KR20190008134A - 와유기진동 에너지 추출장치 - Google Patents

와유기진동 에너지 추출장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20190008134A
KR20190008134A KR1020180081262A KR20180081262A KR20190008134A KR 20190008134 A KR20190008134 A KR 20190008134A KR 1020180081262 A KR1020180081262 A KR 1020180081262A KR 20180081262 A KR20180081262 A KR 20180081262A KR 20190008134 A KR20190008134 A KR 20190008134A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
vibrating body
energy
support
vibrating
vibration
Prior art date
Application number
KR1020180081262A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102048726B1 (ko
Inventor
최종수
섭 홍
김영식
백부근
김형우
민천홍
성홍근
박지용
이창호
김성순
조수길
김길원
정태환
Original Assignee
한국해양과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국해양과학기술원 filed Critical 한국해양과학기술원
Priority to ES18832407T priority Critical patent/ES2930356T3/es
Priority to EP18832407.3A priority patent/EP3657011B1/en
Priority to PCT/KR2018/007982 priority patent/WO2019013590A1/ko
Publication of KR20190008134A publication Critical patent/KR20190008134A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102048726B1 publication Critical patent/KR102048726B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
    • F03B13/26—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using tide energy
    • F03B13/264—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using tide energy using the horizontal flow of water resulting from tide movement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B11/00—Parts or details not provided for in, or of interest apart from, the preceding groups, e.g. wear-protection couplings, between turbine and generator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B17/00—Other machines or engines
    • F03B17/06—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head"
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B17/00—Other machines or engines
    • F03B17/06—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head"
    • F03B17/062—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head" with rotation axis substantially at right angle to flow direction
    • F03B17/063—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head" with rotation axis substantially at right angle to flow direction the flow engaging parts having no movement relative to the rotor during its rotation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B5/00—Machines or engines characterised by non-bladed rotors, e.g. serrated, using friction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
    • F03G7/08—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for recovering energy derived from swinging, rolling, pitching or like movements, e.g. from the vibrations of a machine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
    • F03B13/26—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using tide energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2210/00—Working fluid
    • F05B2210/40—Flow geometry or direction
    • F05B2210/404—Flow geometry or direction bidirectional, i.e. in opposite, alternating directions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2220/00—Application
    • F05B2220/70—Application in combination with
    • F05B2220/706—Application in combination with an electrical generator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/20—Rotors
    • F05B2240/24—Rotors for turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/90—Mounting on supporting structures or systems
    • F05B2240/91—Mounting on supporting structures or systems on a stationary structure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/90—Mounting on supporting structures or systems
    • F05B2240/97—Mounting on supporting structures or systems on a submerged structure
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20—Hydro energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Oceanography (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)

Abstract

와유기진동 에너지 추출장치가 개시된다. 본 발명에 따른 와유기진동 에너지 추출장치는, 해저면에 설치되는 앵커체; 운동에너지를 전기에너지로 변환하기 위한 에너지변환장치를 구비하여 상기 앵커체에 설치되는 지지체; 및 진동체의 양단에 각 일단이 결합된 한 쌍의 지지단이 상기 지지체에 구비된 각각의 축을 회전시키도록 상기 지지체에 결합되고, 상기 진동체의 왕복운동에 따른 기계 에너지가 상기 축을 통하여 상기 에너지변환장치에 전달되도록 된 작동부를 포함하여, 조류나 해류를 포함하는 유체의 유동에 의해 상기 진동체가 와유기진동하여 발생된 기계 에너지를 전기 에너지로 추출하도록 된 와유기진동 에너지 추출장치로서, 상기 진동체는 복수개로 이루어지고, 상기 지지체를 중심으로 양쪽에 각각 설치되며, 한쪽 진동체는 일방향으로 유동되는 유체에 의해 와유기 진동하여 기계 에너지를 발생시키고, 반대쪽 진동체는 반대방향으로 유동되는 유체에 의해 와유기 진동하여 기계 에너지를 발생시키도록 구성되고, 상기 유체의 유동방향에 대하여 상기 유동방향의 상류측에 위치한 상기 진동체가 상류측 유체의 유동에 의해 와유기 진동하여 기계 에너지를 발생시킬 때, 상기 유동방향의 하류측에 위치한 상기 진동체는 상기 상류측에 위치한 상기 진동체의 배후에 생성되는 와류에 의해 웨이크 갤로핑(Wake Galloping)이 발생되어 기계 에너지를 발생시키도록 된 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 해양에 설치되는 와유기진동 에너지 추출장치가 밀물에 의해서도 와유기진동하여 에너지를 추출하고, 썰물에 의해서도 와유기진동하여 에너지를 추출할 수 있도록 지지체의 양쪽에 대칭 또는 비대칭으로 각각 배치됨으로써, 밀물과 썰물에 의한 양방향 조류 또는 다향한 방향으로 이동하는 해류에 대응하여 에너지를 추출할 수 있는 효과를 제공할 수 있게 된다.

