KR20120020293A

KR20120020293A - 터렛 방식의 조류력 발전장치

Info

Publication number: KR20120020293A
Application number: KR1020100083823A
Authority: KR
Inventors: 심우승
Original assignee: 현대중공업 주식회사
Priority date: 2010-08-30
Filing date: 2010-08-30
Publication date: 2012-03-08

Abstract

본 발명은 조류를 이용하여 발전하는 조류력 발전장치에 관한 것으로서, 밀물과 썰물 시의 조류방향이 다름에 따라 터렛방식으로 발전부가 회전하여 안정성 및 발전효율을 향상시킬 수 있게 구성한 조류력 발전장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 조류력 발전장치는 조류에 대응하여 물속에 위치하는 회전축과, 상기 회전축에 장착되어 상기 회전축을 중심으로 선회하는 방향타와, 상기 방향타의 양측에 각각 연결되며 일측에 수차가 위치한 발전부들을 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.

Description

터렛 방식의 조류력 발전장치{A Turret Type Current Energy Power Generating System}

본 발명은 조류를 이용하여 발전하는 조류력 발전장치에 관한 것으로서, 특히 밀물과 썰물 시의 조류방향이 바뀜에 따라 터렛 방식으로 발전부가 회전하여 안정성 및 발전효율을 향상시킬 수 있게 구성한 것이다.

조수간만의 차가 커서 밀물과 썰물 시에 유속이 빠른 해안에 조류력 발전장치를 설치하고, 조류력으로 수차를 회전시켜 발전한다.

밀물 시의 조류방향과 썰물 시의 조류방향을 살펴보면, 밀물 시의 조류방향과 썰물 시의 조류방향이 반드시 상호 역방향을 이루는 것은 아니며, 해저면의 특성 및 바람 등에 의해 밀물 시의 조류방향과 썰물 시의 조류방향에 편차가 발생한다.

하지만, 종래의 조류력 발생장치는 조류방향의 편차 변화에 대응하는 기능을 구비하고 있지 않다. 따라서 조류방향이 바뀌어 조류방향과 수차가 향한 방향이 엇비스듬하게 되면, 조류방향과 수차의 방향이 일치할 때에 비해 발전효율이 크게 떨어지며, 조류력이 발전부의 측부에 전단력으로 가해짐에 따라 발전부의 내구성이 떨어지는 단점이 있다.

본 발명은 앞에서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 조류의 방향에 따라 터렛 방식으로 발전부가 방향을 변경하여 발전효율 및 내구성을 향상시킬 수 있게 구성한 조류력 발전장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 조류력 발전장치는 조류에 대응하여 물속에 위치하는 회전축과, 상기 회전축에 장착되어 상기 회전축을 중심으로 선회하는 방향타와, 상기 방향타의 양측에 각각 연결되며 일측에 수차가 위치한 발전부들을 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 방향타는 수직 방향타이며, 상기 발전부는 상기 수직 방향타의 좌측과 우측에 각각 연결된다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 수직 방향타의 양측에는 수평 프레임이 각각 연결되고, 상기 수평 프레임의 단부에 상기 발전부들이 각각 장착된다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 방향타는 유선형으로서 상기 방향타의 선단부가 회전축에 장착되고, 상기 수차는 상기 방향타의 선단 전방에 위치한다.

앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 조류력 발전장치는 발전부가 터렛방식으로 조류에 따라 방향을 바꿀 수 있게 구성함으로써, 조류방향과 수차가 향한 방향이 일치하여 발전효율을 증가시킬 수 있으며, 또한 조류방향과 발전부의 방향이 일치하게 됨에 따라 조류력에 대한 저항을 최소화할 수 있어 내구성을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 터렛 방식의 조류력 발전장치를 나타낸 사시도이고,
도 2는 도 1에 도시된 조류력 발전장치의 평면도이며,
도 3은 도 1에 도시된 조류력 발전장치의 정면도이고,
도 4는 도 1에 도시된 조류력 발전장치의 측면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 조류력 발전장치의 쌍수차가 조류의 방향에 따른 선회하는 것을 나타낸 개념도이다.

아래에서는 본 발명에 따른 조류력 발전장치의 양호한 실시 예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도면에서, 도 1은 본 발명에 따른 터렛 방식의 조류력 발전장치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 조류력 발전장치의 평면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 조류력 발전장치의 정면도이고, 도 4는 도 1에 도시된 조류력 발전장치의 측면도이다. 그리고 도 5는 도 1에 도시된 조류력 발전장치의 쌍수차가 조류의 방향에 따른 선회하는 것을 나타낸 개념도이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 조류력 발전장치(100)는 조류에 의해 회전하는 수차(111)들 각각에 연결되어 수차(111)의 회전에 의해 발전하는 발전부(110)와, 상기 발전부(110)들이 장착되며 상기 해저에 수직으로 위치한 회전축(130)의 둘레를 회전하도록 장착된 방향타를 포함한다.

아래에서는 이와 같이 구성된 조류력 발전장치에 대해 구체적으로 설명한다.

