KR20230037089A - Buoyancy power generating system using hydraulic pressure difference - Google Patents

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KR20230037089A
KR20230037089A KR1020210119692A KR20210119692A KR20230037089A KR 20230037089 A KR20230037089 A KR 20230037089A KR 1020210119692 A KR1020210119692 A KR 1020210119692A KR 20210119692 A KR20210119692 A KR 20210119692A KR 20230037089 A KR20230037089 A KR 20230037089A
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우종완
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우종수
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Abstract

The present invention relates to a buoyancy generating apparatus using a water pressure difference. The buoyancy generating apparatus using the water pressure difference according to one aspect of the present invention may comprise: a water turbine including a plurality of blades accommodating an air and rotating by buoyancy; a nozzle supplying the air to the water turbine; a pipe connected to the nozzle and supplying the air to the nozzle; a frame supporting the water turbine; a floating base which is installed at a lower part of the frame to support the frame, and moves up and down according to inflow of the air; and a generator connected to the water turbine and performing power generation. Provided is the buoyancy generating apparatus using the water pressure difference which can be easily installed and maintained.

Description

수압차를 이용한 부력 발전 장치{BUOYANCY POWER GENERATING SYSTEM USING HYDRAULIC PRESSURE DIFFERENCE}Buoyancy generator using hydraulic pressure difference {BUOYANCY POWER GENERATING SYSTEM USING HYDRAULIC PRESSURE DIFFERENCE}

본 발명은 발전 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수압차를 이용한 부력 발전 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a power generation device, and more particularly, to a buoyancy power generation device using a water pressure difference.

일반적으로 조력발전은 크게 조수 간만에 의한 수위차를 이용하는 방식과 조수의 수평방향 유동력을 이용하는 방식으로 구분되는데, 이 중 조수 간만의 수위차를 이용하는 방식은 하구나 만을 방조제로 막아 조석으로 인해 발생되는 방조제 내부와 외부의 수위차를 이용하여 발전을 하는 것으로, 수위가 높은 쪽으로부터 낮은 쪽으로 바닷물을 낙하시키면서 수차 발전기를 돌려 전력을 생산하게 된다.In general, tidal power generation is largely divided into a method using the water level difference caused by the ebb and flow of the tide and a method using the horizontal flow force of the tide. Electricity is generated by using the difference in water level between the inside and the outside, and the waterwheel generator is turned to produce electricity while the sea water is dropped from the high water level to the low water level.

이러한 조력발전은 비교적 효율이 떨어지고, 건설비용 및 유지비가 많이 소요되는 등의 단점도 있으나, 이용할 수 있는 에너지의 양이 막대하고, 공해를 유발하지 않는 등의 장점이 있어 우리나라를 비롯하여 입지조건이 우수한 환경을 갖춘 나라들에서는 미래의 대체에너지원으로 이를 이용하기 위한 시도가 활발히 진행되고 있다. 그러나 조력발전 시스템은 조수간만의 차가 작은 지역에서는 발전 효율이 낮고, 시설의 설치와 유지 관리에 많은 비용이 소요되는 문제가 있다.Although tidal power generation has disadvantages such as relatively low efficiency and high construction and maintenance costs, it has advantages such as a huge amount of usable energy and no pollution, so it has excellent location conditions, including Korea. In countries with an environment, attempts to use it as an alternative energy source in the future are being actively pursued. However, the tidal power generation system has problems in that power generation efficiency is low in areas where the tidal difference is small, and high costs are required for installation and maintenance of facilities.

한편, 수로에 수차를 설치하여 발전하는 방안도 실시되고 있는데, 수로에서의 수차 발전은 건기에는 발전 수행하지 못하며, 홍수가 발생하면 발전 시설이 파손되는 문제가 발행할 수 있다.On the other hand, there is also a plan to generate power by installing a water wheel in the waterway, but the water wheel power generation in the waterway cannot perform power generation in the dry season, and when a flood occurs, the power generation facility may be damaged.

또한, 수중에서 수차를 이용하여 발전을 수행하는 장치들은 홍수, 태풍 등으로 수차가 파손되거나 고장난 경우에는 잠수부가 수중으로 진입하여 위험한 작업을 수행해야 하는 문제 및 유지 보수 비용이 증가하는 문제가 있다.In addition, devices that generate electricity using a water wheel in water have a problem in that a diver must enter the water to perform dangerous work and maintenance costs increase when the water wheel is damaged or out of order due to a flood or typhoon.

상기한 바와 같은 기술적 배경을 바탕으로, 본 발명은 설치 및 유지보수가 용이한 수압차를 이용한 부력 발전 장치를 제공한다.Based on the technical background as described above, the present invention provides a buoyancy generator using a water pressure difference that is easy to install and maintain.

본 발명의 일 측면에 따른 수압차를 이용한 부력 발전 장치는 공기를 수용하는 복수의 블레이드를 포함하며 부력에 의하여 회전하는 수차, 상기 수차에 공기를 공급하는 노즐, 상기 노즐과 연결되며 상기 노즐에 공기를 공급하는 배관, 상기 수차를 지지하는 프레임, 상기 프레임의 하부에 설치되어 상기 프레임을 지지하며 공기 또는 물의 유입에 따라 승하강하는 플로팅 베이스, 및 상기 수차와 연결되어 발전을 수행하는 발전기를 포함할 수 있다.A buoyancy generator using a water pressure differential according to an aspect of the present invention includes a plurality of blades for accommodating air and is connected to an aberration that rotates by buoyancy, a nozzle for supplying air to the aberration, the nozzle, and air to the nozzle. It includes a pipe supplying a pipe, a frame supporting the aberration, a floating base installed below the frame to support the frame and moving up and down according to the inflow of air or water, and a generator connected to the aberration to generate power. can

본 발명의 일 측면에 따른 상기 프레임은 상기 플로팅 베이스의 승하강을 안내하는 복수의 가이드 기둥을 더 포함하고, 상기 플로팅 베이스에는 상기 가이드 기둥과 결합되어 상기 가이드 기둥을 따라 이동하는 복수의 슬라이더가 설치될 수 있다.The frame according to one aspect of the present invention further includes a plurality of guide pillars for guiding the elevating and descending of the floating base, and a plurality of sliders coupled to the guide pillars and moving along the guide pillars are installed on the floating base. It can be.

본 발명의 일 측면에 따른 상기 수차는 중앙에 배치된 센터 지지부재와 상기 센터 지지부재에 고정된 복수의 블레이드와 상기 블레이드의 측단을 감싸는 2개의 커버 플레이트를 포함하고, 상기 블레이드는 상기 센터 지지부재에서 외측으로 이어진 날개판과 상기 날개판의 외측단에서 절곡되어 상기 날개판의 길이방향과 교차하는 방향으로 이어진 날개 커버를 포함할 수 있다.The water turbine according to an aspect of the present invention includes a center support member disposed in the center, a plurality of blades fixed to the center support member, and two cover plates surrounding side ends of the blades, the blades being the center support member It may include a wing plate connected to the outside and a wing cover bent at an outer end of the wing plate and connected in a direction crossing the longitudinal direction of the wing plate.

본 발명의 일 측면에 따른 상기 블레이드는 L자 형상의 단면을 가질 수 있다.The blade according to one aspect of the present invention may have an L-shaped cross section.

본 발명의 일 측면에 따른 상기 플로팅 베이스의 하부에는 상기 플로팅 베이스를 지지하여 상기 플로팅 베이스가 바닥과 수평을 이루도록 하는 받침 블록이 설치될 수 있다.According to one aspect of the present invention, a support block may be installed below the floating base to support the floating base so that the floating base is level with the floor.

