KR20230098438A - 부표식 파력 발전장치 - Google Patents

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Abstract

부표식 파력 발전장치가 개시된다. 본 발명에 따른 부표식 파력 발전장치는, 부에는 부력을 발생시키도록 밀폐된 부력공간이 형성되고, 상부에는 상기 부력공간과는 구분되고 유동 증폭용 고체 또는 액체가 불특정 방향으로 유동되도록 수용되는 유동증폭공간이 형성되며, 계류라인에 의해 계류되는 케이스; 상기 케이스의 저면에 마련되어 상기 케이스가 해수면에 떠 있을 때 세워진 상태를 유지하도록 무게 중심을 부여하기 위한 무게추; 및 상기 케이스가 파도에 의해 흔들릴 때 위치 에너지를 전기 에너지로 변환하도록 구성되어 상기 부력공간에 마련되는 적어도 1개 이상의 파력발전모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

부표식 파력 발전장치{BUOY TYPE WAVE POWER GENERATION APPARATUS}
본 발명은 부표식 파력 발전장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 양식어장에 설치된 유휴 부표, 해양관측 부표 또는 등부표의 기능을 구비함은 물론, 파도에 의한 흔들림을 증폭시켜 파력발전이 효율적으로 이루어질 수 있도록 된 부표식 파력 발전장치에 관한 것이다.
부표(buoy)는 선박의 안전 항해를 돕기 위하여 항로를 지시하거나 암초, 침몰선 따위의 위험물이 있음을 경고하기 위하여 물위에 띄우는 항로 표지의 하나이다.
부표는 닻과 계류로프에 의해 특정위치에 부유되는 계류 부표와 해류에 따라 이동하며 관측자료를 송신하도록 된 표류부표로 구분된다.
계류부표는 특정 위치에서 해양을 관측하는 용도로 사용될 수 있고, 양식장의 그물이나 연승수하연 등을 지지하기 위한 용도록 사용된다.
최근에는 부표에 구비되는 통신모듈이나 경광등(점멸등)에서 소모되는 전기를 자체 발전하기 위하여 부표에 다양한 발전장치를 결합하여 사용하고 있다.
예들 들면, 대한민공개특허공보 제10-2016-137805호(공개일 : 2016.12.01)에는 태양광 발전부표가 개시되어 있다. 태양광 발전부표는, 도 1에 도시된 바와 같이, 해수면에 부양되는 케이스(110)와, 상기 케이스(110)에 구비되는 통신모듈(140)과, 상기 통신모듈(140)에 전원공급하는 전원공급부(150)와, 상기 케이스(110)에 구비되어 상기 케이스(110)의 중심을 유지하는 균형유지부(180)와, 케이스(110)의 상부측에 마련되는 집광렌즈(160)와 솔라셀(152)을 포함한다.
전술한 태양광 발전부표는, 해양환경에서도 태양광 발전을 통하여 전기를 발생시켜 부표에 구비된 통신모듈 등에 공급할 수 있음으로써 외부로부터의 별도 전력 공급이 불필요 하였다.
그러나, 이러한 태양광 발전부표는, 날씨가 흐리거나 야간에는 발전이 이루어지지 않거나 발전효율이 현저하게 저하됨으로써 전력 공급에 차질이 생기는 문제점이 있었다.
다른 종래기술로서, 대한민국등록특허 제10-1959262호(공고일 : 2019.03.18)에는 파력발전 모듈 및 이를 포함하는 등부표 장치가 개시되어 있다. 등부표 장치는, 도 2에 도시된 바와 같이 부력발생부(102)의 내부에 파력발전 모듈(112)가 마련된 구조를 갖는다.
이러한 등부표 장치는, 파도에 의한 위치 에너지의 변화를 전자기 유도 결합에 의한 전기 에너지로 변환함으로써, 해양 구조물에서 자가 발전을 구현할 수 있었다.
그러나, 전술한 등부표 장치는, 하부에 부력발생부와 무게추가 마련되어 있고 상부에는 리플렉터 지지부만 구비되어 있었기 때문에 파도에 의한 등부표의 흔들림이 미약하였고, 이러한 흔들림만으로는 파력발전 모듈의 발전 효율이 저하되는 문제점이 있었다.
