KR840001012B1 - 압축가스의 수중 저류(貯留)장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

압축가스의 수중 저류(貯留)장치

제1도는 제1실시예의 저류장치의 일부 절단 사시도를 포함하는 전체 배치도.

제2도는 제1도의 변환장치 본체의 II-II선에 의한 1개의 유닛트의 측단면도.

제3도는 제2실시예의 저류장치의 일부 절단사시도를 포함하는 전체 배치도.

제4도는 제3실시예의 부유구의일부 절단 사시도.

제5도는 제4실시예의 사시도.

제6도는 탱크를 일부 절단한 측면 사시도.

제7도는 제6도의 VII-VII선에 의한 측단면도.

제8도는 제5실시예를 표시하는 사시도이다.

본 발명은 1기압은 이상 되는 공기 등의 압축가스를 수중에 저류하고 필요에 따라 언제나 같은 압력의 압축가스를 공급할 수 있는 압축가스의 수중 저류장치에 관한 것이다.

해양에너지.즉 조류의 에너지나 해류의 에너지에 의하여 날개차를 회동시켜 공기를 발생시키고,이 압축공기에 의하여 발전등의 일을 할 수 있는 해양 에너지 변환장치를 본 특허출원의 발명자는 이미 출원한 바 있다.

그리고,이 에너지 변환장치는,에너지원인 예컨대 조류가 흐르는 방향을 바꾸지 않는 전류(轉流)에 처할때 해수의 흐름이 일시 정지하여,말하자면 계류휴(괄流)하여,발전장치 등에 의하여 압축공기의 공급이 중지되든가,또는 해류를 에너지원으로서 이용하는 경우는 이해류의 유속(流速)의 변화에 따라서 공급되어야 할 압축공기압이 필연적으로 변동하는 것이다. 이 때문에,일시적으로 압축공기를 탱크등에 저류하여 필요에 따라 압축공기를 송출하는 방식을 취하는 겨우가 생각될 수 있다.

그러나 지상의 탱크등에 일시 저류하는 경우는 탱크내의 압축공기의 잔존량(殘存量)에 영향되어 언제나 일정한 압력을 가지는 압축공기를 송출하는 것이 쉽지않고,또 탱크를 저류하는 압축공기의 압력에 충분히 견딜 수 있는 견고한 것으로 할 필요가 있어서 팅크 제작이 곤란하고,또한 비싸게 되는 등의 여러가지 개선을 요하는 단점이 있었다. 그리고,본 특허출원의 발명자는 압축가스의 수중저류장치도 이미 출원하였다.

이 수중저류장치는 저류장치내에 활차를 통하여 상하활동이 가능한 탱크를 비치하고,이 탱크의 상부에 구동부 및 원치를 장비하고,이 구동부를 제어수단에 의하여 제어하며,상기 원치의 회전축에 장착되어 있는 스프로켓에 의하여,하단에 무거운 추를 고착한 와이어 로우프의 길이를 조정하고,상기 탱크의 수심을 동일하게 설정 제어하여서 압축가스의 가스압력으 일정하게 하는 것이다.

그래서,본 발명의 목적은,잔존하는 압축가스량에 영햐되지 않고 언제나 일정압력의 압축가스를 방출 공급할 수 있고,구조가 간단하고 또한 경량(輕量)이며,설치도 용이하고,기술적·경제적으로 유리한 압축가스의수중저류장치를 실현하는데 있다.

다음에 본 발명의 실시예를 구체적이고,또한 상세하게 도면에 의하여 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발며의 제1실시예를 표시하는 전체 배치도이다.

제1도에 있어서,(1)은 해양에너지 변환장치의 본체,(2)는 압축공기 저류장치, (3)은 발전장치이다.

상기 해양에너지 변환장치의 본체(1)는 제1도의 표시와 같이,다수의에너지 변화유닛트(4……)가 규칙적으로 병설되고,이 변환유닛트(4)의 집합체로서 형성되어 있다.

