KR20130041783A - 파력발전장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 바다에 설치되는 외곽프레임과, 상기 외곽프레임에 지지되며 바다에 띄워져 있는 상태에서 파도에 의해 상, 하로 이동 동작하는 물이 든 부력체와, 상기 부력체의 상면에 설치되어, 상기 부력체와 함께 상, 하 이동하며 양측에는 제 1, 2기어이가 형성된 랙과, 상기 랙의 제 1, 2기어에 맞물리며, 상기 랙의 직선 이동에 따라 회전 동작하는 제 1, 2원웨이 피니언 기어와, 상기 제 1원웨이 피니언 기어를 관통한 상태로 설치되며 상기 제 1원웨이 피니언 기어 내부에 설치된 제 1일방향 베어링을 통해 상기 랙의 상승동작에 따른 상기 제 1원웨이 피니언 기어의 시계 방향 회전시에만 동력을 전달받아 회전하는 제 1회전축과, 상기 제 2원웨이 피니언 기어를 관통한 상태로 설치되며 상기 제 2원웨이 피니언 기어 내부에 설치된 제 2일방향 베어링을 통해 상기 랙의 하강 동작에 따라 상기 제 2원웨이 피니언 기어의 시계 방향 회전시에만 동력을 전달받아 회전하는 제 2회전축으로 구성한 동력전달수단 및 상기 동력전달수단의 제 1, 2회전축의 회전력을 전달받아 전력을 발생하는 발전수단을 포함하여 구성한 파력 발전장치를 제공한다.

Description

파력 발전장치{Generating apparatus using wave force}
본 발명은 본 발명은 파도가 들어오거나 빠져나가는 과정에서의 운동에너지를 기계적 에너지로 변화함으로써 발전(發電)시키는 파력발전장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구조가 간단하여 설치 및 유지보수가 용이하며, 안정적인 작동으로 인해 지속적인 발전이 가능하면서도 연속적인 에너지 공급을 통해 발전 효율을 극대화한 파력 발전장치에 관한 것이다.
일반적으로, 전력은 석유, 화석연료 및 원자력 등을 이용하여 생산되고 있으나 석유 및 화석연료는 그 매장량이 한정되어 있어 시간이 지남에 따라서 고갈될 수 밖에 없고, 원자력의 경우에는 우라늄의 고갈로 이용기간에 한계가 있을 뿐만 아닐라 핵폐기물의 처리가 심각한 문제로 대두되고 있는 상황이다.
이에 대하여, 풍력이나 태양에너지는 거의 무한하고 공해도 일으키지 않는 장점이 있다. 그러나, 바람은 계절과 위치에 따라 매우 달라 최적의 위치를 찾아내기도 쉽지 않고, 태양에너지의 경우에는 그 일조량이 제한적이어서 이를 만회하기 위한 대규모 장치 및 효율적인 에너지 변환기술이 요구되므로 생산비가 매우 커지는 단점이 있었다.
최근에는, 이와 같은 문제점을 해결하고자 조력이나 파력을 이용한 발전장치가 소개되고 지속적인 개발이 이루어지고 있다. 여기에서도, 조력을 이용한 발전의 경우에는 조수간만의 차이를 이용하기 때문에 입지 조건에 한계를 가지고 있으므로 근래에는 파력을 이용한 발전장치에 대한 연구와 개발이 이루어지고 있는 실정이다.
그 대표적인 것으로, 한국특허공개번호 제2004-27662호가 있다. 즉, 해수면 파도의 위치 변화를 이용하여 상하 수직운동을 생성하고 다시 회전운동으로 변환시켜 발전기로 공급하는 장치인데, 그 구조가 너무 복잡하여 설치는 물론이고 태풍과 같은 악천후로 훼손이 쉽게 발생되어 그 유지보수에 따른 큰 유지비용 발생으로 효율이 크게 저하되었으며, 상하 수직운동을 위해 설치되는 부력구조체가 큰 파도의 경우에는 작동이 원활하나 잔파도의 경우에는 작동이 저하되는 단점이 있었다.
