WO2016129835A1 - 해수의 밀물과 썰물을 이용한 수력 발전장치 - Google Patents

해수의 밀물과 썰물을 이용한 수력 발전장치 Download PDF

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    • Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient

Definitions

  • the present invention relates to a hydroelectric generator using the high and low tide of the sea water, and more specifically, to install the submerged in the sea water through the high tide and low tide according to the difference between the tidal flow that occurs continuously using a high speed flowing current In the state of high tide and low tide, it continuously rotates in the same direction to continuously produce electric power, and by controlling the amount of incoming seawater, it utilizes eco-friendly energy and installs it in various places.
  • the present invention relates to a hydroelectric power generation apparatus using high and low tide of seawater to make it ignite.
  • the present invention relates to tidal power generation among marine energy resources, and another power generation system in which practical use is being progressed among natural energy resources, and generates electricity from tidal kinetic energy by installing a water turbine generator at a high speed of tidal flow. It is a way of development. Algae power generation using algae is included in the ocean current development in a broad sense (hereinafter referred to as 'algae power generation' or 'algae' as 'current power generation' or 'current') and according to the type of aberration generator It is divided into HAT (Horizontal Axis Turbine) and VAT (Vertical Axis Turbine).
  • HAT Horizontal Axis Turbine
  • VAT Very Axis Turbine
  • Tidal power is artificially made by the seawater generator (George), and it is generated by the use of the drop of seawater inside and outside of the seawater, but current generation is usually developed by installing a water generator in the way of naturally flowing sea current.
  • the high output velocity is absolutely advantageous for current generation because the power output from current generation is proportional to the efficiency of the aberration generator, the water passage and the cross-sectional area, and the third power of the current velocity.
  • Tidal and ocean currents are energy due to the full-fledged gravitational force between the moon, the sun, and the earth, and are endless clean energy that lasts as long as the solar system persists. This is possible, it is possible to supply a constant power for a certain time and has the advantage of easy connection in the grid. On the other hand, if the power generation is intermittent and the site is far from the land, the initial investment costs due to the construction of transmission lines are high.
  • the average speed of the currents is 2 ⁇ 2.5m / s, and the direction of the flow is frequently changed, which is affected by the terrain.
  • currents that can be obtained from tidal power plants contain kinetic energy that is more uniform and more valuable than natural current conditions.
  • the single-flow creative Sihwaho tidal power plant has a 6m drop in creation, and the average velocity of discharged water is 3m / s or more after passing through the aberration generator and discharged in 1.9m drop during fall. At that time, the average velocity of seawater discharged through the hydrologic was found to be 6.0m / s or more.
  • Patent Literature 1 Patent Registration No.0501543 (registered on July 06, 2005)
  • Patent Document 2 Patent Publication No. 2009-0010535 (Published Jan. 30, 2009)
  • Patent Document 3 Patent Publication No. 2009-00032440 (published Apr. 01, 2009)
  • Patent Document 4 Patent Publication No. 2010-0133043 (published Dec. 21, 2010)
  • the problem of the present invention is to use the current flowing at high speed and the turbine in the state submerged in the seawater through the high tide and low tide according to the difference between the tidal flow that occurs continuously It is an object of the present invention to provide a hydroelectric power plant utilizing eco-friendly energy that does not require George by rotating the engine.
  • Another object of the present invention is to be installed in a position protruding at a constant height from the floor or floor to be installed in various numbers, sizes and widths.
  • Another object of the present invention is to adjust the flow rate and pressure applied to the turbine and the blade by adjusting the amount of sea water to increase the angular velocity to maximize the rotational energy to achieve high efficiency power generation.
  • the flow rate and the moving direction of the turbine and the blade is to achieve a high efficiency and to achieve high-efficiency power generation.
  • Another object of the present invention is to control the number and radius of the blades of the turbine to increase the angular velocity at the same flow rate to achieve high efficiency power generation.
  • Another problem of the present invention is to generate a high-speed head at a predetermined interval between the blade tip and the power generation guide to generate the same pressure on a plurality of blades to generate a rotational force corresponding to the number of blades on the rotating shaft to achieve high efficiency power generation.
  • the purpose is to make.
  • Another object of the present invention relates to a turbine outlet, the purpose of which is to achieve high efficiency power generation by allowing the flow rate to be easily discharged from the turbine so that the flow rate and water pressure discharged from the drainage space is greater than or equal to the flow rate and water pressure outside the turbine. It is done.
