KR20140141157A

KR20140141157A - 해양 부유 설비용 파력 발전 장치

Info

Publication number: KR20140141157A
Application number: KR20130062574A
Authority: KR
Inventors: 인치현
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2013-05-31
Filing date: 2013-05-31
Publication date: 2014-12-10
Also published as: KR101487949B1

Abstract

해양 부유 설비용 파력 발전 장치가 개시된다. 해양 부유 설비에 설치되는 파력 발전 장치는, 부유물과; 메인 샤프트의 회전에 의해 전기 에너지를 생성하는 발전 유닛과; 일단이 부유물에 연결된 와이어와; 일단이 상기 와이어의 타단에 연결되고, 타단이 상기 메인 샤프트에 연결된 링크암과; 상기 링크암의 일단에 연결되어 상기 링크암을 원위치시키는 복원력을 제공하는 스프링과; 상기 해양 부유 설비의 외측 하단부에 설치되고, 상기 와이어를 지지하며 동력 전달 방향을 변경하는 원통롤러가 설치된 지지프레임을 포함할 수 있다.

Description

해양 부유 설비용 파력 발전 장치{Wave force generating device for offshore floating facility}

본 발명은 해양 부유 설비용 파력 발전 장치에 관한 것이다.

화석 연료의 고갈 가능성이 점쳐짐에 따라 화력이 아닌 다른 방식으로 전기를 생산하기 위한 다양한 방법들이 개발되고 있다.

그 중에서 파력 발전(wave force generation)은 파도의 상하 운동에너지를 이용하여 동력을 얻어 발전하는 방법이며, 다양한 방식으로 구현되고 있다.

예를 들면, 발전기, 진자, 전구 등을 내장한 부표를 만들고 이를 물에 띄워 파도가 치는 대로 동요시켜서 부표 속에 장치한 진자의 움직임을 포착하여 회전운동으로 바꾸고 기어를 통해서 속도를 올려 발전기를 회전시키는 방식이 있다. 이 방식에 의하면 전구를 밝혀 안전 항로의 안내에 사용할 수 있을 것이다.

하지만, 이는 파력 발전된 전기를 자체적으로 소모할 뿐이며, 선박 혹은 기타 해양 부유 설비에 적용하기에는 어려움이 있다.

따라서, 기존에 다른 목적으로 사용되고 있는 선박 혹은 부유식 해양 설비 등에도 용이하게 적용시킬 수 있고, 파도 혹은 조수의 움직임을 용이하게 전기 에너지로 변환할 수 있는 장치가 필요한 실정이다.

본 발명은 파력이 발생하는 해상 조건에서 밸러스트 시스템을 포함하는 해양 부유 설비와 상대적으로 낮은 질량을 가지는 부유물과의 상대 운동을 이용하여 전기 에너지를 생산하는 파력 발전 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 밸러스트 시스템을 이용하여 해양 부유 설비가 물에 잠기는 깊이를 조절하여 염도 등과 같은 해수 조건에 따라 부력을 보정함으로써 와이어를 포함하는 링크 장치의 장력을 유지하여 상대 운동에 따른 에너지 전달이 원활한 파력 발전 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 신규 해양 부유 설비뿐만 아니라 밸러스트 시스템을 구비한 기존의 해양 부유 설비에도 적용 가능한 파력 발전 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 해양 부유 설비에 설치되는 파력 발전 장치에 있어서, 부유물과; 상기 해양 부유 설비에 설치되어, 메인 샤프트의 회전에 의해 전기 에너지를 생성하는 발전 유닛과; 일단이 부유물에 연결된 와이어와; 일단이 상기 와이어의 타단에 연결되고, 타단이 상기 메인 샤프트에 연결된 링크암과; 상기 링크암의 일단에 연결되어 상기 링크암을 원위치시키는 복원력을 제공하는 스프링과; 상기 해양 부유 설비의 외측 하단부에 설치되고, 상기 와이어를 지지하며 동력 전달 방향을 변경하는 원통롤러가 설치된 지지프레임을 포함하는 해양 부유 설비용 파력 발전 장치가 제공된다.

상기 링크암은 상기 부유물의 상하 운동에 따라 상기 메인 샤프트의 회전축을 중심으로 소정 회전각 내에서 왕복 회동할 수 있다.

상기 발전 유닛은 상기 메인 샤프트에 결합된 제1 기어와 소정의 기어비로 치합되는 제2 기어를 가지는 발전기를 포함하되, 상기 제1 기어의 기어 잇수가 상기 제2 기어의 기어 잇수보다 많을 수 있다.