. 대한민공개특허공보 제10-2016-137805호(공개일 : 2016.12.01) . 대한민국등록특허 제10-1959262호(공고일 : 2019.03.18)
본 발명의 목적은, 양식어장에 설치되어 그물이나 연승수하연 등을 지지하는 유휴 부표, 해양관측 부표 또는 등부표 등의 기능과, 파도에 의한 흔들림이 증폭되도록 하여 내설되는 파력발전 모듈에서의 파력발전이 효율적으로 이루어지도록 할 수 있는 부표식 파력 발전장치를 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, 하부에는 부력을 발생시키도록 밀폐된 부력공간이 형성되고, 상부에는 상기 부력공간과는 구분되고 유동 증폭용 고체 또는 액체가 불특정 방향으로 유동되도록 수용되는 유동증폭공간이 형성되며, 계류라인에 의해 계류되는 케이스; 상기 케이스의 저면에 마련되어 상기 케이스가 해수면에 떠 있을 때 세워진 상태를 유지하도록 무게 중심을 부여하기 위한 무게추; 및 상기 케이스가 파도에 의해 흔들릴 때 위치 에너지를 전기 에너지로 변환하도록 구성되어 상기 부력공간에 마련되는 적어도 1개 이상의 파력발전모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 부표식 파력 발전장치에 의해 달성된다.
상기 유동 증폭용 고체는, 강구로 이루어지고, 상기 유동증폭공간의 바닥은 만곡면으로 이루어질 수 있다.
상기 유동 증폭용 액체는, 바닷물로 이루어지고, 상기 유동증폭공간에 2/3 이상 채워질 수 있다.
상기 계류라인은, 금속재로 이루어어진 다수개의 고리가 연이어 서로 연결된 체인과 섬유재로 이루어진 로프가 결합되어 이루어지고, 상기 로프는 각각의 상기 고리를 차례대로 관통하여 결합될 수 있다.
상기 케이스는, 원통형으로 이루어지고, 상기 부력공간은 상기 유동증폭공간보다 더 큰 부피로 형성될 수 있다.
상기 유동증폭공간의 상부에는, 별도의 보조 유동증폭공간이 더 구비될 수 있다.
상기 부력공간과 상기 유동증폭공간 사이 또는 상기 유동증폭공간의 상부에는, 다수개의 날개가 몸체의 내부에 배치되는 내부 회전형 풍력발전장치가 구비될 수 있다.
상기 케이스의 상단에는, 태양광 발전을 위한 태양광 패널이 구비될 수 있다.
본 발명에 의하면, 케이스에 부력공간과 유동증폭공간이 다단으로 마련되고 부력공간에는 파력발전모듈이 설치되며 유동증폭공간에는 유동 증폭용 물질이 수용됨으로써 부표의 기능과 파력발전의 기능을 동시에 수행할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
본 발명에 의하면, 유동증폭공간에 유동 증폭용 물질이 수용됨으로써 케이스가 파도에 의해 흔들릴 때 유동 증폭용 물질이 불특정 방향으로 추가로 유동(출렁임)됨으로써 케이스의 흔들림이 증폭되어 파력발전모듈의 발전 효율이 현저하게 향상될 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
본 발명에 의하면, 계류라인이 금속 고리로 된 체인과 섬유로 된 로프가 결합되어 구성됨으로써 내구성이 현저하게 향상될 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
본 발명에 의하면, 케이스에 내부 회전형 풍력발전장치와 태양광 패널이 구비됨으로써 하나의 케이스에서 파력발전, 풍력발전 및 태양광 발전이 이루어질 수 있는 효과를 제공할 수 있게 된다.
본 발명에 의하면, 본 발명에 따른 부표식 발전장치가 양식어장에 설치되어 그물이나 연승수하연 등을 지지하는 유휴 부표, 해양관측 부표 또는 등부표 등에 적용될 수 있음으로써, 양식어장, 해양관측용 부표 또는 등부표에서 필요로 하는 전력을 친환경적 방법으로 자체적으로 생산할 수 있고, 따라서 외부로부터 별도의 전력 공급이 불필요하게 되는 효과를 제공할 수 있게 된다.