발명의 상세한 설명
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 구조가 간단하여 설치가 용이할 뿐만 아니라 태풍과 같은 악천후에서도 쉽게 훼손되지 않으며 훼손에 따른 유지보수가 용이하여 유지비용이 절감된 파력발전장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 다른 목적은 큰 파도는 물론이고 잔파도가 발생될 경우에도 안정적인 작동으로 인해 지속적인 발전이 가능하여 발전 효율이 높은 파력발전장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 또 다른 목적은 파력발전장치를 동일한 구조로 하여 여러대를 직렬 배열 설치하여 파도의 진행방향에 따라 각 파력발전장치들이 순차적으로 동작하도록 하여 발전부로 에너지를 연속적으로 공급해 발전 효율을 극대화 할 수 있도록 한 파력 발전장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 부력체의 상, 하 이동 동작을 보다 안정적으로 진행시킬 수 있도록 한 파력 발전장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 부력체의 내부에 주입되는 물의 양에 따라 부력체의 무게를 조절할 수 있도록 한 파력 발전장치를 제공함에 있다.
상술한 바와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 파력 발전장치에 있어서, 바다에 설치되는 외곽프레임과, 상기 외곽프레임에 지지되며 바다에 띄워져 있는 상태에서 파도에 의해 상, 하로 이동 동작하는 부력체와, 상기 부력체의 상면에 설치되어, 상기 부력체와 함께 상, 하 이동하며 양측에는 제 1, 2기어이가 형성된 랙과, 상기 랙의 제 1, 2기어에 맞물리며, 상기 랙의 직선 이동에 따라 회전 동작하는 제 1, 2원웨이 피니언 기어와, 상기 제 1원웨이 피니언 기어를 관통한 상태로 설치되며 상기 제 1원웨이 피니언 기어 내부에 설치된 제 1일방향 베어링을 통해 상기 랙의 상승동작에 따른 상기 제 1원웨이 피니언 기어의 시계 방향 회전시에만 동력을 전달받아 회전하는 제 1회전축과, 상기 제 2원웨이 피니언 기어를 관통한 상태로 설치되며 상기 제 2원웨이 피니언 기어 내부에 설치된 제 2일방향 베어링을 통해 상기 랙의 하강동작에 따라 상기 제 2원웨이 피니언 기어의 시계 방향 회전시에만 동력을 전달받아 회전하는 제 2회전축으로 구성한 동력전달수단 및 상기 동력전달수단의 제 1, 2회전축의 회전력을 전달받아 전력을 발생하는 발전수단을 포함하여 구성함을 특징으로 한다.
상기 외곽프레임에는 상기 부력체의 상, 하 이동을 가이드하는 가이드프레임이 포함되며, 상기 가이드프레임에는 상기 부력체의 외면에 접촉하는 롤러가 더 설치함이 바람직하다.
상기 동력전달수단은 동일한 구조로 하여 적어도 2개 이상으로 직렬로 배열되도록 구성함이 바람직하다.
이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 후술 될 상세한 설명에서는 상술한 기술적 과제를 이루기 위해 본 발명에 있어 대표적인 실시 예를 제시할 것이다. 그리고 본 발명으로 제시될 수 있는 다른 실시 예들은 본 발명의 구성에서 설명으로 대체한다.
본 발명에서는 부력체의 상단에 랙을 설치하고, 상기 랙의 양단부에 한 방향으로만 회전 동작하는 제 1, 2피니언이 기어식으로 맞물리도록 구성하여 파도가 들어오거나 나가는 상황에 따라 부력체가 상 ,하 이동 동작할 때, 상기 부력체의 랙에 기어식으로 맞물려 있는 제 1, 2피니언이 각각 선택적으로 회전하며 발전수단으로 회전력을 전달하여 에너지를 발생시키도록 한 파력 발전장치를 구현하고자 한다.
