KR20170044461A - 해수의 유동을 이용하는 조류 발전 장치 - Google Patents

해수의 유동을 이용하는 조류 발전 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 해수의 유동을 이용하는 조류 발전 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 해저에서 해저면의 하부 방향으로 형성되며 소정의 경사각을 갖는 제1유입수로; 상기 제1유입수로와 반대 방향에 형성되며, 상기 제1유입수로와 대응되는 제2유입수로; 상기 제2유입수로의 하부에 형성되고, 상기 제1유입수로를 통해 유입된 해수가 배출되며, 소정의 경사각을 갖는 제1배출수로; 상기 제1유입수로의 하부에 형성되며, 상기 제1배출수로와 대응되는 제2배출수로; 상기 제1유입수로를 통해 유입되어 상기 제1배출수로로 배출되는 해수 및 상기 제2유입수로를 통해 유입되어 상기 제2배출수로로 배출되는 해수에 의해 회전되는 회전터빈; 및 상기 회전터빈의 회전력을 전력으로 변환시키는 발전수단으로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 해수가 배출되는 제1배출수로 및 제2배출수로가 갖는 경사각 보다 해수가 유입되는 제1유입수로 및 제2유입수로의 경가각이 큰 경사로 이루어지므로써, 해수의 유입이 빠르게 이루어져 회전터빈의 회전에 의한 발전 효율이 향상될 수 있는 장점이 있다.

Description

해수의 유동을 이용하는 조류 발전 장치{TIDE POWER GENERATION APPARATUS USING THE FLOW OF SEAWATER}
본 발명은 해수의 유동을 이용하는 조류 발전 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 해수의 유동을 이용하여 전기에너지를 발생시키는 조류 발전 장치에 관한 것이다.
최근 에너지 문제가 심각해지고, 친환경 문제까지 대두되면서 원자력 발전이나 화력 발전 외에 자연환경을 이용한 풍력 발전 및 태양광 발전 등에 대한 관심이 집중되고 있다.
자연환경을 이용하여 전기에너지를 발생시키는 발전 시설은 화석 연료와 같은 소비적인 에너지 자원이 아닌 풍력, 조력, 태양열 및 지열 등 사실상 영구적인 자연환경의 힘을 이용하기 때문에 지구 자원 절감 차원에서도 바람직하고, 친환경적이라는 평가가 대부분이다. 그렇기 때문에 국가적인 차원에서 집중적인 연구 개발이 진행되고 있다. 그러나 풍력, 조력, 태양열 및 지열 등과 같은 자연환경을 이용하는 현재의 발전시설들은 자연환경의 힘을 영구적으로 이용하기 때문에 지구 자원이 절감되는 반면, 환경 조건에 크게 제한을 받는 문제가 있다. 예를 들어 풍력발전의 경우에는 바람이 부는 곳에 설치되어야 하기 때문에 고산지대에 설치되는 것이 바람직하고, 태양광 발전의 경우에는 태양이 비추는 곳에 설치되어야 하는 등 설치 측면에서 제약을 받게 된다.
한편 조력을 이용한 발전 장치는, 조석현상의 창조(漲潮)와 낙조(落潮)에 의한 조수간만의 차를 이용하여 발전하는 조력 발전 방식과, 해수의 수평유동력(水平流動力)을 이용하여 발전하는 조류 발전 방식으로 나뉜다.
여기서 조력 발전 방식은 만조(滿朝)시에 댐(Dam)에 담수하였다가 간조(干潮)시에 방류하여 발생되는 낙차를 이용해 발전하는 방식이고, 조류 발전 방식은 조차에 의해 발생하는 해수의 유동을 이용하여 발전하는 방식이다.
그러나 상기 조력 발전 방식은 얻어지는 유효 낙차가 적고, 조위 변화가 연간 균일하지 못한 문제가 있다. 또한, 넓은 범위의 연해(沿海)나 연안(沿岸)에 거대한 댐을 건설해야 하기 때문에 막대한 시설 비용이 필요할 뿐만 아니라 생태계를 파괴하게 되는 문제가 있다.