이 변환유닛트(4)는 제2도에 표시한 바와 같이,유닛트 중앙부에 설치되너 있고,침잠(沈潛)되는 깊이의 수압에 대응하는 압력의 압축공기를 충진시킨 압력실(5)과 아래쪽에 설치된 해수의 유통로(6)와,이 유통로(6) 속을 통과하는 해수류에 의하여 회동되는 하부(7a)를 상기 유통로 속에 침지(浸漬)하고 상부(7b)를 상기 압력실 속에 위치시킨 날개차(7)와,이 날개차(7)에 의하여 구동되는 압축펌프등의 동력발생기(8)로 구성되어 있다.

또 필요에 따라서는,상기 유통로(6)에 면하고 또한 상기 압력실(5)의 양단부에서는 아래쪽만이 개구되어 유실(流失)되는 압축공기를 포착(捕捉)하는 포착요부(凹部)(9)가 설치된다.

그리하여,해양에너지 변환장치의 본체(1)에 의하여 생긴 압축공기는,압축공기 저류장치(2) 속에 일시 저류되고,필요에 따라 지상에 설치한 발전장치(3)로 보내져 공급된다.

또,압축공기를 동력원으로 사용하여 가동하는 발전장치(3)는 발전선(發電船)으로서 해사에 또느 해저(海底)발전장치로서 해저에 설치할 수도 있다.

본 발명의 중심사상인 압축공기의 저류장치(2)는 아래와 같이 구성된다.

플라스틱,스텐레스강등의 적당한 강성(剛性)을 가지는 박판(薄板)으로 대략 원통형으로 탱크(11)가 형성되고,이 탱크(11)의 상면(12)에는 압축공기의 취입구(13)와 이 압축공기를 발전장치(3)에 보내 공급하는 송출구(14)가 설치되어 있다.

또,이 탱크(11)를 언제나 해중의 동일깊이,즉 동일장소에 보지하기 위한 계류(係留)수단으로서,일단을 상기 탱크(11)에 걸어붙임하고 타단을 해저(15)에 걸어서 복수개의 앵커체인인 와이어 로우프(16……)(본 실시예에 있어서 4개)가 설치되어 있다.

또,상기 탱크(11)의 측면(17)의 하부에는 해수가 자연적으로 유입,유출을 할 수 있게 하기 위한 유통구(18……)가 다수 설치되고,또한 이 유통구(18)와 같은 목적으로 유통관(19)이 일단(19a)을 상기 저류탱크(11)의 최하부에 개구하고,타단(19b)이 해저에서 적당한 거리만큼 떨어져서 위쪽으로 연장되어 그 해수속에 개구되어 설치되어 있다.

본 제1실시예는 상술과 같이 구성되어 있으므로 아래와 같이 작용한다.

해양에너지 변환장치의 본체(1)에 의하여 생긴 압축공기는,이 변환장치 본체 (1)와 저류장치(2)사이에 부설된 압축공기의 이송관(21)을 거쳐 취입구(13)에 이르며,압축공기의 저류탱크(11)로 유입된다.

그리고 이 압축공기의 유입에 따라,탱크(11)내의 해수는,유통구(18) 또는 유통관(19)을 거쳐 해양 속으로 유출되므로,탱크(11)내의 해수면(22)은 하강한다.

또 한편,송출구(14)로부터 발전장치(3)로의 압축공기의 송출에 의하여 탱크 내의 압축공기량의 감소하면 탱크(11)에 설치한 상기 유통구(18)는 유통관(19)를 거쳐,해수가 압축공기의 감소분만큼 탱크(11)내에 유입된다.

