KR20140101710A - 부력을 이용한 유수발전기 고정방법 - Google Patents

부력을 이용한 유수발전기 고정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유수(바다의 조류 또는 육지의 강물 등 흐르는 물)의 힘을 이용하여 발전하는 유수발전기 고정방법에 관한 것으로, 수면에 부력구조물을 설치하고, 부력구조물에 발전기를 매달아 설치하고, 발전기에 무거운 추를 매달아 유수의 힘으로 발전을 하는 '부력을 이용한 유수발전기 고정방법'에 관한 것이다. 또 다른 방법으로 물 중간에 부력구조물을 설치하고, 부력구조물에 발전기를 매달아 설치하고 발전기를 바닥의 앵커에 연결하여 유수의 힘으로 발전을 하는 '부력을 이용한 유수발전기 고정방법'에 관한 것이다
본 발명의 '부력을 이용한 유수발전기 고정방법'은
발전기,
발전기를 띄울 수 있는 부력구조물,
발전기 및 부력구조물의 위치를 잡아주는 앵커 및 추,
앵커, 발전기, 부력구조물을 연결하는 고정대 및 고정라인
고정라인에 설치되는 회전고리로 구성된다.
고정대, 조류발전, 유수발전, 부력, 회전고리,

Description

부력을 이용한 유수발전기 고정방법{The method of fixing a running water power generator using lifting power}
도1은 본 발명에 '부력을 이용한 유수발전기 고정방법'이다.
*도면의 간단한 설명*
10: 추
11: 앵커
20: 부력구조물
30: 수평축발전기
31: 수직축발전기
32: 무한괘도발전기
40: 고정대
41: 고정라인
50: 회전고리
60: 유수의 방향
70: 표시부표
80: 회전방지날개
90: 괘도 각도조절 추
기존의 조류발전기의 설치방법에는 바닥과 구조물을 설치하여 고정하는 방법이 있다. 또, 부유체를 이용한 여러 가지 방법도 있다.
참고 : 기존 출원 및 등록된 내용들
● 출원번호/일자1020110044369 (2011.05.12.)
● 출원번호/일자1020100083231 (2010.08.27.)
● 출원번호/일자1020090012447 (2009.02.16.)
● 출원번호/일자1020090063953 (2009.07.14.)
● 출원번호/일자1020090092963 (2009.09.30.)
● 출원번호/일자1020090123901 (2009.12.14.)
● 출원번호/일자1020100103997 (2010.10.25)
본 발명은 '부력을 이용한 유수발전기 고정방법'에 관한 것으로,
부력으로 발전기를 흐르는 물 중간에 띄워서 발전하는 방법을 사용함으로 발전기 설치를 용이하도록 하고 비용절감 및 유지보수를 쉽게 하도록 하는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 '부력을 이용한 유수발전기 고정방법'의 구조도이다. 도 1을 참조해서 설명하면, 본 발명에 따른 '부력을 이용한 유수발전기 고정방법' 은 크게 나누어 추(10), 부력구조물(20), 수평축발전기(30), 고정대(40), 고정라인(41), 회전고리(50)로 구성된다.
자세히 설명하면, 부력구조물(20)을 물 위에 뛰우고, 고정대(40)에 고정한 수평축발전기(30)을 고정라인(41)을 통해 부력구조물(20) 아래에 매달아 중간에 띄워 놓고, 추(10)을 고정라인(41)을 통해 고정대(40)에 매달아 놓는다. 고정대(40)와 부력구조물(20)사이와 고정대(20)와 추(10) 사이에 회전고리(50)을 설치한다. 부력구조물(20)은 로프 등을 이용하여 떠내려가지 않도록 계류한다.
부력구조물(20)과 추(10)가 당기는 힘에 의해 수평축발전기(30)의 축은 수평을 유지하게 된다.
추(10)를 매다는 방법을 사용하지 않고 발전기 자체의 무게를 무겁게 하여 추(10)를 대신할 수도 있는데 이는 본 발명의 하나의 실시 사례에 포함된다.
회전고리(50)는 동력 전달 라인이 고정라인(41)과 동시에 회전 할 수 있도록 한다.
발전과정을 설명하면,
물의 흐름이 시작되면, 수평축발전기(30)의 블래이드가 받는 유수의 힘이 크기 때문에 블래이드의 위치는 자연스럽게 유수방향(60)의 반대쪽 물이 흘러나가는 방향에 위치하게 된다.
물의 힘이 강해지면 블래이드가 회전하기 시작하는데, 이때 수평축발전기(30) 몸체가 회전하지 않도록 고정대(40)를 위와 아래에서 부력구조물(20)과 추(10)가 당겨주게 된다. 수평축발전기(30) 설치장소의 여건(수심, 물의 속도 등)에 따라 고정대(40)의 수직방향 길이를 길게 하거나 부력구조물(20)과 추(10)의 크기를 키워 당기는 힘을 키우면 블래이드의 큰 회전력에도 수평축발전기(30) 몸체가 회전하는 것을 방지할 수 있다.
바다조류의 경우 유수방향(60)이 경우 하루 네 번 변하게 되는데, 수평축발전기(30)의 방향이 변할 때 회전고리(50)가 고정라인(41) 및 동력전달 라인이 꼬이는 것을 방지해 준다.
물의 힘이 아주 강해지면, 블래이드가 당기는 힘에 의해 추(10)는 떠오르게 되고 부력구조물(20)은 가라앉게 되는데, 이때 고정라인(41)은 물이 흘러나가는 발향으로 기울어지게 되면서 아주 강한 조류에도 발전이 지속될 수 있게 된다.
