KR20190095854A

KR20190095854A - 침수형 파력 발전 장치

Info

Publication number: KR20190095854A
Application number: KR1020180057501A
Authority: KR
Inventors: 박완순
Original assignee: 박완순
Priority date: 2018-05-18
Filing date: 2018-05-18
Publication date: 2019-08-16
Also published as: KR102064851B1

Abstract

본 발명은 수중에 설치되는 파력 발전 장치에 관한 것으로, 판부(11), 목부(12) 및 저부(13)로 구성되는 중공(中空)의 회동체(10)가 수면 직하부에 침수상태로 설치되어, 파랑에 의하여 왕복 회동(回動)되면서, 발전에 필요한 동력을 제공할 수 있도록 한 것이다.
본 발명을 통하여 파랑의 에너지를 충분히 활용할 수 있을 뿐 아니라 발전 과정에서 수반되는 에너지 손실을 최소화하여, 파력 발전의 효율을 획기적으로 향상시킬 수 있다.

Description

침수형 파력 발전 장치{SUBMERSION TYPE WAVE POWER GENERATING APPARATUS}

본 발명은 수중에 설치되는 파력 발전 장치에 관한 것으로, 판부(11), 목부(12) 및 저부(13)로 구성되는 중공(中空)의 회동체(10)가 수면 직하부에 침수상태로 설치되어, 파랑에 의하여 왕복 회동(回動)되면서, 발전에 필요한 동력을 제공할 수 있도록 한 것이다.

파력 발전은 파랑의 에너지를 이용하여 전력을 생산하는 발전 방식으로서, 관련 종래기술로서 공개특허 제2013-103027호 등을 들 수 있다.

공개특허 제2013-103027호를 비롯한 종래의 파력 발전 장치는 파랑의 전파 과정에서 형성되는 수면의 승강을 부체(浮體)의 승강 또는 밀실(密室)내 공기의 흡배기(吸排氣)로 전환하고, 이를 이용하여 발전기를 가동하는 것으로, 대규모의 설비가 필요할 뿐 아니라, 발전과정에서의 에너지 손실이 막대한 문제점이 있었다.

즉, 파랑의 전파에 있어서 물 입자는 타원형 궤적으로 이동하게 되며, 특히 파랑의 에너지가 집중되는 수면부에서는 수평 장반경이 월등한 타원형 궤적을 추종하는 바, 파랑으로 인한 물의 실제 운동은 수면에 집중된 수평 왕복운동이라 할 수 있음에도 불구하고, 종래의 파력 발전 장치는 외견상의 수면 승강 현상에 치중하여 파랑의 에너지를 충분히 활용하지 못하였던 것이다.

특히, 종래의 파력 발전 장치는 파랑으로 인한 부체의 운동을 유도하거나, 밀실내 공기의 유동을 유도하고, 이를 복잡한 운동 변환 과정을 거쳐 동력화하는 방식을 답습하고 있는 바, 작동 과정에서 막대한 에너지가 손실되는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 감안하여, 파랑으로 인한 물 입자의 운동 현상을 십분 활용하고, 운동 에너지의 전달 구조 역시 지극히 단순화함으로써, 발전 효율을 극대화함을 목적으로 한다.

즉, 본 발명은 상기 목적을 달성할 수 있도록 창안된 것으로, 수중에 설치되는 파력 발전 장치에 있어서, 판형(板形)의 중공체인 판부(11)와, 판부(11) 하단 중앙부에서 하측으로 돌출되는 목부(12)와, 목부(12) 하단에 형성되는 저부(13)로 구성되는 회동체(10)가 침수상태로 설치되되, 목부(12)에는 회동축이 형성되어 수역내 고정된 브래킷(20)과 자유롭게 회전 가능하도록 연결되고, 회동체(10)의 판부(11) 상단은 수면에 위치하여, 파랑의 전파에 따라 회동체(10)가 회전축(15)을 축으로 왕복 회동되며, 회전축(15)에는 발전기(30)가 연결됨을 특징으로 하는 침수형 파력 발전 장치이다.

