KR20150048641A - Tidal current power plant - Google Patents

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KR20150048641A
KR20150048641A KR1020140143765A KR20140143765A KR20150048641A KR 20150048641 A KR20150048641 A KR 20150048641A KR 1020140143765 A KR1020140143765 A KR 1020140143765A KR 20140143765 A KR20140143765 A KR 20140143765A KR 20150048641 A KR20150048641 A KR 20150048641A
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이성우
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Abstract

Disclosed is a tidal current power generating apparatus. The tidal current power generating apparatus according to the present invention comprises: a rotating body which rotates by a rotating blade; a power generation unit for producing electricity using the torque of the rotating body; and a support unit for supporting the rotating body and the power generation unit, wherein the relation between the diameter (W) of a rotational path of the rotating blade and the diameter (R) of the rotating body satisfies the following equation: R > W, and the power generation unit includes a rotor disposed at the edge of the rotating body and a stator disposed in the support unit to correspond to the rotor. With such configuration, it is possible to increase economically and efficiently power generation capabilities by an increased speed resulting from the increased number of magnetic poles of a magnet (not shown) disposed in the rotor.

Description

조류 발전장치{TIDAL CURRENT POWER PLANT}[0001] TIDAL CURRENT POWER PLANT [0002]

본 발명은 조류 발전장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 조류로부터 동력을 얻어 회전하는 회전체의 회전력을 이용하여 전기를 생산하기 위한 조류 발전장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tidal power generation apparatus, and more particularly, to a tidal power generation apparatus for generating electricity using a rotational force of a rotating body that receives power from a tidal current.

오늘날 화석연료의 과도한 사용으로 인하여 환경오염이 날로 심각해 짐에 따라 친환경적 신재생 에너지에 대한 관심이 고조되고 있다. 이러한 신재생 에너지는 자연적인 제약이 크고 화석 에너지에 비해 경제적 효율성이 떨어지지만, 환경 친화적이면서 화석 에너지의 고갈 문제와 환경 오염 문제를 해결할 수 있는 대체 에너지로 주목 받고 있다.Today, due to the excessive use of fossil fuels, environmental pollution is getting worse and there is a growing interest in environmentally friendly renewable energy. These renewable energy have natural constraints and are less economically efficient than fossil energy, but they are attracting attention as an environmentally friendly alternative energy to solve fossil energy exhaustion problem and environmental pollution problem.

따라서, 근래에 들어 고유가와 환경오염 및 지구 온난화 등의 문제를 해결하기 위하여 화석연료를 대체하기 위한 새로운 에너지원으로서, 예를 들면 태양광이나 풍력 또는 조력 등과 같은 자연력을 이용한 친환경적 신재생 에너지의 상용화를 위한 연구개발이 활발하게 진행되고 있다.Accordingly, as a new energy source for replacing fossil fuels in order to solve problems such as high oil prices, environmental pollution and global warming, commercialization of environmentally friendly new and renewable energy using natural forces such as sunlight, wind power, And research and development for the development of such technologies are under way.

한편, 상술한 바와 같은 자연력을 이용한 친환경적인 에너지를 생산함에 있어서, 장치의 대형화는 경제성을 담보할 수 있는 가장 중요한 요소의 하나로 인식되고 있다. 그 일예로 태양광 발전은 지나치게 많은 설치공간을 필요로 하는 반면에 발전효율은 아직까지 매우 낮다는 단점이 있다. 그리고 풍력 발전의 경우에도 설치공간이 많이 소요되는 동시에 대형화가 어렵다는 문제점을 안고 있다.On the other hand, in the production of environmentally friendly energy using the above-mentioned natural power, enlargement of the apparatus is recognized as one of the most important factors that can guarantee economical efficiency. For example, photovoltaic power generation requires too much installation space, but power generation efficiency is still very low. Also, in the case of wind power generation, it takes a lot of installation space, and at the same time, it is difficult to increase the size.

또한, 해양 에너지원으로서 조류를 동력화하기 위한 조력 발전과 조류 발전의 상용화가 추진되고 있으나, 이 또한 조류 발전장치를 물살이 빠른 곳에 설치해야 한다는 제약 등으로 인하여 경제성을 고려하면서 발전 용량을 증대시키기 위한 대형화 개발의 한계에 봉착하고 있다.In addition, tidal power generation and aviation power generation are being promoted for powering algae as a marine energy source. However, in order to increase the generation capacity of the tidal power generation system, And it is facing the limit of development of large-size.

본 출원인은 상술한 바와 같은 기존의 자연력을 이용한 조류 발전장치가 지니는 단점과 문제점들을 고려하여 대형화를 위한 보다 경제적이고 효율적인 방안을 제시한 바 있으며, 그 상세한 내용은 대한민국 등록특허 제10-1206135호 및 제10-1281937호 공보에 개시되어 있다.The Applicant has proposed a more economical and efficient method for enlargement considering the disadvantages and problems of the conventional tidal-current generation device using the above-mentioned natural power, the details of which are disclosed in Korean Patent No. 10-1206135 10-1281937.

그리고, 본 발명은 상술한 바와 같은 기존의 자연력을 이용한 조류 발전장치가 지니는 단점과 문제점들을 고려하여 장치의 대형화를 위한 보다 경제적이고 효율적인 또 다른 방안을 제시하기 위해 창안된 것이다.The present invention is contrived to provide a more economical and efficient method for enlarging the apparatus in consideration of the disadvantages and problems of the conventional alga power generation apparatus using the natural force as described above.

