KR20140011933A - 바지선식 월파형 파력발전설비 - Google Patents

바지선식 월파형 파력발전설비 Download PDF

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KR20140011933A
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Abstract

본 발명은 복수의 수차를 연속 통과하는 파도로부터 에너지를 다단계 흡수하여 발전하는 바지선식 월파형 파력발전설비에 관한 것으로, 파도에너지 흡수율을 높이고 발전동력을 대형화하기 위하여, 단면 경사가 완만한 이등변 사다리꼴, 또는 이등변 삼각형이고 상부가 수면에 위치하도록 부력과 수평이 조절된 바지선(12)이 칸막이(36)로 분할된 월파수로(23)에 설치된 복수의 수평형 수차(21)를 통과하는 파도로 연쇄적으로 회전시킨 복수의 수차동력을 하나 또는 복수로 통합하고 파도의 통과방향과 상관없이 발전기(27)가 일 방향으로 회전하도록 접속장치(60)로 조정하며, 발전량 기복을 완화하고 거센 파도는 수평형 수차(21) 위로 통과시켜 파도의 충격이 완화되도록 함으로써 공장에서 제작하고 전력이 필요한 해상이나 해안에 신속하게 정박하여 재생성이 무한한 파도에너지로 발전하는 것을 특징으로 한다.

Description

바지선식 월파형 파력발전설비{Wave power generation apparatus using the overflowing waves on the bardge}
본 발명은 바지선에 설치된 수평형 수차를 파도로 회전시켜 발전하는 바지선식 월파형 파력발전설비에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 단면 경사가 완만한 이등변 사다리꼴 또는 이등변 삼각형인 바지선을 해상에 정박하여 진행형 파도가 통과하면서 상기 바지선에 설치된 복수의 수평형 수차를 배치된 순서대로 연속 회전시키고, 각 수차 동력을 하나 또는 복수로 합병하여 발전하는 바지선식 월파형 파력발전설비에 관한 것이다.
파도는 바람, 조류, 지진 등으로부터 에너지를 받아 3초 내지 8초 주기로 진행(진행파)하거나 정지(정재파) 상태로 파장을 형성하여 조석간만이 동반되지 않는 한 조류의 흐름은 거의 없이 수심이 깊을수록, 그리고 파도주기가 짧을수록 파도가 수면에서 빠르게 진행하고, 수심이 깊은 곳으로 내려갈수록 수직 또는 하향 경사각도로 진행하는 파도에너지는 진행속도가 느려지고 파워도 약해진다.
또한, 파도에너지가 파장의 2/3지점에 가장 많이 몰려있고 파장과 파장 사이의 골짜기에는 약하며 큰 파장이 작은 파장으로 나누어지거나 작은 파도가 큰 파도에 흡수되어 더 큰 파장을 형성하기도 하며 바람 등으로부터 에너지를 계속 공급받으면 파장이 높아지고 에너지공급이 끊어지면 점차 약해져 정온수면이 된다.
진행파는 파도와 파도, 또는 파도와 물체가 충돌하면 물보라를 형성하고 특히 방파제와 같은 물체에 부딪혔을 때 파고의 수 배 높이에 달하는 물기둥을 형성하는 것은 상기와 같은 파도에너지의 관성력 때문인 것으로 사료된다.
이러한 파도가 진행하는 방향으로 수심이 점차 얕아져서 육지로 완만하게 이어지면 더 높은 파장을 형성하면서 상당한 량의 물을 몰고 올라왔다가 관성이 소멸하면 다시 흘러내리면서 뒤따라 올라오는 파도와 충돌한다.
본 발명은 파도에너지가 몰려있는 표면층을 해상에 고정한 바지선으로 에너지가 적은 심층과 분리하여 파도에너지의 크기에 따라 상당한 량의 물을 몰고 통과하도록 상륙시켜 복수의 수평형 수차를 연쇄적으로 회전시킴으로써 파도에너지를 회전에너지로 변환하여 발전하는 것이다.
