KR20150035897A - 파력발전유닛 및 파력발전방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 부유몸체가 리니어 발전기(2)에서 왕복 운동하는 변환기(6)에 유연 연결수단(flexible connection means, 3)으로 연결되는 부유몸체(1)를 가지는 파력발전유닛에 관한 것이다. 부유 몸체(1)는 바다위에 부유하며, 발전기의 스테이터는 해저에 고정된다. 본 발명에 따르면 연결수단은 하부 개구부와 상구 개구부를 통하여 안내장치에 의해 안내된다. 안내장치안에서 연결수단이 일시적으로 위치하는 부분이 하부 개구부에 인접한 변환기의 움직임과 나란하게 안내되고, 상부 개구부와 인접해서 기울어지는 것을 허용하도록 가이드된다. 또한, 본 발명은 조력 발전 플랜트와 이를 이용한 전기 에너지 생산 방법에 관한 것이다.

Description

파력발전유닛 및 파력발전방법{A Wave-Power Unit and Power generation method}
본 발명의 제 1 관점은 전력을 생산하는 파력발전유닛에 관한 것으로, 바다에 부유하는 부유 몸체와 스테이터와 중심축을 따라 왕복 이동하는 변환기를 구비하며, 상기 스테이터는 해저에 고정되고, 상기 변환기는 상기 부유 몸체에 유연 연결수단에 의해 연결되는 전기 리니어 발전기를 포함한다. 상기 연결수단은 휘어질 수 있도록 유연한 상태이지만, 길이방향에 대해 탄력적일 필요는 없다.
본 발명의 제 2 관점은 이와 같은 파력발전유닛의 이용에 있다.
본 발명의 제 3 관점은 바다에 부유하는 부유 몸체와 스테이터와 중심축을 따라 왕복 이동하는 변환기를 구비하며, 상기 스테이터는 해저에 고정되고, 상기 변환기는 상기 부유 몸체에 유연 연결수단에 의해 연결되는 전기 리니어 발전기를 포함하는 구성을 가지는 파력발전유닛을 이용하여, 전력을 생산하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에서 사용하는 용어로서, "방사상의(radial)"과 "축의(axial)"는 상기 변환기의 중심의 왕복운동에 의해 정의되는 축에 대한 것이다. 또한, "상부(upper)"와, "하부(lower)"는 수직방향에 대한 것이며, 이는 파력발전유닛이 작동할 때, 구성요소들의 위치에 관련된 것이다.
해양과 대륙의 호수에서의 파동은 지금까지 거의 개발되지 않는 잠재적인 에너지원으로 여겨지고 있다. 하지만, 발전기로 전력을 생산하기 위해 해양의 수직운동을 이용하는 다양한 방법들이 제안되고 있다. 해양의 표면은 왕복 수직운동을 하기 때문에, 전력생산을 위해 리니어 발전기를 사용하는 것이 적합하다.
WO 03/058055는 이와 같은 파력발전유닛을 개시하고 있으며, 여기서 발전기의 가동부는 즉, 상기 가동부는, 회전 발전기(rotational generator)의 로터와 대응되며, 본 발명에서는 변환기라 하는 것으로, 발전기의 스테이터(stator)에 대하여 왕복운동을 한다. 상기 선행기술에서 스테이터는 해저(seabed)에 고정된다. 상기 변환기는 와이어, 케이블 또는 체인에 의해서 바다위의 떠있는 부유 몸체와 연결된다.
이상적으로는 상기 부유몸체는 선행문헌의 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 변환기의 축 상에서 상기 발전기에 수직하게 배치된다. 하지만, 상기 부유몸체는 파도와 바람에 의해 측면방향의 힘에 노출된다. 따라서 상기 부유몸체는 이상적인 위치로부터 이동할 수 있으며, 이는 일반적으로 이상적인 거리로부터 일정거리에 위치하게 될 것이다. 이에 따라 상기 변환기와 부유몸체에 연결된 와이어는 상기 변환기의 축에 정렬될 수 없다. 이는, 상기 변환기에 측력(side force)을 발생시켜, 중심정렬 불량 및/또는 기울어짐을 야기하여, 발전기의 작동을 방해할 수 있다.
