KR20120132633A - 개선된 해파 에너지 회수장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 구조 플로터(2, 2')로 언급되는 적어도 하나의 부표 또는 플로터, 및 구조 부재와 관련된 적어도 하나의 유동 플로터(3, 3')에 의하여 부유할 수 있으며 회수 가능한 에너지를 생산하는 구조 부재에 고정된 회수 에너지 생성 장치(4; 14, 15, 16)와 함께 작용하는 강성구조 부재를 포함하는 부유구조로 이루어진 해파 에너지 회수장치에 관한 것이다. 본 발명에서, 적어도 하나의 유동 플로터(3, 3')는 해수면에 실질적으로 평행한 축 주변을 선회하도록 장치된 적어도 하나의 강성암(5, 5')에 의해서 구조 부재에 연결되고, 에너지를 생성하는 상기의 장치(4; 14, 15, 16)는 직간접적으로 상기 강성암에 연결된다.

Description

개선된 해파 에너지 회수장치{Improved Wave Energy Recovery Device}
본 발명은 에너지 회수 분야에 관한 것으로, 바람직하게는 해파 에너지 회수 분야에 관한 것이다.
현재, 에너지 소비는 주로 오일, 가스, 석탄 및 핵 원료와 같은 재생이 불가능한 에너지에 의해 이루어진다. 이러한 에너지원의 고갈 또는 이들에 의한 오염으로 인하여, 에너지원의 다양화를 모색하고 있으며, 특히, 재생 가능한 에너지로 대체하고자 한다.
이러한 맥락에서, 한 가지 해결책은 바다의 에너지, 좀 더 정확하게는 해류, 파도 또는 조수를 사용하는 것이다.
이를테면, 해파 에너지는 바로 태양 에너지의 특정한 한 형태이다. 태양은 각각의 대기막을 균일하게 가열하지 않으며 이로 인하여 기류(바람)가 생기고, 이는 해수표면을 움직이는(해류, 파도) 파동의 마찰 원인이 된다. 해수 및 해양 표면의 바람에 의한 파동은 에너지를 전달한다. 파동이 부유하고 있는 장애물 또는 해안 장애물에 이르게 되면, 이들의 에너지의 일부분을 내주게 되고 이는 전류로 전환될 수 있다. 바람이 가장 강하고 파동이 최대인 곳은 위도 40 도 내지 60 도 위치이다.
따라서, 해파 에너지는 잠재력이 높은 에너지이다. 이를테면, 파동에 의해 전달되는 평균적인 힘은 직선 미터 당 kW로 주어진다. 이는 파동 주기(두 개의 연속하는 파도의 물마루를 나누는 기간)와 파도 높이(파곡(trough)과 물마루(crest) 간의 거리)의 제곱에 비례한다. 예를 들어, 어션트(Ouessant) 연안에서는 63 kW/m 이하이고, 대서양 연안에서는 평균적으로 50 kW/m이고, 지중해에서는 8 kW/m이다.
그러나, 이러한 자원은 기술적 한계와 사용 가능 범위를 축소하는 자연적 또는 법적 제약에 의해 이용상에 제약이 있다.
유럽특허 제1295031호는 부표(buoy)의 움직임을 기초로 하는 장치에 관한 것으로, 이 장치는 내부 플로터를 감싸고 있는 외부의 둥근 플로터와 물에 잠긴 몸체를 포함하는데 이 두 개의 플로터 간의 운동 에너지를 회수할 수 있는 유압 실린더를 포함하는 연결 장치에 의해서 두 개의 플로터는 서로 연결된다.
또한, 유동 실린더(mobile cylinder)는 해저에 고정된 실린더로 빠지는 공기로 채워지는 것으로도 알려져 있다(플로터). 파도의 최고점이 플로터 위로 지나갈 때, 과도한 압력은 플로터를 아래쪽으로 움직인다. 파도의 파곡에서의 강하는 플로터가 다시 되돌아 가도록 한다. 고정된 실린더와 연관된 플로터의 움직임으로 인하여 선형 다이너모(linear dynamo)는 전류를 생산한다. 그러나, 이러한 장치는 해저에 고정되어야 한다는 점에 있어서 불편하다.
국제공개특허 제2008/068390호에서는 해파 에너지의 사용 및 회수가 용이하고 단순한 해파 에너지 회수하는 장치에 관하여 기재되어 있다. 이 장치는 수면 위의 플로터와 연관된 적어도 하나의 부유구조를 포함하고 있으며, 이는 수면 위에 부유하는 적어도 하나의 부재를 포함하고 있는데, 수면의 높이 변화로 인한 상기 부재의 상승 및 하강에 의해서 회수 가능한 에너지를 생성하도록 설계되었다.
그러나, 이러한 시스템은 부유된 부재가 행정(travel, 行程)의 말단에 배열될 때 이러한 시스템으로 어떤 에너지도 공급되지 않는 순간(데드 타임(dead time))을 가지므로, 최적의 시스템이라고 할 수 없다.
[발명의 상세한 설명]
본 발명의 목적은 종래기술의 단점을 극복하기 위한 것으로 특히, 해파 에너지를 지속적인 방법으로 회수할 수 있으며 나아가, 산출량을 최적화할 수 있는 시스템을 제시하는 것이다.