단면이 납작한 이등변 사다리꼴 또는 이등변삼각형인 바지선의 상부 또는 중심선 부근이 수면과 같은 높이를 유지하도록 부력으로 조절하고 하변을 수심 3m 이상 잠기도록 정박하면, 관성력이 거의 감소하지 않은 파도에너지가 완만한 경사를 타고 통과하면서 수차를 회전시키고 높은 파도는 수차 위쪽으로 통과한다.
파도의 통과주기는 3초 내지 8초인데 비해 파도가 수차를 회전할 수 있는 시간은 불과 2초가 채 안되어 수차 1개만으로는 파도에너지를 충분히 흡수할 수 없을 뿐만 아니라 다음 파도가 상륙할 때까지 수차의 회전속도가 발전부하로 떨어져 발전량 기복이 심하거나 발전이 중단될 수 있으므로 복수의 수차가 병렬로 설치되어 연쇄적으로 회전하도록 하여 변환효율을 높이고 각 수차동력을 하나 또는 복수로 통합한다.
특히, 바지선 폭이 좁으면, 파도가 몰고오는 해수의 중력과 파도의 충격으로 심하게 기울거나 전복되는 등의 심각한 손상을 입을 수 있으므로, 적어도 1개 이상의 파도가 바지선을 통과하고 있는 동안 다음 파도가 연이어 상륙할 수 있도록 바지선 폭이 넓고 바지선에 실린 해수의 중량이 증가할수록 부력이 커지도록 한다.
1개 또는 2개의 월파수로에 설치된 복수의 수차 에너지가 하나로 통합되면, 파도가 통과하는 순서대로 연쇄적으로 회전하여 에너지흡수율이 향상될 뿐만 아니라 회전속도가 균일해지고 회전에너지의 대형화가 가능하며 수차가 회전하고 있는 동안 다음 파도가 상륙하므로 수차가 받는 충격이 상대적으로 적을 것이다.
수차는 파도가 지나간 후에도 관성으로 계속 회전하지만 날개가 해수 속에 잠겨있으면 회전저항으로 에너지 손실이 커지므로 파도가 지나간 후에는 수차가 정온 수면에 노출되도록 부력이 조절된다.
수차 위쪽에는 장애물이 없어 수차보다 높은 파도는 대부분 수차를 넘어가므로 발전설비가 받는 충격은 상대적으로 적을 것이며, 수차 지름이 작을수록 회전속도는 빨라지지만 수차 1개가 흡수(변환)한 에너지도 작을 것이므로 수차의 지름은 설치 해역의 평균 파고를 고려한다.
보통 2개 월파 수로에 설치된 복수의 수차 에너지를 하나로 통합하여 발전하기 때문에 발전기의 대형화가 가능하지만, 약한 파도는 마지막 수차를 이탈하기 전에 관성이 소멸하여 사다리꼴 바지선의 경우 통과하던 해수가 수차 사이에 정체될 수 있고 앞쪽 수차와 뒤쪽 수차의 회전속도에 차이가 클 수 있으므로 수차를 전후 2개 그룹으로 통합하거나 이등변삼각형인 바지선이 유리할 것이다.
해안에서는 대개 파도가 육지를 향해 진행하므로 수차날개가 호형인 발전설비가 해안선을 따라 평행하게 정박하고, 에너지 흡수가 중단된 수차는 회전중단이 가능하도록 스프라킷(sprocket)과 아이들(idle) 기어로 형성된 후리 기어를 이용함으로써 회전에너지의 손실을 막을 수 있다.
그러나 해상에서는 파도의 진행방향이 풍향에 따라 변화무쌍하므로 파도가 어느 방향으로 통과하든지 에너지변환효율이 균일하도록 수차날개가 평면형으로 제작되고, 파력발전설비가 언제든지 파도의 진행방향과 정면으로 향하여 선회하도록 정박한다.
