KR20120087145A - 해류로부터 에너지를 발생시키기 위한 부유 조립체 - Google Patents

Abstract

해류의 방향을 가로질러 배향된 주 부유 몸체, 상기 주 부유 몸체로부터 매달린 회전자 수단, 상기 주 부유 몸체로부터 실질적으로 측방향으로 연장되는 적어도 하나의 안정화 부재 및 상기 조립체를 고정하기 위한 정박 라인들을 포함하는, 해류들로부터 에너지를 발생시키기 위한 조립체에 대해서 기술될 것이다. 각 안정화 부재는 정박 라인의 부착 위치와 실질적으로 일치하는 위치에서 상기 주 부유 몸체에 부착된다. 또한, 해류의 방향과 평행하게 배향된 주 부유 몸체, 상기 주 부유 몸체로부터 대향 방향들로 실질적으로 측방향으로 연장되는 적어도 2개의 아웃트리거 수단, 상기 아웃트리거 수단으로부터 매달린 회전자 수단 및 상기 조립체를 고정하기 위한 정박 라인들을 포함하는, 해류들로부터 에너지를 발생시키기 위한 조립체에 대해서 기술될 것이다. 상기 정박 라인들은 그 대향 전방 단부들에서 또는 그 근방에서 상기 주 부유 몸체에 부착된다.

Description

해류로부터 에너지를 발생시키기 위한 부유 조립체{FLOATING ASSEMBLY FOR GENERATING ENERGY FROM SEA CURRENTS}

일반적으로, 본 발명은 해류로부터 에너지를 발생시키기 위한 조립체에 관한 것이다. 특히 제 1 형태에서, 본 발명은 해류의 방향을 가로질러 배향된 주 부유 몸체, 상기 주 부유 몸체로부터 매달린 회전자 수단, 상기 주 부유 몸체로부터 실질적으로 측방향으로 연장되는 적어도 하나의 안정화 부재 및 상기 조립체를 고정하기 위한 정박 라인을 포함하는, 해류로부터 에너지를 발생하기 위한 그러한 조립체에 관한 것이다.

회전자 수단은 해류들에 의해서 구동되고 예를 들어, 적당한 발전기 수단을 작동시킨다. 그러나, 이러한 회전자 수단은 또한 수평 연장 축 주위로 주 부유 몸체를 회전시키는 견인력(drag force)을 겪게 된다. 이러한 회전은 조립체의 작용 효율에 대해서는 불리하게 작용하고 통상적으로 주 부유 몸체의 1/2 길이(halfway length)로 위치한 적어도 하나(및 종종 하나보다 많은)의 안정화 부재에 의해서 역작용하게 된다.

비록, 이러한 안정화 부재는 그 질량 및 면적으로 인하여 주 부유 몸체의 견인력 유도 회전을 효과적으로 감소시키지만, 상기 주 부유 몸체가 서로들 사이에서 파도에 의해서 유발된 왕복 운동을 겪을 때 상기 주 부유 몸체에 심각한 굽힘 응력을 발생시키게 된다. 이 굽힘 응력으로 인하여 더욱 강하고 무거운 주 부유 몸체가 필요하게 된다.

본 발명의 목적은 상술한 유형의 개선된 조립체를 제공하는 것이다.

따라서, 제 1 형태에서, 본 발명은 해류의 방향을 가로질러 배향된 주 부유 몸체, 상기 주 부유 몸체로부터 매달린 회전자 수단, 상기 주 부유 몸체로부터 실질적으로 측방향으로 연장되는 적어도 하나의 안정화 부재 및 상기 조립체를 고정하기 위한 정박 라인들을 포함하는, 해류들로부터 에너지를 발생시키기 위한 조립체를 제공하며, 상기 조립체는 각 안정화 부재가 정박 라인의 부착 위치와 실질적으로 일치하는 위치에서 상기 주 부유 몸체에 부착되는 것을 특징으로 한다.