결국,탱크(11)내의 압축공기의 증감이 생기면,탱크(11) 주위의 해수가 즉시 이 탱크속에 유입하므로,탱크(11)내의 압축공기의 압력은,이 탱크(11)가 설치된 깊이의 압력(예컨대 해면하 50m이면 절대압(絶對壓)으로 대략 6kg/cm²)으로 유지되고,압축공기가 탱크 속에서 완전히 방출되어 없어질때까지 압력의 저하를 가져오는 불편이 전혀 없다.따라서 발전드에 사용하는 에너지원으로서는 극히 안정되어 있고,기술적으로 유리하며 또한 안전하다.

더우기 탱크(11)의 내외의 압력,즉 탱크내의 압축공기압과 탱크외의 해수압은 유통구(18)등의 작용등에 의하여 언제나 같은 압력이므로,탱크(11)의 상면(12)이나 측면(17)에는 불필요한 압력이 가해지지 않고,탱크(11)가 저류해야 할 압축공기의 압력에 의하여 변형되든가,파괴되는 우려는 전연 없는 것이다.

그리고 상술한 제1실시예의 탱크는 호수 혹은 해양이라도 수면의 높이나 위치의 변동이 적은 장소에서의 사용에 적합하다.

제3도는 본 발명의 제2실시예를 표시한는 것이다.

본 제2실시예에 있어서 상기한 제1실시예와 동일기능을 나타내는 개소에는 동일부호를 붙이고 설명한다.

본 제2실시예는 에너지변환장치의 본체(1)를 예컨대 해양속에 부유(浮遊)방식으로 사용하는 경우등이고 그 해역이 극히 심해부분이며,그 때문에 해저에 직접 앵커체인 등에 의한 계류방식으로는 압축공기의 저류장치를 계류방식으로는 압축공기의 저류장치를 계류할 수 없는 경우의 해결책을 표시하는 것이다.

그리고,또 조류의 가만조등에 의하여,수면의 높이나 위치가 격변하는 장소에 있어서의 사용에도 일정압의 압축공기를 공급할 수 있는 기능을 가징다.

저류장치(2)의 직립자세를 유지하기 위하여 탱크(11) 아래쪽에 복수개의 무게추(31……)가 늘어뜨려 내려지고,이 탱크(11)의 상부에는원치(32)가 설치되어 있다.

이 원치(32)는 탱크(11)의 위쪽에 부유시킨 복수개의 부유구(33……)에 설치한 와이어로우프(34……)를 필요에 따라 권치함으로서 이 부유구(33……)의 해면아래의 깊이를 조절할 수 있게 구성되고 결국 계류수단을 형성하고 있다.

또,탱크(11) 내벽에는 이 탱크(11)내의 수면(22)의 높이위치를 알기 위한 수위검지기(水位檢知機)(35,35)가 설치되고,이 검지기(35)가 검지한 수치에 따라 상기 원치(32)가 구동제어되고,부유구(33)의 해면 아래 깊이를 임의로 조절할 수 있게 구성되어 있다.

즉,취입구(13)에서의 압축공기의 주입에 의하여 탱크내의 해수면(22)이 이 탱크(11)의 최하부까지 하강하였을 때에는 부유구(33)를 탱크(11)에 매우 접근시켜 부호(33a)로 표시하는 위치에 있게 하고 또,탱크내 해수면(22)이 탱크의 최상부까지 달하였을때,즉 탱크(11)내에 압축공기가 존재하지 않게 되었을 때는 부유구(33)의 와이어 로우프(34)를 풀어서 부유구(33)을 상승시킬 수 있게 한다.

이렇게 하면 깊이가 얕을수록,수압은 작아지므로 부유구(33)내의 공기는 팽창하고,고무나 합성수지등의 팽창이 가능하고,혹은 늘어나거나 줄어들어 자유로운 재료에 의하여 형성되어 있는 부유구(33)는 제3도의 상상선으로 표시하는 부유구(33b)와 같이 팽창하고,체적이 증가하므로,소위 “아르키메데스″의 원리에 의하여 와이어 로우프(34)를 길게 하므로서 부력을 증대시킬 수 있고,탱크내의 압축공기의 감량(減量)에 의한 부력의 감소를 보상할 수 있고,해저에 계류된 앵커들의 도움을 버지 않고,압축공기의 저류장치를 일정한 깊이에 장치시킬 수 있는 것이다.따라서,탱크내에는 언제나 일정압의 압축공기를 저류할 수 있고,에너지원으로서 기술적으로 유리하고,또한 안전하며,탱크 본체를 형성하는 재료도 가벼우면서 얇은 것으로 되고 기술적 경제적으로 극히 유리하게 되는 것이다.

