KR20110010679A - 해상 직립식 에너지 믹스 시스템 - Google Patents

해상 직립식 에너지 믹스 시스템

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KR20110010679A
KR20110010679A KR1020090068147A KR20090068147A KR20110010679A KR 20110010679 A KR20110010679 A KR 20110010679A KR 1020090068147 A KR1020090068147 A KR 1020090068147A KR 20090068147 A KR20090068147 A KR 20090068147A KR 20110010679 A KR20110010679 A KR 20110010679A
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박성수
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박성수
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Abstract

해상에 파일을 항타하고 하부로부터 하부저수함, 상부저수함, 발전실, 피스톤수중함, 피스톤수상함, 수소제조실, 제어실 그리고 저수함 주변에 보조함으로 구성되어 축조된 해상 직립식 에너지 믹스 시스템으로 상부 저수함 내부 상단에 소정의 낙차고에 의한 발전시스템을 설치하고 해상의 물을 출수 통로로 유입하여 지속적인 발전을 실시하고 하부 저수함으로 유입된 해수를 저수함 주변에 보조함을 설치하여 내부에 프로터와 지렛대를 장치하고 저수함 상부에 장착된 피스톤과 연결하여 조수 간만의 차를 이용하한 프로터와 지렛대 그리고 페스톤의 작동으로 조수 간만의 주기에 따라 유입된 하부 저수함실 해수를 외부로 배출하는 발전 시스템으로 형성된 견고한 해상 구조물에 태양광발전기와 풍력발전기 그리고 조류 및 파력 발전기를 내장하여 복합 발전을 유도 함으로서 발전의 시너지 효과와 원가를 절감 그리고 방전된 전력과 해수를 활용하여 수소를 제조하는 해상 직립식 에너지 믹스 시스템
저수함, 발전실, 피스톤수중함, 피스톤수상함, 지렛대, 피스톤, 유입수, 유출수, 배출수, 고수위, 중수위, 저수위, 배기, 흡기, 수소 제조 플랜트.

Description

해상 직립식 에너지 믹스 시스템 {ENERGY MIX SYSTEM FOR OCEAN STAND TYPE}
해상 직립식 소수력 복합 발전 및 수소 제조 분야
해상에 직립한 소수력 복합 발전선의 저수함 내부에 일정한 낙차고 형성하여 발전 시스템을 형성하고 저수함 내부로 유입된 유입수를 조수간만의 차를 이용하여 지렛대와 파스칼 원리의 피스톤 작용으로 저수함 외부로 배출하는 기술
지금까지의 소수력발전과 조력발전은 일정한 위치에 댐을 막고 수로를 형성하여 댐의 수위차와 조수 간만의 차를 이용하여 소수력은 댐의 하단에서 조력은 창조시 또는 낙조시에만 발전이 가능하여 발전 효율이 낮고 댐을 막아 댐 주변 일대의 자연 생태계와 기후 환경에 많은 영향을 미쳐왔다.
1년 365일 풍부한 수량의 수위가 유지되는 해상에 저수함이 직립으로 잠기고 그 상단에 발전실이 일정한 높이에 위치하여 유입되는 해수로 지속적인 발전을 유지하고 저수함에 유입된 해수를 보조함과 저수함에 프로터와 지렛대 그리고 피스톤 장착하고 이를 전동밸브의 개폐 조작과 얀계하여 주기적인 조력을 이용하여 저수함으로 유입된 해수를 저수함 외부로 배출하여 지속적인 전력 생산을 유도
천연 자원인 해상의 조력 그리고 기 완공된 조력발전소 초지내에서 90% 이상의 효율적인 발전으로 전력 생산이 가능하고 직립식으로 자연 환경과 생태계의 영향을 최소화하며 복합적인 전력 시설을 장착할 수 있어 전력 생산의 시너지 창출과 경제적인 발전 효과 그리고 생산된 전력과 해수를 활용하여 수소를 제조 및 공급하는 환경 친화적이고 전력 생산 지속 가능한 유익한 시스템
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 해상 직립식 에너지 믹스 시스템 대표도로서 하부도는 해저 지면에 항타된 파일을 기초로 하부로부터 피스톤(50)의 피스톤하부판(51)이 내장된 하부저수함(30)과 발전기(71)이 장착된 발전실(70)과 피스톤상부판(58)와 지렛대(120)가 내장된 피스톤수중함(80)과 피스톤수상함(90), 수소제조프랜트(103)이 장치된 수소제조실(100)과 통합인버터제어기(111)이 장착된 제어실(110)으로 구성되고 제어실(110) 상단에 태양광발전기(210)과 풍력발전기(220) 그리고 보조함(60) 하단에 조류발전기(230)이 장착된 본 발명의 대표도인 해상직립식에너지믹스시스템(250) 단면도와
상부 우측 도는 기계장치 개략 평면도로서 중앙에 상부저수함(40)에 장착된 발전실(70)의 발전기(71)과 출수통로(73)이고 상부저수함(40) 외부 주변 삼방 위에 보조함(60)이 있고 보조함(60) 내부에 프로터(62)와 프로터상부판(64)이 지렛대(120)과 결합되어 저수함(30)의 내부에서 연장된 피스톤(50)이 피스톤수중함(80)과 피스톤수상함(90)에 장착된 피스톤상부판(58)와 연결 결합된 평면도이며
하부 좌측 도는 외부 개략 평면도로서 중앙 제어실(110)과 저수함(30)의 삼방위 보조함(60)의 상단에 태양광발전기(210)과 풍력발전기(220) 그리고 보조함 해저 일면에 조류발전기(230)이 결합 장착된 평면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 하부저수함도로서 하단 바닥 사면에 하부저수함전동밸브구(31)이 형성되고 저수함실(39)을 가지는 하부저수함(30)으로써 피스톤(50)의 작동으로 피스톤하부판(51)과 피스톤전동밸브(53) 그리고 하부저수함전동밸브(32)과 연계하여 하부저수함실(33)에 저장된 해수를 외부로 배출하는 역할을 한다.
