KR20110101918A - Tide power generator using hydrostatic - Google Patents

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KR20110101918A KR1020100021278A KR20100021278A KR20110101918A KR 20110101918 A KR20110101918 A KR 20110101918A KR 1020100021278 A KR1020100021278 A KR 1020100021278A KR 20100021278 A KR20100021278 A KR 20100021278A KR 20110101918 A KR20110101918 A KR 20110101918A
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KR1020100021278A
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유재형
임도형
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현대중공업 주식회사
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Abstract

본 발명은 수중에 설치되는 발전 발생기와, 지상 구조물이나 해수면 바깥의 해상 구조물에 설치되는 모터 간에 정유압동력전달구조가 적용되는 타입으로 구성하여 발전기가 지상 구조물이나 해상 구조물에 배치될 수 있도록 한 정유압을 이용한 조류력 발전장치를 제공함으로써, 해수의 침수에 의한 발전기의 고장과 오작동 발생률을 낮추고, 발전기를 냉각시키기 위한 냉각 시스템의 적용함에도 어려움을 해소할 수 있도록 한다. 그와 더불어 발전 발생기의 크기 축소 및 무게도 현저히 줄일 수 있어 운반 및 설치, 유지 보수를 위한 작업 편의를 제공받을 수 있도록 한다.
특히, 다수의 발전 발생기에 대한 운용이 효율적으로 이루어질 수 있어 발전 용량과 발전 효율을 높일 수 있도록 한 것이다.The present invention consists of a type in which the static hydraulic power transmission structure is applied between a power generator installed underwater and a motor installed in a ground structure or an offshore structure outside the sea level so that the generator can be placed on the ground structure or the offshore structure. By providing a tidal current power generation apparatus using hydraulic pressure, it is possible to reduce the failure rate and malfunction of the generator due to the inundation of seawater, and to solve the difficulty in applying a cooling system for cooling the generator. In addition, the size reduction and weight of the power generator can be significantly reduced, providing convenience for transport, installation and maintenance.
In particular, it is possible to efficiently operate a large number of generators to increase the power generation capacity and power generation efficiency.

Description

정유압을 이용한 조류력 발전장치{Tide Power Generator Using Hydrostatic}Tidal Power Generator Using Hydrostatic

본 발명은 정유압을 이용한 조류력 발전장치에 관한 것으로 , 더욱 상세하게는 수중에 설치되는 발전 발생기와 지상 구조물이나 해수면 바깥의 해상 구조물에 설치되는 모터 간에 정유압동력전달구조가 적용되는 타입으로 구성하여 발전기가 지상 구조물이나 해상 구조물에 배치될 수 있도록 한 것이다.
The present invention relates to a tidal current power generation device using the hydrostatic pressure, and more specifically, to the hydrostatic power generator is installed in the water and the hydrostatic power transmission structure is applied between the motor installed on the ground structure or offshore structures outside the sea surface The generator can be placed on ground or offshore structures.

일반적인 조류력 발전장치는, 밀물 또는 썰물의 원리상 양방향으로 일정하게 조류가 형성됨으로 그 조류의 힘을 이용하여 발전하는 발전장치이다. 이러한 조류력 발전장치(10)는 도 1에서 보듯이 통상적으로 증속기(12)와 발전기(14)를 기계적으로 연결하여 케이스(16)의 내부에 수용시킨 발전 발생기(18)를 갖추고 있다.The general tidal current power generation device is a power generation device that generates power by using the power of the algae because the algae are constantly formed in both directions on the principle of high or low tide. As shown in FIG. 1, the tidal current power generation device 10 typically includes a power generator 18 housed in the case 16 by mechanically connecting the speed increaser 12 and the generator 14 to each other.

