KR20150023944A - 파도 에너지를 전기 에너지로 변환하기 위한 장치 및 이 장치를 위한 부품 - Google Patents

파도 에너지를 전기 에너지로 변환하기 위한 장치 및 이 장치를 위한 부품 Download PDF

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Abstract

본 발명은 파도 에너지 및 전기 에너지 발전 시스템의 동작 운동으로의 변환의 활용에 관한 것이다. 파도 운동의 변환을 통해 전기 에너지를 생성하기 위한 시스템은 부유 및 회전 유지 메커니즘을 포함하며, 상기 회전 유지 메커니즘은 경직성 전동축 또는 유연성 전동축의 양방향 선형 운동은 상기 회전 유지 메커니즘의 출력 샤프트의 단방향 회전으로 변환시킨다. 이 회전 유지 메커니즘에 의해 파도의 상승 및 하강에 의해 생기는 양방향 에너지를 활용할 수 있다. 회전 유지 메커니즘의 출력 샤프트는 힘 멀티플라이어에 결합되어 있고, 이 힘 멀티플라이어는 또한 전기 에너지를 생성하는 발전기에 결합되어 있다. 회전 유지 메커니즘은, 한 단부에 부체가 피봇 가능하게 결합되어 있고 다른 단부에는 회전 유지 메커니즘의 입력 기어가 결합되어 있는 경직성 전동축에 의해 구동될 수 있다. 파도의 높이 및 파장에 따라 부체의 다양한 구성이 사용된다. 소정의 부체가 작은 진폭 및 작은 파장의 파도를 위해 설계되어 있고, 다른 부체는 큰 진폭 및 큰 파장의 파도를 위해 설계되어 있다.

Description

파도 에너지를 전기 에너지로 변환하기 위한 장치 및 이 장치를 위한 부품{APPARATUS FOR CONVERTING AQUATIC WAVE ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY, AND COMPONENTS FOR THE SAME}
본 발명은 일반적으로 파도 에너지를 전기 에너지로 변환하여 그 에너지를 활용하는 것에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 전기를 생성하기 위해 파의 선형 운동을 활용하는 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 일반적으로 기계 공학 분야에 관한 것이며, 더 상세하게는 유체가 있는 동작 시스템, 즉 엔진 또는 기관이 정확하게 동작하게 할 수 있는 기계 부품 및 유닛의 시스템에 관한 것이다. 수직 샤프트에 연결된 부체(floating body)는 파 운동에 대해 수직으로 상하 이동한다. 수직 샤프트가 선형 기어 이(gear teeth)를 구비하여 기어를 회전시킬 때, 이 기어는 부체가 파도를 따라 상향 이동할 때 한 방향으로 이동하되 부체가 제2 회전 방향으로 하향 이동할 때는 다른 회전 방향으로 이동한다. 기어의 회전 방향(시계방향/반시계방향)의 일정한 변화에 의해, 발전기 샤프트의 회전 방향이 일정하게 변화한다. 이러한 진동 장치는 전기를 만들어 내는 데 있어서 이상이 아니다.
오늘날 파 에너지는 전기 에너지를 생성하는 데 사용되지 않으며, 실험적으로만 사용되고 있을 뿐이다. 발전소 터빈을 돌리는 데 사용되는 화석 연료는 이용할 수 있는 양이 한정되어 있으며, 이러한 발전소는 환경오염의 주범 중 하나이다. 핵발전소는 큰 에너지원이지만 손상이 입었을 때는 매우 위험하다(예를 들어, 체르노빌 및 그외 미국의 핵발전소). 대량의 수증기를 대기 중에 방출함으로써 전세계의 오염을 가속화한다. 또한 핵폐기물이 생기는 매우 중대한 문제도 있다.
대안으로, 강이나 호수의 댐에 설치된 발전소는 전기를 생산한다. 그렇지만, 이러한 발전소의 건설은 복잡하고 비용이 많이 든다. 해안 국가에서는 전기를 생산하기 위해 이러한 발전소를 사용할 수 없다. 이러한 나라들에 있어서 유일한 해결방안은 파도 에너지를 활용하는 것이다. 파도 에너지를 활용해서 전기를 생산하는 종래의 방식은 몇몇 단점으로 인해 성공하지 못하였고 전혀 실행되지도 못하였다.