이를 위하여, 구조 부재로 언급되는 적어도 하나의 부표 또는 플로터, 및 구조 부재와 연관된 적어도 하나의 유동 플로터에 의하여 바다에 부유할 수 있는 강성구조 부재를 포함하고, 이 구조 부재에 고정된 파동효과에 의하여 회수 가능한 에너지를 생성하는 장치와 함께 작동하는 부유구조로 이루어진 해파 에너지 회수 장치를 제시한다.
본 발명의 제1 측면으로, 적어도 하나의 유동 플로터는 수면과 실질적으로 평행한 구조 부재 축 주변을 선회하도록 설치된 적어도 하나의 강성암에 의해 구조 부재로 연결되고, 에너지 회수장치는 직간접적으로 강성암에 연결된다.
더욱이, 본 발명의 한 구체예로, 에너지 회수장치는 적어도 하나의 유동 플로터에 연결된 피스톤을 가지는 선형 발전기를 포함하고 이는 구조 부재로 연결된 실린더로 미끄러지듯 움직인다.
또 다른 가능성으로, 에너지 회수장치는 실린더 및 로드(rod)를 포함하고 있는 적어도 하나의 펌프를 포함하고, 이 에너지 회수장치의 한 쪽 말단은 적어도 하나의 유동 플로터의 강성암에 연결되고 다른 쪽 말단은 구조 부재에 연결된다.
당 분야의 당업자는 이들이 처한 상황, 비용 또는 기술에 따라서 하나 이상의 대체물 선택할 수 있을 것이다.
필요에 따라서, 본 발명의 장치는 몇 개의 유동 플로터를 포함할 수 있으며, 구조 부재와 연결되는 암의 길이는 서로 다를 수 있다.
더 바람직하게는, 가장 짧은 하나의 암 또는 여러 개의 암은 파동이 "산출되는 곳", 즉 파동을 직접적으로 받는(정면에서) 말단의 반대편에 위치된 장치의 말단의 근처에 설치되며, 이는 하기에서 좀 더 상세히 설명한다.
본 발명의 한 구체예로, 적어도 하나의 구조 플로터는 구조 부재와 고정되는데, 이 구조 부재는 대체로 수면에 설치되는 방식으로 수선(waterline) 위에 배치된다.
본 발명의 에너지 산출량을 더욱 향상시키고자 한다면, 구조 부재와 연결되는 적어도 하나의 구조 플로터를 추가하는 것이 고려될 수 있다.
더 바람직하게는, 본 발명의 한 구체예로, 연결되는 적어도 하나의 구조 플로터를 적어도 하나의 제1 연결에 의해 구조 부재로 연결된 흔들리는 암의 한쪽 말단에 연결하고, 흔들이는 암의 다른 말단은 수선 위의 구조 부재에 고정된 실린더 피스톤의 로드와 연결된 제2 연결을 가지고, 피스톤은 에너지 회수장치를 시동하도록 고안된다.
본 발명의 또 다른 구체예로, 적어도 하나의 연결된 구조 플로터는 두 개의 연결에 의하여 구조 부재로 연결된 흔들리는 암에 의하여 통과하게 지나가게 되고, 수선 아래에 배치된 제1 연결은 피벗(pivot) 연결로 이루어져 있고, 제2 연결은 수선 위의 구조 부재 위에 고정된 실린더 피스톤의 로드와 연결되어 있으며, 피스톤은 에너지 회수장치를 시동하도록 구현하였다.
게다가, 구조 부재는 측면을 따라 배열된 적어도 하나의 구조 플로터 및 유동 플로터와 함께 작동하는 적어도 하나의 구조물을 포함한다. 측면은 파동의 방향과 평행하므로, 부유구조가 자연스럽게 이루어질 것이다.
흥미롭게도, 본 발명의 구조 부재는 서로 평행한 제1 수평면 및 제2 수평면에 따라서 배열되는 두 개의 구조물을 포함할 수 있는데, 이 구조물은 제1 수평면 및 제2 수평면에 대하여 수직인 적어도 하나의 면에 따라 배치된 적어도 하나의 구조물에 의해 함께 연결되고, 전체적으로 해수면 위에 배열된 표면은 하나 이상의 유동 플로터 및/또는 에너지 회수장치 및/또는 구조 플로터의 하나 이상의 연결에 대하여 지지장치로 제공되는 실질적으로 평행 사변형 형태이다. 물론, "해수면 위에 배열된 표면"은 바다에서 부유하고 있거나 파동을 생성하는 매개물 내에 위치하고 있는 것을 의미한다.
흥미롭게도, 적어도 하나의 구조 플로터의 흔들리는 암은 측면으로 언급되는 구조물의 제1 면 및/또는 제2 면에서 유동적이다.
본 발명의 한 구체예로, 적어도 하나의 강성암은 구조 부재의 제1 세로 말단에 고정 연결되고, 제2 강성암은 구조 부재의 제2 세로 말단에 고정 연결되며, 제1 암 및 제2 암은 구조 부재 밖에서 세로로 연장된다.
본 발명의 다른 특징으로, 구조 부재는 세로축 XX에 따라 연장하는 본관기소(main element)를 포함하고, 구조 플로터는 세로축 XX와 대칭으로 배치되고, 부유하는 동안에 구조 플로터는 축 XX에 대하여 수직 또는 실질적으로 수직인 면에 속하는 구조 암(structural arm)을 포함한다.