상기 지지프레임은, 상기 해양 부유 설비의 외측 하단부에서 외측 수평 방향으로 연장되는 수평암과; 상기 수평암의 끝단에서 수직 방향으로 연장되는 수직암과; 상기 수직암의 측면에 상기 수직암의 길이방향으로 설치되며, 내부에 상기 와이어가 관통 가능한 중공이 형성되어 있는 와이어 가이드를 포함할 수 있다.

상기 원통롤러는 상기 수평암과 상기 수직암이 만나는 지점에 설치될 수 있다.

상기 수평암과 상기 와이어 가이드의 길이는 상기 부유물의 최대 상승 시점에 상기 와이어 가이드의 상방 끝단으로부터 상기 부유물까지의 거리가 상기 와이어 가이드의 상방 끝단으로부터 상기 해양 부유 설비까지의 거리보다 작도록 결정될 수 있다.

상기 해양 부유 설비는 밸러스트 시스템을 구비하고 있을 수 있다.

상기 밸러스트 시스템을 통해 상기 해양 부유 설비의 잠수 깊이가 조정될 수 있다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 파력이 발생하는 해상 조건에서 밸러스트 시스템을 포함하는 해양 부유 설비와 상대적으로 낮은 질량을 가지는 부유물과의 상대 운동을 이용하여 전기 에너지를 생산하는 것이 가능하다.

또한, 밸러스트 시스템을 이용하여 해양 부유 설비가 물에 잠기는 깊이를 조절하여 염도 등과 같은 해수 조건에 따라 부력을 보정함으로써 와이어를 포함하는 링크 장치의 장력을 유지하여 상대 운동에 따른 에너지 전달이 원활한 효과가 있다.

또한, 신규 해양 부유 설비뿐만 아니라 밸러스트 시스템을 구비한 기존의 해양 부유 설비에도 적용 가능한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해양 부유 설비용 파력 발전 장치의 단면도,
도 2는 도 1에 도시된 해양 부유 설비용 파력 발전 장치에서 부유물의 상하 운동이 와이어를 통해 전달되는 과정을 나타낸 도면,
도 3은 도 1에 도시된 해양 부유 설비용 파력 발전 장치에 포함되는 발전기의 상세 구성을 나타낸 도면,
도 4는 부유물의 운동 반경에 따른 지지 프레임 구조를 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 해상 부유 설비용 파력 발전 장치의 평면도,
도 6은 다양한 해양 부유 설비에 파력 발전 장치가 적용된 예시를 나타낸 도면.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

또한, 명세서에 기재된 "…부", "…유닛" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

또한, 각 도면을 참조하여 설명하는 실시예의 구성 요소가 해당 실시예에만 제한적으로 적용되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상이 유지되는 범위 내에서 다른 실시예에 포함되도록 구현될 수 있으며, 또한 별도의 설명이 생략될지라도 복수의 실시예가 통합된 하나의 실시예로 다시 구현될 수도 있음은 당연하다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일하거나 관련된 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해양 부유 설비용 파력 발전 장치의 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 해양 부유 설비용 파력 발전 장치에서 부유물의 상하 운동이 와이어를 통해 전달되는 과정을 나타낸 도면이며, 도 3은 도 1에 도시된 해양 부유 설비용 파력 발전 장치에 포함되는 발전기의 상세 구성을 나타낸 도면이고, 도 4는 부유물의 운동 반경에 따른 지지 프레임 구조를 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 해양 부유 설비(1), 부유물(10), 밸러스트 탱크(100), 액세스 트렁크(Access Trunk)(90), 정류/변압기(80), 전력선(81), 발전 유닛(20), 링크암(40), 스프링(50), 원통롤러(71, 72, 73, 74), 지지프레임(60), 수평암(61), 수직암(62), 지지대(63), 와이어 가이드(63), 와이어(30), 메인 샤프트(21), 제1 기어(22), 발전기(24), 제2 기어(23)가 도시되어 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 해양 부유 설비용 파력 발전 장치는 밸러스트 시스템(예를 들어, 밸러스트 탱크)을 포함하는 해양 부유 설비에 대해서 파도에 의한 부유물의 상대적 왕복 운동을 회전 운동으로 전환하고 발전기를 이용하여 전기 에너지를 생산하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 해양 부유 설비용 파력 발전 장치는 FPSO(Floating Production Storage and Offloading), 드릴쉽과 같은 부유식 해양 설비 혹은 선박 등에 설치될 수 있다. 본 명세서에서는 부유식 해양 설비 및 선박을 통틀어 해양 부유 설비라 하기로 한다.

