KR20110100540A - 파력발전장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 파랑으로 물입자의 상하운동이 발생하는 해상에서 연속적인 발전을 할 수 있는 파력발전장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은, 발전축을 구비하는 발전기가 설치된 중심부체와; 회전축을 가지고 상기 중심부체를 중심으로 방사상으로 연장되도록 설치되며, 외면에는 상기 회전축을 중심으로 방사상으로 연장되는 다수의 날개가 고정되되 상기 날개는 상기 회전축의 길이방향에 수직으로 작용하는 수력에 대하여 일방향의 회전력을 발생시키도록 구성된 회전체와; 상기 회전체의 회전축과 상기 발전기의 발전축을 연결하여 상기 회전날개의 회전력을 상기 발전축에 전달하는 동력전달수단을 포함하는 파력발전장치를 제공한다.
Description
본 발명은 파력발전장치에 관한 것으로, 구체적으로는 방사상으로 회전체를 구비하고 물입자의 수직운동에 의해 회전체가 회전함으로써 발전하는 파력발전장치에 관한 것이다.
파력발전은 파도에 의한 물입자의 운동에너지를 기계적 운동으로 변환시켜 전기에너지를 얻는 방식으로서, 미래의 에너지원으로 많은 관심과 연구의 대상이 되고 있다.
도 1은 해상의 파랑에 의해 발생하는 물입자의 운동을 도시하고 있다.
도 1을 참조하면, 파랑이 발생하는 영역에서는 파동에너지가 이동하지만, 각 지점의 물입자는 원궤적(1)을 따라 그 자리에서 상하운동을 하고 있는 것이다. 그러한 물입자의 운동궤적(2,3)은 수심이 깊어짐에 따라 점점 작아진다.
파력발전은 주로 상기와 같은 물입자의 상하운동에 따른 에너지를 이용하는 것으로, 수면과 가까운 위치로 갈수록 많은 에너지를 얻을 수 있음을 알 수 있다.
최근, 파력발전장치가 실용화단계에 있고, 그 대표적인 파력발전 방식을 도 2에서도 도시하고 있다.
도 2의 파력발전장치는 해수면이 상승하여 공기가 압축될 때, 우측개폐구(6) 및 좌측덮개(8)가 개방되어 공기가 발전기(5)의 임펠러(4)를 회전시키고, 해면이 하강할 때는 좌측개폐구(7) 및 우측덮개(9)가 개방되면서 외부의 공기가 임펠러를 회전시킴으로써 임펠러가 항상 동일한 방향으로 회전하도록 구성되어 있다.
그러나, 상기와 같은 파력발전방식은 해수면이 상승 또는 하강으로 전환되는 시점에서 공기의 압력이 현저히 약화되면서 발전량에 편차가 생긴다.
이에 따라, 상기 편차를 줄이기 위해서는 임펠러(4)에 공급하는 공기를 저장할 수 있는 에너지저장장치(accumulator) 등을 필요로 하나, 그에 따른 효율저하나 복잡한 구성 등의 문제가 있다.
또한, 대용량으로 발전장치를 구성하기 위해서는 공기가 유동하는 내부공간을 충분한 크기로 형성해야 하므로 대형의 고정구조물을 필요로 하나, 그러한 고정구조물을 설치 및 운반하는 부담이 크고, 수심이 깊은 먼 바다에서는 상기와 같은 발전장치를 고정하기 곤란한 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 파랑으로 물입자의 상하운동이 발생하는 해상에서 연속적인 발전이 이루어지는 파력발전장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 목적은 조립 및 설치가 용이한 구조의 대용량의 파력발전장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 발전축을 구비하는 발전기가 설치된 중심부체와; 회전축을 가지고 상기 중심부체를 중심으로 방사상으로 연장되도록 설치되며, 외면에는 상기 회전축을 중심으로 방사상으로 연장되는 다수의 날개가 고정되되 상기 날개는 상기 회전축의 길이방향에 수직으로 작용하는 수력에 대하여 일방향의 회전력을 발생시키도록 구성된 회전체와; 상기 회전체의 회전축과 상기 발전기의 발전축을 연결하여 상기 회전날개의 회전력을 상기 발전축에 전달하는 동력전달수단을 포함하는 파력발전장치를 제공한다.
