KR20130055611A - 파랑 운동으로부터의 에너지 생성을 위한 시스템 - Google Patents

Abstract

해파 움직임으로부터 발전 시스템은
- 전기 발전기에 작용하는 적어도 하나의 로터샤프트(3)를 포함하는 적어도 하나의 베슬(2);
- 상기 베슬(2)에 연결되고, 해수로 채워져서 정확히 흘수선(f)의 높이에 있으며, 상기 베슬(2)의 각 측면 위의 적어도 하나의 탱크(5)
- 암(11)에 의해 상기 베슬(2)에 연결되는 적어도 하나의 부유물(1)
- 각 부유물(1)의 움직임을 상기 해당 로트샤프트(3)로 전달하기 위한 기계적 수단을 포함한다.
게다가, 상기 베슬(2)은 부유 프레임(4)에 고정된다.
복수의 베슬(2)은 부유 프레임(4)에 함께 연결될 수 있고; 및/또는 복수의 부유 프레임(4)에 함께 연결된 수 있다.
상기 부유 프레임은 상기 부유 프레임에 연결된 또한 하나 이상의 탱크(5)을 포함할 수 있다.

Description

해파 움직임으로부터 발전 시스템{SYSTEM OF POWER GENERATION FROM SEA WAVE MOVEMENT}

본 발명의 목적은 해파 움직임으로부터 전력 발전기에 관한 것이고, 발전기의 건설, 운송, 설치 및 유지에서 경제성을 추구하는 것이다.

해파로부터 전력을 얻기 위하여, 어떤 점에 대하여 떨어진 부유 요소(부표)가 필요한데, 이 점은 움직임의 기준을 만들 수 있다.

이 기준점을 고정하는 세 가지 방법이 있다.

a) 육지, 이 경우에, 파도의 움직임과 함께 움직이고, 땅 위에 있는 발전기로 암(arm)을 통해 이 움직임을 전달하는 부유물 또는 부표가 있다;

b) 해저에 대하여 이 움직임을 고정하기 위하여, 부표 또는 부유물은 해저에 고정된 구조에 대하여 움직인다; 및

c) 부유 요소 또한 기준이 될 수 있어서, 파도의 주기에 따라, 기준의 한 파트가 내려고, 다른 것이 올라가며, 반대의 경우도 마찬가지이다. 만일 움직이는 기준점이 고정된다면, 두 개의 움직이는 파트 사이에 힘을 형성하기 위해, 충분한 질량, 즉, 중량을 가진 것이다.

본 발명의 목적인 시스템은, 베슬(vessel)에 측면에 부착되고, 흘수선 바로 아래에 위치하는 탱크가 배치되는 적어도 하나의 베슬을 기본적으로 구성된다. 이들 탱크는 바다에 있으며 물로 채워지고, 베슬의 양 측면 위의 암(arm)에 의해 고정된 부표의 밀침을 받을 때에 바닥짐과 같은 역활을 한다. 파도의 움직임 때문에, 이들 부표는 발전기를 움직이는 샤프트에 작용하는 베슬에 대해 올라가고 내려간다. 부표가 파도의 밀침에 의해 올라갈 때, 베슬 또한 올라가는 경향이 있다. 베슬의 이 움직임을 방지하기 위해, 즉, 베슬을 제 자리에 유지시키기 위해, 하중으로 안정되어서, 부표의 상승 움직임이 암에 직접 전달되고, 그래서 충분한 에너지를 전달해야 한다.

본 발명의 목적인 시스템은:

- 전기 발전기에 작용하는 적어도 하나의 로터샤프트를 포함하는 적어도 하나의 베슬; 상기 로터샤프트는 베슬의 좌측면과 우측면에 위치됨;

- 파도 없는 정지(rest) 상태에서, 상기 베슬에 연결되고, 해수로 채워져서 정확히 흘수선의 높이에 있으며, 상기 베슬의 각 측면 위의 적어도 하나의 탱크;

- 좌, 우 각 측면 위에 바닥짐 없는 적어도 하나의 부표; 및

- 각 부표-부유물의 움직임을 상기 해당 로터-샤프트로 전달하기 위한 프리휠 또는 래칫의 기계적 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직한 구체예에서, 베슬은 하나 이상의 상기 탱크가 연결된 적어도 하나의 부유 프레임에 고정되고; 상기 탱크는 해수로 채워져서, 상기 부유 프레임은 정확히 베슬의 흘수선의 높이에 있다.