Description

와유기진동 에너지 추출장치{VORTEX INDUCED VIBRATION ENERGY EXTRACTION DEVICE}
본 발명은 와유기진동 에너지 추출장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 조류의 흐름, 즉 유체의 흐름에 따른 보오텍스(Vortex) 박리에 의해 표면에서 와류가 발생하여 상,하 또는 좌,우로 와유기진동함에 따라 발생하는 기계 에너지를 전기에너지로 추출할 때, 조류나 해류를 포함하는 유체의 다양한 흐름 방향에 대응하여 에너지를 추출할 수 있고, 웨이크 갤로핑(wake galloping) 현상으로 발전 효율이 현저하게 향상될 수 있는 와유기진동 에너지 추출장치에 관한 것이다.
발전은, 역학에너지나 열에너지, 화학에너지 등 다른 에너지를 전기에너지로 변환시키는 것이다. 지금까지 알려진 발전으로는 화석연료를 에너지원으로 하는 화력발전과, 물의 위치에너지를 이용하는 수력발전과, 바람의 운동에너지를 이용하는 풍력발전과, 태양열을 에너지원으로 하는 태양열 발전과, 핵분열을 이용하는 원자력발전과, 파도를 에너지원으로 하는 파력발전과, 해류의 수심에 따른 온도 차이를 이용하는 해양온도차발전과, 조수 간만의 차이를 이용하는 조력발전 및 조수 간만의 차이나 지형적인 영향 등으로 해류를 에너지원으로 하는 해류발전 등이 있다.
그 중 화력발전 및 수력발전은 막대한 건설비가 요구되며, 화력발전은 화석에너지에 따른 환경오염문제를 발생한다. 수력 발전은 댐 건설 후 광범위한 지역의 수몰에 따른 생태계의 변화는 물론 심한 경우에는 해당지역의 기후까지도 변화시키는 2차적인 환경문제가 제기 된다.
또한, 풍력발전 및 태양열발전은 기상상태의 영향에 지배되므로, 바람이 없는 경우 및 태양복사에너지가 차단되는 경우에는 발전시스템을 가동시킬 수 없다.
원자력발전은 방사선 누출을 차단하기 위해 시설 투자에 막대한 비용이 소비되며, 또한 폐기물 처리에 막대한 비용을 소비해야 하는 등의 여러 제약이 따르는 문제가 있으며, 한 번의 사고라도 발생되면 심각한 환경파괴를 초래하는 위험이 항상 존재한다.
그리고, 파력 발전 및 해양온도차발전은 입지조건에 적당한 지역이 상당히 제한적임에 따라 보편적으로 적용되기가 어려운 문제가 있는 실정이다.
또한, 조력발전은 조석현상에 의한 조수 간만의 차이를 이용하는 것으로, 조석현상은 달과 태양의 인력에 의해 지배적으로 발생되며, 지구가 공전할 때 생기는 원심력의 차이도 영향을 미친다. 조력발전은 조수 간만의 차이가 발생하는 지역의 하구나 만을 댐으로 막아 해수를 가두고 수차발전기를 설치하여 수위차를 이용하여 발전하는 방식이다. 상기 조력발전은 발전을 하는 장소가 결정되면 조위의 변화를 예측할 수 있으며, 청정에너지라는 유리한 측면이 있다. 그러나, 갯벌을 황폐화시키고, 방대한 지역이 요구되어 해양 환경에 막대한 영향을 미치며, 실제로 사용할 수 있는 에너지로 변환하기 위한 최소 유효낙차는 약 5m로, 적어도 약 5m 이상의 조수차가 발생되는 장소에 시스템이 설치되어야 하며, 보다 큰 효율을 얻기 위해서는 댐을 기준으로 서로 다른 측에 위치한 조수의 차이가 커야 한다.
한편, 해류발전은 해류의 운동에너지를 적극적으로 이용하여 전기 에너지로 변환하는 것으로, 이러한 해류발전은 조수 간만의 차이가 큰 지역뿐만 아니라 해류 속도가 빠른 지역도 적당한 입지조건에 해당되며, 조력발전을 하기 위해 요구되는 5m 이상의 조수차 보다 작아도 실질적으로 발전할 수 있다.
또한, 전술한 해류발전은 날씨의 변화와 상관없이 계속적인 발전이 가능한 것과 동시에 오염이 없는 청정 에너지원을 이용한다는 측면에서 다른 발전시스템 보다 유리하다고 볼 수 있다.
이러한 해류발전 시스템은 방파제에 터널을 형성하여 터널 내부의 발전기 모듈로부터 발전하는 방파제 내부 설치식 해류발전 시스템과, 해저면에 고정되는 지지물에 부착되는 해저면 고정식 해류발전 시스템, 및 해수면에 부유하는 부유체에 부착되는 부유식 해류발전 시스템 등이 있다.
한편, 종래기술에 의해 개발된 발전수단으로서, 대한민국등록특허 제10-1061824호(공고일 : 2011.09.05)에는 VIV(Vortex Induced Vibration)이용 친환경 청정에너지 추출장치가 개시되어 있고, 대한민국등록특허 제10-1284106호(공고일 : 2013.07.10)에는 단순 왕복 피봇 회전형 와유기진동 에너지추출 장치 및 이를 이용한 와유기진동 에너지 추출방법이 개시되어 있다.
이와 같은 종래기술에 의한 발전수단은, 해양에 설치되어 조류(해류)의 흐름에 의해 진동체가 와유기진동 함에 따라 발생된 기계 에너지를 전기에너지로 변환하도록 된 것이다.
그러나, 이와 같이 와유기진동을 이용한 종래기술에 의한 발전수단은 모두 한쪽 방향으로 흐르는 조류(유체의 흐름)에 의해서만 작동하도록 구성됨으로써, 밀물과 썰물이 발생하는 해역에서 밀물과 썰물에 의한 기계 에너지를 모두 활용할 수 없는 문제점이 있었다.
예를 들면, 종래기술에 의한 와유기진동을 이용한 발전수단은 바닷물의 밀물에 의한 흐름 또는 썰물에 의한 일방향 흐름에 의해 진동체가 와유기진동을 함에 따라 기계 에너지를 전기에너지로 변환하도록 구성되어 있을 뿐, 바닷물이 처음 유동방향과 반대방향으로 유동할 때 반대방향으로 유동하는 바닷물(유체)에 의해 진동체가 와유기진동을 하지 못하는 구조를 갖음으로써 양방향 조류(밀물과 썰물)가 발생되는 곳에서 양방향 조류를 효율적으로 활용하지 못하는 문제점이 있었던 것이다.
또한, 유향변화에 대해 요잉(yawing)과 웨더배닝(weather vanning)으로 대응할 수 있었으나, 이 경우에는 추가적인 장치가 필요하여 제작비용 및 유지보수비용이 상승하는 문제점이 있었다. 유향 변화에 대응하기 위하여 별도의 방향전환장치가 필요하게 됨으로써 제작비용 상승 및 유지보수비용이 상승하는 문제점이 있었던 것이다.
. 대한민국등록특허 제10-1061824호(공고일 : 2011.09.05) . 대한민국등록특허 제10-1284106호(공고일 : 2013.07.10)
본 발명의 목적은, 해양에 설치되는 와유기진동 에너지 추출장치가 밀물에 의해서도 와유기진동하여 에너지를 추출하고, 썰물에 의해서도 와유기진동하여 에너지를 추출할 수 있는, 즉 양방향 조류나 해류와 등과 같은 유체의 다양한 유동방향에 대응하여 에너지를 추출할 수 있는 수단을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 와유기진동하는 진동체(또는 진동체)를 대향되도록 구비하여 조류나 해류 등 유체의 유동에 의해 앞쪽(상측 - upstream)에 위치한 진동체가 와유기진동할 때 뒷쪽(하측 - downstream)에 위치한 진동체가 웨이크 갤로핑 현상에 의해 같이 와유기 진동하도록 함으로써 발전 효율을 현저하게 향상시킬 수 있는 수단을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 와유기진동 에너지 추출장치의 진동체 자세 및 형상을 가변시키거나, 진동체의 배치구조를 기존의 배치구조와 달리하여 양방향 조류나 유체의 다양한 방향으로의 흐름에 효율적으로 대응할 수 있는 수단을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 해저면에 설치되는 앵커체; 운동에너지를 전기에너지로 변환하기 위한 에너지변환장치를 구비하여 상기 앵커체에 설치되는 지지체; 및 진동체의 양단에 각 일단이 결합된 한 쌍의 지지단이 상기 지지체에 구비된 각각의 축을 회전시키도록 상기 지지체에 결합되고, 상기 진동체의 왕복운동에 따른 기계 에너지가 상기 축을 통하여 상기 에너지변환장치에 전달되도록 된 작동부를 포함하여, 조류나 해류를 포함하는 유체의 유동에 의해 상기 진동체가 와유기진동하여 발생된 기계 에너지를 전기 에너지로 추출하도록 된 와유기진동 에너지 추출장치로서, 상기 진동체는 복수개로 이루어지고, 상기 지지체를 중심으로 양쪽에 각각 설치되며, 한쪽 진동체는 일방향으로 유동되는 유체에 의해 와유기 진동하여 기계 에너지를 발생시키고, 반대쪽 진동체는 반대방향으로 유동되는 유체에 의해 와유기 진동하여 기계 에너지를 발생시키도록 구성되고, 상기 유체의 유동방향에 대하여 상기 유동방향의 상류측에 위치한 상기 진동체가 상류측 유체의 유동에 의해 와유기 진동하여 기계 에너지를 발생시킬 때, 상기 유동방향의 하류측에 위치한 상기 진동체는 상기 상류측에 위치한 상기 진동체의 배후에 생성되는 와류에 의해 웨이크 갤로핑(Wake Galloping)이 발생되어 기계 에너지를 발생시키도록 된 것을 특징으로 하는 와유기진동 에너지 추출장치에 의해 달성된다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 해저면에 설치되는 지지체에, 유체의 유동방향에 대하여 서로 일직선상에 배치되도록 상기 지지체를 기준으로 서로 양쪽에 양단이 각각 축으로 결합되는 한 쌍의 진동체들; 및 상기 유체의 유동에 의한 상기 진동체들의 와유기 진동에 따른 기계 에너지를 전기 에너지로 변환하도록 상기 지지체에 구비되는 에너지변환장치를 포함하고, 상기 유체의 유동방향에 대하여 상기 유동방향의 상류측에 위치한 상기 진동체는 상기 상류측 유체의 유동에 의해 와유기 진동하여 기계 에너지를 발생시키고, 상기 유동방향의 하류측에 위치한 상기 진동체는 상기 상류측에 위치한 상기 진동체의 배후에 생성되는 와류에 의해 웨이크 갤로핑(Wake Galloping)이 발생되어 기계 에너지를 발생시키도록 된 것을 특징으로 하는 와유기진동 에너지 추출장치에 의해 달성된다.