또한, 상기 조력 발전 방식은 간조시에만 발전이 가능할 뿐 만조시에는 발전이 불가능하므로 발전 효율 면에서 뒤떨어지는 문제가 있다.
이에 반해, 상기 조류 발전 방식은 장기간에 걸쳐 지속적인 전력공급이 가능할 뿐만 아니라, 댐의 필요성이 없기 때문에 비용이 적게 소요되는 장점이 있다.
한편, 본 출원인에 의해 출원된 후 등록된 국내등록특허 제 10-0985803 호에는 조류발전 장치 및 그의 설치 방법이 개시되어 있다. 상기 조류발전 장치 및 그의 설치 방법은, 양측에 각각 적어도 일부가 해저면 아래로 연장되도록 형성되는 제1수로 및 제2수로와 상기 제1수로 및 제2수로를 연결하는 연결수로가 구비되는 구조체, 상기 연결 수로에 배치되어 상기 제1수로 또는 제2수로를 통해 유입되는 해수에 의해 회전되어 회전력이 발생되는 터빈 및 상기 터빈에 연결되어 상기 회전력을 전력으로 변환시키는 발전기로 이루어지고, 4개의 구조체로 블록화되어 해수의 빠른 흐름에도 견고한 구조를 이룰 수 있으며, 수심이 얕은 연안에서도 적은 비용으로 설치가 가능하고, 수문의 설치를 통해 선택적으로 터빈의 보수 및 유지가 가능한 특징이 있다.
그러나 상기 종래기술은, 제1수로를 통해 유입된 해수는 제2수로를 통해 배출되고, 제2수로를 통해 유입된 해수는 제1수로를 통해 배출되는 구성이기 때문에 해수가 유입되고 배출되는 제1수로 및 제2수로의 높낮이 및 각도가 동일하게 이루어져 해수의 유동이 원활하게 이루어지지 않는 문제가 있다.
또한 상기 종래기술은, 해수의 유동을 이용하여 전기를 발생시키는 구성에 대해서만 개시되어 있을 뿐, 해수의 유속을 빠르게 하여 발전 효율을 향상시키기 위한 구성에 대해서는 개시되지 않은 문제가 있다.
KR 10-0985803 B1 (2010. 09. 30)
본 발명은 상기 종래기술이 갖는 문제점을 해결하기 위해 창출되는 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 제1유입수로 및 제2유입수로가 갖는 소정의 경사각이 제1배출수로 및 제2배출수로가 갖는 소정의 경사각보다 큰 각도로 이루어지는 해수의 유동을 이용하는 조류 발전 장치를 제공하는 데 있다.
또한 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 제1유입수문은 제1배출수문과 연동되고, 제2유입수문은 제2배출수문과 연동되며, 제1유입수문 및 제1배출수문은 제2유입수문 및 제2배출수문과 연동되어 해수의 유동에 따라 개폐되도록 하는 해수의 유동을 이용하는 조류 발전 장치를 제공하는 데 있다.
