KR20110093308A - 교각의 충돌방지 구조물을 이용한 조류발전장치 및 그 시공방법 - Google Patents

교각의 충돌방지 구조물을 이용한 조류발전장치 및 그 시공방법 Download PDF

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Abstract

교각의 충돌방지 구조물을 이용한 조류발전장치 및 그 시공방법이 개시된다. 본 교각의 충돌방지 구조물을 이용한 조류발전장치는 터빈모듈이 내부에 축설된 터빈지지 구조물과, 상기 터빈모듈과 동력이 전달되도록 연결되어 전달된 동력으로 전력을 생산하기 위한 발전모듈을 포함하고, 상기 터빈지지 구조물은 서로 인접하는 한 쌍의 충돌방지 구조물 사이에 설치되며, 상기 발전모듈은 상기 충돌방지 구조물의 상부에 설치되는 것이다. 또한, 시공방법은 a) 서로 근접한 충돌방지 구조물 사이에 터빈모듈을 갖는 터빈지지 구조물을 배치하는 단계; b) 상기 각 충돌방지 구조물의 상면에 상기 터빈지지 구조물을 지지하기 위한 상부지지 구조물을 설치하는 단계; c) 상기 충돌방지 구조물의 상면에 발전모듈을 설치하는 단계; 및 d) 상기 발전모듈과 상기 터빈모듈을 연결하되, 상기 터빈모듈로부터 발생된 동력이 상기 발전모듈로 전달되어 발전이 이루어지도록 상기 발전모듈과 상기 터빈모듈을 기구적으로 연결하는 단계를 포함한다. 이러한 교각의 충돌방지 구조물을 이용한 조류발전장치 및 그 시공방법에 따르면, 교량의 교각을 보호하도록 교각의 주변에 바지선이나 선박이 교각에 직접 충돌하지 않도록 이미 설치된 충돌방지 구조물에 조류발전장치를 설치함으로써 조류발전장치를 설치하기 위한 기초구조물이 불필요하게 되어 시공비용이 현저하게 절감될 수 있다.

Description

교각의 충돌방지 구조물을 이용한 조류발전장치 및 그 시공방법{A TIDAL CURRENT GENERATOR DEVICE USING IMPACT PREVENTIVE STRUCTURE OF PIER AND THEREOF CONSTRUCTION METHOD}
본 발명은 교각의 충돌방지 구조물을 이용한 조류발전장치 및 그 시공방법에 관한 것으로, 특히 기존의 교각 주변에 설치된 충돌방지 구조물에 조류발전장치를 설치함으로써 발전장치의 지지구조물 설치비용을 현저하게 절감할 수 있는 교각의 충돌방지 구조물을 이용한 조류발전장치 및 그 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로 육지과 섬을 연결하거나 섬과 섬을 연결하기 위하여 건설되는 장대교량의 경우, 항로 확보 등을 위하여 인천대교나 영종대교와 같이 사장교 또는 현수교 형식으로 건설하여 주탑 사이의 거리와 교량 형고를 충분히 확보할 수 있도록 하고 있다.
따라서 대부분의 장대교량은 사장교 또는 현수교 형식의 해상교량이다.
이러한 장대교량은 교통 여건상 고립되어 있는 도서지역의 교통 상황을 개선 시킴으로써, 그 지역에 존재하는 많은 관광자원에 대한 접근성을 높여 해당 지역의 관광수입을 증대시키는데 크게 기여할 뿐만 아니라, 장대교량 자체가 건설되는 지역의 랜드마크(Landmark)로 많은 관광수입을 올리는 관광지가 되고 있다.
일례로 최근 개통된 인천대교는 영종도 측 연결지역의 관광수입을 올리는 데 크게 기여하고 있으며, 광안대교의 경우 그 지역의 랜드마크로 크게 기여하고 있다.
한편 장대교량은 항시 바람이나 파도와 같은 하중을 받고 있으며, 그 자체에도 많은 차량 통행 하중이 작용하므로 안전한 설계가 중요하고, 구조적인 안전성을 감시하기 위한 여러 센서와 유지관리시스템이 적용되고 있다.
또한 장대교량은 랜드마크로서의 기능이 중요하기 때문에 여러 가지 형태의 경관조명을 사용하여 미관성을 향상시키고 있으며, 이로 인하여 장대교량은 기존 교량에 비하여 많은 전력을 사용하게 된다.