이러한 문제는 변환기를 스테이터에 저널링(journaling) 하는 것을 통해 대부분 해소하는 것이 가능하다. 하지만 상기 와이어가 기울어질 경우, 축력이 상기 저널들에 큰 하중을 줄 수 있고, 작동을 방해할 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 부유몸체의 측면 방향 위치 변화에 상관없이 발전기가 정상적으로 작동할 수 있도록 구조가 개선된 파력발전유닛을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 파력발전유닛은, 안내장치를 포함하고, 연결수단은 상기 안내장치의 하부 개구부와 상부 개구부를 통과하도록 배치되고, 상기 연결수단에서 하부 개구부(17)와 상기 상부 개구부(18) 사이에 일시적으로 위치하는 가이드부로 정의되는 부분을 포함하고, 상기 하부 개구부는 하부 개구부와 근접한 가이드부가 상기 중심축과 나란하게 되도록 배치되며, 상기 상부 개구부는 상부 개구부와 근접한 가이드부가 중심축과 각을 형성할 수 있도록 배치되는 구체적인 특징을 포함한다. 상기한 가이드장치에 의해, 상기 발전기 내에서 상기 변환기의 적절한 위치가 상기 부유몸체의 상대적인 측면 위치에 관계없이 보장될 수 있다. 만일 변환기의 움직임이 스테이터에서 저널링(journaling)에 의해 동일하게 가이드되면, 상기 저널링에 측방향 힘은 작용되지 않는다. 이에 따라, 상기 저널링의 수치는 기존에 비해 보다 작게 형성될 수 있으며, 상기 변환기의 왕복이동을 단독으로 가이드 할 수 있도록 적용될 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따라, 상기 안내장치는, 발전기의 하우징에 단단하게 연결되는 것이 바람직하다.
이에 따라 상기 안내장치는 간단하게 상기 스테이터에 대하여 위치하며, 따라서, 상기 변환기의 움직임과 적절하게 정렬되는 것을 보장할 수 있다. 본 발명의 다른 바람직한 일실시예에 따라, 상기 안내장치는, 상기 중심축을 통하여 임의의 방사성 평면(radial plane)안에 상기 각이 형성되도록 정렬되는 것이 좋다.
상기 발전기에 대한 상기 부유 몸체의 측면 이동이 임의의 상황 및 임의의 위치에서 어떤 특정 위치로 예상되어짐에도 불구하고 상기 이동은 어떠한 방향으로든 발생될 수 있다. 상기 실시예에 따른 안내장치들은 상대적으로 유연하게 연결되며, 모든 방향에 대한 이동에 대하여 잘 적응할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 안내장치는 하부 및 상부 개구부를 구비하며, 상부 개구부가 하부 개구부보다 크게 형성된 중공형의 몸체로 이루어질 수 있다.
이와 같은 구성에 따르면, 이것은 안내장치를 구현하는 간단하고 신뢰성 있는 방법이며, 하부 개구부보다 큰 상부 개구부는 기울어진 연결수단을 수용하는 것을 용이하게 하며, 변환기를 향하여 하부 개구부로부터 나갈 때 정렬된 방향으로 안내할 수 있다. 본 발명의 더 바람직한 실시예에 따른 중공형의 몸체 내측면은 중심축에 대하여 회전 대칭일 수 있다. 회전 대칭 표면은 상기 안내장치가 어떠한 기울어진 방향에도 적응할 수 있도록 적절한 획득 수단을 제공해줄 수 있다.
본 발명의 더 바람직한 실시예에 따른 상기 중공형 몸체(12)의 축의 축방향 단면에서, 적어도 상기 내측면(14) 형태의 상부가 상기 하부 개구부(17)로부터의 거리가 증가할 때, 상기 축에 대하여 점진적으로 증가하는 것이 바람직하다.