또한, 수중에 설치되는 파력 발전 장치에 있어서, 판형(板形)의 중공체인 판부(11)와, 판부(11) 하단 중앙부에서 하측으로 돌출되는 목부(12)와, 목부(12) 하단에 형성되는 저부(13)로 구성되는 회동체(10)가 침수상태로 설치되되, 목부(12)에는 회동축이 형성되어 수역내 고정된 브래킷(20)과 자유롭게 회전 가능하도록 연결되고, 회동체(10)의 판부(11) 상단은 수면에 위치하여, 파랑의 전파에 따라 회동체(10)가 회전축(15)을 축으로 왕복 회동되며, 저부(13)는 호형(弧形)으로 형성되고, 저부(13)의 저면에는 자석(32)이 설치되며, 브래킷(20) 사이에는 호형의 장착대(36)가 형성되고, 장착대(36) 상면에는 권선부(31)가 설치됨을 특징으로 하는 침수형 파력 발전 장치이다.

또한, 수중에 설치되는 파력 발전 장치에 있어서, 판형(板形)의 중공체인 판부(11)와, 판부(11) 하단 중앙부에서 하측으로 돌출되는 목부(12)와, 목부(12) 하단에 형성되는 저부(13)로 구성되는 회동체(10)가 침수상태로 설치되되, 목부(12)에는 회동축이 형성되어 수역내 고정된 브래킷(20)과 자유롭게 회전 가능하도록 연결되고, 회동체(10)의 판부(11) 상단은 수면에 위치하여, 파랑의 전파에 따라 회동체(10)가 회전축(15)을 축으로 왕복 회동되며, 저부(13)의 측면에는 자석(32)이 설치되고, 브래킷(20)에는 장착벽(37)이 형성되며, 장착벽(37)의 저부(13)측 표면에는 권선부(31)가 설치됨을 특징으로 하는 침수형 파력 발전 장치이다.

또한, 상기 저부(13) 내부에는 기밀 수조인 저류조(50)가 설치되고, 저류조(50)에는 저류조(50) 내부와 회동체(10) 외부를 연결하는 주입관(51) 및 배출관(52)이 설치되되, 배출관(52)의 하단은 저류조(50) 하단부에 위치함을 특징으로 하는 침수형 파력 발전 장치이다.

또한, 상기 저부(13) 내부에는 상단이 개방된 수조인 저류조(50)가 설치되고, 중심부가 천공된 피스톤(60)이 저류조(50)에 결합되되, 피스톤(60) 상부에는 구동관(61)이 연결되며, 구동관(61)은 회동체(10) 내부에서 승강 가능하도록 설치됨을 특징으로 하는 침수형 파력 발전 장치이다.

본 발명을 통하여, 회동체(10)가 파랑의 실제 운동을 추종하도록 함으로써, 파랑의 에너지를 충분히 활용할 수 있을 뿐 아니라, 동력의 전달 방식 역시 단순화함으로써, 발전 과정에서 수반되는 에너지 손실을 최소화하여, 파력 발전의 효율을 획기적으로 향상시킬 수 있다.

특히, 간소한 구성으로도 고효율의 발전을 수행할 수 있는 바, 파력 발전의 보급을 확대하고, 이로써 대기오염 및 해양오염을 방지하고 환경을 보전하는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 사시도
도 2는 본 발명의 단면도
도 3은 본 발명의 회동체 발췌 부분절단 사시도
도 4는 본 발명의 작동 방식 설명도
도 5는 중량추가 적용된 본 발명의 일 실시예 단면도
도 6은 도 5 실시예의 회동체 발췌 부분절단 사시도
도 7은 저부 회전자형 발전 방식이 적용된 본 발명의 일 실시예 사시도
도 8은 도 7 실시예의 회동체 발췌 저면 사시도
도 9는 도 7 실시예의 장착대 발췌 사시도
도 10은 도 7 실시예의 작동 방식 설명도
도 11은 측면 발전 방식이 적용된 본 발명의 일 실시예 사시도
도 12는 도 11 실시예의 회동체 발췌 사시도
도 13은 도 11 실시예의 장착벽 발췌 사시도
도 14는 저류조가 적용된 본 발명 회동체의 부분절단 사시도
도 15는 저류조가 적용된 본 발명 회동체의 대표 단면도
도 16은 가변형 저류조가 적용된 본 발명 회동체의 부분절단 사시도
도 17은 도 16 실시예의 요부 발췌 부분절단 분해 사시도
도 18은 가변형 저류조가 적용된 본 발명 회동체의 대표 단면도

본 발명의 상세한 구성 및 작동 원리를 첨부된 도면을 통하여 설명하면 다음과 같다.

우선 도 1은 본 발명의 외관을 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 단면도로서, 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명은 수중에 설치되는 파력 발전 장치로서, 판형(板形)의 중공체(中空體)인 판부(11)와, 판부(11) 하단 중앙부에서 하측으로 돌출되는 목부(12)와, 목부(12) 하단에 형성되는 저부(13)로 구성되는 회동체(10)가 침수상태로 설치된다.