해양 부유 설비용 파력 발전 장치는 부유물(10), 발전 유닛(20), 와이어(30), 링크암(40), 스프링(50), 지지프레임(60)을 포함한다.

부유물(10)은 해양 부유 설비(1)의 측면 외부에 위치하며, 부력에 의해 바다 표면에 부유하는 부력체이다. 즉, 파도의 상하 운동에 의해 부유물(10) 역시 상하 운동하게 된다.

본 실시예에서 부유물(10)은 해양 부유 설비(1)에 비해 상대적으로 낮은 질량을 가지고 있어, 파력이 발생하는 해상 조건에서 해양 부유 설비(1)와 비교할 때 상대 운동이 있게 되며, 이를 이용하여 파력 발전을 수행하게 된다.

와이어(30)는 일단이 부유물(10)에 연결되고 타단이 링크암(40)에 연결되어, 부유물(10)의 상하 운동 에너지를 링크암(40)으로 전달하는 동력 전달 부재로서 기능한다.

링크암(40)은 일단이 와이어(30)의 타단에 연결되고 타단이 발전 유닛(20)의 메인 샤프트(21)에 연결된다.

링크암(40)은 메인 샤프트(21)의 회전축을 중심으로 하여 회동 가능하다. 따라서, 파도에 의한 부유물(10)의 상하 운동에 따라 설치 경로 상에서 와이어(30)가 왕복 이동하면, 링크암(40)이 회전축을 중심으로 소정 회전각(θ) 내에서 왕복 회동하게 된다(도 2 참조).

스프링(50)은 링크암(40)의 타단에 연결되어 링크암(40)을 원위치시키는 복원력을 제공한다. 본 실시예에서는 스프링을 중심으로 설명하지만, 스프링 이외에도 복원력을 제공할 수 있는 탄성체라면 본 발명에 적용될 수 있을 것이다.

링크암(40)은 와이어(30)와 연결되고 부유물(10)이 상승 운동한 경우 와이어(30)의 장력에 의해 일방향으로 회동하지만, 부유물(10)이 하강 운동한 경우에는 와이어(30)의 장력이 유지되지 않아 타방향으로 회동되지 않을 수 있다.

이 경우 스프링(50)의 복원력을 이용하여 링크암(40)이 원위치로 되돌아오도록 함으로써 와이어(30)의 장력과 무관하게 링크암(40)이 타방향으로 회동하도록 할 수 있다.

여기서, 스프링(50)의 복원력에 의해 되돌아오는 링크암(40)의 원위치는 링크암(40)이 회동 가능한 회전각 내에서 부유물(10)의 하강 방향으로의 한계각에 도달한 경우의 위치(도 2의 A1 참조)가 될 수 있다.

도 2를 참조하면, 부유물(10)의 상하 운동과 스프링(50)의 복원력에 의해 링크암(40)은 A1과 A2 위치 사이를 왕복 회동할 수 있다.

부유물(10)이 하강 운동하여 그 중심이 H1 위치에 있는 경우, 스프링(50)의 복원력에 의해 링크암(40)은 A1 위치에 있게 된다. 부유물(10)이 상승 운동하여 그 중심이 H2 위치에 있는 경우, 와이어(30)의 장력에 의해 링크암(40)은 A2 위치에 있게 된다.

발전 유닛(20)은 해양 부유 설비(1)의 내부에 설치되어 있으며, 링크암(40)에 연결된 메인 샤프트(21)의 회전에 의해 전기 에너지를 생성한다.

도 3을 참조하면, 발전 유닛(20)은 제1 기어(22)를 가지는 메인 샤프트(21)와, 제2 기어(23)를 가지는 발전기(24)를 포함한다.

제1 기어(22)와 제2 기어(23)는 소정의 기어 비로 치합되며, 제1 기어(22)의 기어 잇수가 제2 기어(23)의 기어 잇수보다 많다. 즉, 메인 샤프트(21)의 제1 기어(22)가 소정의 회전각(θ) 내에서 왕복 회동할 때 제2 기어(23)가 소정의 회전각 이상의 각도로 회전하게 되어 발전기(24)에서 전기 에너지 생성이 가능하게 된다.