본 발명의 목적에 포함된 한 실시예는 부유 프레임에 연결된 복수의 베슬이고; 복수의 부유 프레임은 서로 연결되고, 그뿐 아니라 물이 채워진 상기 탱크는 베슬(또는 복수의 경우 베슬들) 위에 및/또는 부유 프레임(또는 복수의 경우 부유 프레임들) 내에 희미하게 배치된다.

제안된 시스템에 따르면, 베슬에 하중을 주는 바닥짐은, 공기보다 무거워야 사용될 수 있는 바와 같이, 해수 자체이고, 이 목적을 위해, 우리는 베슬의 양 측면 위에 물탱크를 흘수선의 높이에 정확히 배치시키고, 베슬에 전체적으로 연결시킨다. 발전소가 바다에 있으면, 탱크는 해수로 채워지고 측면 암은 해당 부표로 연장된다. 이들 부표는 올라가고 내려갈 것이고, 상기 움직임을 베슬의 샤프트에 전달한다. 그 때에, 베슬은 부표의 힘과 발전기에 작용하는 샤프트의 보존력(retention)에 의해 올라가는 경향이 있을 것이고; 그 때에, 물로 채워지고, 흘수선 바로 아래에 있는 탱크 또한 올라갈 것이다. 물이 나올 때, 이들 탱크는, 부표의 암에 대한 저항성을 증가시키는 베슬의 하중에 탱크의 하중을 더하고, 부표의 작동력은 발전기에 작용하는 샤프트에 전달된다.

이 시스템의 주요한 장점은 기준점을 유지하기 위하여, 이전의 실질적인 평형물(counterweight)을 설치할 필요가 없다는 것이다. 게다가, 이 시스템은 운송이 용이하고, 일단 물 안에 있으면, 그 구조는 고정되고, 채워진 침전물은 이미 에너지를 만든다.

이 시스템의 또 다른 중요한 장점은 바람 및/또는 바다 흐름 때문에 베슬의 위치에 관계없이 전력 생산이 가능하다는 것이다; 이에 따라, 이 시스템의 해저에 고정된 것은 문제가 되지 않는다.

그러므로, 이 출원의 범위는 창조적 활동과 관련된 새로운 발명이 되고, 그리고 산업 응용분야에 사용될 수 있다.

이 발명의 목적을 더 잘 이해하기 위하여, 본질적으로 발명을 바꾸지 않는 부차적인 변화가 가능한 실용적인 구체예의 바람직한 형태가 도면에 제시된다.
도 1은 정지 위치에서, 본 발명의 동작 원리를 관측하기 위하여, 본 발명의 목적이 되는 시스템의 일반적인 다이어그램이다.
도 2는 활동 위치에서, 베슬((2)-Fb-), 탱크((5)-Fd-) 및 부표((1)-Ff-)의 다양한 작용힘 뿐만아니라 그 힘의 작용 방향도 나타내는 상기 도면과 유사한 일반적인 다이어그램이다.
도 3은 도 2의 표시(D)에 따른 확대된 상세도이고, 여기에, 흘수선(f)의 위와 아래 각각에 물(51),(52)의 질량을 가진, 가득 찬 탱크(5)의 부분도가 있다.
도 4는 구체예의 일반적인 다이어그램인데, 이는 공통 구조(E)에 고정된 복수의 베슬(2)을 포함하고, 부유 프레임(4)은 상기 공통 구조에 연결되며, 이로써, 부유 프레임은 상기 부유 프레임에 부착된 탱크(5)를 포함한다.
도 5는 도 4의 하나의 부분도이고, 베슬(2)의 동일 측면의 부표(1) 사이의 거리(D1); 베슬(2)의 양 측면의 부표(1) 사이의 거리(D1) 및 상기 베슬(2)의 전체 길이(L)를 표시한다.
도 6은 높이(H)와 주기(P)를 가진 전형적인 파도의 수치의 그림표이고, 전형적인 파도는 각각 높이가 2미터이고 주기가 15미터이다.