도 3은 본 발명에 따른 하부저수함도로서 속이빈 원통형으로 하단에 가운데가 빈 원판이 형성된 형상으로 하부 벽체에 상부저수함출수통로(41)이 형성되어있고 상부저수함실(42)과 발전실홈(43)을 가지는 하부저수함(40)으로 피스톤(50)의 작동으로 피스톤압밀판(56)과 피스톤하부판(51)과 피스톤전동밸브(53) 그리고 압밀판전동밸브(57)과 상호 연계하여 하부저수함실(33)에 저장된 해수를 외부로 배출하는 역할을 한다.
도 4는 본 발명에 따른 피스톤도로서 피스톤하부판(51) 외측에 피스톤씰재(54)가 부착되고 외부측 사면에 피스톤전동밸브구(52)가 형성되어있으며 중앙에 피스톤봉(55)이 부착되어있고 가장자리에 피스톤압밀판씰(54')가 부착된 피 스톤압밀판(56)이 중앙부에 부착되어 있으며 상부에 피스톤상부판(58)이 부착되고 피스톤상부판(58)에 피스톤상부판구(59)가 형성되어있어 피스톤하부판씰(54)와 피스톤압밀판씰(54')는 하부저수함실(33) 벽체와 피스톤하부판(51) 그리고 피스톤압밀판(56)과 상부저수함실(442) 벽체와 마찰을 줄이고 공극을 막아 하부저수함실(33)에 유입된 해수와 상부저수함실(42)의 공기를 통제하고 피스톤전동밸브구(52)에 피스톤전동밸브(53)을 그리고 피스톤압밀판전동밸브구(52')에 압밀판전동밸브(57)을 장착하여 피스톤(50)의 작동과 연계하여 피스톤전동밸브(53)과 압밀판전동밸브(57)을 개폐함으로서 하부저수함실(33)에 유입된 해수를 하부저수함실(33) 외부로 배출하며 피스톤봉(55)는 피스톤하부판(51)과 피스톤압밀판(56) 그리고 피스톤상부판(58)을 연결하고 피스톤상부판(58)의 피스톤상부판구(59)는 지렛대(120)의 피스톤구(123)과 일치되어 피스톤핀(59')로 결합되어 하부저수함(30) 내부에서 피스톤하부판(51) 그리고 상부저수함(40) 내부에서 피스톤압밀판(56)을 상.하로 작동하여 하부저수함실(33)의 유입수와 상부저수함실(42)의 공기를 통제하는 역할을 한다.
도 5는 본 발명에 따른 보조함도로서 보조함(60)은 상단부 일면에 보조함지렛대구(61)이 형성된 원통형이나 상단에 태양광발전기(210) 이나 풍력발전기(220)을 장착시 스라브를 형성하며 보조함지렛대구(61)은 각 각의 지렛대(120)가 작동되며 내부에 장착되는 프로터(62)가 조수 간만의 고수위(130)과 중수위(140) 그리고 저수위(150)시 상.하로 작동되어 지렛대(120)를 작동시키는 역할을 한다.
도 6은 본 발명에 따른 발전실도로서 상부저수함(40)의 발전실홈(43)과 연계 되어 발전실홈(43) 상단에 발전기(71)를 장착하고 상부저수함(40) 발전실홈(43) 하단에 형성된 상부저수함출구통로구(41)과 발전실커버(74) 상단에 형성된 유입구(72)에 출수통로(73)을 설치하고 발전기실커버(74)를 장착하여 완료하고 유입구(72)측과 저수함출수통로구(33)의 외부 출수통로(73)에 각 각 유입구전동밸브(76)과 유출구전동밸브(77)을 장착되며 발전실커버(74) 상단 내측에 발전실공기구(75)가 형성되어 외부 공기를 흡기(190) 또는 배기(200)하고 유입구전동밸브(76)과 유출구전동밸브(77)을 열어 해수를 발전실(70)의 출수통로(73)으로 유입하여 해상의 고수위(130), 중수위(140), 저수위(150)시 발전실(70)의 출수통로(73) 낙차고에 의하여 발전기가 가동되어 전력을 생산하는 역할을 한다.
도 7은 본 발명에 따른 복합도 1로서 하단으로부터 제1도는 피스톤 수중함도로서 피스톤수중함(80)은 상단은 막히고 하단은 터진 원통형으로 상단 스라브 중앙에 피스톤수중함상부판구(81)과 삼면에 피스톤수중함지렛대구(82)가 형성되어 저수함(30)의 저수상부함(38) 상단에 장착되고 피스톤수중함상부판구(81)에는 피스톤(50)의 피스톤상부판(54)가 상.하 작동되고 피스톤수중함지렛대구(82)에는 지렛대(120)의 지렛봉(121)이 작동되며 외부의 공기를 발전실(70)과 저수함(30)에 흡기(190) 또는 배기(200) 하는 역할을 하며
하단으로부터 제2도는 피스톤 수상함도로서 피스톤수상함(90)은 상단은 막히고 하단은 터진 원통형으로 피스톤수중함(80)의 상단에 결합 되며 벽체 하단 삼면에 피스톤수상함지렛대구(91)이 형성되어 있어 지렛대(120)의 지렛봉(121)이 작동되며 외부의 공기를 발전실(70)과 저수함(30)에 흡기(190) 또는 배기(200) 하는 역 할을 하고
하단으로부터 제3도는 수소 제조실도로서 수소제조실(100)은 상단은 막히고 하단은 터진 원통형으로 피스톤수상함(90) 상단에 결합되며 하단 양측 벽면에 펌프구(101)이 형성되어 있어 수소제조실(100) 내부에 펌프(102)와 수소제조프랜트(103)이 장착되어 생산되는 전력의 일부를 활용하여 펌프(102)과 수소제조플랜트(103)을 가동하여 액화 수소를 제조하고 공급하는 역할을 하며
하단으로부터 제4도는 제어실도로서 제어실(110)은 상단은 막히고 하단은 터진 원통형으로 제어실(110) 내부에 통합인버터제어기(111)이 장착되어 발전 시스템의 펌프, 각 전동밸브 등의 전기 기기가 자동 제어되고 생산되어 지는 각 각의 전력을 일정한 출력으로 변환하여 전력을 공급하는 역할을 한다.