본 발명의 일 측면에 따른 상기 배관에는 복수의 상기 노즐이 연결되고, 상기 노즐들은 상기 수차의 반경 방향으로 이격 배치될 수 있다.A plurality of nozzles may be connected to the pipe according to an aspect of the present invention, and the nozzles may be spaced apart from each other in a radial direction of the aberration.

본 발명의 일 측면에 따른 상기 수차의 반경 방향 외측에 위치하는 상기 노즐은 상기 수차의 반경 방향 내측에 위치하는 노즐보다 더 길게 형성될 수 있다.According to one aspect of the present invention, the nozzle positioned outside the aberration in the radial direction may be longer than the nozzle positioned inside the aberration in the radial direction.

본 발명의 일 측면에 따른 상기 배관은 상기 플로팅 베이스에 연결되어 상기 플로팅 베이스에 공기를 공급하는 보조 공급관을 더 포함하고, 상기 보조 공급관에는 공기의 공급을 제어하는 밸브가 설치될 수 있다.The pipe according to one aspect of the present invention may further include an auxiliary supply pipe connected to the floating base to supply air to the floating base, and a valve for controlling the supply of air may be installed in the auxiliary supply pipe.

본 발명의 일 측면에 따른 상기 배관은 각각의 노즐과 연결된 복수의 메인 공급관과 상기 압축기와 연결되어 복수로 분기되는 매니폴드관과 상기 메인 공급관들과 상기 매니폴드관을 연결하며 가요성을 갖는 플렉서블 관을 포함할 수 있다.The piping according to one aspect of the present invention is a plurality of main supply pipes connected to each nozzle, a manifold pipe connected to the compressor and branched into a plurality, connecting the main supply pipes and the manifold pipe, and having flexibility. tubes may be included.

본 발명의 일 측면에 따른 상기 부력 발전 장치는 상기 발전기와 상기 수차를 연결하는 동력 전달부를 더 포함하고, 상기 동력 전달부는 상기 수차와 함께 회전하는 회전축에 설치된 제1 스프로킷과, 상기 제1 스프로킷에서 이격되어 상부에 배치되며 상기 제1 스프로킷보다 더 작은 직경을 갖는 제2 스프로킷과, 상기 제1 스프로킷과 상기 제2 스프로킷을 연결하는 제1 체인과, 상기 제2 스프로킷에 고정되어 상기 제2 스프로킷과 함께 회전하며 상기 제2 스프로킷보다 더 큰 직경을 갖는 제3 스프로킷과, 상기 제3 스프로킷에서 이격되며 발전기와 연결된 제4 스프로킷과, 상기 제3 스프로킷과 상기 제4 스프로킷을 연결하는 제2 체인을 포함하며, 상기 제4 스프로킷은 상기 제3 스프로킷보다 더 작은 직경을 갖도록 이루어질 수 있다.The buoyancy generator according to an aspect of the present invention further includes a power transmission unit connecting the generator and the aberration, wherein the power transmission unit includes a first sprocket installed on a rotational shaft rotating together with the aberration, and the first sprocket. A second sprocket spaced apart from each other and having a smaller diameter than the first sprocket, a first chain connecting the first sprocket and the second sprocket, and fixed to the second sprocket to connect the second sprocket and the second sprocket. A third sprocket that rotates together and has a larger diameter than the second sprocket, a fourth sprocket spaced apart from the third sprocket and connected to the generator, and a second chain connecting the third sprocket and the fourth sprocket. And, the fourth sprocket may have a smaller diameter than the third sprocket.

본 발명의 일 측면에 따른 상기 부력 발전 장치는 상기 발전기와 상기 수차를 연결하는 동력 전달부를 더 포함하고, 상기 동력 전달부는 상기 수차와 함께 회전하는 회전축에 설치된 제1 하부 베벨기어와, 상기 제1 하부 베벨기어에 결합되며 상기 제1 하부 베벨기어보다 더 작은 직경을 갖는 제2 하부 베벨기어와, 상기 제2 하부 베벨기어와 연결되어 함께 회전하는 동력 전달축과, 동력 전달축의 상부에 설치된 제1 상부 베벨기어와, 상기 제1 상부 베벨기어에 결합되며, 제1 상부 베벨기어보다 더 작은 직경을 갖고 발전기와 연결된 제2 상부 베벨 기어를 포함할 수 있다.The buoyancy generator according to an aspect of the present invention further includes a power transmission unit connecting the generator and the aberration, wherein the power transmission unit includes a first lower bevel gear installed on a rotational shaft rotating together with the aberration, and the first A second lower bevel gear coupled to the lower bevel gear and having a smaller diameter than the first lower bevel gear, a power transmission shaft connected to the second lower bevel gear and rotating together, and a first installed above the power transmission shaft. It may include an upper bevel gear and a second upper bevel gear coupled to the first upper bevel gear and having a diameter smaller than that of the first upper bevel gear and connected to the generator.

본 발명의 일 측면에 따른 상기 프레임에는 그물망을 포함하는 보호 펜스가 설치될 수 있다.A protection fence including a net may be installed on the frame according to an aspect of the present invention.

본 발명의 일 측면에 따른 상기 수차는 복수개가 동력축을 매개로 직렬로 연결되고, 상기 동력축에는 회전 속도를 증가시키는 증속기와 상기 증속기로부터 동력을 전달받아 전력을 생산할 수 있다.A plurality of the aberration turbines according to one aspect of the present invention are connected in series via a power shaft, and the power shaft may generate power by receiving power from the gearbox and the gearbox for increasing rotational speed.

본 발명의 일 측면에 따른 상기 플로팅 베이스에는 상기 플로팅 베이스에 공기 또는 물을 공급하는 베이스 공급관과, 상기 플로팅 베이스에서 공기 또는 물을 배출하는 베이스 배출관이 설치되고, 상기 베이스 공급관은 상기 베이스 배출관보다 더 큰 직경을 갖도록 이루어질 수 있다.According to one aspect of the present invention, the floating base is provided with a base supply pipe for supplying air or water to the floating base and a base discharge pipe for discharging air or water from the floating base, and the base supply pipe is longer than the base discharge pipe. It can be made to have a large diameter.