특히, 본 발명은 동력전달수단을 동일한 구조로 하여 여러 개를 직렬로 배열 설치하여 파도가 들어오거나 나가는 동작에 따라 각 동력전달수단의 부력체가 순차적으로 상, 하 이동하며 발전수단으로 회전력을 끊김없이 연속적으로 전달하도록 함으로서 장치의 발전효율을 극대화할 수 있도록 한 파력 발전장치를 구현하고자 한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 기술하기로 한다.
첨부된 도 1은 본 발명에서 구현하고자 하는 파력 발전장치의 전체 구성을 도시한 도면이다.
도 1에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명의 파력 발전장치(100)는 크게 동력전달수단(A)과, 발전수단(B)으로 나뉘어져 구성한다.
상기 동력전달수단(A)은 파도가 들어오거나 나갈 때의 에너지로 회전력을 발생시켜, 발생한 회전력을 발전수단(B)으로 전달시키는 수단으로서, 외곽프레임(10)과, 부력체(20)로 나뉘어져 구성한다.
첨부된 도 2와 도 3은 외곽프레임의 구성을 도시한 도면들이다.
도 2와 도 3에서 도시하고 있는 바와 같이 상기 외곽프레임(10)은 파력을 이용할 수 있는 장소에 설치되어 부력체(20)가 파도에 떠내려가지 않도록 고정시키는 수단이다. 이때 상기 외곽프레임(10)은 설치 장소에 따라 그 형상은 변화될 수 있음을 인지해야 된다.
일 예로 상기 외곽프레임(10)은 외곽 네 모서리면을 따라 수직으로 세워진 상태로 설치되는 수직프레임(10a)과, 상기 수직프레임(10a)의 상면을 따라 수평으로 누운 상태로 설치되는 수평프레임(10b)을 포함하여 구성한다.
상기 수직프레임(10a) 사이 사이에는 가이드프레임(12)들이 더 포함되어 설치된다. 상기 가이드프레임(12)은 파도에 의해 상, 하 수직 이동하는 부력체(20)를 가이드하게 되는 데, 이때 상기 가이드프레임(12)에는 롤러(14)를 더 설치한 상태에서 상기 부력체(20)가 상기 롤러(14)에 접촉된 상태로 상, 하 이동하도록 함으로서 부력체(20)의 이동을 보다 부드럽게 가이드하게 된다.
첨부된 도 4는 부력체의 구성을 입체적으로 도시한 도면이고, 도 5는 도 4에서 도시하고 있는 부력체의 단면을 도시한 도면이다.
도 4와 도 5에서 도시하고 있는 바와 같이, 부력체(20)는 바다 위에 띄워져 파도가 들어오거나 빠져나갈 때, 혹은 방파제에 파도가 부딧치는 과정에서 파도가 순간적으로 높아질 때 등의 파력에 의해 상, 하 수직 이동하는 수단으로서, 원통체 형태로 내부에는 공간(22)이 형성된 중공형태로 제작되어 바다 위로 부상할 수 있도록 구성한다.
상기 부력체(20)의 내부 공간(22)에는 일정량의 물(24)이 채워진다. 상기 부력체(20)의 내부에 채워지는 물(24)은 부력체(22)가 일정 무게를 가지도록 하여 부력체(20)의 부상높이를 조절할 목적으로 제공된다. 즉, 상기 부력체(20)의 내부에 채워지는 물(24)의 양에 의해 부력체(20)의 부력을 사용처에 맞추어 조절함이 바람직하며, 예를 들어서는 부력체(20)가 파력에 의해 상승된 후 하강 동작이 신속하도록 내부 공간(22)의 절반 이하 바람직하게는 내부 공간(24) 대비 40 ～ 50％정도로 채워짐이 바람직하다.
상기 부력체(20)의 상면에는 상기 부력체(20)의 상, 하 이동에 따라 회전력을 발생시키는 구동부(30)가 더 포함되어 설치된다.
