KR20120124999A - Hybrid electric power generator using wave force and wind force - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 풍력 및 파력을 이용한 복합형 발전기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 풍력을 이용한 풍력발전과 파력을 이용한 파력발전을 함께할 수 있음은 물론 풍향이나 파향에 따라 날개의 배열이 수직 또는 평행인 2가지 배열로만 가변되도록 구성하여 발전의 효율을 극대화할 수 있는 풍력 및 파력을 이용한 복합형 발전기에 관한 것이다. The present invention relates to a hybrid generator using wind power and wave power, and more particularly, wind power generation using wind power and wave power generation using wave power, as well as vertically or parallel arrangement of wings according to wind direction or wave direction. The present invention relates to a hybrid generator using wind power and wave power that can be configured to be variable in only two arrangements.
일반적으로 전력을 생산하기 위해서 사용되는 발전기를 가동하기 위해서는 석탄이나 기름 등의 화석연료를 연소시키거나 원자력, 태양열, 풍력 및 수력 등을 이용하여 획득한 회전에너지를 이용하여 발전기를 가동시켜 얻어 왔다. In general, in order to operate a generator used to generate electric power, it has been obtained by burning a fossil fuel such as coal or oil, or operating a generator using rotational energy obtained by using nuclear energy, solar heat, wind power, and hydropower.
화석연료를 이용한 발전기는 효율이 높아 널리 사용되어 왔으나 자원을 고갈시키고 환경의 오염을 초래하는 등의 많은 문제점이 있어 근래에는 원자력 등을 이용한 발전기의 활용이 늘고 있는 실정이다. Generators using fossil fuels have been widely used due to their high efficiency, but there are many problems such as depleting resources and causing environmental pollution. Recently, the use of generators using nuclear power is increasing.
그러나 원자력은 누출 등의 사고가 발생할 경우 큰 피해가 우려되는 문제가 있어 설치되는 장소에 주민들의 반발이 심해 발전기의 설치 장소를 선정하기가 곤란하였다. However, nuclear power has a problem that a serious damage is likely to occur if an accident such as a leak occurs, so it was difficult to select the installation site of the generator due to severe backlash by the residents.
이에 따라 근래에는 효율이 낮아 널리 사용되지 못하였으나 자원의 고갈이나 환경오염의 우려가 없는 풍력, 수력, 파력, 태양광을 이용한 발전기의 효율을 높이려는 시도가 한창이다. As a result, in recent years, the efficiency is not widely used, but attempts to increase the efficiency of generators using wind, hydraulic power, wave power, and solar power without fear of exhaustion of resources or environmental pollution are in full swing.
일예로, 풍력을 이용한 풍력발전기는 풍력에 의해 회전하는 블레이드의 회전에너지를 전기에너지로 전환시켜 각 수요자에게 전기를 공급하는 발전기이다. For example, a wind power generator using wind power is a generator that supplies electricity to each consumer by converting the rotational energy of the blades rotated by the wind into electrical energy.
풍력발전기는 축의 방향에 따라 프로펠라형 수평축 풍력발전기, 자이로밀형 및 다리우스형과 같은 수직축 풍력발전기, 수직-수평축 통합형 풍력발전기 등으로 구별된다. Wind turbines are classified into propeller-type horizontal shaft wind turbines, vertical shaft wind turbines such as gyro mill and Darius, and vertical-horizontal shaft wind turbines depending on the direction of the shaft.
풍력발전기는 원자력발전기나 수력발전기 및 화력발전기에 비해 설치비용 및 설치면적이 매우 경제적이며 환경오염을 유발하지 않는 이점이 있다. Wind power generators have an advantage in that the installation cost and installation area is very economical and does not cause environmental pollution, compared to nuclear, hydro and thermal power plants.
도 1은 종래의 풍력발전기의 일예를 도시한 사시도이고, 도 2는 종래의 풍력발전기의 일예를 도시한 회전체의 평면도이다. 1 is a perspective view showing an example of a conventional wind power generator, Figure 2 is a plan view of a rotating body showing an example of a conventional wind power generator.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 풍력발전기는 수직으로 설치된 관체의 지주(1), 상기 지주(1)의 내부에 설치된 발전축(2), 상기 발전축(2)의 상단에 발전축(2)을 중심으로 대칭되게 고정설치되고, 끝단에 다수 개의 회전날개(3)가 설치된 회전체(4), 상기 발전축(2)에 연결된 발전기를 포함하여 구성된 수직축 풍력 발전기이다. As shown in Figure 1 and 2, the conventional wind power generator is a support (1) of the tubular body installed vertically, the power generation shaft (2) installed inside the support (1), the upper end of the power generation shaft (2) It is a vertical axis wind power generator that is symmetrically installed around the power generation shaft (2), including a rotor (4) having a plurality of rotary blades (3) at the end, the generator connected to the power generation shaft (2).
특히, 상술한 종래의 풍력발전기는 풍향타(6)가 부착된 관체의 허브(7)가 상기 지주(1)의 상단 외측에 삽입되게 설치되되, 지주(1)의 외측면과 허브(7)의 내측면은 베어링으로 고정되어 허브(7)가 회전되는 구조이다. In particular, the conventional wind power generator described above is installed so that the hub (7) of the tubular body with the wind vane (6) is inserted into the outer side of the upper end of the support (1), the outer surface and the hub (7) of the support (1) The inner side of the structure is fixed to the bearing is the
한편, 허브(7)의 상부에 다수 개의 체인스프로켓이 설치되고, 상기 회전날개(3)의 날개축(9)에 체인스프로켓이 설치되며, 허브(7)의 체인스프로켓과 날개축(9)의 체인스프로켓이 체인(10)으로 연결된다. On the other hand, a plurality of chain sprocket is installed on the upper portion of the hub (7), the chain sprocket is installed on the blade shaft (9) of the rotary blade (3), the chain sprocket of the hub (7) of the blade shaft (9) The chain sprocket is connected to the
상술한 종래의 풍력발전기는 풍향에 대하여 날개(3)의 방향을 조절함으로써 발전 효율을 증대시키고자 하였다. The conventional wind power generator described above is intended to increase power generation efficiency by adjusting the direction of the
그러나, 종래의 풍력발전기는 체인스프로켓과 체인(10)의 연동에 의해 날개의 방향이 점차적으로 바뀌는 구조이기 때문에, 풍향에 대하여 일측단부에 위치하는 날개는 풍향에 수직하게 배열되고, 타측단부에 위치하는 날개는 풍향에 평행하게 배열되고 있으나, 양측단부에 위치하는 날개를 제외한 나머지 날개가 풍향에 대하여 경사지게 배열되므로 전체적인 발전 효율의 증대가 미미한 단점이 있었다. However, in the conventional wind power generator, since the direction of the wing is gradually changed by the interlocking of the chain sprocket and the
또한, 풍력 발전기는 풍력에 의해서만 발전되기 때문에, 바람이 없는 날 등을 고려해 볼 때 풍력에 의한 발전량이 충분치 못한 문제점이 있었으며, 이러한 문제점은 수력 발전기, 파력 발전기, 태양광 발전기 등에도 동일하게 발생한다. In addition, since the wind power generator is generated only by the wind, there is a problem that the amount of power generated by the wind is not sufficient in consideration of days without wind, such problems occur in hydroelectric generators, wave generators, solar generators, and the like. .
상기 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 풍력을 이용한 풍력발전과 파력을 이용한 파력발전을 함께할 수 있음은 물론 풍향이나 파향에 따라 날개의 배열이 수직 또는 평행인 2가지 배열로만 가변되도록 구성하여 발전의 효율을 극대화할 수 있는 풍력 및 파력을 이용한 복합형 발전기를 제공함에 있다. An object of the present invention for solving the problems according to the prior art, can be combined with the wind power generation using wind power and wave power generation using wave power, as well as two arrangements of the arrangement of the wings according to the wind direction or direction of the vertical or parallel It is to provide a hybrid generator using wind and wave power that can be configured to be variable only to maximize the efficiency of power generation.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 풍력 및 파력을 이용한 복합형 발전기는, 지주; 상기 지주의 축선을 기준으로 상기 지주의 상부에 풍향(風向)에 따라 자유회전가능하게 설치되어 풍력(風力)을 이용하여 발전하는 풍력발전부; 및 상기 지주의 축선을 기준으로 상기 지주의 하부에 파향(波向)에 따라 자유회전가능하고 부력조절수단에 의해 물의 표면에 위치하도록 설치되어 파력(波力)을 이용하여 발전하는 파력발전부;를 포함하여 구성된다. Hybrid generator using the wind and wave power of the present invention for solving the above technical problem, struts; A wind power generation unit that is freely rotatable according to a wind direction on the upper side of the support based on the axis of the support and generates power by using wind power; And a wave power generating unit which is freely rotatable in accordance with a wave direction and installed on a surface of water by buoyancy control means based on the axis of the support, and generates power using wave force. It is configured to include.