1. 대한민국 등록특허공보 제10-1206135호1. Korean Patent Registration No. 10-1206135 2. 대한민국 등록특허공보 제10-1281937호2. Korean Patent Registration No. 10-1281937 3. 대한민국 공개특허공보 제10-2009-0097089호3. Korean Patent Publication No. 10-2009-0097089

본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 자연력을 이용한 조류 발전장치가 지니는 문제점을 감안하여 이를 개선하기 위해 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 회전 날개부와 회전체의 직경 차이를 이용하여 단순 용이하게 증속 효과를 얻어내어 매우 경제적이고 효율적인 발전 용량의 증대를 도모할 수 있는 조류 발전장치를 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the problems inherent in the conventional tidal-current power generation apparatus using natural forces as described above, and it is an object of the present invention to provide a tidal- And to provide an algae power generator capable of achieving an economical and efficient generation capacity of power generation.

본 발명의 다른 목적은 발전 용량의 증대를 위한 증속기 사용을 배제하여 설계 구조와 제작의 단순화에 따른 제조비용의 원가절감은 물론 고장률의 저감에 의한 수리보수 및 유지비용의 절감에 의해 경제성을 대폭 향상시킬 수 있는 조류 발전장치를 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to eliminate the use of a booster for increasing the power generation capacity, thereby reducing the cost of manufacturing costs due to the simplification of the design structure and fabrication, as well as reducing the repair and maintenance cost by reducing the failure rate. The present invention provides a tidal power generation apparatus capable of improving the tidal current.

본 발명의 또 다른 목적은 대형화에 따른 회전체의 중량 부담을 부력체에 의해 제공되는 부력으로 중화시키거나, 베어링 등의 미끄럼수단에 의해 하중이 분산되도록 지지하게 됨에 따라 보다 안정적이고 효율적이며 상용화 실현이 가능한 대형화 조류 발전장치를 경제적으로 제공하기 위한 것이다.It is still another object of the present invention to provide a method of neutralizing a weight burden of a rotating body by a buoyancy provided by a buoyant body or supporting a load to be dispersed by a sliding means such as a bearing, thereby realizing more stable and efficient commercialization And to economically provide such a large-sized algae power generation device.

본 발명의 또 다른 목적은 주변 자연환경 상태에 따른 조류나 풍력 등의 세기(저속 또는 고속)에 의한 영향력은 물론 기반시설의 설치환경을 고려한 설계제작이 가능하여 보다 경제적이고 효율적으로 다양한 형태의 자연력을 이용할 수 있는 조류 발전장치를 제공하기 위한 것이다.It is a further object of the present invention to provide a wind power generator which can be designed and manufactured considering the installation environment of the infrastructure as well as the influence of the strength (low speed or high speed) of algae or wind power according to the surrounding natural environment condition, The present invention provides a tidal power generation apparatus capable of utilizing the tidal current.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 조류 발전장치는, 회전 날개부에 의해 회전하는 회전체와, 상기 회전체의 회전력을 이용하여 전기를 생산하기 위한 발전 유닛 및 상기 회전체와 상기 발전 유닛을 지지하여 주기 위한 지지 유닛을 포함하는 조류 발전장치에 있어서, 상기 발전 유닛은 상기 회전체의 가장자리에 구비되는 회전자와, 그 회전자에 대응하도록 상기 지지 유닛에 구비되는 고정자를 포함하여 이루어지며, 상기 회전 날개부의 회전 궤적의 직경(W)과 상기 회전체의 직경(R)은 다음 식, R ＞ W 을 만족시키도록 이루어진 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for generating a tidal current, comprising: a rotating body rotated by a rotating blade; a power generating unit for generating electricity using a rotating force of the rotating body; And a support unit for supporting the power generation unit, wherein the power generation unit includes a rotor provided at an edge of the rotor and a stator provided in the support unit to correspond to the rotor Wherein a diameter (W) of a rotation locus of the rotary vane portion and a diameter (R) of the rotary body satisfy the following formula, R > W.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 발전 유닛은 상기 회전체의 주위에 환형상으로 배치되는 복수의 단위 발전기와, 상기 회전체의 회전력을 상기 각 단위 발전기에 전달하도록 상기 회전체와 상기 각 단위 발전기를 연결하도록 구비되는 동력전달수단을 포함하여 이루어지며, 상기 회전 날개부의 회전 궤적의 직경(W)과 상기 회전체의 직경(R)은 다음 식, R ≤ W 을 만족시키도록 이루어질 수 있다.According to another aspect of the present invention, the power generation unit includes a plurality of unit generators arranged in an annular shape around the rotating body, and a plurality of unit generators, The diameter W of the rotation locus of the rotary vane portion and the diameter R of the rotary body may be set so as to satisfy the following formula, R? W.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 조류 발전장치에 있어서, 상기 회전 날개부와 상기 회전체는 수직상태로 나란하게 배치되어 연동하여 회전하도록 설치되는 것이 바람직하다.In the tidal power generation apparatus according to the present invention having the above-described configuration, it is preferable that the rotary vane portion and the rotary body are arranged to be arranged in parallel to each other in a vertical state and to be rotated in association with each other.

그리고, 상기 회전체는 부력체로 이루어지며, 상기 회전체에 부력를 제공하기 위한 액체와, 상기 회전체와 액체를 수용하기 위한 수조를 더 포함하여 구성될 수 있다.The rotating body may be formed of a buoyant body, and may further include a liquid for providing buoyancy to the rotating body, and a water tank for containing the rotating body and the liquid.

상기 회전 날개부는 다수의 격자 망으로 이루어진 날개 프레임과, 상기 날개 프레임의 각 단위 격자에 회동 가능한 상태로 구비되는 복수의 단위 날개를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.The rotary wing portion may include a wing frame composed of a plurality of lattice nets and a plurality of unit wings provided so as to be rotatable in each unit grid of the wing frame.

또한, 상기 회전 날개부와 상기 회전체 및 상기 발전 유닛은 부력체의 부력에 의해 부상된 상태로 지지되는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the rotary vane part, the rotary body, and the power generation unit are supported in a floating state by the buoyancy force of the buoyant body.