그와 더불어, 상기 케이스(16)의 외부에 배치되는 회전 날개(20)는 증속기(12)와 기계적으로 연동하도록 연결되며, 상기 발전기(14)는 지상 구조물이나 해수면 바깥의 해상 구조물에 설치된 전력변환장치(22)와 전력케이블(24)을 통해 전기적으로 연결되는 구성을 가진다.In addition, the rotary vanes 20 disposed outside the case 16 are connected to the gearbox 12 so as to be mechanically interlocked, and the generator 14 is installed in a ground structure or an offshore structure outside the sea level. It has a configuration that is electrically connected through the converter 22 and the power cable 24.

위와 같이 구성되는 조류력 발전장치(10)에서 발전 발생기(18)는 앞서 언급하였듯이 조류가 형성되는 수중에 수심을 가지고 설치된다.In the tidal current power generation device 10 configured as described above, the power generator 18 is installed with a depth in the water where the algae are formed as mentioned above.

그런데, 위와 같이 구성되는 발전 발생기(18)에는 발전기(14)를 포함하고 있어, 해수의 유입으로 인한 침수나 혹은 해수와의 온도 차이에 의한 수분이 발전기(14) 내부에 생성됨으로써, 발전기(14)의 고장이나 오작동 발생률이 높고, 그에 따른 막대한 수리비용이 소요됨은 물론, 수중에 있어 수리 작업 또한 용이하지 못한 문제가 있었다.By the way, the generator generator 18 configured as described above includes a generator 14, by generating water in the generator 14 due to the inundation due to the inflow of seawater or the temperature difference with the seawater, the generator 14 ), A high rate of failures and malfunctions, and enormous repair costs, as well as the repair work in the water was not easy.

그와 더불어 상기 발전기(14)를 포함하는 발전 발생기(18)가 수중에 잠겨 있는 상태로 설치되게 되면, 발전기(14)의 냉각을 위한 냉각 시스템의 구축도 많은 어려움이 따른다. In addition, when the power generator 18 including the generator 14 is installed in a submerged state, construction of a cooling system for cooling the generator 14 also involves many difficulties.

또한, 상기 발전 발생기(18)는 증속기(12)와 발전기(14)를 포함하고 있어, 발전 발생기(18)의 크기가 크고 무게도 무거워 설치에 따른 운반 및 고정, 유지 보수를 위한 작업상에 많은 어려움과 불편함이 있다.In addition, the power generator 18 includes a speed increaser 12 and a generator 14, the size and weight of the power generator 18 is heavy, so on the operation for transport, fixing, maintenance according to the installation There are many difficulties and inconveniences.

나아가, 상기 발전 발생기(18)는 앞서 언급하였듯이 증속기(12)와 발전기(14)를 포함하고 있어, 이러한 발전 발생기(18)를 제작하기 위한 제작비용과, 유지 보수 및 설치 고정에 따른 막대한 비용이 소요되어 여러 개의 발전 발생기(18)를 운용 시 경제적이고 효율적이지 못하며, 그에 따라 발전 용량과 발전 효율 더 높일 수 없는 한계가 있었다.Furthermore, the power generator 18 includes a speed increaser 12 and a generator 14, as mentioned above, the production cost for manufacturing such a power generator 18, and the enormous cost of maintenance and installation fixing This is not economical and efficient when operating a plurality of power generators 18, accordingly there was a limit that can not further increase the power generation capacity and power generation efficiency.

본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로, 수중에 설치되는 발전 발생기와 지상 구조물이나 해수면 바깥의 해상 구조물에 설치되는 모터 간에 정유압동력전달구조가 적용되는 타입으로 구성하여 발전기가 지상 구조물이나 해상 구조물에 배치될 수 있도록 한 정유압을 이용한 조류력 발전장치를 제공함으로써, 해수의 침수에 의한 발전기의 고장과 오작동 발생률을 낮추고, 발전기를 냉각시키기 위한 냉각 시스템의 적용을 용이할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been developed in order to solve the problems of the prior art as described above, consisting of a type that is applied hydrostatic power transmission structure between the power generator installed in the water and the motor installed in the ground structure or offshore structures outside the sea surface By providing a tidal power generator using the hydrostatic pressure to allow the generator to be placed on the ground structure or offshore structure, it is possible to reduce the failure rate and malfunction of the generator due to the inundation of sea water, and to apply the cooling system to cool the generator. It aims at making it easy.