도 2는 본 발명에 따른 또 다른 '부력을 이용한 유수발전기 고정방법'의 구조도이다. 본 발명에 따른 '부력을 이용한 유수발전기 고정방법'은 크게 나누어 바닥에 고정하는 앵커(11), 부력구조물(20), 수평축발전기(30), 고정대(40), 고정라인(41), 회전고리(50), 표시부표(70)로 구성된다.
자세히 설명하면, 바닥에 앵커(11)을 설치하고, 고정대(40)에 고정된 수평축발전기(30)을 고정라인(41)을 통해 매달고, 부력구조물(20)에 고정대(40)에 고정된 수평축발전기(30)을 고정라인(41)을 통해 연결한다.
이때, 부력구조물(20)이 수면 중간에 위치하도록 한다.
부력구조물(20)을 수면에 설치하는 것도 가능한데, 이는 본 특허의 하나의 실시 사례에 포함된다.
부력구조물(20)이 당기는 힘에 의해 수평축발전기(30)의 축은 수평을 유지하 게 된다.
회전고리(50)는 동력 전달 라인이 고정라인(41)과 동시에 회전 할 수 있도록 한다.
발전과정을 설명하면,
물의 흐름이 시작되면, 수평축발전기의 블래이드가 받는 유수의 힘이 크기 때문에 블래이드의 위치는 자연스럽게 유수방향(60)의 반대쪽 물이 흘러나가는 방향에 위치하게 된다.
물의 힘이 강해지면 블래이드가 회전하기 시작하는데, 이때 수평축발전기(30) 몸체가 회전하지 않도록 고정대(40)를 부력구조물(20)이 당겨주게 된다. 수평축발전기(30) 설치장소의 여건(물의 속도)에 따라 고정대(40)의 길이를 수직방향 길이를 길게 하거나 부력구조물(20)의 크기를 키워서 당기는 힘을 키우면 블래이드의 큰 회전력에도 수평축발전기(30) 몸체가 회전하는 것을 방지할 수 있다.
바다조류의 경우 유수방향(60)이 경우 하루 네 번 변하게 되는데, 수평축발전기(30)의 방향이 변할 때 회전고리(50)가 고정라인(41) 및 동력전달 라인이 꼬이는 것을 방지해 준다.
물의 힘이 아주 강해지면, 블래이드가 당기는 힘에 의해 부력구조물(20)는 가라앉게 되는데, 이때 고정라인(41)은 물이 흘러나가는 방향으로 기울어지게 되면서 아주 강한 조류에도 발전이 지속될 수 있게 된다.
이때, 유수의 방향이 바뀌면서 고정라인(40)이 꼬이는 것을 방지하기 위해 회전고리(50)을 설치한다.
위 두가지 방법 모두,
수평축발전기(30) 대신에 수직축발전기(31) 또는 무한괘도발전기(32)를 적용할 수 있는데,
도면 3을 통해 수직축발전기(31)의 설치에 대해 자세히 설명하면, 수직축발전기(31)가 고정된 고정대(40)에 회전방지날개(80)를 부착하여, 블래이드의 회전에 의해 수직축발전기(31) 몸체가 회전하는 것을 방지해 준다. 회전방지날개(80)가 유수의 힘에 의해 일정한 방향으로 유지되게 되면서 수직축발전기(31)을 잡아주는 작용을 하게 된다.
이때, 고정대(40)의 수직방향 길이를 길게 하거나 회전방지날개(80)의 크기를 크게 하면 블래이드의 큰 회전력에도 수직축발전기(31)의 몸체가 회전하는 것을 방지할 수 있다. 회전방지날개(80) 대신에 고정대(40)에 물의 비중에 가까운 비중을 갖는 물체를 회전방지용으로 매달아 놓을 수도 있다. 회전방지용 물체는 유수의 힘에 의해 당기는 힘을 갖게 되어 수직축발전기(31)가 블래이드의 회전에 의해 돌아가는 것을 방지해 준다.
도면 4를 통해 무한괘도발전기(32)의 설치에 대해 자세히 설명하면, 괘도 축 양쪽을 고정할 수도 있지만, 한쪽만 고정하여 유수발향(60)에 따라 다른 한쪽이 유수가 흘러나가는 방향으로 돌아갈 수 있도록 한다. 다른 한쪽의 괘도축(91)에 괘도의 각도를 조절할 수 있도록 괘도 각도조절 추(90)을 달아서 유수의 속도에 따라 괘도의 각도가 자동으로 조절되도록 한다.
부력을 이용한 유수발전기 고정에 있어서,
수심이 깊은 장소의 경우, 본 발명에 따라 설치되는 수평축발전기(30) 또는 수직축발전기(31), 무한괘도발전기(32)를 수심 여건에 맞추어 여러 개 연속하여 연결할 수도 있다.
상기의 수평축발전기 또는 수직축발전기, 무한괘도발전기의 설치에 있어서,
물속에 발전기 동체를 블레이드와 함께 설치할 수도 있고,
물속에서는 블래이드가 유압펌프 또는 물펌프를 작동시켜 유체를 물 밖으로 품어 올리도록 하고, 물밖에 유압모터 또는 물터빈, 발전기동체를 설치하고, 품어져 올라온 유체가 유압모터 또는 물터빈을 작동시키고, 유압모터 또는 물터빈이 발전기 동체를 작동시키도록 할 수 있다. 또한, 회전동력 전달수단을 와이어 또는 샤프트 방식 등 다양한 방법을 사용할 수도 있다. 이러한 방법의 적용은 본 발명에 따른 하나의 실시 사례에 포함된다.
본 발명은, 육지와 바다의 흐르는 물을 이용하여 전기를 생산할 수 있는 발전기의 설치를 쉽게 해준다. 기존의 방법에 비해 설치비용 및 설치기간을 크게 줄일 수 있어 경제성이 아주 우수하다.
물의 흐름이 있는 곳이라면 어디라도 발전이 가능하고, 이동식 발전소도 가능하다.
유지보수가 필요한 경우, 발전기를 물 밖으로 끌어 올려서 유지보수를 할 수 있어 유지보수가 용이하다.
또한, 부력구조물을 수면 아래 중간에 설치하는 경우, 수면근처에 떠다니는 부유물에 의한 발전방해 요소가 현저히 줄어들게 된다.
또, 수심이 낮고 유속이 빠른 곳에 무한괘도발전기를 적용하면 효율이 매우 높다.