상기 동력전달수단은 상기 회전체의 가장자리에 환형상으로 구비되는 구동 기어와, 그 구동 기어에 치합되어 종동하도록 상기 지지 유닛에 구비되는 복수의 종동 기어를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.Preferably, the power transmitting means includes a driving gear provided in an annular shape at an edge of the rotating body, and a plurality of driven gears provided in the supporting unit so as to engage with the driving gear.

본 발명에 의한 조류 발전장치에 따르면 다음과 같은 효과를 얻을 수가 있다.According to the tidal power generation apparatus of the present invention, the following effects can be obtained.

첫째, 회전 날개부와 회전체의 직경 차이를 이용하여 단순 용이하게 증속 효과를 얻을 수 있으므로 매우 경제적이고 효율적인 발전 용량의 증대를 도모할 수 있다.First, the difference between the diameters of the rotating wing portion and the rotating body can be used to easily increase the speed increase effect, so that the economical and efficient generation capacity of the power generation can be increased.

둘째, 발전 용량의 증대를 위한 증속기 사용을 배제할 수 있으므로, 설계 구조와 제작의 단순화에 따른 제조비용의 원가절감은 물론 고장률의 저감에 의한 수리보수 및 유지비용의 절감에 의해 경제성을 대폭 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.Secondly, it is possible to exclude the use of a booster for increasing the power generation capacity, thereby significantly reducing the cost of manufacturing costs due to the simplification of the design structure and fabrication, as well as reducing the repair and maintenance costs by reducing the failure rate. The effect can be obtained.

셋째, 대형화에 따른 회전체의 중량 부담을 부력체에 의해 제공되는 부력으로 중화시키거나 베어링 등의 미끄럼수단에 의해 하중이 분산되도록 지지함에 따라 보다 안정적이고 효율적이며 실용적인 대형화 조류 발전장치를 경제적으로 제공할 수 있게 된다. Third, since the weight of the rotating body due to the enlargement is neutralized by the buoyancy provided by the buoyant body or the load is dispersed by the sliding means such as a bearing or the like, a more stable, efficient and practical large- .

넷째, 조류의 세기(저속 또는 고속)는 물론 기반시설의 설치환경을 고려한 설계제작이 가능하여 보다 경제적이고 효율적으로 조류의 흐름을 이용할 수 있는 조류 발전장치를 제공할 수 있게 된다.Fourth, it is possible to provide a bird power generation apparatus which can utilize the flow of the bird more economically and efficiently because it can be designed and manufactured in consideration of the strength of the bird (low speed or high speed) and the installation environment of the infrastructure.

도 1은 본 발명에 따른 조류 발전장치를 개략적으로 나타내 보인 일부 절제 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 조류 발전장치의 요부를 발췌하여 도시해 보인 개략적 사시도.
도 3은 도 2의 개략적 측면도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 조류 발전장치를 설명하기 위해 요부를 발췌하여 도시해 보인 개략적 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 조류 발전장치의 회전 날개부를 발췌하여 도시해 보인 개략적 사시도.1 is a partially cutaway perspective view schematically showing an algae generator according to the present invention.
BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention [0001] The present invention relates to a tidal-
Figure 3 is a schematic side view of Figure 2;
FIG. 4 is a schematic perspective view illustrating an algae generator according to another embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 5 is a schematic perspective view showing a rotating blade portion of the tidal power generation device according to the present invention. FIG.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 조류 발전장치의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 조류 발전장치(100)는 회전 날개부(110)에 의해 회전하는 회전체(120)와, 상기 회전체(120)의 회전력을 이용하여 전기를 생산하기 위한 발전 유닛(130) 및 상기 회전체(120)와 상기 발전 유닛(130)을 지지하여 주기 위한 지지 유닛(140)을 포함하여 구성된다.1 to 4, an algae generator 100 according to the present invention includes a rotating body 120 rotated by a rotating blade 110, And a support unit 140 for supporting the rotating body 120 and the power generating unit 130. The power generating unit 130 includes a power unit 130,

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 회전 날개부(110)와 상기 회전체(120)는 도 2에 예시한 바와 같이 수직축(110A)을 사이에 두고 상단부와 하단부에 각각 나란하게 배치되어 서로 연동하여 회전하도록 구비되는 구성을 가질 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the rotary vane 110 and the rotary body 120 are arranged side by side on the upper and lower ends with the vertical axis 110A interposed therebetween, as shown in FIG. 2, So as to rotate.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도면에 예시하지는 않았으나, 상기 회전 날개부(110)는 상기 회전체(120)의 상단부에 구비되어 서로 연동하여 회전하도록 구비되는 구성을 가질 수도 있다. 이러한 구성은 도 2에 예시해 보인 실시예에서 수직축(110A)이 배제된 형태의 구성을 가지는 것으로서, 상기 회전체(120)의 높이 또는 수직 길이가 적절하게 늘어난 상태로 형성되어 그 상단부에 상기 회전 날개부(110)가 마련될 수 있도록 한 것이다.According to another embodiment of the present invention, although not shown in the drawings, the rotary vane 110 may be provided at an upper end of the rotary body 120 and rotate to interlock with each other. In this embodiment, the vertical axis 110A is omitted, and the height or the vertical length of the rotating body 120 is appropriately increased, and the rotation So that the wing portion 110 can be provided.