바람직하게, 상기 풍력발전부는, 상기 지주의 상부에 자유회전가능하게 축결합된 풍력베이스; 및 상기 풍력베이스 상에 설치된 풍력터빈;을 포함하여 구성될 수 있다. Preferably, the wind power generation unit, the wind base axially rotatably coupled to the upper portion of the pillar; It may be configured to include; and a wind turbine installed on the wind base.
바람직하게, 상기 풍력베이스는, 풍력방향타를 포함하여 구성될 수 있다. Preferably, the wind power base may be configured to include a wind rudder.
바람직하게, 상기 풍력터빈은, 상기 지주를 기준으로 상기 풍력베이스의 양측에 상호 대칭되도록 한 쌍으로 구성될 수 있다. Preferably, the wind turbine may be configured in a pair so as to be symmetrical to both sides of the wind base relative to the shore.
바람직하게, 상기 풍력터빈은, 풍력터빈축; 상기 풍력터빈축의 양단에 상호 대칭되어 고정설치된 한 쌍의 제1회전프레임; 상기 제1회전프레임 상에 방사방향으로 슬라이딩 이동이 가능하게 설치되고, 일측단에 상기 풍력터빈축과 평행한 제1가이드핀이 구비된 제1랙기어; 상기 제1랙기어와 치합되도록 상기 제1회전프레임 상에 구비되어 상기 제1랙기어의 슬라이딩 이동시 회전하는 제1피니언기어; 상기 제1피니언기어와 축결합되어 상기 한 쌍의 제1회전프레임 상에 회전가능하게 설치되는 풍력날개; 및 상기 풍력터빈축의 양단을 회전지지하도록 상기 풍력베이스의 상부에 설치되고, 상기 제1가이드핀이 내삽되는 제1캠형홈이 형성되어, 상기 제1회전프레임의 회전시 상기 제1캠형홈의 경로에 의해 상기 제1가이드핀이 구비된 제1랙기어가 슬라이딩되어 상기 제1피니언기어가 회전됨에 따라 상기 풍력날개의 회전상태를 조절하는 제1지지프레임;을 포함하여 구성될 수 있다. Preferably, the wind turbine, the wind turbine shaft; A pair of first rotating frames symmetrically fixed to both ends of the wind turbine shaft; A first rack gear installed to be slidably movable in the radial direction on the first rotating frame and having a first guide pin parallel to the wind turbine shaft at one end thereof; A first pinion gear provided on the first rotating frame to engage with the first rack gear and rotating when the first rack gear slides; A wind turbine blade axially coupled to the first pinion gear and rotatably installed on the pair of first rotation frames; And a first cam groove formed at an upper portion of the wind base to support rotation of both ends of the wind turbine shaft, wherein the first guide pin is interpolated, so that the path of the first cam groove is rotated when the first rotation frame is rotated. And a first support frame for adjusting the rotational state of the wind blades as the first pinion gear is slid to rotate the first pinion gear.
바람직하게, 상기 제1캠형홈은, 상기 풍력날개가 풍력을 받을시 풍향에 수직인 상태가 유지되도록 상기 제1랙기어를 슬라이딩 이동시키고, 상기 풍력날개가 풍력에 대항할시 풍향에 평행인 상태가 유지되도록 상기 제1랙기어를 슬라이딩 이동시키도록 형성될 수 있다. Preferably, the first cam-shaped groove, sliding the first rack gear to maintain the state perpendicular to the wind direction when the wind blade receives the wind, the state parallel to the wind direction when the wind wing against the wind It may be formed to slide the first rack gear so that is maintained.
바람직하게, 상기 제1캠형홈은, 상기 풍력날개가 풍향에 수직인 상태가 되도록 유지하는 제1구간, 상기 풍력날개가 풍향에 수직인 상태에서 풍향에 평행인 상태가 되도록 전환하는 제2구간, 상기 풍력날개가 풍향에 평행인 상태가 되도록 유지하는 제3구간 및 상기 풍력날개가 풍향에 평행인 상태에서 풍향에 수직인 상태가 되도록 전환하는 제4구간으로 이뤄질 수 있다. Preferably, the first cam-shaped groove, the first section for maintaining the wind vane perpendicular to the wind direction, the second section for switching so that the wind vane is parallel to the wind direction in a state perpendicular to the wind direction, And a third section for maintaining the wind vane in a state parallel to the wind direction and a fourth section for converting the wind vane to be perpendicular to the wind direction in a state parallel to the wind direction.
바람직하게, 상기 제1랙기어, 제1피니언기어, 제1캠형홈은 상기 풍력터빈의 양측단에 상호 대칭되어 쌍으로 구성될 수 있다. Preferably, the first rack gear, the first pinion gear, the first cam-shaped groove may be configured in pairs symmetrically to both ends of the wind turbine.
바람직하게, 상기 제1지지프레임은, 상기 풍력베이스의 상부에 직각회전구동이 가능하도록 설치될 수 있다. Preferably, the first support frame may be installed on the upper portion of the wind power base to enable a right angle rotation drive.
바람직하게, 상기 제1지지프레임은, 상기 제1지지프레임의 하부에 고정설치되고 상기 풍력베이스를 수직관통하도록 구성된 직각회전축; 상기 직각회전축과 동축상으로 결합된 부채꼴형 웜기어; 상기 부채꼴형 웜기어와 치합되는 웜이 구비된 직각구동수단;을 포함하여 구성된 직각회전구동부에 의해 직각회전구동될 수 있다. Preferably, the first support frame, a right angle rotating shaft fixed to the lower portion of the first support frame and configured to vertically penetrate the wind power base; A fan-shaped worm gear coaxially coupled with the quadrature rotary shaft; The orthogonal rotation drive unit is configured to include a right angle driving means having a worm meshed with the fan-shaped worm gears.
바람직하게, 상기 파력발전부는, 상기 지주의 하부에 자유회전가능하게 축결합된 파력베이스; 및 상기 파력베이스 상에 설치된 파력터빈;을 포함하여 구성될 수 있다. Preferably, the wave power generation unit, a wave base axially rotatably coupled to the lower portion of the support; It may be configured to include; and a wave turbine installed on the wave base.
바람직하게, 상기 파력베이스는, 파력방향타를 포함하여 구성될 수 있다. Preferably, the wave base may be configured to include a wave rudder.
바람직하게, 상기 파력터빈은, 상기 지주를 기준으로 상기 파력베이스의 양측에 상호 대칭되도록 한 쌍으로 구성될 수 있다. Preferably, the wave turbine may be configured in a pair so as to be symmetrical to both sides of the wave base relative to the support.
바람직하게, 상기 부력조절수단은, 상기 파력베이스의 내부에 형성된 챔버; 및 상기 챔버에 수용된 물의 양을 조절하는 워터펌핑부;를 포함하여 구성될 수 있다. Preferably, the buoyancy control means, the chamber formed inside the wave base; It may be configured to include; and a water pump for adjusting the amount of water contained in the chamber.