도 8은 본 발명에 따른 복합도 2로 좌측도는 프로터도이고 우측도는 지렛대도로서 프로터(62)의 하부는 원통형의 부유체(63)과 상부는 두개로 나누어진 프로터상부판(64)이 부유체(63)에 장착된 형상으로 프로터상부판(64) 상부 중앙에 프로터상부판구(65)가 형성되어 프로터상부판(64) 사이에 지렛대(120)의 프로터구(122)가 장착되어 피스톤핀(66)으로 상호 결합되며 부유체(63)은 해상의 고수위(130)과 중수위(140) 그리고 저수위(150)시 상. 하로 작동되어 지렛대(120)의 작동으로 하부저수함(30) 내부에 장착된 피스톤하부판(51)을 작동하여 하부저수함(30) 내부로 유입된 해수를 하부저수함(30) 외부로 배출하는 역할을 하고
지렛대(120)은 지렛봉(121)의 일면 말미에 프로터구(122)가 형성되고 반대측 말미에 피스톤구(123) 그리고 1/3 지점에 지렛대받침구(127)이 형성되고 두개로 나누어 형성된 받침대(124) 형상으로 상부에는 받침대구(125)가 형성되어 받침대(124)가 보조함(30)의 보조함지렛대구(61) 하단과 피스톤수상함(90)의 피스톤수상함지렛대구(91) 사이 피스톤수중함(80) 상단에 각 각 장착되면 지렛봉(121)의 지렛대받침구(127)과 받침대구(125)를 일치시켜 받침핀(126)으로 결합하는 구조의 지렛대(120)으로서 프로터구(122)에 보조함(600)에 장착된 프로터(62)와 결합되고 하부수조함실(33)과 상부수조함실(42)에 장착된 피스톤(51)과 결합되어 해상의 고수위(130)과 중수위(140) 그리고 저수위(150)시 상. 하로 지렛대(120)이 상호 작동되어 작동하여 하부저수함(30) 내부로 유입된 해수를 하부저수함(30) 외부로 배출하는 역할을 한다.
도 9~16은 본 발명에 따른 해상 직립식 소수력 발전 시스템 축조도로서
도 9는 해상에 설치할 저수함(30)과 각 보조함(60)의 위치에 해저지반선(10)이하 암반층까지 파일(20)을 항타하고 중앙 파일(20) 상단부에 하부저수함(30)의 하부저수함(37)을 축조하고 하부저수함전동밸브구(32)에 하부저수함전동밸브(32)를 장착한 조립도이고
도 10은 축조된 하부저수함(30) 내부에 피스톤하부판(51)과 피스톤봉(54) 그리고 피스톤상부판(55)로 구성되어 조립 완료된 피스톤(50)을 하부저수함(30) 바닥에 직립시키고 피스톤하부판(510)에 형성된 피스톤전동밸브구(52)에 피스톤전동밸브(53) 그리고 피스톤압밀판(56)에 형성된 피스톤압밀판구(52')에 압밀판전동밸브(57)을 장착한 조립도이며
도 11은 하부저수함(30) 상단에 상부저수함출수통로구(41) 그리고 발전실 홈(43)이 형성된 상부저수함(40)을 축조하여 상부저수함실(42)을 구성한 조립도이고
도 12는 상부저수함(40)에 형성된 발전실홈(43) 바닥에 발전기(71)을 장착하고 상단에 유입구전동밸브(76)과 하단에 유출구전동밸브(77)이 장착된 출수통로(73)의 유출구전동밸브(77) 부분을 상부저수함(40) 바닥 벽면에 형성된 상부저수함출수통로(41)에 장착하고 발전실커버(74)의 상단 외측 벽면에 형성된 유입구(72)에 출수통로(73)의 유입구전동밸브(76)과 일치되게 장착 축조한 발전실 조립도이며
도 13은 보조함(60)용 파일 상단에 보조함지렛대구(61)이 형성된 보조함(60)을 상부저수함(40)의 삼면에 접하여 축조한 조립도이고
도 14는 축조된 각 보조함(60)의 내부에 각 각 프로터(62)를 장착하고 상부저수함(40) 상단에 피스톤수중함상부판구(81)과 피스톤수중함지렛대구(82)가 형성된 피스톤수중함(80)을 축조한 조립도이고
도 15는 지렛봉(121)이 장착된 지렛대(120)의 받침대(124)을 각 보조함(60)에 형성된 보조함지렛대구(61)과 피스톤수중함(80)의 상부 끝단에 임시로 정착하고 보조함(60)에 내장된 프로터(62)의 프로터상부판구(65)와 저수함(30)에 내장된 피스톤(50)의 피스톤상부판구(56)가 임시로 기 정착된 지렛대(120)의 받침대구(125)와 일치하게 임시로 고정 정착하고 각 지렛봉(121)의 프로터구(122)와 각 프로터(62)의 프로터상부판구(65)를 일치시켜 프로터핀(66)을 결합장착하고 피스톤(50)의 피스톤상부판구(59)과 지렛봉(121)의 피스톤구(123)을 일치시켜 피스 톤핀(59')을 결합 장착하며 각 지렛대(120)의 각 각의 받침대(124)를 피스톤수중함(80) 끝단과 보조함(60)의 보조함지렛대구(61)의 하단에 영구 정착하고 중수위(140)와 프로터(62)의 하단부가 일치하면 각 보조함(60)과 상부저수함(40)의 프로터(62)와 피스톤(50)의 임시 정착 장치를 해제하는 조립도이며
도 16은 피스톤수중함(80)의 상단에 피스톤수상함지렛대구(91)이 형성된 피스톤수상함(90)을 축조하여 완성된 해상직립식소수력발전시스템(240) 축조도이다.