한편, 본 발명에 따른 조류 발전장치(100)에 있어서, 상기 회전체(120)의 직경 R은 상기 회전 날개부(110)의 회전 궤적의 직경 W와 다음 식, In the tidal power generator 100 according to the present invention, the diameter R of the rotating body 120 is determined by the diameter W of the rotation locus of the rotary vane 110,

R ＞ WR> W

를 만족시키도록 구성되는 점에 일 특징이 있다.Is satisfied.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 회전 날개부(110)와 회전체(120)는 양자 간의 직경 차이를 이용하여 후술하는 발전 유닛(130)의 증속 효과를 통해 발전 용량을 보다 증대시켜 주기 위한 것이다.The rotating blade unit 110 and the rotating body 120 having the above-described structure are intended to increase the power generating capacity through a speed increasing effect of the power generating unit 130 described later by using the difference in diameter between them.

상술한 바와 같은 회전 날개부(110)와 회전체(120)의 직경 차이로 인하여 발전 유닛(130)의 증속 효과를 얻어내기 위해 요구되는 것으로서, 상기 발전 유닛(130)은 상기 회전체(120)의 가장자리에 구비되는 회전자(131)와, 그 회전자(131)의 외측 둘레에 대응하여 배치되도록 상기 지지 유닛(140)에 의해 지지되는 고정자(132)를 포함하는 구성을 가진다.The power generating unit 130 is required to obtain the speed increasing effect of the power generating unit 130 due to the difference in the diameters of the rotating blades 110 and the rotating body 120, And a stator 132 supported by the supporting unit 140 so as to be disposed in correspondence with the outer periphery of the rotor 131. The stator 132 includes a stator 132,

즉, 상기 발전 유닛(130)은 소위 인너-로터형(Inner-Rotor) 발전기로서, 통상적인 인너-로터형 발전기에서와 같이 상기 회전자(131)와 고정자(132)는 각각 자극이 교번적으로 배치되는 다수의 마그넷(미도시)과 권선 코일(미도시)을 포함하여 구성되는 것으로, 그 구체적인 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.That is, the power generation unit 130 is a so-called inner-rotor type generator. The rotor 131 and the stator 132, as in a conventional inner-rotor type generator, And a plurality of magnets (not shown) and a winding coil (not shown) arranged therein, and a detailed description thereof will be omitted.

따라서, 본 발명에 의한 조류 발전장치(100)에 따르면, 상기 회전체(120)의 직경(R)을 상기 회전 날개부(110)의 회전 궤적의 직경(W) 보다 항상 크게 설정하여 상기 회전자(131)에 배치되는 마그넷(미도시)의 자극 수를 증가시켜 줌으로써, 상기 회전자(131)의 마그넷과 고정자(132)의 상대적인 작용에서 증속의 효과를 얻어낼 수 있게 된다. 이에 따라 상기 회전 날개부(110)의 기준 규격에 대하여 상기 회전체(120)의 직경(R)을 증대시키면 증대시킬수록 발전 용량을 보다 증대시킬 수 있게 된다.Therefore, according to the tidal power generator 100 of the present invention, the diameter R of the rotating body 120 is set to be always larger than the diameter W of the rotational locus of the rotary vane 110, By increasing the number of magnetic poles of the magnet (not shown) disposed in the rotor 131, the effect of the speed increase can be obtained in the relative action of the magnet of the rotor 131 and the stator 132. Accordingly, when the diameter R of the rotating body 120 is increased with respect to the reference size of the rotating vane 110, the power generation capacity can be further increased as the diameter R is increased.

예컨대, 상기 회전 날개부(110)의 회전 궤적의 직경(W)이 30m로 설정된 경우, 상기 회전체(120)의 직경(R)을 30m로 설정하고, 그 외측 둘레에 구비되는 회전자(131)의 마그넷 N극과 S극의 조합 수를 30개로 설정하는 경우를 가정해 보면, 상기 회전 날개부(110)가 1 회전하게 될 때, 상기 회전체(120)도 연동하여 1 회전하게 된다.For example, when the diameter W of the rotation locus of the rotary vane 110 is set to 30 m, the diameter R of the rotary body 120 is set to 30 m and the diameter of the rotor 131 The number of combinations of the magnet N pole and the S pole of the rotary wing 110 is set to 30, and when the rotary wing 110 makes one rotation, the rotary body 120 rotates together and makes one rotation.

그런데, 상기 회전체(120)의 직경(R)을 60m로 확장하고, 그 외측 둘레에 구비되는 회전자(131)의 마그넷 N극과 S극의 조합 수를 60개로 설정하게 되면, 상기 회전 날개부(110)가 1 회전하게 됨에 따라 상기 회전체(120)도 연동하여 1 회전하게 되더라도, 상기 회전자(131)는 마그넷 N극과 S극의 조합 수가 60개로 2배가 증대된 상태이므로, 실제로는 2 회전하는 증속의 효과를 얻을 수 있게 된다.If the diameter R of the rotating body 120 is extended to 60 m and the number of combinations of the magnet N and S poles of the rotor 131 provided on the outer periphery thereof is set to 60, Since the number of combinations of the magnet N pole and the S pole is doubled to 60 in the rotor 131 even if the rotating body 120 rotates by one rotation as the rotor 110 rotates once, It is possible to obtain the effect of the two-revolution speedup.

따라서, 본 발명에 의한 조류 발전장치(100)에 따르면, 상기 회전체(120)의 직경(R)을 상기 회전 날개부(110)의 회전 궤적의 직경(W) 보다 항상 크게 설정한 구성에 의해 상기 회전자(131)에 배치되는 마그넷(미도시)의 자극 수의 증가에 따른 증속 효과를 통하여 발전 용량의 증대를 매우 경제적이고 효율적으로 도모할 수 있게 된다.Therefore, according to the tidal power generation apparatus 100 of the present invention, the diameter R of the rotating body 120 is set to be larger than the diameter W of the rotation locus of the rotary vane 110 It is possible to economically and efficiently increase the power generation capacity by increasing the number of magnetic poles of the magnet (not shown) disposed in the rotor 131.