  • the present invention is installed between the guide guide and the flow guide lower guide to form a blade guide portion at the tip of the upper flow guide portion, and the inner side of the blade groove which is installed at a constant interval from the outer diameter and installed as a turbine shaft on the flow guide lower guide
  • a high flow power generation device comprising a blade to be provided between the guide and the guide at the upper side of the lower guide of the flow rate guide, and a power guide configured to extend the blade to the outer diameter of the turbine; It is installed between the guide guide and the flow guide upper guide to form a blade guide at the tip of the lower flow guide portion, and the blade guide in the blade groove which is installed in the turbine shaft to the flow guide upper guide formed at regular intervals in the outer diameter
  • a turbine having rigid reinforcement grooves coupled at two sides of the reinforcement part and installed to allow a fixed shaft to penetrate the blade groove, and a blade connected to the fixed shaft penetrating the turbine from the blade groove and extending at a flow rate and rotating the turbine; Hydroelectric power generation using the high and low tide of the seawater consisting of a reflow power generation device consisting of a flow rate guide upper guide installed between the guide guide from the lower side of the flow rate guide upper guide and installed in the outer diameter of the turbine and moving the blades In the apparatus,
  • the flow guide lower guide is made of a guide lower guide formed in a streamlined lower side, the blade guide is installed in the front end of the flow rate guide formed on the front side, the blade guide portion is formed horizontally spaced at the tip of the blade guide portion Lower drain is installed,
  • the blade is characterized in that the fixed shaft is penetrated and rotatably connected to the bushing on both sides, the outer end is protruding from the blade groove, the reinforcing portion coupled to the reinforcement reinforcement groove on two sides.
  • the present invention utilizes eco-friendly energy that does not require George by allowing the turbine to always rotate while submerged in the seawater through the high and low tide according to the difference between tides that occur continuously and rapidly flowing currents. It is to provide the effect that the development is made so that the hydroelectric power generation is more efficient than the general tidal power generation method.
  • the present invention Since the present invention is installed at a position protruding from the floor or the floor at a constant height, it effectively utilizes the energy of ocean currents, and is provided with various numbers, sizes, and widths, thereby providing an effect of achieving high power generation.
  • the present invention controls the flow rate and amount of seawater through the control gate to supply the amount of seawater required for power generation, and maintains a sufficient load acting on the blade by the flow rate while the blade is expanded or folded by the flow rate in the rotating turbine It is to provide the effect of stiffening reinforcement effect and efficient development.
  • the present invention by adjusting the flow rate and pressure applied to the turbine and the blade by adjusting the amount of sea water by adjusting the angle of the control gate to increase the angular speed of the turbine to provide the effect of high efficiency power generation is made will be.
  • the present invention is to provide the effect that the flow rate of the sea water and the moving direction of the turbine and the blade in the sea to achieve high efficiency and high efficiency power generation.
  • the present invention is to provide an effect to increase the angular velocity at the same flow rate by adjusting the blade number and radius of the turbine to achieve high efficiency power generation.
  • the present invention generates a velocity head by the air gap at a predetermined interval between the blade tip and the power generation guide to generate the same pressure on the plurality of blades to generate a rotational force corresponding to the number of blades on the rotating shaft of the rotating turbine to achieve high efficiency power generation To provide the effect.
  • the present invention relates to a turbine outlet, so that the flow rate and water pressure discharged from the drain space is greater than or equal to the flow rate and water pressure generated in the flow guide lower guide and the flow guide upper guide outside the turbine so that the flow rate is easily discharged from the turbine, It is to provide the effect that this is done.
  • FIG. 1 is a perspective view of an installation state showing a preferred embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a side view of the installation state applied to the high and low tide of the present invention
  • FIG. 4 is a front cross-sectional view of the high water generator of the present invention.
  • FIG. 5 is a front sectional view of the ebb generator of the present invention.
  • Figure 6 is an enlarged cross-sectional view of the installation state of the main portion of the present invention
  • FIG. 7 is a front view of a bladeless turbine of the present invention.
  • Figure 8 is an enlarged front view of the main portion of the blade folded state of the present invention
  • FIG. 9 is an enlarged front view of the main portion of the blade of the present invention in an unfolded state
  • FIG. 10 is a side cross-sectional view of the coupling state of the turbine and the blade of the present invention.