더 정확하게는, 적어도 하나의 구조 암은 축 XX에 대하여 수직인 축 YY 주변을 선회하도록 장치된다.
더욱이, 적어도 하나의 구조 암은 수면에 대하여 실질적으로 평행하게 연장하는 제1 기소와 제1 기소에 대하여 실질적으로 평행하게 연장하고 부유하는 동안에 구조 플로터에 의해 지탱되는 제2 기소를 포함한다.
본 발명의 한 구체예로, 회전연결은 본관기소와 적어도 하나의 구조 암 사이에 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 구체예로, 회전연결은 구조 암의 제1 기소 및 제2 기소 사이에 제공될 수 있으며, 이로 인하여 에너지 회수장치는 제1 기소와 제2 기소 간의 상대적인 움직임에 의해 생성된 에너지를 회수하는 것이 가능하게 한다.
본 발명의 기타 특징, 상세한 설명 및 이점은 첨부된 도면과 함께 하기의 상세한 설명에서 설명된다.
도 1. 본 발명의 제1 구체예에 따른 장치의 횡단면도.
도 2. 본 발명의 제2 구체예에 따른 장치의 횡단면도.
도 3. 본 발명의 제3 구체예의 횡단면도.
도 4A. 본 발명의 구체예의 도 3에 있는 AA의 횡단면도.
도 4B. 본 발명의 구체예의 도 3에 있는 BB의 횡단면도.
도 5A. 본 발명의 선택적인 구체예의 도 3에 있는 AA의 횡단면도.
도 5B. 본 발명의 선택적인 구체예의 도 3에 있는 BB의 횡단면도.
도 6. 본 발명의 제4 구체예의 횡단면도.
도 7A. 본 발명의 구체예의 도 6에 있는 AA의 횡단면도.
도 7B. 본 발명의 구체예의 도 6에 있는 BB의 횡단면도.
도 8A. 본 발명의 제4 구체예의 도 6에 있는 AA의 횡단면도.
도 8B. 본 발명의 제4 구체예의 도 6에 있는 BB의 횡단면도.
도 9. 본 발명의 제1 구체예의 투시도.
도 10. 본 발명의 제5 구체예를 나타내는 도식.
도 11. 본 발명의 제5 구체예의 측면도.
도 12. 본 발명의 제5 구체예의 구조 플로터와 구조 부재간의 연결에 대한 확대도.
도 13. 본 발명의 제6 구체예를 나타내는 도식.
도 14. 본 발명의 제6 구체예를 나타내는 측면도.
도 15. 본 발명의 제5 구체예의 구조 플로터와 구조 부재 사이의 연결에 대한 확대도. 좀더 명확하게 하기 위하여, 동일하거나 유사한 기소는 모든 도면에서 동일한 참조 기호로 표시하였다.
[구체예의 상세한 설명]
도 1에서 나타낸 것처럼, 본 발명은 구조물 2로 언급되는 적어도 하나의 부표 또는 플로터(floater)에 의하여 바다에 부유하는 전체적으로 강성구조 부재 1을 포함한다.
본 발명의 구조 부재는 파동에 대하여 실질적으로 평행하게 연장하는 빔, 그리고 후자의 파동에 대하여 수직인 빔으로 이루질 수 있으며, 다양한 대안들이 고려될 수 있고, 도 1에서 나타낸 것처럼, 파동을 화살표 H로 가정하면, 파동 한 파장 크기인 두 개의 구조 플로터(2, 2') 사이의 분리는 더욱 바람직하게 선택될 것이다. 이러한 구성은 해파 에너지를 최적으로 회수할 수 있는 것으로 알려진 구성이다. 이러한 구성에 의하여, 2는 전면부 플로터, 2'는 후면부 플로터이고, 단어 "전면부"와 "후면부"는 파동이 전달되는 방향을 의미한다.
더욱이, 적어도 하나의 플로터(3, 3')는 구조 부재 1과 관련하여 유동하도록 고안된다. 플로터(3)는 다양한 형태를 가지는 에너지 회수장치(4)와 함께 작동한다. 모든 경우에서, 에너지 회수장치(4)는 구조 부재 1에 고정된다.
유동 플로터(3)는 수면에 실질적으로 평행한 축(50) 주위를 선회하도록 장치된 적어도 하나의 암에 의해 구조 부재 1에 연결되는 것이 바람직하다. 이를테면, 하나 이상의 유동 플로터(3)는 구조 부재 1에 의존하도록 연결되고, 구조 부재(1)와 관련된 이들의 상대적인 움직임은 완벽하게 통합된다. 하나의 이상의 강성암(5)은 구조 부재와 연관된 유동 플로터(3)를 가이드하고 유지한다.
'암'은 하나 이상의 로드, 에이프런(apron), 체인 등과 같은 모든 형태의 지지 장치를 의미한다.
더욱이 하나 이상의 플로터(3)는 직간접적으로 에너지를 생성하는 장치(4)에 연결되고, 더 정확하게는 도 1의 플로터(3)는 에너지 회수장치로 사용되는 구조물에 고정된 실린더(7)에서 미끄러지듯 움직이는 피스톤의 로드(6)를 포함하는 펌프의 실린더(7)에 연결된다. 실제로, 파동 효과에 의하여, 피스톤은 실린더 내에서 미끄러지듯 움직이고 펌프의 폐쇄된 봉합 내에 존재하는 용액을 압축 또는 퍼지도록 한다.
