KR20150142651A

KR20150142651A - 파력발전장치를 구비한 해양경계등

Info

Publication number: KR20150142651A
Application number: KR1020150165800A
Authority: KR
Inventors: 정민시
Original assignee: 정민시
Priority date: 2015-11-25
Filing date: 2015-11-25
Publication date: 2015-12-22
Also published as: KR101661456B1

Abstract

본 발명은 부력체가 구동축을 회전시킬 수 있는 자체의 하중을 갖고 있는 상태에서 부력체에 고 중량의 동력변환수단이 탑재되지 않고, 탑재 플레이트에 탑재되어 있어서, 파고가 작아도 발전을 용이하게 수행할 수 있고, 그리고 무한궤도형 동력전환장치가 해저면에 닻을 내린 닻줄에 고정되어 침수된 베이스 부력체 중앙에 탑재된 원기둥 형상의 가이드 부력체에 장착되어 있기 때문에, 파력의 부하를 완화시켜 상기 무한궤도형 동력전환장기가 받게 되어, 장시간 손상 없이 파력을 이용하여 발전시킬 수 있는 파력발전장치를 구비한 해양경계등에 관한 것이다.

Description

파력발전장치를 구비한 해양경계등{ocean boundary light provided with wave power generation}

본 발명은 중력과 부력을 이용한 파력발전장치를 구비한 해양경계등에 관한 것이다.

해양경계등에 구비된 파력발전장치는 파도의 힘을 이용해 발전을 하는 장치로서, 파도의 에너지를 직접 기구의 운동에너지로 변환하여 에너지를 회수하는 장치이다.

통상의 파력발전장치는 파도에 의해 승강하는 부유체, 부유체의 승강운동을 회전운동으로 변환시켜 발전시키는 동력변환수단을 구비한다. 상기 개시된 파력발전장치는 부유체 간의 상대운동에 의해 야기된 왕복운동을 랙과 피니온 기구를 이용하여 발전기의 축을 회전시키는 것으로 되어 있다.

하지만, 상기 파력발전장치는 피니온의 일방향 회전시에만 발전기의 축에 동력을 전달하고 타방향 회전시에는 발전기의 축에 동력을 전달하지 못하여 발전효율이 낮다고 하는 문제를 가진다.

이러한 문제를 해결하기 위해 한국등록특허 제10-1078529호에 개시된 랙과 피니온 기구를 이용하는 것이 고려될 수 있지만, 상기 랙과 피니온 기구는 평행하게 배치된 2개의 랙과 상기 2개의 랙 각각에 치합하는 2개의 피니온을 발전기의 축에 외접시켜, 하나의 피니온은 2개의 랙 중 하나의 랙이 위로 이동할 때만 동력을 전달하게 하고, 다른 하나의 피니온은 다른 하나의 랙이 아래로 이동할 때만 동력을 전달하게 하는 구조로 되어 있지만, 부력체에 고 중량의 동력변환수단이 탑재되어 있어서, 파고가 작으면 부력체 위에 탑재된 동력변환수단인 랙가 피니온기구의 중량 때문에 승강하지 못하여 발전을 하지 못하는 경우가 발생되는 문제를 가진다.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 수면 위에 배치된 구동풀리를 해양구조물에 회전가능하게 장착하고 수중에 배치된 종동풀리를 해양구조물에 회전가능하게 장착하고 그리고 무한궤도운동하게 구동풀리와 종동풀리에 줄을 감은 상태에서 수면 부근의 줄부위에 부력체를 장착하여서 파고에 따른 부력체의 승강운동에 의해 회전하는 구동풀리를 이용하여 발전시킬 수 있지만, 수중에 배치되어 해양구조물에 회전가능하게 고정된 종동풀리와 이 종동풀리에 감긴 줄에, 파력에 의해 요동하고 있는 부력체의 부하가 반복적으로 그리고 주기적으로 전달되어, 동력변환장치가 쉽게 파손된다고 하는 문제점을 야기한다.

