KR20110016095A - 파력발전장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 방파제에 파도가 칠 때의 파력을 이용하기 위한 것으로 파도의 힘을 받는 플레이트에 가해지는 에너지를 수직 상하 운동에너지로 전환한 후 그 에너지를 원운동에너지로 전환하여 직접 발전을 하거나 펌프식으로 해수를 펌핑하여 직접터빈을 돌려 발전을 하는 방법이다. 또한 이런 방식은 파도의 불규칙성에 따라 발전이 일정하지 않으므로 고압 해수 탱크에 펌핑을 하여 저장한 후 고압의 해수를 일정하게 압력을 조정하여 배출시켜 발전을 균일하게 하는 방법이다. 이는 발전뿐만 아니라 분수를 만드는데도 이용을 할 수가 있다.
파력발전장치, 파력발전

Description

파력발전장치{hydraulic power generating using wave power}
본 발명은 파도를 이용한 발전방법으로 플레이트를 이용하여 직선운동을 직접이용한 발전 및 펌핑식으로 해수를 압축하여 압축된 해수를 이용하여 발전하는 방법이다.
본 발명은 파도의 힘을 이용한 발전방식으로 방파제를 향하여 들어오는 해수의 힘을 플레이트로 받아 지렛대 효과를 이용한 직선운동으로 작동케 하여 직접 휠을 구동하여 발전하는 방법과 펌핑식으로 해수를 압축하여 그 압축된 해수를 이용하여 발전을 하는 방법을 도입하였다.
현재 파도를 이용한 다양한 발전 방식이 있으나 파도가 일정치 않아 발전이 불규칙하게 일어나므로 해서 파력을 이용한 발전을 하더라도 전력의 생산이 안정적이지 못하여 안정적이고 균일한 발전 방향을 모색하고자함.
본 발명은 파도에 저항하는 판을 설치하고 파도에 의해 움직이는 운동에너지를 직선에너지로 변환시키고 그 직선운동 에너지를 이용하여 직접 발전기를 작동시켜 발전하거나 그 직선운동 에너지를 이용하여 펌프식으로 해수를 1차로 고압탱크에 저장한 후 해수의 고압을 이용하여 압력을 일정하게 하여 수차 또는 터빈을 작동시켜 항시 균일하게 발전이 되도록 한다.
효율적이고 안정적인 파력을 이용한 발전 또는 파력에너지의 사용이 가능함
본 발명은 파도에 저항하는 판을 설치하고 그 판을 움직이는 운동에너지를 수직운동 에너지로 변환시키고 그 수직운동에너지를 이용하여 직접 발전기를 작동시켜 발전하거나 그 수직운동 에너지를 이용하여 펌프식으로 해수를 1차로 고압탱크에 저장한 후 해수의 고압을 이용하여 압력을 일정하게 유지하도록 조절하여 수차 또는 터빈을 작동시켜 항시 균일하게 발전하도록 한다.
파력을 이용하는 방법은 도1과 같이 파도의 방파제로의 진행 방향에 따른 힘을 플레이트(101)가 받도록 하고 플레이트가 받는 힘을 수직샤프트(102)를 통해 전달하여 기어(103과 104)를 통해 전달하여 트랜스미션휠(105,106)을 원운동에너지로 전환시킨후 벨트식 또는 체인식 또는 기어식으로 증폭시킨 후 발전기를 구동시켜 발전을하는 방법을 통해 이를 구현한다.
이때 수직기어(103,104)에 의해 작동하는 트랜스미션휠은 한방향으로만 구동되는 기어식을 이용하여 수직샤프트(102)가 위로 올라갈때는 104번 수직기어 와 연결된 109번발전기가 구동되도록 하고 수직기어가 하강시는 103번쪽기어와 맞물린 105번트랜스미션휠이 작동하도록 하여 상하운동 시 모두 발전기가 작동되도록 한다.
이때 수직기어(103,104)의 날을 양면으로 하지 않고 한쪽 면에 두 가지 기어방식을 적용한 수직기어(112)를 제작 부착할 경우 이에 부합하는 두 가지 투웨이 일체형 트랜스미션휠을 이용하면 상하 운동 시 언제나 동일방향으로 진행되어 운동에너지의 낭비가 없는 발전이 가능하다.
또한 파력에너지를 이용한 발전방법은 도2와 같이 펌프식으로 하여 터빈을 작동하여 직접 발전하는 방법이 있다. 이 방법은 불규칙하고 효율이 떨어지나 발전이 아닌 분수노즐을 이용할 경우 자연적인 파력에 따른 불규칙분수를 제작할 수 있어 이를 이용한 저절로 작동하는 분수도 제작이 가능하다.
펌프식으로 할 경우 단일 발전기로는 불규칙하나 다수의 발전기를 이용할 경우 전기를 축전하여 조정하여 송전할 경우 이 경우도 유용하게 이용되어 질 것이 다.
그리고 2차로 터빈을 작동시킨 후 배출되는 해수를 그냥 바다로 방출하지 않고 이를 모아 2차로 물레방아식 수차를 이용할 경우 추가 발전이 이루어지며 해변에서 또 다른 볼거리를 제공하는 효과도 있을 것이다.
또한 도3은 파력에너지를 수직운동에너지를 이용해 펌프를 작동시켜 해수를 고압탱크에 저장하고 이를 이용하여 발전하는 방법이다.