부유물(10)의 상승 동작에 의해 링크암(40)이 A2 위치까지 시계 방향으로 회동하면, 제1 기어(22)에 연결된 제2 기어(23)가 반시계 방향으로 회전하게 된다(도 3의 R2 참조).

그리고 부유물(10)의 하강 동작 혹은 스프링(50)의 복원력에 의해 링크암(40)이 A1 위치까지 반시계 방향으로 회동하면, 제1 기어(22)에 연결된 제2 기어(23)가 시계 방향으로 회전하게 된다(도 3의 R1 참조).

다시 도 1을 참조하면, 발전 유닛(20)은 정류/변압기(80)와 전력선(81)을 통해 연결되어 있어, 발전 유닛(20)에서 생성된 전기 에너지가 정류/변압기(80)에서 정류되고 전압 변환이 이루어진 후 송전케이블(82)을 따라 필요로 하는 전력 수요처로 전달되거나 충전 모듈에 충전된 이후 필요로 하는 시기에 활용되도록 할 수 있다.

지지프레임(60)은 해양 부유 설비(1)의 외측 하단부에서 해양 부유 설비(1)의 외측 수평 방향으로 설치된다. 지지프레임(60)에는 와이어(30)를 지지함과 동시에 와이어(30)의 동력 전달 방향을 변경하는 원통롤러(71)가 설치되어 있다.

지지프레임(60)은 해양 부유 설비(1)의 외측 하단부에서 외측 수평 방향으로 연장되는 수평암(61)과, 수평암(61)의 끝단에서 수직 방향으로 연장되는 수직암(62)을 포함한다. 해양 부유 설비(1)와 수평암(61), 수평암(61)과 수직암(62) 사이에는 지지프레임(60)을 견고히 지지하기 위한 지지대(63)가 추가적으로 설치되어 있을 수 있다.

수평암(61)과 수직암(62)이 만나는 지점(즉, 수평암(61)의 끝단)에 원통롤러(71)가 설치되어 있어, 부유물(10)에 연결된 와이어(30)가 수직으로 내려오다가 원통롤러(71)에서 수평이 되도록 하여 동력 전달 방향을 수직 방향에서 수평 방향으로 전환시킬 수 있게 된다.

와이어(30)의 방향을 변경하고 싶은 지점마다 원통롤러(72, 73, 74)를 추가 설치해 줌으로써 부유물(10)의 상하 운동이 링크암(40)까지 원활히 전달되도록 할 수 있다. 이러한 원통롤러(72, 73, 74)는 파력 발전 장치가 설치되는 해양 부유 설비(1)의 구조에 따라 다양하게 적용될 수 있을 것이다.

와이어 가이드(63)는 수직암(62)의 길이방향으로 수직암(62)의 측면에 설치되며, 내부에 중공이 형성되어 있어 와이어(30)가 관통될 수 있는 구조를 가진다.

와이어 가이드(63)는 부유물(10)의 운동 반경과 연관된, 부유물(10)로부터 내려오는 와이어(30)의 수직방향 길이를 제한하여 부유물(10)이 파도에 의한 상하좌우 운동 시에도 해양 부유 설비(1)로의 접근을 제한한다. 또한, 와이어 가이드(63)는 와이어(30)의 이탈 혹은 부유물(10)의 이탈을 방지한다.

따라서, 수평암(61) 및 와이어 가이드(63)의 길이는 부유물(10)의 최대 상승 시점에 와이어 가이드(63)의 상방 끝단으로부터 부유물(10)까지의 거리가 와이어 가이드(63)의 상방 끝단으로부터 해양 부유 설비(1)까지의 거리보다 작도록 결정될 수 있다.

도 4를 참조하면, 와이어 가이드(63)의 상방 끝단을 중심점으로 하여 부유물(10)로부터 내려오는 와이어(30)가 운동하게 되어 부유물(10)이 C1 내지 C2 범위 내에서만 이동함으로써 해양 부유 설비(1)의 외벽과는 만나지 않도록 할 수 있다.

만약 와이어 가이드(63)가 없다면, 수평암(61)의 끝단이 중심점이 되어 부유물(10)로부터 내려오는 와이어(30)가 운동하게 됨으로써, 강한 파도에서는 부유물(10)이 해양 부유 설비(1)의 외벽에 부딪혀 해양 부유 설비(1) 및/또는 부유물(10)에 파손이 발생하여 제기능을 발휘하지 못하게 될 수도 있다.