본 발명은, 상기된 문제점을 해결하는 것에 과제를 가진다.

본 발명은, 파고에 따라 부력체가 승강하는 운동을 회전운동으로 변환하는 무한궤도형 동력전환부, 및 상기 무한궤도형 동력전환부에서 발생한 회전을 이용하여 발전하는 발전부를 포함하고, 상기 무한궤도형 동력전환부는, 해저면에 닻을 내린 닻줄에 고정되어 침수된 베이스 저항체 중앙에 하단이 고정되고 타단이 연직방향으로 뻗어 수면 위로 돌출되어 경계등을 탑재하고 있는 가이드 지주; 상기 가이드 지주에 회전가능하게 장착된 구동축; 상기 구동축에 고정적으로 외접된 구동부; 상기 가이드 지주의 상부에서 아래로 일정 간격 이격된 상기 가이드 지주의 부위에 회전가능하게 장착되어 수중에 배치된 아이들부; 상기 구동부와 상기 아이들부에 감긴 무한궤도형 동력전달부; 상기 베이스 저항체의 중앙 밑에 고정된 중량체; 및 수면부근에 위치된 상기 무한궤도형 동력전달부의 일부분에 고정되어 상기 가이드 지주의 길이방향으로 이동가능한 부력체를 포함하고, 상기 베이스 저항체는 상기 부력체가 파력에 의해 상기 베이스 저항체에 대하여 상대적으로 승강하게 수중에서 버틸 수 있는 저항체로서의 부력을 갖는 파력발전장치를 구비한 해양경계등에 의해 상기 과제를 해결할 수 있다.

본 발명은 부력체가 구동축을 회전시킬 수 있는 자체의 하중을 갖고 있는 상태에서 부력체에 고 중량의 동력변환수단이 탑재되지 않고, 탑재 플레이트에 탑재되어 있어서, 파고가 작아도 발전을 용이하게 수행할 수 있고, 그리고 무한궤도형 동력전환장치가 해저면에 닻을 내린 닻줄에 고정되어 침수된 베이스 부력체 중앙에 탑재된 가이드 지주에 장착되어 있기 때문에, 파력의 부하를 완화시켜 상기 무한궤도형 동력전환장기가 받게 되어, 장시간 손상 없이 파력을 이용하여 발전시킬 수 있는 파력발전장치를 구비한 해양경계등을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 실시예의 파력발전장치를 구비한 해양경계등을 도시한 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 다른 실시예의 파력발전장치를 구비한 해양경계등을 도시한 사시도.

이하, 본 발명에 따른 실시예의 파력발전장치가 도 1을 참조하여 상세히 설명될 것이다.

도 1에는 해저면에 닻을 내린 닻줄에 고정되어 수면에 떠있는 해양경계등이 부호 100으로 지시되어 있다.

상기 해양경계등(100)에 구비된 파력발전장치는 파고에 따라 부력체가 승강하는 운동을 회전운동으로 변환하는 무한궤도형 동력전환부, 상기 무한궤도형 동력전환부에서 발생한 회전력을 이용하여 발전하는 발전부를 포함하고 있다.