상기 연결수단이 상기 안내장치를 통해 반복적으로 왕복운동을 하기 때문에, 이는 상기 연결수단과 안내장치 사이에서 마모를 유발할 수 있다. 상기 연결수단을 가능한 긴 바람직하게는 수년동안 수명을 유지하기 위해, 이러한 마모는 최대한 줄이는 것이 중요하다. 상기 중공형 몸체의 내측면의 연속적인 분기(diverging)는 이러한 마모를 낮은 수준으로 유지시킬 수 있다.
상기 내측면 형태의 상부는 축에 대하여 예각을 가지도록 형성되고, 상기 각도는 상기 하부 개구부로부터 거리가 증가함에 따라 증가하고, 상기 상부의 하단에서 영(zero)이 된다.
이와 같은 내측면의 기하학적 구조에 의해, 변환기와 기울어진 방향에서 일렬로 정렬되는 방향으로 연결수단을 안내하는 것은 상당 부분에서 안내장치와 접촉하는 표면에 의해 만들어질 수 있다. 그리고 상기 연결수단의 방향에서, 날카로운 모서리나 급격한 변화가 발생하지 않을 것이다. 이와 같은 구성에 따르면, 상기 연결수단에 발생되는 마모를 더 줄이는 것이 가능하다.
상기 내측면의 형태의 상부의 적어도 일부분은, 포물선 또는 원 함수인 것이 좋다.
이와 같은 구성에 따르면, 상기 연결수단과 내측면 사이의 접촉력은 상대적으로 접촉면의 큰 부분에 발생한다. 따라서, 보다 적게 마모가 발생될 수 있다.
본 발명의 다른 바람직한 일실시예에 따라, 상기 예각은 상기 상부의 하단으로부터의 일정 거리에서 10 내지 30도 이내이며, 상기 거리는 상기 상부의 하단에서의 내측면의 지름의 적어도 4배이다.
이와 같은 수치범위에서 상기 안내장치내의 연결수단의 방향 변화는 제한될 것이며, 부드럽게 휘어지는 일정 거리 내에서 발생할 것이다. 따라서 마모는 더욱더 제한될 수 있다.
본 발명의 또 다른 바람직한 일실시예에 따라, 상기 예각의 범위는 17 내지 24도이고, 상기 거리는 5 내지 10배일 수 있다.
이와 같은 수치들은 상기 안내장치가 적절한 길이로 동시에 제한하는 동안 최적화된 값들을 의미하는 것이다.
본 발명의 또 다른 바람직한 일실시예에 따라, 상기 형태의 하부는 중심축과 평행하고, 상기 하부는 상부와 연결되는 것이 좋다.
이에 따라 상기 연결수단은 상기 안내장치 내에서의 방향에 의해 강제되는 특정 거리 때문에 상기 변환기의 움직임 방향으로 매우 명확하게 유도될 수 있다.
상기 내측면의 가장 작은 지름은 상기 연결수단의 폭에 대하여 100 내지 120%의 범위로 마련되는 것이 좋다.
가장 작은 지름을 가지는 부분은 상기 연결수단을 상기 변환기의 움직임에 대해 정렬시키도록 한다. 기하학적 관점으로 볼 때, 이와 같은 간격은 사실상 영(zero)으로 되는 것이 바람직하다. 하지만 특정 간격의 경우에는 상기 연결수단을 압박하지 않고, 마찰을 증가시키기 위해 허용되는 것이 좋다. 이와 같은 구성을 통해 마찰손실을 초래하고 마모를 증가시킬 수 있다. 이러한 명시된 범위내에서 상기한 두 가지 측면의 허용가능한 절충안을 얻을 수 있다. 상기 범위는 101 내지 105%로 마련되는 것이 최적화된 수치로 볼 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 안내장치는, 상기 중공형 몸체 내에 동심적으로 배치되는 중공 인서트를 포함하며, 상기 중공 인서트의 상부는 상기 축에 대하여 수직으로 움직일 수 있도록, 상기 중공형 몸체에 탄력적으로 설치되는 것이 바람직하다.