상기와 같은 구성에 있어서, 상기 회전체는 상기 중심부체의 둘레에 복수개가 설치되되, 인접한 상기 회전체 사이의 각도는 모두 동일하고, 그 각각의 길이는 60m 이상으로 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 날개는 상기 회전체의 외면에 길이방향으로 부착된 판상체로서, 상기 회전체의 둘레방향 중 어느 한 방향으로 편향되게 설치되도록 한다.
한편, 상기 동력전달수단은 상기 회전축이 상기 발전축을 일방향으로만 회전시키도록 원웨이베어링을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 동력전달수단은 회전축에 결합된 유니버셜조인트을 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 동력전달수단은 상기 발전축에 설치된 베벨기어와, 상기 베벨기어를 구동시키는 베벨피니언과, 상기 베벨피니언에 회전력을 전달하는 연결축을 더 포함하고, 상기 유니버셜조인트은 상기 연결축과 상기 회전축을 연결하고, 상기 원웨이베어링은 상기 베벨피니언과 상기 연결축을 연결하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 회전체는 상기 중심부체로부터 분리될 수 있도록 상기 동력전달수단과 연결하는 것이 바람직하다.
또 다른 한편으로, 상기 회전체의 일단부는 상기 동력전달수단에 연결되고, 타단부는 앵커에 고정된 지지체에 베어링으로 지지되도록 구성하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 구성을 가진 본 발명은 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 본 발명은 중심부체(100)의 주변에 방사상으로 뻗어 있는 복수의 회전체(200)가 파랑을 받아 회전하면서 발전기(110)를 가동시키고 있다. 따라서, 각 회전체(200)에서의 회전량이 불규칙하더라도 복수의 회전체(200)가 사방에서 중심부체(100)에 회전에너지를 전달하여 서로 보완되도록 함으로써 중심부체(100)에서는 연속적인 발전(發電)이 가능하고 발전량의 변동폭을 줄일 수 있다.
둘째, 본 발명은 회전체(200)의 길이방향으로 파랑이 이동하면서 회전체(200)에 토크를 발생시킴으로써 회전체(200)가 끊김없이 연속적으로 회전될 수 있다.
셋째, 본 발명은 어느 방향으로 파랑이 발생하더라도 회전체(200)가 방사상으로 동일한 간격으로 뻗어 있으므로 파랑의 방향의 변화에 따라 발전량의 차이가 발생하지 않는다.
넷째, 본 발명은 회전체의 길이를 평균적인 파랑의 파장 이상으로 설계함으로써 파랑의 복수의 골 또는 마루가 회전체에 작용하게 된다. 따라서, 회전체(200)에 물입자의 상승력과 하강력이 고르게 작용하여 회전체(200)의 움직임에 따른 발전효율저하를 방지하고, 안정적으로 더 큰 발전량을 얻을 수 있다.
다섯째, 본 발명은 해상에서 앵커(anchor)가 연결된 중심부체(100)를 설치한 후, 주변의 회전체(200)를 순차적으로 중심부체(100)의 연결축에 연결하는 것이므로 분해된 상태에서 설치장소로 이송할 수 있어 이송 및 설치가 용이하다. 또한, 철거 시에도 순차적으로 회전체(200)를 제거하고, 중심부체(100)를 제거할 수 있으므로 철거작업도 용이한 구조이다.
여섯째, 본 발명은 회전체에 연결된 베벨피니언이 발전축과 결합된 베벨기어를 직접 구동하는 연결방식으로 동력의 전달과정에서 동력의 손실이 작다.
도1은 해상에서 파랑에 따라 발생하는 물입자의 운동을 설명하는 설명도
도2는 종래의 파력발전장치의 구조 및 작용을 도시하는 설명도
도3은 본 발명의 일실시에 따른 파력발전장치의 설치상태를 도시하는 사시도
도4는 본 발명의 일실시에 따른 파력발전장치의 구성도
도5는 도4의 “A"부분의 확대도
도6는 본 발명에 따른 파력발전장치의 회전체의 작용에 대한 설명도
도7은 도6의 X1-X1단면, X2-X2단면에서의 작용도
도8은 본 발명에 따른 파력발전장치의 회전체의 작용에 대한 설명도
도9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 파력발전장치의 구성도
도10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 파력발전장치의 회전체의 작용도
도2는 종래의 파력발전장치의 구조 및 작용을 도시하는 설명도
도3은 본 발명의 일실시에 따른 파력발전장치의 설치상태를 도시하는 사시도
도4는 본 발명의 일실시에 따른 파력발전장치의 구성도
도5는 도4의 “A"부분의 확대도
도6는 본 발명에 따른 파력발전장치의 회전체의 작용에 대한 설명도
도7은 도6의 X1-X1단면, X2-X2단면에서의 작용도
도8은 본 발명에 따른 파력발전장치의 회전체의 작용에 대한 설명도
도9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 파력발전장치의 구성도
도10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 파력발전장치의 회전체의 작용도
본 발명의 실시예를 도면을 참고하여 보다 상세하게 설명한다.