바람직하게, 상기 파력터빈은, 파력터빈축; 상기 파력터빈축의 양단에 상호 대칭되어 고정설치된 한 쌍의 제2회전프레임; 상기 제2회전프레임 상에 방사방향으로 슬라이딩 이동이 가능하게 설치되고, 일측단에 상기 파력터빈축과 평행한 제2가이드핀이 구비된 제2랙기어; 상기 제2랙기어와 치합되도록 상기 제2회전프레임 상에 구비되어 상기 제2랙기어의 슬라이딩 이동시 회전하는 제2피니언기어; 상기 제2피니언기어와 축결합되어 상기 한 쌍의 제2회전프레임 상에 회전가능하게 설치되는 파력날개; 및 상기 파력터빈축의 양단을 회전지지하도록 상기 파력베이스의 상부에 설치되고, 상기 제2가이드핀이 내삽되는 제2캠형홈이 형성되어, 상기 제2회전프레임의 회전시 상기 제2캠형홈의 경로에 의해 상기 제2가이드핀이 구비된 제2랙기어가 슬라이딩되어 상기 제2피니언기어가 회전됨에 따라 상기 파력날개의 회전상태를 조절하는 제2지지프레임;을 포함하여 구성될 수 있다. Preferably, the wave turbine, a wave turbine shaft; A pair of second rotating frames symmetrically fixed to both ends of the wave turbine shaft; A second rack gear installed on the second rotating frame to enable sliding movement in a radial direction and having a second guide pin parallel to the wave turbine shaft at one end thereof; A second pinion gear provided on the second rotation frame to engage with the second rack gear and rotating when the second rack gear slides; A wave blade axially coupled to the second pinion gear to be rotatably installed on the pair of second rotation frames; And a second cam groove formed at an upper portion of the wave base so as to support rotation of both ends of the wave turbine shaft, and the second guide pin is inserted therein, so that the path of the second cam groove is rotated when the second rotation frame is rotated. And a second support frame for adjusting the rotational state of the wave blade as the second pinion gear is slid to rotate the second rack gear provided with the second guide pin.
바람직하게, 상기 제2캠형홈은, 상기 파력날개가 파력을 받을시 파향에 수직인 상태가 유지되도록 상기 제2랙기어를 슬라이딩 이동시키고, 상기 파력날개가 풍향에 대항할시 풍향에 평행인 상태가 유지되도록 상기 제2랙기어를 슬라이딩 이동시키도록 구성될 수 있다. Preferably, the second cam-shaped groove, the sliding movement of the second rack gear to maintain the state perpendicular to the wave direction when the wave wing receives the wave, the state parallel to the wind direction when the wave wing against the wind direction It may be configured to slide the second rack gear so that is maintained.
바람직하게, 상기 파력날개가 파향에 수직인 상태가 되도록 유지하는 제1'구간, 상기 파력날개가 파향에 수직인 상태에서 파향에 평행인 상태가 되도록 전환하는 제2'구간, 상기 파력날개가 파향에 평행인 상태가 되도록 유지하는 제3'구간 및 상기 파력날개가 파향에 평행인 상태에서 파향에 수직인 상태가 되도록 전환하는 제4'구간으로 이뤄질 수 있다. Preferably, the first 'section for maintaining the wave wing perpendicular to the wave direction, the second' section for switching so that the wave wing is in a state parallel to the wave in the state perpendicular to the wave direction, the wave wing is wave And a third 'section for maintaining the state parallel to the waveguide and a fourth' section for converting the wave wing to be in a state perpendicular to the wave direction in a state parallel to the wave direction.
바람직하게, 상기 제2랙기어, 제2피니언기어, 제2캠형홈은 상기 파력터빈의 양측단에 상호 대칭되어 쌍으로 구성될 수 있다. Preferably, the second rack gear, the second pinion gear, and the second cam-shaped groove may be configured in pairs symmetrically at both ends of the wave turbine.
바람직하게, 상기 지주의 상부와 상기 지주의 하부는 분할되어 구성되어 동축상으로 조립되며, 상기 지주의 상부는 상기 지주의 하부를 기준으로 승하강구동이 가능할 수 있다. Preferably, the upper portion of the strut and the lower portion of the strut are divided and assembled coaxially, and the upper portion of the strut may be capable of driving up and down relative to the lower portion of the strut.
상술한 바와 같은 본 발명은, 풍력발전부는 풍향에 따라 자유회전가능하고, 파력발전부는 파향에 따라 자유회전가능하며, 상기 풍력발전부와 파력발전부는 서로 다른 방향으로 독립적으로 자유회전가능함에 따라 각각 독립적으로 발전할 수 있다는 이점이 있다. According to the present invention as described above, the wind power generator is freely rotatable according to the wind direction, the wave power generator is freely rotatable according to the wave direction, the wind power generator and the wave power generator is independently freely rotatable in different directions, respectively The advantage is that you can develop independently.
또한, 풍력을 이용한 풍력발전과 파력을 이용한 파력발전을 함께할 수 있으므로 발전효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 많은 전기에너지를 축적할 수 있다는 이점이 있다. In addition, since the wind power generation using wind power and the wave power generation using wave power can be combined, it is possible to not only improve power generation efficiency but also to accumulate a lot of electric energy.
또한, 풍향이나 파향에 따라 날개의 배열이 가변되도록 구성됨에 따라 풍력과 파력을 최대한 활용하여 발전의 효율이 극대화되는 이점이 있다. In addition, since the arrangement of the wings in accordance with the wind direction or wave direction has the advantage of maximizing the efficiency of power generation by making the most of wind power and wave power.
특히, 풍향이나 파향에 대한 날개의 배열이 수직 또는 평행인 2가지 배열로만 이뤄지므로, 발전의 효율이 극대화되는 이점이 있다. In particular, since the arrangement of the wings with respect to the wind direction or wave direction is made of only two arrangements that are vertical or parallel, there is an advantage that the efficiency of power generation is maximized.
또한, 태풍, 돌풍 등과 같이 상항발생시 바람에 대한 저항력이 작게 되도록 풍력발전부의 설치높이를 낮춤과 동시에 직각회전구동시키고, 파도에 대한 저향력이 작게 되도록 파력발전부를 잠수시키도록 구성하여 발전기의 파손을 방지할 수 있다는 이점이 있다. In addition, the installation height of the wind turbine is lowered at the same time as the installation height of the wind turbine so that the resistance to the wind is reduced in case of a typhoon, a gust of wind, etc. There is an advantage that it can prevent.
도 1은 종래의 풍력발전기의 일예를 도시한 사시도.
도 2는 종래의 풍력발전기의 일예를 도시한 회전체의 평면도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 복합발전기를 도시한 제1사시도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 복합발전기를 도시한 제2사시도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 복합발전기를 도시한 분해사시도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 복합발전기의 풍력발전부를 구성하는 풍력터빈을 도시한 사시도.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 복합발전기의 풍력발전부를 구성하는 풍력터빈을 동작을 도시한 측면도.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 복합발전기의 풍력터빈을 구성하는 제1캠형홈을 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 복합발전기의 풍력발전부가 직각회전구동된 상태를 도시한 사시도.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 복합발전기의 파력발전부를 구성하는 파력터빈을 도시한 사시도.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 복합발전기의 파력발전부를 구성하는 파력터빈을 동작을 도시한 측면도.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 복합발전기의 파력터빈을 구성하는 제2캠형홈을 도시한 도면.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 복합발전기의 파력발전부가 물에 잠겨진 상태를 도시한 측면도. 1 is a perspective view showing an example of a conventional wind power generator.
Figure 2 is a plan view of a rotating body showing an example of a conventional wind power generator.
3 is a first perspective view of a composite generator according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a second perspective view showing a composite generator according to an embodiment of the present invention.
5 is an exploded perspective view showing a composite generator according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a perspective view showing a wind turbine constituting the wind power generator of the composite generator according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a side view showing the operation of the wind turbine constituting the wind power generator of the composite generator according to an embodiment of the present invention.
8 is a view showing a first cam-shaped groove constituting the wind turbine of the hybrid generator according to an embodiment of the present invention.
9 is a perspective view illustrating a state in which the wind power generation unit of the hybrid generator according to an embodiment of the present invention is rotated at right angles.
10 is a perspective view showing a wave turbine constituting the wave power generating unit of the composite generator according to an embodiment of the present invention.
Figure 11 is a side view showing the operation of the wave turbine constituting the wave power generating unit of the composite generator according to an embodiment of the present invention.
12 is a view showing a second cam-shaped groove constituting a wave turbine of the composite generator according to an embodiment of the present invention.
Figure 13 is a side view showing a state in which the wave power generation unit submerged in the composite generator according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안된다.The present invention can be embodied in many other forms without departing from the spirit or main features thereof. Accordingly, the embodiments of the present invention are to be considered in all respects as merely illustrative and not restrictive.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but it may be understood that other components may be present in between. Should be. On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구비하다", "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, the terms "comprises", "having", "having", and the like are intended to specify the presence of stated features, integers, steps, operations, components, Steps, operations, elements, components, or combinations of elements, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and a duplicate description thereof will be omitted. In the following description of the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 복합발전기를 도시한 제1사시도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 복합발전기를 도시한 제2사시도이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 복합발전기를 도시한 분해사시도이다. 3 is a first perspective view showing a composite generator according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a second perspective view showing a composite generator according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is an embodiment of the present invention An exploded perspective view showing a composite generator according to the example.
