지를 전기적 에너지로 바꾸거나 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환하는 소자이다.

이러한 구성에 의해 전지를 사용하지 않고 자가 발전을 할 수 있으며, 파도에 의한 부력체(10)의 운동은 태양의 유무나 날씨 등에 관계없이 하루 종일 계속해서 이루어지게 되므로 하루 종일 발전을 할 수 있는 장점이 있다.

축전수단(50)은 발전수단(40)에서 발전한 전기에너지를 모았다가 필요한 때 LED모듈(11)에 공급하게 된다.

스위칭 수단(60)은 제어부를 포함하여 조도센서(61)에 의해 측정된 조도를 바탕으로 일정조도 이하이면 LED모듈(11)에 축전지(50)에 저장된 전력을 공급하여 LED모듈(11)이 발광할 수 있도록 하여 야간이나 악천후 시에 선박이 부력체(10)를 식별하기에 용이하도록 한다.

도 4에 도시된 블럭도에서 확인할 수 있는 바와 같이 압전소자(43)에 의한 전력이 축전수단(50)에 저장되고 스위칭수단(60)에 의해 축전수단(50)과 LED모듈(11)의 전원공급이 결정되는 것이다. 도 4에서 압전소자(43)로 유입되는 화살표는 중량체(42)에 의한 기계적 에너지이다.

이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자가 발전형 유도 부표에 대하여 설명하기로 한다.

본 실시예에 따른 자가 발전형 유도 부표 역시 부력체, 와이어, 앵커, 발전수단(140), 축전수단(150) 및 스위칭 수단(60)으로 구성된다.

이중 부력체, 와이어, 앵커, 축전수단(150) 및 스위칭 수단(160)은 앞선 실 시예와 동일 하므로 그 구조 및 기능, 작용, 효과에 관한 설명은 생략하고 발전수단(140)에 대해서만 설명하기로 한다.

본 실시예의 발전수단(140)은 스프링(141), 영구자석(142) 및 코일(143)로 구성된다.

상기 스프링(141)이 부력체의 상하운동에 의해 탄성 변형을 하면서 영구자석(142)이 함께 이동하게 되며 그러한 이동에 의해 코일(143)에서 유도전력이 발생하고 그 유도전력을 축전수단(150)에 저장하여 그 저장된 전력을 이용하여 LED모듈(111)이 발광하도록 하는 것이다. 이는 도 6에 도시된 블럭도를 참고하면 이해가 더욱 용이하다. 도 6에서 코일(143)로 유입되는 화살표는 영구자석(142)의 운동에 의한 에너지이다.

본 실시예의 자가 발전형 유도 부표도 앞선 실시예와 마찬가지로 바닷물의 운동에너지를 축적하여 사용함으로써 전지 없이 LED모듈이 발광하도록 할 수 있으므로 전지교체에 따른 비용이나 안전사고의 위험성을 미리 차단할 수 있으며, 기상조건 등에 영향을 받지 않고 하루 종일 전력을 생산하여 사용할 수 있는 자가발전형 유도 부표를 제공할 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 설명함으로써 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 제시하였다. 본 발명의 기술적 사상이 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 기술적 사상 안에서 다양한 형태의 자가 발전형 유도 부표로 구체화될 수 있다.

도 1은 종래의 유도 부표를 개략적으로 도시한 도면.

도 2는 도 1에 도시된 유도 부표를 이용한 선박의 안내를 설명하기 위한 도면.

도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 자가 발전형 유도 부표에 사용되는 발전수단을 설명하기 위한 도면.

도 4는 도 3에 도시된 발전수단을 이용한 바가 발전형 유도 부표의 전력흐름을 도시한 블럭도.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자가 발전형 유도 부표에 사용되는 발전수단을 설명하기 위한 도면.

도 6은 도 5에 도시된 발전수단을 이용한 바가 발전형 유도 부표의 전력흐름을 도시한 블럭도.

** 도면의 주요부분에 대한 기호의 설명 **

10 : 부력체 20 : 와이어

30 : 앵커 40 : 발전수단

50 : 축전수단 60 : 스위칭 수단

Claims (4)

1. 바닷물에 떠서 바닷물과 함께 유동하며 선박의 항로를 안내하며 발광수단을 포함하는 부력체;

   상기 부력체의 하단부에 그 일단부가 연결되는 와이어;

   상기 와이어의 타단부에 결합하며 상기 타이어를 해저면에 고정하기 위한 앵커;

   상기 부력체에는 바닷물의 유동에 의한 운동에너지를 전기에너지로 변환하는 자가 발전수단;

   상기 발전수단에 의해 발생한 전기를 저장하기 위한 축전수단; 및,

   상기 발광수단과 상기 축전수단 사이의 전원을 연결되거나 차단되도록 하는 스위칭 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 자가 발전형 유도 부표.
2. 제1항에 있어서,

   상기 발전수단은,

   압전소자와 상기 부력체의 상하운동에 의해 상기 압전소자를 가압할 수 있는 가압수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 자가 발전형 유도 부표.
3. 제2항에 있어서,

   상기 가압수단은,

   상기 부력체의 내부에 마련되며 일단부가 고정되는 스프링과,

   상기 스프링의 타단부에 설치되며 상기 압전소자를 가압할 수 있는 위치에 마련되는 중량체를 포함하는 것을 특징으로 하는 자가 발전형 유도 부표.
4. 제1항에 있어서,

   상기 발전수단은,

   상기 부력체의 내부에 마련되는 일단부가 고정되는 스프링과,

   상기 스프링의 타단부에 설치되는 영구자석과,

   상기 영구자석이 상기 부력체의 상하운동에 의해 운동할 때 유도전류를 발생시킬 수 있는 위치에 마련되는 코일로 구성되는 것을 특징으로 하는 자가 발전형 유도 부표.

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