상기한 바와 같이 본 발명의 일 측면에 따른 수압차를 이용한 부력 발전 장치는 수차에 공기를 공급하여 공기의 부력으로 인하여 수차가 회전하여 발전을 수행할 수 있다. 본 발명에 따른 수압차를 이용한 부력 발전 장치는 유지 보수를 위해서 플로팅 베이스의 부력으로 수차를 수면 위로 용이하게 상승시킬 수 있다.As described above, in the buoyancy generator using a water pressure difference according to an aspect of the present invention, air is supplied to the aberration, and the aberration rotates due to the buoyancy of the air to generate power. The buoyancy generator using a water pressure difference according to the present invention can easily raise the water wheel to the surface of the water with the buoyancy of the floating base for maintenance.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 수압차를 이용한 부력 발전 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수압차를 이용한 부력 발전 장치를 도시한 측면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 배관을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 수압차를 이용한 부력 발전 장치들이 설치된 상태를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 수압차를 이용한 부력 발전 장치를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 수압차를 이용한 부력 발전 장치를 도시한 측면도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 수압차를 이용한 부력 발전 장치에서 수차와 연결된 동력 전달부를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 수압차를 이용한 부력 발전 장치에서 발전기와 연결된 동력 전달부를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 수압차를 이용한 부력 발전 장치를 도시한 사시도이다.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 수압차 발전 장치를 도시한 도면이다.
1 is a perspective view showing a buoyancy generating device using a hydraulic pressure difference according to a first embodiment of the present invention.
2 is a side view showing a buoyancy generating device using a hydraulic pressure difference according to a first embodiment of the present invention.
3 is a view showing a pipe according to a first embodiment of the present invention.
4 is a view showing a state in which buoyancy generators using water pressure differentials according to a second embodiment of the present invention are installed.
5 is a perspective view showing a buoyancy generating device using a water pressure difference according to a second embodiment of the present invention.
6 is a side view showing a buoyancy generating device using a water pressure difference according to a second embodiment of the present invention.
7 is a view showing a power transmission unit connected to an aberration in a buoyancy generator using a water pressure difference according to a second embodiment of the present invention.
8 is a diagram showing a power transmission unit connected to a generator in a buoyancy generator using a hydraulic pressure difference according to a second embodiment of the present invention.
9 is a perspective view showing a buoyancy generator using a water pressure difference according to a third embodiment of the present invention.
10 is a diagram showing a hydraulic differential generator according to a fourth embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can apply various transformations and have various embodiments, specific embodiments will be exemplified and described in detail in the detailed description. However, it should be understood that this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and includes all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. Terms used in the present invention are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present invention, terms such as 'include' or 'having' are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. At this time, it should be noted that in the accompanying drawings, the same components are indicated by the same reference numerals as much as possible. In addition, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may obscure the gist of the present invention will be omitted. For the same reason, in the accompanying drawings, some components are exaggerated, omitted, or schematically illustrated.

이하에서는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수압차를 이용한 부력 발전 장치에 대해서 설명한다. Hereinafter, a buoyancy generator using a hydraulic pressure difference according to a first embodiment of the present invention will be described.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 수압차를 이용한 부력 발전 장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 수압차를 이용한 부력 발전 장치를 도시한 측면도이며, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 배관을 도시한 도면이다.1 is a perspective view showing a buoyancy generator using a hydraulic pressure differential according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a side view showing a buoyancy generator using a hydraulic pressure differential according to a second embodiment of the present invention, 3 is a view showing a pipe according to a first embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 수압차를 이용한 부력 발전 장치(100)는 수차(110), 프레임(130), 플로팅 베이스(150), 발전기(161), 배관(120), 노즐(181), 압축기(162)를 포함할 수 있다. 수차(110)는 수중에 설치되며 공기를 공급 받아 공기의 부력에 의하여 회전하며, 프레임(130)에 회전 가능하게 설치될 수 있다.1 to 3, the buoyancy generator 100 using the hydraulic pressure difference according to the present embodiment includes a water wheel 110, a frame 130, a floating base 150, a generator 161, a pipe ( 120), a nozzle 181, and a compressor 162. The water wheel 110 is installed underwater, receives air, rotates by the buoyancy of the air, and may be rotatably installed on the frame 130.

수차(110)는 중앙에 배치된 센터 지지부재(115)와 센터 지지부재(115)에 고정된 복수의 블레이드(112)와 블레이드(112)의 측단을 감싸는 2개의 커버 플레이트(113)를 포함할 수 있다.The water wheel 110 may include a central support member 115, a plurality of blades 112 fixed to the center support member 115, and two cover plates 113 surrounding side ends of the blades 112. can

센터 지지부재(115)는 원형 디스크 형태로 이루어지며, 프레임(130)에 회전 가능하게 설치된다. 블레이드(112)는 센터 지지부재(115)에 고정되며 센터 지지부재(115)의 외주면에 수직으로 연결될 수 있다. 복수의 블레이드(112)는 센터 지지부재(115)의 둘레 방향으로 이격 배치될 수 있다.The center support member 115 is formed in the shape of a circular disk and is rotatably installed on the frame 130 . The blade 112 is fixed to the center support member 115 and may be vertically connected to an outer circumferential surface of the center support member 115 . The plurality of blades 112 may be spaced apart from each other in the circumferential direction of the center support member 115 .

블레이드(112)는 센터 지지부재(115)에서 외측으로 이어진 날개판(112a)과 날개판(112a)의 외측단에서 절곡되어 날개판(112a)과 교차하는 방향으로 이어진 날개 커버(112b)를 포함할 수 있다. 블레이드(112)는 대략 L자 형상의 단면을 가질 수 있다.The blade 112 includes a wing plate 112a extending outward from the center support member 115 and a wing cover 112b bent at an outer end of the wing plate 112a and extending in a direction crossing the wing plate 112a. can do. The blade 112 may have a substantially L-shaped cross section.

날개판(112a)과 날개 커버(112b)는 평판으로 이루어지나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 날개 커버(112b)는 날개판(112a)에서 원주 방향으로 돌출될 수 있다. 또한, 날개 커버(112b)는 날개판(112a)에 대하여 수직으로 연결될 수 있다. 또한 날개 커버(112b)는 날개판(112a)에 예각으로 연결될 수 있다.The wing plate 112a and the wing cover 112b are made of a flat plate, but the present invention is not limited thereto. The wing cover 112b may protrude from the wing plate 112a in a circumferential direction. Also, the wing cover 112b may be vertically connected to the wing plate 112a. Also, the wing cover 112b may be connected to the wing plate 112a at an acute angle.

본 실시예와 같이 블레이드(112)가 날개판(112a)과 날개 커버(112b)를 포함하면, 날개 커버(112b)에 의하여 공기를 수용하는 공간이 증가하여 더 큰 부력을 발생시킬 수 있다.When the blade 112 includes the wing plate 112a and the wing cover 112b as in the present embodiment, a space for receiving air is increased by the wing cover 112b, thereby generating greater buoyancy.

커버 플레이트(113)는 원판으로 이루어지며, 2개의 커버 플레이트(113)가 블레이드(112)를 사이에 두고 이격된다. 커버 플레이트(113)는 블레이드(112) 및 센터 지지부재(115)를 감싸도록 설치될 수 있다. 커버 플레이트(113)는 블레이드(112)에 수용된 공기가 이탈하지 않도록 공간을 형성한다.The cover plate 113 is made of a disc, and the two cover plates 113 are spaced apart with the blade 112 interposed therebetween. The cover plate 113 may be installed to cover the blade 112 and the center support member 115 . The cover plate 113 forms a space so that air received in the blade 112 does not escape.

프레임(130)은 플로팅 베이스(150)에 고정되어 수차를 회전 가능하게 지지한다. 프레임(130)은 수차에서 상부로 이어진 세로 지지대(131)과 세로 지지대(131)의 상단에 결합되어 발전기를 지지하는 상부 지지대(132)를 포함할 수 있다. 프레임(130)은 4개의 세로 지지대(131)를 포함하며, 상부 지지대(132)는 세로 지지대(131)들에 고정되고, 사다리 형태로 이루어질 수 있다.The frame 130 is fixed to the floating base 150 and rotatably supports the water turbine. The frame 130 may include a vertical support 131 connected upward from the water wheel and an upper support 132 coupled to an upper end of the vertical support 131 to support the generator. The frame 130 includes four vertical supports 131, and the upper support 132 is fixed to the vertical supports 131 and may be formed in a ladder shape.

플로팅 베이스(150)는 직육면체로 이루어지며 프레임(130)의 하부에서 프레임(130)을 지지한다. 플로팅 베이스(150)는 내부 공간을 가지며, 내부 공간에는 물 또는 공기가 채워질 수 있다. 플로팅 베이스(150)는 수차를 수면 위로 이동시킬 수 있는 충분한 부력을 갖도록 내부 공간을 갖는다. The floating base 150 is made of a rectangular parallelepiped and supports the frame 130 at the lower part of the frame 130 . The floating base 150 has an inner space, and water or air may be filled in the inner space. The floating base 150 has an internal space to have sufficient buoyancy to move the water wheel on the surface of the water.