본 발명은 관성력이 감소하지 않은 파도에너지를 복수의 수차로 흡수하여 흡수효율을 높이고 각 수차의 회전에너지를 통합함으로써 회전속도가 균일해지고 대형화된 회전동력으로 발전하여 발전량 기복을 완화하는 바지선식 월파형 파력발전설비를 개발하는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 바지선식 월파형 파력발전설비는 복수의 파도가 연속 통과하도록 단면(斷面)이 양쪽으로 완만한 경사를 가진 이등변 사다리꼴 또는 이등변삼각형 골격에 부력소재와 부력조절장치를 가진 바지선과, 상기 바지선이 부력소재가 채워지거나 밀폐된 쐐기형 기둥을 연결한 칸막이로 분할된 복수의 월파수로와 상기 월파수로 바닥에 균일한 간격으로 형성된 반 원통형 홈인 복수의 수차 하우징으로 형성된 수차구조물과,
상기 수차 하우징에 방수장치를 가진 구동부로 회전가능하게 고정된 수차샤프트와 동 축을 가지도록 부착된 복수의 원형판과, 상기 원형판 사이에서 상기 수차샤프트 길이방향으로 부착된 복수의 날개로 형성된 수평형 수차와,
상기 수평형 수차 동력이 상기 칸막이 내부로 연장된 수차샤프트에 고정된 체인기어와 체인으로 하나 또는 복수로 통합된 통합장치와, 상기 통합장치의 회전동력이 가속되면서 발전기가 일 방향으로 회전하도록 회전방향을 전환하는 접속장치로 형성된 동력전달장치로 구성되되;
에너지밀도가 낮은 심층과 분리되어 연속 통과하는 복수의 파도에서 다단계 흡수와 통합으로 균일해지고 대형화된 회전에너지로 발전하는 것을 특징으로 한다.
상기 부력조절장치는 상기 골격 중 구간별로 밀폐된 파이프골격 하부에서 내부 공기압에 따라 해수가 출입하는 배수구와 상부에서 자동 입기 밸브와 배기밸브를 가진 배관으로 공기펌프와 연결된 파이프골격형 부력조절장치, 또는 상기 바지선 하부에 고정되고 자동 입기 밸브와 배기밸브를 가진 배관으로 공기펌프와 연결된 복수의 에어백으로 형성된 에어백형 부력조절장치 중 하나로 형성되거나,
상기 파이프골격형 부력조절장치와 상기 에어백형 부력조절장치가 함께 설치되어 부력과 수평을 조절하는 것을 특징으로 한다.
상기 방수장치는 상기 수차샤프트가 회전가능하게 고정되도록 상기 칸막이벽에 부착되고 상기 원형판 주변까지 연장된 컵(cup) 형 베어링 집, 또는 상기 칸막이 내측으로 연장된 수차샤프트가 회전가능하게 고정되도록 상기 칸막이벽에 부착되고 상기 원형판 주변까지 연장된 실린더형 베어링 집 중 하나와, 상기 수차샤프트와 동 축(同軸)을 가지도록 상기 원형판에 부착되고 상기 칸막이벽 주변까지 연장되어 상기 컵 형 베어링 집 또는 상기 실린더형 베어링 집을 수용한 에어 포켓, 및
상기 컵 형 베어링 집 또는 상기 실린더형 베어링 집과 상기 에어 포켓으로 형성된 공간에 그리스(grease)가 채워지고 상기 공간 입구에 링 형 리테이너가 삽입된 것을 특징으로 한다.