본 발명의 일실시예에 따른 복합발전기는, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 하단이 물이 잠기도록 설치되는 지주(100), 상기 지주(100)의 상부에 설치되는 풍력발전부(200), 상기 지주(100)의 하부에 설치되는 파력발전부(300)를 포함하여 구성된다.
3 to 5, the composite generator according to an embodiment of the present invention, the lower end is a
먼저, 상기 지주(100)에 대하여 설명하도록 한다. First, it will be described with respect to the holding (100).
상기 지주(100)는, 지면으로부터 수직하게 형성되되, 상부 지주(102)와 하부 지주(100)로 분할되어 구성되어 동축상으로 조립되어 구성될 수 있다. The
상부 지주(102)와 하부 지주(104)가 분할되어 구성된 경우에, 상기 상부 지주(102)는 상기 하부 지주(104)를 기준으로 승하강구동이 가능하도록 구성될 수 있다. When the
예를 들어, 상기 상부 지주(102)의 승하강구동은, 상기 하부 지주(104)의 상면에 수직상방으로 나선형 수직축을 회전가능하게 설치하고, 상기 상부 지주(102)의 하면 내측에 상기 나선형 수직축과 결합되는 나선형 수직홀을 형성하며, 상기 상부 지주(102)와 하부 지주(104) 간에 수직방향으로 슬라이딩 이동을 안내하는 가이드수단에 의해 이뤄질 수 있다. For example, the elevating driving of the
즉, 상기 나선형 수직축을 회전구동시킬 수 있는 구동수단에 의해 상기 나선형 수직축이 회전하게 되면, 상기 상부 지주(102)에 형성된 나선형 수직홀과 상기 가이드수단에 의하여 승하강구동이 이뤄지게 된다. That is, when the helical vertical axis is rotated by the driving means capable of rotating the helical vertical axis, the elevating operation is performed by the helical vertical hole formed in the
한편, 상기 상부 지주(102)에는 풍력을 이용하여 발전하는 풍력발전부(200)가 설치되고, 상기 하부 지주(104)에는 파력을 이용하여 발전하는 파력발전부(300)가 설치된다. On the other hand, the
따라서, 상기 풍력발전부(200)는 상기 상부 지주(102)가 승하강구동시 함께 승하강구동되며, 풍력을 이용하여 발전을 하는 경우에는 상기 상부 지주(102)를 상승시켜 풍력을 최대한으로 활용할 수 있도록 하고, 태풍이나 돌풍시에는 상기 상부 지주(102)를 하강시켜 강한 풍력에 의한 풍력발전부(200)의 파손을 방지하도록 한다. Therefore, the
또한, 상기 파력발전부(300)는 부력조절수단(330)에 의해 물의 표면에 위치하도록 상기 하부 지주(104)에 설치되며, 태풍이나 돌풍시에는 상기 부력조절수단(330)을 통해 상시 파력발전부(300)가 물속에 잠겨지도록 하여 파력발전부(300)의 파손을 방지하도록 한다.
In addition, the wave
다음으로, 풍력발전부(200)에 대하여 설명하도록 한다. Next, the wind
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 복합발전기의 풍력발전부를 구성하는 풍력터빈을 도시한 사시도이고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 복합발전기의 풍력발전부를 구성하는 풍력터빈을 동작을 도시한 측면도이며, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 복합발전기의 풍력터빈을 구성하는 제1캠형홈을 도시한 도면이고, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 복합발전기의 풍력발전부가 직각회전구동된 상태를 도시한 사시도이다. 6 is a perspective view showing a wind turbine constituting the wind power generator of the composite generator according to an embodiment of the present invention, Figure 7 is an operation of the wind turbine constituting the wind power generator of the composite generator according to an embodiment of the present invention Figure 8 is a side view, Figure 8 is a view showing a first cam-shaped groove constituting the wind turbine of the hybrid generator according to an embodiment of the present invention, Figure 9 is a wind power of the hybrid generator according to an embodiment of the present invention It is a perspective view which shows the state in which the power generation part was orthogonally rotated.
상기 풍력발전부(200)는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 지주(100)의 축선을 기준으로 상기 상부 지주(102)에 풍향(風向)에 따라 자유회전가능하게 설치되어 풍력(風力)을 이용하여 발전을 하게 된다. 3 and 4, the
구체적으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 풍력발전부(200)는, 상기 상부 지주(102)에 자유회전가능하게 축결합된 풍력베이스(210) 및 상기 풍력베이스(210) 상에 설치된 풍력터빈(220)을 포함하여 구성된다. Specifically, as shown in FIG. 5, the
상기 풍력베이스(210)는, 상기 지주(100)의 상부에 베어링 등의 구름수단을 개재해서 축결합되며, 수평면상에서 360˚로 자유회전 가능하게 설치된 ‘바(bar) ’형태의 프레임이다. The
한편, 상기 풍력베이스(210)의 중앙부에는 유선형의 풍력방향타(212)가 일체로 형성될 수 있다. Meanwhile, a
상기 풍력터빈(220)은, 상기 지주(100)를 기준으로 상기 풍력베이스(210)의 양측에 상호 대칭되도록 한 쌍으로 구성될 수 있다. The
상기 풍력터빈(220)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 풍력터빈축(221), 제1회전프레임(222), 제1랙기어(223), 제1피니언기어(224), 풍력날개(225), 제1지지프레임(226)을 포함하여 구성된다. The
상기 풍력터빈축(221)은 발전을 위한 축으로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 일단이 발전유닛(GU)과 연동되며, 예를 들어, 상기 풍력터빈축(221)과 상기 발전유닛(GU)은 증속기어(미도시)를 통해 연동될 수 있다. The
상기 풍력터빈축(221)은 상기 풍력날개(225)에 의해 상기 제1회전프레임(222)이 회전함에 따라 회전될 수 있으며, 상기 풍력터빈축(221)이 회전됨에 따라 상기 발전유닛(GU)이 가동되어 발전이 이뤄질 수 있다. The
상기 제1회전프레임(222)은 상기 풍력터빈축(221)의 양단에 상호 대칭되어 상기 풍력터빈축(221)과 고정되도록 한 쌍으로 설치되며, 상기 풍력날개(225)에 의해 상기 풍력터빈축(221)을 기준으로 상기 풍력터빈축(221)과 함께 축회전하게 된다. The first
상기 제1회전프레임(222)은, 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 풍력터빈축(221)의 양단이 고정결합되는 중심부(222a), 상기 중심부(222a)에서 다수개의 풍력날개(225)가 구비될 수 있도록 방사방향으로 연장된 다수개의 연장부(222b)를 포함하여 이뤄질 수 있다. For example, as shown in FIG. 6, the first
상기 제1회전프레임(222)의 각 연장부(222b)에는 후술하는 제1랙기어(223)가 내삽되는 제1랙기어홈(223h), 후술하는 제1피니언기어(224)가 내삽되도록 상기 제1랙기어홈(223h)과 연통된 제1피니언기어홈(224h)이 형성된다. Each of the