특허 No. P-2007/0346에는, 파도 에너지를 사용하는 것이 훨씬 더 합리적으로 설명되어 있으나 여전히 활용도가 매우 낮다. 즉, 경직성 전동축의 경우, 양방향으로의 이동에 의해 생기는 전력이 사용되지 않는다. 대신, 부체가 물 쪽으로 하향 이동할 때는 아이들 모션(idle motion)이 존재한다. 도시된 부체는 파도의 충분하지 못한 영역에 맞닿도록 설계되어 있어서 부체가 파도를 받아들이지 못한다.
본 발명은 설계가 혁신적인 에너지 생성 시스템에 관한 것이며, 고효율로 파도 에너지를 활용할 수 있다. 수역의 해저(sea bed of the body of water)에 고정되어 있는 부품이 없는 장치가 구성되었다.
일실시예에서, 경직성의 힘 전동 본체(inflexible force transmission body)를 유연성의 것으로 대체하여, 부체의 양방향 운동을 이용하여 전기 에너지를 생성한다. 입력 샤프트의 양방향 운동을 출력 샤프트의 단방향 회전으로 변환하는 메커니즘이 설계되었다. 파도 에너지를 전기 에너지로 변환하기 위한 시스템에서, 이러한 메커니즘에 의해 경직성 수직 본체(inflexbile vertical body)를 멀티플라이어(multiplier)에 연결한다.
크기, 세기, 빈도(frequency)가 상이한 각종의 파도가 존재하기 때문에, 높은 파도 에너지를 활용하기 위해 예를 들어 몇 가지 서로 다른 시스템을 설계하였다. 소형의 부체를 사용함으로써 대량의 변위 유체를 얻을 수 있는 데, 즉 높은 동작 선회 모멘트(turning moment)를 얻을 수 있다. 부체의 형상 자체는 파도에 대한 부체의 우수한 부착력 및 파도의 빈도의 변화를 우수한 보상을 제공한다.
이러한 변화에 의해 파도 에너지의 활용도를 더 높일 수 있으며, 수역의 해저에 어떠한 부품을 고정하지 않으면서 파도 에너지를 사용할 수 있다.
본 발명의 추가의 특징은 현재 인지되고 있는 바와 같이 본 발명을 실행하는 최선의 모드를 설명하는 이하의 상세한 설명 및 도해 실시예를 고려하여 당업자에게 자명하게 될 것이다.
본 발명 및 본 발명의 이점은 첨부된 도면과의 결합하여 이하의 상세한 설명을 고려함으로써 자명하게 될 것이다.
도 1은 출력 샤프트의 회전 방향을 일정하게 유지하는 데 사용되는 회전 유지 메커니즘의 길이 방향 단면도이다.
도 1a는 도 1의 회전 유지 메커니즘의 개략도이다.
도 1b는 도 1의 회전 유지 메커니즘의 등각투영도이다.
도 1c는 도 1의 회전 유지 메커니즘의 정면도이다.
도 1d는 도 1c의 A-A를 따라 절취한 단면도이다.
도 1e는 도 1c의 B-B를 따라 절취한 단면도이다.
도 2는 입력 샤프트가 시계방향과 반시계방향 사이를 교호하는 동안 출력 샤프트의 회전 방향을 단방향으로 일정하게 유지하는 데 사용되는 회전 유지 메커니즘의 길이 방향 단면도이다.
도 3은 출력 샤프트의 영구적 회전 방향 및 2개의 입력 샤프트가 시계방향과 반시계방향으로 회전하는 것을 나타내는 회전 유지 메커니즘의 다른 실시예를 나타내는 개략도이다.
도 4는 부체의 길이 방향의 단면의 제1 실시예에 대한 개략도이다.
도 4a는 부체의 제1 실시예에 대한 단면도이다.
도 5는 부체 형상의 제1 실시예에 대한 등각투영도이다.
도 5a는 부체의 제2 버전을 나타내는 도 5의 라인 5a-5a를 따라 절취한 단면도이다.
도 5b는 부체의 제2 버전을 나타내는 도 5의 라인 5b-5b를 따라 절취한 단면도이다.
도 6은 부체 및 이 부체의 하부 및 상부에 결합되어 있는 유연성 전동축을 나타내는 에너지 생성 시스템의 다른 실시예에 대한 도면이다.
도 6a는 부체의 단면도이다.