상기 접속장치는 상기 칸막이 내부로 연장된 수차샤프트를 축으로 회동하는 접속 지지대에 회전가능하게 고정된 접속 축과, 상기 접속 축에 고정되어 상기 수차샤프트에 고정된 수차 기어와 접속되는 소형접속기어 또는 상기 칸막이벽에 회동가능하게 결속된 접속 지지대에 회전가능하게 고정된 접속 축과 상기 접속 축에 고정되어 상기 체인기어와 삼각으로 접속되는 소형 체인기어 중 하나와,
상기 접속 축에 고정되어 상기 수평형 수차의 회전방향에 따라 발전기 기어 또는 상기 칸막이벽에 회전가능하게 고정되어 항상 상기 발전기 기어와 맞물려 회전하는 방향전환기어 중 어느 하나와 전환접속하는 대형접속기어, 및
상기 대형접속기어가 전환접속하도록 상기 접속지지대 양쪽에 고정된 1쌍의 전자석과, 상기 전자석에 전원을 연결하거나 차단하는 리미트 스위치로 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 접속 축은 상기 칸막이를 공용하는 맞은편 월파수로의 수평형 수차 동력을 통합하는 제2의 소형접속기어 또는 소형접속체인기어 중 하나가 고정되도록 맞은편 칸막이벽까지 연장된 것을 특징으로 한다.
상기 체인기어는 파도가 일 방향으로 통과하도록 정박한 바지선식 월파형 파력발전설비에 있어서 회전속도가 느려진 수평형 수차로 인한 회전저항이 제외되도록 아이들 기어(idle gear)와 스프라킷(sprocket)으로 형성된 후리 기어(free gear)를 가진 것을 특징으로 한다.
파도에너지가 여러 단계(수차)에 걸쳐서 흡수되므로 흡수효율이 높고, 거센 파도는 대부분 수차 위쪽으로 통과하므로 파력발전설비가 받는 충격을 최소화할 수 있으며, 관성이 거의 감소하지 않은 파도에너지를 직접 이용하므로 비교적 낮은 파도로도 발전이 가능하다.
전력수요에 맞추어 공장에서 제작하고 해상으로 운반하여 신속하고 간편하게 설치할 수 있으므로 설치비용이 절감되고, 이동설치도 가능하여, 자가발전이 불가피한 해안가 오지나 섬, 해상에서 전력보급에 크게 기여할 것이다.
제1도는 이등변 사다리꼴인 바지선식 파력발전설비의 월파 수로 측 단면도.
제2도는 이등변 사다리꼴인 바지선식 파력발전설비의 칸막이 측 단면도.
제3도는 복수의 월파 수로를 가진 바지선식 월파형 파력발전설비 평면도.
제4도는 이등변삼각형인 바지선식 파력발전설비의 월파 수로 측 단면도.
제5도는 이등변삼각형인 바지선식 파력발전설비의 칸막이 측 단면도.
제6도는 수평형 수차 사시도.
제7도는 수평형 수차 구동부(도 4의 A부분)의 컵 형 방수장치 단면 상세도
제8도는 실린더형 방수장치와 I형 동력접속장치 측면도
제9도는 I형 동력접속장치 전면도.
제10도는 실린더형 방수장치와 삼각연결형 동력접속장치 측면도
제11도는 체인으로 연결된 삼각연결형 동력접속장치 전면도
제12도는 수차 체인기어에 장착된 스프라킷 측면도.
제13도는 수차 체인기어에 장착된 스프라킷 단면도이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 바지선식 월파형 파력발전장치에 대하여 설명한다.
도 1은 단면이 납작한 이등변 사다리꼴인 바지선(12)에서 복수의 수차 하우징(31)에 수평형 수차(21)가 설치된 바지선식 월파형 파력발전설비의 월파수로(23) 측 종단면도이고, 도 2는 통합장치와 접속장치(60) 및 부력조절장치와 발전기(27)가 설치된 칸막이(36) 측 종단면도, 도 3은 바지선(12)이 복수의 칸막이(36)로 분할된 월파수로(23)에 복수의 수평형 수차(21)가 배치된 바지선식 월파형 파력발전설비 평면도, 도 4는 이등변 삼각형 골격인 바지선(12)에 복수의 수평형 수차(21)가 경사면에 배치된 월파수로(23) 측 종단면도, 도 5는 상기 바지선(12)에 통합장치와 접속장치 및 부력조절장치를 가진 칸막이(36) 측 종단면도이다.