상기 지지체는, 3개의 지지블럭이 120°각도로 배치된 앵커체, 모노 파일, 중력식 앵커 또는 파일 앵커로로 이루어진 앵커체에 결합될 수 있다.
상기 상류측 진동체와 상기 하류측 진동체 사이에 해당하는 지지체는, 상기 상류측의 진동체를 통과한 유체가 상기 하류측 진동체에 작용하기 전에 간섭되지 않도록, 양쪽으로 각각 "]"형상으로 형성되어 회피공간을 형성할 수 있다.
상기 상류측 진동체와 상기 하류측 진동체 사이에 해당하는 지지체는, 상기 상류측의 진동체를 통과한 유체가 상기 하류측 진동체에 작용하기 전에 간섭되지 않도록, 유선형의 얇은 판 형상으로 형성되어 회피부가 형성될 수 있다.
상기 지지체의 주변에는, 밀물과 썰물에 의해 형성되는 조류나 해류를 포함하는 유체의 흐름을 양쪽의 각 진동체와 일치하는 방향으로 유도하기 위한 조류 유도용 구조물이 설치될 수 있다.
상기 지지체에는, 유체의 흐름에 대하여 상기 진동체의 각도를 가변 제어하거나 상기 진동체의 형상을 가변 제어하여 정격동력을 유지하거나, 상기 진동체의 와유기 진동을 정지시키기 위한 정격동력유지수단을 구비할 수 있다.
상기 정격동력유지수단은, 상기 진동체에 일단이 결합되고, 타단은 상기 진동체를 축에 결합하는 지지단에 결합되어 수축 인장 작동으로 상기 진동체를 밀거나 당겨 상기 진동체의 각도를 가변시키기 위한 엑츄에이터로 이루어질 수 있다.
상기 정격동력유지수단은, 상기 진동체가 길이방향으로 분할 형성되어 상기 진동체의 횡단면이 다각형을 이루도록 각각 배치되되, 각각의 단부가 서로 축 결합되어 연결되는 다수개의 제1,2,3,4 진동체편; 상기 제1,2,3,4 진동체편의 내부 쪽에 길이방향으로 설치되는 지지대; 및 상기 제1,2 진동체 편의 내측에 각 일단이 결합되고, 각 타단은 상기 지지대에 결합되어, 상기 제1,2 진동체 편을 양쪽으로 펼치거나 접도록 인장 및 수축 작동하는 제1,2 형상 변경용 엑츄에이터와, 상기 제1,2 형상 변경용 엑츄에이터가 인장 작동할 때 수축 작동하여 상기 제3,4 진동체 편을 상기 지지대 쪽으로 당기고 상기 제1,2 형상변경용 엑츄에이터가 수축 작동할 때 인장 작동하여 상기 3,4 진동체 편을 상기 지지대 반대쪽으로 밀도록 된 제3 형상 변경용 엑츄에이터로 이루어진 엑츄에이터부를 포함하여, 상기 진동체의 횡단면 형상을 가변시키도록 구성될 수 있다.
상기 지지체에는, 유체의 흐름에 대하여 상기 진동체의 각도를 가변 제어하여 상기 진동체의 와유기 진동을 정지시키거나 와유기 진동을 최소화하기 위한 정지상태 유지수단이 구비될 수 있다.
상기 진동체의 각도를 가변시키도록 상기 지지단의 내부에서 상기 진동체의 축에 설치되고, 제어부에 의해 작동 제어되는 파킹용 엑츄에이터로 이루어질 수 있다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 해저면에 설치되는 앵커체; 운동에너지를 전기에너지로 변환하기 위한 에너지변환장치를 구비하여 상기 앵커체에 설치되는 지지체; 및 진동체의 양단에 각 일단이 결합된 한 쌍의 지지단이 상기 지지체에 구비된 각각의 축을 회전시키도록 상기 지지체에 결합되고, 상기 진동체의 왕복운동에 따른 기계 에너지가 상기 축을 통하여 상기 에너지변환장치에 전달되도록 된 작동부를 포함하여, 조류나 해류를 포함하는 유체의 유동에 의해 상기 진동체가 와유기진동하여 발생된 기계 에너지를 전기 에너지로 추출하도록 된 와유기진동 에너지 추출장치로서, 상기 진동체는 복수개로 이루어지고, 상기 지지체를 중심으로 양쪽에 각각 설치되되, 하나의 진동체가 상기 지지체의 한쪽 상부에 설치되고 다른 하나의 진동체는 상기 지지체의 반대쪽 하부에 설치되어, 한쪽 진동체는 일방향으로 유동되는 유체에 의해 와유기 진동하여 기계 에너지를 발생시키고, 반대쪽 진동체는 반대방향으로 유동되는 유체에 의해 와유기 진동하여 기계 에너지를 발생시키도록 된 것을 특징으로 하는 와유기진동 에너지 추출장치에 의해 달성된다.
본 발명에 의하면, 해양에 설치되는 와유기진동 에너지 추출장치가 밀물에 의해서도 와유기진동하여 에너지를 추출하고, 썰물에 의해서도 와유기진동하여 에너지를 추출할 수 있도록 지지체의 양쪽에 대칭 또는 비대칭으로 각각 배치됨으로써, 밀물과 썰물에 의한 양방향 조류 또는 다향한 방향으로 이동하는 해류에 대응하여 에너지를 추출할 수 있는 효과를 제공할 수 있게 된다.
또한, 작동부에 조류의 흐름에 대한 상기 진동체의 각도를 가변 제어하거나 진동체의 형상을 가변 제어하기 위한 정격동력유지수단이 구비됨으로써, 정격동력을 유지할 수 있는 효과를 제공할 수 있게 된다.
또한, 유향의 변화에 대응하기 위한 방향전환장치가 불필요하게 되므로 제작비용 및 유지보수비용을 절감할 수 있는 효과를 제공할 수 있게 된다.
또한, 두 개의 진동체가 유체의 흐름 방향에 대하여 일직선상에 배치됨으로써 일방향으로 흐르는 유체(조류)에 의해 앞쪽에 위치한 진동체와 뒷쪽에 위치한 진동체가 같이 와유기진동을 하게 됨으로써 발전효율이 현저하게 향상될 수 있는 효과가 제공될 수 있다. 즉, 유체의 유동방향에 대하여 유동방향의 상류측에 위치한 진동체는 상류측 유체의 유동에 의해 와유기 진동하여 기계 에너지를 발생시키고, 유동방향의 하류측에 위치한 진동체는 상류측에 위치한 진동체의 배후에 생성되는 와류에 의해 웨이크 갤로핑(Wake Galloping)이 발생되어 기계 에너지를 발생시키게 됨으로써 발전 효율이 현저하게 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 와유기진동 에너지 추출장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 앵커체의 다른 실시예를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 와유기진동 에너지 추출장치의 작용을 설명하기 위한 평면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 와유기진동 에너지 추출장치의 정면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 와유기진동 에너지 추출장치의 웨이크 갤로핑을 설명하기 위한 개략적 평면도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 와유기진동 에너지 추출장치를 설명하기 위한 개략적 평면도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 와유기진동 에너지 추출장치를 설명하기 위한 개략적 평면도이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 와유기진동 에너지 추출장치를 도시한 정면도이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 제5 실시에 따른 와유기진동 에너지 추출장치에 관한 것으로, 와유기진동 에너지 추출장치에 정격동력유지수단이 마련되어, 엑츄에이터에 의해 진동체의 각도가 가변되는 상태를 도시한 사시도 및 개략적 평면도이다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 제6 실시예에 따른 와유기진동 에너지 추출장치에 정격동력유지수단이 마련된 것으로, 다수개의 엑츄에이터부에 의해 진동체의 횡단면이 가변되는 상태를 도시한 개략적 평면도이다.
도 14는 본 발명의 제7 실시예에 따른 와유기진동 에너지 추출장치를 도시한 개략적 평면도이다.
도 15는 본 발명의 제8 실시예에 따른 와유기진동 에너지 추출장치를 도시한 개략적 사시도이다.
도 16은 본 발명에 따른 와유기진동 에너지 추출장치의 에너지 변환 과정을 설명하기 위한 개략적 블럭도이다.
도 17은 도 1에 도시된 진동체의 각도를 가변시켜 작동부의 정지상태를 유지시키는 기능을 설명하기 위한 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
첨부된 도면 중에서, 도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 와유기진동 에너지 추출장치를 도시한 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 앵커체의 다른 실시예를 도시한 사시도이다. 도 3은 도 1에 도시된 와유기진동 에너지 추출장치의 작용을 설명하기 위한 평면도이다. 도 4는 도 1에 도시된 와유기진동 에너지 추출장치의 정면도이다.