그와 더불어, 발전 발생기의 크기 축소 및 무게도 현저히 줄일 수 있어 운반 및 설치, 유지 보수를 위한 작업의 편의도 제공받을 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.In addition, it is possible to significantly reduce the size and weight of the power generator, so that the convenience of transport, installation, maintenance for work can be provided.

나아가, 새로운 타입으로 개선되는 발전 발생기의 사용으로 인해 발전 발생기에 대한 다수의 운용이 경제적, 효율적으로 이루어질 수 있어 발전 용량과 발전 효율을 높일 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
In addition, a plurality of operations for the power generator can be economically and efficiently due to the use of the power generator which is improved to a new type, and the purpose is to increase power generation capacity and power generation efficiency.

위와 같이 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 수중에 배치되며 케이스의 내부에 유압펌프가 구비되는 하나 이상의 발전 발생기와; 상기 케이스의 외부에 배치되며 유압펌프의 연결축과 연동하도록 연결되는 회전 날개와; 상기 유압펌프와 지상에 설치되는 유압모터 간에 서로 연결되는 고압라인호스 및 저압라인호스와; 상기 유압모터의 구동력이 전달될 수 있도록 유압모터의 구동축과 연결되는 발전기와; 상기 발전기와 전력케이블을 통해 전기적으로 연결되는 전력변환장치로 구성되는 정유압을 이용한 조류력 발전장치가 제공된다.
In order to achieve the object of the present invention as described above, in the present invention, at least one power generator disposed in the water and provided with a hydraulic pump inside the case; A rotary blade disposed outside the case and connected to interlock with a connecting shaft of the hydraulic pump; A high pressure line hose and a low pressure line hose connected to each other between the hydraulic pump and the hydraulic motor installed on the ground; A generator connected to the drive shaft of the hydraulic motor so that the driving force of the hydraulic motor can be transmitted; Provided is a tidal current power generation apparatus using a hydrostatic pressure composed of a power converter electrically connected through the generator and a power cable.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면, 수중에 설치되는 발전 발생기와 지상 구조물이나 해수면 바깥의 해상 구조물에 설치되는 모터 간에 정유압동력전달구조가 적용되는 타입으로 구성하여 발전기가 지상 구조물이나 해상 구조물에 배치될 수 있도록 한 정유압을 이용한 조류력 발전장치를 제공함으로써, 해수의 침수에 의한 발전기의 고장과 오작동 발생률을 낮추고, 발전기를 냉각시키기 위한 냉각 시스템의 적용함에도 어려움을 해소할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.As described above, according to the present invention, the generator is composed of a type that is applied to the hydrostatic power transmission structure between the generator and the ground structure or the motor installed in the offshore structure outside the sea surface, the generator is a ground structure or offshore structure By providing a tidal current power generation device using the hydrostatic pressure to be placed in the water, it is possible to reduce the failure rate and malfunction of the generator due to the inundation of sea water, and to solve the difficulty in applying the cooling system to cool the generator You can expect

또한, 본 발명에 따른 발전 발생기를 사용하게 되면, 발전 발생기의 크기 축소 및 무게도 현저히 줄일 수 있어 운반 및 설치, 유지 보수를 위한 작업의 편의도 제공받을 수 있으며, 그와 함께 다수의 발전 발생기에 대한 운용이 효율적으로 이루어질 수 있어 발전 용량과 발전 효율을 높일 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
In addition, by using the power generator according to the present invention, the size reduction and weight of the power generator can be significantly reduced, so that the convenience of transport, installation, and maintenance for work can be provided. It can be expected to have an effect to increase the power generation capacity and power generation efficiency because it can be made efficiently.

도 1은 일반적인 조류력 발전장치가 설치되는 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 정유압을 이용한 조류력 발전장치가 설치되는 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a view schematically showing a state in which a general tidal current power generation device is installed.
2 is a view schematically showing a state in which a tidal current power generation apparatus is installed using the hydrostatic pressure according to the present invention.