상기 제1랙기어(223)는 상기 제1회전프레임(222) 상에 방사방향으로 슬라이딩 이동이 가능하도록 상기 제1회전프레임(222)의 제1랙기어홈(223h)에 내삽되도록 설치되고, 일측단에 상기 풍력터빈축(221)과 평행한 제1가이드핀(223a)이 구비된다. The
상기 제1랙기어(223)는 별도의 가이드수단에 의해 상기 제1랙기어홈(223h)에서 이탈되지 않도록 내삽되어 설치되는 것이 바람직하다. The
구체적으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제1회전프레임(222)이 연장된 방향으로 형성된 제1랙기어홈(223h)에 상기 제1랙기어(223)가 내삽되되, 상기 제1랙기어(223)가 상기 제1회전프레임(222)의 연장형성 방향을 따라 슬라이딩 이동가능하게 내삽된다. Specifically, as shown in FIG. 6, the
상기 제1가이드핀(223a)은 후술하게 될 제1지지프레임(226)의 제1캠형홈(226h)에 내삽되는 부분으로서, 상기 제1가이드핀(223a)은 상기 제1랙기어(223)의 내측부분에 상기 풍력터빈축(221)과 평행하도록 돌출형성되는 것이 바람직하다. The
상기 제1피니언기어(224)는 상기 제1랙기어(223)와 치합되도록 상기 제1회전프레임(222)의 제1피니언기어홈(224h)에 내삽되도록 설치되고, 상기 제1랙기어(223)의 슬라이딩 이동에 따라 회전하게 된다. The
즉, 상기 제1랙기어홈(223h)에 내삽된 제1랙기어(223)가 상기 제1회전프레임(222)의 연장형성 방향을 따라 내측 또는 외측으로 슬라이딩 이동하게 되면, 상기 제1랙기어(223)와 치합된 제1피니언기어(224)는 상기 제1피니언기어홈(224h) 내에서 상기 제1랙기어(223)와 맞물려 회전하게 되는 것이다. 이때, 상기 제1피니언기어(224)는 후술하는 풍력날개(225)의 풍력날개축(225a)과 축결합된 상태이므로, 상기 제1피니언기어홈(224h) 내에서 상기 풍력날개축(225a)의 회전축을 중심축으로 회전하게 되는 것이다. That is, when the
상기 풍력날개(225)는 풍력날개축(225a)을 통해 상기 제1피니언기어(224)와 상호 고정된 상태로 축결합되고, 상기 풍력날개축(225a)은 상기 한 쌍의 제1회전프레임(222) 상에 회전가능하게 설치된다. The
따라서, 상기 제1피니언기어(224)가 회전하게 되면, 상기 풍력날개(225)도 상기 한 쌍의 제1회전프레임(222) 사이에서 상기 풍력날개축(225a)을 기준으로 회전하게 된다. Therefore, when the
상기 제1지지프레임(226)은 상기 풍력터빈축(221)의 양단을 회전지지하도록 상기 풍력베이스(210)의 상부에 설치되며, 바람직하게, 상기 제1지지프레임(226)은 상기 풍력베이스(210)의 상부에 직각회전구동이 가능하도록 설치된다. The
예를 들어, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제1지지프레임(226)은, 상기 제1지지프레임(226)의 하부에 고정설치되고 상기 풍력베이스(210)를 수직관통하도록 구성된 직각회전축(227), 상기 직각회전축(227)과 동축상으로 결합된 부채꼴형 웜기어(228), 상기 부채꼴형 웜기어(228)와 치합되는 웜(229a)이 구비된 직각구동수단(229)을 포함하여 구성된 직각회전구동부에 의해 직각회전구동이 가능하다. For example, as shown in FIGS. 4 and 5, the
한편, 상기 제1지지프레임(226)과 상기 풍력터빈축(221)의 사이, 상기 직각회전축(227)과 상기 풍력베이스(210)의 관통부의 사이에는 베어링 등의 구름수단을 개재해서 마찰력을 최소화하는 것이 바람직하다. On the other hand, between the
상술한 바와 같이, 상기 제1지지프레임(226)이 직각회전구동이 가능하도록 설치됨에 따라서, 태풍이나 돌풍 등과 같이 상황에서 강한 풍력에 의한 풍력발전부(200)의 파손을 방지할 수 있다. As described above, since the
예를 들어, 평상시 풍력날개(225)는 도 3과 같이 풍력을 최대한 이용하여 발전을 이루게 되지만, 강한 풍력이 발생한 상황에서는 상기 풍력날개(225)가 도 9와 같이 풍력에 대한 저항이 최소화될 수 있도록 상기 제1지지프레임(226)을 회전시키는 것이다. For example, the
한편, 상기 제1지지프레임(226)의 내측면에는 상기 제1가이드핀(223a)이 내삽되는 제1캠형홈(226h)이 형성되어, 상기 제1회전프레임(222)의 회전시 상기 제1캠형홈(226h)의 경로에 의해 상기 제1가이드핀(223a)이 구비된 제1랙기어(223)가 내측 또는 외측으로 슬라이딩되도록 한다. 이에 따라 상기 제1피니언기어(224)가 회전되고, 상기 풍력날개(225)의 회전상태를 조절할 수 있다. Meanwhile, a
구체적으로 상기 제1캠형홈(226h)은, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 풍력날개(225)가 풍향에 수직인 상태가 되도록 유지하는 제1구간, 상기 풍력날개(225)가 풍향에 수직인 상태에서 풍향에 평행인 상태가 되도록 전환하는 제2구간, 상기 풍력날개(225)가 풍향에 평행인 상태가 되도록 유지하는 제3구간 및 상기 풍력날개(225)가 풍향에 평행인 상태에서 풍향에 수직인 상태가 되도록 전환하는 제4구간으로 이뤄질 수 있다. Specifically, as shown in FIG. 8, the
따라서, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 풍력날개(225)가 풍력을 받을시 풍향에 수직인 상태가 유지되도록 상기 제1랙기어(223)를 슬라이딩 이동시키고, 상기 풍력날개(225)가 풍력에 대항할시 풍향에 평행인 상태가 유지되도록 상기 제1랙기어(223)를 슬라이딩 이동시키게 된다. Therefore, as shown in FIG. 7, the
한편, 상기 제1가이드핀(223a)과 상기 제1캠형홈(226h)의 사이에는 베어링 등의 구름수단을 개재해서 마찰력을 최소화하는 것이 바람직하다. On the other hand, between the
상술한 바와 같이, 풍력터빈축(221), 제1회전프레임(222), 제1랙기어(223), 제1피니언기어(224), 풍력날개(225), 제1지지프레임(226)을 포함하여 구성된 풍력터빈(220)에 의해 풍력발전이 이뤄질 수 있다. As described above, the
한편, 본 실시예의 풍력터빈(220)은 제1랙기어(223), 제1피니언기어(224), 제1캠형홈(226h)이 풍력터빈(220)의 양측단에 상호 대칭되어 쌍으로 구성된 경우에 대해 예시하였으나, 상기 제1랙기어(223), 제1피니언기어(224), 제1캠형홈(226h)은 상기 풍력터빈(220)의 일측단에만 구성할 수도 있음은 물론이다.
On the other hand, in the
다음으로, 파력발전부(300)에 대하여 설명하도록 한다. Next, the
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 복합발전기의 파력발전부를 구성하는 파력터빈을 도시한 사시도이고, 도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 복합발전기의 파력발전부를 구성하는 파력터빈을 동작을 도시한 측면도이며, 도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 복합발전기의 파력터빈을 구성하는 제2캠형홈을 도시한 도면이다. 10 is a perspective view showing a wave turbine constituting the wave power generation unit of the composite generator according to an embodiment of the present invention, Figure 11 is an operation of the wave turbine constituting the wave power generation unit of the composite generator according to an embodiment of the present invention Figure 12 is a side view, Figure 12 is a view showing a second cam-shaped groove constituting the wave turbine of the composite generator according to an embodiment of the present invention.