상기 구동부(30)는 상기 부력체(20)의 상면에 수직으로 세워진 상태로 설치되며 양측에는 길이방향으로 제 1, 2기어이(32a,32b)가 형성된 랙(32)과, 상기 랙(32)의 양측에 형성된 제 1, 2기어이(32a, 32b)에 각각 맞물리며 상기 부력체(20)의 동작에 따른 랙(32)의 상, 하 이동에 따라 각각 선택적으로 회전 동작하는 제 1, 2원웨이 피니언 기어(34a, 34b) 및 상기 제 1, 2원웨이 피니언 기어(34a, 34b)에 각각 축 결합되어 상기 제 1, 2원웨이 피니언 기어(34a, 34b)의 회전력을 전달받아 회전하는 제 1, 2회전축(40a, 40b)을 포함하여 구성한다.
상기 제 1, 2원웨이 피니언 기어(34a, 34b)는 내부에 설치된 일방향 베어링을 통해 어느 한 방향으로만 회전되고, 다른 방향으로는 공회전 동작하도록 고안된 기어로서, 바람직하게는 상기 제 1원웨이 피니언 기어(34a)는 도 6에서와 같이 상기 랙(32)의 제 1기어(32a)에 맞물린 상태에서 상기 랙(32)이 상승 동작할 때에만 시계 방향으로 회전하며 회전력을 제 1회전축(40a)으로 전달하도록 하고, 상기 제 2원웨이 피니언 기어(34b)는 도 7에서와 같이 상기 랙(32)의 제 2기어(32b)와 맞물린 상태에서 상기 랙(32)이 하강 동작할 때에만 시계 방향으로 회전하며 회전력을 제 2회전축(40b)으로 전달하도록 구성한다.
상기 제 1, 2원웨이 피니언 기어(34a, 34b)의 내부에 설치되는 제 1, 2일방향 베어링(36a, 36b)은 어느 한 방향으로만 회전되고, 다른 방향으로는 공회전될 수 있도록 사용되는 것으로, 종래기술에서는 일방향 클러치 등으로 사용되는 공지된 베어링의 종류로서 별도의 상술은 생략하기로 하며, 상기의 제 1, 2일방향 베어링(36a, 36b)이 설치된 제 1, 2원웨이 피니언 기어(34a, 34b)와의 작용관계를 살펴보면 다음과 같다.
즉, 도 8a에서와 도시하고 있는 바와 같이, 제 1회전축(40a)의 외측에는 제 1일방향 베어링(36a)이 장착되어 있고, 그 외측에 제 1원웨이 피니언 기어(34a)가 장착되어 있다. 이때의 제 1일방향 베어링(36a)의 회전 방향을 살펴보면, 상기 제 1원웨이 피니언 기어(34a)가 시계 방향으로 회전할 때(즉, 랙(32)이 상승동작할 때)에만 함께 회전하며 상기 제 1회전축(40a)을 회전시키도록 하고, 상기 제 1원웨이 피니언 기어(34a)가 반 시계 방향으로 회전할 때(즉, 랙(32)이 하강동작할 때)에는 같이 회전하지 않고 상기 제 1원웨이 피니언 기어(34a)가 공회전하도록 함으로서 회전력을 제 1회전축(40a)으로 전달하지 않도록 한다.
그리고 도 8b에서와 같이, 제 2회전축(40b)의 외측에는 제 2일방향 베어링(36b)이 장착되어 있고, 그 외측에 제 2원웨이 피니언 기어(34b)가 장착되어 있다. 이때의 제 2일방향 베어링(36b)의 회전 방향을 살펴보면, 상기 제 2원웨이 피니언 기어(34b)가 시계 방향으로 회전할 때(즉, 랙(32)이 하강 동작할 때)에만 함께 회전하며 상기 제 2회전축(40b)을 회전시키도록 하고, 상기 제 2원웨이 피니언 기어(34b)가 반 시계 방향으로 회전할 때(즉, 랙(32)이 상승 동작할 때)에는 같이 회전하지 않고, 상기 제 2원웨이 피니언 기어(34b)가 공회전하도록 함으로서 회전력을 제 2회전축(40b)으로 전달하지 않도록 한다.