한편 장대교량은 전술한 바와 같이 주로 해상에 건설되어 해상에 존재하는 파도와 조류, 상부에 존재하는 바람과 태양열, 태양광 등의 신재생 에너지 자원이 풍부하여 그 활용 가능성이 높다고 할 수 있다.
그러나 최근까지의 교량 설계에서는 이러한 신재생 에너지 자원이라 할 수 있는 파도, 조류, 바람 등의 영향을 최소화하기 위한 단면설계 등에 대한 연구가 주로 수행되어 왔으며, 이러한 신재생 에너지 자원을 적극적으로 활용하여 경관조명, 유지관리시스템 등에 대하여 활용하고자 하는 시스템이 제안된 사례가 거의 없다.
최근 정책적으로 그린 에너지 개발에 연구를 집중하고 있는 시점에서 교량을 이용한 친환경 에너지 개발이 시급한 실정이다.
따라서, 본 발명의 기술적 과제는 일반교량 또는 장대교량 주위에 풍부하게 존재하고 있는 친환경 에너지 자원 중 조류 에너지를 적극적으로 활용하여 장대교량에 필요한 경관조명 및 유지관리시스템에 대한 전력을 공급할 수 있고 설치비용이 현저하게 절감될 수 있는 조류발전장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 기술적 과제는 교각의 충돌방지 구조물을 이용하여 조류발전장치를 시공할 수 있는 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 기술적 과제를 해소하기 위해, 본 발명은,
터빈모듈이 내부에 축설된 터빈지지 구조물과, 상기 터빈모듈과 동력이 전달되도록 연결되어 전달된 동력으로 전력을 생산하기 위한 발전모듈을 포함하고,
상기 터빈지지 구조물은 서로 인접하는 한 쌍의 충돌방지 구조물 사이에 설치되며,
상기 발전모듈은 상기 충돌방지 구조물에 마련되는 것을 특징으로 하는 교각의 충돌방지 구조물을 이용한 조류발전장치를 제공한다.
다른 실시 예는,
터빈모듈이 내부에 축설된 터빈지지 구조물과, 상기 터빈모듈과 동력이 전달되도록 연결되어 전달된 동력으로 전력을 생산하기 위한 발전모듈을 포함하고,
상기 터빈지지 구조물은 조류의 흐름방향과 교차되는 각도를 이루도록 충돌방지 구조물의 측면영역에 배치되며,
상기 발전모듈은 상기 충돌방지 구조물에 마련되는 것을 특징으로 하는 교각의 충돌방지 구조물을 이용한 조류발전장치를 제공한다.
상기 터빈지지 구조물은 복수개로 구성되고, 조류의 흐름방향과 교차되는 각도를 이루도록 상기 충돌방지 구조물 사이의 마주보는 영역에 각각 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 각도는 85°- 95°인 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 충돌방지 구조물이 설치된 바닥에는 유속을 증가시키거나 흐름을 제어하도록 바닥에 접하여 흐르는 조류를 상기 터빈모듈 측으로 유도하기 위한 기초구조물이 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 기초구조물은,
중앙부가 상방으로 돌출되어 바닥에 접하여 흐르는 조류를 상기 터빈모듈이 설치되는 중앙부 측으로 유도하기 위한 경사진 유도경사면을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 기초구조물의 가장자리는 상기 충돌방지 구조물의 외주면에 접하도록 만곡지게 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 충돌방지 구조물의 전방영역에는 조류를 상기 터빈모듈 측으로 유도하여 유속을 증가시키기 위한 유도구조물이 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 충돌방지 구조물의 전방 측에는 부유물 및 수생생물의 유입을 차단하기 위한 스크린이 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 스크린의 중간부는 충돌방지 구조물의 전방측에 배치되고, 양단은 각각 충돌방지 구조물의 외측 영역에 각각 배치되어 조류에 의해 이동하는 부유물 및 수생생물이 중간부를 기준으로 양측으로 비켜나도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 터빈지지 구조물의 전면에는 부유물 및 수생생물의 유입을 차단하기 위한 스크린이 설치되는 것을 특징으로 한다.