또한 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 배출가이드수단이 구비되어 해수가 제1유입수로를 통해 유입되는 경우에는 제1격실로 에어가 공급되어 제1배출수로로 배출되도록 하고, 해수가 제2유입수로를 통해 유입되는 경우에는 제2격실로 에어가 공급되어 제2배출수로로 배출되도록 하는 해수의 유동을 이용하는 조류 발전 장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 해수의 유동을 이용하는 조류 발전 장치는, 해저에서 해저면의 하부 방향으로 형성되며 소정의 경사각을 갖는 제1유입수로; 상기 제1유입수로와 반대 방향에 형성되며, 상기 제1유입수로와 대응되는 제2유입수로; 상기 제2유입수로의 하부에 형성되고, 상기 제1유입수로를 통해 유입된 해수가 배출되며, 소정의 경사각을 갖는 제1배출수로; 상기 제1유입수로의 하부에 형성되며, 상기 제1배출수로와 대응되는 제2배출수로; 상기 제1유입수로를 통해 유입되어 상기 제1배출수로로 배출되는 해수 및 상기 제2유입수로를 통해 유입되어 상기 제2배출수로로 배출되는 해수에 의해 회전되는 회전터빈; 및 상기 회전터빈의 회전력을 전력으로 변환시키는 발전수단으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제1유입수로 및 제2유입수로에는 상기 제1유입수로 및 제2유입수로를 통해 유입되는 해수가 유입을 제어하는 제1유입수문 및 제2유입수문이 각각 구비되고, 상기 제1배출수로 및 제2배출수로에는 상기 제1배출수로 및 제2배출수로를 통해 배출되는 해수의 유입을 제어하는 제1배출수문 및 제2배출수문이 각각 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1유입수문은 상기 제1배출수로와 연동되어 함께 개폐되고, 상기 제2유입수문은 상기 제2배출수로와 연동되어 함께 개폐되며, 상기 제1유입수문 및 제1배출수로는 상기 제2유입수문 및 제2배출수로와 연동되어 상기 제1유입수문 및 제1배출수로가 개방되었을 경우 상기 제2유입수문 및 제2배출수로는 폐쇄되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제1유입수로 및 제2유입수로가 갖는 소정의 경사각은, 상기 제1배출수로 및 제2배출수로가 갖는 소정의 경사각 보다 상대적으로 큰 각도의 경사로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 회전터빈의 하부에는, 상기 제1유입수로를 통해 해수가 유입되는 경우 제1격실에 에어를 공급하여 상기 제1유입수로를 통해 유입된 해수가 상기 제1배출수로를 통해 배출되도록 가이드하고, 상기 제2유입수로를 통해 해수가 유입되는 경우 제2격실에 에어를 공급하여 상기 제2유입수로를 통해 유입된 해수가 상기 제2배출수로를 통해 배출되도록 가이드하는 배출가이드수단이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 사실상 영구적인 자연환경의 힘을 이용하여 발전되기 때문에 지구 자원을 절감할 수 있으며 친환경적으로 발전할 수 있는 장점이 있다.
또한 본 발명에 의하면, 해수가 배출되는 제1배출수로 및 제2배출수로가 갖는 경사각 보다 해수가 유입되는 제1유입수로 및 제2유입수로의 경가각이 상대적으로 큰 경사로 이루어지므로써, 해수의 유입이 빠르게 이루어져 회전터빈의 회전에 의한 발전 효율이 향상될 수 있는 장점이 있다.
또한 본 발명에 의하면, 제1유입수문, 제2유입수문, 제1배출수문 및 제2배출수문이 각각 서로 연동되도록 함으로써, 해수의 유동에 따라 해수의 유입 및 배출 방향을 용이하게 제어할 수 있는 장점이 있다.
또한 본 발명에 의하면, 회전터빈의 하부에 배출가이드수단이 구비되어 해수의 유동 방향에 따라 해수를 가이드할 수 있게 되어 해수의 유입이 빠르게 이루어져 회전터빈의 회전에 의한 발전 효율이 향상될 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 해수의 유동을 이용하는 조류 발전 장치를 나타내는 개념도.
도 2는 본 발명의 해수의 유동을 이용하는 조류 발전 장치의 해수의 유동에 따른 실시 상태를 나타내는 일 실시도.
도 3은 본 발명의 해수의 유동을 이용하는 조류 발전 장치의 해수의 유동에 따른 실시 상태를 나타내는 다른 실시도.
도 4는 본 발명의 해수의 유동을 이용하는 조류 발전 장치의 제1유입수로, 제2유입수로, 제1배출수로 및 제2배출수로가 갖는 경사각을 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 해수의 유동을 이용하는 조류 발전 장치의 실시 상태를 나타내는 실시도.
이하, 첨부되는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명은 해수의 유동을 이용하여 전기에너지를 발생시키는 조류 발전 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 해수의 유동을 이용하는 조류 발전 장치를 나타내는 개념도이다.