상기 무한궤도형 동력전환부는, 도 1에 도시된 바와 같이, 경계등이 탑재되고 그리고 선택적으로 통신장비나 카메라가 탑재되어 수면 위에 배치된 탑재 플레이트(12); 해저면에 닻을 내린 닻줄에 고정되어 침수된 베이스 저항체(1) 중앙에 하단이 고정되고 타단이 연직방향으로 뻗어 수면 위로 돌출된 원기둥 형상의 가이드 지주(10); 상기 가이드 지주(10)의 윗면에 고정된 탑재 플레이트(12)의 윗면에 회전가능하게 장착된 구동축(20); 상기 구동축(20)에 고정적으로 외접되어 있는 풀리나 스프로킷과 같은 구동부(21: 도 1에는 풀리로 도시됨); 상기 탑재 플레이트(12)에서 밑으로 일정 간격 이격된 상기 가이드 부력체(10)의 부위에 상기 구동축(20)과 평행한 축선을 중심으로 회전가능하게 장착되어 수중에 배치된 풀리나 스프로킷과 같은 아이들부(50: 도 1에는 풀리로 도시됨); 상기 구동부(21) 및 상기 아이들부(50)에 감아 걸린 벨트, 줄(로프 또는 와이어) 또는 체인과 같은 무한궤도형 동력전달부(60: 도 1에는 로프로 도시됨); 상기 베이스 저항체(1)의 중앙 밑에 일단이 고정되어 연직방향으로 뻗은 봉(71)의 타단에 장착된 중량체(70); 및 수면부근에 위치된 상기 무한궤도형 동력절달부(60)의 일부분에 고정되어 상기 가이드 부력체(10)의 길이방향으로 이동가능하게 상기 가이드 부력체(10)에 외접되고, 상기 베이스 저항체(1)의 부력 및 중량과 상이한 부력과 중량을 가진 부력체(80)를 포함하고 있다.

상기 발전부(40)는 상기 구동축(20)에 결합되어 구동축(20)의 회전력을 이용하여 발전하는 공지된 장치이다.

또한, 상기 무한궤도형 동력전달부(60)는 상기 탑재플레이트(12)에서 파력에 의해 이탈되는 것을 방기하기 위해 상기 탑재플레이트(12)에 마련된 한 쌍의 이탈방지부(61)를 관통하여 뻗어 있다.

또한, 도 1에서 아이들부(50) 및 구동부(21)가 풀리 대신에 스프로킷인 경우에는, 본 발명자에 의해 특허출원되어 계류 중인 한국특허출원 제10-2015-0153062호의 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 무한궤도형 동력전달부(60)인 줄에 상기 스프로킷이 걸음될 수 있는 복수개의 걸림부가 상기 스프로킷의 이빨 피치에 맞는 간격을 두고서 구비될 수도 있다.

또한, 상기 부력체(80)가 도 1에서 트랙의 궤적을 갖고 무한궤도 운동하는 상기 무한궤도형 동력전달부(60)의 하나의 직선궤적부위와 다른 하나의 직선궤적부를 에워싸서 하나의 직선궤적부위에 고정되고 다른 하나의 직선궤적부위를 관통하는 관통하는 것으로 설명되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 트랙의 궤적을 갖고 무한궤도 운동하는 상기 무한궤도형 동력전달부(60)의 하나의 직선궤적부위만을 에워싸서 이 직선궤적부위에 고정되어 있는 상태에서 상기 가이드 지주(10)의 둘레 일부분에 외접될 수도 있다.

또한, 상기 부력체(80)는 상기 구동축(20)를 회전시킬 수 있는 부력과 중량을 갖도록 설계되어 있고, 상기 베이스 저항체(1)는 상기 부력체(80)가 파력에 의해 상기 베이스 저항체(1)에 대하여 상대적으로 승강운동하게 수중에서 버틸 수 있는 저항체로서의 부력을 갖도록 설계되어 있고, 그리고 상기 중량체(70)는 상기 가이드 지주(10)이 기립상태를 유지시킬 수 있는 중량과 상기 베이스 저항체(1)에 대한 이격 거리를 갖도록 설계되어 있다. 이를 위해 상기 부력체(80), 상기 베이스 저항체(1) 및 상기 중량체(70)는 내부에 빈공간이 마련되어 이 빈공간에 공기나 액체를 선택적으로 주입할 수 있는 구조를 가질 수 있다.

또한, 상기 실시예에서 상기 탑재 플레이트(12)가 상기 가이드 지주(10)의 윗면에 탑재된 것으로 설명되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 상기 탑재플레이트(12)를 배제하고, 상기 가이드 지주(10)의 윗면에 바로 구동축(20), 구동부(21), 발전부, 경계등, 통신장비나 카메라 등이 바로 탑재될 수도 있거나 또는 상기 가이드 지주(10) 속에 구동축(20), 구동부(21), 발전부를 내장시키고, 경계등, 통신장비나 카메라 등이 상기 가이드 지주(10)의 윗면에 바로 탑재될 수도 있다.

