KR20150143376A - 파력 발전기를 구비한 해양경계 표시등 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 바다에서 파도에 의한 기울어짐과 흔들림을 최소화한 상태를 유지하여 파고의 에너지를 최대한의 크기로 확보하여 발전에 응용하므로 발전 효율을 최대로 높이고 발전된 전기를 충전장치에 충전시켜 표시등에 공급하며 해양에서의 경계영역을 표시하는 해양경계 표시등에 공급하므로 장기간 안정적으로 동작되도록 하는 파력 발전기를 구비한 해양경계 표시등에 관한 것으로 물 속에 반잠수 상태로 설치되며 기울어짐과 흔들림이 없고 직립의 고정 상태가 유지되며 전달되는 상하 운동에너지로 전기를 발전하여 발광유닛부에 동작전원으로 공급하는 발전본체부, 발전본체부에 상하 유동상태로 설치되며 물의 표면부에서 발생된 파력 에너지를 상하 운동에너지로 변환하고 발전에너지원으로 사용되도록 상기 발전본체부에 전달하는 파력생성부 및 발전본체부의 기울어짐과 흔들림이 최소가 되는 무게 중심점에 연결되고 수중의 바닥에 안착되는 앵커부를 포함하는 특징에 의하여 파고가 낮은 작은 크기의 너울성 파도 속에서도 안정적으로 발전하는 효과가 있다.

Description

파력 발전기를 구비한 해양경계 표시등{Lamp of marin guard with wave power generator}
본 발명은 파력 발전기를 구비한 해양경계 표시등에 관한 것으로 더욱 상세하게는 바다에서 파도에 의한 기울어짐과 흔들림을 최소화한 상태를 유지하여 파고의 에너지를 최대한의 크기로 확보하여 발전에 응용하므로 발전 효율을 최대로 높이고 발전된 전기를 충전장치에 충전시켜 표시등에 공급하며 해양에서의 경계영역을 표시하는 해양경계 표시등에 공급하므로 장기간 안정적으로 동작되도록 하는 파력 발전기를 구비한 해양경계 표시등에 관한 것이다.
넓은 바다 또는 해양에서는 위치확인의 기준이 되는 물체 또는 표시가 없으므로 기준위치 확인이 매우 어려우며 이러한 문제를 일부 해결하는 것이 부표 또는 브이(buoy) 또는 해양표시를 이용하는 방식이다.
한편, 해양(바다)는 바람, 중력 등에 의하여 파도의 크기(높이)에 차이가 있지만 언제 어느 때 이던지 파도가 항상 존재하며 파도에 의한 에너지(파력)은 인류가 무한정 무상으로 확보할 수 있는 장점이 있는 미래의 친환경적 에너지 자원 중에 하나이다.
바다에서 기준위치 표시를 목적으로 하는 부표를 해양표식 부표라고도 하며, 해양표식 부표는 닻을 이용하고 일정한 위치에 고정 상태로 설치되고 표식 부분이 해수면 위에 부양된 상태로 설치되어 선박의 안전한 항해를 돕는 항로를 표시하거나 해저의 암초나 구조물, 침몰선, 어구 등을 포함하는 수중 물체의 위치를 시각적으로 표시하고 또한, 선박 계류용 닻 으로도 사용되며 각종 신호의 중계장치, 안전항해를 위한 기준위치정보 제공장치, 위성항법 정보 제공장치, 통신 장치 등이 포함되어 설치될 수도 있다.
해양영역 또는 해양경계위치 표식(표시) 장치는 일기가 흐리거나 안개가 있거나 파도가 높거나 먹구름 등에 의하여 주변이 어둑하거나 야간과 같이 빛이 없는 경우에는 육안으로 설치 위치를 확인하기 매우 어려운 것이 일반적이다.
해양경계 표시장치가 주변환경이 변화하는 경우에도 육안으로 용이하게 확인되도록 하기 위하여 불빛이 발생되는 등(lamp)이 구비된 것을 해양경계등이라고 하며 램프(등)의 에너지원으로 배터리를 사용하는 것이 일반적이다.
이러한 해양경계등은 국가별 영역표시(영역 경계), 어선의 통제선 표시, 해양 안전유도등, 해양의 환경제원 산출을 위한 통신장비 등으로 사용하며 다른용도로의 응용 및 활용가능성이 비교적 매우 높다.
특히, 우리나라의 경우 서해안이 중국과 어업영역 마찰로 분쟁이 빈번하게 발생하고 있으며 이러한 문제 해결을 위하여 해양경계등을 사용하면 경계를 위한 인력과 경제적인 소모를 줄일 수 있는 장점이 있다.
그러나 해양경계등의 램프 동작을 위한 에너지원으로 사용되는 배터리는 수명이 제한적이므로 관리자에 의하여 배터리가 주기적으로 교체되어야 하는 번거로운 문제가 있다.
