KR20190132842A - 높낮이의 자동 제어가 가능한 유체 발전장치 - Google Patents

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Abstract

이 발명은 유체의 흐름을 이용하여 전기를 발전시키는 발전장치에 관한 것으로서, 수중에 직립 가능하도록 고정기둥이 설치되고, 상기 고정기둥의 외주를 감싸도록 회전기둥이 형성되되, 상기 회전기둥은 고정기둥을 중심으로 회전이 가능하도록 구비되며, 상기 회전기둥의 외주를 감싸도록 회전체가 형성되되, 상기 회전기둥의 외주면에는 상하방향으로 레일부가 형성되고, 상기 회전체의 내주면에는 레일 체결부가 형성되어 상기 레일부에 상하로 이동 가능하게 체결되며, 상기 회전체에는 유체의 저항을 수용하기 위한 복수의 저항 수용부가 방사상으로 형성되어 유체의 흐름에 의한 에너지를 수용하여 상기 회전기둥이 회전되고, 동력전달부가 회전기둥의 회전에 의한 동력을 발전부로 전달하여 전기를 발전시키는 것을 특징으로 하는 높낮이의 자동 제어가 가능한 유체 발전장치에 관한 것이다. 이에 따라, 발전효율이 증가하고 사용연한이 증가될 수 있다.

Description

높낮이의 자동 제어가 가능한 유체 발전장치{Fluid Power Generator Capable Of Automatic Height Control}
이 발명은 높낮이의 자동 제어가 가능한 유체 발전장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저항판의 높이 조절이 가능하여, 수면의 높낮이에 관계없이 전기발전이 이루어질 수 있는 높낮이의 자동 제어가 가능한 유체 발전장치에 관한 것이다.
일반적으로, 전기를 생산하는 방법으로는, 수력발전, 조력발전, 화력발전, 원자력발전과 더불어 신재생에너지를 이용하는 풍력발전, 태양광발전 등이 사용되고 있다. 이 중 화력발전, 원자력발전설비의 경우 가동을 위해 막대한 소비에너지와 고도의 기술, 인력, 고가의 첨단장비 등이 요구되며 상당한 설치비, 유지비 등과 함께 환경에 치명적인 환경 오염물이 다량으로 생성되는 문제점이 있다.
따라서, 최근에는 환경 오염물이 없는 수력이나 풍력 및 태양광 같은 신재생에너지를 이용하여 전기에너지를 생산하기 위한 기술에 많은 관심이 모이고 있다.
그 중 수력발전은 유체의 운동에너지 및 위치에너지를 터빈의 운동에너지로 전환시키고, 터빈의 운동에너지를 다시 전기에너지로 변환하여 전기에너지를 생산하는 발전으로, 공해가 발생되지 않으며 발전소 가동에 비교적 적은 비용이 소모되는 장점이 있다.
수력발전과 관련된 선행기술 문헌으로는 출원인의 특허출원 대한민국 공개특허공보 제 10-2018-0013663호 가 있다. 상기 선행기술 문헌은 유체의 흐름의 방향을 따라 회전날개가 회전하면서, 회전날개에 마련된 저항판이 유체의 흐름 방향으로 회전할 때는 고정되고, 유체의 흐름과 다른 방향으로 회전할 때는 고정되지 아니하여, 회전 시 회전날개가 받는 저항을 줄일 수 있었다. 하지만 종래기술은 회전날개의 높낮이를 조절할 수 없어 유체의 유량에 따라 그 발전 용량이 일정하지 않은 문제점이 있었다.