도3은 본 발명의 일실시예에 따른 파력발전장치(10)의 사시도이고, 도4는 본 발명의 일실시예에 따른 파력발전장치(10)의 단면도를 도시하고 있다.
도3 및 도4를 참조하여 설명하면, 본 발명의 일실시예에 따른 파력발전장치(10)는 중심부체(100)와; 상기 중심부체(100)를 중심으로 방사상으로 연장되는 회전체(200)와; 상기 회전체(200)의 회전축(230)과 상기 발전기의 발전축(130)을 연결하는 동력전달수단을 포함한다.
상기 중심부체(100)는 방사상으로 뻗어있는 회전체(200)들이 모이는 중심에 위치하고 있다. 중심부체(100)의 내부에는 에어챔버(160) 및 발전기(110)가 형성되어 있고, 발전기(110)의 발전축(130)과 회전체의 회전축(230)을 연결하는 동력전달수단이 설치된다.
상기 중심부체(100)는 에어챔버(160)에 의해 부력이 발생하여 수중에서 부유할 수 있으나, 그 하부가 케이블(170)에 의해 연결된 앵커(anchor)에 고정됨으로써 수면으로 자유롭게 떠오르지 않고 수면 가까운 위치에 떠 있는 상태가 된다.
한편, 상기 회전체(200)는 회전축(230)을 가지고 내부에는 에어챔버(213)를 가지는 기둥형상의 회전몸체(210)와 그 외측의 날개(220)로 구성된다. 상기 회전체(200)는 전술한 중심부체(100)를 중심으로 방사상으로 연장되도록 복수개가 설치되고, 중심부체(100)를 중심으로 일정한 간격으로 6개 이상이 배치되어 인접한 회전체(200) 사이의 각도는 모두 동일한 것이 바람직하다.
회전몸체(210)의 외면에는 회전축(230)을 중심으로 방사상으로 연장되는 다수의 날개(220)가 고정된다. 모든 날개(220)는 둘레방향 중 일방향으로 편향되도록 구성하되, 회전몸체(210)에서 멀어짐에 따라 더 편향되어 굴곡지는 소용돌이 모양을 가지는 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 회전축(230) 방향에 수직으로 작용하는 수력에 대하여 오목한 형상을 가지는 일측에서 더 큰 항력을 받도록 형성된다. 따라서, 상기 날개(220)의 형상에 따라 회전체(200)는 회전축(230) 방향에 수직으로 작용하는 수력에 대하여 더 큰 항력을 받는 일방향으로만 회전한다.
이와 같은 작용은 도 7을 참조하여 후술한다.
상기에서 설명한 날개(220)의 구조는 바람직한 실시예를 의미하는 것이고, 회전축(230) 방향에 수직으로 작용하는 수력에 대하여 회전축(230)의 회전력을 발생시킬 수 있는 날개(220)의 구조는 모두 채용될 수 있다. 그러한 날개구조에 관하여는 풍력임펠러 및 수력임펠러 관련기술에서 다양한 구조가 이미 공지되어 있으므로 추가적인 설명을 생략한다.
날개(220)는 회전몸체의 길이방향 전체에 걸쳐 연속적으로 설치되는 판상체가 바람직하다.
또한, 회전체(200)의 전체길이는 해상에서 발생하는 파랑의 파장이 평균적으로 대략 60~150m 임을 고려하여 60m 보다 더 긴 길이로 형성함으로써 1파장 이상의 파랑이 회전체(200)에 작용하도록 한다.