이러한 구동부(30)의 구조를 통해 파도가 들어오는 과정에서 부력체(20)가 승강하면 랙(32)의 상승 동작에 따라 제 1원웨이 피니언 기어(34a)가 회전하며 제 1회전축(40a)을 회전시켜 발전수단(B)으로 동력을 전달하게 되고, 파도가 빠져 나가는 과정에서 부력체(20)가 하강하면 랙(32)의 하강 동작에 따라 상기 제 2원웨이 피니언 기어(34b)가 회전하며 제 2회전축(40b)을 회전시켜 발전수단(B)으로 동력을 전달하게 된다.
상기와 같이 외곽프레임(10) 및 부력체(20) 그리고 구동부(30)로 이루어진 동력전달수단(A)은 동일한 구조로 하여 여러 개를 직렬로 배열 구성하여 도 9에서와 같이 파도가 들어오거나 빠져나갈 때, 각 동력전달수단(A)의 부력체(20)가 하나씩 순차적으로 승강하거나 하강 동작하며 제 1, 2회전축(40a, 40b)을 연속적으로 회전시키도록 구성하여 발전수단(A)으로 동력을 연속적으로 전달하도록 구성함이 바람직하며, 이를 통해 회전력을 끊김없이 연속적으로 전달하여 장치의 발전효율을 극대화할 수 있게 된다.
첨부된 도 10과 도 11은 파력 발전장치에서 발전수단의 구성을 발췌하여 도시한 도면들이다. 도 10과 도 11에서 도시하고 있는 바와 같이, 발전수단(B)은 다수개의 수직프레임(50a) 상에 받쳐지는 받침대(50b)와, 상기 받침대(50b) 위에 올려지며 전술한 구동부(30)의 제 1, 2회전축(40a, 40b)에서 각각 선택적으로 전해지는 회전력을 전달받아 전력을 생산하는 발전기(48)를 포함하여 구성한다. 상기한 발전기(48)의 구조는 공지된 종래기술에서도 사용되고 있음은 물론이고, 풍력 발전과 같은 시설에도 널리 사용되고 있으므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
상기 제 1, 2회전축(40a, 40b)과 발전기(48)간의 동력 전달구조는 상기 제 1, 2회전축(40a, 40b)의 외경에 제 1, 2회전기어(42a, 42b)를 설치하고, 상기 제 1, 2 회전축(40a, 40b) 사이에는 상기 제 1, 2회전기어(42a, 42b)와 맞물리는 구동기어(44a)가 결합되어 있는 구동축(44)이 위치하도록 하고, 상기 구동축(44)의 단부와 발전기(48)를 서로 다른 기어비를 가진 상태로 맞물려 있는 증속기어(46)들을 연결시켜 구성한다. 이러한 연결구조를 통해 제 1회전기어(42a)가 시계방향으로 회전 동작하면 상기 제 1회전기어(42a)에 맞물려 있는 구동기어(44a)가 구동축(44)을 시계방향으로 회전시켜 증속기어(46)들을 통해 발전기(48)로 회전력을 전달하게 되며, 또한 상기 제 2회전기어(42b)가 시계 방향으로 회전동작하면 상기 제 2회전기어(42b)와 맞물려 있는 구동기어(44a)가 구동축(44)을 시계 방향으로 회전시켜 증속기어(46)들을 통해 발전기(48)로 회전력을 전달하여 전력을 발생시키게 되는 것이다. 이때 상기 제 1, 2회전기어(42a, 42b)의 내부에도 전술한 제 1, 2일방향 베어링(36a, 36b)과 동일한 구조의 일방향 베어링(미 도시 함)을 내설하여 제 1회전기어(42a)가 제 1구동기어(44a)를 시계 방향으로 회전시킬 때에는 제 2회전기어(42b)는 공회전하도록 하고, 상기 제 2회전기어(42b)가 제 2구동기어(44a)를 시계 방향으로 회전시킬 때에는 제 1회전기어(42A)는 공회전하도록 구성함이 바람직하다.