도 1 및 도 2에서와 같이, 판부(11)는 평면상 폭이 확장된 판체로서, 기립 상태로 설치되며, 목부(12) 및 저부(13)는 판부(11)에 비하여 평면상 폭이 현저하게 축소되어 형성되되, 도 2 및 도 3에서와 같이, 증량부(14) 등의 형성을 통하여, 회동체(10)의 여타 부위에 비하여 저부(13)의 중량을 크게 형성함으로써, 수중에서 판부(11)의 부력과 저부(13)의 자중이 균형을 이루면서, 회동체(10)의 기립상태가 유지될 수 있도록 한다.

도 2 및 도 3에 도시된 실시예에 있어서, 저부(13)에 형성되는 증량부(14)는 저부(13) 하단부 판체의 두께를 확대하는 방식이 적용되었으나, 이 밖에서 별도의 부착물을 추가하는 등의 방식이 적용될 수도 있다.

도 2 및 도 3에서와 같이, 회동체(10)의 판부(11)와 저부(13)를 연결하는 목부(12)에는 회동축이 형성되어 수역내 고정된 지지대(29)의 브래킷(20)과 자유롭게 회전 가능하도록 연결되는데, 동 도면에 도시된 바와 같이, 평면상 판부(11)의 폭은 목부(12) 및 저부(13)에 비하여 월등하게 확대된 형태로 구성되고, 저부(13)는 목부(12)에 비하여 그 폭이 판부(11)와 직교되는 방향으로 소폭 확대된 구조를 가진다.

또한, 목부(12)에는 회동체(10)의 회전축(15)이 형성되는데, 회전축(15)은 평면상 판부(11)와 평행하게 형성되며, 판부(11)의 완전 직립시 평면상 판부(11)의 중심선과 회전축(15)이 중심선이 일치하게 된다.

본 발명에 있어서 회동체(10)는 수중에서 물 입자의 유동에 따라 운동하는 것으로, 해당 수역의 유동에 의한 압력 내지 수류(水流)의 힘이 회동체(10) 특히, 판부(11)에 작용함에 따라 회동체(10)가 수역의 유동과 동반 운동하게 되며, 이 과정에서 발생되는 회동체(10)의 운동은 회전축(15)을 축으로 하는 왕복 회동(回動)인 바, 회전축(15)을 기준으로 회동체(10) 상부에 위치하는 판부(11)와 회전축(15)을 기준으로 회동체(10) 하부에 위치하는 저부(13)에 동일 내지 근사한 외력이 작용하는 경우 회동체(10)의 원활한 회동이 제한될 수 있으므로, 판부(11)와 저부(13)의 평면상 중심선이 상호 직교되도록 함으로써, 회동체(10)의 원활한 작동을 도모한다.

즉, 전술한 바와 같이, 회동체(10)의 판부(11)와 저부(13)가 평면상 동일한 방향으로 그 폭이 확장된 형태를 가질 경우, 수역의 유동에 따라 회전축(15)의 상부와 하부에 작용하는 힘이 상쇄될 수 있으므로, 판부(11)와 저부(13)의 폭 확대 방향이 상호 직교하도록 함으로써, 파랑에 의한 수역 유동력이 판부(11)에는 최대한 작용하되 저부(13)에는 극히 미미하게 작용하도록 하는 것이다.

회동체(10)의 회전축(15)이 결합되어 회동체(10)를 지지함과 동시에 회동체(10)의 원활한 회동을 보장하는 브래킷(20)은 도 1 및 도 2에서와 같이, 지지대(29)의 상측에 돌출 형성되는 벽체형 구조물로서, 목부(12) 일부 및 저부(13)의 양측에 각각 구축되며, 브래킷(20)에 결합된 회전축(15)에는 발전기(30)가 연결되어, 회동체(10)가 회동됨에 따라 발전기(30)가 가동된다.

도 1 및 도 2에 도시된 실시예에서는 브래킷(20) 상단부에 발전기(30)가 설치되고, 회전축(15)과 발전기(30)가 직결되고 있으나, 브래킷(20) 하부 또는 브래킷(20)을 지지하는 지지대(29)에 발전기(30)가 설치되고, 발전기(30)와 회전축(15)이 기어, 체인 또는 벨트 등의 동력 전달 수단으로 연결될 수도 있다.