또,특히 본체 2실시예의 저류장치는 해저와 관련이 전혀 없이 해면을 기준으로 하여 해면 아래의 설정깊이에 위치시킬 수 있으므로 조류의 간만등의 영향도 받지 않고 일정한 수압역(水壓域)에 확실히 주류(駐留)할 수 있는 것이다.

제4도는 본 발명의 제3실시예를 표시하는 것이다.

본 실시예의 특징으로 하는 것은,부유구(33)를 제2실시예와 같이 고무 등의 팽창가능한 혹은 늘어나거나 줄어듦이 가능한 재질로 형성하지 않고,플라스틱이나 철강(鐵鋼)등의 강고(强固)한 재료에 의하여 형성하고 와이어 로우프(34)의 걸어붙입부 (37) 근방에 복수개의 통수공(38……)을 설치시킨 것이다.

그리하여,이 부유구(33)를 침잠시킬때,대기를 충만하여 침잠시키면, 부유구 (33)의 깊이에 따라,상기 통수공(38)으로 해수가 유통하고,공기를 팽창,수축하여 결과적으로 상기한 제2실시예의 부유구와 같은 작용효과를 얻을 수 있는 것이다.

그리고 상기 실시예와 같이 구성하면,부유구(33)를 형성하는 바깥 껍질에는 어떠한 불필요한 수압등의 외력이 가해지지 않으므로,부유구는 피로파괴(***勞破壞)등을 가져울 우려는 전혀 없고,또 강고한 재료를 사용할 수 있으므로 사용수명도 극히 길게 되는 등의 현저한 효과를 가진다.

제5―7도는 본 발명의 제4실시예를 표시하는 것이다.

제5도에 있어서,상기 실시예와 동일기능을 가지는 개소에는 동일부호를 붙여 설명한다.

제5도에 있어서,(41)은 해중에는 복수개(본 실시예에 있어서는 4개)의 체인등으로 되는 와이어 로우프(16……)가 걸어붙임되고,이 와이어 로우프는 도중에 부유구(44……)를 가지고 이 와이어로우프(16……)의 하단부에는 닻의 역할을 하는 무게추(45……)가 걸어붙임되며 이 무게추(45……)는 해저(46)의 소정위치에 배치되어 있다.

또 제6도에 확대로 표시한 바와 같이 탱크(11) 본체의 측벽에는 복수개의 활차(47……)와 같은 활동(滑動)수단이 설치되고,이 탱크(11) 본체는 상기 발전장치 (41)내에 설치한 안내통(48)내를 상하 활동 가능하게 구성되어 있다.

그리고 이 탱크(11)의 밑면에는 해수의 자유로운 유입,유출을 이용하는 직경이 작은 유통구(18)가 설치되어 있다. 또 상기 탱크(11) 본체의 상면(12)위에는 윈치 (32)가 설치되어 있고,이 원치의 스프로켓(32a)은 적당한 제어수단에 의하여 회동이 제어된다.

이 스프로켓(32a)에는 체인(49)이 감겨져 있고,이 체인(49)의 일단은 개방단(開放端)으로 되나,타단에는 제5도의 표시와 같이 부유구(50)를 도중에 두어 닻의 기능을 하는 무게추(51)가 걸어붙임되어,탱크(11)의 계류수단이 형성되어 있다.