Claims (8)

  1. 부력구조물을 물 위에 띄우고,
    부력구조물 아래에 수평축발전기를 매달고,
    수평축발전기 아래에 추를 매달고,
    수평축발전기를 매달 때 블래이드의 회전에 의해 수평축발전기가 회전하는 것을 방지하는 고정대에 수평축발전기를 고정하여 매달아
    부력구조물의 부력과 추의 당기는 힘으로 발전기의 위치를 잡아주면서 블래이드의 회전에 의해 수평축발전기 몸체가 회전하는 것을 방지하는 수평축발전기 고정방법
  2. 바닥에 앵커를 설치하고,
    앵커에 수평축발전기를 연결하고,
    수평축발전기를 부력구조물에 매달아 띄우고,
    부력구조물은 수면 아래에 위치하도록 하고,
    수평축발전기를 매달 때 블래이드의 회전에 의해 수평축발전기가 회전하는 것을 방지하는 고정대에 수평축발전기를 고정하여 매달아
    부력구조물의 부력과 앵커의 당기는 힘이 수평축발전기의 위치를 잡아주면서 수평축발전기 몸체가 블래이드의 회전에 의해 회전하는 것을 방지하는 수평축발전기 고정방법
  3. 청구항 1,2에 있어서,
    수평축발전기 대신에 수직축발전기를 설치하면서,
    고정대에 수직축발전기가 회전하는 것을 방지하는
    회전방지날개를 부착하거나
    회전방지물체를 매달아 놓아,
    블래이드가 회전하면서 수직축발전기 몸체가 회전하는 것을 방지하는 수직축발전기 고정방법
  4. 청구항 1,2에 있어서,
    수평축발전기 대신에 무한괘도발전기를 설치하는 방법
  5. 청구항 1,2,4에 있어서,
    수평축발전기 대신에 무한괘도발전기를 설치하면서,
    무한괘도발전기의 각도를 조절할 수 있는 추를 설치하는 것을 포함하는 방법
  6. 청구항 1,2,3,4에 있어서,
    부력구조물과 발전기, 추, 앵커 사이의 고정라인이 꼬이는 것을 방지하기 위해 회전고리를 포함하여 설치하는 방법
  7. 청구항 1,2,3에 있어서,
    블래이드가 회전할 때 발전기 몸체의 회전을 방지하기 위해 길이가 긴 고정대를 포함하여 설치하고 고정대에 발전기를 고정하는 방법
  8. 청구항 1,2,3,4에 있어서,
    발전기에 발전기동체를 설치하지 않고,
    물속에서는 블래이드가 유압펌프 또는 물펌프를 작동시켜 유체를 물 밖으로 품어 올리고,
    물 밖에 유압모터 또는 물터빈 및 발전기동체를 설치하고,
    물속에서 품어져 올라온 유체를 이용하여 유압모터 또는 물터빈을 작동시키고 유압모터 또는 물터빈이 발전기동체를 작동시키는 방법
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