본 발명에 있어서 회전축(15)은 360도 회전이 지속되는 완전 회전이 아니라, 회동체(10)가 호형(弧形) 궤적을 따라 왕복 회동함에 따라 회전축(15) 역시 360도 회전이 완성되지 못한 상태에서 회전 방향이 반복 역전되는 왕복 회동 즉, 불완전 회전 운동을 수행하게 되는 바, 불완전 회전 상태에서도 전력 생산이 가능한 교류 발전기(30)를 적용하는 것이 바람직하다.

첨부된 도면에 도시되지는 않았으나, 발전기(30)와 전력 수요처를 연결하는 배선이 구성될 수 있음은 자명한 사실이며, 이 밖에도 교류 발전기(30)에서 발전된 전류를 정류하는 정류회로나 생산된 전류를 저장하는 축전설비 등이 구성될 수도 있다.

도시된 실시예에서는 본 발명의 설치에 있어서, 수역 하부 지반에 고정된 지지대(29)에 브래킷(20)이 설치된 형태가 적용되어 있으나, 이 밖에도 하부 지반에 직간접 고정된 다양한 구조물 예컨데 해저 지반에 관입(貫入)된 지주(支柱)에 브래킷(20)이 설치되는 등의 다양한 방식이 적용될 수 있다.

또한, 전술한 바와 같이, 파랑에 의한 수역내 유동력이 회동체(10)의 판부(11)에 충분히 전달될 수 있도록, 평면상 판부(11) 중심선이 파랑의 전파 방향과 직교하는 방향으로 본 발명을 설치하는 것이 유리하다.

이러한 구성의 본 발명은 도 4에서와 같이, 회동체(10)의 판부(11) 상단이 수면에 위치하도록, 즉, 판부(11) 상단면이 평균 수면에 위치하도록 설치하는 것이 바람직한데, 이는 전술한 바와 같이, 파랑 전파시 물 입자의 궤적이 타원형이고, 특히 동 도면에 도시된 바와 같이, 수면에 근접할수록 물입자의 궤적이 수평으로 확대된 타원형을 이루면서 왕성하게 유동하기 때문이다.

즉, 파랑이 전파되는 수역에 있어서, 수면부에 파랑의 에너지가 집중됨과 동시에 수평 장반경이 월등한 타원형 궤적을 추종하는 유동이 형성되는 바, 회동체(10)의 판부(11) 상단을 수면에 위치하도록 함으로써, 파랑의 에너지를 최대한 흡수할 수 있도록 한 것이다.

한편, 전술한 바와 같이, 회동체(10) 하단부에 형성되는 저부(13)는 그 중량이 타 부위의 회동체(10)에 비하여 증량된 바, 회동체(10) 전체의 무게 중심이 회동체(10) 하부에 위치하게 되며, 따라서 침수상태에서 회동체(10)는 기립 상태를 유지하고자 하는 복원력이 상시 작용하지만, 회동체(10)가 완전히 전도될 경우 복원이 어려울 수 있으므로, 도 1 및 도 4에서와 같이, 비상 정지 수단인 차단봉(28)을 설치하여 회동체(10)의 완전 전도를 억제한다.

차단봉(28)은 브래킷(20) 양측으로 돌출된 판체인 돌출판(27)에 설치되는 봉체로서, 회동체(10)의 회전축(15)과 평행하게 설치되며, 도 4에 있어서 가상선으로 도시된 바와 같이, 회동체(10)의 과도한 회동시 회동체(10) 본체가 차단봉(28)에 접촉되면서, 회동체(10)의 완전 전도가 억제된다.

이렇듯, 본 발명의 회동체(10)는 수면 직하부에 침수된 상태에서, 파랑의 전파에 따라 수역의 유동에 동조(同調)하여 왕복 회동하는 것으로서, 전술한 바와 같이, 회동체(10)의 기본 구조가 기밀(氣密) 중공체인 바, 부력과 자중의 균형을 도모할 필요가 있다.

즉, 회동체(10) 상부의 판부(11)에는 부력이 작용하고, 회동체(10) 하부의 저부(13)에는 침강력이 작용하여, 회동체(10) 자체는 기립 상태를 유지하고자하는 복원력이 조성되되, 회동체(10) 전체적으로는 중성부력(中性浮力)이 작용하도록 하는 것으로, 이로써 회동체(10)의 원활한 작동이 보장될 뿐 아니라, 회전축(15) 및 브래킷(20) 등에 작용하는 불필요한 외력이 최소화될 수 있으며, 작동 과정에서 수반되는 에너지 손실 역시 최소화할 수 있다.