물론, 상기 파장은 지역 및 날씨에 따라서 가감될 수 있으므로 설치 위치에서 측정된 연중 평균 파장을 고려하여 회전체(200)의 길이를 설정할 필요가 있다.
상기와 같이 구성된 회전체(200)는 그것의 평균적 비중을 해수의 비중(1.03)과 유사한 1정도의 비중으로 설계함으로써 수면과 가까운 위치에 떠 있는 중심부체(100)를 기준으로 대략 수평이 유지되도록 한다.
한편, 상기 동력전달수단은 상기 회전체(200)에 의해 전달되는 회전력을 발전기에 전달하는 수단이다.
상기 동력전달수단은 도 4의 “A"로 표시된 부분으로, 도 5에서 도 4의 “A"부분을 확대하여 도시하고 있다.
도 5를 참조하면, 구체적으로 본 실시예의 동력전달수단은 유니버셜조인트(140), 연결축(155), 원웨이베어링(153), 베벨피니언(150)과 베벨기어(120)로 이루어진다.
상기 유니버셜조인트(140)는 회전체(200)의 회전축(230)과 연결축(155)을 서로 연결하고 있다. 회전체(200)의 회전축(230)과 연결축(155)이 소정의 각도로 어긋난다고 하더라도 유니버셜조인트(140)에 의해 축이 손상받지 않고, 회전력을 원활히 전달할 수 있다.
연결축(155)에는 베벨피니언(150)이 설치되고, 베벨피니언(150)은 발전기의 발전축(130)에 결합된 베벨기어(120)에 동력을 전달하고 있다. 이로써, 연결축(155)의 회전력이 그것과 수직으로 배치된 발전기의 발전축(130)에 전달될 수 있다.
베벨피니언(150)은 복수개가 하나의 베벨기어(120)에 물려 있는 구조이고, 상기 복수개의 베벨피니언(150)은 중심부체(100)의 주위에 방사상으로 뻗어 있는 복수의 회전체(200)와 각각 연결되고 있다.
한편, 상기 베벨피니언(150)과 상기 연결축(155) 사이에는 원웨이베어링(One-way Bearing;153)이 설치된다. 상기 원웨이베어링(153)은 일방향으로만 회전을 전달함으로써 회전체(200)의 일방향 회전만이 발전기의 발전축(130)에 전달된다. 베벨피니언(150)과 연결축(155) 사이에 설치된 각각의 원웨이베어링(153)은 모두 베벨기어(120)가 하나의 방향으로만 회전되도록 설치되고, 그 반대방향에 대하여는 동력을 전달하지 않는다. 상기 원웨이베어링(153)을 대체하여 원웨이클러치(One-way Clutch)가 설치되는 것도 가능하다.
한편, 연결축(155)과 유니버셜조인트(140) 사이의 결합부분, 또는 유니버셜조인트(140)와 회전축(230) 사이의 결합부분에는 결합 및 분리될 수 있는 커플링(233)이 설치되는 것이 바람직하다. 그러한 구성에 의해 회전체(200)가 중심부체(100)로부터의 분리 및 연결이 가능함으로써 본 발명에 따른 대형의 파력발전장치를 부분품별로 이동시킬 수 있어 설치 및 해체 작업이 용이하다.
미설명된 도면부호 112는 발전기(110)의 송전선이고, 도면부호 156은 연결축(155)을 지지하는 베어링이다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 파력발전장치의 작용을 설명한다.
도 6은 본 실시예의 파력발전장치의 작용을 설명하는 설명도이다.
도 6을 참고하면, 회전체(200)의 길이범위에 복수의 마루 또는 복수의 골이 형성되고 있는 상태를 도시하고 있다.
상기 마루가 형성되는 부분에는 물입자가 상승하고, 상기 골이 형성되는 부분은 물입자가 하강하는 영역이다. 따라서, 복수의 마루 또는 복수의 골이 발생하는 회전체(200)는 그 상승 및 하강하는 물입자에 의해 상승력 및 하강력이 크게 상쇄되어 그 상하방향의 움직임은 크지 않다. 이와 관련하여, 회전체(200)의 길이범위에 작용하는 마루 또는 골의 개수가 증가할수록 회전체(200)는 더 안정될 수 있다.