도 17~20은 본 발명에 따른 해상 직립식 소수력 발전 계통도로서
도 17은 해저면으로 부터 일정한 높이에 고정 정착된 해상직립식소수력발전시스템(240)은 고수위(130)시 부터 발전을 개시하게 되는데 이때의 각 부재의 위치를 보면 각 보조함(60)의 프로터(62)의 부유체(63) 하부는 해상의 고수위(130)에 위치하고 각 지렛대(120)의 프로터구(122)는 보조함(60) 상부에 위치하며 피스톤구(123)과 피스톤(50)의 피스톤상부판(58)은 피스톤수중함(80)의 상부에 위치하고 피스톤압밀판(56)은 상부저수함실(42)의 중단에 그리고 피스톤(50)의 피스톤하부판(51)은 하부저수함실(33) 하부에 위치한 상태에서 발전실(70)의 취수통로(73)의 유입전동밸브(76)과 유출전동밸브(77)가 열리면서 고수위(130)에서 발전을 시작하는 계통도로서 이때 저수함실(39) 하부에 약간의 해수를 담수 하여 저수조(30)의 충격을 감하도록 한다.
도 18의 상단 좌측 도는 해상의 해수가 발전실(70)의 열린 유입전동밸브(76)로 유입수(160)가 출수통로(73)로 유입되고 발전기(71)을 작동하여 전력을 생산하고 열린 유출전동밸브(77)로 유출수(170)가 되어 유출되어 유출수(170)이 열린 피 스톤전동밸브(53)을 통하여 하부저수함실(33)에 유입되며 공기는 하부저수함실(33) 내부에서 상부저수함(40)의 피스톤압밀판(56)의 압밀판전동밸브(57) 그리고 피스톤수중함(80)의 피스톤상부판구(81)과 피스톤수상함(90)의 피스톤수상함지렛대구(91)을 통하여 외부로 배기(190)되고 조수 간만의 차에 따라 고수위(130)에서 중수위(140)으로 변화하여 각 지렛대(120)는 수평을 이루어 보조함(60)의 부유체(63) 하부가 보조함(60) 중앙에 위치하고 피스톤상부판(58)이 피스톤수상함(90) 하부에 위치하며 피스톤하부판(51)은 하부저수함실(33) 중앙으로 상승한 계통도이고
상단 우측 도는 해수의 지속적인 유입으로 상단 좌측도와 같은 상황이 반복되어 저수함실(39)에 유출수(170)가 2배로 증가하였으며 지렛대(12)의 프로터구(122)의 위치는 내려가고 피스톤구(123)의 위치는 올라가 부유체(63)은 보조함(60)의 하부에 위치하고 피스톤상부판(58)는 피스톤수상함(90)의 상부에 위치하며 피스톤하부판(51)과 피스톤 압밀판(56)은 각 각 하부저수함실(33)과 상부저수함실(42) 상부로 상승한 계통도이며
하단 좌측 도는 상단 좌측도와 같은 상황에서 먼저 피스톤(50)의 프스톤하부판(51)에 장착된 피스톤전동밸브(53)와 피스톤압밀판(56)에 장착된 압밀판전동밸브(57) 닫고 하부저수함(30)의 하부저수함전동밸브(32)를 열어 배수를 준비하고
하단 우측 도는 조수 간만의 변화에 따라 지렛대(120)이 수평이 되어 피스톤하부판(51)과 피스톤압밀판(56)은 각 각 하부저수함실(33)과 상부저수함실(42) 중앙으로 하강하여 피스톤하부판(51)의 하부에 있던 유출수(170)을 열린 하부저수함(30) 하부의 하부저수함전동밸브(32)를 통하여 하부저수함실(33)에서 배출 수(180)가 배출되고 피스톤하부판(51) 상부에는 유출수(170)가 저장되고 있는 계통도이다.
도 19의 상단 좌측 도는 조수 간만의 변화에 따라 지렛대(120)의 프로터구(122)가 올라가고 피스톤구(123)이 내려가 피스톤하부판(51)과 피스톤압밀판(56)은 각 각 하부저수함실(33)과 상부저수함실(42) 하부로 하강하여 하부저수함실(33) 하부의 유출수(170)이 열린 하부저수함전동밸브(32)를 통하여 배출수(180)로 배출되고 피스톤하부판(51) 상부에는 유출수(170)가 2배로 저장되고 있는 계통도이고
상단 우측 도는 상단 좌측 도와 같은 상황에서 먼저 하부저수함(30) 하부의 하부저수함전동밸브(32)를 잠그고 피스톤전동밸브(53)과 압밀판전동밸브(57)을 열은 계통도이며
하단 좌측 도는 조수 간만의 변화에 따라 지렛대(120)이 수평이 되고 피스톤하부판(51)과 피스톤압밀판(56)은 각 각 하부저수함실(33)과 상부저수함실(42) 중앙으로 상승하여 피스톤하부판(51)의 상부에 저장된 유출수(170)이 열린 피스톤전동밸브(53)를 통하여 하부저수함실(33) 하부로 유동되어 3배로 저장된 계통도이고
하단 우측 도는 조수 간만의 변화에 따라 지렛대(120)의 프로터구(122)가 하강하고 피스톤구(123)이 상승하여 피스톤하부판(51)과 피스톤압밀판(56)은 각 각 하부저수함실(33)과 상부저수함실(42) 상부로 상승하고 유출수(170)이 하부저수함실(33)에 충만된 계통도이다.