대한민국 공개특허공보 제10-2018-0013663호
이 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 저항판이 수중에 위치되어 수면의 높낮이에 따라 저항 블레이드의 위치가 변하여, 수면의 높낮이에 상관 없이 효율적으로 발전이 가능한 유체 발전장치를 제공하며, 저항 블레이드가 유체의 흐름에 의한 역방향 저항이 감소되도록 하여, 발전효율이 상승된 유체 발전장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 이 발명은, 유체의 흐름을 이용하여 전기를 발전시키는 발전장치에 있어서, 수중에 직립 가능하도록 고정기둥이 설치되고, 상기 고정기둥의 외주를 감싸도록 회전기둥이 형성되되, 상기 회전기둥은 고정기둥을 중심으로 회전이 가능하도록 구비되며, 상기 회전기둥의 외주를 감싸도록 회전체가 형성되되, 상기 회전기둥의 외주면에는 상하방향으로 레일부가 형성되고, 상기 회전체의 내주면에는 레일 체결부가 형성되어 상기 레일부에 상하로 이동 가능하게 체결되며, 상기 회전체에는 유체의 저항을 수용하기 위한 복수의 저항 수용부가 방사상으로 형성되어 유체의 흐름에 의한 에너지를 수용하여 상기 회전기둥이 회전되고, 동력전달부가 회전기둥의 회전에 의한 동력을 발전부로 전달하여 전기를 발전시키는 것을 특징으로 하는 높낮이의 자동 제어가 가능한 유체 발전장치에 의해 달성된다.
또한, 상기 회전체의 상부에는 상기 회전기둥의 외주를 감싸도록 부유체가 형성되되, 상기 부유체는 상기 회전체와 결속될 수 있다.
또한, 상기 부유체는 상기 회전체와 일정한 간격이 유지되도록 간격유지대에 의해 결속될 수 있다.
또한, 상기 레일부의 하단에는 이동제한부가 형성되어, 상기 회전체가 상기 회전기둥의 일정 범위에서 상하로 이동할 수 있다.
또한, 상기 저항 수용부는 상기 회전체에 방사상으로 복수의 지지로드가 고정되고, 상기 지지로드의 외측에 유체의 저항을 수용하기 위한 저항 블레이드가 형성되되, 유체의 흐름에 의한 역방향 저항이 감소되도록 지지로드와 저항 블레이드의 상대적인 위치관계가 지속적으로 변화할 수 있다.
또한, 상기 저항 블레이드에는 상기 지지로드의 길이방향을 중심으로 축 회전하도록 지지로드에 체결되는 회동부가 형성될 수 있다.
또한, 상기 저항 블레이드에는 상기 지지로드와 수직인 상하방향을 중심으로 축 회전하도록 지지로드의 단부에 체결되는 힌지가 형성될 수 있다.
또한, 상기 회동부를 기준으로, 상기 저항 블레이드의 상,하부의 비중이 달리 형성될 수 있다.
또한, 상기 회동부에 마련된 내부실린더의 외주면에는 돌출부가 형성되고, 상기 회동부에 마련된 외부실린더의 내주면에는 제1걸림턱 및 제2걸림턱이 형성되어 상기 저항 블레이드의 회전각이 일정 범위로 제한될 수 있다.
나아가, 상기 저항 블레이드는 복수개의 저항편으로 분리되어 각각의 저항편이 개별적으로 회전될 수 있다.
이 발명의 유체 발전장치에 의하면, 회전체가 회전기둥을 따라 움직일 수 있어서, 수면의 변화와 무관하게 안정적으로 발전할 수 있다.
또한, 간격유지대에 의해 회전체가 부유체와 일정 간격을 유지함에 따라, 수면으로부터 일정위치 이격되어 일정한 높이에서 발전할 수 있다.
나아가, 회전기둥에 이동제한부가 구비됨에 따라, 유체의 흐름이나 수면의 변화와 부관하게 회전체의 이탈을 방지할 수 있는 이점이 있다.
뿐만 아니라, 저항 블레이드와 지지로드의 상대적인 위치관계가 지속적으로 변화함에 따라 유체의 흐름에 의한 역방향 저항이 감소되어 발전효율이 상승하는 효과가 있다.
그리고, 저항 블레이드에 회동부 또는 힌지부가 구비되어 이를 축으로 회전 함에 따라, 유체의 흐름에 의하여 역방향으로 가해지는 저항을 감소시킬 수 있는 장점이 있다.