이에 따라, 상기 인서트는 상기 중공형 몸체에 대하여 상대적으로 기울어질 수 있으며, 이에 따라 상기 연결수단의 기울기에 대하여 대응될 수 있다. 이에 따라 상기 연결수단의 보다 부드러운 휘어짐이 가능하고, 마찰에 의한 마모를 줄일 수 있다. 또한, 상기 연결수단의 기울기가 변할 때 적절히 대응하는 것이 가능하다.
상기 중공형 몸체는 스테인리스 스틸 재질로 마련되는 것이 좋다. 이에 따라 상기 안내장치는 튼튼하고, 강력하며, 부식성이 강한 해양환경에 적절히 대응할 수 있다.
또한, 상기 내측면은 연마되는 것이 바람직하며, 이로 인해, 상기 연결수단의 마모를 억제할 수 있다.
또한, 상기 내측면은 코팅될 수도 있다. 적절한 코팅물질을 이용하여, 상기 연결수단의 마모를 또 다른 방법으로 억제하는 것이 가능하다.
상기 중공형 몸체의 외부 표면은 반경 방향으로 연장되는 플랜지들을 포함할 수 있다. 이것은 상기 연결수단으로부터 반경 방향 힘에 대하여 중공형 몸체를 강화하고, 이와 같은 플랜지들에 의해 상기 중공형 몸체의 벽면 두께는 보다 얇아질 수 있기 때문에, 재료절감 및 경량화가 가능하다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 중공형 몸체의 외부 표면은 반경 방향으로 연장되는 디스크 형상의 부재를 구비하며, 상기 디스크 형상의 부재는 상기 발전기의 하우징에 안내장치를 부착하는 부착수단을 포함하는 것이 바람직하다. 이에 따라 상기 안내장치는 상기 하우징에 간단하게 부착될 수 있다.
상기 디스크 형상의 부재는 대략, 상기 중공형 몸체의 축방향 연장선의 중앙에 위치하는 것이 좋다.
상기 연결수단은 코팅되는 것이 바람직하다.
이에 따라, 상기 연결수단은 낮은 마찰 및 높은 내마모성을 가질 수 있다.
상기 연결수단은 와이어이고, 상기 코팅은 폴리머 베이스 카본으로 마련될 수도 있다.
와이어는 일반적으로 강성과 함께 유연성을 가지는 가장 효과적인 연결수단이다. 상기한 방식의 코팅은 낮은 마찰 및 높은 내마모성에 적합하다. 상기한 코팅은 상기 와이어의 압출 성형시 수행되는 것이 바람직하다.
상기 안내장치와 하우징 사이의 연결부분에 해당하는 연결수단으로부터의 동력학적 힘은 대부분 균형 잡히도록 형성되어 고정연결을 초래한다. 대체적으로 상기 중공형 몸체의 길이의 ±15% 내외의 중간 거리 내에서 형성되는 것이 바람직하다.
이상에서 설명된 본 발명에 의한 파력발전유닛은 특허청구범위에 보다 상세하게 기재된다.
본 발명에 의한 파력발전소는, 본 발명에 따른 복수개의 파력발전유닛들을 포함한다.
본 발명의 제 2 관점은 상기한 파력발전유닛을 이용하여 전력을 생산하는 것에 있다.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 의한 파력발전유닛 및 이를 이용하는 것에 의한 효과는 본 발명의 상세한 설명에 기재된 실시예에 보다 구체적으로 기재된다.
본 발명의 제 3 관점은 바다에 부유된 상태로 배치되는 부유 몸체와, 스테이터와 중심축을 따라 왕복 이동하는 변환기를 구비하며, 상기 스테이터는 해저에 고정되고, 상기 변환기는 상기 부유 몸체에 유연 연결수단에 의해 연결되는 전기 리니어 발전기를 포함하는 전력 생산을 위한 파력발전유닛의 발전방법에 있어서, 상기 연결수단은, 상기 안내장치의 하부 개구부와 상부 개구부를 통과하도록 배치되고, 상기 연결수단에서 상기 개구부들 사이에 일시적으로 위치하는 부분을 가이드부로 정의할 때, 상기 하부 개구부는 하부 개구부와 근접한 가이드부가 상기 중심축과 나란하게 되도록 배치되며, 상기 상부 개구부는 상부 개구부와 근접한 가이드부가 중심축과 각을 형성할 수 있도록 배치되는 것을 특징으로 한다.