한편, 조류발전장치를 교각의 충돌방지 구조물에 설치하기 위한 시공방법으로서,
a) 서로 근접한 충돌방지 구조물 사이 또는 조류와 교차되는 각도를 유지하여 상기 충돌방지 구조물의 측면영역에 터빈모듈을 갖는 터빈지지 구조물을 배치하는 단계;
b) 상기 각 충돌방지 구조물의 상면에 상기 터빈지지 구조물을 지지하기 위한 상부지지 구조물을 설치하는 단계;
c) 상기 충돌방지 구조물에 발전모듈을 설치하는 단계; 및
d) 상기 발전모듈과 상기 터빈모듈을 연결하되, 상기 터빈모듈로부터 발생된 동력이 상기 발전모듈로 전달되어 발전이 이루어지도록 상기 발전모듈과 상기 터빈모듈을 기구적으로 연결하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 교각의 충돌방지 구조물을 이용한 조류발전장치 시공방법을 제공한다.
상기 터빈모듈이 내설된 터빈지지 구조물이 설치되는 충돌방지 구조물의 주변 바닥에 바닥에 접하여 흐르는 조류를 상기 터빈모듈 측으로 유도하여 유속을 증가시키거나 유속을 제어하도록 유도경사면을 구비한 기초구조물을 설치하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 충돌방지 구조물의 전방측에 부유물 및 수생생물의 유입을 차단하기 위한 스크린을 설치하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 충돌방지 구조물의 전방영역에는 조류를 상기 터빈모듈 측으로 유도하여 유속을 증가시키기 위한 유도구조물을 설치하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 교량의 교각을 보호하도록 교각의 주변에 바지선이나 선박이 교각에 직접 충돌하지 않도록 이미 설치된 충돌방지 구조물에 조류발전장치를 설치함으로써 조류발전장치를 설치하기 위한 기초구조물이 불필요하게 되어 시공비용이 현저하게 절감될 수 있다.
또한, 충돌방지 구조물을 이용하여 조류발전으로 전력을 공급할 수 있으므로써 일반교량 또는 장대교량 주위에 풍부하게 존재하고 있는 친환경 에너지 자원 중 조류 에너지를 적극적으로 활용할 수 있을 뿐만 아니라, 장대교량에 필요한 경관조명 및 유지관리시스템에 대한 전력을 공급할 수 있는 효과가 제공된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 교각의 충돌방지 구조물을 이용한 조류발전장치를 도시한 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 조류발전장치가 설치된 상태를 도시한 평면도.
도 3a,3b,3c,3d,3e,3f는 교각의 충돌방지 구조물을 이용하여 조류발전장치를 시공하는 과정을 설명하기 위한 각 단계 도면.
도 4는 본 발명에 따른 기초구조물을 도시한 개략적 설치단면도.
도 5는 도 1에 도시된 충돌방지 구조물에 스크린과 유도구조물이 설치된 상태를 도시한 평면도.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예를 도시한 평면도.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.
첨부된 도면 중에서 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예 따른 조류발전장치(100)는 도 3에 도시된 바와 같이 교량의 교각 전방(조류가 유입되는 방향)에 각각 배치되는 충돌방지 구조물(30) 사이에 설치되는 것이다. 그러나, 조류발전장치(100)의 설치위치는 어느 곳에 위치한 충돌방지 구조물(30)에도 설치될 수 있음은 물론이다.
이를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
터빈모듈(110)은 회전축에 헬리컬 터빈이 결합된 구조를 갖는 것으로, 이러한 헬리컬 터빈은 공지된 것이므로 상세한 설명은 생략한다.
그리고, 터빈지지 구조물(120)은 터빈모듈(110)이 그 내부에 축설되는 것으로, 그 전방측에는 스크린(122)이 설치된다. 이 터빈지지 구조물은 터빈모듈(110)을 회전지지할 뿐만 아니라, 부유물이나 수생생물로부터 터빈을 보호한다. 이러한 터빈지지 구조물(120)의 하부는 바닥 또는 기초구조물(40)에 고정되고, 상부는 상부지지 구조물(160)에 의해 충돌방지 구조물(30)의 상부측에 고정되며, 도 1 내지도 2에 도시된 바와 같이 2개로 구성된다. 그러나 이에 국한되는 것은 아니고, 충돌방지 구조물(30) 사이의 거리에 따라 1개 또는 2개 이상이 설치될 수 있다.