이러한 회동체(10)의 중성부력은 사전에 설치 대상 수역의 단위중량을 조사하여 이에 일치하도록 회동체(10)를 제작하는 방식을 고려할 수 있으며, 특히 전술한 증량부(14)를 조절함으로써 회동체(10) 전체 단위중량의 미세한 조절도 가능하다.

그러나, 해양 구조물의 특성상 회동체(10)에 다양한 부속 구성품이 장착될 수 있을 뿐 아니라, 현장 여건에 따라 형태 및 내장품의 변동이 있을 수 있는 바, 증량부(14)를 조절하는 등 회동체(10) 자체의 구조를 변경하는 방식으로는 기민한 대처가 불가능하고, 특히, 설치 지역 및 작동 조건에 따라 매번 새로운 구조의 회동체(10)를 설계 및 제작하여야 하는 문제가 야기될 수 있다.

이에, 본 발명에서는 도 5 및 도 6에서와 같이, 탈부착이 가능한 중량추(40)를 적용함으로써, 회동체(10)의 전체 중량을 자유롭게 조절할 수 있도록 하였으며, 이로써 상이한 구조의 회동체(10)를 제작하지 않고도 현장 여건 및 작동 조건을 고려하여 최적의 회동체(10)를 적용할 수 있다.

도 6에 도시된 실시예에 있어서 중량추(40)는 중심부가 천공된 구조를 가지며, 회동체(10)의 저부(13) 내측 저면에는 돌출된 고정봉(45)이 형성되고, 이 고정봉(45)에 천공된 중량추(40)가 결합, 고정된다.

또한, 회동체(10) 상단부에는 핸드홀(handhole) 등의 작업구가 절개 형성되어, 이를 통하여 중량추(40) 및 결속 공구가 진입하게 되며, 이 작업구에는 밀봉캡(19)이 결합되어 회동체(10)의 기밀상태를 유지하게 된다.

이렇듯, 중성부력이 조성된 본 발명의 회동체(10)는 파랑의 전파에 따라 반복 회동하면서 발전기(30)를 가동하게 되는데, 전술한 바와 같이, 본 발명의 회동체(10)는 완전 회전이 아닌 불완전 회전 방식으로 작동되는 바, 완전 회전을 전제로 제작되는 일반 발전기(30)의 성능이 충분히 발휘되지 못할 수 있을 뿐 아니라, 발전기(30)와 회전축(15)간 동력 전달 과정에서의 에너지 손실이 불가피하므로, 본 발명에서는 도 7 내지 도 13에서와 같이, 회동체(10) 자체가 발전기(30)의 기능을 수행할 수 있도록 구성하여 발전 효율을 극대화할 수 있도록 하였다.

즉, 도 7 내지 도 10에서와 같이, 회동체(10)의 저부(13)가 회전자로서 거동하고 브래킷(20) 및 장착대(36) 등의 구성이 고정자로서 거동하도록 구성한 것으로, 저부(13)의 저면에는 자석(32)이 설치되고, 저부(13) 직하부의 장착대(36)에는 코일이 권선된 권선부(31)를 설치하는 것이다.

여기서 회동체(10)의 저부(13)는 도 8에서와 같이 그 하단 표면이 회전축(15)을 중심으로 하는 호(弧)를 이루도록 호형(弧形)으로 형성되고, 저부(13)의 저면에는 영구자석인 자석(32)이 설치되며, 도 9에서와 같이 브래킷(20) 사이의 장착대(36) 상면에는 역시 회전축(15)을 중심으로 하는 호형의 장착대(36)가 형성되고, 도 10에서와 같이, 장착대(36) 상면에는 코일이 권선된 권선부(31)가 설치된다.

따라서, 도 10에서와 같이, 회동체(10)가 회동되면 저부(13) 저면의 자석(32)이 장착대(36) 상면의 권선부(31) 직상부에서 이동하면서, 권선부(31)에 권선된 코일에 유도전류가 형성되며, 이렇듯 생성된 유도전류는 전술한 발전기(30) 적용 실시예에서와 같이, 수요처로 송전되거나 정류 또는 축전될 수 있다.

한편, 도 11 내지 도 13은 자석(32) 및 권선부(31)를 저부(13)의 측면상에 구성한 것으로, 이로써 저부(13)의 양 측면을 모두 활용할 수 있어, 발전 능력을 더욱 향상시킬 수 있다.