즉, 본 발명에 의한 조류 발전장치(100)에 따르면, 예컨대 주변 자연환경 상태에 따른 조류나 풍력 등의 세기(저속 또는 고속)에 의한 영향력을 고려하여 상기 회전 날개부(110)의 회전 궤적의 직경(W)을 최적 상태로 설계할 수 있는 동시에 그에 따른 상기 회전체(120)의 직경(R)을 최적 상태로 설계할 수 있는 토대를 제공할 수 있게 된다. 이러한 측면은 예를 들어 상대적으로 저속의 조류나 풍력 등이 밀어붙이는 힘(압력)을 최대한으로 효율적으로 이용할 수 있게 되므로, 기존 발전기에서와 같이 기어박스(증속기) 등을 배제한 단순한 구조의 설계가 가능하여 고장율을 낮출 수 있는 등의 장점으로 인해 자연력을 이용한 조류 발전장치의 경제성과 효율성을 매우 높일 수 있게 된다.That is, according to the tidal power generation apparatus 100 according to the present invention, it is possible to reduce the influence of the intensity of the tidal current or the wind force (low speed or high speed) on the rotational locus of the rotary vane 110 It is possible to provide a base in which the diameter W can be designed optimally and at the same time the diameter R of the rotating body 120 can be designed optimally. This aspect can be utilized to maximize the efficiency of pushing the relatively low-speed algae or wind power, for example, so that the design of a simple structure excluding a gear box (a gearbox) as in the conventional generator And the failure rate can be lowered as much as possible. Therefore, the economical efficiency and efficiency of the tidal power generation apparatus using the natural power can be greatly improved.

특히, 본 발명에 의한 조류 발전장치(100)에 따르면, 저속 발전방식을 취하는 조류 발전장치에 적용하게 될 경우, 상기 회전 날개부(110)의 회전 궤적의 직경(W)과 상기 회전체(120)의 직경(R)의 차이를 이용하여 회전체(120)에 구비되는 회전자(131)의 자극 수를 조절함으로써 원하는 속도의 효과를 얻을 수 있으므로, 낮은 유속에서도 경제적이고 효율적인 발전이 가능하게 된다.Particularly, according to the tidal power generation apparatus 100 according to the present invention, when applied to a tidal power generation system that takes a low speed power generation system, the diameter W of the rotation locus of the rotary vane 110, The effect of the desired speed can be obtained by controlling the number of the poles of the rotor 131 provided in the rotating body 120 by using the difference in the diameter R of the rotating body 120. Thus, .

그러나, 다른 한편으로는 상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 조류 발전장치(100)는 현실적으로 상기 회전체(120)의 직경(R)을 무한정 증대시키기가 어려운 것으로서, 대형화에 따른 중량이 증가하게 되는 단점을 가지게 된다.On the other hand, on the other hand, the tidal power generator 100 according to the present invention having the above-described structure is practically difficult to increase the diameter R of the rotating body 120 indefinitely, And the like.

따라서, 본 발명에 의한 조류 발전장치(100)는 상술한 바와 같은 회전체(120)의 대형화에 따라 중량이 증가하게 되는 구성적인 단점을 극복하기 위하여 상기 회전체(120)를 부력체로 형성한 점에 또 다른 구성적 특징이 있다.Therefore, in order to overcome the disadvantages of the structure in which the weight increases as the size of the rotating body 120 increases as described above, the bird's power generation apparatus 100 according to the present invention may be constructed such that the rotating body 120 is formed as a buoyant body There are other structural features.

또한, 본 발명에 의한 조류 발전장치(100)는 도 2 및 3에 예시해 보인 바와 같이 상기 회전체(120)에 부력를 제공하기 위한 액체(121)와, 상기 회전체(120)와 액체(121)를 수용하도록 상기 지지 유닛(140)에 지지되는 밀폐형 수조(122)를 더 포함하여 구성되는 점에 또 다른 특징이 있다.2 and 3, the alga power generation apparatus 100 according to the present invention includes a liquid 121 for providing buoyancy to the rotating body 120, (122) supported by the support unit (140) so as to receive the water from the water tank (120).

즉, 본 발명에 의한 조류 발전장치(100)는 상기 회전체(120)를 중공형의 부력체로 형성하고, 상기 지지 유닛(140)에 지지되도록 밀폐된 수조(122)에 충전된 액체(121)에 상기 회전체(120)를 띄워 부력을 받을 수 있도록 구성함으로써, 상기 회전체(120)의 대형화가 초래하는 중량 증가를 부력에 의해 최소화시킬 수 있다. 즉, 상기 회전체(120)의 대형화에 따른 중량 증가를 상대적으로 중화시켜 주는 작용효과를 얻어낼 수 있다. 이에 따라 상기 회전체(120)의 대형화에 의해 중량이 증가하더라도 그 회전체(120)를 회전시켜 주기 위한 힘이 비례적으로 증가하는 것을 최소화하여 상대적인 회전 중량을 감소시키는 작용효과에 의해 상기 회전 날개부(110)의 회전력을 최대한 효율적으로 이용할 수 있게 된다.That is, in the alga-power generator 100 according to the present invention, the rotating body 120 is formed as a hollow buoyant body, and the liquid 121 filled in the water tank 122, which is sealed to be supported by the supporting unit 140, The weight of the rotating body 120 caused by the enlargement of the rotating body 120 can be minimized by the buoyancy force. That is, it is possible to obtain an action effect that relatively neutralizes the weight increase due to the size increase of the rotating body 120. Accordingly, even if the weight of the rotating body 120 is increased due to the increase in weight, the relative rotational weight is reduced by minimizing the proportionally increasing force for rotating the rotating body 120, So that the rotational force of the unit 110 can be utilized as efficiently as possible.