발전모듈(130)은 터빈모듈(110)로부터 발생되어 전달된 동력으로 전력을 생산하도록 구성된 것이다. 이러한 발전모듈(130)은 이미 공지된 기술이므로 그 구체적인 설명은 생략한다.
한편, 충돌방지 구조물(30)은 도 2에 도시된 바와 같이 교량의 교각 주변에 설치되어 선박이나 바지선 등이 교각에 충돌하는 것을 방지하기 위한 것으로, 대부분 조류에 영향을 받지 않도록 원통형으로 형성된다. 따라서, 인접하는 양측의 충돌방지 구조물(30) 사이의 유속은 다른 곳에 비하여 빠르다. 즉, 조류가 충돌방지 구조물(30)의 둥근 외주면을 따라 좁아진 충돌방지 구조물(30)들 사이를 통과하게 되므로 벤츄리과 같이 그 좁아진 영역에서 유속이 빨라지게 되는 것이다.
본 발명에 따른 조류발전장치(100)는 이러한 충돌방지 구조물(30)들 사이 및 그들의 상부에 설치된다. 그러나, 전술한 바와 조류발전장치(100)는 어떠한 위치에 있는 충돌방지 구조물(30)에도 설치될 수 있음은 물론이나, 서로 인접한 충돌방지 구조물(30) 사이에 설치함으로써 발전효율을 높일 수 있다.
한편, 기초구조물(40)은 충돌방지 구조물(30)이 설치된 바닥에 설치되는 것으로, 충돌방지 구조물(30)들 사이를 통과하는 조류의 유속을 증가시키거나 유속을 제어하도록 구성된 것이다. 이러한 기초구조물(40)은 도 3b 및 도 4에 도시된 바와 같이 바닥에 접하는 면은 평편하고, 중앙부(44)가 상방으로 돌출되어 조류가 유입되는 방향에 유도경사면이(42)이 경사지게 형성된 구조를 갖는다. 그리고, 후방측(중앙부를 기준으로 조류가 빠져나가는 방향)에도 경사면이 형성되는 것이 바람직하다. 이는 밀물 썰물에 의해 시차를 두고 조류가 양방향으로 각각 유입될 수 있기 때문이다. 이러한 유도경사면(42)을 갖는 기초구조물(40)은 터빈모듈(110)이 내설된 터빈지지 구조물(120)을 바닥으로부터 일정높이만큼 이격시켜 설치되도록 함으로써, 균일한 유속이 터빈모듈(110)에 작용하도록 한다.
즉, 도 4에 도시된 바와 같이 바닥에 접하여 흐르는 조류가 바닥에 접한 관계로 저항을 받게 되어 바닥으로부터 이격된 상부측 영역의 조류보다 늦게(유속이 느림) 흐르게 되어 터빈모듈(110)에 균일한 유속의 조류가 작용하지 않게 되는데, 이때, 바닥에 접한 상태로 유입되는 조류가 유도경사면(42)을 따라 터빈모듈(110) 측으로 유도되면서 상부측 영역의 조류와 같은 유속으로 터빈모듈(110)에 작용하게 되는 것이다. 따라서, 이와 같은 기초구조물(40)은 유속을 증가시킴과 동시에 유속을 제어, 즉 바닥에 접하여 흐르는 조류를 상부측으로 유도하여 유속을 제어하게 되는 것이다.
한편, 이와 같은 기초구조물(40)은 도 3b 등에 도시된 바와 같이 그 양측 가장자리가 원통형의 충돌방지 구조물(30) 외주면에 밀착되어 결합되도록 만곡지게 형성되어 충돌방지 구조물(30)들 사이의 바닥에 고정 설치된다.
한편, 도 5에 도시된 유도구조물(50)은 충돌방지 구조물(30)의 전방영역에 설치되어 조류를 충돌방지 구조물(30) 사이의 터빈모듈(110) 측으로 유도하여 유속을 증가시키기 위한 것이다. 이러한 유도구조물(50)은 내측면이 조류를 터빈모듈(110) 측으로 유도하도록 만곡지게 형성되어 전방 외측으로 경사지게 설치되는 것이 바람직하다.
그리고, 터빈지지 구조물(120)의 전면에 스크린(122)이 설치되어 있으나, 보다 근본적으로 부유물을 차단하기 위해서, 충돌방지 구조물(30)의 전방측에 스크린(60)을 더 설치한다. 이러한 스크린(60)은 충돌방지 구조물(30)의 전방측에 위치하는 중간부를 중심으로 양측이 각 충돌방지 구조물(30)의 외측에 위치하게 되어 도 5에 도시된 바와 같이 평단면이 삼각형을 이룬다.