상기 파력발전부(300)는, 상기 지주(100)의 축선을 기준으로 상기 하부 지주(104)에 파향(波向)에 따라 자유회전가능하고 부력조절수단(330)에 의해 물의 표면에 위치하도록 설치되어 파력(波力)을 이용하여 발전을 하게 된다. The
구체적으로, 상기 파력발전부(300)는 해안가에서 대략 10m 내지 20m의 거리에서 발생되는 파랑(波浪)을 이용하여 발전을 하게 되며, 예를 들어, 파도가 연안에 가까운 수심이 얕은 곳에 이르면 파도의 앞쪽이 낭떠러지처럼 되었다가 부서지는데 이와 같은 파도의 집단인 연안쇄파(沿岸碎波)를 이용할 수 있다. Specifically, the wave
한편, 상기 부력조절수단(330)은, 상기 파력베이스(310)의 내부에 형성된 챔버(332)와, 상기 챔버(332)에 수용된 물의 양을 조절하는 워터펌핑부(324)를 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 워터펌핑부(324)에 의해 상기 챔버(332) 내의 물의 양을 조절함에 따라 상기 파력베이스(310)의 부력정도를 조절할 수 있다. On the other hand, the buoyancy control means 330, the
본 실시예에서, 상기 부력조절수단(330)은 챔버(332)와 워터펌핑부(324)를 포함하여 구성하였지만, 이러한 구성 이외에도 공지의 부력조절을 위한 장치를 적절하게 선택적으로 이용할 있음은 물론이다. In this embodiment, the buoyancy control means 330 is configured to include a
상기 파력발전부(300)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 하부 지주(104)에 자유회전가능하게 축결합된 파력베이스(310) 및 상기 파력베이스(310) 상에 설치된 파력터빈(320)을 포함하여 구성된다. As illustrated in FIG. 5, the
상기 파력베이스(310)는, 상기 지주(100)의 하부에 베어링 등의 구름수단을 개재해서 축결합되어 수평면상에서 360˚로 자유회전 가능하게 설치된 ‘바(bar) ’형태의 프레임이다. The
한편, 상기 파력베이스(310)의 중앙부에는 유선형의 파력방향타(312)가 일체로 형성될 수 있다. Meanwhile, a streamlined
상기 파력터빈(320)은, 상기 지주(100)를 기준으로 상기 파력베이스(310)의 양측에 상호 대칭되도록 한 쌍으로 구성된다. The
상기 파력터빈(320)은, 도 10에 도시된 바와 같이, 파력터빈축(321), 제2회전프레임(322), 제2랙기어(323), 제2피니언기어(324), 파력날개(325), 제2지지프레임(326)을 포함하여 구성된다. The
상기 파력터빈축(321)은 발전을 위한 축으로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 일단이 발전유닛(GU)과 연동되며, 예를 들어, 상기 파력터빈축(321)과 상기 발전유닛(GU)은 증속기어 또는 체인과 스프라켓 등의 연동수단을 통해 연동될 수 있다. The
상기 파력터빈축(321)은 상기 파력날개(325)에 의해 상기 제2회전프레임(322)이 회전함에 따라 회전될 수 있으며, 상기 파력터빈축(321)이 회전됨에 따라 상기 발전유닛(GU)이 가동되어 발전이 이뤄질 수 있다. The
상기 제2회전프레임(322)은 상기 파력터빈축(321)의 양단에 상호 대칭되어 상기 파력터빈축(321)과 고정되도록 한 쌍으로 설치되며, 상기 파력날개(325)에 의해 상기 파력터빈축(321)의 회전축을 기준으로 상기 파력터빈축(321)과 함께 축회전하게 된다. The second
상기 제2회전프레임(322)은, 예를 들어, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 파력터빈축(321)의 양단이 고정결합되는 중심부(321a), 상기 중심부(321a)에서 다수개의 파력날개(325)가 구비될 수 있도록 방사방향으로 연장된 다수개의 연장부(321b)를 포함하여 이뤄질 수 있다. For example, as shown in FIG. 10, the second
상기 제2회전프레임(322)의 각 연장부(321b)에는 후술하는 제2랙기어(323)가 내삽되는 제2랙기어홈(323h), 후술하는 제2피니언기어(324)가 내삽되도록 상기 제2랙기어홈(323h)과 연통된 제2피니언기어홈(324h)이 형성된다. The second
상기 제2랙기어(323)는 상기 제2회전프레임(322) 상에 방사방향으로 슬라이딩 이동이 가능하도록 상기 제2회전프레임(322)의 제2랙기어홈(323h)에 내삽되도록 설치되고, 일측단에 상기 파력터빈축(321)과 평행한 제2가이드핀(323a)이 구비된다. The
상기 제2랙기어(323)는 별도의 가이드수단에 의해 상기 제2랙기어홈(323h)에서 이탈되지 않도록 내삽되어 설치되는 것이 바람직하다. Preferably, the
구체적으로, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 제2회전프레임(322)이 연장된 방향으로 형성된 제2랙기어홈(323h)에 상기 제2랙기어(323)가 내삽되되, 상기 제2랙기어(323)가 상기 제2회전프레임(322)의 연장형성 방향을 따라 슬라이딩 이동가능하게 내삽된다. Specifically, as shown in FIG. 10, the
상기 제2가이드핀(323a)은 후술하게 될 제2지지프레임(326)의 제2캠형홈(326h)에 내삽되는 부분으로서, 상기 제2가이드핀(323a)은 상기 제2랙기어(323)의 내측부분에 상기 파력터빈축(321)과 평행하도록 돌출형성되는 것이 바람직하다. The
상기 제2피니언기어(324)는 상기 제2랙기어(323)와 치합되도록 상기 제2회전프레임(322)의 제2피니언기어홈(324h)에 내삽되도록 설치되고, 상기 제2랙기어(323)의 슬라이딩 이동에 따라 회전하게 된다. The
즉, 상기 제2랙기어홈(323h)에 내삽된 제2랙기어(323)가 상기 제2회전프레임(322)의 연장형성 방향을 따라 내측 또는 외측으로 슬라이딩 이동하게 되면, 상기 제2랙기어(323)와 치합된 제2피니언기어(324)는 상기 제2피니언기어홈(324h) 내에서 상기 제2랙기어(323)와 맞물려 회전하게 되는 것이다. 이때, 상기 제2피니언기어(324)는 후술하는 파력날개(325)의 파력날개축(325a)과 축결합된 상태이므로, 상기 제2피니언기어홈(324h) 내에서 상기 파력날개축(325a)의 회전축을 중심축으로 회전하게 되는 것이다. That is, when the
상기 파력날개(325)는 파력날개축(325a)을 통해 상기 제2피니언기어(324)와 상호 고정된 상태로 축결합되고, 상기 파력날개축(325a)은 상기 한 쌍의 제2회전프레임(322) 상에 회전가능하게 설치된다. The
따라서, 상기 제2피니언기어(324)가 회전하게 되면, 상기 파력날개(325)도 상기 한 쌍의 제2회전프레임(322) 사이에서 상기 파력날개축(325a)을 기준으로 회전하게 된다. Accordingly, when the
상기 제2지지프레임(326)은 상기 파력터빈축(321)의 양단을 회전지지하도록 상기 파력베이스(310)의 상부에 설치되며, 바람직하게, 상기 제2지지프레임(326)은 상기 파력베이스(310)의 상부에 일체형으로 설치된다. The
예를 들어, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제2지지프레임(326)은, 상기 제2지지프레임(326)의 일측과 타측에 각각 한 쌍으로 구성되며, 각각의 제2지지프레임(326)이 각 파력터빈축(321)의 양단을 각각 회전지지하도록 설치될 수 있다. For example, as illustrated in FIGS. 4 and 5, the
상술한 바와 같이, 상기 제2지지프레임(326)이 상기 파력베이스(310)의 상부에 일체로 형성됨에 따라서, 상기 부력조절수단(330)에 의한 상기 파력베이스(310)의 부력조절시 상기 제2지지프레임(326)도 함께 부력정도가 조절되고, 이에 따라 파력터빈(320)의 부력정도가 조절된다. As described above, as the
상술한 바와 같이, 상기 부력조절수단(330)에 의한 파력터빈(320)의 부력조절에 따라서 상기 파력터빈(320)의 하측에 위치한 파력날개(325)가 해수면의 파도로부터 에너지를 전달받을 수 있는 상태가 될 수 있도록 하여 상기 파력날개(325)가 파력을 최대한 활용할 수 있게 된다. As described above, according to the buoyancy control of the
또한, 상기 부력조절수단(330)에 의한 파력터빈(320)의 부력조절에 따라서 태풍이나 돌풍 등과 같이 상황에서 강한 파력에 의한 파력발전부(300)의 파손을 방지할 수도 있다. In addition, according to the buoyancy control of the
예를 들어, 평상시 파력날개(325)는 도 11과 같이 파력을 최대한 이용하여 발전을 이루게 되지만, 태풍, 돌풍 등에 의한 강한 파도가 발생한 상황에서는 상기 파력날개(325)가 도 13과 같이 파도의 영향이 최소화될 수 있도록 부력조절수단(330)을 이용하여 파력터빈(320)이 물속에 잠겨지도록 하는 것이다. For example, the
이는, 태풍이나 돌풍 등에 의해 해수면에는 강한 파도가 발생하지만, 수중에는 해수면보다 물의 이동이 상대적으로 적어 파력발전기의 파손을 방지할 수 있기 때문이다. This is because strong waves are generated on the sea surface due to typhoons and gusts, but the movement of water is relatively smaller than the sea level in the water, thereby preventing damage to the wave generator.