첨부된 도 1에 따르면, 본 발명의 조류 발전 장치(100)는 본체(110), 제1유입수로(10), 제2유입수로(20), 제1배출수로(30), 제2배출수로(40), 회전터빈(50) 및 발전수단(60)으로 이루어지고, 상기 회전터빈(50)의 하부에 구비되어 제1유입수로(10) 및 제2유입수로(20)를 통해 유입된 해수의 배출을 가이드하는 배출가이드수단(70)이 더 구비된다.
본 발명에 의하면, 해수의 유동에 따라 상기 제1유입수로(10) 및 제2유입수로(20)를 통해 유입된 해수가 상기 제1배출수로(30) 및 제2배출수로(40)로 배출되는 과정에서 상기 회전터빈(50)을 회전시키게 되고, 상기 해수에 의해 회전된 회전터빈(50)에서 발생되는 회전력은 상기 발전수단(60)에 의해 전력으로 변환되어 발전이 이루어지게 된다.
상기 본체(110)는 콘크리트 등으로 이루어지며, 육지에서 만들어진 후 설치하고자 하는 해역으로 이동되어 설치되거나, 해역에 댐 또는 물막이 등의 기초 공사를 통해 설치될 수 있다. 이러한 상기 본체(110)는 설치 시에 일부가 해저면(210)의 하부에 묻히는 형태로 설치될 수 있다. 이로 인해, 상기 본체(110)가 해역에서 안정된 상태로 고정될 수 있게 되고, 해수의 빠른 흐름에도 견고한 구조를 이룰 수 있게 된다. 이때, 상기 본체(110)의 연결수로에는 내측이 반원형으로 형성되는 해수가이드(111)가 구비되어 상기 회전터빈(50)으로 유입되는 해수가 가이드되도록 한다.
상기 제1유입수로(10), 제2유입수로(20), 제1배출수로(30) 및 제2배출수로(40)는 상기 본체(110)의 양측에 형성되어 해수의 흐름 경로를 형성하게 된다.
상기 제1유입수로(10) 및 제2유입수로(20)는, 상기 본체(110)를 기준으로 각각 서로 반대되는 방향에 설치되고, 해저(200)에서 해저면(210)의 하부 방향으로 소정의 경사각(θ1)를 가지고 연장되어 형성된다.
상기 제1유입수로(10) 및 제2유입수로(20)에는 상기 제1유입수로(10) 및 제2유입수로(20)를 통해 유입되는 해수의 유입을 제어하는 제1유입수문(11) 및 제2유입수문(21)이 각각 구비될 수 있다.
또한, 상기 본체(110)에는 상기 제1유입수문(11) 및 제2유입수문(21)과 각각 연동되어 상기 제1유입수문(11) 및 제2유입수문(21)에 의해 완전히 차단되지 못한 해수를 차단하며, 상기 회전터빈(50)으로 유입되는 해수의 유입 양을 조절하는 제1내부유입수문(12) 및 제2내부유입수문(22)이 구비될 수 있다. 이때, 상기 제1내부유입수문(12) 및 제2내부유입수문(22)은 조류 발전 장치(100)의 유지 및 보수시에 상기 제1배출수로(30) 및 제2배출수로(40)까지 차단하여 해수가 유입되지 않도록 할 수 있다.
본 발명에 의하면, 상기 제1유입수로(10) 및 제2유입수로(20)는 각각 상기 본체(110)를 향하는 방향으로 단면적이 점차 감소하는 형태로 구성될 수 있다. 이로 인해, 상기 제1유입수로(10) 및 제2유입수로(20)의 넓은 유입구(10a, 20a)를 통해 많은 양의 해수가 상기 제1유입수로(10) 및 제2유입수로(20)로 유입될 수 있게 되고, 유입된 해수는 상기 제1유입수로(10) 및 제2유입수로(20)에서 상기 본체(110)로 접근하게 될 수록 점차 유속이 빨라지게 되어 상기 회전터빈(50)을 더욱 강한 힘으로 회전시켜줄 수 있게 된다.
또한 본 발명에 의하면, 상기 제1유입수로(10) 및 제2유입수로(20)의 유입구(10a, 20a) 전방에는 이물질이나 해양 쓰레기들이 유입되는 것을 방지하기 위한 안전그물망(80)이 더 구비될 수 있다.