발명된 방법의 바람직한 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 파력발전유닛에 의해 수행되고, 특히 본 발명의 바람직한 실시예에 의할 수 있다. 상기한 본 발명된 방법과 바람직한 실시예에 따르면, 이상에서 설명한 본 발명의 파력발전유닛의 이점을 얻을 수 있다.
본발명은 이하에서 설명하는 본 발명의 상세한 설명에서 도면과 함께 보다 구체적으로 설명된다.
한편, 내측면의 의미는 상기 중공형 몸체의 내측 표면을 의미하거나, 중공이 삽입될 경우에는 그 인서트의 내측면을 의미한다.
이상과 같은 본 발명에 의하면, 부유몸체의 측면 방향 위치 변화에 상관없이 발전기가 정상적으로 작동할 수 있도록 파력발전유닛을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 파력발전유닛의 개략적인 단면도,
도 2는 도 1의 부분 확대도,
도 3은 도 2의 또 다른 예를 도시한 단면도,
도 4는 본 발명에 의한 파력발전유닛을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1은 본 발명에 의한 해양에서 작동하는 파력발전유닛의 측면 개략도이다. 부유몸체(1)는 바다 표면에 부유하고, 케이블, 와이어, 로프, 체인 또는 이와 유사한 연결수단(3)에 의해 해저에 고정된 리니어 발전기(2)와 연결된다. 도시된 바와 같이, 상기 발전기는 해저에 고정된다. 그러나 상기 발전기는 상기 해저 위에 배치될 수도 있고, 해저 이외의 다른 곳에 고정되는 것도 가능하다.
상기 리니어 발전기(2)는 와인딩(winding)을 가지는 스테이터(5)와, 자석을 가지는 변환기(6)를 포함한다. 상기 변환기(6)는 상기 스테이터(5) 내에서 상하 왕복이동하며, 이를 통해 상기 스테이터 와인딩에서 전류를 생성하는데, 상기 와인딩에서 생성된 전기는 전력 네트워크로 전달된다.
상기 변환기(6)는 상기 와이어(3)가 결합된 로드(7)를 포함한다. 상기 부유몸체(1)가 바다 표면의 파도의 움직임에 따라 상측으로 움직일 경우, 상기 부유몸체(1)는 상기 변환기(6)를 아래쪽으로 끌어당긴다. 또한, 그 후에 상기 부유몸체(1)가 아래로 움직일 경우, 상기 변환기(6)는 중력에 의해 하부로 이동한다. 선택적으로 하지만 바람직하게, 상기 변환기(6)에 스프링(도면미도시)이나 이와 유사한 기능을 갖는 것이 아래쪽으로 추가적인 힘을 제공한다.
상기 발전기(2)는 해저에 고정되고, 상기 부유몸체(1)는 해수 표면에 자유롭게 부유하기 때문에, 상기 부유몸체는 상기 발전기(2)에 대하여 측면 방향으로 자유롭게 움직일 수 있다. 따라서 상기 연결수단(3)은 경사를 형성하게 된다.
상기 발전기(2)의 하우징(4)으로 들어가는 상기 연결수단(3)의 입구에는, 안내장치(9)가 구비되며, 안내장치(9)는 연결수단(3)을 안내장치(9) 아래에서는 수직적으로 움직이며, 안내장치(9) 위에서는 기울어진 자세로 움직일수 있도록 한다. 상기 안내장치(9)는 상기 발전기(2)의 하우징(4)에 단단히 연결되는 원뿔형상의 프레임(8)에 고정된다.
상기 안내장치(9)는 연결수단(3)이 안내장치(9)를 통과할 때, 상기 연결수단(3)의 방향을 점진적으로 변경할 수 있도록 하며, 이를 통해 상기 연결수단의 마모를 억제한다.