도 20의 상단 좌측 도는 도19의 하단 우측도와 같은 상황에서 먼저 피스톤전 동밸브(53)과 압밀판전동밸브(57)을 닫고 하부저수함전동밸브(32)를 열어 배수를 준비한 계통도이고
상단 우측도는 조수 간만의 변화에 따라 지렛대(12)가 수평이 되고 피스톤하부판(51)과 피스톤압밀판(56)은 각 각 하부저수함실(33)과 상부저수함실(42) 중앙으로 하강하여 피스톤하부판(51)에 저장된 유출수(170)을 하부저수함실(33) 외부의 배출수(180)로 배출하고 피스톤하부판(51) 상부에 유출수(170)이 저장된 계통도이며
하단 좌측 도는 조수간만의 변화에 따라 지렛대(120)의 프로터구(122)가 상승하고 피스톤구(123)이 하강하여 피스톤하부판(51)과 피스톤압밀판(56)은 각 각 하부저수함실(33)과 상부저수함실(42) 하부로 하강하여 저장된 유출수(170)을 하부저수함실(33) 외부의 배출수(180)로 배출하고 피스톤하부판(51)의 상부에 2배의 유출수(170)이 저장되는 계통도이고
하단 우측 도는 하단 좌측도와 같은 상황에서 먼저 하부저수함전동밸브(32)를 닫고 피스톤전동밸브(53)와 압밀판전동밸브(57)을 닫은 계통도로서 이후 발전 계통도는 도19의 상단 우측도 부터 도20의 하단 우측도와 같이 반복되는데
피스톤하부판(51)은 조수 간만의 차보다 2배의 거리와 속도로 이동하는 것을 도시한 계통도로서 원인 지렛대(120)의 받침대(124) 구조에 있는데 지렛봉(121)의 지렛대받침구(127)의 위치가 지렛봉(121) 전체의 길이의 1/3과 2/3 지점에 위치한 지렛대 원리를 활용한 것으로 피스톤하부판(51)에 저장된 2배의 유출수(170)을 저수함실(39) 외부로 배출하는 것과 하부저수함(30)의 크기가 한 주기의 유입량보 다 4배수 이상 크게 형성하여 피스톤하부판(51)과 피스톤압밀판(56)이 하부저수함실(33)과 상부저수함실(42)의 상부와 하부를 일일 2회 왕복 운동하는 주기를 특징으로 조수 간만의 변화에 영향 없이 지속적으로 95% 이상의 발전 효율을 유지하는 해상직립식소수력발전시스템(240)
도1은 본 발명에 따른 해상 직립식 에너지 믹스 시스템 대표도
도2는 본 발명에 따른 하부 저수함도
도3은 본 발명에 따른 상부 저수함도
도4는 본 발명에 따른 피스톤도
도5는 본 발명에 따른 보조함도
도6은 본 발명에 따른 발전실도
도7은 본 발명에 따른 복합도1
도8은 본 발명에 따른 복합도2
도9~16은 본 발명에 따른 해상 직립식 소수력 발전 시스템 조립도
도17~20은 본 발명에 따른 발전 계통도
<도면의 주요 부분에 대한 간단한 설명>
10 : 해저지반선 20 : 파일
30 : 하부저수함 31 : 하부저수함전동밸브구
32 : 하부저수함전동밸브 33 : 하부저수함실
40 : 상부저수함 41 : 상부저수함출수통로구
42 : 상부저수함실 43 : 발전실홈
50 : 피스톤 51 : 피스톤하부판
52 : 피스톤하부판전동밸브구 52' : 피스톤압밀판전동밸브구
53 : 피스톤전동밸브
54 : 피스톤하부판씰 54' : 피스톤압밀판씰
55 : 피스톤봉 56 : 피스톤압밀판
57 : 압밀판전동밸브 58 : 피스톤상부판
59 : 피스톤상부판구 59' : 피스톤핀
60 : 보조함 61 : 보조함지렛대구
62 : 프로터 63 : 부유체
64 : 프로터상부판 65 : 프로터상부판구
66 : 프로터핀
70 : 발전실 71 : 발전기
72 : 유입구 73 : 출수통로
74 : 발전실커버 75 : 발전실공기구
76 : 유입구전동밸브 77 : 유출구전동밸브
80 : 피스톤수중함 81 : 피스톤수중함상부판구
82 : 피스톤수중함지렛대구
90 : 피스톤수상함 91 : 피스톤수상함지렛대구
100 : 수소제조실 101 : 펌프구
102 : 펌프 103 : 수소제조프랜트
110 : 제어실 111 : 통합인버터제어기
120 : 지렛대 121 : 지레봉
122 : 프로터구 123 : 피스톤구
124 : 받침대 125 : 받침구
126 : 받침핀
130 : 고수위 140 : 중수위
150 : 저수위 160 : 유입수
170 : 유출수 180 : 배출수
190 : 흡기 200 : 배기
210 : 태양광발전기 220 : 풍력발전기
230 : 조류발전기 240 : 해상직립식소수력발전시스템
250 : 해상직립식에너지믹스시스템

Claims (2)

  1. 하단 바닥 사면에 하부저수함전동밸브구(31)이 형성되고 저수함실(39)을 가지는 하부저수함(30)으로써 피스톤(50)의 작동으로 피스톤하부판(51)과 피스톤전동밸브(53) 그리고 하부저수함전동밸브(32)과 연계하여 하부저수함실(33)에 저장된 해수를 외부로 배출하고
    속이빈 원통형으로 하단에 가운데가 빈 원판이 형성된 형상으로 하부 벽체에 상부저수함출수통로(41)이 형성되어있고 상부저수함실(42)과 발전실홈(43)을 가지는 하부저수함(40)으로 피스톤(50)의 작동으로 피스톤압밀판(56)과 피스톤하부판(51)과 피스톤전동밸브(53) 그리고 압밀판전동밸브(57)과 상호 연계하여 하부저수함실(33)에 저장된 해수를 외부로 배출하며