이하에서는 위와 같은 구성으로 이루어진 파력 발전장치의 동작을 첨부된 도 1 내지 도 10을 참조하여 기술하기로 한다.
도면을 참조로 하기에 앞서, 본 발명의 파력 발전장치(100)는 다양한 장소에 설치될 수 있다. 예를 들어, 다리가 세워지는 교각이나 방파제 혹은 갯바위 같은 곳에 설치될 수 있으며, 상황에 따라서는 별도의 인공 구조물을 세운 뒤 설치될 수도 있다. 그러나, 가장 간편하면서도 파도가 부딪히면서 파력이 높게 발생되는 교각이나 직각 방향 방파제에 설치되는 것이 가장 바람직하므로 본 발명에서는 교각이나 직각 방향 방파제 설치된 상태를 도시하고 있다. 그러나, 설치 장소를 이에 한정하는 것은 아님을 명백히 한다.
먼저, 교각이나 직각 방향 방파제에 파력 발전장치(100)를 구성하는 발전수단(B)에 여러개의 동력전달수단(A)들을 직렬로 배열 설치한 상태에서 파도가 들어오는 과정에서 교각이나 직각 방향 방파제에 부딧쳐 순간적으로 상승하게 되면 동력전달수단(A)을 구성하는 부력체(20)는 부력으로 상승하게 된다. 이때 부력체(20)는 상승과정에서 가이드프레임(12)에 설치되어 있는 롤러(14)에 접촉된 상태에서 상승함에 따라 마찰이 적게 발생되어 미세한 파도에 의해서도 상승 작용이 보다 쉽게 이루어지게 되고, 또한 태풍 등의 악천후 속에서도 상기 가이드프레임(12) 및 롤러(14)에 의해 그 이동을 안내받아 흔들림없이 상승 및 하강동작을 수행할 수 있게 된다.
다음, 부력체(20)가 상승 동작하면 상기 부력체(20)의 상면에 설치되어 있는 랙(32)이 상승하게 되며, 이에 따라 상기 랙(32)의 양측에 형성되어 있는 제 1, 2기어(32a, 32b)에 맞물려 있는 제 1, 2원웨이 피니언 기어(34a, 34b)들중 랙(32)의 제 1기어(32a)에 맞물려 있는 상기 제 1원웨이 피니언 기어(34a)는 시계 방향으로 회전하며 내부에 설치되어 있는 제 1일방향 베어링(36a)을 통해 제 1회전축(40a)을 시계 방향으로 회전 동작시키게 된다.
상기 제 1회전축(40a)이 회전하게 되면 상기 제 1회전축(40a)의 제 1회전기어(42a)와 맞물려 있는 구동기어(44a)는 구동축(44)을 시계 방향으로 회전시키게 되고, 이에 따라 상기 구동축(44)과 발전기(48)를 연결하는 증속기어(46)들은 상기 구동축(44)의 시계방향 회전력을 발전기(48)로 전달시켜 전력을 생산하도록 한다. 이때 상기 구동기어(44a)와 맞물려 있는 제 2회전기어(42b)는 내부에 설치된 일방향 베어링을 통해 공회전하게 된다.
한편, 교각이나 방파제에 부딧친 파도가 빠져나가고 나면 부력체(20)는 하강 동작을 수행하게 되면 랙(32) 역시 하강하게 되며, 이에 따라 상기 랙(32)의 제 2기어(32b)에 맞물려 있는 제 2원웨이 피니언 기어(34b)는 시계 방향으로 회전하며 내부에 설치되어 있는 제 2일방향 베어링(36b)을 통해 제 2회전축(40b)을 시계 방향으로 회전 동작시키게 된다.
상기 제 2회전축(40b)이 회전하게 되면 상기 제 2회전축(40b)의 제 2회전기어(42b)와 맞물려 있는 구동기어(44a)는 구동축(44)을 시계 방향으로 회전시키게 되고, 이에 따라 상기 구동축(44)과 발전기(48)를 연결하는 증속기어(46)들은 상기 구동축(44)의 시계 방향 회전력을 발전기(48)로 전달시켜 전력을 생산하도록 한다. 이때 상기 구동기어(44a)와 맞물려 있는 제 1회전기어(42a)는 내부에 설치된 일방향 베어링을 통해 공회전하게 된다.