도 7은 전기 에너지의 변환을 위한 메커니즘이 경직성 본체와 멀티플라이어 사이에 설치된 에너지 생성 시스템에 대한 도면이다.
도 7a는 부체의 단면에 대한 개략도이다.
도 8은 수면 위에 떠 있는 에너지 생성 시스템의 개략 등각투영도이다.
본 발명은 실시예에 다양한 형태로 가능하고, 도면에 도시되어 있고, 여기서는 상세히 기술되어 있으나, 본 상세한 설명이 고려되어 이해될 수 있는 실시예 및 발명의 원리에 대한 설명은 이하의 상세한 설명에 설명되었거나 도면에 도해되어 있는 구성요소의 구성 및 배치에 대한 설명으로 본 발명을 제한하려는 것이 아니다.
본 발명의 도 1은 입력 샤프트(321)에서 경직성 전동축(inflexible transmission shaft)(26)에 의해 생기는 주기적 가변의 회전 운동을 출력 샤프트(327)의 단방향 회전으로 전환시키는 데 사용되는 회전 방향 변경을 위한 회전 유지 메커니즘(constant rotation mechanism)(300)을 도시하고 있다. 출력 샤프트(327)는 그 기본 실시예에서, 입력 샤프트(321)와 동축이다. 입력 샤프트(321)는 시계방향 회전을 회전 유지 메커니즘(300)의 클러치(322b)를 거쳐 출력 샤프트(327)에 전달한다. 본 실시예의 특징은 단방향 클러치(322a 및 322b)가 입력 샤프트(321)에 설치되어 한 쌍으로 동작한다는 점이다. 이 경우, 단방향 클러치(322a)는 아이들 모션이므로 선회 모멘트를 전달하지 않는다.
경직성 전동축(26)이 물쪽으로 하향 이동할 때, 즉 입력 샤프트(321)가 반시계방향으로 회전할 때, 단방향 클러치(322a)는 선회 모멘트를 기어(323a)에 전달하고, 카운터사프트(325) 상의 기어(323c)를 지나 기어(323d)에 전달하여, 기어(323b)와 함께 회전 방향을 전환한다. 기어(323b)는 또한 커플링(326)을 통해 회전 유지 메커니즘(300)의 출력 샤프트(327)에 선회 모멘트를 전달한다. 선회 모멘트는 멀티플라이어(17) 및 발전기(20)에도 전달된다. 이러한 방향으로 회전하는 동안, 단방향 클러치(322b)는 선회 모멘트를 전달하지 않고 아이들 모션에 있다. 경직성 전동축은 그 길이를 따라 연장하는 래스 티(lath teeth)를 포함한다. 이 래스 티는 기어(27)와 맞물려 회전 유지 메커니즘의 입력 샤프트(321)를 회전시킨다.
회전 유지 메커니즘의 다른 실시예가 도 2에 도시되어 있다. 본 실시예에서는 입력 샤프트(321a) 및 출력 샤프트(327)가 평행하고, 단방향 클러치(322c 및322d)는 여러 샤프트 위에 있다. 기어(27)는 입력 샤프트(321a)의 한 단부에 확고하게 결합되어 있고, 단방향 클러치(322c)는 입력 샤프트(321a)의 다른 단부에 확고하게 결합되어 있다. 기어(323f)는 샤프트(325b)의 한 단부에 단단하게 부착되어 있는 기어(323g)에 결합되어 있다. 단방향 클러치(322d)는 샤프트(325b)의 다른 단부에 단단하게 부착되어 있다. 샤프트(325a)의 한 단부는 단방향 클러치(322c)의 하우징에 단단하게 결합되어 있고, 기어(323j)는 샤프트(325a)의 다른 단부에 단단하게 부착되어 있다. 샤프트(325c)의 한 단부는 단방향 클러치(322d)의 하우징에 확고하게 연결되어 있는 반면, 기어(323l)는 샤프트(325c)의 다른 단부에 확고하게 연결되어 있다. 기어(323j 및 323l)는 아이들러 기어(idler gear)(323k)에 의해 상호 결합되어 있으며, 이 아이들러 기어는 메커니즘(300)의 출력 샤프트(327)에 확고하게 연결되어 있다. 두 실시예에서는 양방향 회전 운동이 단방향 회전 운동으로 변환된다. 이러한 구성에 따르면, 발전기는 경직성 샤프트가 위아래로 이동할 때마다 그 회전을 반전시킨다.