이를 테면, 해파 에너지는 피스톤, 실린더, 선형 발전기 또는 기타 다른 기술적으로 상응하는 장치에 의해 전해질 수 있다.
도 1의 장치 크기를 측정함으로써, 이들의 에너지 산출량은 최적화되며, 더 바람직하게는 분리된 파동의 평균적인 길이에 실질적으로 동일한 두 개의 구조 플로터(2, 2') 사이에서 선택되며, 장치(4)는 예를 들어, 플로터(2, 2')가 파곡 내에 있도록 상기 길이의 실질적으로 중간 지점에 배치되고(도 1의 실선으로 나타냄), 장치(4)는 펌프의 폐쇄된 봉합 내의 물의 높이가 최대가 되도록 물마루에 배치되며, 이로 인하여 체적(A)이 줄어들고, 내부의 용액(공기)가 압축된다.
이러한 압축은 회수 가능한 에너지를 생산하다. 구조 플로터(3)가 파곡 내에 배치되면(도 1에서 점선으로 나타냄), 봉합(A) 내의 용액의 압력이 감소하는 방식으로 물의 높이뿐만 아니라 로드(6)가 다시 내려간다. 이러한 배열과 함께 피스톤은 상대적으로 그리고 실질적으로 이동하고, 결국 최적화된 산출량을 얻게 된다.
파동의 파장은 일반적으로 잘 알려진 값으로 주어진 위치에 따라 다른 특징을 가진다. 본 발명에 따른 장치의 크기 측정은 이러한 값을 유리하게 고려할 것이다.
앞서 설명된 것처럼, 어떤 에너지도 생성되지 않는 '상'사점(top dead centre)과 '하'사점(bottom dead centre)이 있는데, 이는 본 발명이 에너지를 생성하는 적어도 하나의 장치(4')와 관련된 적어도 하나의 부가적인 유동 플로터(3')를 부가하는 이유이다.
도 1의 오른쪽 부분은 구조 부재(1) 위에 연결된 부가적인 강성암(5')에 의해 연결되는 부가적인 유동 플로터(3')를 도시한다. 강성암(5')는 제1 강성암(5)으로 장착되는데, 즉, 전달되는 파동의 방향(화살표 H)과 관련된 연결점(50)의 반대편에 있는 구조 부재(1) 위의 연결부분(50')과 함께 수면에 실질적으로 평행한 축 주위를 선회하면서 장착된다.
에너지를 회수하는 부가적인 장치(4')는 강성암(5')에 의하여 플로터(3')에 연결된다. 부가적인 플로터(3')의 움직임은 전달되는 파동의 방향(화살표 H)과 관련된 연결점(50)의 반대편에 있는 에너지를 회수하기 위하여 장치(4')에 의하여 이용된다. 두 개의 플로터(3, 3')간의 거리는 예를 들어, 플로터(3)가 상사점 또는 하사점에 있을 때 즉, 에너지를 생산하지 않을 때 부가적인 플로터(3')에 의해 유도되는 에너지 회수를 가능하게 한다.
설명된 부가적인 장치(3', 4', 및 5')를 지지하기 위하여 구조 부재(1)에 모든 적절한 구조물을 사용할 수 있다.
더욱이, 플로터(3, 3') 사이의 강성연결 및 구조 암(5, 5')과 구조 부재(1)는 우선적으로 서로 다른 길이를 가지고, 길이가 더 긴 것은 장치의 파동 입구로 가능할 정도로 가깝게 배치된 암(5)을 유리하게 선택할 수 있으며 장치의 출구 부위에 배치된 암(5')는 길이가 더 짧은 것을 선택할 수 있다. "입구"는 다른 부분보다도 앞서 파동에 영향받은 부분을 의미한다. "출구"는 파동이 전달되는 방향과 관련하여 구조물의 다른 쪽 말단에 배치된 부분이다.
이를 테면, 장치의 입구에 배치된 암 5와 관련된 플로터(3)는 가장 강한 힘을 받게 되는 반면에, 암(5') 및 플로터(3')는 더 적은 힘을 받게 되는데, 이는 해파 에너지가 이 두 지점 사이에서 약해지기 때문이다.
게다가, 산출량은 동일하지만, 본 발명의 실린더는 종래의 기술에서보다 더 적게 이동한다.
도 2는 축압기(15)와 발전기를 가진 수력모터(16)와 관련된 수력펌프(14)를 포함하는 에너지 회수장치에 의하여 실질적으로 도 1의 것과는 다른 본 발명의 한 구체예를 보여준다. 당업자는 요구사항, 비용, 원하는 산출량 등에 따라서 하나 이상의 구체예를 선택할 수 있을 것이다.
두 가지 경우에서, 적어도 하나의 부표(2) 또는 구조 플로터가 제공되는데, 이들은 구조 부재(1)에 고정되고 수선에 배치된다. 이러한 플로터의 기능을 수행할 수 있도록 알려진 모든 장치가 제공될 수 있으므로, 더 이상 상세한 설명은 생략한다.