전술한 해양 부유 설비용 파력 발전 장치는 밸러스트 시스템을 구비한 해양 부유 설비(1)에 설치될 수 있다.

밸러스트 시스템은 해양 부유 설비 혹은 선박 등에서 안정성 및 균형을 확보하기 위한 수단으로 이용되며, 펌프(미도시)를 이용하여 주변의 해수를 필요에 따라 밸러스트 탱크(100)로 유입하거나 밸러스트 탱크(100) 내의 밸러스트 수를 외부로 유출시키게 된다.

본 실시예에서 링크암(40)은 와이어(30)와 연결되고 부유물(10)의 상하 운동에 따라 소정 회전각 내에서 왕복 회동하지만, 와이어(30)의 장력이 유지되지 않는 경우에는 운동 에너지 전달이 원활하지 않을 수 있다.

하지만, 해양 부유 설비(1)가 밸러스트 시스템을 구비하고 있는 경우, 밸러스트 탱크(100)에 해수를 유입시킴으로써 해양 부유 설비(1)를 적정 깊이까지 잠수시킬 수 있게 되며, 이로 인해 바다에 떠있는 부유물(10)과는 상대적 거리가 증가하게 되어 와이어(30)의 장력이 유지될 수 있게 되며, 염도 및/또는 해수 조건에 따른 부력 조정이 가능하다.

또한, 해양 부유 설비(1)가 잠수하게 됨에 따라 파도에 의한 해양 부유 설비(1)의 운동이 최소화될 수 있어, 파도에 의한 부유물(10)의 상대 운동이 극대화됨으로써 발전 효율을 높일 수 있게 된다.

이 경우 해양 부유 설비(1) 내로 작업자가 접근하기 위한 액세스 트렁크(90)가 해양 부유 설비(1)의 상부에 마련되어 있을 수도 있다. 액세스 트렁크(90)를 통해 해양 부유 설비(1)의 전체적인 유지보수 및 환기가 이루어질 수 있다.

이상에서는 해양 부유 설비(1)가 잠수하는 경우를 가정하여 설명하였지만, 대형 설비의 경우 해수면 아래에 위치하게 되는 부분을 증가시키는 경우에도 동일한 작용이 가능할 것이다.

본 실시예에서 해양 부유 설비(1)와 부유물(10)의 상대 운동에 따라 에너지를 발전하는 방식을 취하게 되며, 전체적인 프로세스는 다음과 같다.

우선 해양 부유 설비(1)의 잠수를 위해 적정 잠수 깊이를 설정하고 밸러스트 탱크(100)에 해수를 유입시킨다. 이후 부유물(10)이 파력에 의해 상하좌우 운동을 하면, 와이어(30) 및 원통롤러(71, 72, 73, 74)가 이를 해양 부유 설비(1)의 내부로 전달한다.

와이어(30)의 직선 왕복 운동은 링크암(40)을 통해 회전 운동으로 변환되고, 발전 유닛(20)은 전기를 발생시킨다. 발전 유닛(20)에서 발생된 전력은 전력선(81)을 통해 정류/변압기(80)로 전달되고, 정류/변압기(80)에서는 송전케이블(82)을 통해 전력을 필요로 하는 전력 수요처로 전달한다.

전술한 것과 같이 본 실시예에서는 와이어(30), 링크암(40), 스프링(50)을 통해 파력에 의해 이루어지는 부유물(10)의 운동을 직선 왕복 운동으로 변환하여 전달한 후 다시 회전 운동으로 변환하고, 이를 통해 발전 유닛(20)을 구동시키는 것을 특징으로 한다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 해상 부유 설비용 파력 발전 장치의 평면도이다.

해상 부유 설비용 파력 발전 장치에서 부유물(10)과 링크암 사이에는 도 5에 도시된 것과 같이 소정 폭만큼 이격된 한 쌍의 와이어(30a, 30b)가 나란하게 연결되어 있을 수 있다.

정면에서 바라볼 때 한 쌍의 와이어(30a, 30b) 각각은 부유물(10)에서 링크암까지 동일한 경로를 가지게 되며, 평면에서 바라볼 때 소정 폭만큼 이격되어 있게 된다. 한 쌍의 와이어(30a, 30b) 각각에 대하여 와이어 가이드(63a, 63b), 지지프레임, 원통롤러(73a, 73b), 링크암 등이 별도로 구비될 수도 있다.

