KR890000503B1

KR890000503B1 - Method of obtaining energy by wave force

Info

Publication number: KR890000503B1
Application number: KR1019830003360A
Authority: KR
Inventors: 김철모
Original assignee: 윌리암 에이 마틴
Priority date: 1983-07-21
Filing date: 1983-07-21
Publication date: 1989-03-20
Also published as: KR850001377A

Abstract

A structure is provided with an accumulator (11) communicated with a cylinder chamber through pipelines (9,10), and lots of cylinders (4) with their inlets assembled to a vertical wavereceiving wall (1) constructed at the bottom. The air surrounded at the top of the cylinder is compressed as the water rises inside in a manner that a fluid piston (3) acts as a pneumatic drive due to the forward and receding motion of wave, such that the compressed air may be accumulated in the accumulator and then be utilized in driving a gas tubine to generate electricity. A pneumatic system includes manifolds (7) with outlet valves (6) and protecting pipes (12) for inlet valves (5).

Description

How to get energy using wave power

제1도는 본 발명이 실시되는 전체적인 구조를 나타내는 도면.1 is a view showing the overall structure in which the present invention is implemented.

제2도는 본 발명의 일부를 표시한 정면도.2 is a front view showing a part of the present invention.

제3도는 본 발명의 일부를 표시한 평면도.3 is a plan view showing a part of the present invention.

제4도는 제3도의 가-가선 단면도.4 is a cross-sectional view of FIG.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 파도용벽 2 : 파도반작용실1: wave wall 2: wave reaction room

3 : 유체피스톤 4 : 실린더(cylinder)3: fluid piston 4: cylinder

5 : 흡기밸브 6 : 배기밸브5: intake valve 6: exhaust valve

17a : 도체연결부재 17 : 아연판17a: conductor connecting member 17: zinc plate

본원 발명은 파력(波力)을 이용하여 에너지를 얻는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of obtaining energy using wave force.

종래의 바다의 파력을 동력으로 이용하려 할때 대부분 플로우트(Float)와 레버아암(Lever arm), 기어(Gear), 래칫(Ratchet) 및 플라이휘일(Flywheel)을 같이 결합시켜 축(Shaft)을 회전시켰다.When using the conventional ocean wave power as the power, the shaft is rotated by combining float, lever arm, gear, ratchet and flywheel together. I was.

그러나 본 발명은 해수파도의 진전(Forward)과 후퇴(Receding) 운동량(Momentum)의 차, 물마루(Crest)와 골(Trough)에 존재하는 파력을 유체피스톤의 압력차로 유체가 실린더(Cylinder)내에서 상승과 하강운동하는 동안 그위의 공기를 압축팽창시켜 축압기(Accumulator)에 저장하여 에너지를 얻는데 쓸수 있는 방법이다.However, the present invention relates to the difference between forward and receding momentum of seawater waves, wave forces present in troughs and troughs, and the fluid in the cylinder by the pressure difference of the fluid piston. During the ascending and descending movements, the air is compressed and expanded and stored in an accumulator to obtain energy.

이와같이 에너지를 얻는데 필요한 요소들인 실린더의 상부에 설치되어 있는 밸브들은 적은 스프링의 힘에 의해서 주로 폐쇄되어 있는 상태로 되어 있으며, 이와같은 밸브들의 상태는 전기할 실린더내에서 해수면이 상, 하운동을 할 시에 생기는 압력이나 진공상태에서 의해서 폐쇄된 상태로 있을 때도 있고, 혹은 개방되기도 한다.The valves installed in the upper part of the cylinder, which are necessary elements to obtain energy, are mainly closed by the force of the spring, and the state of these valves is used to move the sea level up and down in the cylinder to be delivered. In some cases, they may be closed by pressure or vacuum generated at the time of opening.

이처럼 밸브들은 2가지의 반대되는 기능을 갖도록 설치되어 있다. 전기한 진공상태는 흡입밸브의 내표면에 적용되어서 해수면의 하강에 의해서 실린더내면에서 일어나는 것이며, 이 때 진공상태가 되며, 내부기압보다 외부기압이 큰 상태로 된다.Thus, the valves are installed to have two opposite functions. The vacuum state described above is applied to the inner surface of the intake valve and occurs at the inner surface of the cylinder by the lowering of the sea level. At this time, it becomes a vacuum state and the outer air pressure is larger than the internal air pressure.