상기 제1배출수로(30) 및 제2배출수로(40)는, 상기 본체(110)를 기준으로 각각 서로 반대되는 방향에 설치되고, 해저(200)에서 해저면(210)의 하부 방향으로 소정의 경사각(θ2)를 가지고 연장되어 형성되되, 상기 제1배출수로(30)는 상기 제2유입수로(20)의 하부에 형성되고, 상기 제2배출수로(40)는 상기 제1유입수로(10)의 하부에 형성되어, 상기 제1유입수로(10)를 통해 유입된 해수는 상기 제1배출수로(30)를 통해 배출되도록 하고, 상기 제2유입수로(20)를 통해 유입된 해수는 상기 제2배출수로(40)를 통해 배출되도록 한다.
즉, 상기 제1유입수로(10)를 통해 유입된 해수는 상기 제2유입수로(20)의 하부에 형성되는 제1배출수로(30)를 통해 배출되고, 상기 제2유입수로(20)를 통해 유입된 해수는 상기 제1유입수로(10)의 하부에 형성되는 제2배출수로(40)를 통해 배출되는 것이다. 이에 따라 해수의 흐름 방향을 거스르지 않게 되어 해수의 유속 저하를 방지할 수 있게 된다.
상기 제1배출수로(30) 및 제2배출수로(40)에는 상기 제1배출수로(30) 및 제2배출수로(40)를 통해 유입되는 해수의 유입을 제어하는 제1배출수문(31) 및 제2배출수문(41)이 각각 구비될 수 있다.
상기 회전터빈(50)은 상기 본체(110)의 연결수로에 형성되며 상기 제1유입수로(10) 또는 제2유입수로(20)를 통해 유입되어 상기 제1배출수로(30) 또는 제2배출수로(40)를 통해 배출되는 해수에 의해 회전될 수 있고, 상기 발전수단(60)은 상기 회전터빈(50)의 회전력을 전력으로 변환시키게 된다. 이때, 상기 회전터빈(50)은 임펠러 및 축 등으로 이루어질 수 있고, 상기 임펠러는 상기 축을 중심으로 회전하여 상기 축으로 회전력을 전달하게 되며 상기 축은 상기 발전수단(60)과 연결되어 상기 발전수단(60)으로 회전력을 전달하게 된다.
즉, 상기 회전터빈(50)은 상기 제1유입수로(10), 제2유입수로(20), 제1배출수로(30) 및 제2배출수로(40)의 사이에 형성되어 해수에 의해 회전되게 되고, 상기 발전수단(60)은 상기 본체(110)에 구비되어 상기 회전터빈(50)의 회전력을 전력으로 변환시키게 되는 것이다.
본 발명에 의하면, 상기 회전터빈(50)은 복수 개로 이루어져 상기 제1유입수로(10) 및 제2유입수로(20)의 유입구(10b, 20b)에 각각 수직으로 구비되도록 하는 것도 가능하나, 본 발명에서의 회전터빈(50)은 단일 개로 이루어져 상기 제1유입수로(10) 및 제2유입수로(20)와 제1배출수로(30) 및 제2배출수로(40)를 연결하는 연결수로에 수평으로 구비되는 형태를 예로 들어 설명하기로 한다.
상기 회전터빈(50)은 예를 들면, 프란시스 수차(Francis Wheel), 풍력발전용 터빈과 같이 양 방향 회전이 가능하도록 구성될 수 있고, 이는 해수의 흐름 방향에 관계없이 발전이 가능하도록 하기 위함이다. 즉, 간조만을 이용하여 단 방향 조력 발전하는 것보다, 조류 상황에 따라 보다 많은 해수의 확보를 위하여 간조 및 만조 모두를 이용하여 조류 발전할 수 있도록 하는 것으로서, 더욱 효율적인 발전이 이루어질 수 있다.
상기 배출가이드수단(70)은, 제1격실(71) 및 제2격실(72)로 구성되고, 상기 제1격실(71) 및 제2격실(72)로 에어를 공급하는 에어공급부가 더 구비된다.