  • Figure 11 is a perspective view of the coupled state of the turbine and blade of the present invention
  • FIG. 12 is a front view showing a state in which the high water generating device of the present invention is applied to a buoy.
  • Figure 13 is a front view showing a state in which the ebb tide generator of the present invention is applied to a buoy
  • FIG. 14 is a side view showing a state in which the high water and ebb tide generator of the present invention applied to the buoy
  • 15 is a front view showing a state in which the high water generating device of the present invention installed on the floor
  • 16 is a front view showing a state in which the ebb tide generator of the present invention installed on the floor
  • 17 is a front view of another embodiment showing a state in which the high water generating device of the present invention installed on the floor;
  • FIG. 1 is a perspective view of an installation state showing a preferred embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a plan view of the installation state applied to the high water and low tide of the present invention
  • Figure 3 is a side view of the installation state applied to the high water and low tide of the present invention
  • Figure 4 5 is a front sectional view of the high water generating device of the present invention
  • Figure 5 is a front sectional view of the reflow water generating device of the present invention
  • Figure 6 shows an enlarged sectional view of the installation state of the main portion of the present invention.
  • the high tide generator 100 that is generated when the tide of the sea water is generated, and the low tide generator 200 that is generated when the ebb of the sea water is generated are installed in succession or alternately installed to submerge in the sea water.
  • the high water generation device 100 between the guide guide 70 to be installed so as to determine the width of the blade 20 on both sides fixed to the flow guide lower guide 30 and the flow guide upper guide 40 (73) To be fixed on both sides.
  • Turbine 10 having a plurality of blades 20 are naturally installed or folded by water while rotating at regular intervals with an outer diameter at the center of the flow guide lower guide 30 is rotated by the turbine shaft 11 Install it.
  • the turbine 10 is integrally fixed to both turbine guides 15 and is rotatably coupled to the inside of the guide guide 70.
  • the front of the flow guide upper guide 40 is to install a control gate 50 for controlling the flow rate and the amount of seawater flowing into the turbine 10.
  • the lower flow rate guide lower guide 30 forms a lower guide portion 31 formed in a streamlined shape of the lower side so that the flow of seawater is normally performed to the lower side, and the flow rate guide portion 32 is formed in a streamlined shape in the upper front side.
  • the blade guide portion 33 is installed in an arc at the right end of the flow rate guide part 32 so that the turbine 10 rotates and the blade 20 is folded, and the blade guide part 33 is drained at the right end of the blade guide part 33.
  • the lower drain portion 34 is formed to expand toward the horizontal state or the exit.
  • the drainage space 45 is formed to be equal to or wider than the interval between the turbine 10 and the power generation guide 41, and is installed so that the flow rate is easily discharged because the discharged flow rate and water pressure is greater than or equal to the external flow rate and water pressure. It is.
  • the flow rate guide upper guide 40 is formed in the arc of the power generation guide portion 41 is connected to the control gate 50 to the gate rotation axis 54 in the front and the seawater flows to the lower side to rotate the blade 20,
  • An upper drain 42 in a horizontal state is formed at a right end of the power generation guide 41 so as to form a drainage space 45, and a guide upper guide of a streamlined shape is upward from a right end of the control gate 50.
  • a portion of the control gate 50 is connected to the turbine shaft 11 by the gate control cylinder 52 protruding from the cylinder shaft 53 to which the gate shaft 51 is connected to adjust the opening and closing angle of the control gate 50. It is installed to adjust the amount of seawater supplied to the turbine 10 by adjusting.
  • the turbine shaft 11 is connected to a reduction gear or a power generation device to provide a rotational force of the turbine 10 to generate power.
  • the turbine 10, the lower flow rate guide lower guide 30 and the lower flow rate guide upper guide 40 can be installed in plurality depending on the width of the river, it is possible to install continuously in accordance with the direction of high water flow of seawater For example, it is desirable to install a submersible seawater.
  • an open door 71 for opening and closing the drainage space 45 is rotatably installed on the door shaft 72 at the flow rate of the seawater introduced. It is naturally open, and if no flow rate occurs, it is installed to close at its own weight.