따라서 외부의 대기압은 전기한 바와같이 약한 스르링과 같은 힘에 의해서 폐쇄되어 있는 흡입밸브를 개방하여 진공상태로 되어 있는 실린더의 내부로 들어가서 대기압상태로 바꾸어지게 된다. 이와같은 것은 실린더 내부에 수용되어 있는 해수량이 실린더의 아래쪽으로 파도의 후퇴운동량(Receding momentum)과 물마루(Crest)로 실린더의 외부에 파도가 작용치 않을 때의 해수면의 이하로 하강이 계속되는 것이다.Therefore, the external atmospheric pressure opens the intake valve, which is closed by a force such as a weak through ring, and enters the inside of the cylinder in a vacuum state and changes to the atmospheric pressure state as described above. This means that the amount of sea water contained inside the cylinder continues below the sea level when the waves do not act on the outside of the cylinder with the Receding momentum of the waves and the crest.

이렇게 되면 실린더의 진공상태는 외부 기압의 유압으로 인하여 전기한 외부 기압과 균형을 이루게 되며, 따라서 전기한 두 밸브 즉, 흡입밸브와 배기밸브는 중림의 상태로 되거나 혹은 원래의 양쪽 대기압이 동일하였던 상태로 닫히게 되며, 이 밸브가 이미 지나고 있었던 약한 스프링의 탄성력에 의해서 확실하게 밸브자리에 안착되는 것이다.In this case, the vacuum of the cylinder is balanced with the external air pressure due to the hydraulic pressure of the external air pressure. Therefore, the two valves, that is, the intake valve and the exhaust valve, are in a neutral state or both original air pressures are equal. The valve is securely seated in the valve seat by the weak spring force that has already passed.

이와같은 상태에서 다시 파도가 치미는 높아지는 물마루로 인하여 해수면의 높이의 증가로 실린더 바깥의 외부수압이 증가되며, 이 외부수압의 증가는 평균 최저조류수면 이하에서 하단에 설치되어 있는 구멍을 통하여 순차로 실린더내로 유입되어지는 해수에 기인되는 것이다.In this situation, the external water pressure increases outside the cylinder due to the increase of the sea level due to the rising trough of the waves, and this increase in the external water pressure is sequentially achieved through the holes provided at the bottom below the average minimum altitude. This is due to the sea water being introduced into.

이와같은 압력이 가해지는 기능은 파도의 반작용실에서 파도의 전지(Forward) 운동량(Momentum)과 물마루(Crest)의 압력으로 크게 강화되는 것이다.The function of this pressure is greatly enhanced by the pressure of the wave's forward momentum and crest in the reaction chamber of the wave.

이와같은 작용에 의해서 실린더내로 유입되어지는 물로 그 전에 실린더의 내부에 잔존하고 있었던 물을 점차로 상승시키므로 인하여 상기한 바와같이 실린더의 작용범위내에서 유체피스톤 역할을 한다. 이처럼 상승되는 물 즉, 유체피스톤에 의하여 실린더내의 내부 압력은 증가되고 이 압력은 전기한 흡입밸브와 배기밸브 양쪽에 모두 적용되어진다.By this action, the water flowing into the cylinder gradually raises the water remaining in the interior of the cylinder, thereby acting as a fluid piston within the operating range of the cylinder as described above. The internal pressure in the cylinder is increased by this rising water, or fluid piston, and this pressure is applied to both the intake valve and the exhaust valve.

말하자면, 전기한 실린더내의 압력증가로 약한 스프링의 탄성력을 지니고 있는 외부공기가 유입되도록 설치한 흡입밸브를 확실하게 폐쇄되도록 작용하고, 상기와 똑같은 성질을 가지고 있는 배기밸브는 개방하여서 파도의 파동으로 인하여 최고수면의에 도달할 때까지 압축되는 공기를 배기밸브를 개재하여 축압실로 보내는 것이다. 그리고 전기한 흡입밸브와 배기밸브는 실린더내의 내부기압이 외부기압과 같았을 때 폐쇄상태로 되는데, 이때 전기한 두 밸브의 원래 지니고 있는 탄력이나 장력에 의해 생기는 작은 압력차이는 실제로 처음에 밸브를 설계 할 때의 부여한 기능으로서 그 압력차를 무시할 수도 있고 또는 조정할 수도 있다.In other words, the inlet valve installed to allow the external air having a weak spring elastic force to flow in as the pressure increases in the cylinder is reliably closed, and the exhaust valve having the same characteristics as above is opened due to the wave wave. The compressed air until reaching the highest level is sent to the pressure storage chamber through the exhaust valve. The inlet and exhaust valves are closed when the internal air pressure in the cylinder is equal to the external air pressure. At this time, the small pressure difference caused by the elasticity or tension inherent in the two valves described above actually design the valve. The pressure difference can be disregarded or adjusted as a function to be given.