플로팅 베이스(150)에는 물 또는 공기의 유입을 위한 유입구와 물 또는 공기의 배출을 위한 배출구가 형성될 수 있다. 플로팅 베이스(150)의 하부에는 플로팅 베이스(150)를 지지하는 받침 블록(151)이 설치되는데, 받침 블록(151)은 플로팅 베이스(150)가 바닥에 대하여 수평을 유지하도록 지지한다. An inlet for introducing water or air and an outlet for discharging water or air may be formed in the floating base 150 . A support block 151 for supporting the floating base 150 is installed below the floating base 150, and the support block 151 supports the floating base 150 to remain horizontal with respect to the floor.

플로팅 베이스(150)에는 플로팅 베이스(150)의 승하강을 안내하는 가이드 기둥(135)이 결합되며, 가이드 기둥(135)의 상단에는 지지를 위한 상단 지지바(136)가 설치된다. 수압차를 이용한 부력 발전 장치(100)는 6개의 가이드 기둥(135)을 포함할 수 있다.A guide column 135 for guiding the elevating and descending of the floating base 150 is coupled to the floating base 150, and an upper support bar 136 for support is installed at an upper end of the guide column 135. The buoyancy generating device 100 using a water pressure differential may include six guide pillars 135 .

플로팅 베이스(150)에는 가이드 기둥(135)과 결합되어 가이드 기둥(135)을 따라 이동하는 복수의 슬라이더(153)가 설치되며, 슬라이더(153)는 플로팅 베이스(150)의 측단에 고정될 수 있다.A plurality of sliders 153 coupled to the guide pillar 135 and moving along the guide pillar 135 are installed in the floating base 150, and the slider 153 may be fixed to the side end of the floating base 150. .

본 실시예와 같이 가이드 기둥(135)이 설치되고, 플로팅 베이스(150)에 슬라이더(153)가 결합되면 플로팅 베이스(150) 내부로 공기가 유입될 때 플로팅 베이스(150)가 흔들림 없이 상승할 수 있으며, 플로팅 베이스(150) 내부로 물이 유입될 때 플로팅 베이스(150)가 흔들림 없이 안정적 하강할 수 있다.As in the present embodiment, when the guide pillar 135 is installed and the slider 153 is coupled to the floating base 150, the floating base 150 can rise without shaking when air is introduced into the floating base 150. And, when water flows into the floating base 150, the floating base 150 can descend stably without shaking.

압축기(162)는 공기를 압축하여 배관(120)으로 압축 공기를 공급하며, 압축기(162)에는 압축 공기를 저장하는 압축 탱크가 연결 설치될 수 있다. 복수의 수차(110)에 하나의 압축기(162)가 연결될 수 있으며, 각각의 수차(110)마다 개별적으로 압축기(162)가 연결될 수도 있다. 압축기(162)는 프레임(130) 상에 고정되거나 지상 또는 수상의 시설물에 설치될 있다. The compressor 162 compresses air and supplies the compressed air to the pipe 120, and a compression tank for storing the compressed air may be installed connected to the compressor 162. One compressor 162 may be connected to the plurality of water wheels 110, and the compressor 162 may be individually connected to each water wheel 110. The compressor 162 may be fixed on the frame 130 or may be installed on land or water.

한편, 배관(120)은 압축기(162)와 연결되어 노즐(181)에 공기를 공급할 뿐만 아니라 플로팅 베이스(150)에 공기를 공급할 수 있다. 배관(120)은 매니폴드관(123), 플렉서블 관(126), 메인 공급관(124), 베이스 공급관(221), 베이스 배출관(223)을 포함할 수 있다. 매니폴드관(123)은 압축기(162)와 연결되며 복수의 관으로 분기되고, 메인 공급관(124)으로 공기를 공급한다. 각각의 매니폴드관(123)에는 공기의 이동을 제어하기 위한 밸브(125)가 설치될 수 있다.Meanwhile, the pipe 120 may be connected to the compressor 162 to supply air to the nozzle 181 as well as to the floating base 150 . The pipe 120 may include a manifold pipe 123, a flexible pipe 126, a main supply pipe 124, a base supply pipe 221, and a base discharge pipe 223. The manifold pipe 123 is connected to the compressor 162 and branches into a plurality of pipes, and supplies air to the main supply pipe 124 . A valve 125 for controlling the movement of air may be installed in each manifold pipe 123.

메인 공급관(124)은 매니폴드관(123) 및 노즐(181)과 연결되어 노즐(181)로 공기를 공급하며, 각각의 노즐(181)에 하나의 메인 공급관(124)이 연결될 수 있다. 메인 공급관(124)은 수차의 하부에서 프레임(130)의 상부로 이어져 형성된다. 메인 공급관(124)은 플로팅 베이스(150) 상에 고정되어 플로팅 베이스(150)와 함께 승하강할 수 있다. The main supply pipe 124 is connected to the manifold pipe 123 and the nozzle 181 to supply air to the nozzle 181, and one main supply pipe 124 may be connected to each nozzle 181. The main supply pipe 124 is formed from the lower part of the water wheel to the upper part of the frame 130 . The main supply pipe 124 is fixed on the floating base 150 and can move up and down together with the floating base 150 .

플렉서블 관(126)은 메인 공급관(124)과 매니폴드관(123)을 연결하며, 플렉서블한 소재로 이루어질 수 있다. 플렉서블 관(126)은 휘어질 수 있는 소재로 이루어지며, 외주면에 주름이 형성되어 길이가 신축 가능한 구조로 이루어질 수도 있다.The flexible pipe 126 connects the main supply pipe 124 and the manifold pipe 123 and may be made of a flexible material. The flexible tube 126 is made of a material that can be bent, and may have a structure in which wrinkles are formed on an outer circumferential surface so that its length is flexible.

베이스 공급관(221)은 플로팅 베이스(150)에 연결되어 플로팅 베이스(150)에 공기 또는 물을 공급하며, 베이스 공급관(221)에는 공기의 공급을 제어하는 밸브(129)가 설치될 수 있다. 밸브(129)는 플로팅 베이스(150)가 부상할 때에만 개방된다. 또한, 베이스 공급관(221)에는 물의 공급을 위한 급수관(225)이 연결 설치될 수 있다.The base supply pipe 221 is connected to the floating base 150 to supply air or water to the floating base 150, and a valve 129 for controlling the supply of air may be installed in the base supply pipe 221. The valve 129 opens only when the floating base 150 rises. In addition, a water supply pipe 225 for supplying water may be installed connected to the base supply pipe 221 .

베이스 배출관(223)은 플로팅 베이스(150)에 연결되어 플로팅 베이스(150)에서 공기 또는 물을 배출한다. 베이스 공급관(221)은 베이스 배출관(223)보다 더 큰 직경을 갖는 관으로 이루어지며, 강한 압력으로 공기 또는 물을 주입하여, 플로팅 베이스(150) 내부에 저장된 공기 또는 물을 배출시킨다.The base discharge pipe 223 is connected to the floating base 150 to discharge air or water from the floating base 150 . The base supply pipe 221 is made of a pipe having a larger diameter than the base discharge pipe 223, and injects air or water under strong pressure to discharge the air or water stored in the floating base 150.