상기 안내장치(9)는 축방향 단면을 도시한 도 2에 구체적으로 도시될 수 있다. 예를 들어, 상기 안내장치(9)는 일체로 몰딩 형성된 중공형 몸체(hollow body, 12)로 이루어질 수 있다. 상기 중공형 몸체(12)의 내측면은 중심축(C)에 대하여 회전 대칭이 되도록 마련되며, 상기 축(C)은 상기 변환기(6)의 중심에 대한 왕복 이동의 축 방향과 동일하다. 상기 중공형 몸체(12)는 하부 개구부(17)와 상부 개구부(18)를 포함하며, 상기 개구부들을 상기 연결수단(3)이 통과한다.
축방향 단면에서의 상기 내측면의 형태는 도 2에서 살펴볼 수 있다. 상기 내측면의 하부(13)는 원통 형상으로 마련되고, 그 형태는 상기 중심축(C)과 평행하게 마련된다. 상기 내측면의 상부(14)는 연속적으로 증가하는 지름을 가지며, 이에 따라 상기 내측면의 상부(14)의 모양은 상기 중심축에 대하여 예각으로 마련된다. 상기 예각은 상기 상부(14)의 하단(15)으로부터 연속적으로 증가하며, 이에 따라 그 형태는 곡선을 형성하게 된다. 바람직하게는 이 곡선의 데부분은 포물선 또는 원 함수를 가지는 것이 좋다.
상기 상부 개구부(18)와 근접한 위치에 배치된 상기 상부(14)의 소경부(16)는, 예각이 상기 상부(14)의 다른 부분보다 빠르게 증가하는 형태를 하며, 따라서 상기 각은 상측 단부에서 90° 된다. 하부와 결합하는 상기 상부(14)의 하단(15)에서, 상기 형태의 각도는 영(zero)이 된다.
도면에서 도시된 예시에서는, 상기 연결수단(3)은 플라스틱 로프로 마련되며, 실질적으로 원형으로 마련된다. 상기 내측 표면의 하부(13)는 상기 로프의 지름보다 약간 큰 지름을 가진다.
작동중에 상기 로프는 상기 중공형 몸체(12)를 따라 상하로 움직인다. 언급한 바와 같이, 상기 로프는 도면에 도시된 바와 같이, 상기 안내장치(9)와 부유몸체(1) 사이에서 일반적으로 기울어져있다. 상기 중공형 몸체(12)의 내측면의 형상으로 인해, 그것을 통과할 때, 로프는 방향을 바꾸며, 하부 개구부(17)를 통과할 때, 수직이 된다. 그리고 상술한 바와 같이, 상기 로프가 상기 내측면의 상부(14) 상의 소정의 위치에서 접선방향으로 접촉한다. 이 접촉 포인트의 축 방향 위치는 얼마나 많이 상기 로프가 기울어져 있는지에 따라 결정된다. 상기 접촉 포인트로부터 상기 로프는 그 완전한 연장에 의해 내측면에 접촉할 것이며, 계속적으로 접촉포인트로부터 하부(13)와 상부가 서로 만나는 지점(15)으로 각도를 계속 변화할 것이다.
상기 중공형 몸체(12)는 스테인리스 스틸로 형성되고, 그것의 내측 면은 연마되거나 코팅되는 것이 바람직하다.
외부에서 상기 중공형 몸체(12)는 상기 하부 개구부(17)에 래디얼 플랜지(radial flange, 19)를 구비한다. 이에 대응되는 플랜지(corresponding flange, 20)는 상기 상부 개구부(18)에 나타나며, 이 플랜지는 그 끝단에서 내측 면의 형태 때문에 자연스럽게 형성된다. 또한, 외부 래디얼 플랜지(21,22)들은 상기 중공형 몸체(12)를 따라 마련된다. 상기 플랜지들(21,22)은 상기 중공형 몸체(12)를 보강하는 역할을 수행한다.