따라서, 하나 이상의 구조 플로터(2, 2')는 수선에서 구조물(1)을 유지할 수 있으며, 더욱이 이들은 파동에 의해 형성된 힘에 노출된다.
도 3은 본 발명의 개선된 구체예를 보여준다. 이러한 개선사항은 특히, 구조 부재(1)(또는 구조물)과 관련하여 연결된 적어도 하나의 구조 플로터(2)의 제공하는데에 있다. 본 발명의 이러한 구체예에 의하여, 구조 부재(1)는 이 도면에서 나타낸 것처럼 부분적으로 침수한다.
게다가, 적어도 하나의 구조 플로터(2)는 수선(0) 위에 배치된 적어도 하나의 제1 연결(81)에 의하여 구조 부재(1)에 연결된 흔들리는 암(8)에 의해 연결된다. 플로터(2)는 그 자체로 흔들리는 암(8)의 말단에 실질적으로 배치될 수 있으며, 제1 연결(81)은 실린더(84와) 연결된 제2 연결말단(83), 좀 더 정확하게는 구조 부재(1)에 고정된 실린더(84)의 로드(82)와 함께 작동하도록 고안된다. 이를테면, 암 또는 각각의 암은 수면에 대하여 실질적으로 수직적인 면에서 접함(81) 주위에서 흔들린다. 플로터(2)를 포함하고 있는 암(8)의 말단(83)은 실린더(84) 또는 에너지를 회수하는 기타 다른 기소가 왕복하여 움직이는 것을 가능하게 하며, 그런 후, 이는 하나 이상의 유동 플로터(3, 3')의 움직임에 의한 형성되는 에너지로 더해진다.
암(8)의 움직임과 관련된 실린더(84)는 실린더 또는 실린더(84)와 멀리 떨어지지 않은, 예를 들어 구조물에 고정된, 예를 들어 축압기(15) 또는 전기 발전기와 같은 기타 다른 상응하는 장치에 의한 에너지 생산을 가능하게 한다.
에너지 관점에서, 이러한 구체예는 구조 플로터(2, 2')의 움직임에 의해 공급되는 에너지는 유동 플로터 또는 플로터(3, 3')의 움직임에 의해 제공되는 것에 더해질 수 있다는 점에 있어서 흥미롭다.
물론 필요할 경우, 일부 흔들리는 암은 그 자체가 몇 개의 선택적인 구체예를 가질 수 있는 구조물(1)에 장착될 수 있다. 도 3은 두 개의 구조 플로터(또는 한 쌍의 구조 플로터)를 보여주지만, 이로 한정되지는 않는다.
도 4A 및 4B는 구조물(또는 구조 부재)(1)이 실질적으로 평면으로 배열된 구조물로 이루어진 구체예를 보여준다. 구조 플로터 또는 플로터(2, 2'), 유동 플로터 또는 플로터(3, 3') 및 관련된 암(8, 8', 5, 5')뿐만 아니라, 연결 및 실린더와 같은 본 발명의 장치는 본 발명의 이러한 구조물에 포함된다. 당업자는 이들의 통상적인 지식에 따라서 지지체 기소 및 다른 기소를 선택하고 크기를 결정할 것이다.
도 3에 있는 AA의 단순화된 횡단면도인 도 4A는 구조물(1)에 연결된 두 개의 암(5')의 말단에 배치된 원통형의 유동 플로터를 보여준다. 도 4B는 도 3에 있는 BB에 대한 단순화된 횡단면도이며, 여기에서 구조 플로터 2는 연결(81)에 있는 구조물(1)과 연결되어 함께 작동하는 브라(bra)(8)의 말단에서 보여지고, 암(8)은 하나의 면에서 연결(81) 주위를 선회하면서 움직이며, 플로터(2)를 포함하고 있는 반대편 말단(83)은 앞서 설명된 것처럼 로드(82)와 함께 작동한다.
게다가, 도 5A 및 5B는 본 발명의 구체예의 단순화된 횡단면도를 보여주며, 여기에서 구조 부재(1)는 서로에 대하여 평행한 제1 면과 제2 면에 따라 각각 배열된 측면으로 언급되는 두 개의 제1 구조물(11, 12)을 포함하고, 이는 제1 구조물(11, 12)에 대하여 수직인 면으로 배열된 횡단하는 것으로 언급되는 적어도 하나의 구조물(언급되지 않음)에 의해 함께 연결된다. 이 장치는 평행사변형의 형태인데, 표면(10)은 해수면 위에 배치되고 본 발명을 포함하는 다양한 장치에 대한 지지체가 제공된다.
게다가, 측면 구조물(11, 12) 각각의 위에 구조 플로터(2)의 암(8)에 대한 연결(81)뿐만 아니라 실린더(84)와 관련된 암(8)의 상부 말단에 대하여 가이드(85)를 가이드하는 장치가 제공될 수 있다.
이러한 구체예에 의하여, 에너지는 유동 플로터(3, 3')의 움직임에 의해 공급되고, 서로 분리됨으로써 공급된 에너지를 조절할 뿐만 아니라, 구조 플로터(2, 2')의 움직임에 의하여 파동의 방향과 관련된 구조 플로터(2, 2')의 배치는 공급된 에너지를 조절을 가능케 하고 향상시킨다.