선회 모멘트는 기어(27)를 통해 입력 샤프트(321a)에 전달되는 데, 단방향 클러치(322c)에 의해 전달되는 방향으로 회전할 때, 이 선회 모멘트는 샤프트(325a)를 통해 기어(323j)에 전달되며, 또한 기어(323k)를 통해 출력 샤프트(327)에도 전달된다. 이 경우 클러치(322d)는 아이들 모션이므로 선회 모멘트를 전달하지 않는다. 단방향 클러치(322d)에 의해 전달되는 방향으로 회전할 때, 선회 모멘트는 입력 샤프트(321a)로부터 결합 기어(323f 및 323g)를 통해 샤프트(325b) 및 클러치(322d)에 전달된다. 클러치(322d)는 선회 모멘트를 샤프트(325c)에 전달한다. 샤프트(325c)는 결합 기어(323l 및 323k)를 통해 선회 모멘트를 출력 샤프트(327)에 전달한다.
도 3은 두 개의 평행한 동작 사이드(operating sides)(이 경우에는 기어 랙(gear racks))를 가진 경직성 전동축(26a)을 드라이브로서 사용하는 회전 유지 메커니즘(300)의 다른 실시예를 도시하고 있다. 샤프트(26a) 대향 수직 래스 티를 가지는 데, 이 래스 티는 샤프트의 길이를 따라 연장한다. 메커니즘은 두 개의 평행 입력 샤프트(321b 및 321c)를 가진다. 기어(27a)는 샤프트(321b)의 한 단부에 확고하게 부착되어 있고, 다른 단부에는 단방향 클러치(322e)가 부착되어 있다. 기어(27b)는 샤프트(321c)의 한 단부에 확고하게 연결되어 있고, 다른 단부에는 단방향 클러치(322f)가 부착되어 있다. 단방향 클러치 하우징(322e)은 샤프트(325d)의 한 단부에 확고하게 연결되어 있고, 다른 단부에는 기어(323m)가 결합되어 있다. 단방향 클러치 하우징(322f)은 샤프트(325e)의 한 단부에 연결되어 있고, 다른 단부에는 기어(323n)가 확고하게 연결되어 있다. 기어(323m 및 323n)는 출력 샤프트(327)에 부착되어 있는 아이들러 기어(323o)에 결합되어 있다.
입력 샤프트(321b 및 321c)에서의 선회 모멘트는 기어(27a)에 대한, 그리고 단방향 클러치(322e)를 통한, 경직성 전달축(26a)의 제1 방향(즉 "상향(up)")에서의 수직 운동에 의해 얻어진다. 클러치(322e)로부터 샤프트(325d)로 전력이 전달되고, 또한 기어(323m 및 323n)를 통해 출력 샤프트(327)로도 전달된다. 이 경우, 단방향 클러치(322f)는 아이들 모션이다. 전동축(26a)이 제2 방향(즉 "하야(down)")으로 이동할 때, 선회 모멘트는 단방향 클러치(322f)를 통해 기어(27b)에 전달되고, 입력 샤프트(321c)로부터 샤프트(325e)로, 기어(323n)로 전달되고 그리고 아이들러 기어(323o)를 통해 출력 샤프트(327)로 전달된다. 전동축(26a)이 제2 방향으로 이동하는 동안에는, 단방향 클러치(322e)는 아이들 모션이다. 본 실시예에서, 메커니즘에서의 기어의 수는 감소되고, 이러한 감소에 의해, 회전 유지 메커니즘(300)의 초기 모멘트가 감소한다.
도 4 및 도 8은 부체(Ⅱa, Ⅱb, Ⅱc, 및 Ⅱd)의 여러 실시예를 도시하고 있다. 부체(Ⅱa, Ⅱb, Ⅱc)는 도 6, 6a 및 도 7, 7a에 도시된 바와 같이 경직성 베이스(2a, 2b, 2c) 및 부구(float)(66)의 조합이다.