한편, 해양의 파고가 높거나 비바람이 심한 날에는 관리자의 안전을 위하여 배터리 교체 작업이 중단되므로 설치된 배터리의 용량을 늘리게 됨에 따른 여러 가지 부가시설 증가 및 유지관리 비용이 상승되는 문제가 있으며 유지관리 비용을 줄이기 위한 방편으로 자가발전 장치를 구비한 해양 표시등(해양 경계등)을 개발할 필요가 있게 되었다.
이러한 문제를 일부 해결한 종래기술로 대한민국 특허 등록번호 제10-1318261호(2013.10.08.)에 의한 “항로표시용 등부표”가 있다.
도 1 은 종래기술의 일 실시 예에 의한 것으로 해양경계 표시등의 구성을 설명하는 기능 사시도 이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 태양전지판(21)에서 발생된 전기를 충전부(100)에 저장하고, 충전부(100)로부터 전원을 공급받는 엘이디모듈(31)은 발생된 빛을 수평유지수단(33)에 의하여 흔들림 없이 반사판(35)으로 출력하며 반사판(35)은 빛신호의 일부를 수평방향(측방)으로 나머지 일부의 빛신호는 상방으로 전달하는 구성이다.
종래기술은 파도가 항상 존재하는 해양에서 부표 어셈블리(10)가 수직설치 상태를 일정하게 유지하는 경우에만 수평방향으로 빛신호를 전달할 수 있다.
그러나 종래기술에 의한 부표 어셈블리(10)는 해양에서 항상 존재하는 파도의 영향으로부터 수직방향 설치 상태를 일정하게 유지하기 매우 어려운 문제가 있고 또한, 태양전지판(21)은 구름, 안개, 눈, 비, 야간에는 발전하지 못하는 문제가 있었다.
따라서 해양의 파도 영향으로부터 수직 설치 상태를 항상 일정하게 유지하고 항상 존재하는 파도를 이용하여 언제든지 많은 양으로 발전된 전기 에너지원을 안정적으로 공급하도록 하는 기술의 개발 필요가 있다.
대한민국 특허 등록번호 제10-1318261호(2013. 10. 08.) “항로표시용 등부표”
상기와 같은 종래 기술의 문제점과 필요성을 해소하기 위하여 안출한 본 발명은 항상 존재하는 해양의 파도 속에서 해양경계 표시등이 수직상태와 설치된 위치를 일정하게 유지하도록 하는 파력 발전기를 구비한 해양경계 표시등을 제공하는 것이 그 목적이다.
또한, 본 발명은 해양에서 항상 존재하는 파도의 에너지(파력)를 이용하므로 무상의 에너지원을 안정적으로 확보하고 공급하는 파력 발전기를 구비한 해양경계 표시등을 제공하는 것이 그 목적이다.
그리고 본 발명은 파도의 에너지를 최대한 이용하여 발전에 응용하므로 작은 크기의 파도 속에서도 안정적으로 발전하는 파력 발전기를 구비한 해양경계 표시등을 제공하는 것이 그 목적이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명의 파력 발전기를 구비한 해양경계 표시등은 물 속에 반잠수 상태로 설치되며 기울어짐과 흔들림이 없고 직립의 고정 상태가 유지되며 전달되는 상하 운동에너지로 전기를 발전하여 발광유닛부에 동작전원으로 공급하는 발전본체부; 상기 발전본체부에 상하 유동상태로 설치되며 물의 표면부에서 발생된 파력 에너지를 상하 운동에너지로 변환하고 발전에너지원으로 사용되도록 상기 발전본체부에 전달하는 파력생성부; 및 상기 발전본체부의 기울어짐과 흔들림이 최소가 되는 무게 중심점에 연결되고 수중의 바닥에 안착되는 앵커부; 를 포함한다.
상기 발전본체부는 상기 발전본체부의 전체 중량이 물속에서 떠 있을 수 있는 부력을 생성하며 상하 방향으로 길이가 긴 통 형상을 하는 본체부력형성부; 상기 본체부력형성부의 양쪽 측면을 각각 지지하여 고정상태로 설치하는 한쌍의 골격기둥부; 상기 본체부력형성부와 상기 골격기둥부의 하단에 설치되어 고정상태로 지지하는 고정설치부; 상기 고정설치부의 하단에 상기 골격기둥부와 직각방향으로 고정 설치되고 원반형상을 하며 상기 발전본체부의 상하 이동과 기울어짐과 흔들림을 억제하는 안정유지판부; 상기 안정유지판부의 중심 하단에 막대 형상의 상측 끝단부가 상기 골격기둥부와 일직선 상태로 고정 설치되고 상기 발전본체부의 기울어짐과 흔들림이 최소가 되는 상기 발전본체부의 무게 중심점을 형성하는 무게중심연결부; 및 상기 무게중심연결부의 하측 끝단부에 고정 설치되어 상기 발전본체부가 물 속에서 직립 상태를 유지하도록 무게추가 구비되는 직립유지무게추부; 를 포함한다.