    피스톤하부판(51) 외측에 피스톤씰재(54)가 부착되고 외부측 사면에 피스톤전동밸브구(52)가 형성되어있으며 중앙에 피스톤봉(55)이 부착되어있고 가장자리에 피스톤압밀판씰(54')가 부착된 피스톤압밀판(56)이 중앙부에 부착되어 있으며 상부에 피스톤상부판(58)이 부착되고 피스톤상부판(58)에 피스톤상부판구(59)가 형성되어있어 피스톤하부판씰(54)와 피스톤압밀판씰(54')는 하부저수함실(33) 벽체와 피스톤하부판(51) 그리고 피스톤압밀판(56)과 상부저수함실(442) 벽체와 마찰을 줄이고 공극을 막아 하부저수함실(33)에 유입된 해수와 상부저수함실(42)의 공기를 통제하고 피스톤전동밸브구(52)에 피스톤전동밸브(53)을 그리고 피스톤압밀판전동밸브구(52')에 압밀판전동밸브(57)을 장착하여 피스톤(50)의 작동과 연계하여 피스 톤전동밸브(53)과 압밀판전동밸브(57)을 개폐함으로서 하부저수함실(33)에 유입된 해수를 하부저수함실(33) 외부로 배출하며 피스톤봉(55)는 피스톤하부판(51)과 피스톤압밀판(56) 그리고 피스톤상부판(58)을 연결하고 피스톤상부판(58)의 피스톤상부판구(59)는 지렛대(120)의 피스톤구(123)과 일치되어 피스톤핀(59')로 결합되어 하부저수함(30) 내부에서 피스톤하부판(51) 그리고 상부저수함(40) 내부에서 피스톤압밀판(56)을 상.하로 작동하여 하부저수함실(33)의 유입수와 상부저수함실(42)의 공기를 통제하고
    보조함(60)은 상단부 일면에 보조함지렛대구(61)이 형성된 원통형이나 상단에 태양광발전기(210) 이나 풍력발전기(220)을 장착시 스라브를 형성하며 보조함지렛대구(61)은 각 각의 지렛대(120)가 작동되며 내부에 장착되는 프로터(62)가 조수 간만의 고수위(130)과 중수위(140) 그리고 저수위(150)시 상.하로 작동되어 지렛대(120)를 작동시키며
    상부저수함(40)의 발전실홈(43)과 연계되어 발전실홈(43) 상단에 발전기(71)를 장착하고 상부저수함(40) 발전실홈(43) 하단에 형성된 상부저수함출구통로구(41)과 발전실커버(74) 상단에 형성된 유입구(72)에 출수통로(73)을 설치하고 발전기실커버(74)를 장착하여 완료하고 유입구(72)측과 저수함출수통로구(33)의 외부 출수통로(73)에 각 각 유입구전동밸브(76)과 유출구전동밸브(77)을 장착되며 발전실커버(74) 상단 내측에 발전실공기구(75)가 형성되어 외부 공기를 흡기(190) 또는 배기(200)하고 유입구전동밸브(76)과 유출구전동밸브(77)을 열어 해수를 발전실(70)의 출수통로(73)으로 유입하여 해상의 고수위(130), 중수위(140), 저수위(150)시 발전실(70)의 출수통로(73) 낙차고에 의하여 발전기가 가동되어 전력을 생산하고
    하단으로부터 제1도는 피스톤 수중함도로서 피스톤수중함(80)은 상단은 막히고 하단은 터진 원통형으로 상단 스라브 중앙에 피스톤수중함상부판구(81)과 삼면에 피스톤수중함지렛대구(82)가 형성되어 저수함(30)의 저수상부함(38) 상단에 장착되고 피스톤수중함상부판구(81)에는 피스톤(50)의 피스톤상부판(54)가 상.하 작동되고 피스톤수중함지렛대구(82)에는 지렛대(120)의 지렛봉(121)이 작동되며 외부의 공기를 발전실(70)과 저수함(30)에 흡기(190) 또는 배기(200)하며
    피스톤수상함(90)은 상단은 막히고 하단은 터진 원통형으로 피스톤수중함(80)의 상단에 결합 되며 벽체 하단 삼면에 피스톤수상함지렛대구(91)이 형성되어 있어 지렛대(120)의 지렛봉(121)이 작동되며 외부의 공기를 발전실(70)과 저수함(30)에 흡기(190) 또는 배기(200)하고
    수소제조실(100)은 상단은 막히고 하단은 터진 원통형으로 피스톤수상함(90) 상단에 결합되며 하단 양측 벽면에 펌프구(101)이 형성되어 있어 수소제조실(100) 내부에 펌프(102)와 수소제조프랜트(103)이 장착되어 생산되는 전력의 일부를 활용하여 펌프(102)과 수소제조플랜트(103)을 가동하여 액화 수소를 제조하고 공급하며
    제어실(110)은 상단은 막히고 하단은 터진 원통형으로 제어실(110) 내부에 통합인버터제어기(111)이 장착되어 발전 시스템의 펌프, 각 전동밸브 등의 전기 기기가 자동 제어되고 생산되어 지는 각 각의 전력을 일정한 출력으로 변환하여 전력 을 공급하고
    프로터(62)의 하부는 원통형의 부유체(63)과 상부는 두개로 나누어진 프로터상부판(64)이 부유체(63)에 장착된 형상으로 프로터상부판(64) 상부 중앙에 프로터상부판구(65)가 형성되어 프로터상부판(64) 사이에 지렛대(120)의 프로터구(122)가 장착되어 피스톤핀(66)으로 상호 결합되며 부유체(63)은 해상의 고수위(130)과 중수위(140) 그리고 저수위(150)시 상. 하로 작동되어 지렛대(120)의 작동으로 하부저수함(30) 내부에 장착된 피스톤하부판(51)을 작동하여 하부저수함(30) 내부로 유입된 해수를 하부저수함(30) 외부로 배출하며