도 1은 종래기술에 의한 태양광 발전부표를 도시한 도면이다.
도 2는 종래기술에 의한 등부표 장치를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 부표식 파력 발전장치를 도시한 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 부표식 파력 발전장치의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 3에 도시된 파력발전모듈을 도시한 개략적 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 부표식 파력 발전장치를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 부표식 파력 발전장치를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 부표식 파력 발전장치를 도시한 도면이다.
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.
본 명세서에서, 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서, 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다.
본 명세서에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.
첨부된 도면 중에서, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 부표식 파력 발전장치를 도시한 도면이고, 도 4는 도 3에 도시된 부표식 파력 발전장치의 작용을 설명하기 위한 도면이며, 도 5는 도 3에 도시된 파력발전모듈을 도시한 개략적 사시도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 부표식 파력 발전장치(10)는, 부력공간(22)과 유동증폭공간(24)이 다단으로 형성된 케이스(20)와, 케이스(20)의 저면 중앙에 마련되는 무게추(30)와, 부력공간(22)에 구비되는 파력발전모듈(40)을 포함한다.
케이스(20)는, 부표 역할을 하도록 구성된 것으로, 하부에는 부력을 발생시키기 위한 부력공간(22)이 밀폐되어 형성되고 부력공간(22)의 상부에는 유동증폭공간(24)이 형성된다. 케이스(20)는 전체적으로 원통형으로 형성되고 하부의 부력공간(22)이 상부의 유동증폭공간(24)보다 더 큰 부피로 형성된다. 이는 케이스(20)가 충분한 부력을 갖도록 하기 위한 것이다.
유동증폭공간(24)에는, 유동증폭용 액체가 2/3 이상 채워진다. 액체는 바닷물로 이루어질 수 있다. 액체가 가득 채워질 경우에는 액체가 출렁이지 않아 흔들림의 증폭이 발생되지 않거나 미약하고, 1/3 미만으로 채워질 경우에는 액체의 출렁임이 크지 않아 흔들림의 증폭이 미약하므로 바람직하게는 2/3의 액체를 채운다.
케이스(20)는, 금속재나 합성수지재, 화이버 글라스재로 이루어질 수 있고, 이러한 재질이 조합되어 이루어질 수 있다.
케이스(20)는, 하부에 부력공간(22)이 형성되고 부력공간(22)의 상부에 유동증폭공간(24)이 형성되며 유동증폭공간(24)에 액체가 채워지는 구조를 갖기 때문에, 케이스(20)가 무게추(30)를 중심으로 어느 한 쪽으로 기울어질 때 유동증폭공간(24)에 채워진 액체가 케이스(20)가 기울어지는 방향으로 이동하면서 케이스(20)의 기울어짐을 더욱 증폭시키게 된다. 그리고 케이스(20)가 반동에 의해 반대방향으로 기울어질 때에도 유동증폭공간(24)에 수용된 액체가 반대 방향으로 이동하면서 케이스(20)의 기울어짐을 더욱 증폭시키게 된다. 한편 유동증폭공간(24)에 채워진 액체는 구속된 상태가 아니기 때문에 계속하여 출렁이면서 케이스(20)의 상부를 흔들게 되므로 케이스(20)의 흔들림은 증폭되어 지속될 수 있게 된다.
계류라인(50)은, 금속재로 이루어어진 다수개의 고리(52A)가 연이어 서로 연결된 체인(52)과 섬유재로 이루어진 로프(54)가 결합되어 이루어진다. 로프(54)는 도 3의 확대도에 도시된 바와 같이 각각의 고리(52A)를 차례대로 관통하여 결합된다. 섬유재로 된 로프가 각 고리(52A)들을 교대로 관통하여 결합되므로 금속재로 된 체인(52)이 인장 하중에 의해 서로 부딪힘이 완충되거나 완화되므로 피로누적으로 인한 파단이 방지되거나 최소화될 수 있다.
무게추(30)는, 케이스(20)가 해수면에 떠 있을 때 세워진 상태를 유지하도록 케이스(20)의 무게 중심이 하부에 있도록 하기 위한 것이다. 무게추(30)는 케이스(20)의 저면에서 직하방으로 결합되는 지지체의 단부에 결합된다.