결과적으로, 주 부유 몸체에서의 굽힘 응력은 극적으로 감소될 수 있는데, 이는 안정화 부재에 의해서 유발된 힘들이 주 부유 몸체 안으로 도입되는 위치가 각 정박 라인들에 의해서 유발된 힘들이 주 부유 몸체 안으로 도입되는 위치와 일치하기 때문이다. 다른 장점으로서, 안정화 부재는 정박 라인을 주 부유 몸체에 부착하기 위한 수단의 일부인 구성 부재로서 작용할 수 있으므로, 주 부유 몸체의 전체적인 구성적 복잡성 및 하중이 추가로 감소될 수 있다.

양호하게, 조립체는 예를 들어, 주 부유 몸체의 동일 측부에 위치하는 적어도 2개의 안정화 부재들을 포함한다. 사실, 안정화 부재가 주 부유 몸체의 동일 측부에 위치할 때, 대향 측부에는 장애물이 없는 상태가 되고 유지관리 선박과 같은 선박들이 접근할 수 있다.

부유 몸체의 동일 측부에 위치한 이러한 안정화 부재는 주 부유 몸체의 운동의 회전 방향에 따라서, (들어올려질 때) 중력에 기초하여 작용하고 (잠겨질 때) 부력에 기초하여 작용한다.

적어도 하나의 (추가의) 정박 라인은 예로서, 주 부유 몸체로부터 먼 외부 단부에서 안정화 부재에 직접 부착될 수 있다.

조립체는 실질적으로 모두에게 공지된 유형의 회전자 수단, 예로서, 수직 회전 축 또는 수평 회전 축을 갖는 회전자 수단과 조합하여 사용될 수 있다.

제 2 형태에서, 본 발명은 해류의 방향과 평행하게 배향된 주 부유 몸체, 상기 주 부유 몸체로부터 대향 방향들로 실질적으로 측방향으로 연장되는 적어도 2개의 아웃트리거 수단(outrigger means), 상기 아웃트리거 수단으로부터 매달린 회전자 수단 및 상기 조립체를 고정하기 위한 정박 라인들을 포함하는, 해류들로부터 에너지를 발생시키기 위한 조립체에 관한 것이며, 여기서 상기 정박 라인들은 그 대향 전방 단부들에서 또는 그 근방에서 상기 주 부유 몸체에 부착된다.

본 발명의 제 2 형태에 따라서, 주 부유 몸체는 자체적으로 안정화 부재로서 작용하고, 아웃트리거는 회전자 수단을 위한 지지체로서 작용한다. 조립체의 이러한 실시예에서, 전체 폭(아웃트리거의 길이에 의해서 결정되는)은 주 부유 몸체가 해류 방향을 가로질러 배향되는 더욱 종래의 구성과 비교하여 제한될 것이다. 결과적으로, 주 부유 몸체의 대향 전방 단부들(그 근방)에 부착된 극히 일부의 정박 라인들은 일반적으로 모든 환경에서 조립체의 정확한 위치를 보장하기에 충분할 것이다.

또한, 이러한 예에서, 조립체는 실질적으로 모두에게 공지된 회전자 수단, 예로서, 수직 회전 축 또는 수평 회전 축을 갖는 회전자 수단과 조합하여 사용될 수 있다.

하기에서, 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 기술될 것이다.

도 1은 종래 기술의 조립체의 평면도를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 조립체의 제 1 실시예의 평면도를 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 조립체의 약간 보정된 제 2 실시예의 입면도를 큰 축척으로 개략적으로 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 조립체의 제 3 실시예의 평면도를 개략적으로 도시한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 조립체의 제 4 실시예의 입면도를 큰 축척으로 개략적으로 도시한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 조립체의 제 5 실시예의 평면도를 개략적으로 도시한 도면.

먼저, 도 1에 있어서, 해류[화살표 S 또는 S'로 표시됨]로부터 에너지를 발생시키기 위한 종래 기술의 조립체는 평면도로 개략적으로 도시된다. 이 조립체는 해류 방향을 가로질러 배향되는 주 부유 몸체(1)를 포함한다. 이 주 부유 몸체(1)는 예로서, 중공의, 실질적으로 관형 몸체로서 구성될 수 있다.