수차(110)의 보수가 필요한 경우에는 플로팅 베이스(150)에 공기가 주입되고 물이 배출되어 플로팅 베이스(150)가 수차와 함께 부력에 의하여 상승하며, 플로팅 베이스(150)를 수중으로 하강시키는 경우에는 물을 주입하고 공기를 배출하여 플로팅 베이스(150)를 하부로 이동시킬 수 있다.When repair of the water wheel 110 is required, air is injected into the floating base 150 and water is discharged so that the floating base 150 rises by buoyancy along with the water wheel, and the floating base 150 is lowered into the water. In this case, the floating base 150 may be moved downward by injecting water and discharging air.

노즐(181)은 배관과 연결되어 수차(110)에 공기를 공급한다. 수차(110)의 하부에는 복수의 노즐(181)이 설치되며, 노즐(181)들은 수차의 반경 방향으로 이격 배치된다. 노즐(181)은 플로팅 베이스(150) 상에서 세워져 설치되며 각각의 노즐(181)들은 서로 상이한 길이를 갖는다. 수차(110)의 반경 방향 외측에 위치하는 노즐(181)은 수차(110)의 반경 방향 내측에 위치하는 노즐(181)보다 더 길게 형성되고, 이에 따라 회전하는 수차(110)에 공기를 안정적으로 공급할 수 있다. 각각의 노즐에는 공기의 공급을 제어하기 위한 밸브(182)가 설치될 수 있다.The nozzle 181 is connected to a pipe to supply air to the water wheel 110 . A plurality of nozzles 181 are installed under the aberration 110, and the nozzles 181 are spaced apart from each other in the radial direction of the aberration. The nozzles 181 are erected and installed on the floating base 150, and each nozzle 181 has a different length. The nozzle 181 located outside the water wheel 110 in the radial direction is formed longer than the nozzle 181 located inside the water wheel 110 in the radial direction, and thus stably supplies air to the rotating water wheel 110. can supply A valve 182 for controlling the supply of air may be installed in each nozzle.

발전기(161)는 수차(110)로부터 동력을 전달받아 전력을 생산한다. 동력 전달부는 복수의 스프로킷과 체인을 포함할 수 있다. 수차(110)에는 수차(110)와 함께 회전하는 회전축(171)이 결합되고, 회전축(171)에는 제1 스프로킷(211)이 설치된다. 제1 스프로킷(211)에는 제1 체인(216)이 결합되며, 제1 체인(216)은 프레임(130)의 상부에 배치된 제2 스프로킷(212)과 연결된다. 제2 스프로킷(212)은 제1 스프로킷(211)보다 더 작은 직경을 가지며, 이에 따라 제2 스프로킷(212)은 제1 스프로킷(211)보다 더 빠른 속도로 회전한다.The generator 161 receives power from the water wheel 110 and generates electric power. The power transmission unit may include a plurality of sprockets and chains. A rotational shaft 171 that rotates together with the waterwheel 110 is coupled to the waterwheel 110, and a first sprocket 211 is installed on the rotational shaft 171. A first chain 216 is coupled to the first sprocket 211 , and the first chain 216 is connected to the second sprocket 212 disposed above the frame 130 . The second sprocket 212 has a smaller diameter than the first sprocket 211 , and thus the second sprocket 212 rotates at a higher speed than the first sprocket 211 .

제2 스프로킷(212)에는 제2 스프로킷(212)보다 더 큰 직경을 갖는 제3 스프로킷(213)이 고정되며, 제3 스프로킷(213)은 제2 스프로킷(212)과 함께 회전한다. 제3 스프로킷(213)에는 제2 체인(217)이 결합되며, 제2 체인(217)은 제3 스프로킷(213)에서 측방향으로 이격된 제4 스프로킷(215)과 연결된다. 제4 스프로킷(215)은 제3 스프로킷(213)보다 더 작은 직경을 가지며, 이에 따라 제4 스프로킷(215)은 제3 스프로킷(213)보다 더 빠른 속도로 회전한다.A third sprocket 213 having a larger diameter than the second sprocket 212 is fixed to the second sprocket 212 , and the third sprocket 213 rotates together with the second sprocket 212 . A second chain 217 is coupled to the third sprocket 213 , and the second chain 217 is connected to a fourth sprocket 215 spaced laterally from the third sprocket 213 . The fourth sprocket 215 has a smaller diameter than the third sprocket 213, and thus the fourth sprocket 215 rotates at a higher speed than the third sprocket 213.

제4 스프로킷(215)은 발전기(161)와 연결되어 발전기(161)에 회전력을 전달하며, 이에 따라 수차(110)에서 생성된 회전력은 발전기(161)로 안정적으로 전달될 수 있다. 각각이 스프로킷들의 직경의 차이로 인하여 발전(161)기는 수차(110)보다 빠르게 회전하여 발전 효율이 향상될 수 있다.The fourth sprocket 215 is connected to the generator 161 to transmit rotational force to the generator 161, and thus the rotational force generated by the water wheel 110 can be stably transmitted to the generator 161. Due to the difference in the diameter of each sprocket, the power generator 161 rotates faster than the water turbine 110, so power generation efficiency can be improved.

한편, 동력 전달부는 풀리와 벨트를 포함하는 구조로 이루어지거나 기어를 포함하는 구조로 이루어질 수도 있다. 상기한 바와 같이 본 실시예에 따르면 수차(110)에 공기를 공급하여 공기의 부력으로 인하여 수차가 회전하여 발전을 수행할 수 있다.Meanwhile, the power transmission unit may have a structure including a pulley and a belt or a structure including a gear. As described above, according to the present embodiment, air is supplied to the aberration 110, and the aberration rotates due to the buoyancy of the air to generate power.

수심인 깊은 곳에서는 더 큰 수압이 작용하는데, 10m 깊어질수록 1기압씩 수압이 상승한다. 수심 10m에서는 2기압의 수압이 작용하며, 수심 10m에서 노즐에서 분사된 공기를 수면에서 부피가 2배로 증가하며, 이에 따라 부력도 2배로 증가한다.The water pressure increases at a depth of 10 m at a depth of 1 atm. At a depth of 10m, a water pressure of 2 atmospheres acts, and at a depth of 10m, the volume of the air injected from the nozzle doubles on the surface of the water, and accordingly, the buoyancy doubles.

따라서 본 실시예에 따른 부력 발전 장치는 깊은 수심에서 적용 양의 공기를 분사하더라도 공기가 상승하면서 부피가 증가하므로 부력도 함께 증가하여 발전효율이 향상될 수 있다.Therefore, in the buoyancy generator according to the present embodiment, even if an applied amount of air is sprayed at a deep water depth, the volume increases as the air rises, so the buoyancy also increases, so the power generation efficiency can be improved.

또한, 종래에는 깊은 수중에서 설치된 수차에서 고장이 발생하면 유지, 보수가 어려운 문제가 있었으나, 본 실시예에 따른 수차(110)는 플로팅 베이스(150) 상에 설치되므로 깊은 곳에 설치가 가능하고, 이에 따라 큰 회전력을 발생시킬 수 있을 뿐만 아니라 유지 보수를 위해서 플로팅 베이스(150)의 부력으로 수차(110)를 수면 위로 용이하게 상승시킬 수 있다. In addition, in the prior art, there was a problem in maintenance and repair when a failure occurred in a water wheel installed in deep water, but since the water wheel 110 according to the present embodiment is installed on the floating base 150, it can be installed in a deep place. Not only can a large rotational force be generated along the way, but also the water wheel 110 can be easily raised above the water surface by the buoyancy of the floating base 150 for maintenance.