즉, 도 11 및 도 12에서와 같이 저부(13)의 측면에는 영구자석인 자석(32)이 설치되고, 도 11 및 도 13에서와 같이 브래킷(20)에는 장착벽(37)이 형성되며, 장착벽(37)의 저부(13)측 표면에는 코일이 권선된 권선부(31)가 설치되는 것이다.

이렇듯, 회동체(10) 자체가 일종의 발전기(30)로서 작동하도록 구성함으로써, 발전기(30)와 회동체(10)를 연결하는 동력 전달 체계를 생략할 수 있을 뿐 아니라, 발전 효율 역시 획기적으로 향상시킬 수 있다.

한편, 전술한 바와 같이, 본 발명에 있어서 회동체(10)에는 중성부력이 형성되는 것이 바람직하며, 이를 위한 회동체(10) 자중의 미세한 조절을 위하여 도 5 및 도 6에서와 같은 착탈식 중량추(40)가 적용된 바 있다.

이러한 중량추(40) 착탈 방식은 설치전 제작단계에서의 적용은 용이하나, 기설되어 운용중인 회동체(10)에 있어서는 적용이 어려울 뿐 아니라, 수온 등 계절적 요인에 의하여 수역의 단위중량이 수시로 변동되는 경우, 이에 대한 기민한 대처가 불가능한 한계가 있다.

이에, 본 발명에서는 회동체(10)에 물이 저류되는 저류조(50)를 내장하고, 저류조(50)내 물의 저류량을 조절할 수 있도록 함으로써, 회동체(10)의 자중을 조절할 수 있도록 하였다.

우선, 도 14 및 도 15에서와 같이, 회동체(10)의 저부(13) 내부에는 밀폐된 기밀 수조인 저류조(50)가 설치되고, 저류조(50)에는 저류조(50) 내부와 회동체(10) 외부를 연결하는 주입관(51) 및 배출관(52)이 설치되되, 도 15에서와 같이, 배출관(52)의 하단은 저류조(50) 하단부에 위치하도록 한다.

도시된 실시예에서는 주입관(51) 및 배출관(52)이 회동체(10)의 판부(11) 상단에 연결되며, 판부(11) 상단의 주입관(51) 및 배출관(52) 노출부에는 밀봉캡(19)이 결합된다.

이러한 도 14 및 도 15 실시예에 있어서, 주입관(51)을 통하여 물을 주입함에 따라 저류조(50)내 액위가 상승하고 회동체(10)의 중량이 증가하게되며, 배출관(52)을 통하여 저류조(50)내 물이 배출됨에 따라 저류조(50)내 액위가 하강하고 회동체(10)의 중량은 감소하게 된다.

주입관(51) 및 배출관(52)을 통한 저류조(50)내 물의 출입은 각각에 펌프를 연결하여 수행하거나, 배출관(52)에만 펌프를 연결하고 주입관(51)에는 밸브를 연결하는 방식으로 수행할 수도 있다.

전자의 경우, 주입관(51)에는 주입용 펌프가 연결되어 외부의 물을 저류조(50)로 주입하고 배출관(52)에는 배수용 펌프가 연결되어 저류조(50)의 물을 외부로 배출하게 된다.

또한, 후자의 경우 배출관(52)에 양방향 펌프를 연결하여 펌프의 순방향 가동시 배출관(52)을 통하여 외부의 물이 저류조(50)로 주입하고, 펌프의 역방향 가동시 배출관(52)을 통하여 저류조(50)의 물이 외부로 배출되는데, 이때 주입관(51)의 밸브를 개방하여 저류조(50) 내외부간 공기의 유통로를 확보하게 된다.

이러한, 저류조(50) 액위 조절용 펌프는 필요시 주입관(51) 및 배출관(52)과 연결하여 가동하거나, 본 발명의 회동체(10)가 대형화되는 경우, 회동체(10)에 장착하여 상시 운용할 수도 있는데, 회동체(10)에 펌프가 상설 운용되는 경우 무선 통신 등을 통하여 이를 원격 제어함으로써, 해당 수역의 여건에 따른 회동체(10) 중량의 기민한 제어가 가능하게 된다.

한편, 본 발명에서는 주입관(51)과 배출관(52)의 조합 구조 특히, 배출관(52)의 하단이 저류조(50) 내부 저면에 근접되는 구조를 통하여, 복잡한 펌프 설비 없이도, 압축공기의 주입을 통하여 저류조(50) 액위의 간편하고 정밀한 조절이 가능하다.