이와 같이 한 쌍의 와이어(30a, 30b)를 이용함으로써 부유물(10)이 상하 운동 이외에 좌우 운동을 최소화시킬 수 있어 부유물(10)의 안정적인 운동을 유도할 수 있게 된다.

도 6은 다양한 해양 부유 설비에 파력 발전 장치가 적용된 예시를 나타낸 도면이다.

(a)에는 평면이 사각형인 해양 부유 설비의 경우가 도시되어 있고, (b)에는 평면이 원형인 해양 부유 설비의 경우가 도시되어 있으며, (c)에는 선박형 해양 부유 설비의 경우가 도시되어 있다.

해양 부유 설비용 파력 발전 장치는 해양 부유 설비의 모양에 상관없이 해양 부유 설비의 주변에 하나 이상이 설치될 수 있어, 다양한 적용이 가능한 장점이 있다.

해양 부유 설비용 파력 발전 장치는 파도라는 친환경 에너지원을 이용하여 별도의 CO₂를 배출하지 않고, 단순한 시스템 구성으로 유지 보수가 용이하다.

또한, 기존의 선박 혹은 기타 부유식 해양 설비에도 추가적으로 적용이 가능하며, 하나의 해양 부유 설비에 다수의 파력 발전 장치 설치가 가능하다.

상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

1: 해양 부유 설비 10: 부유물
20: 발전 유닛 30: 와이어
40: 링크암 50: 스프링
60: 지지프레임 61: 수평암
62: 수직암 63: 와이어 가이드
71, 72, 73, 74: 원통롤러 21: 메인 샤프트
22: 제1 기어 23: 제2 기어
24: 발전기

Claims

해양 부유 설비에 설치되는 파력 발전 장치에 있어서,
부유물과;
상기 해양 부유 설비에 설치되어, 메인 샤프트의 회전에 의해 전기 에너지를 생성하는 발전 유닛과;
일단이 부유물에 연결된 와이어와;
일단이 상기 와이어의 타단에 연결되고, 타단이 상기 메인 샤프트에 연결된 링크암과;
상기 링크암의 일단에 연결되어 상기 링크암을 원위치시키는 복원력을 제공하는 스프링과;
상기 해양 부유 설비의 외측 하단부에 설치되고, 상기 와이어를 지지하며 동력 전달 방향을 변경하는 원통롤러가 설치된 지지프레임을 포함하는 해양 부유 설비용 파력 발전 장치.
제1항에 있어서,
상기 링크암은 상기 부유물의 상하 운동에 따라 상기 메인 샤프트의 회전축을 중심으로 소정 회전각 내에서 왕복 회동하는 해양 부유 설비용 파력 발전 장치.
제1항에 있어서,
상기 발전 유닛은 상기 메인 샤프트에 결합된 제1 기어와 소정의 기어비로 치합되는 제2 기어를 가지는 발전기를 포함하되,
상기 제1 기어의 기어 잇수가 상기 제2 기어의 기어 잇수보다 많은 해양 부유 설비용 파력 발전 장치.
제1항에 있어서,
상기 지지프레임은,
상기 해양 부유 설비의 외측 하단부에서 외측 수평 방향으로 연장되는 수평암과;
상기 수평암의 끝단에서 수직 방향으로 연장되는 수직암과;
상기 수직암의 측면에 상기 수직암의 길이방향으로 설치되며, 내부에 상기 와이어가 관통 가능한 중공이 형성되어 있는 와이어 가이드를 포함하는 해양 부유 설비용 파력 발전 장치.
제4항에 있어서,
상기 원통롤러는 상기 수평암과 상기 수직암이 만나는 지점에 설치되는 해양 부유 설비용 파력 발전 장치.
제4항에 있어서,
상기 수평암과 상기 와이어 가이드의 길이는 상기 부유물의 최대 상승 시점에 상기 와이어 가이드의 상방 끝단으로부터 상기 부유물까지의 거리가 상기 와이어 가이드의 상방 끝단으로부터 상기 해양 부유 설비까지의 거리보다 작도록 결정되는 해양 부유 설비용 파력 발전 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 해양 부유 설비는 밸러스트 시스템을 구비하고 있는 해양 부유 설비용 파력 발전 장치.
제7항에 있어서,
상기 밸러스트 시스템을 통해 상기 해양 부유 설비의 잠수 깊이가 조정되는 해양 부유 설비용 파력 발전 장치.