이하에서는 본 발명의 제2 실시예에 따른 수압차를 이용한 부력 발전 장치에 대해서 설명한다. Hereinafter, a buoyancy generator using a water pressure difference according to a second embodiment of the present invention will be described.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 수압차를 이용한 부력 발전 장치들이 설치된 상태를 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 수압차를 이용한 부력 발전 장치를 도시한 사시도이며, 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 수압차를 이용한 부력 발전 장치를 도시한 측면도이고, 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 수압차를 이용한 부력 발전 장치에서 수차와 연결된 동력 전달부를 도시한 도면이며, 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 수압차를 이용한 부력 발전 장치에서 발전기와 연결된 동력 전달부를 도시한 도면이다.4 is a view showing a state in which buoyancy generation devices using a hydraulic pressure difference according to a second embodiment of the present invention are installed, and FIG. 5 shows a buoyancy generation device using a hydraulic pressure difference according to a second embodiment of the present invention. 6 is a side view showing a buoyancy generator using a hydraulic pressure difference according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a water turbine and a buoyancy generator using a hydraulic pressure difference according to a second embodiment of the present invention. 8 is a view showing a power transmission unit connected to a generator in a buoyancy generator using a hydraulic pressure difference according to a second embodiment of the present invention.

도 4 내지 도 8을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 수압차를 이용한 부력 발전 장치는 수압차를 이용한 부력 발전 장치는 지상, 지하에 설치된 수조(190) 내부에 설치되며, 수조(190)의 내부에는 복수의 수압차를 이용한 부력 발전 장치(100)가 설치될 수 있다.4 to 8, the buoyancy generation device using a water pressure difference according to the present embodiment is installed inside the water tank 190 installed on the ground or underground, and the water tank 190 Inside of the buoyancy generator 100 using a plurality of water pressure difference may be installed.

수압차를 이용한 부력 발전 장치(100)는 수차(110), 프레임(130), 플로팅 베이스(150), 발전기(161), 배관(120), 노즐(181), 압축기(162)를 포함할 수 있다.The buoyancy generator 100 using a water pressure differential may include a water wheel 110, a frame 130, a floating base 150, a generator 161, a pipe 120, a nozzle 181, and a compressor 162. there is.

수차(110)는 중앙에 배치된 센터 지지부재(115)와 센터 지지부재(115)에 고정된 복수의 블레이드(112)와 블레이드(112)의 측단을 감싸는 2개의 커버 플레이트(113)를 포함할 수 있다.The water wheel 110 may include a central support member 115, a plurality of blades 112 fixed to the center support member 115, and two cover plates 113 surrounding side ends of the blades 112. can

센터 지지부재(115)는 원형 디스크 형태로 이루어지며, 프레임(130)에 회전 가능하게 설치된다. 블레이드(112)는 센터 지지부재(115)에 고정되며 센터 지지부재(115)의 외주면에 수직으로 연결될 수 있다. 복수의 블레이드(112)는 센터 지지부재(115)의 둘레 방향으로 이격 배치될 수 있다.The center support member 115 is formed in the shape of a circular disk and is rotatably installed on the frame 130 . The blade 112 is fixed to the center support member 115 and may be vertically connected to an outer circumferential surface of the center support member 115 . The plurality of blades 112 may be spaced apart from each other in the circumferential direction of the center support member 115 .

블레이드(112)는 센터 지지부재(115)에서 외측으로 이어진 날개판(112a)과 날개판(112a)의 외측단에서 절곡되어 날개판(112a)과 교차하는 방향으로 이어진 날개 커버(112b)와 날개 커버(112b)에서 굽어진 보조판(112c)을 포함할 수 있다. The blade 112 includes a wing plate 112a extending outward from the center support member 115, a wing cover 112b bent at an outer end of the wing plate 112a and extending in a direction crossing the wing plate 112a, and a wing. An auxiliary plate 112c bent from the cover 112b may be included.

보조판(112c)은 날개 커버(112b)에서 둔각으로 연결되며, 보조판(112c)과 날개 커버(112b)가 이루는 경사각은 120도 내지 160도로 이루어질 수 있다. 이와 같이 보조판(112c)이 설치되면 더욱 많은 양의 공기를 수용할 수 있다.The auxiliary plate 112c is connected to the wing cover 112b at an obtuse angle, and an inclination angle between the auxiliary plate 112c and the wing cover 112b may be between 120 degrees and 160 degrees. In this way, when the auxiliary plate 112c is installed, a larger amount of air can be accommodated.

커버 플레이트(113)는 원판으로 이루어지며, 2개의 커버 플레이트(113)가 블레이드(112)를 사이에 두고 이격된다. 커버 플레이트(113)는 블레이드(112) 및 센터 지지부재(115)를 감싸도록 설치될 수 있다. 커버 플레이트(113)는 블레이드(112)에 수용된 공기가 이탈하지 않도록 공간을 형성한다.The cover plate 113 is made of a disc, and the two cover plates 113 are spaced apart with the blade 112 interposed therebetween. The cover plate 113 may be installed to cover the blade 112 and the center support member 115 . The cover plate 113 forms a space so that air received in the blade 112 does not escape.

수차(110)에는 회전축(171)이 연결되고, 회전축(171)에는 제1 하부 베벨기어(172)가 설치된다. 제1 하부 베벨기어(172)에는 제2 하부 베벨 기어(173)가 결합된다. A rotating shaft 171 is connected to the water wheel 110, and a first lower bevel gear 172 is installed on the rotating shaft 171. The second lower bevel gear 173 is coupled to the first lower bevel gear 172 .

제1 하부 베벨기어(172)는 제2 하부 베벨 기어(173)보다 더 큰 직경을 가지며, 이에 따라 제2 하부 베벨 기어는 제1 하부 베벨 기어(173)보다 더 빠른 속도로 회전한다. 제2 하부 베벨기어(173)에는 제2 하부 베벨기어(173)와 함께 회전하는 동력 전달축(174)이 연결될 수 있다.The first lower bevel gear 172 has a larger diameter than the second lower bevel gear 173, and thus the second lower bevel gear rotates at a higher speed than the first lower bevel gear 173. A power transmission shaft 174 rotating together with the second lower bevel gear 173 may be connected to the second lower bevel gear 173 .

동력 전달축(174)의 상부에는 제1 상부 베벨기어(175)가 설치되고, 제1 상부 베벨기어(175)는 발전기(161)와 연결된 제2 상부 베벨 기어(176)와 결합된다. 제1 상부 베벨기어(175)는 제2 상부 베벨 기어(176)보다 더 큰 직경을 가지며, 이에 따라 제2 하부 베벨 기어(176)는 제1 하부 베벨 기어(175)보다 더 빠른 속도로 회전한다.A first upper bevel gear 175 is installed above the power transmission shaft 174, and the first upper bevel gear 175 is coupled with a second upper bevel gear 176 connected to the generator 161. The first upper bevel gear 175 has a larger diameter than the second upper bevel gear 176, so the second lower bevel gear 176 rotates at a higher speed than the first lower bevel gear 175. .

이에 따라 수차(110)에서 생성된 회전력은 발전기(161)로 안정적으로 전달될 수 있다. 한편, 동력 전달부는 풀리와 벨트를 포함하는 구조로 이루어질 수도 있다. Accordingly, the rotational force generated by the aberration 110 can be stably transmitted to the generator 161 . Meanwhile, the power transmission unit may have a structure including a pulley and a belt.

상기한 바와 같이 본 실시예에 따르면 수차(110)에 공기를 공급하여 공기의 부력으로 인하여 수차(110)가 회전하여 발전을 수행할 수 있다.As described above, according to the present embodiment, air is supplied to the aberration 110, and the aberration 110 rotates due to the buoyancy of the air to generate power.