이처럼 파도가 계속해서 작용하는 것에 의하여 상기한 바와같은 과정을 계속해서 반복하여 작동하게 되며, 여기서 발생되는 압축 공기는 표준규격의 파이프와 밸브를 통해서 이 압축공기를 저장하기를 위한 축압기로 압송된다.As the waves continue to operate, the process as described above continues and repeats, where the compressed air is pumped through a standard pipe and valve to the accumulator for storing this compressed air. .

이 축압기에 저장되어 있었던 압축공기는 임의로 태양에너지나 종래의 가열장치를 써 더 압력을 높일 수 있다.The compressed air stored in the accumulator can be arbitrarily increased by using solar energy or a conventional heating device.

이 압축공기는 왕복기관(Reciprocating engine), 저압 터어빈, 발전기, 콤프레서, 펌프등 동력을 요하는 정치들에 의하여 사용될 수 있다.This compressed air can be used by power stationary rigs such as reciprocating engines, low pressure turbines, generators, compressors and pumps.

이를 더욱 상세하게 하기 위해서 상기한 작동과정을 첨부도면과 함께 설명하면 다음과 같다.In more detail, the above-described operation process will be described with reference to the accompanying drawings.

제1도 내지 제4로를 참조하면, 파도용벽(1)은 될 수 있으면 파도가 계속해서 부딪치므로 견고하게 구축해야 한다.Referring to FIGS. 1 to 4, the wave wall 1 should be firmly constructed since the wave continuously hits if possible.

이 파도용벽(1)에는 일정한 간격을 두고 다수 파도반작용실(2)의 설치되며, 이 다수개 설치된 파도반작용실(2)의 앞에는 이동식 수문(18)이 설치될 수 있도록 되어 있으며 이것은 파도반작용실(2)내에 수리등을 할 때에 임의로 개폐할 수 있도록 되어 있다.The wave wall 1 is provided with a plurality of wave reaction chambers 2 at regular intervals, and the movable water gate 18 can be installed in front of the plurality of wave reaction chambers 2, which are installed in the wave reaction chamber. (2) When we do repairs, we can open and close arbitrarily.

또한, 파동용벽(1)에는 이 파도용벽(1)이 거센파도등이 와서 부딪쳐도 견고하게 지탱할 수 있도록 하기 위한 일반적인 철골 및 콘크리이트 재로 보강된 전면보강벽(15), 후면보강벽(16) 및 하단보강벽(14), 상단보강벽(13)이 형성되어 있다.In addition, the wave wall (1) has a front reinforcement wall (15), a rear reinforcement wall (16) and reinforced with a common steel frame and concrete material to ensure that the wave wall (1) is firmly supported even when a strong wave, etc. come and hit The lower reinforcing wall 14 and the upper reinforcing wall 13 are formed.

이와같이 축조된 실린더(4)의 내벽은 선채(Hull)에 쓰이는 동질의 강철로 제작되어 있으면 선채(Hull)의 강철을 보호하는 같은 원리로 그 강철이 소금물에 의해 전기분해(Electrolysis)로 부식이 되는 것을 방지하기 위하여 아연판(17)을 벽(13)에 설치하고 도채줄(17a)로 연결시키고 부식된 아연판(17)은 필요한 대로 고체시킨다.If the inner wall of the cylinder 4 thus constructed is made of homogeneous steel used for the hull, the same principle of protecting the steel of the hull is caused by corrosion of the steel by electrolysis. In order to prevent this, the zinc plate 17 is installed on the wall 13 and connected with the drawstring line 17a, and the corroded zinc plate 17 is solid as necessary.