해저에는 회전축(130)이 수직하게 박혀 고정된다. 그리고 회전축(130)에는 수직 방향타(120)가 회전 가능하게 장착되는데, 상기 수직 방향타(120)는 조류에 의해 회전축(130)의 둘레를 회전한다.

여기에서 상기 수직 방향타(120)는 유선형 구조이며, 수직 방향타(120)의 선단부를 회전축(130)이 관통한다. 따라서 수직 방향타(120)는 조류력에 대한 저항을 최소화하기 위해 수직 방향타(120)의 선단부가 조류의 상류를 향하며 후단부는 조류의 하류를 향하게 된다.

이와 같이 구성된 수직 방향타(120)는 조류의 방향이 바뀔 때마다 조류에 의한 저항이 최소가 되는 방향으로 회전하면서 수직 방향타(120)의 선단부는 바뀐 조류의 상류를 향하게 된다.

한편, 이와 같이 회전축(130)에 회전 가능하게 장착된 수직 방향타(120)에 발전부(110)가 장착된다. 상기 발전부(110)는 수직 방향타(120)의 좌측과 우측에 각각 위치하며, 수평 프레임(113)이 발전부(110)와 수직 방향타(120)를 연결한다.

상기 발전부(110)는 조류에 의해 회전하는 수차(111)와, 상기 수차(111)와 연결되어 발전부(100) 내부에 위치하는 터빈을 포함한다. 조류에 의해 수차(111)가 회전하면서 터빈을 작동시키고 터빈의 작동에 의해 전기에너지가 발생한다.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 수차(111)의 직경이 발전부(110)의 직경보다 크다. 따라서 구조적으로 수차(111)가 수직 방향타(120)의 전방으로 나와 위치하며, 수차(111)의 간섭을 피하기 위해 수직 방향타(120)의 양측으로 수평 프레임(113)을 연결하고 수평 프레임(113)의 단부에 발전부(110)를 장착하는 것이 바람직하다.

하지만, 경우에 따라서는 즉 수직 방향타(120)의 크기, 좌측 발전부와 우측 발전부의 레벨 차의 조건에 따라서는 수평 프레임 없이 바로 발전부가 수직 방향타에 장착될 수도 있다.

이와 같이 구성된 조류력 발전장치(100)에 있어서, 도 5에 보이듯이, 조류에 의해 수직 방향타(120)가 회전축(130)을 중심으로 회전함으로써, 한 쌍의 발전부(110)는 터렛방식으로 회전하게 되고 발전부(110)의 수차(111)는 조류의 상류를 향하게 된다. 밀물과 썰물의 조류 편차가 심한 경우에도 조류 편차에 따라 수직 방향타(120)가 회전축(130)을 중심으로 회전하여 조류의 방향과 일치하게 위치함으로써, 조류의 방향이 바뀌더라도 수차(111)는 수직 방향타(120)에 의해 조류의 상류를 향한다.

이와 같이 수차(111)가 조류 방향에 따라 위치가 바뀌어 조류의 상류를 향하게 됨으로써, 조류력에 대한 발전부(110)의 저항이 최소화됨에 따라 조류력 발전장치(100)의 안정성이 우수해지며 또한 조류력을 전기에너지로 변환하는 발전효율이 우수해진다.

앞에서 설명한 바와 같이 수직 방향타(120)는 조류력에 대한 저항을 최소화하기 위해 유선형으로 형성된 것과 같이 발전부(110)와 수직 방향타(120)를 연결하는 수평 프레임(113) 또한 유선형으로 형성된 것이 바람직하다.

또한, 앞에서 설명한 본 발명에 따른 조류력 발전장치는 조수간만에 차가 큰 해안에 설치되는 것으로 설명하고 있으나, 경우에 따라서는 유속이 빠른 연안 목 지형 또는 유속이 빠른 육상의 협곡 등에 설치되어 강한 유속을 이용하여 발전할 수 있다.

100 : 조류력 발전장치
110 : 발전부
111 : 수차
113 : 수평 프레임
120 : 수직 방향타
130 : 회전축

Claims

조류에 대응하여 물속에 위치하는 회전축과,
상기 회전축에 장착되어 상기 회전축을 중심으로 선회하는 방향타와,
상기 방향타의 양측에 각각 연결되며 일측에 수차가 위치한 발전부들을 포함하는 것을 특징으로 하는 조류력 발전장치.
제1항에 있어서,
상기 방향타는 수직 방향타이며, 상기 발전부는 상기 수직 방향타의 좌측과 우측에 각각 연결된 것을 특징으로 하는 조류력 발전장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 수직 방향타의 양측에는 수평 프레임이 각각 연결되고, 상기 수평 프레임의 단부에 상기 발전부들이 각각 장착된 것을 특징으로 하는 조류력 발전장치.
제3항에 있어서,
상기 방향타는 유선형으로서 상기 방향타의 선단부가 회전축에 장착되고, 상기 수차는 상기 방향타의 선단 전방에 위치하는 것을 특징으로 하는 조류력 발전장치.