이하에서는 본 발명의 제3 실시예에 따른 수압차를 이용한 부력 발전 장치에 대해서 설명한다. 도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 수압차를 이용한 부력 발전 장치를 도시한 사시도이다.Hereinafter, a buoyancy generator using a hydraulic pressure difference according to a third embodiment of the present invention will be described. 9 is a perspective view showing a buoyancy generator using a water pressure difference according to a third embodiment of the present invention.

도 9를 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 수압차를 이용한 부력 발전 장치는 보호 펜스(360)를 더 포함할 수 있다. 보호 펜스(360)는 프레임(130)에 고정될 수 있으며, 보호 펜스(360)는 메쉬망을 포함할 수 있다. 본 실시예와 같이 프레임(130)에 보호 펜스(360)가 설치되면 쓰레기 등의 이물질에 의하여 수차(110)가 파손되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 저수지, 바다 등에서 식생하는 수중 생물의 유입을 차단할 수 있다.Referring to FIG. 9 , the buoyancy generator using a water pressure difference according to the present embodiment may further include a protection fence 360. The protection fence 360 may be fixed to the frame 130, and the protection fence 360 may include a mesh network. As in the present embodiment, when the protective fence 360 is installed on the frame 130, it is possible to prevent the aberration 110 from being damaged by foreign substances such as garbage, and also to block the inflow of aquatic organisms living in reservoirs and the sea. can

이하에서는 본 발명의 제4 실시예에 따른 수압차를 이용한 부력 발전 장치에 대해서 설명한다. 도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 수압차 발전 장치를 도시한 도면이다.Hereinafter, a buoyancy generator using a water pressure difference according to a fourth embodiment of the present invention will be described. 10 is a diagram showing a hydraulic differential generator according to a fourth embodiment of the present invention.

도 10을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 수압차를 이용한 부력 발전 장치(100)는 복수의 수차(110)와 동력 전달부(310)와 발전기(320)를 포함한다. 복수 개의 수차(110)가 직렬로 연결되며, 복수의 수차들은 동력축(350)을 매개로 연결될 수 있다. 또한, 동력축(350)에는 하나의 동력 전달부(310)와 하나의 발전기(320)가 연결될 수 있다. Referring to FIG. 10 , the buoyancy generator 100 using a water pressure difference according to the present embodiment includes a plurality of water wheels 110, a power transmission unit 310, and a generator 320. A plurality of water wheels 110 are connected in series, and the plurality of water wheels may be connected through a power shaft 350 . In addition, one power transmission unit 310 and one generator 320 may be connected to the power shaft 350 .

동력 전달부(310)는 복수의 스프로킷과 체인을 포함할 수 있으며, 동력축(350)의 회전력을 상부에 배치된 발전기(320)로 전달한다. 발전기(320)는 동력 전달부(310)로부터 동력을 전달받아 전력을 생산한다. 또한, 하나의 플로팅 베이스(150)는 복수의 수차들(110)을 지지하며, 이에 따라 복수의 수차(110)들은 함께 부상하거나 하강할 수 있다.The power transmission unit 310 may include a plurality of sprockets and chains, and transmits the rotational force of the power shaft 350 to the generator 320 disposed thereon. The generator 320 receives power from the power transmission unit 310 and generates electric power. In addition, one floating base 150 supports a plurality of water wheels 110, and accordingly, the plurality of water wheels 110 may float or descend together.

본 실시예에 따르면 복수의 수차들(110)이 직렬로 연결되어 토크를 극대화할 수 있으며, 발전기(320)에서 큰 전력을 생산할 수 있다.According to this embodiment, the plurality of water wheels 110 are connected in series to maximize torque, and the generator 320 can generate large power.

이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.Although one embodiment of the present invention has been described above, those skilled in the art can add, change, delete, or add components within the scope not departing from the spirit of the present invention described in the claims. The present invention can be variously modified and changed by the like, and this will also be said to be included within the scope of the present invention.

100: 수압차를 이용한 부력 발전 장치
110: 수차
115: 센터 지지부재
112: 블레이드
113: 커버 플레이트
120: 배관
123: 매니폴드관
126: 플렉서블 관
124: 메인 공급관
128: 보조 공급관
130: 프레임
131: 세로 지지대
132: 상부 지지대
135: 가이드 기둥
136: 상단 지지바
150: 플로팅 베이스
151: 받침 블록
161, 320: 발전기
162: 압축기
171: 노즐
182: 제1 하부 베벨기어
183: 제2 하부 베벨 기어
185: 제1 상부 베벨기어
186: 제2 상부 베벨 기어
190: 수조
211: 제1 스프로킷
212: 제2 스프로킷
213: 제3 스프로킷
215: 제4 스프로킷
216: 제1 체인
217: 제2 체인
310: 증속기
350: 동력축
360: 보호 펜스
100: buoyancy generator using water pressure difference
110: aberration
115: center support member
112: blade
113: cover plate
120: piping
123: manifold pipe
126: flexible tube
124: main supply pipe
128: auxiliary supply pipe
130: frame
131: vertical support
132: upper support
135: guide pillar
136: upper support bar
150: floating base
151: support block
161, 320: generator
162: compressor
171: nozzle
182: first lower bevel gear
183: second lower bevel gear
185: first upper bevel gear
186: second upper bevel gear
190: water tank
211: first sprocket
212: second sprocket
213: third sprocket
215: fourth sprocket
216: first chain
217: second chain
310: gearbox
350: power shaft
360: protection fence

Claims (14)