아래에서는 본 발명에 따른 정유압을 이용한 조류력 발전장치의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적인 구성을 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings a preferred embodiment of the tidal current power generation apparatus using the hydrostatic pressure according to the present invention will be described in detail.

도 2에서는 본 발명에 따른 정유압을 이용한 조류력 발전장치가 설치되는 모습을 개략적으로 나타낸 도면이 도시되어 있다.2 is a view schematically showing a state in which a tidal current power generation apparatus is installed using the hydrostatic pressure according to the present invention.

도면에서 보듯이 본 발명에 따른 정유압을 이용한 조류력 발전장치(30)에서 발전 발생기(32)의 케이스(16)에는 회전식 유압펌프(34)가 내장되어 있다. 아울러 상기 케이스(16)의 외부에 배치되는 회전 날개(20)는 유압펌프(34)의 연결축(26)에 연동하도록 연결되어 있다.As shown in the drawing, the rotary hydraulic pump 34 is built in the case 16 of the power generator 32 in the tidal current power generation device 30 using the hydrostatic pressure according to the present invention. In addition, the rotary vanes 20 disposed outside the case 16 are connected to interlock with the connecting shaft 26 of the hydraulic pump 34.

또한, 상기 회전식 유압펌프(34)는 회전식 유압펌프(34)에 연결되는 고압라인호스(36)와 저압라인호스(38)를 통해 지상 구조물이나 해수면 바깥의 해상 구조물에 설치되는 회전식 유압모터(40)와 연결된다. 이러한 상기 회전식 유압모터(40)는 구동력이 전달될 수 있도록 회전식 유압모터(40)의 구동축(42)이 발전기(14)와 기계적으로 연결되며, 상기 발전기(14)는 전력변환장치(22))와 전력케이블(24)을 통해 전기적으로 연결되는 구조로 구성된다.In addition, the rotary hydraulic pump 34 is a rotary hydraulic motor (40) installed on the ground structure or offshore structures outside the sea level through the high pressure line hose 36 and the low pressure line hose 38 connected to the rotary hydraulic pump 34. ). The rotary hydraulic motor 40 is a drive shaft 42 of the rotary hydraulic motor 40 is mechanically connected to the generator 14 so that a driving force can be transmitted, the generator 14 is a power converter 22) And a structure that is electrically connected through the power cable 24.

참고로, 상기 유압펌프(34)와 유압모터(40)는 사판 식이 적용됨으로써, 조류력 터빈에서 발생하는 동력(예를 들면 회전수, 회전력)이 변하더라도 사판을 조정하여 원하는 회전수와 회전력을 쉽게 얻을 수 있다. 이러한 사판 조정 방법은 통상적인 사반 조정 방법과 다를 바 없으므로 구체적인 조정 방법은 생략한다.For reference, the swash plate is applied to the hydraulic pump 34 and the hydraulic motor 40, so that even if the power (for example, rotational speed and rotational force) generated in the tidal current turbine is changed, the swash plate is adjusted to adjust the desired rotational speed and rotational force. Easy to get. Since the swash plate adjustment method is not different from the conventional swash plate adjustment method, a specific adjustment method is omitted.

위와 같이 구성되는 본 발명에 따른 정유압을 이용한 조류력 발전장치(30)의 발전 발생기(32)는 종래와 마찬가지로 통상 조류가 형성되는 수중에 수심을 가지고 배치된다.The generator generator 32 of the tidal current power generation device 30 using the hydrostatic pressure according to the present invention configured as described above is normally disposed with a depth in the water where the current is formed.

그리고 위와 같이 설치되는 발전 발생기(32)의 회전 날개(20)의 회전력으로 회전식 유압펌프(34)가 구동하게 된다.And the rotary hydraulic pump 34 is driven by the rotational force of the rotary blade 20 of the power generator 32 installed as described above.