다음은 이 발명의 실용적이고, 비-제한적인 구체예의 예이다. 발명의 본질적으로 바꾸지 않고 부차적인 변화가 도입된 구체예의 다른 모드는 고려되지 않을 수 없다; 그와 반대로, 이 발명 또한 모든 그 변형을 포함한다.

본 발명에 따라, 본 발명의 목적이 되는 해파 움직임으로부터 발전 시스템은 기본적으로 다음을 포함한다:

- 적어도 하나의 부표(1);

- 적어도 하나의 베슬(2);

- 적어도 하나의 회전샤프트(3);

- 적어도 하나의 부유 프레임(4); 및

- 적어도 하나의 탱크(5).

본 발명에 따르면, 베슬(2)은 양 측면, 즉, 하나의 회전샤프트(3)는 베슬(2)의 좌측면에, 다른 회전샤프트(3)는 베슬(2)의 우측면에 적어도 하나의 회전샤프트(3)를 포함한다. 상기 회전샤프트(3)는 전기 발전기에 작용한다.

베슬(2)은 그 베슬에 연결된 적어도 하나의 탱크(5)를 포함한다. 각 탱크(5)는 해수로 채워져서, 고요한 상태(파도 없음)에서, 탱크(5)는 정확히 흘수선(f)의 높이에 있다. 도 1을 보아라.

게다가, 베슬(2)은 부유 프레임(4)에 고정된다.

다른 태양 중에, 다음이 본 발명의 목적에 대해 희미하고 부차적인 것이다:

- 탱크(5), 탱크(5) 또는 탱크(5)의 일부는 베슬(2) 또는 부유 프레임(4)에 연결된다;

- 부유 프레임(4) 또는 각 부유 프레임(4)은 하나 이상의 베슬(2)에 연결된다;

- 하나의 부유 프레임(4) 또는 복수의 부유 프레임(4)이 서로 연결된다.

고요한 바다(파도 없음)에서 전력은 생성되지 않으나(도 1 참조), 파도가 올라가면, 힘이 다양한 방향으로 생성된다(도 2 참조); 베슬(2)은 아래 방향으로 힘(Fb)을 생성하고; 물이 실린 탱크(5) 또한 아래 방향으로 힘(Fd)를 생상하며; 그리고 부표(1)는 위로 힘(Ff)을 생성하고, 이들 움직임은 각각의 암(11)에 의해 각각의 회전샤프트(3)에 전달된다.

상기 암(11)과 그들의 회전샤프트(3) 사이에, 부표(1)에서 회전샤프트(3) 한 방향으로(그 방향, 그러나 반대방향은 아님) 상기 움직임을 전달하기 위한 기계적 수단이 있다. 이들 사용된 기계적 수단, 프리휠 또는 래칫(풀리 블록과 함께 또는 없이)은 (공지되었으므로) 도시되지 않는다.

본 발명에 따른 시스템의 수치를 위해, 파도는 파도의 높이(H)에 따라 달라지는 주기(P)를 가지는 것이 고려되고, 파도의 주기(P)의 값은 기준으로 여겨진다.

양 측면의 부표들(1) 사이의 거리(D1)는 주기(P)의 절반일 수 있다.

양 측면 사이의 거리(D2)는 주기(P) 자체 또는 주기(P)의 절반의 배수일 수 있다.

원리상으로, 파도의 움직임을 탱크(5)와 함께하기 위하여 베슬(2)의 길이(L)는 파도의 주기(P)이상이어야 하고, 그 탱크는 확고한 기준점이다.