상기 파력생성부는 상기 발전본체부의 물 밖에 위치한 골격기둥부와 대응되는 면에 유동상태로 설치되며 내측 벽면에 랙기어부를 형성하고 한쌍으로 이루어지는 랙기어기둥부; 및 상기 랙기어기둥부의 하측 단부를 중앙부에 형성된 관통홀에 고정 설치하고 상기 발전본체부의 물 밖에 위치한 골격기둥부의 외측 면에 유동상태로 설치되며 물 위에 뜨면서 상기 랙기어기둥부에 부력을 전달하는 파력수집부; 를 포함한다.
상기 발전본체부는 상기 골격기둥부의 어느 하나의 상단에 상기 골격기둥부의 길이 방향과 직각되는 방향으로 돌출되어 고정 설치되는 수평브라켓부; 상기 수평브라켓부의 상측면에 설치되고 입력되는 운동에너지로 전기를 생성하는 발전부와 무선수신되어 저장된 좌표정보를 무선방송하는 좌표방송부와 무선수신되어 저장된 경계영역 정보를 무선방송하는 경계영역방송부와 재난통신 무선주파수 대역으로 긴급무선통신 신호를 송수신하는 재난무선통신부와 전체운용을 제어하며 감시하는 해양경계제어부를 내부에 구비하고 장착하는 파력발전운용유닛부; 상기 파력발전운용유닛부의 상측 일부분에 설치되며 상기 파력발전운용유닛부가 발전한 전기를 충전으로 저장하고 방전으로 출력하는 충방전배터리부; 상기 파력발전운용유닛부의 상측 일부분에 고정되며 상기 좌표방송부, 경계영역방송부, 재난무선통신부에 각각 연결 설치되어 해당 신호를 각각 무선으로 송신과 수신하는 3개 이상 다수의 안테나유닛부; 상기 파력발전운용유닛부의 상측 일부분에 수직방향으로 고정 설치되며 기둥형상을 하는 깃대봉부; 상기 깃대봉부의 상부 끝단에 고정 설치되고 상기 해양경계제어부의 해당 제어에 의하여 상기 충방전배터리부로부터 동작전원을 공급받아 빛 신호를 출력하는 발광유닛부; 및 상기 깃대봉부의 상측 일부분에 고정 설치되고 상기 해양경계제어부의 해당 제어에 의하여 주변을 칼라 이미지의 영상으로 촬영하는 감시카메라부; 를 포함한다.
상기 발전본체부는 상기 파력발전운용유닛부를 구성하는 발전부의 축에 연결되고 상기 랙기어부에 기어 접속되며 상기 랙기어기둥부의 상승과 하강에 의한 직선 운동에너지를 일방향으로 회전하는 회전운동에너지로 변환하는 피니언기어모듈부; 및 상기 파력생성부가 상기 골격기둥부를 상측방향으로 이탈하여 분리되지 못하도록 차단하면서 상기 수평브라켓부의 하중을 하측면에서 지지하는 이탈방지하중받침턱; 을 더 포함한다.
상기 파력생성부는 상기 랙기어기둥부의 한쌍으로 이루어지는 상측 끝단부분에 각각 나사로 고정 설치되어 한쌍으로 이루어지는 상기 랙기어기둥부의 상측 끝단부분을 연결시키며 상기 파력생성부가 상기 골격기둥부를 하측방향으로 이동 거리를 제한하는 상부덮개판; 을 더 포함한다.
상기와 같은 구성의 본 발명은 해양에 항상 존재하는 파도 속에서 해양경계 표시등이 수직상태와 설치된 위치가 항상 일정하게 유지되는 장점이 있다.
또한, 상기와 같은 구성의 본 발명은 해양에서 항상 존재하는 파도의 에너지(파력)를 이용하므로 무상의 에너지원을 안정적으로 확보하는 장점이 있다.
그리고 상기와 같은 구성의 본 발명은 파도의 에너지를 최대한 이용하여 발전에 응용하므로 파고가 낮은 작은 크기의 너울성 파도 속에서도 안정적으로 발전하는 장점이 있다.
도 1 은 종래기술의 일 실시 예에 의한 것으로 해양경계 표시등의 구성을 설명하는 기능 사시도,
도 2 는 본 발명의 일 실시 예에 의한 것으로 파력 발전기를 구비한 해양경계 표시등의 구성을 설명하는 조립상태 사시도,
도 3 은 본 발명의 일 실시 예에 의한 것으로 파력발생부의 구성을 설명하는 사시도,
그리고
도 4 는 본 발명의 일 실시 예에 의한 것으로 발전본체부와 앵커부의 구성을 설명하는 사시도 이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하의 설명에서 원통, 원형, 구형의 형상을 기준으로 설명하였으나 필요에 의하여 다각형 또는 다각형상으로 이루어질 수 있다.