따라서, 본 발명에 의한 조류 발전장치(100)는 상기 회전체(120)의 대형화를 통해 단순하고 용이하게 발전용량을 경제적이고 효율적으로 증대시킬 수 있는 장점을 가진다. 또한, 대형화되도록 제작된 회전체(120)가 부력에 의해 지지됨으로써, 회전체(120)의 가장자리가 처지는 것을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.Accordingly, the algae generator 100 according to the present invention has an advantage that the generation capacity can be easily and economically and efficiently increased through the enlargement of the rotating body 120. In addition, since the rotating body 120, which is made large in size, is supported by buoyancy, it is possible to effectively prevent sagging of the rotating body 120.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 회전체(120)의 저부와 상기 지지유닛(140)의 사이에는 베어링 등과 같은 미끄럼수단(미도시)이 적어도 하나 이상 개재되도록 구비되는 구성을 가질 수 있다. 이러한 구성에 따르면, 상기 회전체(120)가 미끄럼수단에 의하여 하중이 분산된 상태로 지지되므로 가장자리가 처지는 것을 효과적으로 방지할 수 있게 된다. 이 경우에는 상기 회전체(120)가 부력체로 이루어지지 않아도 무방할 것이다. 또한, 상기 미끄럼수단은 상기 회전체(120)와 상기 지지유닛(140)의 어느 하나에 설치될 수 있다.According to another aspect of the present invention, at least one sliding means (not shown) such as a bearing may be interposed between the bottom of the rotating body 120 and the supporting unit 140. According to such a configuration, since the rotating body 120 is supported in a state in which the load is dispersed by the sliding means, it is possible to effectively prevent sagging of the edge. In this case, the rotating body 120 may not be formed as a buoyant body. In addition, the sliding means may be installed in any one of the rotating body 120 and the supporting unit 140.

한편, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 조류 발전장치를 설명하기 위해 요부를 발췌하여 도시해 보인 도면으로서, 이를 참조하면 본 발명의 다른 실시예에 따른 조류 발전장치는 회전 날개부(110)에 의해 회전하는 회전체(120)와, 상기 회전체(120)의 회전력을 이용하여 전기를 생산하기 위한 발전 유닛(230) 및 상기 회전체(120)와 상기 발전 유닛(230)을 지지하여 주기 위한 지지 유닛(도 1의 부호 140 참조)을 포함하여 구성된다. 여기서, 앞서 도시된 도면의 참조부호와 동일한 참조부호는 동일 구성요소를 나타내는 것으로서, 그 구성요소들에 대한 상세한 설명은 생략한다.Referring to FIG. 4, a tidal power generator according to another embodiment of the present invention includes a rotary vane 110 A power generating unit 230 for generating electricity using the rotating force of the rotating body 120 and a power generating unit 230 for supporting the rotating body 120 and the power generating unit 230 (Refer to reference numeral 140 in Fig. 1). Here, the same reference numerals as those in the previous drawings denote the same elements, and a detailed description thereof will be omitted.

상기 발전 유닛(230)은 상기 회전체(120)의 주위에 환형상으로 배치되는 복수의 단위 발전기(231)와, 상기 회전체(120)의 회전력을 상기 각 단위 발전기(231)에 전달하도록 상기 회전체(120)와 상기 각 단위 발전기(231)의 사이에 구비되는 동력전달수단(240)을 포함하는 구성을 가진다.The power generator unit 230 includes a plurality of unit generators 231 arranged in an annular shape around the rotating body 120 and a plurality of unit generators 231 arranged to transmit the rotational force of the rotating body 120 to the unit generators 231 And power transmission means 240 provided between the rotating body 120 and each of the unit generators 231.

상기 단위 발전기(231)는 예를 들어 통상적인 풍력 발전기 등에 이용되는 것으로서, 도시되어 있지 않은 회전자와 고정자 및 증속을 위한 기어박스 등을 포함하여 이루어지는 공지공용의 발전기가 이용될 수 있다.The unit generator 231 is used for a typical wind turbine generator or the like, and a known generator including a rotor and a stator not shown and a gear box for acceleration can be used.

상기 동력전달수단(240)은 상기 회전체의 가장자리에 환형상으로 구비되는 구동 기어로서의 링기어(241)와, 그 링기어(241)에 치합되어 종동하도록 상기 지지 유닛(140)에 구비되는 복수의 종동 기어로서의 피니언(242)을 포함하는 구성을 가질 수 있다.The power transmission means 240 includes a ring gear 241 as a drive gear provided in an annular shape at the edge of the rotating body and a plurality of ring gears 241 provided to the support unit 140 so as to engage with the ring gear 241 And a pinion 242 serving as a driven gear of the planetary gear mechanism.

상기한 바와 같은 구성에 있어서, 상기 회전 날개부(110)의 회전 궤적의 직경(W)과 상기 회전체(120)의 직경(R)은 다음 식, The diameter W of the rotation locus of the rotary vane 110 and the diameter R of the rotary body 120 satisfy the following equations:

R ≤ WR? W

을 만족시키도록 이루어질 수 있다.Can be satisfied.

즉, 상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명의 다른 실시예에 의한 조류 발전장치에 따르면, 예를 들어 주변 자연환경 상태에 따른 조류나 풍력 등의 세기(저속 또는 고속)에 의한 영향력은 물론 기반시설의 설치환경을 고려하여 상기 회전체(120)의 직경(R)을 상기 회전 날개부(110)의 회전 궤적의 직경(W) 보다 항상 같거나 작게 설정할 필요가 있는 경우에 있어서, 상기 회전체(120)의 주위에 배치되는 단위 발전기(231)의 수량를 증가시켜 경제적이고 효율적으로 발전용량을 증대시킬 수 있도록 한 것이다.That is, according to the tidal power generation apparatus according to another embodiment of the present invention having the above-described configuration, for example, the influence due to the strength (low speed or high speed) When it is necessary to set the diameter R of the rotating body 120 to be equal to or smaller than the diameter W of the turning locus of the rotating vane 110 in consideration of the installation environment of the rotating body 110, The number of the unit generators 231 disposed around the power generator 120 is increased, thereby increasing the power generation capacity economically and efficiently.