도 4 및 도 4a는 프리즘 형태이면서 경직성 전동축(26a)에 결합되어 있는 부체(Ⅱc)를 도시하고 있다. 부체(Ⅱc)는 프리즘 형태의 베이스(2c)로 이루어져 있고, 부구(66)가 그 측면에 확고하게 묶여 있다. 부구(66)는 프로파일(67)에 의해 묶여 있으며, 이 프로파일(67)에 의해 부체(Ⅱc)가 뜰 수 있게 된다. 도 4에 도시된 바와 같이 중앙의 상부는 원통형 부분(68)이다. 피봇팅 조인트(3)가 있는 경직성 전동축(26a)은 이 원통형 부분(68)에 연결되어 있다. 기본적으로, 부체(Ⅱc)의 프리즘 형상은 프리즘의 긴 측이 파면(wave front)에 대해 항상 평행하게 되어 있다는 특징에서 생긴 것이다. 이 특징은 경계층에서의 마찰력이 본체 장애물에서 파면에 대해 수직으로 위치하면 프리즘의 긴 측에서 더 강하고 그리고 이러한 마찰력이 부체를 회전시킨다는 법칙(자연 법칙)에 의해 설명된다.
베이스(2c)는 프리즘 형상으로 되어 있는데, 이것은 부체(Ⅱc)가 부유하고 있는 동안 저압의 내측 캐비티(sub-pressure inside civity)(68a)를 형성하도록 개방 측(open side)이 물과 마주하는 오픈 박스(open box)와 유사하다. 이 저압은, 부체(Ⅱc)의 진동 진폭을 낮추면서, 소형의 부체(Ⅱc)에 의해, 수면 쪽으로 이동하는 동안 경직성 전동축(26)에서 큰 수직 운동을 충분히 일으킬 수 있는 강력한 힘을 생성하는 데 필요하다. 이것은 베이스(2c) 내측에 들어오는 물의 양을 베이스(2c)의 크기에 부가함으로써 달성된다. 베이스(2c)에 들어오는 물은 진공 효과를 일으키고, 파도가 하향 운동하는 동안 부체(Ⅱc)를 당긴다. 이에 의해 부체(Ⅱc)의 전체 크기가 감소되어 부체(Ⅱc)는 파도에 따라 용이하게 상승할 수 있게 된다. 베이스(2c)의 중앙부(68)는 원통형으로 되어 있어서 구형의 조인트(3)를 통해 베이스(2c)에 부착되어 있는 경직성 전동축(26)에 대해 부체(Ⅱc)가 회전할 수 있게 된다. 베이스(2c)의 중앙부(68)에는 유연성 커버(4a)가 설치되어 있다. 이 커버는 회전을 방해하지 않으며 물이 중앙부(58)에 들어가지 못하게 한다. 부체(Ⅱc)는 높고 긴 파도(5)용으로 설계되어 있다.
도 5, 도 5a 및 도 5b는 프리즘의 형상으로 되어 있는 베이스(2c)를 구비하는 부체(Ⅱc)를 도시하고 있다. 부체(Ⅱd)의 상부 측에는 단방향 밸브(69)가 설치되어 있다. 구형 조인트(3)를 구비하는 경직성 전동축(26)은 베이스(2c)에 연결되어 있다. 부체(Ⅱd)의 하부 측에는 부체(Ⅱd)의 전체 길이를 따라 캐비티(68a)가 있다. 캐비티(68a)는 부체(Ⅱd)의 전체 높이를 따라 밀폐되어 있는 짧은 측면으로 진행한다.
부체 내측의 챔버(68b)는 부체(Ⅱd)의 항해(navigability) 및 부양(buoyancy)을 제공한다. 단방향 밸브(69)는 부체 아래에 들어온 공기를 대기 중으로 배출하고, 그 공간을 물로 채우며 이에 따라 부체(Ⅱd)의 용적을 크게 한다. 캐비티(68a) 내부에 포획된 미량의 파도는 수직으로 상향 이동하여, 부체(Ⅱd)의 안정성을 높이며, 부체의 커진 용적과 함께, 발전기(20) 샤프트에서의 선회 모멘트를 증가시킨다. 부체(Ⅱd)는 높고 긴 파도(5)용으로 설계되어 있다. 다시, 캐비티(68a) 내의 물은 흡입력을 생성하여 파도가 하향 이동하는 동안 부체(Ⅱd)를 아래쪽으로 당긴다.