상기와 같이 구성된 파력발전장치에서는, 수면에 위치된 부력체(80)와 수중에 위치된 베이스 저항체(1)가 파력에 의해 상기 베이스 저항체(1)에 대하여 상대적으로 상기 부력체(80)를 승강운동시키게 수중에서 버틸 수 있는 저항체로서의 부력을 갖도록 설계되어 있기 때문에, 파고에 따라 이들이 상대적으로 운동하게 되어 상기 부력체(80)가 자체의 부력과 자체의 중량에 의해 상기 베이스 저항체(1)에 대하여 승강하게 되고, 이에 의해 구동축(20)은 회전하게 되어, 발전부(40)가 이 회전력을 전달받아 발전하게 된다.

상기 실시예의 파력발전장치는 부력체(80)가 구동축(20)을 회전시킬 수 있는 부력과 하중을 갖고 있는 상태에서 상기 부력체(80)에 고 중량의 동력변환수단이 탑재되지 않고, 탑재 플레이트(12)에 탑재되어 있어서, 파고가 작아도 발전을 용이하게 수행할 수 있고, 그리고 무한궤도형 동력변환장치의 일부가 수면 위에 배치되어 3차원적으로 자유로운 가이드 지주(10)에 장착되고, 상기 무한궤도형 동력변환장치의 다른 일부가 수중에 배치되어 3차원적으로 자유로운 상기 가이드 지주(10)에 장착되어 있기 때문에, 파력의 부하를 완화시켜 상기 무한궤도형 동력변환장기가 받게 되어, 장시간 손상 없이 파력을 이용하여 발전시킬 수 있다.

또한, 상기 실시예에서는 수심이 깊은 경우에 파력발전장치의 베이스 저항체(1)가 해저면에 닻을 내린 닻줄에 고정되어 침수된 것으로 설명되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 수심이 얕은 경우에는 상기 베이스 저항체(1), 중량체(70), 및 닻을 내린 닻줄을 배제하고 도시되지 않은 해양구조물에 바로 가이드 지주(10)가 고정될 수도 있다.

또한, 상기 실시예에서 상기 아이들부(50)에 감아 걸린 무한궤도형 동력전달부(60)가 벨트, 줄(로프 또는 와이어) 또는 체인이 될 수 있다고 설명되어 있으며, 이 중에서 상기 부력체(80)가 3차원적으로 파력에 의해 부하를 받기 때문에 로프 또는 와이어와 같은 줄이 바람직하다.

또한, 무한궤도형 동력전달부(60)가 상기 구동부(21)와 상기 아이들부(50)에 감아 걸어진 것으로 설명되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 이이들부(50)를 배제하고, 무한궤도형 동력전달부(60)의 일단에 무게추(90)를 매달고, 무한궤도형 동력전달부(60)의 타단을 상기 베이스 저항체(1)를 관통하여 위로 뻗게 한 다음 상기 구동부(21)에 감아 걸어서 아래로 뻗게 하여 상기 부력체(80)를 매달아도 된다.

이때에도, 또한, 상기 부력체(80)는 상기 구동축(20)를 회전시킬 수 있는 부력과 중량을 갖도록 설계되어 있고, 상기 베이스 저항체(1)는 상기 부력체(80)가 파력에 의해 상기 베이스 저항체(1)에 대하여 상대적으로 승강운동하게 수중에서 버틸 수 있는 저항체로서의 부력을 갖도록 설계되어 있고, 상기 중량체(70)는 상기 가이드 지주(10)이 기립상태를 유지시킬 수 있는 중량과 상기 베이스 저항체(1)에 대한 이격 거리를 갖도록 설계되어 있고, 그리고 상기 무게추(90)는 상기 부력체(80)가 부력과 무게에 의해 승강 가능하게 하면서, 무한궤도형 동력전달부(60)인 줄이 긴장상태를 유지하게 하는 무게와 부력을 갖도록 설계되어 있다.