상기 중공형 몸체(12)의 축방향 중앙 부위에는, 디스크 형상의 부재(23)를 구비하며, 디스크 형상의 부재(23)는 상기 프레임(8)의 상단에서 플랜지(25)에 디스크 형상의 부재(23)를 부착하기 위해 볼트홀(24)을 포함한다. 도 3은 또 다른 실시예로서, 중공 인서트(hollow insert, 26)가 상기 중공형 몸체(12)의 내측에 배치된 상태를 도시한 도면이다. 상기 인서트(26)는 실질적으로 상기 중공형 몸체(12)의 형상에 대응되는 모양으로 마련된다. 상기 인서트는 탄성적으로 상기 중공형 몸체(12)에 설치되는데, 예컨대, 2개의 고무 링(27)들에 의할 수 있다. 물론, 다른 종류의 스프링들도 동일한 목적으로 사용될 수 있다. 또한, 추가적으로나 선택적으로, 탄성은 인서트 자체를 탄력있게 함으로써 즉 탄성 재질로 만드는 것으로써 얻을 수 있고, 및/또는 인서트의 상단 및/또는 하단에서 축방향 슬롯(axial slots) 구비함으로써 얻을 수 있다.
도 4는 상기한 도 1 및 도 2에 도시된 파력발전유닛을 복수 개를 가지도록 구성된 파력 발전 플랜트의 일예를 도시한 도면이다. 상기한 파력발전유닛의 발전기(2)들은 전력 네트워크에 연결된 물속에 잠긴 스위치기어(30)와 모두 연결된다.

Claims (24)

  1. 바다에 부유하는 부유 몸체(1)와
    스테이터(5)와 중심축을 따라 왕복 이동하는 변환기(6)를 구비하며, 상기 스테이터(5)는 해저에 고정되고, 상기 변환기(6)는 상기 부유 몸체(1)에 유연성있는 연결수단(3)에 의해 연결되는 전기 리니어 발전기(2)를 포함하며,
    하부 개구부(17)와 상부 개구부(18)를 포함하고, 상기 상부 개구부(18)가 상기 하부 개구부(17)보다 큰 중공형 몸체로 이루어진 안내장치(9)를 포함하고,
    상기 연결수단(3)은 상기 안내장치(9)의 상기 하부 개구부(17)와 상기 상부 개구부(18)를 통과하도록 배치되고, 상기 연결수단에서 하부 개구부(17)와 상기 상부 개구부(18) 사이에 일시적으로 위치하는 가이드부로 정의되는 부분을 포함하고,
    상기 하부 개구부(17)는 상기 하부 개구부(17)와 근접한 상기 가이드부가 상기 중심축과 나란하게 되도록 배치되며,
    상기 상부 개구부(18)는 상기 상부 개구부(18)와 근접한 상기 가이드부가 상기 중심축과 각을 형성할 수 있도록 배치되는 것을 특징으로 하는 전력을 생산하는 파력발전유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 안내장치(9)는,
    상기 발전기의 하우징(4)에 견고하게 연결되는 것을 특징으로 하는 파력발전유닛.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 안내장치(9)는,
    상기 중심축을 통하여 임의의 방사성 평면(radial plane)안에 상기 각이 형성되도록 정렬되는 것을 특징으로 하는 파력발전유닛.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중공형 몸체(12)의 내측면(13,14)은,
    상기 중심축에 대하여 회전 대칭인 것을 특징으로 하는 파력발전유닛.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 중공형 몸체(12)의 축의 축방향 단면에서, 적어도 상기 내측면 형태의 상부(14)가 상기 하부 개구부(17)로부터의 거리가 증가할 때, 상기 축에 대하여 점진적으로 증가하는 것을 특징으로 하는 파력발전장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 내측면 형태의 상부(14)는,
    상기 축에 대하여 예각으로 형성되고,
    상기 예각은 상기 하부 개구부로부터 거리가 증가함에 따라 증가하고, 상기 상부의 하단에서 영(zero)이 것을 특징으로 하는 파력발전장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 중공형 몸체(12)의 내측면 형태의 상부(14)는, 포물선 또는 원 함수인 것을 특징으로 하는 파력발전유닛.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 예각은, 상기 중공형 몸체(12)의 내측면의 상부(14)의 하단으로부터 일정 거리에서 10 내지 30°이며,
    상기 일정 거리는, 상기 내측면의 상부(14)의 하단에서의 내측면 지름의 4배 이상인 파력발전장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 예각은 17 내지 24°이고,
    상기 일정 거리는 5 내지 10배인 것을 특징으로 하는 파력발전유닛.