도 6은 가용성 전동축(28)에 의해 베이스(2a)가 풀리(pulley)(36)에 결합되어 있는 부체(Ⅱa)를 도시하고 있는 데, 상기 유연성 전동축은 상기 풀리(36) 위에 감겨 있다. 베이스(2a)는 하부 풀리(38a 및 38b)를 통해, 유연성 전동축(28a)에 의해 동작 풀리(36a)에 연결되어 있다. 유연성 전동축(28a)은 동작 풀리(36a)에 감겨 있다. 카운터 웨이트(counter-weight)(30)를 사용하여 유연성 전동축(28 및 28a)의 신장을 지속적으로 유지한다. 하부 풀리(38a 및 38b)는 확고하게 회전 모드(풀리가 회전할 수 있는 모드)에서 지지 빔(supporting beam)(8a)에 부착되어 있다. 발전기(20), 멀티플라이어(17 및 17a), 단방향 클러치(16a 및 16b), 및 풀리(36 및 36a)는 지지 빔(8)에 확고하게 부착되어 있다. 지지 빔(8)은 메커니즘(500)에 부착되어 있는 데, 이 메커니즘(500)에 의해 지지 빔이 컬럼(1)을 따라 수직으로 이동하여 조수(tide)를 보상한다.
파도(5)가 부체(Ⅱa)를 올릴 때, 유연성 전동축(28a)은 하부 풀리(38a 및 38b)를 통해 풀리(36a)에 운동을 전달하는 데, 풀리(36a)는 유연성 전동축(28a)의 풀림(unwinding)에 의해 회전한다. 풀리(36)의 회전은 단방향 클러치(16a) 및 멀티플라이어(17a)를 통해 발전기(20)에 선회 모멘트를 전달한다. 부체(Ⅱa)가 유연성 전동축(28)의 풀림에 의해 드라이브된 물 쪽으로 이동할 때, 풀리(36)는 회전하여, 단방향 클러치(16) 및 멀티플라이어(17)를 통해 발전기(20)에 선회 모멘트를 전달한다. 클러치(16a 및 16b)의 동작을 교호함으로써, 발전기 샤프트(20)는 어느 측으로부터 그 드라이브를 걸든 간에 관계없이 항상 동일한 방향으로 회전한다. 부체(Ⅱa)는 낮고 짧은 파도(5)용으로 설계되어 있다.
도 6a는 단방향 밸브(69)의 위치를 결정하는 방법을 나타내는 부체(Ⅱa)의 단면을 도시하고 있다. 단방향 밸브(69)는 부체(Ⅱa)의 챔버로부터 공기를 빼내는 데 사용된다. 공기를 제거함으로써 부체가 하향 이동하는 동안 파도는 부체를 아래쪽으로 당길 수 있게 된다. 도 6a는 또한 부체의 베이스를 도시하고 있는데, 이 경우 부체는 물속에 가라앉아 있다.
도 7은 기어 이를 가지는 경직성 전동축(26), 가이드(7) 및 기어(27)에 의해 회전 유지 메커니즘에 결합된 부체(Ⅱb)를 도시하고 있다. 회전 유지 메커니즘(300)의 출력 샤프트는 멀티플라이어(17)를 통해 발전기(20)에 결합되어 있다. 본 실시예에서는, 부체가 파도와 함께 상향 이동할 때, 그리고 반대 방향으로 이동할 때 워킹 스트로크(working stroke)가 달성된다. 이것은 영구적인 회전 메커니즘(300)을 사용하기 때문에 가능하다.
메커니즘(300)은 멀티플라이어(17) 및 발전기(20)와 함께 빔(8)에 확고하게 부착되어 있으며, 이 빔(8)은 높이 조정 메커니즘(500)을 통해 컬럼(1)에 연결되어 있다. 높이 조정 메커니즘(500)은 경직성 전동축(26)의 길이를 감축하기 위해 조수 간만의 차가 상당이 높은 지역에서 파도 에너지를 전기 에너지로 변환하는 시스템에 내장되어 있다. 부체(Ⅱb)는 낮고 짧은 파도(5)용으로 설계되어 있다.
도 7a는 완전히 수면 아래에 있는 부체(Ⅱb)의 단면도를 도시하고 있다. 본 실시예는, 공기를 배출하는 데 사용되면서 부체의 베이스(2b) 아래에 위치하는 단방향 밸브(69)에 의해 달성될 수 있다. 유연성 커버(4a)가 부체(Ⅱb)에 결합되어 경직성 샤프트(26)가 피봇 가능하게 되며 동시에 물이 중앙부(68)에 들어오는 것을 방지할 수 있다.