따라서, 상기 무게추(90)도 내부에 빈공간이 마련되어 이 빈공간에 공기나 액체를 선택적으로 주입할 수 있는 구조를 가질 수 있다.

또한, 실시예들에서 상기 무한궤도형 동력전달부(60)가 줄인 경우에 구동부(21)와 아이들부(50)에 1번 감긴 것으로 도시되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 파력에 의해 상기 구동부(21)와 상기 아이들부(50)에서 줄이 이탈되는 것을 방지하기 위해, 상기 구동부(21)와 상기 아이들부(50)에 상기 줄이 1회 이상 감길 수 있다.

10; 가이드 지주, 20; 구동축, 40; 발전부, 50; 아이들부, 60; 동력전달부, 70; 중량체, 80; 부력체

Claims

파고에 따라 부력체가 승강하는 운동을 회전운동으로 변환하는 무한궤도형 동력전환부, 및
상기 무한궤도형 동력전환부에서 발생한 회전을 이용하여 발전하는 발전부를 포함하고,
상기 무한궤도형 동력전환부는,
해저면에 닻을 내린 닻줄에 고정되어 침수된 베이스 저항체(1) 중앙에 하단이 고정되고 타단이 연직방향으로 뻗어 수면 위로 돌출되어 경계등을 탑재하고 있는 가이드 지주(10);
상기 가이드 지주(10)에 회전가능하게 장착된 구동축(20);
상기 구동축(20)에 고정적으로 외접된 구동부(21);
상기 가이드 지주(10)의 상부에서 아래로 일정 간격 이격된 상기 가이드 지주(10)의 부위에 회전가능하게 장착되어 수중에 배치된 아이들부(50);
상기 구동부(21)와 상기 아이들부(50)에 감긴 무한궤도형 동력전달부(60);
상기 베이스 저항체(1)의 중앙 밑에 고정된 중량체(70); 및
수면부근에 위치된 상기 무한궤도형 동력전달부(60)의 일부분에 고정되어 상기 가이드 지주(10)의 길이방향으로 이동가능한 부력체(80)를 포함하고,
상기 베이스 저항체(1)는 상기 부력체(80)가 파력에 의해 상기 베이스 저항체(1)에 대하여 상대적으로 승강하게 수중에서 버틸 수 있는 저항체로서의 부력을 갖는 것을 특징으로 하는 파력발전장치를 구비한 해양경계등.
파력발전장치를 구비한 해양경계등에 있어서,
파고에 따라 부력체가 승강하는 운동을 회전운동으로 변환하는 무한궤도형 동력전환부, 및
상기 무한궤도형 동력전환부에서 발생한 회전을 이용하여 발전하는 발전부를 포함하고,
상기 무한궤도형 동력전환부는,
해저면에 닻을 내린 닻줄에 고정되어 침수된 베이스 저항체(1) 중앙에 하단이 고정되고 타단이 연직방향으로 뻗어 수면 위로 돌출되어 경계등을 탑재하고 있는 가이드 지주(10);
상기 가이드 지주(10)에 회전가능하게 장착된 구동축(20);
상기 구동축(20)에 고정적으로 외접된 구동부(21);
상기 베이스 저항체(1)에서 아래로 일정 간격 이격되어 수중에 배치된 무게추(90);
수면부근에 위치되어 상기 가이드 지주(10)의 길이방향으로 이동가능한 부력체(80);
상기 베이스 저항체(1)의 중앙 밑에 고정된 중량체(70); 및
일단이 상기 무게추(90)에 고정되고 타단이 상기 베이스 저항체(1)를 관통하여 위로 뻗게 한 다음 상기 구동부(21)에 감아 걸어서 아래로 뻗게 하여 상기 부력체(80)에 고정된 무한궤도형 동력전달부(60)를 포함하고,
상기 베이스 저항체(1)는 상기 부력체(80)가 파력에 의해 상기 베이스 저항체(1)에 대하여 상대적으로 승강하게 수중에서 버틸 수 있는 저항체로서의 부력을 갖는 것을 특징으로 하는 파력발전장치를 구비한 해양경계등.