더욱이, 저항 블레이드의 상,하부의 비중을 달리하여, 유체의 흐름에 순방향 시 저항 블레이드가 자동으로 직립하여 유체에 의한 힘을 효과적으로 수용할 수 있다.
또한, 회동부 및 힌지부가 형성됨에 따라, 저항 블레이드의 각도를 일정범위로 제한하여 발전효율을 증가시킬 수 있다.
더 나아가, 회전축으로부터 거리별로 복수의 저항편이 구비되며 각 저항편이 개별적으로 회전함에 따라, 유체의 흐름에 대한 저항방해를 최소화되고 발전효율이 더욱 증가될 수 있다.
도 1은 이 발명의 일 실시예에 따른 유체 발전장치를 도시한 사시도.
도 2는 이 발명의 일 실시예에 따른 분해된 유체 발전장치를 도시한 분해사시도.
도 3은 이 발명의 일 실시예에 따른 유체 발전장치의 단면을 도시한 단면도.
도 4는 이 발명의 일 실시예에 따른 저항 블레이드의 동작을 도시한 평면도.
도 5a 및 도 5b는 이 발명의 다른 실시예에 따른 저항 블레이드를 도시한 사시도 및 평면도.
도 6a 내지 도 6d는 이 발명의 또 다른 실시예에 따른 저항 블레이드를 도시한 사시도, 평면도, 측면도 및 단면확대도.
도 7a 내지 도 7b는 이 발명의 또 다른 실시예에 따른 저항 블레이드를 도시한 사시도 및 평면도.
도 8a 및 도 8b는 이 발명의 또 다른 실시예에 따른 저항 블레이드를 도시한 사시도 및 평면도.
도 9a 및 도 9b는 이 발명의 또 다른 실시예에 따른 저항 블레이드를 도시한 사시도 및 평면도.
이하 설명하는 실시예들은 이 발명의 기술 사상을 당업자가 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것으로 이에 의해 이 발명이 한정되지는 않는다. 또한, 첨부된 도면에 표현된 사항들은 이 발명의 실시예들을 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있다.
여기서의 “연결” 이란 일 부재와 타 부재의 직접적인 연결, 간접적인 연결을 포함하며, 접착, 부착, 체결, 접합, 결합 등 모든 물리적인 연결을 의미할 수 있다.
또한, '제1, 제2'등과 같은 표현은 복수의 구성들을 구분하기 위한 용도로만 사용된 표현으로써, 구성들 사이의 순서나 기타 특징들을 한정하지 않는다.
먼저, 이 건 출원발명에 따른 유체 발전장치는 유체 흐름의 방향에 따라 회전하며 전기를 발전하는 것이다. 도 1 내지 도 2를 참조하면, 이 건 출원발명에 따른 유체 발전장치는 고정기둥(10), 기초(11), 회전기둥(20), 회전체(30), 저항 수용부(40), 동력전달부(50), 발전부(60) 및 부유체(70)를 포함한다. 이하에서는 각 구성과 그 연결관계에 대하여 자세히 설명한다.
고정기둥(10)의 일부는 수면 위에 노출되고, 일부는 수면 아래에 잠기어 수중에 직립 가능하게 설치된다. 고정기둥(10)의 상단은 발전부(60)와 연결되며, 하단은 기초(11)와 연결되어 고정된다. 기초(11)는 바닥에 고정되어 유체 발전장치(G)가 설치된 위치에서 이탈되지 않는다.
회전기둥(20)은 고정기둥(10)의 외주를 감싸도록 마련되며, 고정기둥(10)의 원주를 따라 회전 가능하게 구비된다. 회전기둥(20)과 고정기둥(10)은 베어링(23)과 같은 마찰을 최소화할 수 있는 수단으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 회전기둥(20)이 고정기둥(10)을 중심으로 원활하게 회전할 수 있다. 회전기둥(20)의 외주면에는 상하방향으로 레일부(21)가 형성되어 후술할 회전체(30)의 레일 체결부(31) 및 부유체(70)의 부유체 체결부(71)와 체결된다. 회전기둥(20)의 하단에는 이동제한부(22)가 형성되어 회전체(30)가 회전기둥(20)을 이탈하는 것을 방지하여 회전체(30)가 회전기둥(20)의 일정 범위에서 상하로 이동될 수 있다.
회전체(30)는 회전기둥(20)의 외주를 감싸도록 마련된다. 회전체(30)의 내주면에는 레일 체결부(31)가 형성되어 레일부(21)와 결합된다. 이에 따라, 회전체(30)와 회전기둥(20)은 일체로 회전 가능하며, 회전체(30)는 회전기둥(20)의 상부와 하부로 이동이 가능하다.
저항 수용부(40)는 회전체(30)에 방사상으로 형성되어, 유체의 흐름에 저항하여 회전체(30)에 회전력을 발생시킨다. 저항 수용부(40)는 복수의 지지로드(41) 및 저항 블레이드(42)로 구성될 수 있다. 지지로드(41)의 일단은 회전체(30)와 연결되고, 지지로드(41)의 타단에는 저항 블레이드(42)와 연결된다. 저항 블레이드(42)는 유체의 흐름에 저항을 받으며 유체의 흐름 방향으로 회전한다. 저항 블레이드(42)와 지지로드(41)가 회전함에 따라, 회전체(30)와 회전기둥(20)은 동일한 각속도로 회전한다. 지지로드(41-1, 41-2)는 도 2에서와 같이 회전체(30)의 길이방향으로 복수개 구비될 수 있다. 또한, 각 지지로드(41-1, 41-2)에는 복수개의 저항 블레이드(42-1, 42-2)가 구비될 수도 있다. 도 2에서와 같이, 상하로 인접된 복수개의 지지로드(41-1, 41-2)는 회전체(30)와 연결되는 부분이 회전축을 중심으로 동일한 각도에 마련될 수 있지만, 필수적인 것은 아니며, 회전체(30)와 연결되는 부분이 회전축을 중심으로 동일하지 않은 각도에 마련될 수도 있다. 이에 따라, 저항 수용부(40)에 의해 회전체(30)에 전달되는 토크의 편차가 줄어들 수 있다.
동력전달부(50)는 저항 수용부(40)에 의해 발생된 회전력을 발전부(60)로 전달한다. 동력전달부(50)는 제1동력전달회전체(51), 동력전달축(52), 제2동력전달회전체(53)로 구성되며, 수면 위에 위치되도록 구비될 수 있다. 회전기둥(20)의 상부에 마련된 제1동력전달회전체(51)는 회전기둥(20)과 일체로 회전하여, 제2동력전달회전체(53)로 운동에너지를 전달한다. 제2동력전달회전체(53)는 상판(61)의 하부에 구비되어 있는 동력전달축(51)의 하단에 마련되고, 제1동력전달회전체(51)로부터 전달받은 운동에너지를 기어변속부(62)로 전달한다.
제1동력전달회전체(51)와 제2동력전달회전체(53) 사이에는 운동에너지를 전달하는 매개체로 체인, 기어, 톱니바퀴 또는 벨트 등이 마련될 수 있으며, 이는 통상의 기술자의 선택에 따라 적절히 선택 가능하다. 제1동력전달회전체(51)와 제2동력전달회전체(53)는 톱니바퀴 또는 기어와 같이 운동에너지를 직접 전달할 수 있다. 매개체가 체인 또는 벨트(56)와 같이 간접적으로 운동에너지를 전달하는 경우, 밀착회전축(54) 및 밀착회전체(55)가 상판(61)의 하부에 추가적으로 구비될 수 있다. 밀착회전체(55)는 밀착회전축(54)의 하부에 마련되며, 체인 또는 벨트(56)와 접촉하여 체인 또는 벨트(56)의 장력을 증가시켜서 운동에너지 전달 시 손실되는 에너지를 줄일 수 있다.
발전부(60)는 제2동력전달회전체(53)로부터 운동에너지를 전달받아, 상판(61)에 마련된 기어변속부(62)로 전달한다. 기어변속부(62)는 제2동력전달회전체(53)로부터 전달받은 운동에너지를 이용하여 발전에 적정한 회전수로 조정한다. 기어변속부(62)는 발전기(63, 64)와 연결되어 운동에너지를 발전기(63, 64)에 전달한다. 발전기(63, 64)는 도 2와 같이 복수개로 마련될 수 있다. 유체의 흐름의 변화에 따라 적정한 개수의 발전기(63, 64)가 작동될 수 있다. 예를 들어, 유체의 흐름이 저속인 경우에는 제1발전기(63)만 작동을 하고, 유체의 흐름이 고속인 경우에는 제1발전기(63) 및 제2발전기(64) 모두 작동할 수 있다. 발전기의 개수는 2개로 제한되지 않으며, 발전부(60)에는 더 많은 발전기가 마련될 수 있다.
부유체(70)는 비중이 작아 수면에 부유한다. 부유체(70)는 회전체(30)와 결속될 수 있으며, 회전체(30)의 상부에 일체형으로 제작될 수 있다. 또는, 부유체(70)와 회전체(30) 사이에는 간격유지대(72)가 구비되어, 부유체(70)와 회전체(30)는 일정한 간격으로 유지될 수 있다. 부유체(70)가 수면 위에 부유함에 따라, 회전체(30)는 수면으로부터 일정 위치 이격되어 회전체(30)와 연결된 저항 수용부(40)가 발전에 적합한 높이에 위치할 수 있다. 결과적으로, 수면이 높아지거나 낮아지더라도 저항 수용부(40)의 높낮이가 이에 대응되도록 일정 간격 이격되어 위치하므로 발전 효율을 안정적으로 확보할 수 있다.
도 3은 이 발명의 다른 실시예에 따른 회전기둥의 단면도 및 지지로드의 평면도를 도시한다. 회전기둥(20)의 단면모양은 'ㄷ'자 형태로 형성될 수 있다. 이에 따라, 회전기둥(20)과 고정기둥(10) 사이에 접촉하는 단면적이 줄어들어, 마찰로 인한 손실이 줄어들 수 있다. 이에 따라, 손실되는 에너지의 양이 줄어들어 발전 효율이 상승할 수 있다.
지지로드(41)는 2개 이상의 지지로드(41-1 및 41-2)로 구성될 수 있다. 이에 따라, 각 지지로드(41-1 및 41-2)에 가해지는 외력이 줄어들 수 있어 지지로드(41-11 및 41-21)의 변형이 줄어들어 사용연한이 증가될 수 있다.
지지로드(41-11 및 41-21)에는 연장부재(41-12 및 41-22) 및 길이고정부(41a)가 구비될 수 있다. 연장부재(41-12 및 41-22)는 각 지지로드(41-11, 41-21)로부터 고정기둥(10)을 중심을 기준으로 바깥쪽 방향으로 연장되며, 연장부재(41-12 및 41-22)는 길이고정부(41a)에 의해 길이가 고정될 수 있다. 연장부재(41-12 및 41-22)로 인하여 저항 블레이드(42)의 회전반경을 변경할 수 있어서, 유체 흐름의 환경 변화에 따라, 높은 유속이나 낮은 유속에서도 적정한 운동에너지를 발생시켜 발전기가 작동할 수 있다. 지지로드의 개수와 위치는 도 3과 같이 한정되는 것이 아니다.
도 4는 이 발명의 일 실시예에 따른 유체 발전장치의 평면도를 도시한다. 도 4에서와 같이 유체 발전장치(G)에는 방사형으로 복수개의 지지로드(41)가 구비될 수 있다. 복수개의 지지로드(41)에 구비된 저항 블레이드(42)는 유속의 방향과 회전 방향에 따라 힌지(43)에 의해 지지로드(41)와 상대적인 위치관계가 지속적으로 변화된다. 예를 들어, 힌지(43)와 연결되어, 유속방향으로 회전하는 저항 블레이드(42)는 회전기둥(30)의 중심 방향으로 접힌 상태에서 지지로드(41)에 의해 지지되어 반시계 방향으로 회전한다. 반대로, 유속방향의 역방향으로 회전하는 저항 블레이드(42)는 유속방향과 평행하게 펼쳐진 상태에서 고정기둥(10)의 중심축을 기준으로 반시계 방향으로 회전한다. 힌지(43)와 연결된 저항 블레이드(42)는 지지로드(41)와 상대적인 위치가 변화함에 따라, 유속방향과 반대방향으로 회전하는 구간에서 회전 저항을 최소화하여 유체 발전장치(G)의 발전효율은 증가할 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 이 건 출원발명의 다른 실시예에 따른 저항 블레이드를 도시한 사시도 및 평면도이다. 도 5a에서는 하나의 지지로드(41)에 복수개의 저항 블레이드(42-3a 및 42-3b)가 마련된다. 지지로드(41)에 복수개의 힌지(43)가 마련되어 각 힌지(43)마다 저항 블레이드(42-3a, 42-3b)가 구비된다. 복수의 저항 블레이드(42-3a, 42-3b)는 도 4에서와 마찬가지로 고정기둥(10)의 중심축을 기준으로 회전하면서 도 5b와 같이 지지로드(41)와 상대적인 위치관계가 지속적으로 변화한다. 복수개의 저항 블레이드(42-3a, 42-3b)가 구비됨에 따라, 회전체(30)에 전달되는 운동에너지가 더 증가되어 유체 발전장치(G)의 발전효율이 더 증가될 수 있다.
도 6a 내지 도 6d는 이 발명의 또 다른 실시예에 따른 저항 블레이드를 도시한 사시도, 평면도, 측면도 및 단면확대도이다. 도 6a에서의 저항 블레이드(42-4)는 회동부(420)에 의해 지지로드(41)의 길이방향 축을 기준으로 회전한다. 즉, 저항 블레이드(42-4)는 도 4에서와 마찬가지로 고정기둥(10)의 중심축을 기준으로 회전하면서 도 6b와 같이 지지로드(41)와 상대적인 위치관계가 지속적으로 변화한다.
도 6c는 저항 블레이드(42-4)의 측면도로, 저항 블레이드(42-4)가 지지로드(41)를 중심축으로 하여 회동하는 모습을 도시한다. 저항 블레이드(42-4)는 중심축을 기준으로 상부의 비중은 작고, 하부의 비중은 클 수 있다. 이에 따라, 저항 블레이드(42)가 유체의 흐름에 순방향일 때 직립하기 쉬울 수 있다. 바람직하게는, 저항 블레이드(42) 상부의 면적은 넓고 하부의 면적은 작게 할 수 있다. 이에 따라, 저항 블레이드(42)가 자동으로 직립하므로 상부의 유체의 흐름을 효과적으로 수용함으로써 발전효율이 상승할 수 있다.
도 6d는 도 6c의 이점 쇄선을 확대하여 회동부(420)를 확대한 단면도이다. 회동부(420)는 돌출부(421a)가 형성된 내부실린더(421)와 제1걸림턱(422a) 및 제2걸림턱(422b)이 형성된 외부실린더(422)로 구성된다. 내부실린더(421)는 지지로드(41)에 형성되며, 외부실린더(422)는 저항 블레이드(42-4)의 내부의 빈 공간으로 형성된다. 외부실린더(422)의 내측 빈 공간에 내부실린더(421)가 위치하여, 외부실린더(422)가 내부실린더(421)의 원주를 따라 회전한다.
내부실린더(421)의 외주에는 돌출부(421a)가 형성되고, 외부실린더(422)의 내주에는 제1걸림턱(422a) 및 제2걸림턱(422b)이 형성된다. 이에 따라, 외부실린더(422)가 내부실린더(421)를 중심축으로 회전할 때, 제1걸림턱(422a) 및 제2걸림턱(422b)이 돌출부(421a)에 의해 저지됨에 따라, 저항 블레이드(42-4)의 회전각도가 일정 범위로 제한된다.
회동부(420)를 적절하게 사용하면 도 6b와 같이, 유속과 순방향으로 회전하는 저항 블레이드(42-4)는 직립하고, 유속과 역방향으로 회전하는 저항 블레이드(42-4)는 수면과 평행하게 유지될 수 있다. 결과적으로, 유체 흐름의 역방향에서의 손실이 줄어들게 되므로, 발전의 효율이 상승한다.
도 7a 내지 도 7b는 이 발명의 또 다른 실시예에 따른 저항 블레이드를 도시한 사시도 및 평면도이다. 도 7a 및 도 7b의 저항 블레이드(42-5)도 회동부(420)가 마련되어, 지지로드(41)를 축으로 회전할 수 있다. 저항 블레이드(42-5)의 단면 모양은 직각삼각형의 형상을 가진다. 저항 블레이드(42-5)의 단면 형상인 직각삼각형의 밑변과 빗변 사이의 거리가 외측으로 향할수록 증가하도록 마련될 수 있다. 도 7a 및 도 7b에서의 저항블레이드(42-5)는 도 6에서의 설명과 마찬가지로 상부는 비중이 작게하여 직립하기 쉬울 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 이 발명의 또 다른 실시예에 따른 저항 블레이드를 도시한 사시도 및 평면도이다. 도 8a 및 도8b에서의 저항 블레이드(42-6)는 복수개의 저항편(42-6a 내지 42-6c)으로 구성된다.
이하에서는, 저항 블레이드(42)에 대한 복수개의 저항편(42a)의 도면 부호를 통칭하여 42a 라고 한다.
복수개의 저항편(42-6a 내지 42-6c)에는 각각 회동부(420)가 구비되어 복수개의 저항편(42-6a 내지 42-6c) 개별적으로 회전이 가능하다. 따라서, 지지로드(41)가 회전하는 회전평면과 복수개의 저항편(42-6a 내지 42-6c)이 이루는 각도는 복수개의 저항편(42-6a 내지 42-6c)별로 다를 수 있다. 회전평면과 복수개의 저항편(42a)이 이루는 각도가 달라짐에 따라, 유체의 흐름에 대한 저항방해를 최소화 할 수 있어서 발전효율을 더욱 높일 수 있다.
도 9a 및 도 9b는 이 발명의 또 다른 실시예에 따른 저항 블레이드를 도시한 사시도 및 평면도이다. 도 9a 및 도 9b에서의 저항 블레이드(42-7)는 도 8에서와 같이 복수개의 저항편(42-7a 내지 42-7c)으로 구성된다. 복수개의 저항편(42-7a 내지 42-7c)의 각 외측에는 저항회전축(44-1 내지 44-3)이 마련된다. 복수개의 저항편(42-7a 내지 42-7c)은 각 저항회전축(44-1 내지 44-3)을 중심으로 하여 회전할 수 있다. 각 저항회전축(44-1 내지 44-3)의 회동부(420)에는 각도제한부가 구비되어서 복수개의 저항편(42-7a 내지 42-7c)의 회전각도의 범위는 제한될 수 있다. 도 9와 같은 구성에 따라, 복수개의 저항편(42a)은 개별적으로 회전이 가능하여, 한 개의 저항편이 구비될 때보다 개개의 지지로드(41)간의 저항 블레이드(42-7)의 간섭을 줄일 수 있어서, 지지로드(41)의 개수를 증가시킬 수 있으며, 이에 따라 유체 발전장치의 발전 효율이 증가될 수 있다.
이상에서 설명한 이 발명에 따른 유체 발전장치는, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
G: 유체 발전장치
10: 고정기둥
20: 회전기둥
30: 회전체
40: 저항수용부
50: 동력전달부
60: 발전부
70: 부유체

Claims (10)

  1. 유체의 흐름을 이용하여 전기를 발전시키는 발전장치(G)에 있어서,
    수중에 직립 가능하도록 고정기둥(10)이 설치되고, 상기 고정기둥(10)의 외주를 감싸도록 회전기둥(20)이 형성되되, 상기 회전기둥(20)은 고정기둥(10)을 중심으로 회전이 가능하도록 구비되며, 상기 회전기둥(20)의 외주를 감싸도록 회전체(30)가 형성되되, 상기 회전기둥(20)의 외주면에는 상하방향으로 레일부(21)가 형성되고, 상기 회전체(30)의 내주면에는 레일 체결부(31)가 형성되어 상기 레일부(21)에 상하로 이동 가능하게 체결되며, 상기 회전체(30)에는 유체의 저항을 수용하기 위한 복수의 저항 수용부(40)가 방사상으로 형성되어 유체의 흐름에 의한 에너지를 수용하여 상기 회전기둥(20)이 회전되고, 동력전달부(50)가 회전기둥(20)의 회전에 의한 동력을 발전부(60)로 전달하여 전기를 발전시키는 것을 특징으로 하는 높낮이의 자동 제어가 가능한 유체 발전장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 회전체(30)의 상부에는 상기 회전기둥(20)의 외주를 감싸도록 부유체(70)가 형성되되, 상기 부유체(70)는 상기 회전체(30)와 결속되는 것을 특징으로 하는 높낮이의 자동 제어가 가능한 유체 발전장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 부유체(70)는 상기 회전체(30)와 일정한 간격이 유지되도록 간격유지대(72)에 의하여 결속되는 것을 특징으로 하는 높낮이의 자동 제어가 가능한 유체 발전장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 레일부(21)의 하단에는 이동제한부(22)가 형성되어, 상기 회전체(30)가 상기 회전기둥(20)의 일정 범위에서 상하로 이동하는 것을 특징으로 하는 높낮이의 자동 제어가 가능한 유체 발전장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 저항 수용부(40)는 상기 회전체(30)에 방사상으로 복수의 지지로드(41)가 고정되고, 상기 지지로드(41)의 외측에 유체의 저항을 수용하기 위한 저항 블레이드(42)가 형성되되, 유체의 흐름에 의한 역방향 저항이 감소되도록 지지로드(41)와 저항 블레이드(42)의 상대적인 위치관계가 지속적으로 변화하는 것을 특징으로 하는 높낮이의 자동 제어가 가능한 유체 발전장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 저항 블레이드(42)에는 상기 지지로드(41)의 길이방향을 중심으로 축 회전하도록 지지로드(41)에 체결되는 회동부(420)가 형성되는 것을 특징으로 하는 높낮이의 자동 제어가 가능한 유체 발전장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 저항 블레이드(42)에는 상기 지지로드(41)와 수직인 상하방향을 중심으로 축 회전하도록 지지로드(41)의 단부에 체결되는 힌지(43)가 형성되는 것을 특징으로 하는 높낮이의 자동 제어가 가능한 유체 발전장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 회동부(420)를 기준으로, 상기 저항 블레이드(42)의 상,하부의 비중이 달리 형성되는 것을 특징으로 하는 높낮이의 자동 제어가 가능한 유체 발전장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 회동부(420)에 마련된 내부실린더(421)의 외주면에는 돌출부(421a)가 형성되고, 상기 회동부(420)에 마련된 외부실린더(422)의 내주면에는 제1걸림턱(422a) 및 제2걸림턱(422b)이 형성되어 상기 저항 블레이드(42)의 회전각이 일정 범위로 제한하는 것을 특징으로 하는 높낮이의 자동 제어가 가능한 유체 발전장치.
  10. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 저항 블레이드(42)는 복수개의 저항편으로 분리되어 각각의 저항편(42a)이 개별적으로 회전되는 것을 특징으로 하는 높낮이의 자동 제어가 가능한 유체 발전장치.
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