중심부체(100)는 앵커(anchor)에 연결된 케이블(170)에 의해 수면과 가까운 수중에 고정되어 있는 상태이고, 중심부체(100)로부터 연장되어 나온 회전체(200)도 대략 비슷한 높이를 유지하게 된다.
도 6의 골부분과 마루부분은 시간의 경과에 따라 이동하여 소정위치에서 서로 교번하여 반복적으로 변하게 된다. 전술한 바와 같이 파의 진행에 따라 물입자는 그 자리에서 회전운동을 하게 되므로 상승 및 하강을 반복하게 된다.
이에 따라, 회전체(200)의 회전축(230) 방향에 대하여 물입자가 상승 및 하강하면서 수직으로 힘을 가하게 되므로 회전체(200)가 일방향으로 회전할 수 있는 것이다.
도 7은 그러한 작용에 대하여 도시하고 있다.
도 7(a)를 참고하면, 도 6의 X1-X1 단면부에서는 골이 형성되면서 물입자가 하강하고 있는 상태이다. 회전체(200)는 전술한 바와 같이 파랑의 복수의 골 및 마루에 걸쳐 있으므로 회전체(200)에 작용하는 물입자의 상승력 및 하강력이 크게 상세되고, 또한 회전체(200)의 관성이 있으므로 물입자의 상승 및 하강에 따라 회전체(200)의 위치변화는 크지 않다. 따라서, 회전체(200) 주위의 날개(220)에 물입자가 작용하여 회전체(200)에 대하여 토크를 발생시킨다. 이때, 날개(220)가 소용돌이 모양으로 형성되어 있으므로 좌측 부분은 항력을 덜 받고, 우측 부분은 항력을 크게 받아 시계방향으로 회전한다.
물론, 회전체(200)는 상측 또는 하측으로 물입자와 함께 이동할 수는 있다. 그러나, 전술한 바와 같이 상승력 및 하강력이 동시에 작용하여 상쇄되는 부분이 크고, 회전체(200)의 관성에 의하여 물입자의 움직임과 같이 회전체(200)가 신속하게 움직이는 것이 아니므로 물입자의 상승력 및 하강력은 대부분 회전체(200)의 토크로 전환될 수 있는 것이다.
한편, 도 7(b)는 도 6의 X2-X2 단면부에서 회전체(200)의 작용이 도시되어 있다. X2-X2 단면부에서는 마루가 형성되면서 물입자가 상승하고 있는 상태이다. 따라서, 편향된 날개(220)의 형상에 의하여 회전체(200)의 좌측 부분에서는 항력을 크게 받고, 우측 부분에서는는 항력을 작게 받아 회전체(200)는 시계방향으로 회전한다.
따라서, 회전체(200)는 골이 형성되는 부분과 마루가 형성되는 부분에서 모두 동일한 회전방향의 토크를 받게 되고, 그 합산된 토크가 유니버셜조인트(140)를 통해 연결축(155)에 전달될 수 있다.
한편, 본 발명의 파력발전장치는 중심부체(100)를 중심으로 방사상으로 다수개의 회전체(200)가 뻗어 있는 상태이므로 파랑의 마루나 골과 대략 수평을 이루는 회전체(200)가 있을 수 있다.
도 8은 그와 같이 복수의 회전체(200) 중 파랑의 마루나 골에 수평인 회전체(200)의 작용을 설명하고 있다.
도 8 (a)는 회전체(200)의 길이방향 전체에서 파랑의 마루가 발생하는 상태를 도시하는 것이다. 물입자가 상승함에 따라, 회전체(200)가 전체적으로 상승력을 받게 되어 물입자와 함께 상승하려 하나, 물입자의 상승속도에 신속하게 반응하지 못하는 상태이다. 또한, 물입자의 상승을 쫓아 회전체(200)가 상승하더라도 수중에서 고정되어 있는 중심부체(100) 측에 결합된 일단부는 상승하지 않고, 자유단인 다른 측 단부만이 상승하게 된다. 따라서, 그와 같은 경우의 회전체(200)에 있어서 평균적으로 물입자의 상승에 따른 토크(T)는 중심부체(100) 측으로 갈수록 크고 상기 자유단 측 단부로 갈수록 작은 상태이다.