도 8은 장치의 다른 실시예를 도시하고 있는 데, 이전의 실시예와는 달리, 수역의 해저에 고정되어 있지 않아 수면 위를 자유롭게 떠다닐 수 있으며, 파도의 진폭들 간의 상대적 차이에 의해 전기 에너지를 생성할 수 있다. 시스템은 부체(Ⅱb, Ⅱc, 또는 Ⅱd)로 이루어질 수 있거나 이러한 부체들의 조합으로 이루어질 수 있다. 부체(Ⅱb)는 경직성 전동축(26)에 연결되어 있고 중앙부에 위치한다. 부체(Ⅱc)는 부체(Ⅱd)의 양 측면에 확고하게 부착되어 있으며 회전 및 슬라이딩 모드에서 측 지지부(side support)(60)에 의해 고정, 회전 및 슬라이딩이 수행되는 데, 이것은 길이 방향 가이드(65)에 의해 될 수도 있고 안 될 수도 있다. 가이드(65)가 없는 경우에는, 부체(Ⅱc) 간의 거리가 고정되어 있다. 본 실시예에서는, 지지 빔(8)이 구형 지지부(55)에 확고하게 부착되어 있으며, 이 구형 지지부는 측면 지지부(60)에 결합되어 있다.
부체(Ⅱd)는 중앙부에서, 회전 및 슬라이딩 모드에서 수직 가이드(7c)를 통해 측 지지부(60)에 부착되어 있다. 가이드(7c)에 의해 부체(Ⅱd)는 수직 운동이 가능하다. 이 장치는 부체의 긴 측이 파면에 항상 평행하는 위치를 취하도록 전술한 특징을 이용한다. 파도가 부체(Ⅱc)에 접근하면, 파도와 부체는 동시에 상승하게 되고, 동시에 중앙의 부체(Ⅱd)는 파도와 함께 가라앉게 된다. 이러한 종류의 운동으로 인해 경직성 전동축(26)이 개시하게 되고, 이에 의해 기어(27), 메커니즘(27) 및 멀티플라이어(17)를 통해 발전기(20)에 선회 모멘트를 전달한다. 파도의 빈도에 따라, 부체(Ⅱd)와 부체(Ⅱc) 간의 거리를 조정하는 것이 가능하다.
부체(Ⅱa, Ⅱd, Ⅱc, Ⅱd)로부터 메커니즘(300)으로의 파도 에너지 전달을 위한 시스템은 경직성 전동축(26) 또는 경직성 전동축(28)에 의해서도 수행될 수 있다.
도면 및 상세한 설명을 통해 실시예를 도해하고 설명하였으나, 이러한 도해 및 설명은 예시에 지나지 않으며 특징을 제한하려는 것이 아니며, 단지 도해적 실시예만이 도시되어 있고 설명되어 있으며 본 발명의 정신에 해당하는 모든 변화 및 변경은 보호되기를 바란다는 것을 이해해야 한다. 출원인은 본 발명의 실시예에 대한 도해로서 의도된 설명 및 도면을 제공한 것이며, 이러한 실시예로 본 발명을 제한하려는 것을 포함하거나 의미하는 것으로 파악해서는 안 된다. 상세한 설명에 개시된 다양한 특징으로부터 본 발명의 많은 장점이 있다. 본 발명의 대안의 실시예는 이러한 특징의 이점 중 적어도 일부로부터 개시된 모든 특징을 포함할 필요는 없다는 것에 유의하라. 당업자는 본 발명의 실행 및 관련 방법을 필요 이상의 실험 없이도 용이하게 고안할 수 있고 이러한 실행 및 관련 방법은 본 발명의 하나 이상의 특징을 병합하고 본 발명 및 청구의 범위의 정신 및 범주 내에 있다.