위와 같이 구동하는 회전식 유압펌프(34)에 의해 회전식 유압펌프(34)로 리턴된 동작유는 고압유(高壓油)로 형성되어져 고압라인호스(36)를 통해 회전식 유압모터(40)로 공급되며, 이와 같이 공급되는 고압유에 의해 회전식 유압모터(40)가 구동하게 된다.The operating oil returned to the rotary hydraulic pump 34 by the rotary hydraulic pump 34 driven as described above is formed of high pressure oil and is supplied to the rotary hydraulic motor 40 through the high pressure line hose 36. The rotary hydraulic motor 40 is driven by the high pressure oil supplied in this way.

아울러, 상기 회전식 유압모터(40)의 구동에 의해 발생되는 회전력은 발전기(14)로 전달되어 전력으로 변환하는 과정을 수행하게 된다.In addition, the rotational force generated by the driving of the rotary hydraulic motor 40 is transmitted to the generator 14 to perform a process of converting the power.

한편, 상기 회전식 유압모터(40)로 공급되었던 고압유는 회전식 유압모터(40)를 구동시킨 후 저압유로 형성되고, 저압라인호스(38)를 통해 회전식 유압펌프(34)로 리턴 되는 일련의 순환과정을 반복하게 된다.On the other hand, the high pressure oil supplied to the rotary hydraulic motor 40 is formed of low pressure oil after driving the rotary hydraulic motor 40, a series of circulation is returned to the rotary hydraulic pump 34 through the low pressure line hose 38 The process is repeated.

이와 같이 본 발명에 따른 정유압을 이용한 조류력 발전장치(30)에서는, 회전식 유압펌프 및 회전식 유압모터를 채용하고 정유압 동력 전달식(HST : HydroStatic Transmission Type)을 적용함으로써, 정유압 동력 전달식이 지니고 있는 일반적인 장점, (예를 들면 빠르고 정확한 무단 변속과 제동이 가능한 점, 속도와 토크의 작동 범위가 넓다는 점, 과부 하시 손상이 적다는 점, 설계와 장착에 있어 유연성이 크다는 점, 관성과 토크가 큰 고출력에 적합다는 점, 부하와 속도의 변화가 심할 때 적합하다는 점)을 발휘할 수 있게 된다.As described above, in the tidal current power generation device 30 using the hydrostatic pressure according to the present invention, by adopting a rotary hydraulic pump and a rotary hydraulic motor, and applying a hydrostatic transmission type (HST: HydroStatic Transmission Type), having a hydrostatic power transmission type General advantages, such as fast and accurate continuously variable speed and braking, wide operating range of speed and torque, less damage under heavy loads, greater flexibility in design and mounting, inertia and torque Is suitable for large high powers, and is suitable for heavy load and speed changes).

특히, 본 발명에 따른 정유압을 이용한 조류력 발전장치(30)를 사용하게 되면, 수중에 잠기는 상태로 설치되었던 발전기가 지상이나 수면 바깥에 설치되는 해상 구조물 등에 배치되는 상태로 설치됨으로써, 해수의 침수에 의한 발전기(14)의 고장과 오작동 발생률을 낮출 수 있게 된다. 그와 더불어 발전기(14)의 과열을 방지하기 위한 냉각 시스템의 적용 설치도 용이하게 된다.In particular, when the tidal force power generation device 30 using the hydrostatic pressure according to the present invention is used, the generator installed in the submerged state is installed in a state of being disposed in the ground or the offshore structure installed outside the water surface, It is possible to lower the failure and malfunction occurrence rate of the generator 14 by immersion. In addition, the installation of the cooling system for preventing overheating of the generator 14 is facilitated.

또한, 본 발명에서는 상기 발전 발생기(32)의 구성이 종래에 비해 구조가 간단하고 간소화됨에 따라 발전 발생기(32)의 크기 축소 및 무게가 현저히 줄어들게 되고, 그에 따라 운반 및 설치, 유지 보수를 위한 작업상 편의도 제공받을 수 있게 된다.In addition, in the present invention, as the configuration of the power generator 32 is simple and simplified as compared to the conventional structure, the size reduction and weight of the power generator 32 are remarkably reduced, and accordingly, work for transportation, installation, and maintenance. Convenience will also be provided.