도 8(b)는 회전체(200)의 길이방향 전체에서 파랑의 골이 발생하는 상태를 도시하는 것이다. 이 경우, 물입자가 하강함에 따라, 회전체(200)가 전체적으로 그러한 하강력을 받게 되어 물입자와 함께 하강하려 한다. 이때, 회전체(200)는 물입자만큼 빠른 속도로 반응하지 못하므로 물입자의 하강에 따른 수력을 받게 된다. 상기 회전체(200)가 물입자의 하강에 반응하여 하강하게 되면, 중심부체(100) 측으로 갈수록 운동량이 작고 자유단 측이 운동량이 크므로 발생하는 토크(T)도 중심부체(100) 측으로 갈수록 그 크기가 클 것이다.
따라서, 물입자의 하강을 쫓아 회전체(200)가 하강하는 경우라도 회전체(200)에 토크(T)가 발생하여 회전체(200)가 회전하고 있는 상태이다.
결국, 회전체(200)가 파랑의 마루나 골에 수평으로 뻗어 있는 상태에서도 회전이 발생하고 있음을 알 수 있다.
한편, 상기와 같이 회전하는 회전체(200)는 중심부체(100)의 주변에 복수개가 배치되어 중심부체(100) 내부에 설치된 베벨기어(120)에 동력을 공급하고 있다. 따라서, 방사상으로 배치된 회전체(200) 중 일부 회전체(200)의 회전력이 약화되더라도 베벨기어(120)는 다른 회전체(200)로부터 회전력을 공급받음으로써 연속적인 발전이 가능하다.
다음은 본 발명의 다른 실시예를 설명한다.
본 실시예에서는 회전체(200′)의 자유단 측 단부에 회전축(230)이 돌출되되 그 돌출된 회전축(232)을 베어링(256)이 지지하고 있다.
도 9를 참고하면, 상기 베어링(256)은 케이블(270)에 연결된 지지체(250)에 고정되고, 그 케이블(270)은 해저면에 낙하된 앵커(anchor)에 연결되어 있다. 또한, 상기 회전체(200′)의 내부챔버(213)에는 공기나 가스가 주입되어 회전체(200′)가 부양력을 가지도록 하고, 상기 케이블(270)은 회전체(200′)를 수평에 가깝게 유지시킬 수 있도록 중심부체(100)를 지지하는 케이블(170)과 그 길이가 거의 같도록 설계한다.
상기와 같은 구성에 따라, 회전체(200)는 중심부체(100)에 일단이 고정되고, 타단은 앵커와 연결된 지지체(250)에 고정된 상태에서 부양력을 받게 되므로 수면과 가까운 소정의 수심에 수평으로 고정된 상태가 된다. 중심부체(100) 및 회전체(200)의 나머지 구성은 전술한 실시예와 동일하다.
도 10은 상기 다른 실시예에 따라 회전체(200)가 회전하는 상태를 도시하고 있다.
본 실시예에서 회전체(200)는 수평인 상태에서 수면과 가까운 소정의 수심에 위치하고, 물입자의 상하운동을 받게 된다. 이에 따라, 회전축(230)의 길이방향에 수직으로 작용하는 수력을 날개(220)가 받게 되므로, 회전체(200)는 전술한 실시예와 같이 회전한다.
본 실시예에서는 회전체(200)의 양단이 고정되어 있으므로 전술한 실시예의 경우보다 회전체(200)의 움직임이 작고 안정적으로 토크가 발생될 수 있다.
도 10(a)는 복수의 골 및 마루가 발생하는 방향으로 뻗어 있는 회전체(200)를 도시하는 것으로, 전술한 실시예의 경우와 같이 회전체(200)가 회전하되 자유단이 없으므로 움직임이 제한되고 더 효율적으로 회전력이 발생할 수 있다.
도 10(b)는 파랑의 골 또는 마루가 발생하는 방향에 평행한 회전체(200)를 도시하는 것이다. 이 경우에 있어서도 물입자의 상승 및 하강에 따라 회전체(200)의 상승 및 하강 움직임이 지지체(250)에 의해 제한되고, 물입자의 상승력 및 하강력이 대부분 회전체(200)의 회전력으로 전환될 수 있으므로 효율적인 발전이 이루어질 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 상기의 실시예는 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에 있는 일 실시예에 불과하며, 동업계의 통상의 기술자에 있어서는, 본 발명의 기술적인 사상 내에서 다른 변형된 실시가 가능함은 물론이다.