이하에서는 밀물 및 썰물에 의한 조류나 해류의 흐름을 '유체의 유동'이라 표현한다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예 1에 따른 와유기진동 에너지 추출장치(10)는, 유체의 유동에 의해 진동체(54A,54B)가 와유기진동하여 발생된 기계 에너지를 전기에너지로 추출하도록 된 것이다. 이러한 와유기진동 에너지 추출장치(10)는, 해저면에 설치되는 앵커체(20)와, 유동(와유기진동)에너지를 전기에너지로 변환하기 위한 발전수단(30)을 구비하여 앵커체(20)에 설치되는 지지체(40)와, 진동체(54)의 왕복 회전운동에 따른 기계 에너지가 에너지변환수단을 통하여 발전수단(30)에 전달되도록 된 작동부(50)를 포함한다.
전술한 작동부(50)는, 지지체(40)를 중심으로 서로 대칭 또는 비대칭되는 위치의 지지체(40)에 각각 설치된다. 한쪽 작동부(50A)의 진동체(54A)는 일방향 유체의 유동에 의해 와유기 진동하여 기계 에너지를 발생시키고, 반대쪽 작동부(50B)의 진동체(54B)는 반대방향으로 유동하는 유체에 의해 와유기진동하여 기계 에너지를 발생시키도록 구성된 것이다. 즉, 작동부(50)는 지지체(40)를 중심으로 양쪽에 진동체(54A,54B)가 각각 구비된 구조를 갖기 때문에, 밀물이나 썰물을 포함한 다양한 방향으로 유동하는 유체의 유동에 의해 와유기진동하여 기계 에너지를 발생시킬 수 있는 것이다.
이러한 와유기진동 에너지 추출장치(10)를 보다 구체적으로 설명한다.
해저면에 설치되는 앵커체(20)는, 작동부(50)가 설치되는 지지체(40)를 안정되게 지지하기 위한 것으로, 콘크리트나 금속재로 된 3개의 지지블럭(21)이 120°각도로 배치되어 지지체(40)를 지지할 수 있다. 각 지지블럭(21)의 중앙에는 지지체(40)의 하단부가 결합도록 결합부(22)가 형성된다. 이와 같이 앵커체(20)가 3개의 지지블럭(21)으로 구성됨으로써, 지지체(40)를 보다 안정적으로 지지할 수 있게 된다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 지지체(40)를 지지하는 앵커체(20)는, 모노파일(20B)로 이루어질 수 있으나, 이에 국한되는 것은 아니고, 중력식 앵커 또는 파일 앵커로 이루어질 수 있다. 모노파일(20B)로 이루어지는 경우에, 모노파일(20B)은 해저면에 관입되고, 상단부에 지지체(40)의 하단부가 결합되기 위한 결합부(22B)가 형성된 구조를 갖는다. 앵커체(20)가 모노파일(20B)로 구성됨으로써 앵커체(20)의 구성이 단순화되어 와유기진동 에너지 추출장치(10)의 시공이 저비용으로 용이하게 이루어질 수 있다.
지지체(40)는, 각 진동체(54A,54B)들의 와유기진동에 따른 기계 에너지를 전기에너지로 변환하기 위한 발전수단(30)을 구비하여 앵커체(20)의 중앙에 수직으로 설치되는 것이다. 지지체(40)는, 작동부(50)를 안정되게 회전 지지하고, 각 진동체(54A,54B)들의 기계 에너지를 변환하여 발전수단(30)에 전달하기 위한 기구적 구성을 갖는다. 지지체(40)는 작동부(50)를 안정적으로 회전 지지하도록 된 원기둥 형태의 구조체이다. 상단에는 발전수단(30)이 구비되고, 내부에는 각 작동부(50)에서 발생된 기계 에너지를 운동에너지로 변환하여 발전수단(30)에 전달함으로써 전기 에너지로 변환하기 위한 에너지 변환수단이 내장된다.
이러한 에너지 변환수단의 한 예로서, 도 16에 도시된 바와 같이, 작동부(50)의 진동체(54A,54B)를 지지하는 지지단(52)의 축(52B)과 연결되어 유압을 발생시키기 위한 에너지 변환부재(53)와, 에너지 변환부재(53)에서 발생된 유압을 정유압으로 변환하기 위한 정유압 변환장치(53A)를 포함한다. 이때, 정유압 변환장치(53A)와 발전기(30) 사이에는 유압모터가 설치될 수 있고, 에너지 변환부재(53)는 유압펌프로 이루어질 수 있다. 그리고, 정유압 변환장치(53A)에서 정유압으로 변환된 유압으로 발전기(30) 내의 터빈을 작동시켜 전기를 생산한 후 생산된 전기는 전력변환장치(31)를 통하여 전력계통으로 공급된다. 또한, 작동부(50), 에너지 변환부재(53), 정유압 변환장치(53A), 전력변환장치(31) 등은 제어부(C)에 의해 제어된다.
한편, 에너지 변환수단의 한 예로서 도면에 도시되지 않았으나, 지지단(52)의 축(52B)과 연결되어 축(52B)의 회전력을 전달받기 위한 다수개의 구동기어 및 피동기어들과, 피동기어에 의해 구동되는 발전기(30)의 터빈축으로 이루어질 수 있다. 즉, 축(52B)의 회전력이 터빈을 회전 작동시키도록 구성될 수 있는 것이다.
이와 같은 에너지 변환수단은 전술한 실시예에 국한되지 않고, 운동에너지를 전기에너지로 변환할 수 있는 다양한 수단들이 적용될 수 있다.
전술한 바와 같이, 각 진동체(54A,54B)에서 발생한 기계 에너지(왕복회전운동)를 회전운동 에너지로 변환하여 발전수단(30)에 전달하기 위한 에너지 변환수단은 다양하게 이루어질 수 있다.
한편, 본 실시예에서 발전수단(30)은 지지체(40)의 상단에 구비된 것을 기준으로 설명한다. 그러나, 이에 국한되는 것은 아니고, 작동부(50A,50B)의 진동체(54A,54B)를 지지하는 지지단(52)의 축(52B)과 연결된 에너지 변환부재(53)에 발전수단이 구비될 수도 있다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 지지체(40)에 고정 설치되는 브라켓(41)의 상,하부에 지지단(52)의 타단이 축(52B)으로 회전 가능하게 결합되고, 브라켓(41)의 상,하부에 에너지 변환부재(53)가 각각 결합된 구조를 갖는다. 이러한 구조의 에너지 변환부재(53)에 발전수단이 구비될 수도 있으나, 본 실시예에서는 발전수단(30)은 지지체(40)의 상단에 구비된 것을 기준으로 설명한다. 그리고, 에너지 변환부재(53)에는 축(52B)을 탄력 지지하여 지지단(52)을 통하여 연결된 각 진동체(54A,54B))의 공진을 제어할 수도 있다. 즉, 도면에 도시되지 않았으나 축(52B)에 다수개의 스프링이 설치되어 진동체(54A,54B)의 공진을 제어할 수 있는 것이다. 이러한 공진제어는 공지된 것이므로 상세한 설명은 생략한다.
작동부(50)는, 양쪽 각 진동체(54A,54B)의 양단에 각 일단이 결합된 한 쌍의 지지단(52)이 지지체(40)에 구비된 각각의 축(52B)을 회전시키도록 구성된다. 즉, 축(52B)이 지지단(52)에 결합된 상태로 브라켓(41)에 의해 지지체(40)에 결합되고, 각 진동체(54A,54B))의 왕복 회전운동(와유기 진동)에 따른 기계 에너지가 지지단(52)의 축(52B)을 통하여 발전수단(30)에 전달되도록 구성된다.
그리고, 지지단(52)에 결합된 축(52B)이 각 진동체(54A,54B)의 왕복 회전운동에 의해 회전을 하게 되므로, 이러한 회전력이 전술한 에너지 변환수단을 통하여 발전수단(30)에 전달되어 전기에너지로 변환되는 것이다.
이와 같이 구성된 작동부(50)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 지지체(40)를 중심으로 서로 대칭되는 위치에 각각 설치된다. 즉, 한쪽 작동부(50A)의 진동체(54A)는 일방향 조류(유체의 유동)(A)에 의해 와유기진동하여 기계 에너지를 발생시키고, 반대쪽 작동부(50B)의 진동체(54B)는 반대방향 조류(유체의 유동)(B)에 의해 와유기진동하여 기계 에너지를 발생시키도록 지지체(40)를 중심으로 양쪽에 각각 배치되는 것이다.
지지체(40)의 양쪽에 대칭으로 각각 설치된 양쪽의 작동부(50A,50B)는 다음과 같이 작동한다. 예를 들어, 밀물에 의한 일방향 조류(유체의 유동)(A)가 발생되는 경우에 한쪽 작동부(50A)의 진동체(54A)가 일방향 조류(A)에 의해 와유기진동하여 기계 에너지를 발생시키게 된다. 이러한 과정으로 한쪽 작동부(50A)의 진동체(54A)를 통과한 일방향 조류(A)는 반대쪽 작동부(50B)의 진동체(54B)에 작용하여 진동체(54B)를 와유기진동 시키게 되는 것이다.
또한, 썰물에 의한 반대방향 조류(유체의 유동)(B)가 발생되는 경우에 반대쪽 작동부(50B)의 진동체(54B)가 반대방향 조류(B)에 의해 와유기진동하여 기계 에너지를 발생시키게 된다. 이러한 과정으로 반대쪽 작동부(50B)의 진동체(54A)를 통과한 반대방향 조류(B)는 한쪽 작동부(50A)의 진동체(54A)에 작용하여 진동체(54A)를 와유기 진동시키게 되는 것이다.