파고에 따라 부력체가 승강하는 운동을 회전운동으로 변환하는 무한궤도형 동력전환부, 및
상기 무한궤도형 동력전환부에서 발생한 회전을 이용하여 발전하는 발전부를 포함하고,
상기 무한궤도형 동력전환부는,
해양구조물에 고정되어 침수된 베이스 저항체(1) 중앙에 하단이 고정되고 타단이 연직방향으로 뻗어 수면 위로 돌출되어 경계등을 탑재하고 있는 가이드 지주(10);
상기 가이드 지주(10)에 회전가능하게 장착된 구동축(20);
상기 구동축(20)에 고정적으로 외접된 구동부(21);
상기 가이드 지주(10)의 상부에서 아래로 일정 간격 이격된 상기 가이드 지주(10)의 부위에 회전가능하게 장착되어 수중에 배치된 아이들부(50);
상기 구동부(21)와 상기 아이들부(50)에 감긴 무한궤도형 동력전달부(60); 및
수면부근에 위치된 상기 무한궤도형 동력전달부(60)의 일부분에 고정되어 상기 가이드 지주(10)의 길이방향으로 이동가능한 부력체(80)를 포함하는 것을 특징으로 하는 파력발전장치를 구비한 해양경계등.
파력발전장치를 구비한 해양경계등에 있어서,
파고에 따라 부력체가 승강하는 운동을 회전운동으로 변환하는 무한궤도형 동력전환부, 및
상기 무한궤도형 동력전환부에서 발생한 회전을 이용하여 발전하는 발전부를 포함하고,
상기 무한궤도형 동력전환부는,
해양구조물에 고정되어 침수된 베이스 저항체(1) 중앙에 하단이 고정되고 타단이 연직방향으로 뻗어 수면 위로 돌출되어 경계등을 탑재하고 있는 가이드 지주(10);
상기 가이드 지주(10)에 회전가능하게 장착된 구동축(20);
상기 구동축(20)에 고정적으로 외접된 구동부(21);
상기 베이스 저항체(1)에서 아래로 일정 간격 이격되어 수중에 배치된 무게추(90);
수면부근에 위치되어 상기 가이드 지주(10)의 길이방향으로 이동가능한 부력체(80); 및
일단이 상기 무게추(90)에 고정되고 타단이 상기 베이스 저항체(1)를 관통하여 위로 뻗게 한 다음 상기 구동부(21)에 감아 걸어서 아래로 뻗게 하여 상기 부력체(80)에 고정된 무한궤도형 동력전달부(60)를 포함하는 것을 특징으로 하는 파력발전장치를 구비한 해양경계등.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 중량체(70)는 상기 가이드 부력체(10)가 기립상태를 유지시킬 수 있는 중량과 상기 베이스 부력체(1)에 대한 이격 거리를 갖는 것을 특징으로 하는 파력발전장치를 구비한 해양경계등.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 부력체(80)는 상기 가이드 지주(10)에 접촉되어 상기 가이드 지주(10)를 따라 이동하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 파력발전장치를 구비한 해양경계등.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 부력체(80)는 상기 구동축(20)를 회전시킬 수 있는 부력과 중량을 갖도록, 내부에 빈공간이 마련되어 이 빈공간에 공기나 액체를 선택적으로 주입할 수 있는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 파력발전장치를 구비한 해양경계등.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 무한궤도형 동력전달부(60)는 로프 또는 와이어로 되어서, 상기 구동부(21)에 1회 이상 감진 것을 특징으로 하는 파력발전장치를 구비한 해양경계등.