    지렛대(120)은 지렛봉(121)의 일면 말미에 프로터구(122)가 형성되고 반대측 말미에 피스톤구(123) 그리고 1/3 지점에 지렛대받침구(127)이 형성되고 두개로 나누어 형성된 받침대(124) 형상으로 상부에는 받침대구(125)가 형성되어 받침대(124)가 보조함(30)의 보조함지렛대구(61) 하단과 피스톤수상함(90)의 피스톤수상함지렛대구(91) 사이 피스톤수중함(80) 상단에 각 각 장착되면 지렛봉(121)의 지렛대받침구(127)과 받침대구(125)를 일치시켜 받침핀(126)으로 결합하는 구조의 지렛대(120)으로서 프로터구(122)에 보조함(600)에 장착된 프로터(62)와 결합되고 하부수조함실(33)과 상부수조함실(42)에 장착된 피스톤(51)과 결합되어 해상의 고수위(130)과 중수위(140) 그리고 저수위(150)시 상. 하로 지렛대(120)이 상호 작동되어 작동하여 하부저수함(30) 내부로 유입된 해수를 하부저수함(30) 외부로 배출하는 것을 특징으로 구성되고
    해상에 설치할 저수함(30)과 각 보조함(60)의 위치에 해저지반선(10)이하 암 반층까지 파일(20)을 항타하고 중앙 파일(20) 상단부에 하부저수함(30)의 하부저수함(37)을 축조하고 하부저수함전동밸브구(32)에 하부저수함전동밸브(32)를 장착하고
    축조된 하부저수함(30) 내부에 피스톤하부판(51)과 피스톤봉(54) 그리고 피스톤상부판(55)로 구성되어 조립 완료된 피스톤(50)을 하부저수함(30) 바닥에 직립시키고 피스톤하부판(510)에 형성된 피스톤전동밸브구(52)에 피스톤전동밸브(53) 그리고 피스톤압밀판(56)에 형성된 피스톤압밀판구(52')에 압밀판전동밸브(57)을 장착하며
    하부저수함(30) 상단에 상부저수함출수통로구(41) 그리고 발전실홈(43)이 형성된 상부저수함(40)을 축조하여 상부저수함실(42)을 구성하고
    상부저수함(40)에 형성된 발전실홈(43) 바닥에 발전기(71)을 장착하고 상단에 유입구전동밸브(76)과 하단에 유출구전동밸브(77)이 장착된 출수통로(73)의 유출구전동밸브(77) 부분을 상부저수함(40) 바닥 벽면에 형성된 상부저수함출수통로(41)에 장착하고 발전실커버(74)의 상단 외측 벽면에 형성된 유입구(72)에 출수통로(73)의 유입구전동밸브(76)과 일치되게 장착 축조한 발전실이고
    보조함(60) 파일 상단에 보조함지렛대구(61)이 형성된 보조함(60)을 상부저수함(40)의 삼면에 접하여 축조하고
    축조된 각 보조함(60)의 내부에 각 각 프로터(62)를 장착하고 상부저수함(40) 상단에 피스톤수중함상부판구(81)과 피스톤수중함지렛대구(82)가 형성된 피스톤수중함(80)을 축조하며
    지렛봉(121)이 장착된 지렛대(120)의 받침대(124)을 각 보조함(60)에 형성된 보조함지렛대구(61)과 피스톤수중함(80)의 상부 끝단에 임시로 정착하고 보조함(60)에 내장된 프로터(62)의 프로터상부판구(65)와 저수함(30)에 내장된 피스톤(50)의 피스톤상부판구(56)가 임시로 기 정착된 지렛대(120)의 받침대구(125)와 일치하게 임시로 고정 정착하고 각 지렛봉(121)의 프로터구(122)와 각 프로터(62)의 프로터상부판구(65)를 일치시켜 프로터핀(66)을 결합장착하고 피스톤(50)의 피스톤상부판구(59)과 지렛봉(121)의 피스톤구(123)을 일치시켜 피스톤핀(59')을 결합 장착하며 각 지렛대(120)의 각 각의 받침대(124)를 피스톤수중함(80) 끝단과 보조함(60)의 보조함지렛대구(61)의 하단에 영구 정착하고 중수위(140)와 프로터(62)의 하단부가 일치하면 각 보조함(60)과 상부저수함(40)의 프로터(62)와 피스톤(50)의 임시 정착 장치를 해제하고
    피스톤수중함(80)의 상단에 피스톤수상함지렛대구(91)이 형성된 피스톤수상함(90)을 축조하는 것을 특징으로 하는 해상직립식소수력발전시스템(240)
  2. 청구항 제1항에서
    해저면으로 부터 일정한 높이에 고정 정착된 해상직립식소수력발전시스템(240)은 고수위(130)시 부터 발전을 개시하게 되는데 이때의 각 부재의 위치를 보면 각 보조함(60)의 프로터(62)의 부유체(63) 하부는 해상의 고수위(130)에 위치하고 각 지렛대(120)의 프로터구(122)는 보조함(60) 상부에 위치하며 피스톤 구(123)과 피스톤(50)의 피스톤상부판(58)은 피스톤수중함(80)의 상부에 위치하고 피스톤압밀판(56)은 상부저수함실(42)의 중단에 그리고 피스톤(50)의 피스톤하부판(51)은 하부저수함실(33) 하부에 위치한 상태에서 발전실(70)의 취수통로(73)의 유입전동밸브(76)과 유출전동밸브(77)가 열리면서 고수위(130)에서 발전을 시작하는 계통도로서 이때 저수함실(39) 하부에 약간의 해수를 담수 하여 저수조(30)의 충격을 감하도록 하고