한편, 상기 제2지지프레임(326)의 내측면에는 상기 제2가이드핀(323a)이 내삽되는 제2캠형홈(326h)이 형성되어, 상기 제2회전프레임(322)의 회전시 상기 제2캠형홈(326h)의 경로에 의해 상기 제2가이드핀(323a)이 구비된 제2랙기어(323)가 내측 또는 외측으로 슬라이딩되도록 한다. On the other hand, a second cam-shaped
이에 따라 상기 제2피니언기어(324)가 회전되고, 상기 파력날개(325)의 회전상태를 조절할 수 있다. Accordingly, the
구체적으로 상기 제2캠형홈(326h)은, 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 파력날개(325)가 파향에 수직인 상태가 되도록 유지하는 제1'구간, 상기 파력날개(325)가 파향에 수직인 상태에서 파향에 평행인 상태가 되도록 전환하는 제2'구간, 상기 파력날개(325)가 파향에 평행인 상태가 되도록 유지하는 제3'구간 및 상기 파력날개(325)가 파향에 평행인 상태에서 파향에 수직인 상태가 되도록 전환하는 제4'구간으로 이뤄질 수 있다. Specifically, the
따라서, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 파력날개(325)가 파력을 받을시 파향에 수직인 상태가 유지되도록 상기 제2랙기어(323)를 슬라이딩 이동시키고, 상기 파력날개(325)가 파력의 반대방향으로 회전시 파향에 평행인 상태가 유지되도록 상기 제2랙기어(323)를 슬라이딩 이동시키게 된다. Therefore, as shown in FIG. 11, when the
이에 따라, 상기 파력날개(325)가 파력을 받을시 파력을 최대한으로 이용하여 발전을 함과 동시에 상기 파력날개(325)가 파력의 반대방향으로 회전시에는 공기 또는 바람의 저항이 최소화되도록 할 수 있다. Accordingly, when the
한편, 상기 제2가이드핀(323a)과 상기 제2캠형홈(326h)의 사이에는 베어링 등의 구름수단을 개재해서 마찰력을 최소화하는 것이 바람직하다. On the other hand, between the
상술한 바와 같이, 파력터빈축(321), 제2회전프레임(322), 제2랙기어(323), 제2피니언기어(324), 파력날개(325), 제2지지프레임(326)을 포함하여 구성된 파력터빈(320)에 의해 파력발전이 이뤄질 수 있다. As described above, the
한편, 본 실시예의 파력터빈(320)은 제2랙기어(323), 제2피니언기어(324), 제2캠형홈(326h)이 파력터빈(320)의 양측단에 상호 대칭되어 쌍으로 구성된 경우에 대해 예시하였으나, 상기 제2랙기어(323), 제2피니언기어(324), 제2캠형홈(326h)은 상기 파력터빈(320)의 일측단에만 구성할 수도 있음은 물론이다. On the other hand, the
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양하고 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석돼야 한다.Although the present invention has been described with reference to the preferred embodiments thereof with reference to the accompanying drawings, it will be apparent to those skilled in the art that many other obvious modifications can be made therein without departing from the scope of the invention. Accordingly, the scope of the present invention should be interpreted by the appended claims to cover many such variations.
100:지주 200:풍력발전부
210:풍력베이스 212:풍력방향타
220:풍력터빈 221:풍력터빈축
222:제1회전프레임 223:제1랙기어
223a:제1가이드핀 224:제1피니언기어
225:풍력날개 226:제1지지프레임
226h:제1캠형홈 227:직각회전축
228:부채꼴형 웜기어 229:직각구동수단
300:파력발전부 310:파력베이스
312:파력방향타 320:파력터빈
321:파력터빈축 322:제2회전프레임
323:제2랙기어 323a:제2가이드핀
324:제2피니언기어 325:파력날개
326:제2지지프레임 326h:제2캠형홈
330:부력조절수단 332:챔버
324:워터펌핑부100: holding 200: wind power generation
210: Wind power base 212: Wind direction rudder
220: wind turbine 221: wind turbine shaft
222: first rotating frame 223: first rack gear
223a: first guide pin 224: first pinion gear
225: wind vane 226: first support frame
226h: 1st cam groove 227: right angle rotating shaft
228: fan-shaped worm gear 229: right angle drive
300: wave power generation unit 310: wave base
312: wave rudder 320: wave turbine
321: wave turbine shaft 322: second rotating frame
323:
324: second pinion gear 325: power wing
326:
330: buoyancy control means 332: chamber
324: water pump
Claims (19)
상기 지주의 축선을 기준으로 상기 지주의 상부에 풍향(風向)에 따라 자유회전가능하게 설치되어 풍력(風力)을 이용하여 발전하는 풍력발전부; 및
상기 지주의 축선을 기준으로 상기 지주의 하부에 파향(波向)에 따라 자유회전가능하고 부력조절수단에 의해 물의 표면에 위치하도록 설치되어 파력(波力)을 이용하여 발전하는 파력발전부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 복합발전기.
landlord;
A wind power generation unit that is freely rotatable according to a wind direction on the upper side of the support based on the axis of the support and generates power by using wind power; And
A wave power generation unit which is freely rotatable in accordance with a wave direction and installed on the surface of the water by buoyancy control means based on the axis of the support to generate power using wave force; Combined generator, characterized in that configured to include.
상기 풍력발전부는,
상기 지주의 상부에 자유회전가능하게 축결합된 풍력베이스; 및
상기 풍력베이스 상에 설치된 풍력터빈;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 복합발전기.
The method of claim 1,
The wind power generation unit,
A wind base axially rotatably coupled to an upper portion of the support; And
And a wind turbine installed on the wind power base.
상기 풍력베이스는,
풍력방향타를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 복합발전기.
The method of claim 2,
The wind base is,
Combined power generator comprising a wind rudder.
상기 풍력터빈은,
상기 지주를 기준으로 상기 풍력베이스의 양측에 상호 대칭되도록 한 쌍으로 구성되는 것을 특징으로 하는 복합발전기.
The method of claim 2,
The wind turbine,
Combined generator characterized in that the pair is configured to be symmetrical to both sides of the wind base relative to the shore.
상기 풍력터빈은,
풍력터빈축;
상기 풍력터빈축의 양단에 상호 대칭되어 고정설치된 한 쌍의 제1회전프레임;
상기 제1회전프레임 상에 방사방향으로 슬라이딩 이동이 가능하게 설치되고, 일측단에 상기 풍력터빈축과 평행한 제1가이드핀이 구비된 제1랙기어;
상기 제1랙기어와 치합되도록 상기 제1회전프레임 상에 구비되어 상기 제1랙기어의 슬라이딩 이동시 회전하는 제1피니언기어;
상기 제1피니언기어와 축결합되어 상기 한 쌍의 제1회전프레임 상에 회전가능하게 설치되는 풍력날개; 및
상기 풍력터빈축의 양단을 회전지지하도록 상기 풍력베이스의 상부에 설치되고, 상기 제1가이드핀이 내삽되는 제1캠형홈이 형성되어, 상기 제1회전프레임의 회전시 상기 제1캠형홈의 경로에 의해 상기 제1가이드핀이 구비된 제1랙기어가 슬라이딩되어 상기 제1피니언기어가 회전됨에 따라 상기 풍력날개의 회전상태를 조절하는 제1지지프레임;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 복합발전기.
5. The method according to any one of claims 2 to 4,
The wind turbine,
Wind turbine shaft;
A pair of first rotating frames symmetrically fixed to both ends of the wind turbine shaft;
A first rack gear installed to be slidably movable in the radial direction on the first rotating frame and having a first guide pin parallel to the wind turbine shaft at one end thereof;
A first pinion gear provided on the first rotating frame to engage with the first rack gear and rotating when the first rack gear slides;
A wind turbine blade axially coupled to the first pinion gear and rotatably installed on the pair of first rotation frames; And
A first cam groove is installed on the wind turbine base so as to support both ends of the wind turbine shaft, and the first guide pin is inserted therein, so that the first cam groove is rotated in the path of the first cam groove. And a first support frame configured to slide the first rack gear provided with the first guide pin to adjust the rotation state of the wind turbine blades as the first pinion gear is rotated.
상기 제1캠형홈은,
상기 풍력날개가 풍력을 받을시 풍향에 수직인 상태가 유지되도록 상기 제1랙기어를 슬라이딩 이동시키고, 상기 풍력날개가 풍력에 대항할시 풍향에 평행인 상태가 유지되도록 상기 제1랙기어를 슬라이딩 이동시키도록 형성된 것을 특징으로 하는 복합발전기.
The method of claim 5,
The first cam groove,
The first rack gear is slidably moved so that the wind vane is perpendicular to the wind direction when receiving the wind, and the first rack gear is slid so that the wind vane is kept parallel to the wind direction when the wind vanes are opposed to the wind. A composite generator, characterized in that formed to move.