도 2 는 본 발명의 일 실시 예에 의한 것으로 파력 발전기를 구비한 해양경계 표시등의 구성을 설명하는 조립상태 사시도 이고, 도 3 은 본 발명의 일 실시 예에 의한 것으로 파력발생부의 구성을 설명하는 사시도 이며, 도 4 는 본 발명의 일 실시 예에 의한 것으로 발전본체부와 앵커부의 구성을 설명하는 사시도 이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 파력 발전기를 구비한 해양경계 표시등(900)은 발전본체부(1000), 파력발생부(2000), 앵커부(3000)를 포함하는 구성이다.
발전본체부(1000)는 물 속에 반잠수 상태로 설치되며 기울어짐과 흔들림이 없고 직립의 고정 상태가 유지되며 전달되는 상하방향 직선 운동에너지로 전기를 발전하여 발광유닛부(1120)에 동작전원으로 공급한다.
발전본체부(1000)는 본체부력형성부(1010), 골격기둥부(1020), 고정설치부(1030), 안정유지판부(1040), 무게중심연결부(1050), 직립유지무게추부(1060), 수평브라켓부(1070), 파력발전운용유닛부(1080), 충방전배터리부(1090), 안테나유닛부(1100), 깃대봉부(1110), 발광유닛부(1120), 감시카메라부(1130), 피니언기어모듈부(1140), 이탈방지하중받침턱(1150)을 포함하는 구성이다.
본체부력형성부(1010)는 발전본체부(1000)의 전체 중량이 물 속에서 반잠수 상태로 떠 있을 수 있는 부력을 생성하고 밀폐된 구성이다.
즉, 본체부력형성부(1010)는 제어(조작)에 의하여 밀폐 상태가 유지되고 내부에 공기가 충진된 구성이다.
본체부력형성부(1010)의 밀폐된 내부에 충진된 공기는 일반 공기보다 가벼운 헬륨, 질소, 수소, 네온, 에탄, 메탄, 암모니아, LNG 가스 중 선택된 어느 하나 또는 혼합되어 이상화학반응이 일어나지 않는 어느 하나 이상의 가스가 충진되어 작은 체적으로 높은 부력을 확보할 수도 있다.
본체부력형성부(1010)는 상하 방향으로 길이가 긴 통 형상을 하고 방식성이 높은 금속재질로 이루어지는 것이 바람직하지만 부력을 더욱 높이기 위하여 일반적으로 알 수 있는 가벼운 재질, 플라스틱류, 합성고무류 등이 사용되는 공기주머니로 이루어질 수도 있고 이러한 재질이 사용되는 경우 본체부력형성부(1010)를 골격기둥부(1020)에 고정상태로 설치시키는 구성은 당업자에 의하여 알거나 예상할 수 있으므로 구체적인 설명을 생략하기로 한다.
골격기둥부(1020)는 한 쌍으로 이루어지며, 본체부력형성부(1010)의 대응되는 양쪽 측면을 각각 지지하여 고정상태로 설치하면서 외부의 물리적 충격 등으로부터 보호하고, 발전본체부(1000)의 기본 골격을 형성한다.
골격기둥부(1020)는 본체부력형성부(1010)가 금속재료로 이루어지는 경우 용접 또는 나사체결 방식 등으로 고정 설치시킬 수 있으나 플라스틱류 재료, 천연 또는 합성고무류 재료 등으로 이루어지는 경우 공기주머니 형태가 파손되지 않는 구조를 이용하여 고정 설치함은 당연하다.
고정설치부(1030)는 본체부력형성부(1010)와 한쌍으로 이루어지는 골격기둥부(1020)의 하단에 설치되어 각각을 고정상태로 설치하고 움직이지 못하도록 지지한다. 고정설치부(1030)는 높이가 비교적 낮은 원통 상자 형상이 바람직하고 내부에 밀폐된 공기주머니가 형성되어 부력을 생성시킬 수 있다.
안정유지판부(1040)는 고정설치부(1030)의 하단에 골격기둥부(1020)의 길이 방향과 직각방향으로 고정 설치되고 원반형상을 한다.
안정유지판부(1040)는 수중에 설치되어 발전본체부(1000)의 상하 이동과 기울어짐과 흔들림을 억제한다.
한편, 안정유지판부(1040)의 경우에도 내부에 밀폐된 공기주머니를 형성하여 부력을 생성하도록 구성한다.
본체부력형성부(1010)와 고정설치부(1030)와 안정유지판부(1040)는 파력 발전기를 구비한 해양경계 표시등(900)이 필요로 하는 전체 부력을 서로 분담하는 구조이고 형상은 변경될 수 있다.