한편, 도 5를 참조하면 상기 회전 날개부(110)는 다수의 격자 망 구조를 가지는 날개 프레임(111)과, 상기 날개 프레임(111)의 각 단위 격자 구조에 회동 가능한 상태로 구비되는 복수의 단위 날개(112)를 포함하는 구성을 가진다.5, the rotary wing 110 includes a wing frame 111 having a plurality of lattice structures, a plurality of units (not shown) provided in a state capable of rotating in a unit lattice structure of the wing frame 111, And a wing (112).

상기한 바와 같은 구성을 가지는 회전 날개부(110)는 본 출원인에 의해 출원된 대한민국 등록특허 제10-1206135호 및 제10-1281937호 공보에 그 기술적 구성과 작용효과가 상세하게 개시되어 있다.The rotary blade unit 110 having the above-described configuration is disclosed in detail in Korean Patent No. 10-1206135 and No. 10-1281937 filed by the applicant in the technical structure and operation effects thereof in detail.

따라서, 본 발명에 의한 조류 발전장치(100)의 회전 날개부(110)에 대한 기술적 구성과 작용효과에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.Therefore, a detailed description of the technical configuration and operational effects of the rotating blade 110 of the algae generator 100 according to the present invention will be omitted.

상기 지지 유닛(140)은 상기 회전체(120)와 상기 발전 유닛(130)을 고정된 상태로 지지하여 주기 위한 것으로서, 도 1을 참조하면 상기 회전체(120)와 상기 발전 유닛(130)을 각각 지지하기 위한 제 1 부력체(141) 및 제 2 부력체(142)와, 상기 제 1부력체(141)와 제 2 부력체(142)를 각각 홀딩시켜 주기 위한 복수의 와이어(143)와, 그 와이어(143)를 지중에 고정시켜 주기 위한 앵커 부재(144)를 포함하는 구성을 가질 수 있다.1, the support unit 140 supports the rotating body 120 and the power generation unit 130 in a fixed state. The support body 140 supports the rotating body 120 and the power generation unit 130, A plurality of wires 143 for holding the first buoyant body 141 and the second buoyant body 142, respectively, for holding the first buoyant body 141 and the second buoyant body 142, And an anchor member 144 for fixing the wire 143 to the ground.

상기 제 1부력체(141)와 제 2 부력체(142)는 도 1에 예시된 바와 같이 원반형 또는 비행접시 형태의 중공체로 형성될 수 있으며, 상기 제 1 부력체(141)는 상기 회전 날개부(110)를 상방에서 지지하여 부력을 제공하도록 배치되고, 상기 제 2 부력체(142)는 상기 회전체(120)를 중공부에 수용한 상태로 지지하여 부력을 제공하는 동시에 그 보호를 위한 하우징의 역할과 기능을 수행하도록 구비되는 것이 바람직하다.The first buoyant body 141 and the second buoyant body 142 may be formed as a disk or a flying saucer hollow body as illustrated in FIG. 1, And the second buoyant body (142) is arranged to support the rotating body (120) in a state of being accommodated in the hollow portion to provide buoyancy, and at the same time, And to perform the functions and functions of the "

본 발명의 다른 측면에 따르면, 발전장치의 유지보수의 편의를 위하여 상기 회전체(120)가 수면위에 드러난 상기 제 1 부력체(141)에 수용될 수도 있다.According to another aspect of the present invention, the rotating body 120 may be accommodated in the first buoyant body 141 exposed on the water surface for convenience of maintenance of the power generation device.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 제 1부력체(141)와 제 2 부력체(142)를 모두 잠수시켜 본 발명에 의한 조류 발전장치(100)가 수중에 계류된 상태에서 발전하도록 구성할 수 있다. 이 경우에는 수면위로 오가는 선박의 통행을 방해하지 아니하는 이점이 있다.According to another aspect of the present invention, the first buoyant body 141 and the second buoyant body 142 are both submerged so that the bird's power generation apparatus 100 according to the present invention is constructed so as to be developed in a state of being moored in water . In this case, there is an advantage that it does not interfere with the passage of the ship over the surface of the water.

본 발명에 의한 조류 발전장치(100)에 있어서, 상기 지지 유닛(140)은 본 출원인에 의해 출원된 대한민국 등록특허 제10-1206135호 공보에 그 기술적 구성과 작용효과가 상세하게 개시되어 있다.In the alga power generation apparatus 100 according to the present invention, the support unit 140 is disclosed in detail in Korean Patent No. 10-1206135 filed by the present applicant, and its technical structure and operation effects are described in detail.

상기 제 1부력체(141) 위로 솟구치도록 기존의 회전날개부(110)에 연동하여 회전하는 풍력날개부(미도시)를 하나 더 구비하면 풍력 발전을 겸할 수 있다. 여기에서 풍력날개부에는 R ＞ W의 조건이 적용되지 아니한다.(Not shown) that rotates in conjunction with the conventional rotary vane 110 so as to rise above the first buoyant body 141 can also serve as a wind power generator. Here, the condition of R> W does not apply to wind turbine blades.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 조류 발전장치(100)에 따르면, 해저에 설치되어 조류 발전용으로 이용할 수 있는 것으로서, 상기 회전 날개부(110)가 조류나 풍력에 의해 회전하게 되면, 상기 회전체(120)가 연동하여 회전 운동하게 된다. 이에 따라 상기 회전체(120)의 주위에 마련된 상기 발전 유닛(130)의 회전자와 고정자 및 상기 발전 유닛(230)의 단위 발전기(231)에 의해 공지된 발전과정을 거치며 전기를 생산하도록 동작하게 된다. According to the tidal power generation apparatus 100 of the present invention having the above-described configuration, the tidal power generation unit 100 can be installed on the seabed and can be used for tidal current generation. When the rotary vane unit 110 is rotated by alga or wind, The rotating body 120 is rotated in conjunction with the rotation. Accordingly, the generator and the stator of the power generation unit 130 provided around the rotating body 120 and the unit generator 231 of the power generation unit 230 operate to generate electricity through a power generation process known in the art do.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 의해 한정되지 않으며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변형 실시예가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It is to be understood that various modifications may be made, and such modifications are intended to fall within the scope of the appended claims.