상기 제1캠형홈은,
상기 풍력날개가 풍향에 수직인 상태가 되도록 유지하는 제1구간, 상기 풍력날개가 풍향에 수직인 상태에서 풍향에 평행인 상태가 되도록 전환하는 제2구간, 상기 풍력날개가 풍향에 평행인 상태가 되도록 유지하는 제3구간 및 상기 풍력날개가 풍향에 평행인 상태에서 풍향에 수직인 상태가 되도록 전환하는 제4구간으로 이뤄진 것을 특징으로 하는 복합발전기.
The method according to claim 6,
The first cam groove,
A first section for maintaining the wind vane perpendicular to the wind direction, a second section for switching the wind vane to be parallel to the wind direction in a state perpendicular to the wind direction, and the wind vane is parallel to the wind direction And a fourth section for maintaining the third section and the fourth section for switching the wind vane to be in a state perpendicular to the wind direction.
상기 제1랙기어, 제1피니언기어, 제1캠형홈은 상기 풍력터빈의 양측단에 상호 대칭되어 쌍으로 구성되는 것을 특징으로 하는 복합발전기.
The method of claim 5,
And the first rack gear, the first pinion gear, and the first cam groove are symmetrically arranged at both ends of the wind turbine.
상기 제1지지프레임은,
상기 풍력베이스의 상부에 직각회전구동이 가능하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 복합발전기.
The method of claim 5,
The first support frame,
Composite generator, characterized in that installed on the upper portion of the wind power base to enable a right-angle rotation drive.
상기 제1지지프레임은,
상기 제1지지프레임의 하부에 고정설치되고 상기 풍력베이스를 수직관통하도록 구성된 직각회전축;
상기 직각회전축과 동축상으로 결합된 부채꼴형 웜기어;
상기 부채꼴형 웜기어와 치합되는 웜이 구비된 직각구동수단;을 포함하여 구성된 직각회전구동부에 의해 직각회전구동되는 것을 특징으로 하는 복합발전기.
10. The method of claim 9,
The first support frame,
A right angle rotating shaft fixed to the lower portion of the first support frame and configured to vertically pass through the wind turbine base;
A fan-shaped worm gear coaxially coupled with the quadrature rotary shaft;
And a right angle driving means including a right angle driving means provided with a worm meshed with the fan-shaped worm gear.
상기 파력발전부는,
상기 지주의 하부에 자유회전가능하게 축결합된 파력베이스; 및
상기 파력베이스 상에 설치된 파력터빈;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 복합발전기.
The method of claim 1,
The wave power generation unit,
A wave base axially rotatably coupled to a lower portion of the support; And
And a wave turbine installed on the wave base.
상기 파력베이스는,
파력방향타를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 복합발전기.
The method of claim 11,
The wave base is,
A composite generator comprising a wave rudder.
상기 파력터빈은,
상기 지주를 기준으로 상기 파력베이스의 양측에 상호 대칭되도록 한 쌍으로 구성되는 것을 특징으로 하는 복합발전기.
The method of claim 11,
The wave turbine,
And a pair of generators configured to be symmetrical to both sides of the wave base based on the support.
상기 부력조절수단은,
상기 파력베이스의 내부에 형성된 챔버; 및
상기 챔버에 수용된 물의 양을 조절하는 워터펌핑부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 복합발전기.
The method of claim 12,
The buoyancy control means,
A chamber formed inside the wave base; And
And a water pump for adjusting the amount of water contained in the chamber.
상기 파력터빈은,
파력터빈축;
상기 파력터빈축의 양단에 상호 대칭되어 고정설치된 한 쌍의 제2회전프레임;
상기 제2회전프레임 상에 방사방향으로 슬라이딩 이동이 가능하게 설치되고, 일측단에 상기 파력터빈축과 평행한 제2가이드핀이 구비된 제2랙기어;
상기 제2랙기어와 치합되도록 상기 제2회전프레임 상에 구비되어 상기 제2랙기어의 슬라이딩 이동시 회전하는 제2피니언기어;
상기 제2피니언기어와 축결합되어 상기 한 쌍의 제2회전프레임 상에 회전가능하게 설치되는 파력날개; 및
상기 파력터빈축의 양단을 회전지지하도록 상기 파력베이스의 상부에 설치되고, 상기 제2가이드핀이 내삽되는 제2캠형홈이 형성되어, 상기 제2회전프레임의 회전시 상기 제2캠형홈의 경로에 의해 상기 제2가이드핀이 구비된 제2랙기어가 슬라이딩되어 상기 제2피니언기어가 회전됨에 따라 상기 파력날개의 회전상태를 조절하는 제2지지프레임;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 복합발전기.
The method according to any one of claims 11 to 14,
The wave turbine,
Wave turbine shaft;
A pair of second rotating frames symmetrically fixed to both ends of the wave turbine shaft;
A second rack gear installed on the second rotating frame to enable sliding movement in a radial direction and having a second guide pin parallel to the wave turbine shaft at one end thereof;
A second pinion gear provided on the second rotation frame to engage with the second rack gear and rotating when the second rack gear slides;
A wave blade axially coupled to the second pinion gear to be rotatably installed on the pair of second rotation frames; And
A second cam groove is installed on the wave base so as to support both ends of the wave turbine shaft, and the second guide pin is inserted therein, so that the second cam groove is rotated in the path of the second cam groove. And a second support frame configured to slide the second rack gear provided with the second guide pin to adjust the rotational state of the wave blades as the second pinion gear is rotated.
상기 제2캠형홈은,
상기 파력날개가 파력을 받을시 파향에 수직인 상태가 유지되도록 상기 제2랙기어를 슬라이딩 이동시키고, 상기 파력날개가 풍향에 대항할시 풍향에 평행인 상태가 유지되도록 상기 제2랙기어를 슬라이딩 이동시키는 것을 특징으로 하는 복합발전기.
16. The method of claim 15,
The second cam groove,
When the wave wing receives the wave force, the second rack gear is slidably moved so as to be perpendicular to the wave direction, and when the wave wing is against the wind direction, the second rack gear is slid so that the state is parallel to the wind direction. A composite generator, characterized in that for moving.
상기 제2캠형홈은,
상기 파력날개가 파향에 수직인 상태가 되도록 유지하는 제1'구간, 상기 파력날개가 파향에 수직인 상태에서 파향에 평행인 상태가 되도록 전환하는 제2'구간, 상기 파력날개가 파향에 평행인 상태가 되도록 유지하는 제3'구간 및 상기 파력날개가 파향에 평행인 상태에서 파향에 수직인 상태가 되도록 전환하는 제4'구간으로 이뤄진 것을 특징으로 하는 복합발전기.
17. The method of claim 16,
The second cam groove,
A first 'section for maintaining the wave wing perpendicular to the wave direction, a second' section for switching the wave wing to be parallel to the wave direction in a state perpendicular to the wave direction, and the wave wing is parallel to the wave direction And a third 'section for maintaining the state and the fourth' section for switching the wave wing to be in a state perpendicular to the wave in a state parallel to the wave.
상기 제2랙기어, 제2피니언기어, 제2캠형홈은 상기 파력터빈의 양측단에 상호 대칭되어 쌍으로 구성되는 것을 특징으로 하는 복합발전기.
16. The method of claim 15,
And the second rack gear, the second pinion gear, and the second cam type groove are symmetrically formed at both ends of the wave turbine in pairs.
상기 지주의 상부와 상기 지주의 하부는 분할되어 구성되어 동축상으로 조립되며, 상기 지주의 상부는 상기 지주의 하부를 기준으로 승하강구동이 가능한 것을 특징으로 하는 복합발전기.
The method of claim 1,
The upper portion of the support and the lower portion of the support is divided into a coaxial assembly, characterized in that the upper portion of the support is characterized in that the lifting and lowering drive relative to the lower portion of the support.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101507352B1 (en) * | 2014-04-24 | 2015-04-07 | 충남대학교산학협력단 | Hydro Turbines of Wave Power Generation Breakwater |
CN110578640A (en) * | 2019-10-29 | 2019-12-17 | 安徽工业大学 | Double-impeller water turbine |
KR20200006369A (en) | 2018-07-10 | 2020-01-20 | 주식회사 새누리산업 | New renewable energy combined power generation device |
CN114423942A (en) * | 2019-07-18 | 2022-04-29 | M·匹萨罗迪 | Multi-mode renewable energy power generation system |
CN117125207A (en) * | 2023-10-24 | 2023-11-28 | 青岛恒源新电力科技有限公司 | Floating type offshore wind power generation platform |
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2011
- 2011-05-06 KR KR1020110042991A patent/KR20120124999A/en active IP Right Grant
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