도 6, 7 및 8에서 설명된 구체예에 의하여, 적어도 하나의 구조 플로터(2)는 수선 아래로 배치된 제1 연결(80)에 의하여 구조 부재(1)에 연결된 흔들리는 암(8)을 지나간다. 연결(80)은 피벗 형태의 연결이 더 바람직하며, 플로터(2) 자체는 흔들리는 암(8)의 실질적인 가운데 부분에 배치될 수 있으며, 피벗 연결(80)을 포함하고 있는 암(8)의 반대쪽 말단 근처에 있는 관절식 연결(81)은 실린더(84)와 함께 제공되거나 더 정확하게는 구조 부재(1)에 자체적으로 고정된 실린더(84)의 로드 (82)와 함께 제공된다.
이를 테면, 암 또는 각각의 암(8)은 연결(80) 주변의 수평면(화살표로 표시됨)에서 흔들리며, 이들의 반대쪽 말단은 에너지를 회수하기 위하여 실린더 또는 기타 다른 기소로 왕복하는 움직임을 제공하는 것이 가능하고, 그런 후, 이는 유동 플로터 또는 플로터(2, 2')의 움직임에 의해 생성되는 에너지에 더해진다.
암(8)의 움직임과 관련된 실린더(84)는 예를 들어, 축압기 또는 전기 발전기와 같은 기타 상응하는 장치에 의한 에너지 생산을 가능케 한다.
에너지 측면에서, 이 구체예는 구조 플로터의 움직임에 의해 제공되는 에너지가 유동 플로터 또는 플로터(3, 3')의 움직임에 의해 제공되는 에너지에 더해진다는 점에 있어서 흥미롭다.
필요할 경우, 몇 개의 흔들리는 플로터(2, 2')는 자체적으로 몇 개의 선택적인 구체예를 가질 수 있는 구조물(1)에 장착될 수 있다.
도 7A 및 7B는 구조물(또는 구조 부재)이 실질적으로 수평하게 배치된 구조로 이루지는 구조를 보여준다. 구조 플로터 또는 플로터(2, 2'), 유동 플로터 또는 플로터(3, 3') 및 관련된 암(8, 8', 5, 5')뿐만 아니라, 연결 및 실린더와 같은 본 발명의 장치는 실질적으로 수평면에 따라 연장하는 본 발명의 구조에 포함된다. 당업자는 이들의 일반적인 지식에 따라서 지지체 기소 및 기타 다른 기소를 선택하거나 크기를 조절할 수 있을 것이다.
암(5, 5')의 길이는 같거나 다를 수 있다.
게다가, 도 8A 및 8B는 구조 부재(1)가 제1 면 및 제2 면에 따라 배열된 측면으로 언급되는 두 개의 제1 구조물(11, 12)을 포함하고, 제1 구조물(11, 12)에 대한 수직면에 따라 배열된 횡단하는 것으로 언급되는 적어도 하나의 구조물(언급되지 않음)에 의해 함께 연결되는 도 6의 구체예에 해당하는 단순화된 횡단면도를 보여준다. 이 장치는 평행사변형의 형태인 것으로 정의되는데, 평행사변형의 표면( 10)은 해수면 위에 배치되고 본 발명을 구성하는 다양한 장치에 대한 지지체로 제공된다(도 8A 및 8B에서 표기되지 않음).
게다가, 각각의 측면 구조물(11, 12)은 구조 플로터(2, 2')에 대하여 피벗 형태인 80, 80'의 연결을 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 암(8, 8') 및 관련된 실린더(84)의 상부 말단에 대한 가이드(85)를 제공할 수 있다.
도 9는 일반적인 평행육면체 형태의 구조 부재를 가지고, 구조 부재(1)와 관련하여 고정된 두 개의 유동 플로터(3, 3') 및 4 개의 구조 플로터(2, 2')를 포함하는 본 발명의 구체예를 나타낸다. 이 도면은 도 1에 따른 본 발명의 구체예에 실질적으로 상응한다.
이러한 구체예에 의하여, 에너지는 단지 유동 플로터(3, 3')의 움직임에 의해 공급될 수 있으며, 이는 다른 것과는 별도로 시간이 지남에 따라 공급된 에너지의 조절을 가능케 한다.
도 10은 특히, 세로축 XX를 따라 연장하는 본관기소(13)로 언급되는 기소로 이루어진 구조 부재(10)를 포함하는 장치에 대한 구체예를 보여준다. 본관기소(13)은 플랫폼으로 이루어질 수 있는데, 이 플랫폼 위에는 장치의 작동에 필요한 다양한 구성 요소, 연결 또는 도구, 특히 에너지를 회수하는 장치(4, 4')가 고정되거나 배열될 수 있다.
본관기소(13)의 적어도 하나의 세로말단은 예를 들어 피벗 연결인 강성암(5, 5')에 의하여 연결되어 장착되는데, 흥미롭게도 강성암(5, 5')은 구조 부재(1)의 외부에 배치된다. 도 10 및 도 11은 각각의 세로 말단이 강성암(5, 5')를 가진 관절식 연결로 제공되는 본관기소(13)를 나타낸다. 강성암의 길이는 동일하거나 다를 수 있다. 각각의 강성암(5, 5')은 앞서 설명된 것처럼 적어도 하나의 유동 플로터(3, 3')를 포함하고 있다. 관절식 연결은 도 12에서 더 상세하게 도시되었으며, 여기에서 기소(13)와 암(5)의 상대적인 움직임으로 에너지를 회수하는 장치(4)가 본관기소(13)의 말단에 부가적으로 배치되었음을 확인할 수 있다.