공기를 수용하는 복수의 블레이드를 포함하며 부력에 의하여 회전하는 수차;
상기 수차에 공기를 공급하는 노즐;
상기 노즐과 연결되며 상기 노즐에 공기를 공급하는 배관;
상기 수차를 지지하는 프레임;
상기 프레임의 하부에 설치되어 상기 프레임을 지지하며 공기 또는 물의 유입에 따라 승하강하는 플로팅 베이스; 및
상기 수차와 연결되어 발전을 수행하는 발전기;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 수압차를 이용한 부력 발전 장치.
a water turbine including a plurality of blades accommodating air and rotating by buoyancy;
a nozzle supplying air to the aberration;
a pipe connected to the nozzle and supplying air to the nozzle;
a frame supporting the aberration;
a floating base installed below the frame to support the frame and to move up and down according to the inflow of air or water; and
A generator connected to the aberration to perform power generation;
A buoyancy generator using a water pressure difference comprising a.
제1 항에 있어서,
상기 프레임은 상기 플로팅 베이스의 승하강을 안내하는 복수의 가이드 기둥을 더 포함하고,
상기 플로팅 베이스에는 상기 가이드 기둥과 결합되어 상기 가이드 기둥을 따라 이동하는 복수의 슬라이더가 설치된 것을 특징으로 하는 수압차를 이용한 부력 발전 장치.
According to claim 1,
The frame further includes a plurality of guide pillars for guiding the elevating and descending of the floating base,
The floating base is coupled with the guide column and a plurality of sliders moving along the guide column are installed.
제1 항에 있어서,
상기 수차는 중앙에 배치된 센터 지지부재와 상기 센터 지지부재에 고정된 복수의 블레이드와 상기 블레이드의 측단을 감싸는 2개의 커버 플레이트를 포함하고,
상기 블레이드는 상기 센터 지지부재에서 외측으로 이어진 날개판과 상기 날개판의 외측단에서 절곡되어 상기 날개판의 길이방향과 교차하는 방향으로 이어진 날개 커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 수압차를 이용한 부력 발전 장치.
According to claim 1,
The water turbine includes a center support member disposed in the center, a plurality of blades fixed to the center support member, and two cover plates surrounding side ends of the blades,
The blades include a wing plate extending outward from the center support member and a wing cover bent at an outer end of the wing plate and extending in a direction crossing the longitudinal direction of the wing plate. Device.
제3 항에 있어서,
상기 블레이드는 L자 형상의 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 수압차를 이용한 부력 발전 장치.
According to claim 3,
The blade is a buoyancy generator using a water pressure differential, characterized in that it has an L-shaped cross section.
제1 항에 있어서,
상기 플로팅 베이스의 하부에는 상기 플로팅 베이스를 지지하여 상기 플로팅 베이스가 바닥과 수평을 이루도록 하는 받침 블록이 설치된 것을 특징으로 하는 수압차를 이용한 부력 발전 장치.
According to claim 1,
A buoyancy generator using a water pressure difference, characterized in that a support block is installed at the lower part of the floating base to support the floating base so that the floating base is level with the floor.
제1 항에 있어서,
상기 배관에는 복수의 상기 노즐이 연결되고, 상기 노즐들은 상기 수차의 반경 방향으로 이격 배치된 것을 특징으로 하는 수압차를 이용한 부력 발전 장치.
According to claim 1,
A plurality of the nozzles are connected to the pipe, and the buoyancy generator using a water pressure differential, characterized in that the nozzles are spaced apart in the radial direction of the water wheel.
제6 항에 있어서,
상기 수차의 반경 방향 외측에 위치하는 상기 노즐은 상기 수차의 반경 방향 내측에 위치하는 노즐보다 더 길게 형성된 것을 특징으로 하는 수압차를 이용한 부력 발전 장치.
According to claim 6,
The buoyancy generating device using a water pressure difference, characterized in that the nozzle located on the radially outer side of the aberration is formed longer than the nozzle located on the radially inner side of the aberration.
제6 항에 있어서,
상기 배관은 상기 플로팅 베이스에 연결되어 상기 플로팅 베이스에 공기를 공급하는 보조 공급관을 더 포함하고, 상기 보조 공급관에는 공기의 공급을 제어하는 밸브가 설치된 것을 특징으로 하는 수압차를 이용한 부력 발전 장치.
According to claim 6,
The pipe further includes an auxiliary supply pipe connected to the floating base to supply air to the floating base, and a valve for controlling the supply of air is installed in the auxiliary supply pipe.
제6 항에 있어서,
상기 배관은 각각의 노즐과 연결된 복수의 메인 공급관과 상기 압축기와 연결되어 복수로 분기되는 매니폴드관과 상기 메인 공급관들과 상기 매니폴드관을 연결하며 가요성을 갖는 플렉서블 관을 포함하는 것을 특징으로 하는 수압차를 이용한 부력 발전 장치.
According to claim 6,
The pipe includes a plurality of main supply pipes connected to each nozzle, a manifold pipe connected to the compressor and branched into a plurality of pipes, and a flexible pipe connecting the main supply pipes and the manifold pipe and having flexibility. A buoyancy generator using a water pressure differential to generate buoyancy.
제1 항에 있어서,
상기 발전기와 상기 수차를 연결하는 동력 전달부를 더 포함하고,
상기 동력 전달부는 상기 수차와 함께 회전하는 회전축에 설치된 제1 스프로킷과,
상기 제1 스프로킷에서 이격되어 상부에 배치되며 상기 제1 스프로킷보다 더 작은 직경을 갖는 제2 스프로킷과,
상기 제1 스프로킷과 상기 제2 스프로킷을 연결하는 제1 체인과,
상기 제2 스프로킷에 고정되어 상기 제2 스프로킷과 함께 회전하며 상기 제2 스프로킷보다 더 큰 직경을 갖는 제3 스프로킷과,
상기 제3 스프로킷에서 이격되며 발전기와 연결된 제4 스프로킷과,
상기 제3 스프로킷과 상기 제4 스프로킷을 연결하는 제2 체인을 포함하며,
상기 제4 스프로킷은 상기 제3 스프로킷보다 더 작은 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 수압차를 이용한 부력 발전 장치.
According to claim 1,
Further comprising a power transmission unit connecting the generator and the aberration,
The power transmission unit includes a first sprocket installed on a rotational shaft rotating together with the aberration;
A second sprocket disposed at an upper portion spaced apart from the first sprocket and having a smaller diameter than the first sprocket;
A first chain connecting the first sprocket and the second sprocket;
a third sprocket fixed to the second sprocket and rotating together with the second sprocket and having a larger diameter than the second sprocket;
A fourth sprocket spaced apart from the third sprocket and connected to the generator;
A second chain connecting the third sprocket and the fourth sprocket;
The fourth sprocket has a smaller diameter than the third sprocket.
제1 항에 있어서,
상기 발전기와 상기 수차를 연결하는 동력 전달부를 더 포함하고,
상기 동력 전달부는 상기 수차와 함께 회전하는 회전축에 설치된 제1 하부 베벨기어와,
상기 제1 하부 베벨기어에 결합되며 상기 제1 하부 베벨기어보다 더 작은 직경을 갖는 제2 하부 베벨기어와,
상기 제2 하부 베벨기어와 연결되어 함께 회전하는 동력 전달축과,
동력 전달축의 상부에 설치된 제1 상부 베벨기어와,
상기 제1 상부 베벨기어에 결합되며, 제1 상부 베벨기어보다 더 작은 직경을 갖고 발전기와 연결된 제2 상부 베벨 기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 수압차를 이용한 부력 발전 장치.
According to claim 1,
Further comprising a power transmission unit connecting the generator and the aberration,
The power transmission unit includes a first lower bevel gear installed on a rotational shaft rotating together with the aberration;
A second lower bevel gear coupled to the first lower bevel gear and having a smaller diameter than the first lower bevel gear;
A power transmission shaft connected to the second lower bevel gear and rotating together;
A first upper bevel gear installed above the power transmission shaft;
A buoyancy generator using a hydraulic pressure differential, characterized in that it comprises a second upper bevel gear coupled to the first upper bevel gear, having a smaller diameter than the first upper bevel gear and connected to the generator.
제1 항에 있어서,
상기 프레임에는 그물망을 포함하는 보호 펜스가 설치된 것을 특징으로 하는 수압차를 이용한 부력 발전 장치.
According to claim 1,
A buoyancy generator using a water pressure differential, characterized in that the frame is provided with a protective fence comprising a net.
제1 항에 있어서,
상기 수차는 복수개가 동력축을 매개로 직렬로 연결되고,
상기 동력축에는 회전 속도를 증가시키는 증속기와 상기 증속기로부터 동력을 전달받아 전력을 생산하는 발전기가 설치된 것을 특징으로 하는 수압차를 이용한 부력 발전 장치.
According to claim 1,
A plurality of the aberrations are connected in series through a power shaft,
The power shaft is provided with a gearbox for increasing rotational speed and a generator for generating electric power by receiving power from the gearbox.
제1 항에 있어서,
상기 플로팅 베이스에는 상기 플로팅 베이스에 공기 또는 물을 공급하는 베이스 공급관과, 상기 플로팅 베이스에서 공기 또는 물을 배출하는 베이스 배출관이 설치되고, 상기 베이스 공급관은 상기 베이스 배출관보다 더 큰 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 수압차를 이용한 부력 발전 장치.
According to claim 1,
In the floating base, a base supply pipe for supplying air or water to the floating base and a base discharge pipe for discharging air or water from the floating base are installed, and the base supply pipe has a larger diameter than the base discharge pipe. A buoyancy generator using a water pressure differential to generate buoyancy.
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