    해상의 해수가 발전실(70)의 열린 유입전동밸브(76)로 유입수(160)가 출수통로(73)로 유입되고 발전기(71)을 작동하여 전력을 생산하고 열린 유출전동밸브(77)로 유출수(170)가 되어 유출되어 유출수(170)이 열린 피스톤전동밸브(53)을 통하여 하부저수함실(33)에 유입되며 공기는 하부저수함실(33) 내부에서 상부저수함(40)의 피스톤압밀판(56)의 압밀판전동밸브(57) 그리고 피스톤수중함(80)의 피스톤상부판구(81)과 피스톤수상함(90)의 피스톤수상함지렛대구(91)을 통하여 외부로 배기(190)되고 조수 간만의 차에 따라 고수위(130)에서 중수위(140)으로 변화하여 각 지렛대(120)는 수평을 이루어 보조함(60)의 부유체(63) 하부가 보조함(60) 중앙에 위치하고 피스톤상부판(58)이 피스톤수상함(90) 하부에 위치하며 피스톤하부판(51)은 하부저수함실(33) 중앙으로 상승하고
    해수의 지속적인 유입으로 상단 좌측도와 같은 상황이 반복되어 저수함실(39)에 유출수(170)가 2배로 증가하였으며 지렛대(12)의 프로터구(122)의 위치는 내려가고 피스톤구(123)의 위치는 올라가 부유체(63)은 보조함(60)의 하부에 위치하고 피스톤상부판(58)는 피스톤수상함(90)의 상부에 위치하며 피스톤하부판(51)과 피스톤 압밀판(56)은 각 각 하부저수함실(33)과 상부저수함실(42) 상부로 상승하면
    같은 상황에서 먼저 피스톤(50)의 프스톤하부판(51)에 장착된 피스톤전동밸브(53)와 피스톤압밀판(56)에 장착된 압밀판전동밸브(57) 닫고 하부저수함(30)의 하부저수함전동밸브(32)를 열어 배수를 준비하고
    조수 간만의 변화에 따라 지렛대(120)이 수평이 되어 피스톤하부판(51)과 피스톤압밀판(56)은 각 각 하부저수함실(33)과 상부저수함실(42) 중앙으로 하강하여 피스톤하부판(51)의 하부에 있던 유출수(170)을 열린 하부저수함(30) 하부의 하부저수함전동밸브(32)를 통하여 하부저수함실(33)에서 배출수(180)가 배출되고 피스톤하부판(51) 상부에는 유출수(170)가 저장되며
    조수 간만의 변화에 따라 지렛대(120)의 프로터구(122)가 올라가고 피스톤구(123)이 내려가 피스톤하부판(51)과 피스톤압밀판(56)은 각 각 하부저수함실(33)과 상부저수함실(42) 하부로 하강하여 하부저수함실(33) 하부의 유출수(170)이 열린 하부저수함전동밸브(32)를 통하여 배출수(180)로 배출되고 피스톤하부판(51) 상부에는 유출수(170)가 2배로 저장되어
    같은 상황에서 먼저 하부저수함(30) 하부의 하부저수함전동밸브(32)를 잠그고 피스톤전동밸브(53)과 압밀판전동밸브(57)을 열면
    조수 간만의 변화에 따라 지렛대(120)이 수평이 되고 피스톤하부판(51)과 피스톤압밀판(56)은 각 각 하부저수함실(33)과 상부저수함실(42) 중앙으로 상승하여 피스톤하부판(51)의 상부에 저장된 유출수(170)이 열린 피스톤전동밸브(53)를 통하여 하부저수함실(33) 하부로 유동되어 3배로 저장되고
    조수 간만의 변화에 따라 지렛대(120)의 프로터구(122)가 하강하고 피스톤구(123)이 상승하여 피스톤하부판(51)과 피스톤압밀판(56)은 각 각 하부저수함실(33)과 상부저수함실(42) 상부로 상승하고 유출수(170)이 하부저수함실(33)에 충만되면
    같은 상황에서 먼저 피스톤전동밸브(53)과 압밀판전동밸브(57)을 닫고 하부저수함전동밸브(32)를 열어 배수를 준비하여
    조수 간만의 변화에 따라 지렛대(12)가 수평이 되고 피스톤하부판(51)과 피스톤압밀판(56)은 각 각 하부저수함실(33)과 상부저수함실(42) 중앙으로 하강하여 피스톤하부판(51)에 저장된 유출수(170)을 하부저수함실(33) 외부의 배출수(180)로 배출하고 피스톤하부판(51) 상부에 유출수(170)이 저장되고
    조수간만의 변화에 따라 지렛대(120)의 프로터구(122)가 상승하고 피스톤구(123)이 하강하여 피스톤하부판(51)과 피스톤압밀판(56)은 각 각 하부저수함실(33)과 상부저수함실(42) 하부로 하강하여 저장된 유출수(170)을 하부저수함실(33) 외부의 배출수(180)로 배출하고 피스톤하부판(51)의 상부에 2배의 유출수(170)이 저장되면
    같은 상황에서 먼저 하부저수함전동밸브(32)를 닫고 피스톤전동밸브(53)와 압밀판전동밸브(57)을 닫은 계통도로서 이후 발전 계통도는 도19의 상단 우측도 부터 도20의 하단 우측도와 같이 반복되는데
    피스톤하부판(51)은 조수 간만의 차보다 2배의 거리와 속도로 이동하는 것을 도시한 계통도로서 원인 지렛대(120)의 받침대(124) 구조에 있는데 지렛봉(121)의 지렛대받침구(127)의 위치가 지렛봉(121) 전체의 길이의 1/3과 2/3 지점에 위치한 지렛대 원리를 활용한 것으로 피스톤하부판(51)에 저장된 2배의 유출수(170)을 저수함실(39) 외부로 배출하는 것과 하부저수함(30)의 크기가 한 주기의 유입량보다 4배수 이상 크게 형성하여 피스톤하부판(51)과 피스톤압밀판(56)이 하부저수함실(33)과 상부저수함실(42)의 상부와 하부를 일일 2회 왕복 운동하는 주기를 특징으로 조수 간만의 변화에 영향 없이 지속적으로 95% 이상의 발전 효율을 유지하는 해상직립식소수력발전시스템(240)
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