이와 같이, 밀물과 썰물에 의한 서로 다른 방향의 조류(A,B)들이 발생하더라도 지지체(40)를 중심으로 양쪽에 배치된 각 작동부(50A,50B)의 각 진동체(54A,54B)가 각 조류(A,B)에 대응하여 와유기진동 하도록 함으로써 다양한 방향으로 흐르는 조류(A,B)로부터 전기에너지를 추출할 수 있게 된다.
다시 설명하면, 지지체(40)를 기준으로 하여, 양쪽의 진동체(54A,54B)가 조류(A 또는 B)의 흐름 방향에 대하여 일직선상에 배치되기 때문에 웨이크 갤로핑(wake galloping) 현상이 발생된다. 따라서, 각 진동체(54A,54B)의 와유기진동이 극대화될 수 있고 발전효율이 향상될 수 있다. 즉, 진동체가 1개일 때보다 다수개일 때 시너지(synergy) 효과가 발현되어 에너지 수확효율이 상승될 수 있는 것이다.
이와 같이 본 실시예에 따른 와유기진동 에너지 추출장치(10)에서 발생되는 웨이크 갤로핑 현상을 설명하기로 한다.
첨부된 도면 중에서, 도 5는 본 실시예에 따른 와유기진동 에너지 추출장치에서 일어나는 웨이크 갤로핑을 설명하기 위한 개략적 평면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 지지체(40)를 중심으로 양쪽에 진동체(54A,54B)가 각각 대칭으로 배치되어 있다. 밀물이나 썰물에 의한 유체의 유동이 발생하거나, 또는 일방향으로만 유체의 유동이 발생할 때, 유체의 유동방향(FL)에 대하여 유동방향(FL)의 상류측(FL1)에 위치한 진동체(54A)는 상류측(FL1) 유체의 유동에 의해 와유기 진동하여 기계 에너지(압력장을 바꾸어서 왕복운동형태로 변동함에 따른 에너지)를 발생시킨다. 그리고, 유동방향(FL)의 하류측(FL2)에 위치한 진동체(54B)는 상류측(FL1)에 위치한 진동체(54A)의 배후에 생성되는 와류(D)에 의해 웨이크갤로핑(Wake Galloping)이 발생되어 기계 에너지를 발생시키게 된다. 즉, 유동방향(FL)의 하류측(FL2)에 위치한 진동체(54B)는 상류측(FL1)에 위치한 진동체(54A)의 배후에 생성되는 와류(D)에 의해 와유기 진동하여 기계 에너지(압력장을 바꾸어서 왕복운동형태로 변동함에 따른 에너지)를 발생시키게 되는 것이다.
이상에서와 같이 한 쌍의 진동체(54A,54B)가 지지체(40)를 사이에 두고 양쪽에 각각 배치됨으로써 유체의 유동에 의해 양쪽 한 쌍의 진동체(54A,54B)가 함께 와유기 진동하여 기계 에너지를 발생시킬 수 있어서 발전효율, 즉 에너지 추출 효율이 현저하게 향상될 수 있다.
첨부된 도면 중에서, 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 와유기진동 에너지 추출장치를 설명하기 위한 개략적 평면도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제2 실시예에 따른 와유기진동 에너지 추출장치(10)는, 유체의 유동방향(FL)를 기준으로, 상류측 진동체(54A)와 하류측 진동체(54B) 사이에 해당하는 지지체(40)는, 상류측(FL1)의 진동체(54A)를 통과한 유체가 하류측(FL2)의 진동체(54B)에 작용하기 전에 간섭되지 않도록, 유선형의 얇은 판 형상으로 형성되어 회피부(41A)가 형성되는 것을 제외하고는 전술한 실시예와 같다.
이와 같이, 상류측 진동체(54A)와 하류측 진동체(54B) 사이에 해당하는 지지체(40), 즉 지지체(40)의 중간부가 유체의 유동방향(FL)를 기준으로 유선형의 얇은 판 형상으로 형성되어 회피부(41A)가 형성됨으로써, 상류측 진동체(54A)의 배후에서의 와류 생성에 간섭이 최소화될 수 있다.
첨부된 도면 중에서, 도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 와유기진동 에너지 추출장치를 설명하기 위한 개략적 평면도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 제3 실시예에 따른 와유기진동 에너지 추출장치(10)는, 상류측 진동체(54A)와 하류측 진동체(54B) 사이에 해당하는 지지체(40)에, 상류측(FL1)의 진동체(54A)를 통과한 유체가 하류측 진동체(54B)에 작용하기 전에 간섭되지 않도록, 양쪽으로 각각 "]"형상으로 형성되어 회피공간(S)을 형성하는 것을 제외하고는 전술한 각 실시예들과 같다.
이와 같이, 지지체(40)의 중간부가 양쪽으로 분할되고 분할된 각각의 지지부(41B,41C)가 각각 "]"형상으로 형성되어 그 사이에 회피공간(S)이 형성됨으로써, 상류측 진동체(54A)를 통과하면서 생성되는 와류가 하류측 진동체(54B)에 작용하기 전에 지지체(40)에 의해 간섭되지 않게 되므로 하류측 진동체(54B)의 와유기 진동 작동이 원활하게 이루어질 수 있다. 또한 상류측 진동체(54A) 배후에서의 와류 생성에 간섭되지 않게 된다.
첨부된 도면 중에서, 도 8 및 도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 와유기진동 에너지 추출장치를 도시한 정면도이다.
도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 제4 실시예에 따른 와유기진동 에너지 추출장치(10)는, 각 작동부(50A,50B)의 양쪽 진동체(54A,54B)들이 각 조류(A,B)에 영향을 받지 않도록 상하 방향으로 서로 어긋나게 배치될 수 있다. 즉, 도 8에 도시된 바와 같이, 지지체(40)를 중심으로 양쪽에 각각 설치되는 각각의 작동부(50A,50B) 중에서, 한쪽 작동부(50A)가 한쪽 상부에 위치하고, 반대쪽 작동부(50B)가 반대쪽 하부에 위치하여 서로 어긋나게 배치되는 것이다. 이와는 반대로 도 9에 도시된 바와 같이, 반대쪽 작동부(50B)가 상부에 배치되고, 한쪽 작동부(50A)가 하부에 배치될 수 있다.
이와 같이 양쪽의 작동부(50B)가 서로 어긋나게 배치된 상태에서, 일방향으로 흐르는 조류(A)는 앞쪽(상류측)에 위치한 작동부(50A)의 진동체(54A)와 뒷쪽(하류측)에 위치한(일방향 조류의 흐름 방향을 기준으로 함) 작동부(50B)의 진동체(54B)에 각각 직접 작용하고, 반대방향으로 흐르는 조류(B)는 반대쪽에 위치한 작동부(50B)의 진동체(54A)와 뒷쪽에 위치한(반대방향 조류의 흐름 방향을 기준으로 함) 작동부(50A)의 진동체(54A)에 각각 직접 작용하게 되는 것이다.
이러한 작용은 양쪽의 작동부(50A,50B)가 일직선상에 위치하지 않고 상부 또는 하부에 서로 어긋나게 배치되어 있기 때문이며, 각각의 조류(A,B)가 서로 독립적으로 양쪽의 각 진동체(54A,54B)에 작용하게 되므로 각 진동체(54A,54B)의 조류(A,B)에 의한 와유기진동은 효율적으로 발생하게 된다.
첨부된 도면 중에서, 도 10 및 도 11은 본 발명의 제5 실시에 따른 와유기진동 에너지 추출장치에 관한 것으로, 와유기진동 에너지 추출장치에 정격동력유지수단이 마련되어, 엑츄에이터에 의해 진동체의 각도가 가변되는 상태를 도시한 사시도 및 개략적 평면도이다.
도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 제5 실시에 따른 와유기진동 에너지 추출장치(10)는, 전술한 작동부(50)에, 조류(A)의 흐름에 대한 각 진동체(54A,54B)의 각도를 가변 제어하거나 진동체(54A,54B)의 형상을 가변 제어하여 정격동력을 유지하고, 정지상태 유지기능(parked condition - 진동체가 저항을 받지 않도록 하여 왕복운동되지 않게 하는 기능)을 수행하기 위한 정격동력유지수단(60)을 구비한 것을 제외하고는 전술한 실시예들과 같다.
정격동력유지수단(60)은, 각각의 지지단(52)에 양단이 축으로 결합되는 진동체(54A,54B)에 일단이 결합되고, 타단은 지지단(52)에 결합되어 수축 인장 작동으로 진동체(54A,54B)를 밀거나 당겨 진동체(54A,54B)의 각도(유체의 유동방향에 대한 진동체의 각도)를 가변시키기 위한 엑츄에이터(62)로 이루어지는 것이다.
다시 설명하면, 도 11에 도시된 바와 같이, 조류(A)의 흐름방향(유체의 유동방향)에 대하여 직각을 유지하고 있는 진동체(54)의 각도를 엑츄에이터(62)를 작동시켜 조류(A)의 흐름방향 쪽으로 기울어지게 가변시킴으로써, 진동체(54)의 와유기진동 작동을 제어할 수 있다. 즉, 타원형 단면을 갖는 진동체(54)가 조류(A)의 흐름방향에 대하여 직각을 유지하는 경우(도 11의 실선으로 도시된 진동체의 상태로 넓은 면이 조류의 흐름방향과 마주보는 상태)에 와유기진동(왕복회전운동)이 가장 크게 일어난다. 그리고 진동체(54)가 조류(A)의 흐름방향으로 기울어진 상태(도 11의 일점쇄선으로 도시된 진동체의 상태로 좁은 면이 조류의 흐름방향과 마주보는 상태)가 될수록 와유기진동이 작게(적은 회전수 또는 정지 등) 일어난다. 따라서, 엑츄에이터(62)로 진동체(54)의 각도를 적절하게 가변시킴으로써 작동부(50)의 에너지 추출 효율을 제어(정격동력을 유지)할 수 있을 뿐만 아니라, 장치의 정비를 포함한 다양한 이유로 작동부(50)를 정지시키고 그 정지상태를 유지할 수 있게 된다.