도 10 및 다음의 도면에서 볼 수 있듯이, 부가적인 강성암이 더 제공되며, 강성암(5, 5')의 말단에 연결된다. 이들의 각각의 말단에 연결된 암 형태의 체인이 형성될 수 있다.
다른 연결에서, 암(13, 5, 5')의 말단과 접촉하여 감싸도록 제공되는 봉인(이러한 연결은 수면 위에 배열된 것과 연관된다)이 제공될 수 있다. 이는 실질적으로 감싸는 원통형의 월(wall)이다.
또한, 본관기소(13) 내부의 기소를 포함하는 각각은 알려져 있듯이 자체적으로 봉인된다.
본 발명의 범주를 벗어나지 않은 범위 내에서, 구조 부재는 세로축 XX에 따라서 서로 연장하도록 배치된 몇 개의 기소(13)를 포함할 수 있으며, 기소(13)는 피벗 연결에 의하여 서로 연결될 수 있다.
게다가, 본관 구조 부재(13)는 세로축 XX와 관련하여 대칭으로 배치된 적어도 하나의 구조 플로터(2, 2')에 의해 매개된다(부유 상태에서). 도 10 및 도 11은 두 쌍의 플로터(2, 2')를 보여주며, 각각의 플로터(2, 2')는 축 XX에 대한 수직면에 속하는 암(800, 810)의 말단에 배치되고, 좀 더 정확하게는 각각의 암은 수면에 대하여 실질적으로 평행하게 연장되는 제1 기소(800, 800')는 제1 기소에 대하여 수직으로 또는 실질적으로 수직으로 연장하는 제2 기소(810, 810')로 이루어진다. 이를테면, 세로축 XX와 대칭 구조가 형성된다. 각각의 제1 기소(800, 800')는 축 XX에 대하여 수직인 축 YY에 따라서 실질적으로 연장한다.
도 13 및 15는 구조 부재(13)와 적어도 하나의 구조 암(800, 810) 사이에 부가적인 관절식 연결이 존재한다는 점에 있어서 도 10 내지 12의 것과는 다른 구체예를 나타낸다. 이러한 연결은 구조 플로터(2, 2')가 파동 H를 더 잘 따르는 것을 가능케 하며, 더욱이 각각의 구조 암(800, 810)과 구조 부재(13) 간의 상대적인 움직임에 의해 생성된 에너지는 도 15에서 나타낸 것처럼 특이적인 장치(4')에 의해서 회수될 수 있다.
플로터의 모양 및 크기는 당업자가 선택할 수 있으며, 사용하는 조건에 따라 변경할 수 있다. 특히, 강성암(5, 5')의 크기는 용도 및 설치 위치에 의해 결정된다. 암(5, 5')이 단단한 원통형의 월로 이루어지면, 사람이 운반할 수 있을 정도로 몇 미터의 직경일 수 있으며, 길이는 수십 미터까지 가능하다.
본 발명의 범주를 벗어나지 않는 한도에서, 강성암(5, 5')뿐만 아니라, 구조 암(13, 800, 800')은 단단하지 않은 월로 이루어질 수 있는데, 예를 들어 그릴형태로 이루어질 수 있다.
구조물의 각각의 부분들은 사용자 안전을 위해 부분적으로 또는 완전하게 절연될 수 있다.
본 발명은 파동의 높이뿐만 아니라, 이들의 경사와 관련된 에너지의 회수를 가능하게 하는데, 하나 또는 여러 개의 전기회로가 제공될 수 있다. 에너지 회수는 하나 또는 여러 개의 시스템으로 확보할 수 있다.
작동을 유지하는데 필요한 체적은 본 발명의 시스템에 의해 결정된다.
본 발명의 범주를 벗어나지 않는 한도에서, 많은 조합이 고려될 수 있으며, 당업자는 경제적 제약, 기술적 제약, 크기 제약, 또는 기타 제약사항들을 고려하여 하나 이상의 것을 선택할 수 있을 것이다.

Claims (16)

  1. 부유구조를 이루어진 해파 에너지를 회수하는 장치로, 상기 장치는 구조 부재(2, 2')로 언급되는 적어도 하나의 부표 또는 플로터에 의하여 바다에 부유할 수 있는 강성구조 부재(1),및 상기 구조 부재와 관련된 것으로 파동에 의하여 회수 가능한 에너지 회수장치(4; 14, 15, 16)와 함께 작동하는 적어도 하나의 유동 플로터(3,3')를 포함하며, 상기 적어도 하나의 유동 플로터(3, 3')는 수면에 실질적으로 평행하게 축 주위를 선회하도록 장치된 적어도 하나의 강성암(5, 5')에 의해 구조 부재(1)에 연결되고 상기 에너지 회수장치(4; 14, 15, 16)는 상기 강성암(5, 5')에 직간접적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 구조 부재(1)에 고정된 에너지 회수장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 에너지 회수장치(4; 14, 15, 16)는 적어도 하나의 유동 플로터(3, 3')에 연결된 피스톤을 가지는 선형 발전기(4)를 포함하고, 구조 부재(1)에 연결된 실린더(7) 내부에서 미끄러지듯 움직이는 것을 특징으로 하는 에너지 회수장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 에너지 회수장치는 실린더 및 로드를 가진 적어도 하나의 펌프(14)를 포함하고, 실린더 및 로드의 한 쪽 말단은 적어도 하나의 유동 플로터(2)의 강성암(5)에 연결되고, 다른 쪽 말단은 구조 부재(1)에 연결되는 것을 특징으로 하는 에너지 회수장치.