이와 같은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 조류발전장치(100)를 충돌방지 구조물(30)에 설치하는 과정을 첨부된 도면 중에서 도 3a 내지 도 3f를 토대로 설명하면 다음과 같다.
도 3a에 도시된 바와 같이 조류발전장치(100)를 시공할 충돌방지 구조물(30)을 찾되, 서로가 근접하고 조류의 흐름과 일직선을 이루는 위치에 설치된 충돌방지 구조물(30)들을 선택한다. 이때, 조류발전장치(100)를 설치하기 위한 지지 구조물로서 충돌방지 구조물(30)이 이미 존재하므로 지지 구조물을 설치하기 위한 비용이나 시공기간 등이 현저하게 절약되고 단축될 수 있는 것이다.
이어서, 도 3b에 도시된 바와 같이 각 충돌방지 구조물(30) 사이의 바닥에 조류를 터빈모듈(110)이 설치되는 영역으로 유도하면서 유속을 증가시키기 위한 유도구조물(40)을 설치한다. 이 유도구조물(40)은 전방부에 유도경사면(42)이 형성되어 있으므로, 충돌방지 구조물(30) 사이의 바닥을 흐르는 조류는 터빈모듈(110)이 설치되는 영역으로 유도되어 유속이 빨라지게 되고, 균일한 유속이 터빈모듈(110)에 작용하게 된다.
이어서, 도 3c에 도시된 바와 같이 터빈지지 구조물(12)을 각각 충돌방지 구조물(30) 사이에 설치한다. 이때, 터빈지지 구조물(12)은 충돌방지 구조물(30) 사이 중에서 조류의 흐름방향과 교차되는 각도 영역의 충돌방지 구조물(30) 사이(서로 가장 근접한 영역)에 위치하도록 설치된다. 이때, 각도는 대략 85°- 95°이나 바람직하게는 90°를 유지하도록 설치한다. 이러한 각도는 조류가 흐르는 방향과 직각을 이루도록 설치되어야 조류의 이동에너지가 가장 크게 터빈모듈(110)에 작용하기 때문이다. 즉, 조류의 흐름에 의해 터빈모듈(110)이 효율적으로 회전하도록 하기 위한 것이다.
또한, 각 충돌방지 구조물(30) 사이에서 가장 좁아진 영역의 유속이 가장 빠르기 때문에 이 영역에 터빈모듈(110)을 설치하여 터빈을 효율적으로 회전시키기 위한 것이다. 이때, 터빈지지 구조물(120)의 각 하단부는 유도구조물(40)의 상부에 고정 설치된다.
본 실시 예에서 터빈지지 구조물(120)은 수직형으로 구성되어 수직방향으로 설치되나, 이에 국한되는 것은 아니며, 수평형으로 제작되어 수평방향으로 설치될 수도 있는 것이다.
이어서, 도 3d에 도시된 바와 같이 터빈지지 구조물(120)의 상부를 고정하기 위하여 상부지지 구조물(160)의 양단을 각 충돌방지 구조물(30)의 상면에 설치하고, 그 중간부를 터빈지지 구조물(120)의 상부와 결합시킨다. 이로써 터빈모듈(110)이 설치된 터빈지지 구조물(120)은 견고하게 충돌방지 구조물(30) 사이에 설치된다.
이어서, 도 3e에 도시된 바와 같이 터빈지지 구조물(120)의 내부에 터빈모듈(110)을 설치한다.
이어서, 도 3f에 도시된 바와 같이 각 충돌방지 구조물(30)의 상면에 발전모듈(130)를 각각 설치하고, 각각의 터빈모듈(110)과 기구적으로 연결한다. 즉, 각 터빈모듈(110)의 축 상부에 베벨기어(140)를 설치하고, 충돌방지 구조물(30)의 상부에는 변속을 위한 기어박스(150)를 설치한다. 그리고, 베벨기어(140)와 기어박스(150)를 축으로 연결한다. 이 기어박스(150)는 베벨기어(140)로 전달된 터빈의 회전수를 증가시키기 위한 것이다. 그리고, 기어박스(150)의 출력축을 발전모듈(130)에 연결하여 터빈모듈(110)의 회전력이 베벨기어(140)를 통하여 기어박스(150)로 전달되어 변속된 후 발전모듈(130)을 구동시켜 전기를 생산하도록 하는 것이다. 전술한 발전모듈(130) 및 그 주변 기구물들은 충돌방지 구조물(30)의 상부나 측면 등에 설치될 수 있으며, 이에 국한되지 않고 교각 등에도 설치될 수 있으며, 별도의 구조물에 설치될 수도 있다.