바지선(12)은 파도에너지가 적은 심층수와 분리된 파도가 통과하고 있는 동안 다음 파도가 상륙할 수 있는 길이와 전후(前後) 경사면 하단이 쐐기형으로 마감되어 단면이 완만한 경사를 가진 이등변 사다리꼴 또는 이등변 삼각형으로, 경사면에 부력소재(48)가 채워지거나 밀폐된 쐐기형 골격으로 형성된 칸막이기둥(36c) 양쪽에서 칸막이벽(36a)으로 연결된 복수의 칸막이(36)로 분할된 바닥에 원통을 1/2로 쪼갠 것과 같은 모양으로 오목하게 형성된 반 원통형 수차 하우징(31)이 균일한 간격으로 배치된 월파수로(23)가 형성된 골격기초에 방청을 겸한 부력소재(48)가 채워지고 부력조절장치가 설치된다.
바지선(12)의 부상높이와 수평을 조절하는 부력조절장치는 파이프골격(37)이 플랜지로 연결될 때 고무 개스킷(gasket)으로 밀폐된 구간마다 공기압에 따라 해수가 출입하도록 배수구(54)가 파이프 밑에 형성되고, 도 2 및 도 5에 붉은 실선으로 도시된 바와 같이 공기펌프(56)와 자동 입기 밸브 및 배기밸브를 가진 배관(55)으로 칸막이(36)에 배치된 공기펌프(56)와 연결된 파이프 골격형 부력조절장치, 또는 바지선(12) 하부 네모서리에 부착된 복수의 에어 백(37a)이 자동 입기 밸브 및 배기밸브를 가진 배관(55)으로 공기펌프(56)와 연결된 에어 백형 부력조절장치 중 어느 하나로 구성되거나, 상기 파이프 골격형 부력조절장치와 에어백형 부력조절장치가 함께 설치되어 부력과 수평이 조절된다.
특히, 파도가 상륙하는 순간 파도의 충격과 하중으로 선체가 심하게 기울어질수록 부력이 커져서 전복이 예방되고 파도가 지나가면 수평형 수차(21)가 신속하게 노출되도록 칸막이기둥(36c) 내부가 부력소재(48)로 채워지거나 완벽하게 밀폐된다.
도 6은 수평형 수차(21) 사시도로, 수평형 수차(21)는 한쪽이 칸막이(36) 내부까지 연장된 수차샤프트(32)와 동 축을 가지도록 균일한 간격으로 부착된 복수의 원형판(33) 사이에 복수의 날개(26)가 수차샤프트(32) 길이방향으로 부착되고 수차 하우징(31)에 수용되도록 방수장치를 가진 베어링 집(46)으로 칸막이벽(36a)에 고정되는데, 파도가 일 방향으로 통과하도록 정박한 파력발전설비는 날개(26)가 호형(弧形)이고 파도가 양방향으로 통과하는 해상용은 평면으로 형성된다.
방수장치는 도 6에 점선으로 도시된 수평형 수차의 A구동부와 B구동부에 설치되는데, 도 7과 같이 수차샤프트(32)가 베어링 집(46)까지 연장된 컵(cup)형과, 도 8 및 도 10에 점선으로 도시된 바와 같이 수차샤프트(32)가 칸막이(36) 내부로 연장된 실린더형으로 구분되되, 칸막이벽(36a)에 볼트와 너트(52) 및 개스킷(gasket)(34)으로 부착되고 베어링(47)과 리테이너(retainer)(38)가 삽입되고 원형판(33) 주변까지 연장된 컵 형 베어링 집(46a), 또는 칸막이(36) 내부로 연장된 수차샤프트(32)에 설치된 실린더형 베어링 집(46b)을 에어 포켓(air pocket)(39)으로 덮어씌운다.