10; 파력발전장치 100; 중심부체
110; 발전기 112; 송전선
120; 베벨기어 130; 발전축
140; 유니버셜조인트 150; 베벨피니언
153; 원웨이베어링 155; 연결축
156; 베어링 160; 에어챔버
170; 케이블 200; 회전체
210; 회전몸체 213; 에어챔버
220; 날개 230; 회전축
232; 회전축 돌출부 233; 커플링
250; 지지체 256; 베어링
270; 케이블
110; 발전기 112; 송전선
120; 베벨기어 130; 발전축
140; 유니버셜조인트 150; 베벨피니언
153; 원웨이베어링 155; 연결축
156; 베어링 160; 에어챔버
170; 케이블 200; 회전체
210; 회전몸체 213; 에어챔버
220; 날개 230; 회전축
232; 회전축 돌출부 233; 커플링
250; 지지체 256; 베어링
270; 케이블
Claims (9)
- 발전축(130)을 구비하는 발전기가 설치된 중심부체(100)와;
회전축(230)을 가지고 상기 중심부체(100)를 중심으로 방사상으로 연장되도록 설치되며, 외면에는 상기 회전축(230)을 중심으로 방사상으로 연장되는 다수의 날개(220)가 고정되되 상기 날개(220)는 상기 회전축(230)의 길이방향에 수직으로 작용하는 수력에 대하여 일방향의 회전력을 발생시키도록 구성된 회전체(200)와;
상기 회전체(200)의 회전축(230)과 상기 발전기의 발전축(130)을 연결하여 상기 회전날개(220)의 회전력을 상기 발전축(130)에 전달하는 동력전달수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 파력발전장치 - 제1항에 있어서,
상기 회전체(200)는 상기 중심부체(100)의 둘레에 복수개가 설치되되,
인접한 상기 회전체(200) 사이의 각도는 모두 동일한 것을 특징으로 하는 파력발전장치 - 제2항에 있어서,
상기 날개(220)는 상기 회전체(200)의 외면에 길이방향으로 부착된 판상체로서, 상기 회전축(230)의 길이방향에 수직으로 작용하는 수력에 대하여 일방향의 회전력을 발생시키도록 상기 회전체(200)의 둘레방향 중 어느 한 방향으로 편향되게 설치된 것을 특징으로 하는 파력발전장치 - 제2항에 있어서,
상기 동력전달수단은 회전축(230)에 결합된 유니버셜조인트(140)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파력발전장치 - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 동력전달수단은 상기 회전축(230)이 상기 발전축(130)을 일방향으로만 회전시키도록 원웨이베어링 또는 원웨이클러치를 포함하는 것을 특징으로 하는 파력발전장치 - 제5항에 있어서,
상기 동력전달수단은
상기 발전축(130)에 설치된 베벨기어(120)와,
상기 베벨기어(120)를 구동시키는 베벨피니언(150)과,
상기 베벨피니언(150)에 회전력을 전달하는 연결축(155)을 더 포함하고,
상기 유니버셜조인트(140)은 상기 연결축(155)과 상기 회전축(230)을 연결하고,
상기 원웨이베어링은 상기 베벨피니언(150)과 상기 연결축(155)을 연결하는 것을 특징으로 하는 파력발전장치 - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 회전체(200)는 상기 중심부체(100)로부터 분리될 수 있도록 상기 동력전달수단과 연결되는 것을 특징으로 하는 파력발전장치 - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 회전체(200)의 길이는 60m 이상인 것을 특징으로 하는 파력발전장치 - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 회전체(200)의 일단부는 상기 동력전달수단에 연결되고, 타단부는 앵커에 고정된 지지체(250)에 베어링(256)으로 지지되는 것을 특징으로 하는 파력발전장치
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KR1020100019589A KR20110100540A (ko) | 2010-03-04 | 2010-03-04 | 파력발전장치 |
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KR1020100019589A KR20110100540A (ko) | 2010-03-04 | 2010-03-04 | 파력발전장치 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101507352B1 (ko) * | 2014-04-24 | 2015-04-07 | 충남대학교산학협력단 | 파력발전 방파제의 수차터빈 |
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- 2010-03-04 KR KR1020100019589A patent/KR20110100540A/ko not_active Application Discontinuation
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