이와 같은 과정으로 충돌방지 구조물(30)에 조류발전장치(100)가 설치되면 조류에 의해 터빈모듈(110)이 회전하고, 이에 따라 이 회전력은 베벨기어(140)를 통하여 기어박스(150)로 전달되어 변속된 후 발전모듈(130)로 전달되어 발전모듈(130)을 구동시키게 되므로 전기가 생산되는 것이다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이 충돌방지 구조물(30)에는 조류를 터빈모듈 (110)측으로 유도하여 유속을 증가시키기 위한 유도구조물(50)이 설치되므로, 각 충돌방지 구조물(30)의 외측으로 흐르는 조류가 충돌방지 구조물(30)들 사이로 유도되어 유속이 증가하게 되는 것이다. 이러한 유속의 증가는 터빈모듈(110)을 빠르게 회전시켜 결국 발전효율이 커지게 된다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이 충돌방지 구조물(30)들의 전방측에 삼각형 형상의 스크린(60)을 설치함으로써 부유물이 수생생물이 터빈모듈(110) 측으로 유입되는 현상이 방지될 수 있다. 이러한 삼각형 형상의 스크린(60)은 부유물이나 수생생물이 미리 그 중간부를 기준으로 좌,우측으로 비켜나도록 하는 기능을 하게 된다.
한편, 도 6은 본 발명의 다른 실시 예를 도시하고 있다.
도 6에 도시된 본 발명의 다른 실시 예는 터빈지지 구조물(120)이 하나의 충돌방지 구조물(30)에 설치된 것을 제외하고는 전술한 실시 예와 같다.
즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 터빈지지 구조물(120)이 조류의 흐름방향과 교차되는 각도, 예를 들면, 85°- 95° 바람직하게는 직각(90°)을 이루도록 충돌방지 구조물(30)의 측면에 설치된 것이다. 이러한 구조는 단독으로 배치된 충돌방지 구조물(30)이나 교각 등에 설치될 수 있다.
앞에서, 본 발명의 특정한 실시 예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
30 : 충돌방지 구조물 40 : 기초구조물
42 : 유도경사면 44 : 중앙부
50 : 유도구조물 60,122 : 스크린
100 : 조류발전장치 110 : 터빈모듈
120 : 터빈지지 구조물 130 : 발전모듈
140 : 베벨기어 150 : 기어박스
160 : 상부지지 구조물

Claims (17)

  1. 터빈모듈이 내부에 축설된 터빈지지 구조물과, 상기 터빈모듈과 동력이 전달되도록 연결되어 전달된 동력으로 전력을 생산하기 위한 발전모듈을 포함하고,
    상기 터빈지지 구조물은 서로 인접하는 한 쌍의 충돌방지 구조물 사이에 설치되며,
    상기 발전모듈은 상기 충돌방지 구조물에 마련되는 것을 특징으로 하는 교각의 충돌방지 구조물을 이용한 조류발전장치.
  2. 터빈모듈이 내부에 축설된 터빈지지 구조물과, 상기 터빈모듈과 동력이 전달되도록 연결되어 전달된 동력으로 전력을 생산하기 위한 발전모듈을 포함하고,
    상기 터빈지지 구조물은 조류의 흐름방향과 교차되는 각도를 이루도록 충돌방지 구조물의 측면영역에 배치되며,
    상기 발전모듈은 상기 충돌방지 구조물에 마련되는 것을 특징으로 하는 교각의 충돌방지 구조물을 이용한 조류발전장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 터빈지지 구조물은 복수개로 구성되고, 조류의 흐름방향과 교차되는 각도를 이루도록 상기 충돌방지 구조물 사이의 마주보는 영역에 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 교각의 충돌방지 구조물을 이용한 조류발전장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 각도는 85°- 95°인 것을 특징으로 하는 교각의 충돌방지 구조물을 이용한 조류발전장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 각도는 85°- 95°인 것을 특징으로 하는 교각의 충돌방지 구조물을 이용한 조류발전장치.