  4. 제1항 내지 제3항의 어느 한 항에 있어서, 상기 에너지 회수장치는 몇 개의 유동 플로터(3, 3')를 포함하고, 구조 부재(1)를 가진 상기 몇 개의 유동 플로터(3, 3')의 연결암(5, 5')의 길이는 다른 것을 특징으로 하는 에너지 회수장치.
  5. 제1항 내지 제4항의 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 구조 플로터(2, 2')는 수선 위에 배치된 구조 부재(1)에 고정되고, 상기 구조 부재(1)는 대체적으로 수선 위에 배치되는 것을 특징으로 하는 에너지 회수장치.
  6. 제1항 내지 제5항의 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 구조 플로터(2, 2')는 상기 구조 부재에 연결되는 것을 특징으로 하는 에너지 회수장치.
  7. 제1항 내지 제6항의 어느 한 항에 있어서, 상기 연결된 적어도 하나의 구조 플로터는 적어도 하나의 제1 연결(81)에 의하여 구조 부재에 연결된 흔들리는 암(8, 8')의 하나의 말단에 배치되고, 상기 암은(8)은 다른 말단에 수선 위의 구조 부재에 고정된 실린더(84) 피스톤의 로드(82)와 제2 연결(83)을 가지고, 상기 피스톤은 에너지 회수장치(4; 14, 15, 16)을 작동하도록 제작된 것을 특징으로 하는 에너지 회수장치.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 연결된 구조 플로터(2, 2')는 두 개의 연결(80, 83)에 의해 구조 부재에 연결된 흔들리는 암(8, 8')을 통과하고, 수선 아래에 배치된 제1 연결(80)은 피벗 연결로 이루어지고, 제2 연결(83)은 수선 위의 구조 부재에 고정된 실린더(84) 피스톤의 포드(82)와 연결되고, 상기 피스톤은 에너지 회수장치(4; 14, 15, 16)를 시동하도록 제작된 것을 특징으로 하는 에너지 회수장치.
  9. 제1항 내지 제8항의 어느 한 항에 있어서, 상기 구조 부재는 측면으로 언급되는 면에 따라서 배치된 적어도 하나의 구조물(11, 12)을 포함하고, 적어도 하나의 구조 플로터(2)와 하나의 유동 플로터(3)를 지지하는 것을 특징으로 하는 에너지 회수장치.
  10. 제1항 내지 제9항의 어느 한 항에 있어서, 상기 구조 부재는 서로 평행한 제1 및 제 2 면에 따라 배치된 두 개의 구조물(11, 12)을 포함하고, 상기 구조물은 상기 제1 및 제2 면에 수직인 적어도 하나의 면에 따라서 배치된 적어도 하나의 구조물과 함께 연결되고, 전체적으로는 해수면 위에 배치된 표면(10)은 하나 이상의 유동 플로터 및/또는 에너지 생성장치 및/또는 구조 플로터의 하나 이상의 연결을 지지하는 장치와 실질적으로 평행사변형 구조로 제작되는 것을 특징으로 하는 에너지 회수장치.
  11. 제1항 내지 제10항의 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 제1 강성암(5)는 구조 부재(1)의 제1 세로 말단에 고정 연결되고 제2 강성암(5')은 구조 부재의 제2 세로 말단에 고정 연결되고, 상기 제1 및 제2 암(5, 5')는 구조 부재(1)의 외부에서 세로로 연장하는 것을 특징으로 하는 에너지 회수장치.
  12. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구조 부재(1)는 세로축 XX에 따라서 연장하는 본관기소(13)를 포함하고, 상기 구조 플로터(2, 2')는 축 XX에 대칭으로 배치되고, 부유할 동안에, 적어도 하나의 제1 및 제2 구조 플로터는 축 XX에 수직 또는 실질적으로 수직인 구조 암(8, 8')을 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 회수장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 적어도 하나의 구조 암은 축 XX에 수직인 축 YY 주위를 선회하도록 장치되는 것을 특징으로 하는 에너지 회수장치.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 적어도 하나의 구조 암은 수면에 실질적으로 평행하게 연장하는 제1 기소(800, 800'), 및 제1 기소에 실질적으로 수직으로 연장하고 구조 플로터(2, 2')를 포함하고 있는 제2 기소(810, 810')를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 회수장치.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 본관기소(13)와 적어도 하나의 구조 암 사이에 하나의 회전 연결이 제공되는 것을 특징으로 하는 에너지 회수장치.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 하나의 구조 암의 제1 및 제2 기소 사이에 하나의 회전 연결이 제공되고, 적어도 하나의 에너지 회수장치가 제1 및 제2 기소의 상대적인 움직임에 의해 생성된 에너지를 회수할 수 있게 하는 것을 특징으로 에너지 회수장치.

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