상기 에어 포켓(39)은 수차샤프트(32)와 동 축(同軸)을 가지도록 원형판(33)에 부착되고 칸막이 벽(36a) 주변까지 연장된 실린더형으로 베어링 집(46)과 에어 포켓(39)으로 형성된 공간에 그리스(grease)가 채워지고 링(ring) 형 리테이너(38a)로 상기 공간입구를 막는다.
도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이 칸막이(36) 내부에서 1개 또는 2개의 월파수로(23)에 수용된 모든 수평형 수차(21) 동력을 칸막이 내부까지 연장된 수차샤프트(32)에 고정된 체인기어(40)와 체인(40a)으로 형성된 통합장치로 1개 또는 복수로 통합하고, 수평형 수차(21)가 어느 방향으로 회전하든지 발전기(27)가 가속된 동력으로 일 방향으로 회전하도록 접속장치(60)로 동력을 접속한다.
도 8과 도 9는 수평형 수차(21)가 수차샤프트(32)에 고정된 수차 기어(41)와 접속된 I형 접속장치 측면도와 입면도, 도 10과 도 11은 수평형 수차(21)가 삼각형으로 연결된 체인(40a)으로 접속된 삼각 접속장치 측면도와 입면도로, 수차샤프트(32)를 축으로 회동하는 접속 지지대(43) 끝에 회전가능하게 고정된 접속 축(44)에 소형접속기어(42)와 대형접속기어(42a)가 나란히 고정되어 소형접속기어(42)는 수차샤프트(32)에 고정된 수차 기어(41)와 접속되고 대형접속기어(42a)는 수평형 수차(21)의 회전방향에 따라서 발전기 기어(28) 또는 방향전환기어(45) 중 하나와 접속이 전환된다.
삼각 접속장치는 접속 지지대(43)가 도 10과 같이 칸막이 벽(36a)에 회동가능하게 고정된 접속지지대(43) 끝에 회전가능하게 고정된 접속 축(44)에 고정된 소형접속체인기어(42)와 수차샤프트(32)에 고정된 수차 체인기어(41)가 체인으로 삼각연결된 것이 특징이다.
방향전환기어(45)는 발전기 기어(28)와 항상 맞물려 회전하도록 도 8 및 도 10에 도시된 바와 같이 칸막이 벽(36a)에 부착된 회전축에 회전가능하게 고정되고, 수평형 수차(21)의 회전방향에 따라 대형접속기어(42a)가 자력(磁力)으로 발전기 기어(28) 또는 상기 방향전환기어(45) 중 어느 한쪽과 접속하도록 접속지지대(43) 양쪽에 전자석(29)이 1개씩 부착되며, 전자석(29)에 대한 전원은 체인(40)과 접촉되는 리미트 스위치(limit switch)(50)와 컨트롤 박스(51)로 온/오프(on/off)된다.
칸막이(36) 양쪽 월파수로(23)의 수평형 수차(21) 동력이 통합되도록 도 8 및 도 10에 도시된 바와 같이 접속 축(44)이 맞은편 칸막이(36)까지 연장되어 또 하나의 접속 지지대(43)가 맞은편 수차샤프트(32) 또는 칸막이 벽(36a)에 고정된 축에 회동가능하게 고정되며, 상기 접속 축(44)에 고정된 제2의 소형접속기어(42), 또는 접속체인기어(42b)와 맞은편 수평형 수차(21)의 수차샤프트(32)에 고정된 수차 기어(41) 또는 수차 체인기어가 접속된다.
파도가 일 방향으로 통과하도록 정박한 파력발전설비는 발전기(27)의 회전방향을 조정할 필요가 없으므로 방향전환기어(45)가 생략되고 칸막이벽(36a)에 고정된 접속 축(44)에 회전가능하게 고정된 대형접속기어(42a)가 발전기 기어(45a)와 직접 접속하여 가속기능만 가진다.