한편, 상기와 같이 파도가 들어오거나 빠져 나가는 동작으로 발전수단(B)으로 회전력을 전달하는 동력전달수단(A)을 동일한 구조로 하여 여러 개를 직렬로 배열 설치함으로서 파도가 들어오면 각 동력전달수단(A)에 설치되어 있는 부력체(20)들이 하나씩 순차적으로 상승하며 발전수단(A)으로 회전력을 연속적으로 전달하게 되고, 또한 파도가 빠져나가면 각 동력전달수단(A)의 부력체(20)들이 다시 하나씩 순차적으로 하강하며 발전수단(B)으로 회전력을 연속적으로 전달하게 됨으로서 회전력의 끊김 없이 발전수단(B)으로 동력을 연속적으로 전달하여 장치의 발전효율을 극대화할 수 있게 된다.
즉, 본 발명의 파력 발전장치(100)는 동력전달수단(A) 및 발전수단(B)만으로 전력을 얻을 수 있음으로서, 그 구조가 간단하여 설비비용이 절감되고, 설치가 용이할 뿐만 아니라 파력에 의한 운동에너지를 부력체(20) 및 구동부(30)가 쉽게 기계적인 에너지로 전환시켜 전달하여 발전을 행할 수 있을 뿐만 아니라, 부력체(20)를 가이드하는 가이드프레임(12)에 상기 부력체(20)의 상, 하 이동을 도와주는 롤러(14)를 더 설치함으로서 큰 파도는 물론이고 잔파도가 발생될 경우에도 양력 발생 유도와 함께 마찰력이 줄어들어 보다 쉽게 상승되므로 안정적으로 지속적인 발전이 가능하여 발전 효율을 높일 수 있는 것이다.
전술한 내용은 후술할 발명의 특허청구범위를 보다 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징과 기술적 장점을 다소 폭넓게 개설하였다. 본 발명의 특허청구범위를 구성하는 부가적인 특징과 장점들이 이하에서 상술될 것이다. 개시된 본 발명의 개념과 특정 실시예는 본 발명과 유사 목적을 수행하기 위한 다른 구조의 설계나 수정의 기본으로서 즉시 사용될 수 있음이 당해 기술분야의 숙련된 사람들에 의해 인식되어야 한다.
또한, 본 발명에서 개시된 발명의 개념과 실시예가 본 발명의 동일 목적을 수행하기 위하여 다른 구조로 수정하거나 설계하기 위한 기초로서 당해 기술분야의 숙련된 사람들에 의한 그와 같은 수정 또는 변경된 등가 구조는 특허청구범위에서 기술한 발명의 사상이나 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변화, 치환 및 변경이 가능하다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 파력 발전장치의 전체 구성을 입체적으로 도시한 도면.
도 2는 도 1에서 도시하고 있는 동력전달수단의 외곽프레임 형상을 입체적으로 도시한 도면.
도 3은 도 2의 평면을 도시한 도면.
도 4는 도 1에서 도시하고 있는 동력전달수단의 부력체 및 구동부를 입체적으로 도시한 도면.
도 5는 도 4의 정면을 도시한 도면.
도 6은 파도의 상승으로 부력체가 상승 동작한 상태를 도시한 도면.
도 7은 파도의 하강으로 부력체가 하강 동작한 상태를 도시한 도면.
도 8a와 도 8b는 제 1, 2원웨이 피니언 기어의 내부 단면을 각각 절개하여 도시한 도면들.
도 9는 본 발명의 파력 발전장치에서 여러개의 동력전달수단들이 순차적으로 작동하는 상태를 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 파력 발전장치에서 발전수단을 입체적으로 도시한 도면.