회전자 수단(2)은 상기 주 부유 몸체(1)로부터 매달린다. 이들 회전자 수단(2)은 해류에 의해서 회전되고 예로서 전력을 위한 발전기를 구동할 수 있다. 예로서, 수직 회전 축 또는 수평 회전 축을 갖는 많은 유형의 회전자 수단을 예상할 수 있다. 회전자 수단(2)이 주 부유 몸체에 연결되는 방식은 종래 기술일 수 있고 본 발명에는 포함되지 않으므로, 여기서 추가로 설명하지 않는다.

회전자 수단(2)은 수평 연장 길이방향 축 주위로 주 부유 몸체(1)를 회전시키도록 작용하는 견인력 유도 해류를 겪기 때문에, 그리고 이러한 회전이 조립체(특히, 회전자 수단(2))의 작동 효율을 저해하기 때문에, 주 부유 몸체(1)로부터 실질적으로 측방향으로 연장되는 안정화 부재(3)가 제공되며, 상기 안정화 부재는 본 경우에 있어서 주 부유 몸체(1)의 1/2 길이에 위치하고 그로부터 대향 방향으로 연장된다. 이들 안정화 부재는 개방된 관형 몸체들 또는 부력 몸체들과 같은 (각 분야에서 자체 공지된 바와 같이) 많은 형태를 가질 수 있다.

마지막으로, 조립체는 예로서, 해저(sea bed)에 조립체를 고정하기 위한 수단을 의미하는 것으로서 쌍으로 제공될 수 있는 정박 라인들(4)을 포함한다.

비록, 안정화 부재(3)는 해류에 의해서 결합되는 그 질량 및 면적으로 인하여 주 부유 몸체(1)의 견인력 유도 회전을 효과적으로 감소시킬 수 있지만, 주 부유 몸체가 서로들 사이에서 파도들에 의해서 발생된 왕복운동을 받을 때, [안정화 부재의 위치에서 절정인 종래 기술의 실시예에서와 같이] 상기 주 부유 몸체(1)에는 상당한 굽힘 응력이 발생된다. 이들 굽힘 응력으로 인하여 더욱 강하고 무거운 주 부유 몸체를 필요로 하게 된다.

도 2는 본 발명에 따른 조립체의 제 1 실시예를 유사한 방식으로 도시한다. 이 조립체도 역시 주 부유 몸체(1), 회전자 수단(2), 안정화 부재(3) 및 정박 라인들(4)을 포함한다. 그러나, 지금 각 안정화 부재(3)는 정박 라인(4)의 부착 위치와 실질적으로 일치하는 위치에서 주 부유 몸체(1)에 부착된다.

위치에서의 일치(correspondence)는 주 부유 몸체(1)의 길이방향으로 이루어지며 다른 방향으로는 반드시 일어나지 않는 것은 아니라는 것을 주의해야 한다. 예로서, 정박 라인들(4)은 도 3에 도시된 바와 같이, 해류로 인하여 조립체에 작용하는 견인력의 가상 결과 중심과 실질적으로 일치하는 높이에서 안정화 부재보다 낮은 레벨에서 주 부유 몸체에 부착되는 것을 예상할 수 있다.

정박 라인들(4)에 대한 안정화 부재(3)의 특정 길이방향 위치의 결과로서, 주 부유 몸체(1)에서의 굽힘 응력은 극적으로 감소될 수 있는데, 그 이유는 안정화 부재에 의해서 유발된 힘들이 주 부유 몸체 안으로 도입되는 위치가 각 정박 라인(4)에 의해서 유발된 힘들이 주 부유 몸체(1) 안으로 도입되는 위치와 실질적으로 일치하기 때문이다.

본 독창적 개념의 추가 장점으로서, 안정화 부재(3)는 예로서, 정박 라인(4)이 주 부유 몸체(1)[또는 더욱 구체적으로 그로부터 매달린 브레이스(7)] 및 안정화 부재(3)에 부착되는 위치(6) 사이에서 연장되는 지지대(5)(도 3 참조)를 사용하여 정박 라인을 주 부유 몸체(1)에 부착하기 위한 수단의 일부인 구성적 부재로서 사용될 수 있어서, 주 부유 몸체(1)의 전체적인 구성적 복잡성 및 하중이 감소될 수 있다.