도 12와 도 13은 후리 기어(free gear)를 가진 체인기어(40)의 횡단면도와 종단면도로, 파도가 일 방향으로 통과하도록 정박한 파력발전설비는 아이들 기어가 결속된 아이들 기어 집(61b)이 수차샤프트(32)에 고정되고 스프라킷(62)은 수차샤프트(32)에 베어링(47)으로 결속된 체인기어(40)에 고정된 후리기어(Free gear)로 형성되어 일부 날개(26)가 정온수면에 잠기거나 회전 관성이 약해져서 회전속도가 느려진 수평형 수차(21)는 동력 통합에서 제외되도록 함으로써 에너지가 손실되지 않도록 한다.
따라서, 복수의 월파수로(23)에 배치된 복수의 수평형 수차(21)가 배치된 순서대로 파도에너지를 다단계 흡수하므로 에너지변환효율이 높고, 큰 파도와 작은 파도가 섞여서 통과하더라도 통합으로 대형화된 수평형 수차(21) 동력이 균일하여 대량 발전가능한 것을 특징으로 한다.
12; 바지선 20; 중심선 21; 수평형 수차
23; 월파 수로 26; 날개 27; 발전기
28; 발전기 기어 29; 전자석 31; 수차 하우징
32; 수차샤프트 33; 원형판 33a; 중간 원형판
34; 개스킷 35; 원형밴드 36; 칸막이
36a; 칸막이 벽 36c; 칸막이 기둥 37; 파이프골격
37a; 에어백 38; 리테이너(retainer) 38a; 링 형 리테이너
39; 에어 포켓 40; 체인기어 40a; 체인
41; 수차 기어 41a; 수차 체인기어 42; 소형접속기어
42a; 대형접속기어 42b; 소형접속체인기어 43; 접속지지대
43a; 접속지지대 축 44; 접속 축 45; 방향전환기어
45a; 발전기 기어 46; 베어링 집 46a; 컵 형 베어링 집
46b; 실린더형 베어링 집 47; 베어링 48; 부력소재
49; 에어 백 50; 리미트 스위치 51; 컨트롤 박스
52; 볼트와 너트 53; 배수관 54; 배수구
55; 배관 56; 공기펌프 60; 접속장치
61; 아이들 기어 61a; 아이들 기어 스프링 61b; 아이들 기어 집
62; 스프라킷
A; 수차 기어 반대쪽 방수장치 B; 수차 기어 쪽 방수장치

Claims (6)

  1. 복수의 파도가 연속 통과하도록 단면(斷面)이 양쪽으로 완만한 경사를 가진 이등변 사다리꼴 또는 이등변삼각형 골격에 부력소재와 부력조절장치를 가진 바지선과, 상기 바지선이 부력소재가 채워지거나 밀폐된 쐐기형 기둥을 연결한 칸막이로 분할된 복수의 월파수로와 상기 월파수로 바닥에 균일한 간격으로 형성된 반(半) 원통형 홈인 복수의 수차 하우징으로 형성된 수차구조물;
    상기 수차 하우징에 방수장치를 가진 구동부로 회전가능하게 고정된 수차샤프트와 동 축을 가지도록 부착된 복수의 원형판과, 상기 원형판 사이에서 상기 수차샤프트 길이방향으로 부착된 복수의 날개로 형성된 수평형 수차;
    상기 수평형 수차 동력이 상기 칸막이 내부로 연장된 수차샤프트에 고정된 체인기어와 체인으로 하나 또는 복수로 연결된 통합장치와, 상기 통합장치의 회전동력이 가속되면서 발전기가 일 방향으로 회전하도록 회전방향을 전환하는 접속장치로 형성된 동력전달장치로 구성되되;
    에너지밀도가 낮은 심층과 분리되어 연속 통과하는 복수의 파도에서 다단계 흡수와 통합으로 균일해지고 대형화된 회전에너지로 발전하는 것을 특징으로 하는 바지선식 월파형 파력발전설비.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 부력조절장치는 상기 골격 중 구간별로 밀폐된 파이프골격 하부에서 내부 공기압에 따라 해수가 출입하는 배수구와 상부에서 자동 입기 밸브와 배기밸브를 가진 배관으로 공기펌프와 연결된 파이프골격형 부력조절장치, 또는 상기 바지선 하부에 고정되고 자동 입기 밸브와 배기밸브를 가진 배관으로 공기펌프와 연결된 복수의 에어백으로 형성된 에어백형 부력조절장치 중 하나로 형성되거나,