110 : 회전 날개부 120 : 회전체
130 : 발전 유닛 131 : 회전자
132 : 고정자 140 : 지지 유닛
141: 제 1 부력체 142 : 제 2 부력체
143 : 와이어 144 : 앵커 부재
230 : 발전유닛 231 : 발전기
240 : 동력전달수단 241 : 링기어
242 : 피니언110: rotating blade 120: rotating body
130: power generation unit 131: rotor
132: stator 140: support unit
141: first buoyant body 142: second buoyant body
143: wire 144: anchor member
230: power generation unit 231: generator
240: Power transmission means 241: Ring gear
242: Pinion

Claims (9)

회전 날개부에 의해 회전하는 회전체와, 상기 회전체의 회전력을 이용하여 전기를 생산하기 위한 발전 유닛 및 상기 회전체와 상기 발전 유닛을 지지하여 주기 위한 지지 유닛을 포함하는 조류 발전장치에 있어서,
상기 발전 유닛은 상기 회전체의 가장자리에 구비되는 회전자와, 그 회전자에 대응하도록 상기 지지 유닛에 구비되는 고정자를 포함하여 이루어지며,
상기 회전 날개부의 회전 궤적의 직경(W)과 상기 회전체의 직경(R)은 다음 식, R ＞ W 을 만족시키도록 이루어진 것을 특징으로 하는 조류 발전장치.And a support unit for supporting the rotating body and the power generating unit. The tidal power generating apparatus according to claim 1, wherein the power generating unit comprises:
Wherein the power generation unit includes a rotor provided at an edge of the rotating body and a stator provided in the supporting unit to correspond to the rotor,
Wherein a diameter (W) of a rotational locus of the rotating blade and a diameter (R) of the rotating body satisfy the following formula, R > W. 제 1 항에 있어서,
상기 발전 유닛은 상기 회전체의 주위에 환형상으로 배치되는 복수의 단위 발전기와, 상기 회전체의 회전력을 상기 각 단위 발전기에 전달하도록 상기 회전체와 상기 각 단위 발전기 사이에 구비되는 동력전달수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 조류 발전장치.The method according to claim 1,
Wherein the power generation unit includes a plurality of unit generators arranged in an annular shape around the rotating body and power transmission means provided between the rotating body and each of the unit generators to transmit the rotational force of the rotating body to each of the unit generators And a control unit for controlling the operation of the tidal generator. 제 2 항에 있어서,
상기 동력전달수단은 상기 회전체의 가장자리에 환형상으로 구비되는 구동 기어와, 그 구동 기어에 치합되어 종동하도록 상기 지지 유닛에 구비되는 복수의 종동 기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 조류 발전장치.3. The method of claim 2,
Wherein the power transmitting means includes a driving gear provided in an annular shape at an edge of the rotating body and a plurality of driven gears provided in the supporting unit so as to engage with the driving gear. 제 1 항 내지 제 3 항의 어느 한 항에 있어서,
상기 회전 날개부와 상기 회전체는 동축상으로 나란하게 배치되어 연동하여 회전하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 조류 발전장치.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the rotary vane portion and the rotary body are arranged so as to be coaxially arranged in parallel and to rotate in conjunction with each other. 제 1 항 내지 제 3 항의 어느 한 항에 있어서,
상기 회전체는 부력체로 이루어지며, 상기 회전체에 부력를 제공하기 위한 액체와, 상기 회전체와 액체를 수용하기 위한 수조를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조류 발전장치.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the rotating body is made of a buoyant body and further comprises a liquid for providing buoyancy to the rotating body and a water tank for containing the rotating body and the liquid. 제 1 항 내지 제 3 항의 어느 한 항에 있어서,
상기 회전체와 상기 지지 유닛의 사이에 미끄럼수단이 개재되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 조류 발전장치.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein a slidable means is interposed between the rotating body and the support unit. 제 1 항 내지 제 3 항의 어느 한 항에 있어서,
상기 회전 날개부는 다수의 격자 망으로 이루어진 날개 프레임과, 상기 날개 프레임의 각 단위 격자에 회동 가능한 상태로 구비되는 복수의 단위 날개를 포함하는 것을 특징으로 조류 발전장치.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the rotary wing portion includes a wing frame composed of a plurality of grid meshes and a plurality of unit wings provided so as to be rotatable in each unit grid of the wing frame. 제 1 항 내지 제 3 항의 어느 한 항에 있어서,
상기 지지 유닛은 상기 회전 날개부와 상기 회전체 및 상기 발전 유닛을 부상된 상태로 지지하기 위한 부력체로 이루어진 것을 특징으로 조류 발전장치.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the support unit comprises a buoyant body for supporting the rotary vane part, the rotary body, and the power generation unit in a floating state. 제 3 항에 있어서,
상기 회전 날개부의 회전 궤적의 직경(W)과 상기 회전체의 직경(R)은 다음 식, R ≤ W 을 만족시키도록 이루어진 것을 특징으로 하는 조류 발전장치.The method of claim 3,
Wherein the diameter (W) of the rotational locus of the rotating blade and the diameter (R) of the rotating body satisfy the following formula: R? W.
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