  • the reflow generator 200 is to be installed in a state in which the high-power generator 100 is rotated 180 ° so that the turbine shaft 11 rotates in one direction, and installed to determine the width of the blade 20 on both sides. Between the guide guide (70a) is to fix the flow rate guide upper guide (30a) and the flow rate guide lower guide (40a) on both sides with a fixing bolt (73a).
  • a turbine 10 having a plurality of blades 20 that are naturally expanded or folded by water while rotating at regular intervals with an outer diameter is rotated by a turbine shaft 11 at the center lower side of the flow guide upper guide 30a. Install it.
  • the turbine 10 is integrally fixed to both turbine guides 15 and is rotatably coupled to the inside of the guide guide 70.
  • control gate (50a) for controlling the flow rate and the amount of seawater flowing into the turbine (10).
  • the upper flow rate guide upper guide 30a forms a guide upper guide portion 31a having a lower side in a streamline shape so that the flow of seawater is normally performed downward, and a flow rate guide portion 32a is formed in the lower front line in a streamline shape.
  • the blade guide portion 33a is installed in an arc at the left end of the flow rate guide portion 32a so that the turbine 10 rotates and the blade 20 is folded, and then the left end of the blade guide portion 33a is drained.
  • the upper drain 34a in a horizontal state is formed so that the space 45a is formed.
  • the flow rate guide lower guide 40a is formed in the shape of a power generation guide portion 41a for rotating the blade 20 by the control gate 50a is connected to the gate rotation axis 54a in front of the sea water flows upward, A lower drain portion 42a in a horizontal state is formed at a left end of the power generation guide portion 41a so that a drainage space 45a is formed, and a streamlined guide lower guide portion is downward from a left end of the control gate 50a. It is to form (43a) so that the flow of seawater is made normally.
  • the upper drain portion 34a and the lower drain portion 42a are formed to be relatively long to provide a drainage space 45a to sufficiently flow the current.
  • a portion of the control gate 50a is connected to the turbine shaft 11 by connecting the gate control cylinder 52a, which protrudes from the cylinder shaft 53a to which the gate shaft 51a is connected, to adjust the opening and closing angle of the control gate 50a. It is installed to adjust the amount and flow rate of the sea water supplied to the turbine 10 by adjusting.
  • the turbine shaft 11 is connected to a reduction gear or a power generation device to provide a rotational force of the turbine 10 to generate power.
  • an open door 71a for opening and closing the drain space 45a is rotatably installed by the door shaft 72a to allow the flow rate of the seawater to be introduced. It is installed to open naturally and close when no flow rate occurs.
  • FIG 7 is a front view of the bladeless turbine of the present invention
  • Figure 8 is an enlarged front view of the main portion of the blade of the present invention folded state
  • Figure 9 is an enlarged front view of the main portion of the blade of the present invention unfolded
  • Figure 10 Side view of the coupled state of the turbine and the blade of the invention
  • Figure 11 shows a perspective view of the coupled state of the turbine and the blade of the present invention.
  • the turbine 10 installed in the high water generator 100 and the low tide generator 200 is formed in a circular shape and forms a blade groove 12 to be folded at a predetermined angle without being caught while folding the blade 20 at regular intervals. And, on one side of the blade groove 12 is to form a rigid reinforcement groove 13 of the " ⁇ " shape that the corner portion is formed round,
  • the blade 20 is rotatably coupled
  • the fixed shaft 21 is coupled to the turbine cover 16 installed on both sides of the turbine 10 and connected to the fixed bushing 15, and the flow bushing 22 is coupled to the outer diameter of the fixed shaft 21.
  • the blade 20 is installed to rotate, and the rigid reinforcement groove 13 is formed to provide a coupling state that is consistent with the reinforcement 23 and the rear and the lower side when the blade 20 is erected.
  • the fixed bushing 15 and the flow bushing 22 may be applied in a compact case, and a bearing may be used for the fixed shaft 21 in place of the fixed bushing 15 and the flow bushing 22.
  • the turbine 10 has a blade guide (33, 33a) is narrowly formed so that the blade 20 is rotated and rotated, the power generation guide (41, 41a) is formed wide is the blade 20 by the incoming sea water It is to be installed to unfold and develop.