전술한 정지상태 유지기능은, 엑츄에이터(62)를 작동시켜 진동체(54)의 넓은 면이 조류(A)의 흐름방향과 마주보도록 각도를 가변하거나, 진동체(54)의 좁은 면이 조류(A)의 흐름방향과 마주보도록 각도를 가변하여 진동체(54)의 와유기진동이 정지되거나 미세하게 작동되도록 하는 것으로, 이러한 정지상태 유지기능은, 정비시 또는 위급 상황시 진동체(54)의 와유기 작동을 멈추기 위한 매우 유용한 기능이다.
한편, 다른 실시예에 의하면, 도 17에 도시된 바와 같이, 지지단(52)의 내부에 진동체(54)의 각도를 가변시켜 진동체(54)의 와유기 진동에 의한 왕복운동을 정지시키거나 최소화하기 위한 정지상태 유지수단(parked condition - 진동체가 저항을 받지 않도록 하여 왕복운동되지 않게 하는 기능)이 구비될 수 있다. 정지상태 유지수단은 제어부(C)에 의해 작동 제어되는 파킹용 엑츄에이터(AC)로 이루어진다. 이 파킹용 엑츄에이터(AC)는 지지단(52)의 내부에서 진동체(54)의 축을 회전시키도록 설치되는 것으로, 이러한 파킹용 엑츄에이터(AC)는 지지단(52)의 내부에서, 진동체(54)를 지지하는 축에 직접 결합되거나 동력전달수단에 의해 축과 연결되도록 설치된다.
이러한 구성을 갖는 파킹용 엑츄에이터(AC)로 이루어진 정지상태 유지수단은, 정비를 목적으로 하거나, 위급 상황시에 진동체(54)의 와유기 진동에 의한 왕복운동을 정지시키거나 최소화하기 위한 것이다.
전술한 정지상태 유지수단의 작용을 설명한다.
파킹용 엑츄에이터(AC)가 제어부(C)에 의해 작동되어 진동체(54)의 넓은 면이 도 17에 도시된 바와 같이 조류(A)의 흐름 방향과 마주하도록 진동체(54)의 각도를 가변시키면, 조류(A)가 진동체(54)의 넓은 면에 작용하게 되므로 진동체(54)의 와유기 진동에 의해 왕복회전운동이 가장 크게 일어난다. 이어서, 파킹용 엑츄에이터(AC)가 제어부(C)에 의해 작동되어 진동체(54)의 좁은 면이 도 17에 도시된 바와 같이 조류(A)의 흐름 방향과 마주하도록 진동체(54)의 각도를 가변시키면, 진동체(54)의 와유기 진동은 최소화되거나 발생되지 않게 된다. 이는 진동체(54)에서 조류(A)가 작용하는 면적이 작기 때문이다. 이와 같이 파킹용 엑츄에이터(AC)가 진동체(54)의 각도를 가변시켜 진동체(54)의 좁은 면이 유체의 흐름 방향과 마주하도록 함으로써 진동체(54)의 와유기진동 작동은 정지되거나 미세하게 작동하게 되므로 진동체(54)의 정지상태 유지가 가능하게 된다.
이때, 제어부(C)로 파킹용 엑츄에이터(AC)를 적절하게 제어함으로서 전술한 정격동력유지수단(60)의 기능을 수행할 수도 있다.
이와 같이 엑츄에이터(62) 또는 파킹용 엑츄에이터(AC)의 제어로 진동체(54)의 각도를 조절함으로써, 작동부(50)의 에너지 추출 효율을 제어(정격동력을 유지)할 수 있을 뿐만 아니라, 정비나 위급 상황시를 포함한 다양한 이유로 작동부(50)를 정지시키고 그 정지상태를 유지시킬 수 있게 된다.
전술한 엑츄에이터(62)는 유압진동체, 공압진동체, 스텝모터 등 다양한 구성으로 이루어질 수 있다.
첨부된 도면 중에서, 도 12 및 도 13은 본 발명의 제6 실시예에 따른 와유기진동 에너지 추출장치에 정격동력유지수단이 마련된 것으로, 다수개의 엑츄에이터부에 의해 진동체의 횡단면이 가변되는 상태를 도시한 개략적 평면도이다.
도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 제6 실시예에 따른 와유기진동 에너지 추출장치(10)는, 각 작동부(50A,50B)에 정격동력유지수단(60)이 구비되어 각 진동체(54)의 단면 형상을 가변 제어하도록 구성된 것을 제외하고는 전술한 실시예들과 같다.
구체적으로 설명하면, 제6 실시예에 따른 와유기진동 에너지 추출장치(10)의 정격동력유지수단(60)은, 진동체(54)가 길이방향으로 분할 형성되어 진동체(54)의 횡단면이 다각형을 이루도록 각각 배치되되, 각각의 단부가 서로 축 결합되어 연결되는 다수개의 제1,2,3,4 진동체 편(54C-1,54C-2,54C-3,54C-4)들을 포함한다. 제1,2,3,4 진동체 편(54C-1,54C-2,54C-3,54C-4)들의 내부 쪽에 길이방향으로 설치되는 지지대(64)를 포함한다. 제1,2 진동체 편(54C-1,54C-2)들의 내측에 각 일단이 결합되고, 각 타단은 지지대(64)에 결합되어, 제1,2 진동체 편(54C-1,54C-2)을 양쪽으로 펼치거나 접도록 인장 및 수축 작동하는 제1,2 형상 변경용 엑츄에이터(66A,66B)들을 포함한다. 제1,2 형상 변경용 엑츄에이터(66A,66B)가 인장 작동할 때 수축 작동하여 제3,4 진동체 편(54C-3,54C-4)을 지지대(64) 쪽으로 당기고 제1,2 형상변경용 엑츄에이터(66A,66B)가 수축 작동할 때 인장 작동하여 제3,4 진동체 편(54C-3,54C-4)을 지지대(64) 반대쪽으로 밀도록 된 제3 형상 변경용 엑츄에이터(66C)로 이루어진 엑츄에이터부(66)를 포함한 것이다.
이러한 구조의 정격동력유지수단(60)은, 서로 분할되어 서로 접히도록 축 결합된 제1,2,3,4 진동체 편(54C-1,54C-2,54C-3,54C-4)들을 제1,2,3 형상 변경용 엑츄에이터(66A,66B,66C)로 펼치거나 접으면서 진동체(50)의 횡단면 형상을 가변시킴으로써 조류(A)가 진동체(54)에 직각으로 작용하는 표면적을 작게 하거나 크게 할 수 있다. 즉, 진동체(54)에 조류(A)가 직각으로 작용하는 표면적이 클수록 와유기진동이 크게 일어나는 것이므로, 조류(A)가 직각으로 작용하는 표면적으로 감소시킴으로써 와유기진동을 작게 하거나 와유기진동이 이루어지지 않도록 할 수 있는 것이다.
이와 같이, 진동체(54)의 횡단면 형상을 가변시킴으로써 정격동력을 제어할 수 있고, 진동체(54)의 와유기 진동을 정지시키거나 미세하게 작동하도록 할 수도 있게 된다.
첨부된 도면 중에서, 도 14는 본 발명의 제7 실시예에 따른 와유기진동 에너지 추출장치를 도시한 개략적 평면도이다.
도 14에 도시된 바와 같이, 제8 실시예에 따른 와유기진동 에너지 추출장치(10)는, 앵커체(20)의 주변 또는 앵커체(20)에, 밀물과 썰물에 의해 형성되는 조류(A)의 흐름을 양쪽의 작동부(50A,50B)에 일치하는 방향으로 유도하기 위한 조류 유도용 구조물(70)이 설치되는 것을 제외하고는 전술한 실시예들과 같다.
앵커체(20)의 주변 또는 앵커체(20)에, 밀물과 썰물에 의해 형성되는 조류(A,B)의 흐름을 양쪽의 작동부(50A,50B) 쪽으로 유도하기 위한 조류 유도용 구조물(70)이 설치됨으로써 조류(A,B)가 양쪽의 각 진동체(54A,54B)에 효율적으로 작용하도록 하여 에너지 추출 효율을 향상시킬 수 있다.
이때, 조류 유도용 구조물(70)은 만곡부를 구비하고, 그 높이는 해저면으로부터 각 진동체(54A,54B)의 높이와 같도록 형성되는 것이 바람직하다.
도 15는 본 발명의 제8 실시예에 따른 와유기진동 에너지 추출장치를 도시한 개략적 사시도이다.
도 15에 도시된 바와 같이, 제8 실시예에 따른 와유기진동 에너지 추출장치(10)는, 지지체(40)의 상단부 또는 발전수단(30)의 상단부에 방향전환부재(80)가 구비된 것을 제외하고는 전술한 실시예들과 같다.
방향전환부재(80)는, 양쪽에 작동부(50A,50B)를 갖는 지지체(40)가 조류(A 또는 B)의 흐름 방향으로 작동부(50A 또는 50B)를 방향전환 시키도록 구성된 것이다. 즉, 지지체(40)의 하단부는 앵커체(20)와 회전 가능하게 결합되고, 발전수단(30)의 상단부에는 삼각형상으로 이루어진 방향전환부재(80)가 결합된 구조를 갖는다. 따라서, 조류(A 또는 B)가 흐를 때(유체가 유동할 때) 지지체(40)는 어느 한쪽의 진동체(54A 또는 54B)가 조류(A 또는 B)가 흘러오는 방향과 마주하는 방향으로 위치가 바뀌도록 회전하여, 각 진동체(54A,54B) 조류(A 또는 B)에 의해 와유기진동 하도록 하는 것이다.
이러한 방향전환부재(80)에 의해 양쪽의 작동부(50A,50B)는 다양한 방향으로 흐르는 조류(A 또는 B)에 능동적으로 대응하여 에너지를 추출할 수 있게 된다.
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
10 : 와유기진동 에너지 추출장치 20 : 앵커체
30 : 발전수단 40 : 지지체
50,50A,50B : 작동부 52 : 지지단
54,54A,54B : 실린더 60 : 정격동력유지수단
62 : 엑츄에이터 64 : 지지대
66 : 엑츄에이터부 70 : 조류 유도용 구조물
80 : 방향전환부재 A,B : 조류
FL : 유체의 유동방향 C : 제어부
FL1 : 상류측 FL2 : 하류측
D : 와류 S : 회피공간
AC : 파킹용 엑츄에이터