    상기 파이프골격형 부력조절장치와 상기 에어백형 부력조절장치가 함께 설치되어 부력과 수평을 조절하는 것을 특징으로 하는 바지선식 월파형 파력발전설비.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 방수장치는 상기 수차샤프트가 회전가능하게 고정되도록 상기 칸막이벽에 부착되고 상기 원형판 주변까지 연장된 컵 형 베어링 집, 또는 상기 칸막이 내측으로 연장된 수차샤프트가 회전가능하게 고정되도록 상기 칸막이벽에 부착되고 상기 원형판 주변까지 연장된 실린더형 베어링 집 중 하나와, 상기 수차샤프트와 동 축(同軸)을 가지도록 상기 원형판에 부착되고 상기 칸막이벽 주변까지 연장되어 상기 컵 형 베어링 집 또는 상기 실린더형 베어링 집을 수용한 에어 포켓, 및
    상기 컵 형 베어링 집 또는 상기 실린더형 베어링 집과 상기 에어 포켓으로 형성된 공간에 그리스(grease)가 채워지고 상기 공간 입구에 링 형 리테이너가 삽입된 것을 특징으로 하는 바지선식 월파형 파력발전설비.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 접속장치는 상기 칸막이 내부로 연장된 수차샤프트를 축으로 회동하는 접속 지지대에 회전가능하게 고정된 접속 축과, 상기 접속 축에 고정되어 상기 수차샤프트에 고정된 수차 기어와 접속되는 소형접속기어 또는 상기 칸막이벽에 회동가능하게 결속된 접속 지지대에 회전가능하게 고정된 접속 축과 상기 접속 축에 고정되어 상기 체인기어와 삼각으로 접속되는 소형 체인기어 중 하나와,
    상기 접속 축에 고정되어 상기 수평형 수차의 회전방향에 따라 발전기 기어 또는 상기 칸막이벽에 회전가능하게 고정되어 항상 상기 발전기 기어와 맞물려 회전하는 방향전환기어 중 어느 하나와 전환접속하는 대형접속기어, 및
    상기 대형접속기어가 전환접속하도록 상기 접속지지대 양쪽에 고정된 1쌍의 전자석과, 상기 전자석에 전원을 연결하거나 차단하는 리미트 스위치로 구성된 것을 특징으로 하는 바지선식 월파형 파력발전설비.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 접속 축은 상기 칸막이를 공용하는 맞은편 월파수로의 수평형 수차 동력을 통합하는 제2의 소형접속기어 또는 소형접속체인기어 중 하나가 고정되도록 맞은편 칸막이벽까지 연장된 것을 특징으로 하는 바지선식 월파형 파력발전설비.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 체인기어는 파도가 일 방향으로 통과하도록 정박한 바지선식 월파형 파력발전설비에 있어서 회전속도가 느려진 수평형 수차로 인한 회전저항이 제외되도록 아이들 기어(idle gear)와 스프라킷(sprocket)으로 형성된 후리 기어(free gear)를 가진 것을 특징으로 하는 바지선식 월파형 파력발전설비.
KR1020130074358A 2012-07-20 2013-06-27 바지선식 월파형 파력발전설비 KR20140011933A (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101631066B1 (ko) 2015-06-24 2016-06-24 장한선 조류와 파력을 이용한 발전장치
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