비록, 안정화 부재(3)의 수 및 위치는 변화될 수 있지만, 도 4는 주 부유 몸체(1)의 동일 측부에 위치하는 2개의 안정화 부재(3)를 갖는 실시예를 도시한다. 결과적으로, 주 부유 몸체(1)의 대향 측부는 장애물이 없는 상태로 유지되고 선박(8)에 의해서 접근될 수 있다.

도 5에 도시된 실시예에 따라서, 추가의 정박 라인(4')은 조립체의 안정성을 추가로 개선하기 위하여 안정화 부재(3)에 직접 부착된다. 도 5의 정박 라인들(4)의 우측은 그때 생략될 수 있다.

마지막으로, 도 6은 해류로부터 에너지를 발생시키기 위한 조립체의 대안 실시예를 도시한다. 이 조립체는 해류의 방향과 평행하게 배향되는 주 부유 몸체(12), 상기 주 부유 몸체(12)로부터 대향 방향들로 실질적으로 측방향으로 연장되는 적어도 2개의 아웃트리거 수단(9), 상기 아웃트리거 수단(9)으로부터 매달린 [본 실시예에서, 수직 회전 축을 갖는] 회전자 수단(10) 및 상기 조립체를 고정하기 위한 정박 라인들(11)을 포함한다. 상기 정박 라인들(11)은 그 대향 전방 단부들에서 또는 그 근방에서 상기 주 부유 몸체(12)에 부착된다. 이들 정박 라인들은 쌍으로 또는 단독으로 제공될 수 있다. 개선된 안정성을 위하여, 이들은 아웃트리거 수단보다 낮은 레벨에서 주 부유 몸체에 부착될 수 있고, 쌍으로 제공된다면, 약간 이격된 위치들에서 주 부유 몸체에 부착될 수 있다.

본 실시예에서, 주 부유 몸체(12)는 자체적으로 주 안정화 부재로서 작용하고, 안정화 부재의 위치와 같이, 정박 라인들(11)은 [아웃트리거(9)의 연장부에 의해서 규정된 길이방향으로] 일치한다. 아웃트리거(9)는 또한 주 부유 몸체(12)의 길이방향 축 주위에 증가된 안정성을 제공하기 위하여 임의의 정도의 부력을 가질 수 있다.

본 발명은 첨부된 청구범위에 의해서 규정된 바와 같이, 본 발명의 범주 내에서 넓게 변화될 수 있는 상술한 실시예들에 국한되지 않는다.

Claims (9)

1. 해류의 방향을 가로질러 배향된 주 부유 몸체, 상기 주 부유 몸체로부터 매달린 회전자 수단, 상기 주 부유 몸체로부터 실질적으로 측방향으로 연장되는 적어도 하나의 안정화 부재 및 상기 조립체를 고정하기 위한 정박 라인들을 포함하는, 해류들로부터 에너지를 발생시키기 위한 조립체에 있어서,
   각 안정화 부재는 정박 라인의 부착 위치와 실질적으로 일치하는 위치에서 상기 주 부유 몸체에 부착되는 것을 특징으로 하는 조립체.
2. 제 1 항에 있어서, 적어도 2개의 안정화 부재들을 포함하는 조립체.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 안정화 부재들은 상기 주 부유 몸체의 동일 측부에 위치하는 조립체.
4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 안정화 부재에 직접 부착된 적어도 하나의 (추가의) 정박 라인을 포함하는 조립체.
5. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 회전자 수단은 수직 회전 축을 갖는 조립체.
6. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 회전자 수단은 수평 회전 축을 갖는 조립체.
7. 해류들로부터 에너지를 발생시키기 위한 조립체로서,
   해류의 방향과 평행하게 배향된 주 부유 몸체, 상기 주 부유 몸체로부터 대향 방향들로 실질적으로 측방향으로 연장되는 적어도 2개의 아웃트리거 수단, 상기 아웃트리거 수단으로부터 매달린 회전자 수단 및 상기 조립체를 고정하기 위한 정박 라인들을 포함하고,
   상기 정박 라인들은 그 대향 전방 단부들에서 또는 그 근방에서 상기 주 부유 몸체에 부착되는 조립체.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 회전자 수단은 수직 회전 축을 갖는 조립체.
9. 제 7 항에 있어서, 상기 회전자 수단은 수평 회전 축을 갖는 조립체.
   

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