안정유지판부(1040)는 물리학적으로 작용과 반작용 이론에 의하여 물 속(수중)에서 일정한 위치를 유지하도록 하는 구성이므로 지름이 클수록 좋으나, 반복된 실험에 의하여 골격기둥부의 길이 값의 1/2 값을 반지름 값으로 하는 것이 바람직하다. 상기 1/2 이상의 값을 반지름 값으로 하는 경우 발전본체부(1000)의 상하 이동과 기울어짐과 흔들림을 억제하는 효과가 커진 면적에 비하여 크지 않고, 1/2 이하의 값을 반지름 값으로 하는 경우는 발전본체부(1000)의 상하 이동과 기울어짐과 흔들림이 비교적 크게 발생하는 것이 관찰되었다.
즉, 안정유지판부(1040)에 의하여 파력수집부(2020)와의 거리 편차를 최대값이 되도록 할 수 있는 장점이 있다.
또한, 안정유지판부(1040)가 중량체를 구비하여 중심을 잡는 추 기능을 할 수 있음은 매우 당연하다.
이러한 경우, 일 실시 예로, 무게중심연결부(1050)와 직립유지무게추부(1060)를 구성하지 않을 수 있으며, 앵커부(3000)는 안정유지판부(1040)의 중심부분에 연결 고정 설치되어야 함은 매우 당연하다.
무게중심연결부(1050)는 안정유지판부(1040)의 중심 하단에 막대 형상의 상측 끝단부가 골격기둥부(1020)와 일직선 상태로 고정 설치되고 발전본체부(1000)의 기울어짐과 흔들림이 최소가 되는 발전본체부(1000)의 무게 중심점을 일부분에 형성한다.
발전본체부(1000)는 상하 방향으로 길이를 형성하므로 일측 또는 일부분에 진동, 충격 등이 인가되면 진동 또는 흔들림이 발생되어 전체적으로 전달되게 되며, 일반적으로 이러한 진동 또는 흔들림이 양쪽 끝단 부분에서 최대가 될 수 있으며 중간의 어느 한 부분에서는 진동이 없거나 최소가 될 수 있고 이러한 부분 또는위치를 무게 중심점이라고 한다.
발전본체부(1000)에서는 진동이 최소가 되는 무게 중심점을 무게중심연결부(1050)의 어느 한 부분에 형성되도록 설계하고 구성하는 것으로 설명하며, 무게중심점에는 닷줄고리(1052)가 하나 이상 구비된다.
직립유지무게추부(1060)는 무게중심연결부(1050)의 하측 끝단부에 고정 설치되어 발전본체부(1000)가 물 속(수중)에서 직립 상태를 유지하도록 하는 무게추가 구성된다. 직립유지무게추부(1060)는 금속류, 시멘트류, 돌 등 중에서 어느 하나 또는 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있고, 구체 형상으로 도시하고 있으나 다각체 형상을 할 수도 있다.
수평브라켓부(1070)는 한쌍으로 이루어지는 골격기둥부(1020)의 어느 하나의 상단 부분에 골격기둥부(1020)의 길이 방향과 직각되는 방향으로 돌출되어 고정 설치된다.
파력발전운용유닛부(1080)는 수평브라켓부(1070)의 상측면에 설치되고 인가되는 상하 방향의 직선 운동에너지로 전기를 생성하는 발전부와 무선수신되어 저장된 좌표정보(위치정보, GPS 정보 포함)를 지정된 무선 주파수 대역으로 무선방송하는 좌표방송부와 무선수신되어 저장된 경계영역 정보를 지정된 무선 주파수 대역으로 무선방송하는 경계영역방송부와 재난통신 무선주파수 대역으로 긴급무선통신 신호를 송수신하는 재난무선통신부와 파력 발전기를 구비한 해양경계 표시등(900)의 전체운용을 제어하며 감시하는 해양경계제어부를 내부에 각각 구비하고 고정상태로 장착한다. 좌표방송부는 지피에스 수신부를 포함할 수 있다. 파력발전운용유닛부(1080)는 주변의 온도, 습도, 기압, 풍속, 풍향 등이 포함되는 기상을 관측하는 기상관측부를 더 구비할 수 있다
여기서 지정된 무선 주파수 대역과 재난통신 무선주파수 대역은 선박 항해와 관련되어 일반적으로 할당되고 알 수 있는 무선 주파수 대역인 것으로 설명한다.
충방전배터리부(1090)는 파력발전운용유닛부(1080)의 상측 일부분에 설치되며 파력발전운용유닛부(1080)를 구성하는 발전부가 발전한 전기를 충전으로 저장하고 방전으로 출력하는 2차 전지로 이루어진다. 2차 전지는 알 수 있는 모든 종류가 사용될 수 있다.