본 시스템의 수치 생각을 갖기 위하여, 우리는 높이(H)가 2미터인 예시적인 파도를 생각할 것이다(이는 우리 해안에서 정상이다). 이들 파도의 전형적인 주기(P)는 15미터이다. 그러므로, 거리(D1)은 7.5미터, 거리(D2)는 15 미터(또는 7.5 미터의 배수) 그리고 베슬(2)의 길이(L)는 15 미터 이상일 수 있다.

본 발명의 목적인 본 시스템의 기본적인 동작 원리는, 파도가 내려가면, 부표(1)는 그 자체의 하중에 의해 자유롭게 내려가고, 파도가 올라가면, 파도가 부표(1)를 위로 밀치는 것이다. 아르키메데스의 정리를 적용하면, 부표(1)는 프리휠 또는 레칫의 시스템을 통하여 발전기에 작용하는 회전샤프트(2)로 전달되는 힘을 생성한다. 이 프리휠의 시스템은, 상기 부표가 올라갈 때에만, 회전샤프트(3) 상의 부표(1)의 힘이 전달되도록 하고, 내려갈 때에는 전달되지 않는다. 베슬(2)의 한 면의 부표(1)의 움직임은, 다른 면의 부표(1)가 그 해당 회전샤프트(3)를 반대 방향으로 회전시키는 동안, 그 해당 회전샤프트(3)를 한 방향으로 회전하게 한다. 이 방법으로, 양 회전샤프트(3)들의 힘을 연결하고 발전기에 작용하기 위하여, 이전에, 상기 회전샤프트들 중 하나의 회전 방향을 반대이어야 한다.

프리휠 또는 래칫을 통하여 움직임의 전달 동작의 공지된 원리는 더 자세히 기술(또는 도면에 표시)되지 않는다(덧붙이면, 이는 발명의 목적이 아님).

본질적으로 바뀌거나, 변하거나 또는 변형되지 않는 물질, 치수, 비율 및 부차적 또는 이차적 설명은 일반적으로 다양할 수 있다.

본 명세서에 기재된 용어는 개시된 대상의 진정하고 정확한 모습이고, 그리고 넓은 의미이고 제한적이지 않게 해석해야 한다.

Claims (7)

1. a) 전기 발전기에 작용하는 적어도 하나의 로터샤프트(3)를 포함하는 적어도 하나의 베슬(2);
   b) 상기 베슬(2)에 연결되고, 해수로 채워져서 정확히 흘수선(f)의 높이에 있으며, 상기 베슬(2)의 각 측면 위의 적어도 하나의 탱크(5);
   c) 암(11)에 의해 상기 베슬(2)에 연결되는 적어도 하나의 부표(1);
   d) 각 부표(1)의 움직임을 상기 해당 로터-샤프트(3)로 전달하기 위한 프리휠 또는 래칫의 기계적 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 해파 움직임으로부터 발전 시스템.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 베슬(2)은 부유 프레임(4)에 고정된 것을 특징으로 하는 해파 움직임으로부터 발전 시스템.
   
3. 제 1 항에 있어서, 상기 발전 시스템은 베슬(2)의 좌측면과 우측면에 적어도 하나의 부표(1)를 가진 것을 특징으로 하는 해파 움직임으로부터 발전 시스템.
   
4. 제 1 항에 있어서, 상기 발전 시스템은 베슬(2)의 좌측면과 우측면에 적어도 하나의 로터샤프트(3)를 가진 것을 특징으로 하는 해파 움직임으로부터 발전 시스템.
   
5. 제 2 항에 있어서, 해수로 가득 찬 탱크(5)는 상기 부유 프레임(4)에 연결되어서, 정확히 흘수선(f)의 높이에 있는 것을 특징으로 하는 해파 움직임으로부터 발전 시스템.
   
6. 제 5 항에 있어서, 복수의 베슬(2)은 상기 부유 프레임(4)에 연결된 것을 특징으로 하는 해파 움직임으로부터 발전 시스템.
   
7. 제 6 항에 있어서, 복수의 부유 프레임(4)은 서로 연결된 것을 특징으로 하는 해파 움직임으로부터 발전 시스템.

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