또,제5도중의(52)는 비상저류조이고,발전장치(41)가 파도등의 영향으로 기울어졌을때 등에 발전장치상부의 비상저류조(52)에 압축공기를 소정 배관을 사용하여 도입 저류하게 하므로서 압축공기의 해양속으로의 확산 유활을 방지하는 동시에 발전장치 상부에 부력을 주어,이 발전장치(41)의 서있는 자세를 신속하고 확실하게 바로잡는 것을 꾀하고,발전장치로서의 기능을 유지하는 것이다.

또,제5도중 부호(56)은 사용이 끝난 압축공기의 방출관,(57)은 송전선,(58)은 지상의 변전설비이다.

또 제6도에 표시한 바와 같이 탱크(11) 본체의 상부에도 상기 비상저류조(52)와 같은 기능을 가지는 즉,압축공기의 저류와 부력유지를 꾀하는 바상저류탱크(53)를 설치하고,다시 상기 탱크(11) 본체의 최하부에는 탱크(11) 본체에서 유실되는 압축공기를 포착하는 공기 포착부(54)를 설치할 수도 있다.

또,제6도에 있어서 부호(13)은 압축공기의 취입구,(14)는 압축공기의 송출구이며,이 송출구(14)는 송출관을 거쳐 발전실(43)내의 발전기(42)에 연결되어 통하고 있다.또(55……)는 보강틀이다.

본체 4의 실시예는 상기와 같이 구성되어 있어서 아래오 각이 작용한다.

해수의 거대한 흐름인 해류나 조류를 이용하여 날개차를 회동하고,동력원으로서의 압축공기를 발생시킬 수 있는 해양에너지 변환장치(1)로부터 보내져서 공급되는 압축공기를 취입구(13)에서 탱크(11)내로 도입 저류하고,이 탱크(11)는 발전기(42)에 의한 발전활동에 필요한 것만큼의 압축공기를 송출구(14)에서 보내어 공급한다.

그리고,이때 예컨데 썰물이 되어,해면(59)이 저하하면,탱크(11)의 해면아래 길이의 위치가 얕아지고,수압이 감소하므로,탱크(11)내의 압축공기는 이전에 비교하여 저압이 되어 버린다.

그러나 이때 본 발명에 의한 탱크(11)에 의하면,제어수단이 수압변화를 검출하여 즉시 해면의 저하를 살필 수 있고,원치(32)를 갈아올리는 방향으로 권회구동(捲回驅動)시켜 체인(49)이 권취(捲取)되고,상기 탱크(11)가 소정깊이만큼 가라앉게 되므로 결과적으로 이 탱크를(11)를 소정의 수압하의 깊이로 위치시킬 수 있는 것이다.

이 때문에 발전기(42……)는 언제나 일정압의 공급을 받을 수 있는 것이고,이미 상세하게 설명한 상기 실시예와 같은 현저한 효력을 발휘하는 것이다.

제8도는 본 발명의 제5실시예를 표시한 것이다.

제5실시예의 있어서 상기 실시예와 동일한 기능을 하는 개소에는 동일부호를 부여하여 설명한다.

제5실시예의 특징으로 하는 것은 구획판(61)을 탱크(11)내의 수면상에 뜨게 하여 거의 기밀상태로 설치하고 또한 그 구획판(61)이 탱크(11)내의 상부에까지 다다르게 하였다.

또한 부호(64,65)는 각각 제2송출관으로서 상기 취입관(13a) 및 송출관(14a)에 대하여 끼우고 떼기가 가능하게 설치되어 있고,탱크(11)의 오르내림에 의하여서도 불편함이 없이 가스의 송출이 가능하게 되는 것이다.

제5실시예는 상기와 같이 구성되어 있는 것이므로 압축가스의 저류에 있어 그 가스가 예를 들어 암모니아나 염화수소 등이고 물에 용해되는 성질을 가지는 경우에도 이 구획판(61)의 작용에 의하여 저류될 수 있는 상기 수용성의 가스가 해수에 직접 접촉하지 아니하는 것이므로 가스의 용해나 유실이 없어서 대단히 효과적인 것이다.

또, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니고,본발명의 원리를 벗어나지 않는 범위에 있어서 여러가지로 응용 변경할 수 있다

예컨데,저류장치의 탱크는 원통형 이외의 구형(球形),반구형(半球形)등 여러가지 형상의 것으로 할수 있음은 물론이고,특히 제2실시예에 있어서는 적당한 형상의 탱크로 하면,발란스용의 무게추 등을 생략할 수도 있다.

또,저류할 수 있는 기체는 공기뿐만 아니라,다른 가스체 등을 대상으로 할 수도 있고,또 본 저류장치는 해중뿐만 아니라 하천이나 호수중에서도 사용가능함은 물론이다. 또,본 발명의 저류장치는 당연한것이지만,에너지 변환장치 이외에 단지 기체의 일반적인 저류장치로서도 사용할 수 있는 것이다.

또한 제8도에 있어서 탱크(11)내의 상부에는,제습기(71)가 필요에 따라 설치되는 것이다.

이 제습기를 설치하면 심해부의 저온의 구역에 위치하는 저류장치에 공급된 압축가스가 파이프 라인의 중도에 설치한 제습장치에 의하여 제습되지 아니한 경우에도 이 탱크(11)내에 있어서 결로(結露)가 생기는 불합리한 점을 회피할수 있는 것이다

또한 구획판(61)의 내부는 중공으로 구성하는 경우가 있으나 이 구획판(61)중의 공기압과 탱크(11)내의 가스압을 동일하게 하기 위하여서 그 구획판(61)상에 개구단에서 다소 돌출하여 통기구(73……)가 설치되어 있다.

그리하여 이 돌출한 개구단으로 인하여 만일 탱크내에 결로사 발생하여도 구획판(61)중에 수분이 체류하는 불합리한 점은 없게 되는 것이다.

이상이 설명에서 명백한 바와 같이 본 발명은,수중에 참잠되어 있는 입축가스 저류용의 탱크,이 탱크에 설치한 압축가스의 취임구와 송출구,이 수중에 침잠된 탱크를 항상 거의 같은 깊이로 유지하는 탱크의 계류수단,이 탱크내의 수면상에 오르내림이 자유롭게 설치한 구획판을 가지는 구성으로 하였으므로,이 구획판에 의하여 압축가스가 수면에 직접 접촉하지 않게 되어,고압가스의 수중용해 유실을 방지하고,남아있는 압축가스의 양에 영향되지 않고 항상 일정압력의 압축가스를 방출 공급할 수가 있고,극히 간단하고 경량으로 구성할 수 있어서 설치도 용이하고 기술적·경제적으로도 크게 유리하다는 현저한 효과를 나타내는 것이다.

Claims (1)

1. 본문에 상술하고 도면에 표시한 바와 같이,안내통(48)내에 활차(47)를 통하여 상하로 활동(滑動) 가능하게 탱크본체(11)를 구비하여 수중에 침잠(沈潛)되어 있는 압축가스 저류용 탱크와,상기 탱크본체(11)의 상부에 장비한 구동부 및 원치(32)와,이 구동부를 제어하는 제어수단과,상기 원치(32)의 회전축에 장착된 스프로켓(32a)과,이 스프로켓(32a)에 감겨져 있는 체인(49)과,이 체인(49)의 하단에 장착된 무게추와,상기 탱크내의 수면상에 있는 동시에 이 수면의 오르내림에 딸라서 오르내리며 저장되어야 할 고압가스가 상기 수면에 접촉하여서 용해하는 것을 방지하는 구획판(61)을 가지며,상기 제어수단의 출력에 대응하여 상기 탱크 본체(11)를 동일 수심으로 유지하여서 가스압력을 일정하게 하는 것으 특징으로 하는 압축가스의 수중 저류장치.

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