파력발전모듈(40)은, 케이스(29)가 파도에 의해 사방으로 흔들릴 때 변화되는 위치 에너지를 전기 에너지로 변환하도록 구성되어 부력공간(22)에 마련된다. 즉, 케이스(20)가 파도에 의해 파도면을 따라 기울어지고 다시 세워지는 과정을 되풀이할 때 진자의 위치 변화를 회전 작동으로 변환 하여 발전이 이루어지도록 구성된다.
파력발전모듈(40)은, 어느 하나의 구조에 국한되지 않고 다양하게 구성될 수 있다. 한 예로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 4면을 갖는 육면체의 하우징(44)의 내부에 회전운동으로 발전을 하기 위한 파력발전용 터빈(46)이 마련되고, 하우징(44)의 각 면에는 케이스(20)의 기울어짐에 의해 진자운동을 하는 진자(48)들이 각각 회전축에 결합된 구조를 갖는다. 이 구조에 의해 케이스(20)가 파도에 의해 기울어질 때 해당 진자(48)들이 한쪽으로 기울어지면서 각각의 회전축을 회전시키게 되고, 각 회전축의 회전력이 하우징(44) 내부에 마련된 기어모듈에 의해 터빈(46)을 회전시켜 발전이 이루어지도록 한다.
파력발전모듈(340)은, 케이스(20)의 상부에 형성되는 유동증폭공간(24)에 유동 증폭용 액체가 일부 채워지고, 케이스(20)의 저면에 무게추(30)가 마련되어 있기 때문에, 파도가 케이스(20)에 작용할 때 케이스(20)는 더욱 크게 흔들리게 되어발전 효율이 향상될 수 있다. 다시 설명하면, 케이스(20)의 저면에 무게추(30)가 마련되어 무게 중심이 하부 중앙인 상태에서 상부쪽의 유동증폭공간(24)에 유동 증폭용 액체가 채워져 있기 때문에 파도에 의해 케이스(20)가 기울어지고 다시 세워지거나 다른 방향으로 기울어질 때 유동증폭공간(24)에 채워진 액체도 독립적으로 케이스(20)의 기울어지는 방향으로 자유롭게 출렁인다. 따라서 케이스(20)는 파도에 의한 흔들림에 유동증폭공간(24)에 채워진 액체의 출렁임에 의한 흔들림이 더해져 더욱 더 크게 흔들리게 되므로 부력공간(22)에 내장된 파력발전모듈(40)의 발전 효율이 현저하게 향상될 수 있다.
한편, 케이스(20)의 부력공간(22)에는 파력발전모듈(40)로부터 생산된 전기를 임시 저장하기 위한 에너지 저장부가 구비될 수 있고, 케이스(20)의 상단에 구비되는 경광등과 관측센서들이 감지한 데이터를 외부 서버로 송신하고 제어명령을 수신하기 위한 통신부와 제어부 등이 각각 구비될 수 있다.
전술한 바와 같이, 부력공간(22)과 유동증폭공간(24)이 다단으로 형성된 케이스(20)의 저면에 무게추(30)가 장착되고 유동증폭공간(24)에는 액체가 채워지며 부력공간(22)에는 파력발전모듈(40)가 설치됨으로써, 도 4에 도시된 바와 같이, 케이스(20)가 파도에 의해 기울어질 때 유동증폭공간(24)에 수용된 액체가 케이스(20)의 기울어진 방향으로 추가로 출렁이며 이동함으로써 케이스(20)의 기울어짐이 더욱 증폭될 수 있다. 또한, 액체가 채워진 유동증폭공간(24)이 케이스(20)의 상부에 마련됨으로써 액체의 출렁임에 의해 케이스(20)의 흔들림이 더욱 증폭될 수 있다.
이러한 작용에 의해 부력공간(22)에 설치된 파력발전모듈(40)의 발전 효율은 더욱 향상될 수 있다.
첨부된 도면 중에서, 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 부표식 파력 발전장치를 도시한 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제2 실시예에 따른 부표식 파력 발전장치(10)는, 유동 증폭용 물질이 고체로서 강구(26 : 강철볼)로 이루어지고, 케이스(20)의 유동증폭공간(24) 바닥은 만곡면(24A)이 형성된 것을 제외하고는 전술한 실시예와 같다.