즉, 일단 밀봉캡(19)을 개방한 상태에서는 주입관(51)과 배출관(52)을 막론하고 물을 주입하면 저류조(50) 내부로 물이 유입되므로, 저류조(50)의 충수(充水)는 용이하게 수행할 수 있는 바, 저류조(50)내 액위 조절의 관건은 저류조(50)내 물의 외부 배출이라 할 수 있는데, 본 발명에서는 전술한 바와 같은 주입관(51) 및 배출관(52)의 구조를 통하여, 도 15에서와 같이, 주입관(51)으로 압축공기를 주입함에 따라 배출관(52)을 통하여 저류조(50)내 물이 외부로 배출될 수 있는 것이다.

이러한 압축공기의 주입관(51) 주입은 휴대형 컴프레서 등 비교적 간단한 장비만으로 수행할 수 있으므로, 복잡한 고가의 장비 또는 상시 장착 펌프 등의 적용 없이도, 저류조(50)내 액위 및 회동체(10) 중량의 간편하고 신속하며 정밀한 조절이 가능하다.

한편, 도 15에서와 같이, 회동체(10) 내부의 저류조(50)에 물이 저류됨에 있어서, 저류조(50) 내부에 수면이 형성되는 경우, 회동체(10)의 회동시 수면은 수평을 유지하게 되므로 저류수와 저류조(50) 내주면간 접촉면이 지속적으로 변동되면서 저류수와 저류조(50) 내주면간 마찰로 인하여 회동체(10)의 왕복 회동 운동을 감세 내지 억제하는 부작용이 발생될 수 있다.

즉, 내부 수면이 형성되는 저류조(50)가 일종의 댐퍼(damper)로서 거동하는 것으로, 이러한 감세 현상을 방지하기 위해서는 저류조(50)가 물로 충만한 상태를 유지하도록 운용할 수 밖에 없는데, 이 경우 중량 조절이라는 저류조(50)의 기본 기능이 상실될 수 밖에 없는 바, 이에 본 발명에서는 도 16 내지 도 18에서와 같이, 저류조(50)의 용량 자체를 조절할 수 있도록 함으로써, 불필요한 감세 작용 없이도 저류조(50)를 운용할 수 있도록 하였다.

이러한 저류조(50) 가변형 실시예에서는 도 16 및 도 17에서와 같이, 저부(13) 내부에는 상단이 개방된 수조인 저류조(50)가 설치되고, 중심부가 천공된 피스톤(60)이 저류조(50)에 결합되되, 피스톤(60) 상부에는 구동관(61)이 연결되며, 도 18에서와 같이, 구동관(61)은 회동체(10) 내부에서 승강 가능하도록 설치된다.

저류조(50) 가변형 실시예에 있어서 저류조(50)로는 도 17에서와 같이 상부가 개방된 실린더 형태의 용기가 적용되며, 저류조(50)의 내부 횡단면과 동일한 횡단면 형상을 가지는 피스톤(60)이 결합되어, 피스톤(60)이 저류조(50) 축방향으로 이동됨에 따라 저류조(50)의 내부 용량이 변동된다.

도 17에서와 같이, 피스톤(60)에는 저류조(50)와 중심축이 일치하는 구동관(61)이 연결되는데, 구동관(61) 및 피스톤(60)의 중심부를 관통하는 유통로가 천공되어, 도 18의 우측에 도시된 바와 같이, 피스톤(60)이 저류조(50) 내측으로 진입함에 따라 저류조(50)내 물이 구동관(61)을 통하여 외부로 배출된다.

이러한 구동관(61)은 회동체(10) 내부에서 승강 가능하도록 설치되는데, 도시된 실시예에서는 구동관(61)에 수나사인 나선부(62)를 형성하고, 회동체(10)에 자유롭게 회전 가능하도록 결합된 암나사인 회전관(65)에 상기 나선부(62)를 결합하여, 회동체(10) 외부에서 회전관(65)을 회전 조작함에 따라, 구동관(61)이 승강 이동된다.

즉, 도 16 및 도 17에서와 같이, 구동관(61)의 상부에는 수나사인 나선부(62)를 형성하고, 구동관(61)의 하부에는 비원형(非圓形) 횡단면이 형성된 각부(63)를 형성하며, 회동체(10) 내부에는 각부(63)에 밀착되는 구속봉(69)을 설치함으로써, 구동관(61)의 축방향 승강은 보장하되 회전은 억제하고, 회동체(10)에 자유롭게 회전 가능하도록 설치되는 회전관(65) 하부에는 구동관(61)의 나선부(62)와 치합되는 암나사를 형성하고, 회전관(65) 상단부는 회동체(10) 외부로 노출되도록 함으로써, 회전관(65)이 구동관(61)의 나선부(62)에 치합된 상태에서 회전관(65)을 회전시키면 구속봉(69)이 승강되도록 한 것이다.