Claims (12)

  1. 해저면에 설치되는 앵커체; 운동에너지를 전기에너지로 변환하기 위한 에너지변환장치를 구비하여 상기 앵커체에 설치되는 지지체; 및 진동체의 양단에 각 일단이 결합된 한 쌍의 지지단이 상기 지지체에 구비된 각각의 축을 회전시키도록 상기 지지체에 결합되고, 상기 진동체의 왕복운동에 따른 기계 에너지가 상기 축을 통하여 상기 에너지변환장치에 전달되도록 된 작동부를 포함하여, 조류나 해류를 포함하는 유체의 유동에 의해 상기 진동체가 와유기 진동하여 발생된 기계 에너지를 전기 에너지로 추출하도록 된 와유기진동 에너지 추출장치로서,
    상기 진동체는 복수개로 이루어지고, 상기 지지체를 중심으로 양쪽에 각각 설치되며, 한쪽 진동체는 일방향으로 유동되는 유체에 의해 와유기 진동하여 기계 에너지를 발생시키고, 반대쪽 진동체는 반대방향으로 유동되는 유체에 의해 와유기 진동하여 기계 에너지를 발생시키도록 구성되고,
    상기 유체의 유동방향에 대하여 상기 유동방향의 상류측에 위치한 상기 진동체가 상류측 유체의 유동에 의해 와유기 진동하여 기계 에너지를 발생시킬 때, 상기 유동방향의 하류측에 위치한 상기 진동체는 상기 상류측에 위치한 상기 진동체의 배후에 생성되는 와류에 의해 웨이크 갤로핑(Wake Galloping)이 발생되어 기계 에너지를 발생시키도록 된 것을 특징으로 하는,
    와유기진동 에너지 추출장치.
  2. 해저면에 설치되는 지지체에, 상기 지지체를 기준으로 서로 양쪽에 양단이 각각 축으로 결합되되, 유체의 유동방향에 대하여 서로 일직선상에 배치되도록 결합되는 한 쌍의 진동체들; 및
    상기 유체의 유동에 의한 상기 진동체들의 와유기 진동에 따른 기계 에너지를 전기 에너지로 변환하도록 상기 지지체에 구비되는 에너지변환장치를 포함하고,
    상기 유체의 유동방향에 대하여 상기 유동방향의 상류측에 위치한 상기 진동체는 상기 상류측 유체의 유동에 의해 와유기 진동하여 기계 에너지를 발생시키고, 상기 유동방향의 하류측에 위치한 상기 진동체는 상기 상류측에 위치한 상기 진동체의 배후에 생성되는 와류에 의해 웨이크 갤로핑(Wake Galloping)이 발생되어 기계 에너지를 발생시키도록 된 것을 특징으로 하는,
    와유기진동 에너지 추출장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 지지체는,
    3개의 지지블럭이 120°각도로 배치된 앵커체, 모노 파일, 중력식 앵커 또는 파일 앵커로로 이루어진 앵커체에 결합되는 것을 특징으로 하는,
    와유기진동 에너지 추출장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 상류측 진동체와 상기 하류측 진동체 사이에 해당하는 지지체는,
    상기 상류측의 진동체를 통과한 유체가 상기 하류측 진동체에 작용하기 전에 간섭되지 않도록, 양쪽으로 각각 "]"형상으로 형성되어 회피공간을 형성하는 것을 특징으로 하는,
    와유기진동 에너지 추출장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 상류측 진동체와 상기 하류측 진동체 사이에 해당하는 지지체는,
    상기 상류측의 진동체를 통과한 유체가 상기 하류측 진동체에 작용하기 전에 간섭되지 않도록, 유선형의 얇은 판 형상으로 형성되어 회피부가 형성되는 것을 특징으로 하는,
    와유기진동 에너지 추출장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 지지체의 주변에는,
    밀물과 썰물에 의해 형성되는 조류나 해류를 포함하는 유체의 흐름을 양쪽의 각 진동체와 일치하는 방향으로 유도하기 위한 조류 유도용 구조물이 설치되는 것을 특징으로 하는,
    와유기진동 에너지 추출장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 지지체에는,
    유체의 흐름에 대하여 상기 진동체의 각도를 가변 제어하거나 상기 진동체의 형상을 가변 제어하여 정격동력을 유지하거나, 상기 진동체의 와유기 진동을 정지시키기 위한 정격동력유지수단을 구비하는 것을 특징으로 하는,
    와유기진동 에너지 추출장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 정격동력유지수단은,
    상기 진동체에 일단이 결합되고, 타단은 상기 진동체를 축에 결합하는 지지단에 결합되어 수축 인장 작동으로 상기 진동체를 밀거나 당겨 상기 진동체의 각도를 가변시키기 위한 엑츄에이터로 이루어지는 것을 특징으로 하는,
    와유기진동 에너지 추출장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 정격동력유지수단은,
    상기 진동체가 길이방향으로 분할 형성되어 상기 진동체의 횡단면이 다각형을 이루도록 각각 배치되되, 각각의 단부가 서로 축 결합되어 연결되는 다수개의 제1,2,3,4 진동체 편;
    상기 제1,2,3,4 진동체 편의 내부 쪽에 길이방향으로 설치되는 지지대; 및
    상기 제1,2 진동체 편의 내측에 각 일단이 결합되고, 각 타단은 상기 지지대에 결합되어, 상기 제1,2 진동체 편을 양쪽으로 펼치거나 접도록 인장 및 수축 작동하는 제1,2 형상 변경용 엑츄에이터와, 상기 제1,2 형상 변경용 엑츄에이터가 인장 작동할 때 수축 작동하여 상기 제3,4 진동체 편을 상기 지지대 쪽으로 당기고 상기 제1,2 형상변경용 엑츄에이터가 수축 작동할 때 인장 작동하여 상기 3,4 진동체 편을 상기 지지대 반대쪽으로 밀도록 된 제3 형상 변경용 엑츄에이터로 이루어진 엑츄에이터부를 포함하여,
    상기 진동체의 횡단면 형상을 가변시키도록 된 것을 특징으로 하는,
    와유기진동 에너지 추출장치.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 지지체에는,
    유체의 흐름에 대하여 상기 진동체의 각도를 가변 제어하여 상기 진동체의 와유기 진동을 정지시키거나 와유기 진동을 최소화하기 위한 정지상태 유지수단이 구비되는 것을 특징으로 하는,
    와유기진동 에너지 추출장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 정지상태 유지수단은,
    상기 진동체의 각도를 가변시키도록 상기 지지단의 내부에서 상기 진동체의 축에 설치되고, 제어부에 의해 작동 제어되는 파킹용 엑츄에이터로 이루어지는 것을 특징으로 하는,
    와유기진동 에너지 추출장치.
  12. 해저면에 설치되는 앵커체; 운동에너지를 전기에너지로 변환하기 위한 에너지변환장치를 구비하여 상기 앵커체에 설치되는 지지체; 및 진동체의 양단에 각 일단이 결합된 한 쌍의 지지단이 상기 지지체에 구비된 각각의 축을 회전시키도록 상기 지지체에 결합되고, 상기 진동체의 왕복운동에 따른 기계 에너지가 상기 축을 통하여 상기 에너지변환장치에 전달되도록 된 작동부를 포함하여, 조류나 해류를 포함하는 유체의 유동에 의해 상기 진동체가 와유기진동하여 발생된 기계 에너지를 전기 에너지로 추출하도록 된 와유기진동 에너지 추출장치로서,
    상기 진동체는 복수개로 이루어지고, 상기 지지체를 중심으로 양쪽에 각각 설치되되, 하나의 진동체가 상기 지지체의 한쪽 상부에 설치되고 다른 하나의 진동체는 상기 지지체의 반대쪽 하부에 설치되어, 한쪽 진동체는 일방향으로 유동되는 유체에 의해 와유기 진동하여 기계 에너지를 발생시키고, 반대쪽 진동체는 반대방향으로 유동되는 유체에 의해 와유기 진동하여 기계 에너지를 발생시키도록 된 것을 특징으로 하는,
    와유기진동 에너지 추출장치.