안테나유닛부(1100)는 파력발전운용유닛부(1080)의 상측 일부분에 고정되며 좌표방송부, 경계영역방송부, 재난무선통신부에 각각 연결 설치되어 해당 무선 신호를 각각 송신과 수신하는 구성으로 3 개 이상 다수로 이루어지고, 공간 다이버시티(diversity) 안테나 형식으로 구성될 수 있다.
깃대봉부(1110)는 파력발전운용유닛부(1080)의 상측 일부분에 수직방향으로 고정 설치되며 기둥형상을 한다.
발광유닛부(1120)는 깃대봉부(1110)의 상부 끝단에 고정 설치되고 해양경계제어부의 해당 제어에 의하여 충방전배터리부(1090)로부터 동작전원을 공급받아 빛 신호를 출력한다.
출력되는 빛 신호는 해양경계제어부의 해당 제어에 의하여 주기적인 점멸 신호, 불규칙한 점멸신호, 연속발광 신호, 잭색 신호, 녹색신호, 백색신호, 다수의 색상이 규칙적 또는 불규칙적으로 선택 발광되는 신호, 모르스 부호가 포함된 빛 신호 중 어느 하나 또는 어느 하나 이상가 혼합되어 출력될 수 있고, 주간과 야간을 구별하여 각각 다르게 출력되도록 할 수 있다.
감시카메라부(1130)는 깃대봉부(1110)의 상측 일부분에 고정 설치되고 해양경계제어부의 해당 제어 신호에 의하여 주변을 칼라 이미지의 영상으로 촬영하여 해양경계제어부에 제공한다.
해양경계제어부는 촬영된 영상신호를 할당된 메모리 영역에 정해진 주기 단위로 저장하고 지정된 상대방과 무선접속하여 배치 형식으로 저장된 신호를 일괄 전송하거나 실시간으로 전송할 수 있다.
피니언기어모듈부(1140)는 파력발전운용유닛부(1080)를 구성하는 발전부의 축에 연결되고 랙기어부(2012)에 기어 접속되며 랙기어기둥부(2010)의 상승과 하강에 의한 양방향 직선이동 운동에너지를 일방향으로 회전하는 회전운동에너지로 변환한다. 양방향 직선이동 운동에너지를 일방향으로 회전하는 회전운동에너지로 변환하는 구성은 자전거의 페달 부분에 적용되는 구성과 유사하므로 구체적인 설명을 생략하기로 한다.
피니언기어모듈부(1140)는 톱니가 본체부력형성부(1010)의 측면보다 돌출되도록 구성되기 위하여 본체부력형성부(1010)의 해당 폭 길이 값 보다 큰 값의 지름값을 갖는다.
한편, 필요에 의하여 피니언기어모듈부(1140)는 파력생성부(2000)가 상방향으로 이동하는 경우 일측 랙기어기둥부(2010)에 형성된 랙기어부(2012)에 접속되어 해당 방향으로 회전하고, 파력생성부(2000)가 하방향으로 이동하는 경우 타측 랙기어기둥부(2010)에 형성된 랙기어부(2012)에 접속되어 해당 방향으로 회전할 수 있도록 유동기어 방식으로 구성될 수 있다. 이러한 유동기어에 대하여는 잘 알려져 있으므로 구체적인 설명을 생략한다.
이탈방지하중받침턱(1150)은 파력생성부(2000)가 골격기둥부(1020)의 상측방향으로 이탈하여 분리되지 못하도록 차단하면서 수평브라켓부(1070)의 하중을 하측면에서 지지하고, 하나 또는 하나 이상의 다수로 구성된다.
파력생성부(2000)는 발전본체부(1000)에 상하 방향 직선 유동(이동)상태로 설치되며 물의 표면부에서 발생된 파력 에너지를 상하 방향의 직선 운동에너지로 변환하고 발전에너지원으로 사용되도록 발전본체부(1000)의 피니언기어모듈부(1140)에 전달한다.
파력 에너지는 수면위에서 발생하는 파도 또는 너울 에너지를 의미하는 것으로 설명한다.
파력생성부(2000)는 파도 또는 너울 에너지에 의하여 상하 방향으로 직선운동하므로 파도 에너지를 수집한다.
파력생성부(2000)는 랙기어기둥부(2010), 파력수집부(2020), 고정브라켓부(2030), 상부덮개판(2040)을 포함하는 구성이다.
랙기어기둥부(2010)는 발전본체부(1000)의 물 밖에 위치한 골격기둥부(1020)와 대응되는 면에 상하 방향 유동(이동)상태로 설치되며 내측 벽면에 랙기어부를 형성하고 한쌍으로 이루어진다.
파력수집부(2020)는 내부가 비어 있거나 공기가 채워진 금속체 형상이며, 랙기어기둥부(2010)의 하측 단부를 중앙부에 형성된 관통홀에 고정 설치하고 발전본체부(1000)의 물 밖에 위치한 골격기둥부(1020)의 대응되는 외측 면에 상하방향 직선 유동(이동)상태로 설치되며 물 위에 뜨면서 랙기어기둥부(2010)가 포함된 파력생성부(2000)에 부력을 전달한다.