상기 배출가이드수단(70)은, 상기 제1유입수로(10)를 통해 해수가 유입되는 경우 상기 제1격실(71)로 에어가 공급되도록 하여 상기 제1유입수로(10)를 통해 유입된 해수가 상기 제1배출수로(30)를 통해 배출되도록 가이드하게 되고, 상기 제2유입수로(20)를 통해 해수가 유입되는 경우 상기 제2격실(72)로 에어가 공급되도록 하여 상기 제2유입수로(20)를 통해 유입된 해수가 상기 제2배출수로(40)를 통해 배출되도록 가이드하게 된다. 즉, 상기 제1격실(71) 및 제2격실(72)로 공급되는 에어는, 상기 제1격실(71)로 공급된 에어가 상기 제2격실(72)로 이동되거나 상기 제2격실(72)로 공급된 에어가 상기 제1격실(71)로 이동되어 상기 제1격실(71) 및 제2격실(72)이 상하로 움직여 해수를 가이드하게 되는 것이다.
본 발명에 의하면, 상기 배출가이드수단(70)은 곡선 형태로 구성되어 회동축(73)을 중심으로 회동되는 형태로 이루어질 수 있다. 이에 상기 배출가이드수단(70)은 상기 제1격실(71) 또는 제2격실(72)로 공급되는 에어에 의해 상하 방향으로 회동될 수 있고, 상기 배출가이드수단(70)의 곡면(70a)을 이용하여 상기 제1유입수로(10) 및 제2유입수로(20)를 통해 유입된 해수를 가이드하게 된다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 해수의 유동을 이용하는 조류 발전 장치의 해수의 유동에 따른 각각의 실시 상태를 나타내는 실시도이다.
첨부된 도 2 및 도 3에 따르면, 해수가 심해(220)에서 근해(230) 방향으로 유동되는 경우에는 제1유입수로(10) 및 제1배출수로(30)는 개방되고 제2유입수로(20) 및 제2배출수로(40)는 제2유입수문(21) 및 제2배출수문(41)에 의해 폐쇄되어 조류 발전이 이루어질 수 있고, 해수가 근해(230)에서 심해(220) 방향으로 유동되는 경우에는 제1유입수로(10) 및 제1배출수로(30)는 제1유입수문(11) 및 제2배출수문(41)에 의해 폐쇄되고 제2유입수로(20) 및 제2배출수로(40)는 개방되어 조류 발전이 이루어질 수 있다.
이때, 상기 제1배출수로(30) 및 제2배출수로(40)에 형성되는 제1배출수문(31) 및 제2배출수문(41)은 각각 상기 제1배출수로(30) 및 제2배출수로(40)의 말단에서 회동되는 형태로 이루어져 상기 제1배출수로(30) 및 제2배출수로(40)를 개폐하게 된다. 이러한 상기 제1배출수문(31) 및 제2배출수문(41)은 별도의 구동수단이 구비되지 않은 상태에서 해수의 이동에 의해 회동되어 상기 제1배출수로(30) 및 제2배출수로(40)가 개폐되도록 하고, 상기 제1배출수문(31) 및 제2배출수문(41) 중 적어도 하나가 상기 제1배출수로(30) 및 제2배출수로(40) 중 적어도 하나를 폐쇄하고 있는 경우 해수가 개방된 제1유입수로(10) 및 제2유입수로(20) 중 적어도 하나로 유입될 수 있도록 유도하는 장점이 있다.
또한 전술한 바와 같이, 상기 제1내부유입수문(12)은 상기 제1유입수로(10)를 개폐하는 제1유입수문(11)과 연동되어 상기 제1유입수로(10)를 개폐하게 되고, 상기 제2내부유입수문(22)은 상기 제2유입수로(20)를 개폐하는 제2유입수문(21)과 연동되어 상기 제2유입수로(20)를 개폐하게 되며, 상기 제1내부유입수문(12) 및 제2내부유입수문(22)은 상기 회전터빈(50)으로 유입되는 해수의 유입량을 조절하게 된다.