도 11은 도 10의 평면을 도시한 도면.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
A: 동력전달수단 B: 발전수단
10: 외곽프레임 12: 가이드프레임
20: 부력체 30: 구동부
32: 랙 34a: 제 1원웨이 피니언 기어
34b: 제 2원웨이 피니언 기어 36a: 제 1일방향 베어링
36b: 제 2일방향 베어링 40a: 제 1회전축
40b: 제 2회전축 42a: 제 1회전기어
42b: 제 2회전기어 48: 발전부
산업상 이용가능성
본 발명에 따른 파력 발전장치는 동력전달수단 및 발전수단만으로 전력을 얻을 수 있음으로서, 그 구조가 간단하여 설비비용이 절감되고, 설치가 용이할 뿐만 아니라 파력에 의한 운동에너지를 부력체 및 구동부가 쉽게 기계적인 에너지로 전환시켜 전달하여 발전을 행할 수 있을 뿐만 아니라, 부력체를 가이드하는 가이드프레임에 상기 부력체의 상, 하 이동을 도와주는 롤러를 더 설치함으로서 큰 파도는 물론이고 잔파도가 발생될 경우에도 양력 발생 유도와 함께 마찰력이 줄어들어 보다 쉽게 상승되므로 안정적으로 지속적인 발전이 가능하여 발전 효율을 높일 수 있는 것이다.
또한 본 발명은 동력전달수단을 동일한 구조로 하여 여러 개를 직렬로 배열 설치하여 발전수단으로 회전력을 연속적으로 전달하도록 함으로서 회전력의 끊김 없이 발전수단으로 동력을 연속적으로 전달시켜 장치의 발전효율을 극대화할 수 있는 상승적인 효과를 달성한다.
또한 본 발명은 부력체가 가이드프레임 및 롤러에 의해 그 이동을 안내받게 됨으로서 태풍과 같은 악천후에서도 흔들림없이 상승 및 하강동작을 수행할 수 있으며, 더욱이 간단한 구조로 인해 태풍에 의해 훼손되더라도 유지보수가 용이하여 유지비용이 절감되는 장점이 있다.

Claims (3)

  1. 파력 발전장치에 있어서,
    바다에 설치되는 외곽프레임과;
    상기 외곽프레임에 지지되며 바다에 띄워져 있는 상태에서 파도에 의해 상, 하로 이동 동작하는 부력체와;
    상기 부력체의 상면에 설치되어, 상기 부력체와 함께 상, 하 이동하며 양측에는 제 1, 2기어이가 형성된 랙과;
    상기 랙의 제 1, 2기어에 맞물리며, 상기 랙의 직선 이동에 따라 회전동작하는 제 1, 2원웨이 피니언 기어와;
    상기 제 1원웨이 피니언 기어를 관통한 상태로 설치되며 상기 제 1원웨이 피니언 기어 내부에 설치된 제 1일방향 베어링을 통해 상기 랙의 상승동작에 따른 상기 제 1원웨이 피니언 기어의 시계 방향 회전시에만 동력을 전달받아 회전하는 제 1회전축과;
    상기 제 2원웨이 피니언 기어를 관통한 상태로 설치되며 상기 제 2원웨이 피니언 기어 내부에 설치된 제 2일방향 베어링을 통해 상기 랙의 하강동작에 따라 상기 제 2원웨이 피니언 기어의 시계 방향 회전시에만 동력을 전달받아 회전하는 제 2회전축으로 구성한 동력전달수단 및 ;
    상기 동력전달수단의 제 1, 2회전축의 회전력을 전달받아 전력을 발생하는 발전수단을 포함하여 구성함을 특징으로 하는 파력 발전장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 외곽프레임에는 상기 부력체의 상, 하 이동을 가이드하는 가이드프레임이 포함되며;
    상기 가이드프레임에는 상기 부력체의 외면에 접촉하는 롤러가 더 설치됨을 특징으로 하는 파력 발전장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 동력전달수단은 동일한 구조로 하여 적어도 2개 이상으로 직렬로 배열되도록 구성함을 특징으로 하는 파력 발전장치.
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