파력수집부(2020)의 비어있는 내부에 충진되는 공기는 일반적인 공기보다 가벼운 가스류로 충진될 수 있다.
고정브라켓부(2030)는 파력수집부(2020)의 상측면에 고정설치되어 한쌍의 랙기어기둥부(2010)와 파력수집부(2020)를 고정상태로 지지하고 설치한다.
상부덮개판(2040)은 한쌍으로 이루어지고 대응되게 설치되는 랙기어기둥부(2010)의 상측 끝단부분에 각각 나사(2042)로 고정 설치된다.
상부덮개판(2040)은 한쌍으로 이루어지고 마주보도록 대응되는 위치에 설치된 랙기어기둥부(2010)의 상측 끝단부분을 연결 고정시켜 기계적으로 한쌍의 랙기어기둥부(2010) 사이 거리가 균일하게 유지되도록 하며, 파력생성부(2000)가 골격기둥부(1020)를 하측방향으로 제한된 길이 만큼 이동하도록 하거나 하측 방향으로 이탈하여 분리되지 못하도록 차단한다.
앵커부(3000)는 앵커(3010), 앵커닷줄(3020)를 포함하는 구성이다.
앵커(3010)는 선박이 해상에서 정박하는 경우 조류 등에 의하여 이동하지 못하도록 고정시키는 구성이며, 해저에 닿거나 바다 깊숙이 위치하도록 무거운 금속체, 돌덩어리 등으로 이루어지는 것이 일반적이며, 형상에 대하여는 잘 알려져 있으므로 구체적인 설명을 생략한다.
앵커닷줄(3020)는 앵커(3010)와 발전본체부(1000)의 무게중심부에 구비된 닷줄고리(1052)를 연결하는 구성으로 금속체인 또는 질긴 밧줄 등으로 이루어진다.
발진본체부(1000)는 넓은 표면적을 갖는 안정유지판부(1040)에 의하여 상하 이동, 흔들림, 기울어짐이 최소화되고 직립유지무게추부(1060)에 의하여 물 속에서 수직 상태가 유지되어, 파도의 파고에 따라 발진본체부(1000)가 상하이동, 흔들림, 기울어짐이 발생되지 않고 고정된 상태이면서 직립 상태가 유지된다.
한편, 파력생성부(2000)는 파도에 의하여 발생된 부력으로 상하 방향의 직선운동을 한다.
그러므로 파력생성부(2000)는 수중에서 제자리를 지키는 발전본체부(1000)를 따라 최대 크기로 상하 방향 직선 이동하여 너울성 파도에서도 안정적으로 발전하는 장점이 있다.
상기와 같은 구성은 해양에 항상 존재하는 파도 속에서 해양경계 표시등이 수직상태와 설치된 위치가 항상 일정하게 유지하고, 파도의 에너지(파력)를 이용하므로 무상의 에너지원을 안정적으로 확보하며, 파고가 낮은 작은 크기의 너울성 파도 속에서도 안정적으로 발전하는 장점이 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체 예에 대해서 상세히 설명하였지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
900 : 파력 발전기를 구비한 해양경계 표시등
1000 : 발전본체부 1010 : 본체부력형성부
1020 : 골격기둥부 1030 : 고정설치부
1040 : 안정유지판부 1050 : 무게중심연결부
1060 : 직립유지무게추부 1070 : 수평브라켓부
1080 : 파력발전운용유닛부 1090 : 충방전배터리부
1100 : 안테나유닛부 1110 : 깃대봉부
1120 : 발광유닛부 1130 : 감시카메라부
1140 : 피니언기어모듈부 1150 : 이탈방지하중받침턱
2000 : 파력생성부 2010 : 랙기어기둥부
2020 : 파력수집부 2030 : 고정브라켓부
2040 : 상부덮개판 3000 : 앵커부
3010 : 앵커 3020 : 앵커닷줄

Claims (7)

  1. 물 속에 반잠수 상태로 설치되며 기울어짐과 흔들림이 없고 직립의 고정 상태가 유지되며 전달되는 상하 운동에너지로 전기를 발전하여 발광유닛부에 동작전원으로 공급하는 발전본체부;
    상기 발전본체부에 상하 유동상태로 설치되며 물의 표면부에서 발생된 파력 에너지를 상하 운동에너지로 변환하고 발전에너지원으로 사용되도록 상기 발전본체부에 전달하는 파력생성부; 및
    상기 발전본체부의 기울어짐과 흔들림이 최소가 되는 무게 중심점에 연결되고 수중의 바닥에 안착되는 앵커부; 를 포함하는 파력 발전기를 구비한 해양경계 표시등.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 발전본체부는
    상기 발전본체부의 전체 중량이 물속에서 떠 있을 수 있는 부력을 생성하며 상하 방향으로 길이가 긴 통 형상을 하는 본체부력형성부;