상기 제1유입수문(11), 제2유입수문(21), 제1배출수문(31), 제2배출수문(41), 제1내부유입수문(12) 및 제2내부유입수문(22)은 말단에 고무 패킹 등으로 이루어진 수밀부재(90)가 구비되어 상기 제1유입수문(11), 제2유입수문(21), 제1배출수문(31), 제2배출수문(41), 제1내부유입수문(12) 및 제2내부유입수문(22)의 수밀성이 향상되도록 한다.
도 4는 본 발명의 해수의 유동을 이용하는 조류 발전 장치의 제1유입수로, 제2유입수로, 제1배출수로 및 제2배출수로가 갖는 경사각을 나타내는 도면이다.
첨부된 도 4에 따르면, 상기 제1유입수로(10) 및 제2유입수로(20)는 소정의 경사각(θ1)을 갖고, 상기 제1배출수로(30) 및 제2배출수로(40)는 상기 제1유입수로(10) 및 제2유입수로(20)가 갖는 상기 경사각(θ1) 보다는 상대적으로 작은 각도로 이루어지는 소정의 경사각(θ2)을 갖게 된다.
이때, 상기 제1유입수로(10) 및 제2유입수로(20)가 갖는 경사각(θ1)은 예를 들어 65 ~ 75°의 각도로 구성될 수 있고, 상기 제1배출수로(30) 및 제2배출수로(40)가 갖는 경사각(θ2)은 40 ~ 50°의 각도로 구성될 수 있으며, 상기 제1유입수로(10) 및 제2유입수로(20)가 갖는 경사각(θ1)은 상기 제1배출수로(30) 및 제2배출수로(40)가 갖는 경사각(θ2) 보다 15 ~ 35° 정도 상대적으로 큰 각도로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 제1유입수로(10) 및 제2유입수로(20)가 갖는 경사각(θ1)이 제1배출수로(30) 및 제2배출수로(40)가 갖는 경사각(θ2) 보다 상대적으로 크게 이루어지는 것은, 상기 제1유입수로(10) 및 제2유입수로(20)를 통해 유입된 해수가 상기 제1배출수로(30) 및 제2배출수로(40)를 통해 용이하게 배출되도록 하기 위한 것이다. 즉, 상기 제1유입수로(10) 및 제2유입수로(20)가 갖는 경사각(θ1)과 상기 제1배출수로(30) 및 제2배출수로(40)가 갖는 경사각(θ2)의 경사 차이는, 경사각(θ1, 65 ~ 75°)으로 이루어지는 상기 제1유입수로(10) 및 제2유입수로(20)를 통해 유입된 해수가 경사각(θ2, 40 ~ 50°)으로 이루어지는 상기 제1배출수로(30) 및 제2배출수로(40)를 통해 배출되도록 하기 위한 것이다.
도 5는 본 발명의 해수의 유동을 이용하는 조류 발전 장치의 실시 상태를 나타내는 실시도이다.
본 발명의 조류 발전 장치(100)는 해수의 유동에 따라 유입되는 해수에 의해 회전터빈(50)이 회전되도록 하고, 상기 회전터빈(50)에서 발생되는 회전력을 전력으로 변환시켜 발전되도록 한다.
첨부된 도 5에 따르면, 본 발명의 조류 발전 장치(100)는 복수 개로 이루어져 병렬 연결되어 배치될 수 있다. 이때 상기 조류 발전 장치(100)는 복수 개로 이루어져 직렬 연결되는 형태로도 구성될 수 있으나, 본 발명의 조류 발전 장치(100)는 해수가 심해(220)에서 근해(230)로 유동(만조시)되거나, 근해(230)에서 심해(220)로 유동(간조시)되는 점을 이용한 발전 장치이기 때문에 병렬로 연결되는 것이 바람직하다. 또한 상기 본체(110)의 해수가이드(111)는 해수의 유동에 따라, 해수가 심해(220)에서 근해(230)로 유동되는 경우에는 근해(230) 측으로 회전되어 해수를 가이드하게 되고, 해수가 근해(230)에서 심해(220)로 유동되는 경우에는 심해(220) 측으로 회전되어 해수를 가이드하게 된다.