도 18에서와 같이, 저류조(50)의 충수(充水)는 회전관(65) 상단에 결합되는 밀봉캡(19)을 분리한 후 회전관(65) 내부에 위치한 구동관(61) 상단을 통하여 물을 주입함으로써 간편하게 수행할 수 있고, 저류조(50)의 배수는 동 도면의 우측에 도시된 바와 같이, 회전관(65)을 회전시켜 구동관(61) 및 피스톤(60)을 하강시킴으로써 수행할 수 있으며 이 과정에서 배수되는 물은 구동관(61)을 경유하여 회동체(10) 외부로 배출된다.

이러한, 저류조(50) 가변형 실시예를 통하여, 저류조(50)가 상시 충만된 상태로 운용될 수 있으며, 저류조(50)내 액위가 형성되지 않음에 따라 회동체(10)의 회동을 감세하는 부작용을 효과적으로 억제할 수 있다.

10 : 회동체
11 : 판부
12 : 목부
13 : 저부
14 : 증량부
15 : 회전축
19 : 밀봉캡
20 : 브래킷
27 : 돌출판
28 : 차단봉
29 : 지지대
30 : 발전기
31 : 권선부
32 : 자석
36 : 장착대
37 : 장착벽
40 : 중량추
45 : 고정봉
50 : 저류조
51 : 주입관
52 : 배출관
60 : 피스톤
61 : 구동관
62 : 나선부
63 : 각부
65 : 회전관
69 : 구속봉

Claims

수중에 설치되는 파력 발전 장치에 있어서,
판형(板形)의 중공체인 판부(11)와, 판부(11) 하단 중앙부에서 하측으로 돌출되는 목부(12)와, 목부(12) 하단에 형성되는 저부(13)로 구성되는 회동체(10)가 침수상태로 설치되되;
목부(12)에는 회동축이 형성되어 수역내 고정된 브래킷(20)과 자유롭게 회전 가능하도록 연결되고;
회동체(10)의 판부(11) 상단은 수면에 위치하여, 파랑의 전파에 따라 회동체(10)가 회전축(15)을 축으로 왕복 회동되며;
회전축(15)에는 발전기(30)가 연결됨을 특징으로 하는 침수형 파력 발전 장치.
수중에 설치되는 파력 발전 장치에 있어서,
판형(板形)의 중공체인 판부(11)와, 판부(11) 하단 중앙부에서 하측으로 돌출되는 목부(12)와, 목부(12) 하단에 형성되는 저부(13)로 구성되는 회동체(10)가 침수상태로 설치되되;
목부(12)에는 회동축이 형성되어 수역내 고정된 브래킷(20)과 자유롭게 회전 가능하도록 연결되고;
회동체(10)의 판부(11) 상단은 수면에 위치하여, 파랑의 전파에 따라 회동체(10)가 회전축(15)을 축으로 왕복 회동되며;
저부(13)는 호형(弧形)으로 형성되고, 저부(13)의 저면에는 자석(32)이 설치되며;
브래킷(20) 사이에는 호형의 장착대(36)가 형성되고, 장착대(36) 상면에는 권선부(31)가 설치됨을 특징으로 하는 침수형 파력 발전 장치.
수중에 설치되는 파력 발전 장치에 있어서,
판형(板形)의 중공체인 판부(11)와, 판부(11) 하단 중앙부에서 하측으로 돌출되는 목부(12)와, 목부(12) 하단에 형성되는 저부(13)로 구성되는 회동체(10)가 침수상태로 설치되되;
목부(12)에는 회동축이 형성되어 수역내 고정된 브래킷(20)과 자유롭게 회전 가능하도록 연결되고;
회동체(10)의 판부(11) 상단은 수면에 위치하여, 파랑의 전파에 따라 회동체(10)가 회전축(15)을 축으로 왕복 회동되며;
저부(13)의 측면에는 자석(32)이 설치되고;
브래킷(20)에는 장착벽(37)이 형성되며, 장착벽(37)의 저부(13)측 표면에는 권선부(31)가 설치됨을 특징으로 하는 침수형 파력 발전 장치.