301의 플레이트를 통한 파력은 샤프트(302)를 통해 수직운동에너지로 전환된다. 이 샤프트(302)는 펌프의 실린더 역할을 하며 노즐(302)을 통해 고압 탱크(306)으로 해수를 저장하게 된다. 충분한 압력이 생성이 되면 관로(304)를 통해 배출시켜 발전용 터빈(305)을 작동시켜 발전을 한다. 샤프트(302)에 도3과 같이 다수의 펌프를 작동하게 하여 24시간 고압 탱크에 이를 고압으로 저장한 후에 이를 방출하므로 저장되는 양에 따라 일정시간 작동을 시키면 파도의 불규칙한 운동에 의해 발생 되는 불규칙한 발전을 일정하고 균일한 전력을 생성할 수 있게 된다.
또한 파도는 그 힘의 경중은 있을지라도 끊임없이 발생하므로 이를 효과적으로 이용하는 방법이 될 것이다 또한 지렛데 효과로 플레이트(301)와 샤프트(302)를 적절하게 조절하면 최대한의 해수 펌핑이 가능할 것이다. 도3에서 도300은 해수가 해안으로 밀려올 때의 플레이트의 상태이다 .
이때 도3의 플레이트에 부착된밸브(307)은 플레이트에 일체화하여 해수의 저항을 받아 샤프트에 에너지를 최대한 받게하며 도3의300-1은 해수가 방파제에 부딪쳐 되돌아 올 때 플레이가 작동하는 모양이다.
이때 밸브(307)는 개방되어 해수의 저항을 줄여준다. 이는 해수의 되돌아오는 힘을 모두 플레이트에 받게 할 경우 풀레이트와 샤프트 그리고 펌프를 파괴할 수 있는 힘이 제공될 수 있기 때문이다.
도1은 파도의 힘을 수직운동에너지로 전환하여 직선기어를 이용하여 휠을 작동시키는 발전방법에 대한 도면이다
도2는 플레이트가 받는 수력을 수직운동에너지로 전환하여 그 수직운동에너지를 펌프식으로 이용하여 해수를 바로 펌핑 압축 분사하여 터빈을 회전시켜 발전하는 방식을 나타낸 것이다.
도3은 다수의 플레이트를 설치하여 펌핑하여 해수 압축관에 해수를 압축하여 압축된 해수를 이용하여 발전하는 방식을 나타낸 것이다.
도4는 해수 펌핑시의 압축노즐을 나타낸 것이다.
도5는 플레이트의 작동에 따른 직선 운동에너지를 이용하여 직접 압력노즐을 통해 발전하는 도면이다.
<주요 도면에 대한 부호의 상세한 설명>
101은 믈레이트로 물의 힘을 받는 역할을 한다.
102는 수직기어가 결하된 형태의 샤프트로 플레이트(101)를 지지하며 플레이트가 받는 수력을 수직운동으로 전환시켜주는 역할을 한다.
103은 수직기어의 한 쪽 면으로 이 기어는 수직기어가 하방향으로 작동할 때 트랜스미션휠과
결합하여 수직운동에너지를 원운동에너지로 전환시킨다.
104는 수직기어의 다른 방향의 날로 수직기어가 상방향으로 작동할 때 발전 기와 결합하여 수직에너지를 원운동에너지로 변환시켜 발전을시킨다.
105와 107은 트랜스미션휠이다.
108과 109는 발전기이다.
110은 파도의 방파제 위로의 배출구이다. 배출구가 없을 경우 파도의 힘이 상쇄가되어 플레이트에 힘을 덜 받을 수 있어 파도의 힘이 상쇄되는 양을 줄이기 위한 배출구 형태이다.
112는 한 쪽면에 양방향의 수직기어를 제작한 도면이다.
201은 플레이트이며
202는 실린더 겸 샤프트이며
203은 터빈발전기이다.
204는 해수배출구이며
205는 플레이트에 부착된 밸브로 다량의 해수로 인한 물의 저항을 낮춰 플레이트 및 실린더 샤프트 등의 손상을 막기 위해 부착된 것이다.
207은 발전후 해수 배출관이며
208은 물레방아형 수차 또는 2차발전용 수차를 나타낸다.
209는 발전기이다.
211은 실린더 ,
212는 밸브이며 다량의 해수를 유입시키기 위해 다수의 밸브를 부착한다,
213은 터빈
214는 발전기
215는 발전 후 해수배출관
301은 플레이트,
302는 실린더겸 지지샤프트
303은 압축노즐
304는 압축된 해수를 배출하는 배출관
305는 터빈형발전기이다.
306은 해수압축탱크이며,
307은 플레이트에 부착된 밸브
308은 자동 압력조절밸브
300-1은 파도가 방파제를 향해 진행할때의 플레이트가 작동되어 실린더가 위로 올라가며 해수를 탱크안으로분사하는 형태이며
300은 방파제를 치고나온 해수가 역방향으로 진행시 플레이트가 작동하여 실린더가 하방향으로 작동하여 물이 펌프 안에 유입되는 형태를 나타낸다.
303-1은 구슬형 밸브
303-2는 노즐앞 쪽의 구슬 형 밸브의 이탈을 방지하기 위한 그물 형 지지대이다.

Claims (3)

  1. 파도가 플레이트를 밀어내므로 발생되는 직선에너지를 활용한 수직기어를 이용한 파력발전 장치
  2. 파도가 플레이트를 밀어내므로 발생 되는 직선에너지를 이용 펌핑식으로 해수를 압축하여 그 압축된 해수를 이용하여 발전하는 장치
  3. 파도가 플레이트를 밀어내므로 발생 되는 직선에너지를 활용 펌핑식으로 해수를 압축하여 압축된 해수를 이용한 분수 장치
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