  6. 제1항 내지 제5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 충돌방지 구조물이 설치된 바닥에는 유속을 증가시키거나 흐름을 제어하도록 바닥에 접하여 흐르는 조류를 상기 터빈모듈 측으로 유도하기 위한 기초구조물이 설치되는 것을 특징으로 하는 교각의 충돌방지 구조물을 이용한 조류발전장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 기초구조물은,
    중앙부가 상방으로 돌출되어 바닥에 접하여 흐르는 조류를 상기 터빈모듈이 설치되는 중앙부 측으로 유도하기 위한 경사진 유도경사면을 구비하는 것을 특징으로 하는 교각의 충돌방지 구조물을 이용한 조류발전장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 기초구조물의 가장자리는 상기 충돌방지 구조물의 외주면에 접하도록 만곡지게 형성되는 것을 특징으로 하는 교각의 충돌방지 구조물을 이용한 조류발전장치.
  9. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 충돌방지 구조물의 전방영역에는 조류를 상기 터빈모듈 측으로 유도하여 유속을 증가시키기 위한 유도구조물이 설치되는 것을 특징으로 하는 교각의 충돌방지 구조물을 이용한 조류발전장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 충돌방지 구조물의 전방영역에는 조류를 상기 터빈모듈 측으로 유도하여 유속을 증가시키기 위한 유도구조물이 설치되는 것을 특징으로 하는 교각의 충돌방지 구조물을 이용한 조류발전장치.
  11. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 충돌방지 구조물의 전방 측에는 부유물 및 수생생물의 유입을 차단하기 위한 스크린이 설치되는 것을 특징으로 하는 교각의 충돌방지 구조물을 이용한 조류발전장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 스크린의 중간부는 충돌방지 구조물의 전방측에 배치되고, 양단은 각각 충돌방지 구조물의 외측 영역에 각각 배치되어 조류에 의해 이동하는 부유물 및 수생생물이 중간부를 기준으로 양측으로 비켜나도록 구성되는 것을 특징으로 하는 교각의 충돌방지 구조물을 이용한 조류발전장치.
  13. 제7항에 있어서,
    조류가 유입되는 상기 터빈지지 구조물의 전면에는 부유물 및 수생생물의 유입을 차단하기 위한 스크린이 설치되는 것을 특징으로 하는 교각의 충돌방지 구조물을 이용한 조류발전장치.
  14. 조류발전장치를 교각의 충돌방지 구조물에 설치하기 위한 시공방법으로서,
    a) 서로 근접한 충돌방지 구조물 사이 또는 조류와 교차되는 각도를 유지하여 상기 충돌방지 구조물의 측면영역에 터빈모듈을 갖는 터빈지지 구조물을 배치하는 단계;
    b) 상기 각 충돌방지 구조물의 상면에 상기 터빈지지 구조물을 지지하기 위한 상부지지 구조물을 설치하는 단계;
    c) 상기 충돌방지 구조물에 발전모듈을 설치하는 단계; 및
    d) 상기 발전모듈과 상기 터빈모듈을 연결하되, 상기 터빈모듈로부터 발생된 동력이 상기 발전모듈로 전달되어 발전이 이루어지도록 상기 발전모듈과 상기 터빈모듈을 기구적으로 연결하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 교각의 충돌방지 구조물을 이용한 조류발전장치 시공방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 터빈모듈이 내설된 터빈지지 구조물이 설치되는 충돌방지 구조물의 주변 바닥에 바닥에 접하여 흐르는 조류를 상기 터빈모듈 측으로 유도하여 유속을 증가시키거나 유속을 제어하도록 유도경사면을 구비한 기초구조물을 설치하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교각의 충돌방지 구조물을 이용한 조류발전장치 시공방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 충돌방지 구조물의 전방측에 부유물 및 수생생물의 유입을 차단하기 위한 스크린을 설치하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교각의 충돌방지 구조물을 이용한 조류발전장치 시공방법.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 충돌방지 구조물의 전방영역에는 조류를 상기 터빈모듈 측으로 유도하여 유속을 증가시키기 위한 유도구조물을 설치하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교각의 충돌방지 구조물을 이용한 조류발전장치 시공방법.
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