  10. 제 6 항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중공형 몸체(12)의 상기 내측면의 하부(13)는 상기 중심축과 평행하고, 상기 내측면의 하부(13)는 상기 내측면의 상부(14)와 연결된 것을 특징으로 하는 파력발전유닛.
  11. 제 4 항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중공형 몸체(12)의 상기 내측면(13,14)의 가장 작은 지름은 상기 연결수단(3)의 폭에 대하여 100 내지 120%, 바람직하게는 101 내지 105% 인 것을 특징으로 하는 파력발전유닛.
  12. 제 4 항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 안내장치(9)는, 상기 중공형 몸체(12) 내에 동심적으로 배치되는 중공 인서트를 포함하며, 상기 중공 인서트의 상부는 상기 축에 대하여 수직으로 움직일 수 있도록, 상기 중공형 몸체에 탄력적으로 설치되는 파력발전유닛.
  13. 제 4 항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중공형 몸체(12)는 스테인리스 스틸 재질인 것을 특징으로 하는 파력발전유닛.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 중공형 몸체(12)의 상기 내측면은 연마된 것을 특징으로 하는 파력발전유닛.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 중공형 몸체(12)의 상기 내측면은 코팅된 것을 특징으로 하는 파력발전유닛.
  16. 제 4 항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중공형 몸체(12)의 외부 표면은 반경 방향으로 연장되는 플랜지들(19~22)을 포함하는 것을 특징으로 하는 파력발전유닛.
  17. 제 4 항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중공형 몸체(12)의 외부 표면은 반경 방향으로 연장되는 디스크 형상의 부재(23)를 구비하며,
    상기 디스크 형상의 부재(23)는 상기 발전기의 하우징(4)에 안내장치(9)를 부착하는 부착수단(24)을 포함하는 것을 특징으로 하는 파력발전유닛.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 디스크 형상의 부재(23)는 상기 중공형 몸체(12)의 축방향 연장선의 중앙에 위치하는 것을 특징으로 하는 파력발전유닛.
  19. 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연결수단(3)은 코팅된 것을 특징으로 하는 파력발전유닛.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 연결수단(3)은 와이어이고, 상기 코팅은 폴리머 베이스 카본인 것을 특징으로 하는 파력발전유닛.
  21. 제 1 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 기재된 파력발전유닛들이 복수개가 구성된 것을 특징으로 하는 파력발전플랜트.
  22. 전력생산을 위해, 제 1 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 기재된 파력발전유닛을 이용하는 것을 특징으로 하는 파력발전유닛의 사용방법.
  23. 부유몸체를 바다에 부유하도록 하며,
    전기 리니어 발전기가 스테이터와 중심축을 따라 왕복 이동하는 변환기를 구비하며, 상기 스테이터는 해저에 고정되고, 상기 변환기는 상기 부유 몸체에 유연성있는 연결수단에 의해 연결되도록 하여 전력을 생산하는 방법에 있어서,
    상기 연결수단은 안내장치의 하부 개구부와 상부 개구부를 통과하도록 안내하고, 상기 상부 개구부가 상기 하부 개구부보다 크게 형성되며,
    상기 연결수단에서 하부 개구부와 상기 상부 개구부 사이에 일시적으로 위치하는 가이드부로 정의되는 부분을 포함하고,
    상기 하부 개구부(17)는 상기 하부 개구부(17)와 근접한 상기 가이드부가 상기 중심축과 나란하게 되도록 배치되며, 상기 상부 개구부(18)는 상기 상부 개구부(18)와 근접한 상기 가이드부가 상기 중심축과 각을 형성할 수 있도록 배치하여 전력을 생산하는 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기한 제 1 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 기재된 파력발전유닛을 이용하는 것을 특징으로 하는 파력발전유닛의 발전방법.
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