Claims (7)

  1. 출력 회전이 단방향으로 되도록 입력 회전의 회전 방향을 전환하기 위한 회전 유지 장치(constant rotation apparatus)에 있어서,
    출력 샤프트(327);
    상기 출력 샤프트(327)와 동일한 축에 위치하는 입력 샤프트(321);
    상기 입력 샤프트(321)에 결합된 제1 및 제2 단방향 클러치(322a 및 322b);
    상기 제1 단방향 클러치에 결합된 제1 기어(323a) 및 상기 제2 단방향 클러치에 결합된 제2 기어(323b);
    카운터샤프트(325)에 결합되어 있는 제3 및 제4 기어(323c 및 323d);
    회전 방향을 변화시키도록 배치되며 샤프트(324)에 결합되어 있는 아이들러 기어(idler gear)(323e); 및
    상기 출력 샤프트(327)가 한 단부에 결합되고 상기 제2 기어(323b)가 제2 단부에 결합되어 있는 커플링(326)
    을 포함하는 회전 유지 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기어(323a) 및 상기 제3 기어(323c)는 상호 결합되고, 상기 제2 기어(323b) 및 상기 제4 기어(323d)는 상기 아이들러 기어(323e)에 의해 결합되는, 회전 유지 장치.
  3. 진동 회전을 출력 샤프트의 단방향 회전으로 변화시키기 위한 회전 유지 장치에 있어서,
    입력 샤프트(321a)에 결합된 제1 기어(27);
    상기 입력 샤프트(321a)에 결합된 제1 클러치(322c);
    상기 제1 기어(27) 및 상기 제1 클러치(322c) 사이에 연결된 제2 기어(323f);
    상기 제1 클러치(322c)에 결합된 제1 카운터샤프트(325a);
    상기 제1 카운터샤프트(325a)에 결합된 제3 기어(323j);
    제2 카운터샤프트(325b)에 결합되어 있는 제4 기어(323g) 및 단방향 클러치(322d); 및
    제5 기어(323l)를 구비하며 상기 단방향 클러치(322d)에 연결되는 제3 카운터샤프트(325c)
    를 포함하며,
    상기 제3 기어(323j)와 상기 제5 기어(323l) 간의 결합은 아이들러 기어(idler gear)(323k)에 의해 이루어지고,
    상기 아이들러 기어(323k)는 출력 샤프트(327)에 부착되어 있는,
    회전 유지 장치.
  4. 진동 회전을 출력 샤프트의 단방향 회전으로 변화시키기 위한 회전 유지 장치에 있어서,
    라스 티 선형 기어(lath toothed linear gear)를 가지는 선형 전동 부재(linear transmission member)(26a)에 결합되어 있는 제1 및 제2 기어(27a 및 27b);
    상기 제1 기어(27a)에 결합되어 있는 제1 샤프트(321b) 및 상기 제2 기어(27b)에 결합되어 있는 제2 샤프트(321c);
    상기 제2 샤프트(321b) 및 제3 샤프트(325d)에 결합되는 제1 단방향 클러치(322e);
    상기 제2 샤프트(321c) 및 제4 샤프트(325e)에 연결되어 있는 제2 단방향 클러치(322f);
    상기 제3 샤프트(325d)에 결합되어 있는 제3 기어(323m) 및 상기 제4 샤프트(325e)에 결합되어 있는 제4 기어(323n);
    상기 제3 및 제4 기어(323m 및 323n)에 맞물리며 출력 샤프트(327)에 결합되어 있는 아이들러 기어(323o)
    를 포함하며,
    상기 선형 전동 부재(26a)의 왕복 선형 운동에 의해 상기 제1 및 제2 기어(27a 및 27b)가 시계방향 및 반시계방향으로 회전하고 출력 샤프트(327)가 단방향으로 회전하는, 회전 유지 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 출력 샤프트(327)는 멀티플라이어(multiplier)에 결합되고,
    상기 멀티플라이어는 상기 출력 샤프트의 분당 회전을 증가시키는, 회전 유지 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 멀티플라이어는 발전기에 결합되어 전기 에너지를 생성하는, 회전 유지 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 선형 전동 부재는, 수역(a body of water)에서 부유하고 파도의 운동에 따라 상승 및 하강하도록 구성된 부체에 피봇 가능하게 결합되어 있으며, 상기 부체의 상향 운동에 의해 상기 선형 전동 부재가 상향 운동하게 되어 상기 제1 및 제2 기어(27a 및 27b)가 제1 방향으로 회전하며, 상기 부체의 하향 운동에 의해 상기 선형 전동 부재가 하향 운동하게 되어 상기 제1 및 제2 기어(27a 및 27b)가 제2 방향으로 회전하는, 회전 유지 장치.
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