전기한 전면보강벽(15)과 후면보강벽(16) 사이에 보통의 철강판으로 형성된 전기한 실린더(4)의 내부에는 외부에서 작용하는 파도의 파동으로 인하여 어느 정도 해수에 잠겨져 있으므로 인하여 실린더(4)내에 수용되어 있는 물을 상승시키거나 또는 하강시키는 유체피스톤(3) 작용을 하도록 구성되어져 있다.The inner cylinder (4) formed of a normal steel plate between the front reinforcing wall (15) and the rear reinforcing wall (16) is immersed in sea water to some extent due to waves of externally acting waves, It is configured to act as a fluid piston 3 which raises or lowers the water contained in 4).

따라서 이 유체피스톤(3)은 파도반작용실(2)에 작용하는 파도의 파동에 의하여 실린더(4)의 내부에 수용되어 있는 물을 하강시키거나 상승시키거나 하는 작용을 하는데, 실린더(4)내에 있는 물을 파도의 파동이 반작용실(2)내에서 최저인상태 즉, 고골상태로 되었을 때 유체피스톤(3)을 따라서 하강하기 시작하는데 이때 상부에 실린더(4)의 조절한 계범위까지 충만되어 있었던 물의 하강으로 인하여 그 공간부는 진공상태로 된다.Therefore, the fluid piston 3 acts to lower or raise the water contained in the cylinder 4 by the wave of the wave acting on the wave reaction chamber 2, and in the cylinder 4 When the water wave is at the lowest state in the reaction chamber (2), that is, goose state, it starts to descend along the fluid piston (3), and the upper part is filled to the adjusted range of the cylinder (4). Due to the falling of the water, the space becomes a vacuum state.

이렇게 실린더(4)의 진공상태의 기압은 외부 대기압보다도 낮은 상태로 되어지므로, 외부의 대기압이 실린더(4)의 상단에 설치된 흡입밸브(5)를 개방하여서 실린더(4)내의 상부진공상태인 기압이 낮은곳으로 유입되어진다.Thus, since the atmospheric pressure in the vacuum state of the cylinder 4 becomes lower than the external atmospheric pressure, the atmospheric pressure in which the external atmospheric pressure opens the suction valve 5 provided at the upper end of the cylinder 4 to the upper vacuum state in the cylinder 4. It is introduced into this low place.

이와같은 작동은 파도가 후퇴하는 동안 계속된다.This operation continues as the wave retracts.

이렇게 한 후 다시 밀려들어오는 파도에 의해서 하강되었던 유체피스톤(3)은 다시 상승을 하면서 실린더(4)내에 있었던 물을 점차로 밀어 올려서 상승시키는데 이와같은 유체피스톤(3)에 도움을 주는 것은 파도의 급속한 운동에서 생기는 전진운동량(Forward momentum)에 의해서 기인된다.After this, the fluid piston (3), which has been lowered by the incoming waves again, rises again and gradually pushes up the water in the cylinder (4) to help the fluid piston (3). Is caused by the forward momentum.

상기한 유체피스톤(3)의 상승으로 실린더(4)내의 기압을 압축시켜서 그동안 개방되어 있던 흡입밸브(5)를 폐쇄하고 이 흡입밸브(5)와 동일한 성질을 갖도록 구성된 실린더(4)의 상부에 설치되어 있는 배기밸브(6)를 개방되도록 한다.By raising the above-mentioned fluid piston 3, the air pressure in the cylinder 4 is compressed to close the intake valve 5, which has been open, and to the upper portion of the cylinder 4 configured to have the same properties as the intake valve 5. Open the exhaust valve (6) installed.

이렇게하면 실린더(4)에서 압축되어진 압축공기는 배기밸브(6)를 통하여 이 배기밸브(6)에 접속되며 다수개의 파이프를 한개의 조립체로 주조한 배기용 매니폴드(7)를 경우하게 되며 다시 여기에 연통되도록 전방에 접속되어 설치되어 있으며 한쪽방향으로만 통과하도록 한 역지밸브(8)를 통과한다.In this case, the compressed air compressed in the cylinder 4 is connected to the exhaust valve 6 through the exhaust valve 6, and in the case of the exhaust manifold 7 in which a plurality of pipes are cast into one assembly. It is connected to the front so as to communicate with it, and passes through the check valve 8 which passes in only one direction.