KR1020180081262A 2017-07-14 2018-07-12 와유기진동 에너지 추출장치 KR102048726B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES18832407T ES2930356T3 (es) 2017-07-14 2018-07-13 Aparato de extracción de energía por vibración inducida por vórtice
EP18832407.3A EP3657011B1 (en) 2017-07-14 2018-07-13 Vortex-induced vibration energy extraction apparatus
PCT/KR2018/007982 WO2019013590A1 (ko) 2017-07-14 2018-07-13 와유기진동 에너지 추출장치

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20170089835 2017-07-14
KR1020170089835 2017-07-14

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190008134A true KR20190008134A (ko) 2019-01-23
KR102048726B1 KR102048726B1 (ko) 2019-11-26

Family

ID=65324050

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180081262A KR102048726B1 (ko) 2017-07-14 2018-07-12 와유기진동 에너지 추출장치

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP3657011B1 (ko)
KR (1) KR102048726B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114919711B (zh) * 2022-05-24 2024-05-14 上海交通大学 一种可自动调节的圆筒型浮式核能平台涡激运动抑制装置
CN116517754B (zh) * 2023-05-25 2024-01-30 北京工业大学 一种宽流速多流向双向涡激振动俘能装置和方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101061824B1 (ko) 2009-02-12 2011-09-05 한국해양연구원 Ｖｉｖ 이용 친환경 청정에너지 추출장치
KR20130059915A (ko) * 2011-11-29 2013-06-07 한국해양과학기술원 단순 왕복 피봇 회전형 와유기진동 에너지추출 장치 및 이를 이용한 와유기진동 에너지 추출방법
CN104061111A (zh) * 2014-05-28 2014-09-24 天津大学前沿技术研究院有限公司 一种基于多振子的同振式涡激振动发电装置
JP2016530424A (ja) * 2013-05-31 2016-09-29 ウウエル エネルジー 回動支持の海洋タービン

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5376326B2 (ja) * 2010-01-06 2013-12-25 公立大学法人大阪府立大学 流体力発電装置および発電方法
WO2012019224A1 (en) * 2010-08-10 2012-02-16 Atlantis Resources Corporation Pte Limited Support apparatus for underwater power generator and method for deployment
KR101814700B1 (ko) * 2011-09-29 2018-01-05 한국전력공사 동력 발생 시스템
KR101309124B1 (ko) * 2011-12-20 2013-09-16 한국해양과학기술원 평행사변형 사절기구와 와유기진동에 의한 양력발전장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101061824B1 (ko) 2009-02-12 2011-09-05 한국해양연구원 Ｖｉｖ 이용 친환경 청정에너지 추출장치
KR20130059915A (ko) * 2011-11-29 2013-06-07 한국해양과학기술원 단순 왕복 피봇 회전형 와유기진동 에너지추출 장치 및 이를 이용한 와유기진동 에너지 추출방법
KR101284106B1 (ko) 2011-11-29 2013-07-10 한국해양과학기술원 단순 왕복 피봇 회전형 와유기진동 에너지추출 장치 및 이를 이용한 와유기진동 에너지 추출방법
JP2016530424A (ja) * 2013-05-31 2016-09-29 ウウエル エネルジー 回動支持の海洋タービン
CN104061111A (zh) * 2014-05-28 2014-09-24 天津大学前沿技术研究院有限公司 一种基于多振子的同振式涡激振动发电装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP3657011B1 (en) 2022-09-07
EP3657011A1 (en) 2020-05-27
KR102048726B1 (ko) 2019-11-26
EP3657011A4 (en) 2021-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4990889B2 (ja) 流体への及び流体からの運動エネルギーの伝達
KR101608814B1 (ko) 모듈화된 해양 에너지 발전장치
CN101589224B (zh) 采用螺旋式涡轮的发电系统
CN101589225B (zh) 采用螺旋式涡轮的发电系统
KR101564475B1 (ko) 터빈 어셈블리
KR101284106B1 (ko) 단순 왕복 피봇 회전형 와유기진동 에너지추출 장치 및 이를 이용한 와유기진동 에너지 추출방법
KR100989594B1 (ko) 부유식 구조물을 이용한 파력발전 시스템
JP5943337B2 (ja) 海洋波エネルギー抽出システム及び方法
GB2431437A (en) Combined water current and wave energy powered installation
KR101309124B1 (ko) 평행사변형 사절기구와 와유기진동에 의한 양력발전장치
US10253749B2 (en) Wave energy generation device and methods of using the same
KR20190008134A (ko) 와유기진동 에너지 추출장치
JP6001732B1 (ja) 流体利用による双安定型非線形振り子発電機
US9587722B2 (en) Pivoting arm for kinetic energy generation device and methods of using same
KR101309125B1 (ko) 슬라이딩기구와 와유기진동에 의한 양력발전장치
JP2010275906A (ja) 電場応答性高分子膜を用いた波力発電装置
KR101542537B1 (ko) 발전장치
WO2013159056A1 (en) Wave energy conversion systems and methods
KR102027554B1 (ko) 파력발전 시스템 및 그 제어 방법
WO2019013590A1 (ko) 와유기진동 에너지 추출장치
JPH08177710A (ja) 発電装置
GB2424674A (en) Generating electricity from flowing water, eg tidal currents
KR101280522B1 (ko) 공진을 이용한 양력면형 조류발전기
KR19990080155A (ko) 부력과 치차를 이용한 파력발전장치 및 방법
Bozzetto Modelling, control and performance assessment of a wave energy converter equipped with an all-electric power take-off

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant