KR20200066081A - 등부표용 자가 발전기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파력에 의해 고도차를 가지면서 승하강하는 부유몸체의 내부에서 회전에너지를 생성하고, 발생된 회전에너지를 전기에너지로 전환하여 발전하도록 되어 지속적으로 전기에너지를 얻어 표시등을 점등하도록;
부력에 의해 수면에 부유하는 부력본체와, 상기 부력본체에서 수상으로 노출되며 전기에너지를 인가받아 발광하도록 된 경광등과, 상기 부력본체에 구비되어 상기 부력본체의 승하강시 인가되는 운동에너지를 공급받아 전기에너지를 발생하도록 된 발전수단과, 상기 부력본체에 구비되어 상기 발전수단에 의해 발생된 전기에너지를 충전하도록 된 축전지와, 상기 축전지에 축전된 전기에너지를 공급받아 제어하여 상기 경광등으로 인가하여 발광하도록 된 제어수단을 포함하여 이루어지는 등부표용 자가 발전기에 있어서; 상기한 발전수단은, 상기 부유몸체에 회전가능하게 축결합된 공회전롤러와, 상기 공회전롤러의 회전축에서 발생된 회전운동을 인가받아 전기에너지로 발전하도록 된 발전기와, 상기 공회전롤러에 권취되며 일단은 해저면에 설치된 중량을 가지는 고정블럭이 고정되고 타단은 중량을 가지는 중량수단에 고정된 와이어를 포함하여 이루어지되, 상기 와이어는, 상기 중량수단과 부유몸체와의 사이간격이 이격될 때, 상기 공회전롤러를 회전시키도록 권취된 등부표용 자가 발전기를 제공한다.

Description

등부표용 자가 발전기{A self energy-generating lead lighting Buoy}

본 발명은 해양에 부유형태로 설치되어 자가 발전을 통해 발광함으로써 표시하도록 된 등부표용 자가 발전기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 파력에 의해 고도차를 가지면서 승하강하는 부유몸체의 내부에서 회전에너지를 생성하고, 발생된 회전에너지를 전기에너지로 전환하여 발전하도록 되어 지속적으로 전기에너지를 얻어 표시등을 점등하도록 된 등부표용 자가 발전기에 관한 것이다.

일반적으로, 넓은 바다에는 선박의 안전한 항로와 위험 구역을 나타내기 위한 표식수단이 설치된다.

이러한 표시수단은, 무인등대, 등부표, 표식등(buoy) 등이 사용되고 있다.

이와 같은 상기 표시수단에는, 전기에너지를 공급받아 빛을 발광하도록 된 램프가 구비되어 야간에 빛을 방출하게 된다.

이에 따라, 상기 표시수단에는, 상기 램프로 전기에너지를 지속적으로 공급하기 위한 전원공급장치가 구비되어 있으며, 상기 전원공급장치는, 주로 축전지가 널리 이용되고 있었다.

그러나, 상기와 같은 축전지는, 일정기간 사용한 후에는 소모된 전기에너지를 재충전을 시켜주거나 새 전지로 교환하여야만 한다.

따라서, 상기 축전지에 전지기 충전시키거나 교환하기 위해, 상기 표식수단을 설치된 해역에서 운반하여 교체 및 충전작업을 수행해야만 했었다.

이에 따라, 축전지의 교체 및 충전작업이 번거롭고 힘들뿐 아니라 많은 시간이 소요되는 문제점이 있었다.

근자에는 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 자가발전수단이 구비된 표시수단이 제안되고 있는 실정이다.

한국특허공고번호 제10-1990-000594호(명칭: 파고를 이용한 전력발생장치)에서는, 공보에 공지된 바와 같이, 스테이터가 내장된 부구에 전기자를 삽입하며 그 하단에 와이어로서 중량추와 연결하여서 된 전력발생장치가 기재되어 있다.

그리고, 한국특허공개번호 제10-2010-0066030호(명칭: 자가발전형 유도부표)에서는, 공보에 공지된 바와 같이, 바닷물에 떠서 바닷물과 함께 유동하며 선박의 항로를 안내하며 발광수단을 포함하는 부력체; 상기 부력체의 하단부에 그 일단부가 연결되는 와이어; 상기 와이어의 타단부에 결합하며 상기 타이어를 해저면에 고정하기 위한 앵커; 상기 부력체에는 바닷물의 유동에 의한 운동에너지를 전기에너지로 변환하는 자가 발전수단; 상기 발전수단에 의해 발생한 전기를 저장하기 위한 축전수단; 및, 상기 발광수단과 상기 축전수단 사이의 전원을 연결되거나 차단되도록 하는 스위칭 수단을 포함하는 자가 발전형 유도부표가 기재되어 있다.

또한, 한국특허등록번호 제10-0416923호(명칭: 파력을 이용한 자가발전 수단을 구비한 표식수단)에서는, 공보에 공지된 바와 같이, 바다에 뜰 수 있으며 일정한 크기의 부력을 갖는 부체물과, 상기 부체물의 중심부를 대략 수직 방향으로 지나도록 설치되어 파도의 흐름에 따른 상기 부체물과의 상대적인 이동거리 차에 의해 상하 방향으로의 교호 직선운동을 유도하는 하부 이송부재와 상기 부체물상에 설치되어 상기 하부 이송부재와 부체물간의 상하 교호운동을 회전운동으로 변환하여 에너지를 발전시키는 발전기와, 상기 부체물의 상부에 설치되며 상기 하부 이송부재를 상부에서 지지하는 상부 지지부재, 및 상기 발전기에 의해 생성된 에너지를 이용하여 빛을 발하는 표식등을 포함하는 표식수단이 기재되어 있다.

한편, 한국특허공개번호 제10-2016-0025196호(명칭: 부유식 파력발전장치)에서는, 공보에 공지된 바와 같이, 부력에 의하여 수면에 부상하는 부유체; 상기 부유체로부터 하향하게 형성된 축인 샤프트가 구비되고, 상기 샤프트를 중심으로 회전하는 블레이드허브가 형성되며, 상기 블레이드허브에는 프로펠러 날개 형태의 자동피치변화블레이드가 적어도 하나 이상 결합되고, 상기 블레이드허브의 회전으로부터 발전 동력을 공급받는 발전기가 구비된 발전체;를 포함하는 부유식 파력발전장치가 기재되어 있다.

1, 한국특허공고번호 제10-1990-000594호 2, 한국특허공개번호 제10-2010-0066030호 3, 한국특허등록번호 제10-0416923호 4, 한국특허공개번호 제10-2016-0025196호

그러나, 상기와 같은 종래의 자가발전형 장치들은, 파력에 의해 운동에너지를 전기에너지로 전환하여 자가발전할 수는 있으나, 제자리를 유지하여야 하는 조명부표에는 구조적으로 적용하기 힘든 문제점이 있었다.

즉, 해류에 의해 그 위치가 가변됨에 따라, 조명부표에 채용되기 힘든 문제점이 있었다.

본 발명은, 상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은, 파력에 의해 고도차를 가지면서 승하강하는 부유몸체의 내부에서 회전에너지를 생성하고, 발생된 회전에너지를 전기에너지로 전환하여 발전하도록 되어 지속적으로 전기에너지를 얻어 표시등을 점등하도록 됨은 물론, 설치된 위치를 확고히 유지할 수 있도록 된 등부표용 자가 발전기를 제공하는 것에 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 등부표용 자가 발전기는, 부력에 의해 수면에 부유하는 부력본체와, 상기 부력본체에서 수상으로 노출되며 전기에너지를 인가받아 발광하도록 된 경광등과, 상기 부력본체에 구비되어 상기 부력본체의 승하강시 인가되는 운동에너지를 공급받아 전기에너지를 발생하도록 된 발전수단과, 상기 부력본체에 구비되어 상기 발전수단에 의해 발생된 전기에너지를 충전하도록 된 축전지와, 상기 축전지에 축전된 전기에너지를 공급받아 제어하여 상기 경광등으로 인가하여 발광하도록 된 제어수단을 포함하여 이루어지는 등부표용 자가 발전기에 있어서; 상기한 발전수단은, 상기 부유몸체에 회전가능하게 축결합된 공회전롤러와, 상기 공회전롤러의 회전축에서 발생된 회전운동을 인가받아 전기에너지로 발전하도록 된 발전기와, 상기 공회전롤러에 권취되며 일단은 해저면에 설치된 중량을 가지는 고정블럭이 고정되고 타단은 중량을 가지는 중량수단에 고정된 와이어를 포함하여 이루어지되, 상기 와이어는, 상기 중량수단과 부유몸체와의 사이간격이 이격될 때, 상기 공회전롤러를 회전시키도록 권취된 것을 특징으로 한다.

상기한 중량수단은, 상기 와이어가 관통되면서 수용되는 관통공이 형성된 몸체를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 등부표용 자가 발전기는, 수면에 부유하는 부유몸체가 파력에 의해 고도차를 가지면서 승하강할 때, 상기 중량수단과 이격 및 근접하여 상기 와이어가 상기 공회전롤러를 회전시킴으로 전기에너지를 발생시키도록 되어 있어 지속적으로 경광등을 점등할 수 있는 효과를 가진다.

이와 더불어, 상기 고정블럭에 의해 부유몸체가 설치된 위치를 확고히 유지할 수 있어 안정적으로 그 기능을 수행할 수 있는 효과를 가진다.

도 1은, 본 발명에 따른 일 실시 예에 의한 등부표용 자가 발전기를 보인 개략 예시도.
도 2는, 본 실시 예에 의한 등부표용 자가 발전기를 구성하는 부유몸체를 보인 일부 발췌 개략 예시도.
도 3은, 본 실시 예에 의한 등부표용 자가 발전기의 사용상태를 보인 개략 예시도.
도 4는, 본 실시 예에 의한 등부표용 자가 발전기에 적용되는 중량수단을 보인 일부 발췌 개략 예시도.
도 5는, 본 발명에 따른 다른 실시 예에 의한 등부표용 자가 발전기를 보인 개략 예시도.
도 6은, 본 실시 예에 의한 등부표용 자가 발전기를 보인 일부 발췌 개략 예시도.
도 7은, 본 실시 예에 의한 등부표용 자가 발전기에 적용되는 중량수단을 보인 일부 발췌 개략 예시도.
도 8은, 본 실시 예에 의한 등부표용 자가 발전기에 적용되는 중량수단의 다른 예를 보인 일부 발췌 개략 예시도.
도 9는, 본 실시 예에 의한 등부표용 자가 발전기에 적용되는 중량수단의 또 다른 예를 보인 일부 발췌 개략 예시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 의한 등부표용 자가 발전기를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시 예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 1 내지 도 3은, 본 발명에 따른 일 실시 예에 의한 등부표용 자가 발전기를 보인 도면으로, 본 실시 예에 의한 등부표용 자가 발전기(1)는, 부력에 의해 수면에 부유하는 부력본체(2)와, 상기 부력본체(2)에서 수상으로 노출되며 전기에너지를 인가받아 발광하도록 된 경광등(3)과, 상기 부력본체(2)에 구비되어 상기 부력본체(2)의 승하강시 인가되는 운동에너지를 공급받아 전기에너지를 발생하도록 된 발전수단(4)과, 상기 부력본체(2)에 구비되어 상기 발전수단(4)에 의해 발생된 전기에너지를 충전하도록 된 축전지(5)와, 상기 축전지(5)에 축전된 전기에너지를 공급받아 제어하여 상기 경광등(3)으로 인가하여 발광하도록 된 제어수단(6)을 포함하여 이루어진다.

즉, 상기 부력본체(2)에 의해 수면에 부유하는 중에 상기 부유몸체(2)가 파력에 의해 고도차를 가지면서 승하강할 때의 운동에너지를 상기 발전수단(4)에서 인가받아 발전하여 상기 축전지(5)에 축전한 후, 상기 경광등(3)으로 전기에너지를 공급하여 발광하게 된다.

상기에서 부력본체(2)는, 하단이 '구(球)' 형태로 이루어지고, 상단은 상협하광한 '깔대기' 형태로 이루어지며, 상기 부력본체(2)의 상단에 상기 경광등(3)이 배치되어 고정되는 것이 바람직하다.

이에 따라, 상기 부력본체(2)의 전반적인 형태가 '오뚜기' 형상으로 이루어져, 무게중심이 하부에 위치하여, 좌우 흔들림에 안정적으로 대응할 수 있도록 되는 것이 가장 바람직하다.

한편, 상기한 부력본체(2)의 내부에는, 상기 축전지(5)와 상기 제어수단(6) 및 상기 제어수단(6)에서 상기 경광등(3)을 전기적으로 연결하는 전선(7)이 방수된 상태로 수용 고정되는 것이 바람직하다.

이러한 본 실시 예에 의한 등부표용 자가 발전기(1)에서, 상기한 발전수단(4)은, 상기 부유몸체(2)에 회전가능하게 축결합된 공회전롤러(41)와, 상기 공회전롤러(41)의 회전축에서 발생된 회전운동을 인가받아 전기에너지로 발전하도록 된 발전기(42)와, 상기 공회전롤러(41)에 권취되며 일단은 해저면에 설치된 중량을 가지는 고정블럭(43)이 고정되고 타단은 중량을 가지는 중량수단(10)에 고정된 와이어(44)를 포함하여 이루어진다.

그리고, 상기 와이어(44)는, 상기 중량수단(10)과 부유몸체(2)와의 사이간격이 이격될 때, 상기 공회전롤러(41)를 회전시키도록 권취되는 것이 바람직하다.

이에 따라, 수면에 부유하는 상기 부유몸체(2)가 파력에 의해 고도차를 가지면서 승하강할 때, 상기 중량수단(10)과 이격 및 근접하여 상기 와이어(44)가 상기 공회전롤러(41)를 회전시키고, 상기 공회전롤러(41)의 회전운동에너지를 상기 발전기(42)가 인가받아 전기에너지를 발생시키도록 되어 있어 지속적으로 경광등(3)을 점등할 수 있는 전기에너지를 얻도록 되어 있다.

아울러, 상기 고정블럭(43)에 의해 상기 부유몸체(2)가 설치된 위치를 확고히 유지할 수 있어 안정적으로 그 기능을 수행할 수 있게 된다.

상기에서 고정블럭(43은, 콘크리트구조물로 이루어지는 것이 바람직하며, 트라이포트로 이루어질 수도 있는 것으로, 사용자의 선택에 따라 적용되는 것이 가장 바람직하다.

상기한 고정블럭(43(에는, 상기 와어어(44)가 체결되는 앵커고리에 내부에 앵커결합하여 구비되는 것이 바람직하다.

상기에서 부유몸체(2)에는, 상기 와이어(2)가 권취된 상기 공회전롤러(41)가 고정된 수용홈(21)이 형성되며, 상기 수용홈(21)의 입구에는, 상기 와이어(44)를 상기 공회전롤러(41)로 유도하는 가이드롤러(22)가 구비되는 것이 바람직하다.

이와 같이 이루어지는 본 실시 예에 의한 등부표용 자가 발전기(1)에서, 상기한 중량수단(10)은, 상기 와이어(44)가 관통되면서 수용되는 관통공(11)이 형성된 몸체(12)를 포함하여 이루어진다.

즉, 상기 와이어(44)의 일단이 상기 고정블럭(43)에 체결된 상태에서, 상기 몸체(12)의 관통공(11)을 관통하면서 상기 공회전롤러(41)에 권취된 후, 타단이 상기 몸체(12)에 고정되어, 상기 고정블럭(43)과 상기 몸체(12)가 연결된다.

이에 따라, 상기 몸체(12)가 상기 와이드(7)상에서 안내되면서 승하강하면서 이동된다.

따라서, 상기 몸체(12)가 해류에 의해 유동될 때, 상기 와이어(44)에 의해 지지되어, 유동폭이 작아 안정적이다.

상기에서 중량수단(10)은, 도 4에서 도시된 바와 같이, 중앙에 상기 관통공(11)이 형성되며 상단 및 하단에 플랜지가 형성된 '플랜지관' 형상으로 이루어진 상기 몸체(12)와, 상기 몸체(12)에서 상기 상단 및 하단에 형성된 플랜지들의 사이에 착탈되는 다수의 무게추(13)들을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

상기에서 무게추(13)는, 중앙에 상기 몸체(12)의 외주면이 관통하여 끼움결합하는 구멍이 형성된 '링(ring)' 형상으로 이루어지며, 상기 몸체(12)의 외주면에 착탈가능하도록 된 구조로 이루어지는 것이 가장 바람직하다.

이에 따라, 상기 몸체(12)에 결합하는 상기 무게추(13)의 갯수를 조절하여 상기 중량수단(10)의 전체 무게를 원활하게 조절할 수 있게 된다.

도 5 내지 도 7은, 본 발명에 따른 다른 실시 예에 의한 등부표용 자가 발전기를 보인 도면으로, 본 실시 예에 의한 등부표용 자가 발전기(1)에서, 상기한 몸체(12)와 상기 고정블럭(43)을 연결하는 상기 와이어(44)는, 2개 1조로 이루어지되, 상기 몸체(12)에 체결되는 부위가 상기 몸체(12)의 중앙을 경유하면서 연결하는 직선상의 위치에서 상기 몸체(12)의 중앙에 대하여 대칭되는 위치에 각각 형성되어 있다.

이에 따라, 상기 몸체(12)가 일측 방향으로 쏠리지 않으면서 정자세로 승강하게 된다.

한편, 상기한 몸체(12)의 관통공(11)에는, 도 8에서 도시된 바와 같이, 내측으로 돌출된 돌출단(14)이 형성되어, 상기 관통공(11)의 내부에서 상기 와이어(44)와의 접촉면적으로 최소화함으로써, 마찰저항을 줄이도록 되는 것이 바람직하며, 상기 돌출단(14)은, 상기 관통공(11)의 내부에서 상단 및 하단에 각각 형성되는 것이 가장 바람직하다.

그리고, 도 9에서 도시된 바와 같이, 상기한 몸체(12)의 관통공(11)에는, 내부에 상기 와이어(44)가 관통되면서 수용되는 '코일스프링' 형태의 탄성체(15)가 고정되는 것이 바람직하다.

이에 따라, 상기 몸체(12)가 상기 와이어(44) 상에서 승강할 때 발생되는 충격하중을 상기 탄성체(15)가 탄성적으로 상쇄하도록 되어 구조적 안정성을 더욱 확보하게 된다.

상기에서 탄성체(15)의 상단은 상기 몸체(12)의 상단에 걸림고정되고, 하단은 상기 몸체(12)의 하단에 걸림고정되어, 상기 몸체(12)에 고정되는 것이 가장 바람직하다.

상술한 바와 같이 본 실시 예에 의한 등부표용 자가 발전기(1)는, 수면에 부유하는 상기 부유몸체(2)가 파력에 의해 고도차를 가지면서 승하강할 때, 상기 부력본체(2)와 상기 몸체(12)가 이격 및 근접하여 상기 와이어(44)가 상기 공회전롤러(41)를 회전시킴으로 전기에너지를 발생시키도록 되어 있어 지속적으로 경광등(3)을 점등할 수 있도록 된 것을 기술적 구성의 특징으로 한다.

이상에서 설명된 본 발명의 일 실시 예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

1 : 등부표용 자가 발전기 2 : 부력본체
21 : 수용홈 22 : 가이드롤러
3 : 경광등 4 : 발전수단
41 : 공회전롤러 42 : 발전기
43 : 고정블럭 44 : 와이어
5 : 축전지 6 : 제어수단
7 : 전선
10 : 중량수단 11 : 관통공
12 : 몸체 13 : 무게추
14 : 돌출단 15 : 탄성체

Claims (2)

1. 부력에 의해 수면에 부유하는 부력본체와, 상기 부력본체에서 수상으로 노출되며 전기에너지를 인가받아 발광하도록 된 경광등과, 상기 부력본체에 구비되어 상기 부력본체의 승하강시 인가되는 운동에너지를 공급받아 전기에너지를 발생하도록 된 발전수단과, 상기 부력본체에 구비되어 상기 발전수단에 의해 발생된 전기에너지를 충전하도록 된 축전지와, 상기 축전지에 축전된 전기에너지를 공급받아 제어하여 상기 경광등으로 인가하여 발광하도록 된 제어수단을 포함하여 이루어지는 등부표용 자가 발전기에 있어서;
   상기한 발전수단은,
   상기 부력본체에 회전가능하게 축결합된 공회전롤러와, 상기 공회전롤러의 회전축에서 발생된 회전운동을 인가받아 전기에너지로 발전하도록 된 발전기와, 상기 공회전롤러에 권취되며 일단은 해저면에 설치된 중량을 가지는 고정블럭이 고정되고 타단은 중량을 가지는 중량수단에 고정된 와이어를 포함하여 이루어지되;
   상기 와이어는, 상기 중량수단과 부유몸체와의 사이간격이 이격될 때, 상기 공회전롤러를 회전시키도록 권취된 것을 특징으로 하는 등부표용 자가 발전기.
2. 제 1항에 있어서;
   상기한 중량수단은, 상기 와이어가 관통되면서 수용되는 관통공이 형성된 몸체를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 등부표용 자가 발전기.

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