상기한 역지밸브(8)는 압축되어 송급되는 공기가 다시 배기밸브(6)를 통하여 실린더(4)내로 들어가지 못하도록 하기 위하여 설치한 것이다. 이렇게 해서 상기한 역지밸브(8)를 통과한 압축공기는 역지밸브(8)에 연결 접속되어 있으며 실린더(4)로부터 송급되어 오는 압축공기내에 함유되어 있는 수분을 건조시키는 장치가 부설된 분기관(9)을 경유하며, 이때 전기한 분기관(9)으로 실린더(4)내의 해수가 피스톤(3)의 압력으로 인하여 잘못 상승하여 유입되어오면 이때 상승되는 물을 외부로 방출시키며 실린더(4)내의 수면이 어느 정도 내려가면 자동적으로 닫히는 공지의 덤프(Dump)밸브(21)가 분기관(9)설치되어 있다. 이렇게하여 분기관(9)을 통과한 압축공기는 분기관(9)과 연결되어 있는 송급관(10)을 경우하여서 공지의 대형 저압저장용기인 축압기(ACCUMULATOR)(11)에 저장된다.The check valve 8 is installed to prevent the compressed and supplied air from entering the cylinder 4 through the exhaust valve 6 again. In this way, the compressed air passing through the check valve 8 is connected to the check valve 8 and the branch pipe is provided with a device for drying the moisture contained in the compressed air supplied from the cylinder 4. 9), and when the seawater in the cylinder 4 is accidentally risen due to the pressure of the piston 3 and flows into the branch pipe 9, the discharged water is discharged to the outside and the inside of the cylinder 4 is discharged. The branch pipe 9 is provided with a well-known dump valve 21 which closes automatically when the water level drops to some extent. In this way, the compressed air passing through the branch pipe (9) is stored in the accumulator (ACCUMULATOR) 11, which is a known large-scale low pressure storage container in the case of the supply pipe 10 connected to the branch pipe (9).

이 축압기(11)는 일반적으로 잘알려진 압력조절장치(미도시)에 의해 원격조절되는 센시티브밸브(11A)에 의해서 개폐가 된다.The accumulator 11 is generally opened and closed by a sensitive valve 11A remotely controlled by a well-known pressure regulator (not shown).

이러한 압축공기는 전력을 발생하는데 필요한 터어빈(19)실로 보내어져서 이 터어빈(19)을 가동하는 것에 의하여 여기에서 발생되는 전력은 변압기(19A)와 송전관(20)을 거쳐서 각 필요한 수요자들에게 공급되는 것이다.This compressed air is sent to the turbine 19 chamber necessary to generate electric power, and the electric power generated by operating the turbine 19 is supplied to each required consumer via the transformer 19A and the transmission line 20. Will be.

도면중 미설명부호인(12)는 흡, 배기밸브를 보호하기 위하여 설치한 보호장치이며, 제2도에 있어서 검게 칠한부분은 수문이 닫혀있는 상태를 표시한 것이다.Unexplained reference numeral 12 in the drawings is a protective device installed to protect the intake and exhaust valves, the black part in Figure 2 shows the state that the water gate is closed.

이상과 같이 본 발명은 해변가에 부딪치는 파도의 전진운동량(Forward momentum)의 힘을 직접 이용하여서 여기에서 발생되는 압축공기를 가지고 터어빈이나 발전기등을 구동하는 것에 의하여 소정의 전력을 공급하도록 하는 자원난 시대에 있어서 매우 유효한 발명인 것이며 본 발명의 범위를 일탈하지 않는 내에 얼마든지 변형실시가 가능한 것이다.As described above, the present invention utilizes the force of forward momentum of a wave hitting a beach and directly supplies a predetermined electric power by driving a turbine or generator with the compressed air generated therein. It is a very effective invention in the age, and can be modified as many as possible without departing from the scope of the present invention.

Claims

A plurality of wave reaction chambers 2 are installed in the wave wall 1 so that the forward, receding, and momentum of the waves are in the seawater contained in the fluid piston 3 connected to the wave reaction chamber 2. Intake valve (5) for compressing and expanding air on cylinder (4) by making compressed air by rising and falling clouds of seawater contained in fluid piston (3) as a pressure difference between water and crest and trough And an exhaust valve (6) for storing compressed air (11) in the accumulator during the air compression step and for drawing air by inhaling atmospheric air into the cylinder (4) during expansion.