유동 증폭용 물질이 강구(26)로 이루어지고 유동증폭공간(24)의 바닥에 원호형의 만곡면(24A)이 형성됨으로써 파도에 의해 케이스(20)가 기울어질 때 강구(26)가 케이스(20)의 기울어지는 방향으로 굴러 케이스(20)의 상부를 더욱 기울어지는 방향으로 기울어지게 하므로 케이스(20)의 기울어짐이 증폭될 수 있다. 이러한 작용이 반복됨으로써 파력발전모듈(40)의 발전효율이 향상될 수 있다.
첨부된 도면 중에서, 도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 부표식 파력 발전장치를 도시한 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 제3 실시예에 따른 부표식 파력 발전장치(10)는, 케이스(20)의 유동증폭공간(24) 상부에 별도의 보조 유동증폭공간(28)이 더 구비되는 것을 제외하고는 전술한 실시예들과 같다.
케이스(20)의 상부에 유동증폭공간(24)과 보조 유동증폭공간(28)이 다단으로 형성됨으로써 유동증폭공간(24)과 보조 유동증폭공간(28)에 채워진 액체 또는 강구(26)는 케이스(20)가 기울어질 때 케이스(20)를 더욱 기울어지게 한다. 이는 보조 유동증폭공간(28)과 무게중심인 무게추(30)의 거리가 멀기 때문에 보호 유동증폭공간(28)에 채워진 액체나 고체가 어느 한 쪽으로 이동(출렁임)하면서 케이스(20)를 기울이려는 힘, 모멘트가 크게 작용한다. 따라서 케이스(20)의 더욱 더 큰 각도로 기울어질 수 있고, 이러한 기울어짐은 지속적으로 일어나게 되어 파력발전모듈(40)의 발전효율은 현저하게 향상될 수 있다.
첨부된 도면 중에서, 도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 부표식 파력 발전장치를 도시한 도면이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 제4 실시예에 따른 부표식 파력 발전장치(10)는, 부력공간(22)과 유동증폭공간(24) 사이 또는 유동증폭공간(24)의 상부에, 다수개의 날개(76)가 몸체(72)의 내부에 배치되는 내부 회전형 풍력발전장치(70)가 구비되는 것을 제외하고는 전술한 실시예와 같다. 본 실시예에서는 풍력발전장치(70)가 유동증폭공간(24)의 상부에 구비되는 것을 기준으로 설명한다.
풍력발전장치(70)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 원통형으로 된 몸체(72)의 내부에 날개(76)들을 구비한 회전체(74)가 마련되고, 회전체(74)의 상단 또는 하단에는 발전장치(78)가 결합된 구조를 갖는다. 그리고, 몸체(72)의 하단에는 외부공기가 유입되기 위한 유입구(72A)가 마련되고, 상단에는 배출구(72B)가 마련된다.
풍력발전장치(70)는, 케이스(20)의 외부에서 불어오는 바람이 하부의 유입구(72A)로 유입되어 상향으로 이동하여 배출구(72B)로 배출되는 과정에서 날개(76)들을 회전시켜 발전장치(78)에서 발전이 이루어지는 구조를 갖는다.
한편, 몸체(72)의 상단에는 태양광 발전을 위한 태양광 패널(80)이 설치된다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 부표식 파력 발전장치(10)는, 케이스(20)의 부력공간(22)에는 파력발전모듈(40)이 설치되고 상부에는 풍력발전장치(70)와 태양광 패널(80)이 설치됨으로써 자연으로부터 전기 에너지를 얻을 수 있는 에너지 하베스트이 실현될 수 있다.