    상기 본체부력형성부의 양쪽 측면을 각각 지지하여 고정상태로 설치하는 한쌍의 골격기둥부;
    상기 골격기둥부의 하단에 상기 골격기둥부와 직각방향으로 고정 설치되고 원반형상을 하며 상기 발전본체부의 상하 이동과 기울어짐과 흔들림을 억제하는 안정유지판부; 를 포함하는 파력 발전기를 구비한 해양경계 표시등.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 안정유지판부의 중심 하단에 막대 형상의 상측 끝단부가 상기 골격기둥부와 일직선 상태로 고정 설치되고 상기 발전본체부의 기울어짐과 흔들림이 최소가 되는 상기 발전본체부의 무게 중심점을 형성하는 무게중심연결부; 및
    상기 무게중심연결부의 하측 끝단부에 고정 설치되어 상기 발전본체부가 물 속에서 직립 상태를 유지하도록 무게추가 구비되는 직립유지무게추부; 를 더 포함하는 파력 발전기를 구비한 해양경계 표시등.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 파력생성부는
    상기 발전본체부의 물 밖에 위치한 골격기둥부와 대응되는 면에 유동상태로 설치되며 내측 벽면에 랙기어부를 형성하고 한쌍으로 이루어지는 랙기어기둥부; 및
    상기 랙기어기둥부의 하측 단부를 중앙부에 형성된 관통홀에 고정 설치하고 상기 발전본체부의 물 밖에 위치한 골격기둥부의 외측 면에 유동상태로 설치되며 물 위에 뜨면서 상기 랙기어기둥부에 부력을 전달하는 파력수집부; 를 포함하는 파력 발전기를 구비한 해양경계 표시등.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 발전본체부는
    상기 골격기둥부의 어느 하나의 상단에 상기 골격기둥부의 길이 방향과 직각되는 방향으로 돌출되어 고정 설치되는 수평브라켓부;
    상기 수평브라켓부의 상측면에 설치되고 입력되는 운동에너지로 전기를 생성하는 발전부와 무선수신되어 저장된 좌표정보를 무선방송하는 좌표방송부와 무선수신되어 저장된 경계영역 정보를 무선방송하는 경계영역방송부와 재난통신 무선주파수 대역으로 긴급무선통신 신호를 송수신하는 재난무선통신부와 전체운용을 제어하며 감시하는 해양경계제어부를 내부에 구비하고 장착하는 파력발전운용유닛부;
    상기 파력발전운용유닛부의 상측 일부분에 설치되며 상기 파력발전운용유닛부가 발전한 전기를 충전으로 저장하고 방전으로 출력하는 충방전배터리부;
    상기 파력발전운용유닛부의 상측 일부분에 고정되며 상기 좌표방송부, 경계영역방송부, 재난무선통신부에 각각 연결 설치되어 해당 신호를 각각 무선으로 송신과 수신하는 3개 이상 다수의 안테나유닛부;
    상기 파력발전운용유닛부의 상측 일부분에 수직방향으로 고정 설치되며 기둥형상을 하는 깃대봉부;
    상기 깃대봉부의 상부 끝단에 고정 설치되고 상기 해양경계제어부의 해당 제어에 의하여 상기 충방전배터리부로부터 동작전원을 공급받아 빛 신호를 출력하는 발광유닛부; 및
    상기 깃대봉부의 상측 일부분에 고정 설치되고 상기 해양경계제어부의 해당 제어에 의하여 주변을 칼라 이미지의 영상으로 촬영하는 감시카메라부; 를 포함하는 파력 발전기를 구비한 해양경계 표시등.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 발전본체부는
    상기 파력발전운용유닛부를 구성하는 발전부의 축에 연결되고 상기 랙기어부에 기어 접속되며 상기 랙기어기둥부의 상승과 하강에 의한 직선 운동에너지를 일방향으로 회전하는 회전운동에너지로 변환하는 피니언기어모듈부; 및
    상기 파력생성부가 상기 골격기둥부를 상측방향으로 이탈하여 분리되지 못하도록 차단하면서 상기 수평브라켓부의 하중을 하측면에서 지지하는 이탈방지하중받침턱; 을 더 포함하는 파력 발전기를 구비한 해양경계 표시등.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 파력생성부는
    상기 랙기어기둥부의 한쌍으로 이루어지는 상측 끝단부분에 각각 나사로 고정 설치되어 한쌍으로 이루어지는 상기 랙기어기둥부의 상측 끝단부분을 연결시키며 상기 파력생성부가 상기 골격기둥부를 하측방향으로 이동 거리를 제한하는 상부덮개판; 을 더 포함하는 파력 발전기를 구비한 해양경계 표시등.

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