또한, 본 발명에 따른 정유압을 이용한 조류력 발전장치(30)를 사용하게 되면, 유압모터(40)와 발전 발생기(32)는 물론, 발전기(14)와 전력변환장치(22) 간에도 연결 작업 및 유지 보수 작업에 대한 불편함과 어려움이 해소된다.In addition, when using the tidal power generator 30 using the hydrostatic pressure in accordance with the present invention, the hydraulic motor 40 and the power generator 32, as well as the connection between the generator 14 and the power converter 22 And the inconvenience and difficulty for maintenance work is eliminated.

또한, 본 발명에 따른 정유압을 이용한 조류력 발전장치(30)를 사용하게 되면, 정유압 동력 전달식의 특징상 거리에 따른 동력 전달 손실이 거의 없어 발전 발생기(32)와 회전식 유압모터(40)의 배치 거리에 대한 제약이 없으므로 효율적인 배치가 가능하게 된다.In addition, when the tidal force power generation device 30 using the hydrostatic pressure according to the present invention is used, there is almost no power transmission loss according to the distance of the hydrostatic power transmission type, the power generator 32 and the rotary hydraulic motor 40 Since there is no restriction on the arrangement distance of, efficient arrangement is possible.

또한, 본 발명에 따른 정유압을 이용한 조류력 발전장치(30)를 사용하게 되면, 하나의 회전식 유압모터(40)에 여러 개의 발전 발생기(32)가 용이하게 연결될 수 있어, 발전 용량과 발전 효율을 높일 수 있다.
In addition, when the tidal force power generation device 30 using the hydrostatic pressure according to the present invention is used, several power generators 32 can be easily connected to one rotary hydraulic motor 40, generating power generation capacity and generating efficiency. Can increase.

10, 30 : 조류력 발전장치 12 : 증속기
14 : 발전기 16 : 케이스
18, 32 : 발전 발생기 20 : 회전 날개
22 : 전력변환장치 24 : 전력케이블
34 : 유압펌프 36 : 고압라인호스
38 : 저압라인호스 40 : 유압모터
42 : 구동축 10, 30: algae power generation device 12: gearbox
14 generator 16 case
18, 32: power generator 20: rotary wing
22: power converter 24: power cable
34: hydraulic pump 36: high pressure line hose
38: low pressure line hose 40: hydraulic motor
42: drive shaft

Claims (1)

수중에 배치되며 케이스의 내부에 유압펌프가 구비되는 하나 이상의 발전 발생기와;
상기 케이스의 외부에 배치되며 유압펌프의 연결축과 연동하도록 연결되는 회전 날개와;
상기 유압펌프와 지상에 설치되는 유압모터 간에 서로 연결되는 고압라인호스 및 저압라인호스와;
상기 유압모터의 구동력이 전달될 수 있도록 유압모터의 구동축과 연결되는 발전기와;
상기 발전기와 전력케이블을 통해 전기적으로 연결되는 전력변환장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 정유압을 이용한 조류력 발전장치.At least one power generator disposed in water and provided with a hydraulic pump inside the case;
A rotary blade disposed outside the case and connected to interlock with a connecting shaft of the hydraulic pump;
A high pressure line hose and a low pressure line hose connected to each other between the hydraulic pump and the hydraulic motor installed on the ground;
A generator connected to the drive shaft of the hydraulic motor so that the driving force of the hydraulic motor can be transmitted;
A tidal current power generation apparatus using a static pressure, characterized in that consisting of a power converter electrically connected to the generator and a power cable.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2017193295A1 (en) * 2016-05-10 2017-11-16 杭州林东新能源科技股份有限公司 Tidal energy power generation device and underwater sealing protection device thereof

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