본 발명에 따른 부표식 파력 발전장치(10)는, 부표 구조로 구성됨으로써 양식어장의 부표로 적용되어 양식어장에서 필요한 전력을 공급할 수 있다. 또한 관측부표로 적용되어 관측장비들이 필요로 하는 전력을 자체적으로 공급할 수 있음으로써 배터리의 교체없이 관측장비들의 장기간 관측 작동이 가능하게 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 : 부표식 파력 발전장치 20 : 케이스
22 : 부력공간 24 : 유동증폭공간
30 : 무게추 40 : 파력발전모듈
50 : 계류라인
70 : 풍력발전장치 80 : 태양광 패널

Claims (8)

  1. 하부에는 부력을 발생시키도록 밀폐된 부력공간이 형성되고, 상부에는 상기 부력공간과는 구분되고 유동 증폭용 고체 또는 액체가 불특정 방향으로 유동되도록 수용되는 유동증폭공간이 형성되며, 계류라인에 의해 계류되는 케이스;
    상기 케이스의 저면에 마련되어 상기 케이스가 해수면에 떠 있을 때 세워진 상태를 유지하도록 무게 중심을 부여하기 위한 무게추; 및
    상기 케이스가 파도에 의해 흔들릴 때 위치 에너지를 전기 에너지로 변환하도록 구성되어 상기 부력공간에 마련되는 적어도 1개 이상의 파력발전모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    부표식 파력 발전장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유동 증폭용 고체는,
    강구로 이루어지고, 상기 유동증폭공간의 바닥은 만곡면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는,
    부표식 파력 발전장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유동 증폭용 액체는,
    바닷물로 이루어지고, 상기 유동증폭공간에 2/3 이상 채워지는 것을 특징으로 하는,
    부표식 파력 발전장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 계류라인은,
    금속재로 이루어어진 다수개의 고리가 연이어 서로 연결된 체인과 섬유재로 이루어진 로프가 결합되어 이루어지고, 상기 로프는 각각의 상기 고리를 차례대로 관통하여 결합되는 것을 특징으로 하는,
    부표식 파력 발전장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 케이스는,
    원통형으로 이루어지고, 상기 부력공간은 상기 유동증폭공간보다 더 큰 부피로 형성되는 것을 특징으로 하는,
    부표식 파력 발전장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 유동증폭공간의 상부에는,
    별도의 보조 유동증폭공간이 더 구비되는 것을 특징으로 하는,
    부표식 파력 발전장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 부력공간과 상기 유동증폭공간 사이 또는 상기 유동증폭공간의 상부에는,
    다수개의 날개가 몸체의 내부에 배치되는 내부 회전형 풍력발전장치가 구비되는 것을 특징으로 하는,
    부표식 파력 발전장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 케이스의 상단에는,
    태양광 발전을 위한 태양광 패널이 구비되는 것을 특징으로 하는,
    부표식 파력 발전장치.





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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116923635B (zh) * 2023-07-28 2024-01-30 山东万创金属科技有限公司 一种海洋油气开采深度测量装置及其使用方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7461501B1 (en) * 2007-12-14 2008-12-09 Bajema Curtis B Chain assembly
US20110187101A1 (en) * 2005-11-07 2011-08-04 Beane Glenn L System for Producing Energy Through the Action of Waves
KR20140141714A (ko) * 2006-07-11 2014-12-10 오스트렐리언 서스테인너블 에너지 코포레이션 피티와이 엘티디 파 에너지 변환장치용 부유부재
KR20160137805A (ko) 2015-05-22 2016-12-01 (주)셀로직 태양광 발전 부표
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Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101258063B1 (ko) * 2011-07-12 2013-04-30 경주대학교 산학협력단 파력발전장치
JP2016094902A (ja) * 2014-11-14 2016-05-26 株式会社ジェイテクト 波力発電装置およびその制御方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110187101A1 (en) * 2005-11-07 2011-08-04 Beane Glenn L System for Producing Energy Through the Action of Waves
KR20140141714A (ko) * 2006-07-11 2014-12-10 오스트렐리언 서스테인너블 에너지 코포레이션 피티와이 엘티디 파 에너지 변환장치용 부유부재
US7461501B1 (en) * 2007-12-14 2008-12-09 Bajema Curtis B Chain assembly
KR20160137805A (ko) 2015-05-22 2016-12-01 (주)셀로직 태양광 발전 부표
KR101959262B1 (ko) 2017-10-19 2019-03-18 주식회사아이플러스원 파력 발전 모듈 및 이를 포함하는 등부표 장치

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