이상 본 발명에 의하면, 해수가 배출되는 제1배출수로 및 제2배출수로가 갖는 경사각 보다 해수가 유입되는 제1유입수로 및 제2유입수로의 경가각이 상대적으로 큰 경사로 이루어짐으로써, 해수의 유입이 빠르게 이루어져 회전터빈의 회전에 의한 발전 효율이 향상될 수 있는 장점이 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능하다.
100 : 해수의 유동을 이용하는 조류 발전 장치
110 : 본체 111 : 해수가이드
10 : 제1유입수로 10a : 유입구
10b : 유입구
11 : 제1유입수문 12 : 제1내부유입수문
20 : 제2유입수로 20a : 유입구
20b : 유입구
21 : 제2유입수문 22 : 제2내부유입수문
30 : 제1배출수로 31 : 제1배출수문
40 : 제2배출수로 41 : 제2배출수문
50 : 회전터빈
60 : 발전수단
70 : 배출가이드수단 70a : 곡면
71 : 제1격실 72 : 제2격실
73 : 회동축
80 : 안전그물망 90 : 수밀부재
200 : 해저 210 : 해저면
220 : 심해 230 : 근해

Claims (4)

  1. 해수의 유동을 이용한 조류 발전 장치에 있어서,
    해저에서 해저면의 하부 방향으로 형성되며 소정의 경사각(θ1)을 갖는 제1유입수로(10);
    상기 제1유입수로(10)와 반대 방향에 형성되며, 상기 제1유입수로(10)와 대응되는 제2유입수로(20);
    상기 제2유입수로(20)의 하부에 형성되고, 상기 제1유입수로(10)를 통해 유입된 해수가 배출되며, 소정의 경사각(θ2)을 갖는 제1배출수로(30);
    상기 제1유입수로(10)의 하부에 형성되며, 상기 제1배출수로(30)와 대응되는 제2배출수로(40);
    상기 제1유입수로(10)를 통해 유입되어 상기 제1배출수로(30)로 배출되는 해수 및 상기 제2유입수로(20)를 통해 유입되어 상기 제2배출수로(40)로 배출되는 해수에 의해 회전되는 회전터빈(50); 및
    상기 회전터빈(50)의 회전력을 전력으로 변환시키는 발전수단(60);
    으로 구성되는 것을 특징으로 하는 해수의 유동을 이용하는 조류 발전 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1유입수로(10) 및 제2유입수로(20)에는,
    상기 제1유입수로(10) 및 제2유입수로(20)를 통해 유입되는 해수의 유입을 제어하는 제1유입수문(11) 및 제2유입수문(21)이 각각 구비되고,
    상기 제1배출수로(30) 및 제2배출수로(40)에는,
    상기 제1배출수로(30) 및 제2배출수로(40)를 통해 배출되는 해수의 유입을 제어하는 제1배출수문(31) 및 제2배출수문(41)이 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 해수의 유동을 이용하는 조류 발전 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제1유입수문(11)은,
    상기 제1배출수문(31)과 연동되어 함께 개폐되고,
    상기 제2유입수문(21)은,
    상기 제2배출수문(41)과 연동되어 함께 개폐되며,
    상기 제1유입수문(11) 및 제1배출수문(31)은,
    상기 제2유입수문(21) 및 제2배출수문(41)과 연동되어, 상기 제1유입수문(11) 및 제1배출수문(31)이 개방되었을 경우 상기 제2유입수문(21) 및 제2배출수문(41)은 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 해수의 유동을 이용하는 조류 발전 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제1유입수로(10) 및 제2유입수로(20)가 갖는 소정의 경사각(θ1)은,
    상기 제1배출수로(30) 및 제2배출수로(40)가 갖는 소정의 경사각(θ2) 보다 상대적으로 큰 각도의 경사로 이루어지는 것을 특징으로 하는 해수의 유동을 이용하는 조류 발전 장치.
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