  • the blade 20 protrudes vertically from the reinforcement part 23 and is connected to be streamlined upward from the tip, and is protruded vertically to coincide with the blade groove 12 after being connected in a round shape to the reinforcement part 23. It is formed to be inclined downward from the front end of the blade groove 12, the outer end is protruded to the outside of the blade groove 12 in the folded state to rotate by the flow rate to unfold or caught by the blade guides 33, 33a It is installed to be folded.
  • the width and height and size of the blade 20 can be installed in various ways depending on the flow rate and the amount of power generation of the sea water and the installation position.
  • the power generation guides 41 and 41a which extend from the position where the blade 20 is unfolded to the position where seawater is discharged, maintain the same distance, and are fixed between the power generation guides 41 and 41a at the tip of the blade 20. It is installed to generate the same pressure on the plurality of blades 20 by creating a speed head through the spaced gaps.
  • FIG. 12 is a front view showing a state in which the high water generating device of the present invention is applied to a buoy
  • Figure 13 is a front view showing a state in which the ebb power generating apparatus of the present invention is applied to a buoy
  • Figure 14 is a high water and reef generator of the present invention The side view showing the state applied to the buoy is shown.
  • the high water generator 100 and the low tide generator 200 are buoy joints 82 and 82a on the lower connectors 84 and 84a and the upper connectors 83 and 83a of the guide guides 70 and 70a and the turbine shaft 11. ) And the buoy joints 82 and 82a meet at the buoy connectors 81 and 81a, and then buoys 80 and 80a are installed in the buoy connectors 81 and 81a to maintain buoyancy in seawater.
  • the high water generator 100 and the low tide generator 200 is to be installed to generate power in the submerged state.
  • FIG. 15 is a front view showing a state in which the high water generator of the present invention is installed on the floor
  • FIG. 16 is a front view showing a state of installing the ebb generator of the present invention on the floor
  • FIG. 17 is a high water generator of the present invention. The front view of the other Example which showed the state installed in the floor is shown.
  • a concrete base (60) consisting of a constant width, height and length using concrete at the bottom of the sea water, and then install the height adjustment guides (61, 62) at regular intervals on the concrete base (60) and then the height adjustment guide ( On the upper side of the 61 and 62, the guide guides 70 and 70a are connected to the lower connecting shafts 35 and 35a on both sides so as to maintain a constant height from the bottom so that the high and low tide of seawater can be utilized for power generation.
  • the guide guide 70 is installed on the bottom of the seawater in a form that is fixed to the lower flow rate guide lower guide portion 31 to the concrete base 60;
  • the height adjustment guide (61, 62) is installed so that the height is adjusted to the lower connecting shaft (35, 35a) to utilize the high water of the sea water generated from the bottom surface for power generation.
  • Hydroelectric power generation device using the high and low tide of the seawater consisting of such a configuration, the installation of the high tide generator 100 and the ebb tide generator 200 alternately, or continuously installed to vary the width, size and number of installations according to the installation location It can be adjusted in various ways.
  • a flow guide lower guide 30 is installed between the guide guides 70, and a turbine (33) is provided on the blade guide 33 of the flow guide lower guide 30.
  • 10 is rotatably installed by the turbine shaft (11), and the flow rate guide upper guide 40 is installed between the guide guide (70).
  • the installation height of the flow guide lower guide 30 and the flow guide guide upper guide 40 can be installed in various ways depending on the position of the sea water, and also the position to install a plurality of serially in series in accordance with the installation position and width, Various installations are possible depending on the site situation.
  • the seawater flows at high speed, and the tide and the low tide generated by the tidal water only generate the flow rate, and when the efficiency of power generation by the flow rate can be installed continuously, the tide and the low tide occurs Hydro power generation using eco-friendly energy, such as beaches or streams with rapid flow rates, is possible.
  • the water is guided to the front and the upper side of the turbine 10 along a streamlined shape according to the flow rate guide part 32 of the flow rate guide lower guide 30 in the state of being installed in the sea, and the flow rate guide upper guide 40 According to the control gate (50) installed in front of the to guide and guide the amount of water supplied to the turbine (10).
  • the blade 20 Since the blade 20 is rotatably installed through the bushing 22 in a state in which the blade 20 is installed inside the blade groove 12 through the fixed shaft 21, the blade 20 rotates according to the flow rate and is erected inside the power generation guide 41. To provide a state, a power source for moving the blade 20 with the flow rate of the sea water is generated to provide a rotational power source for continuously rotating the turbine (10).
  • the reinforcement portion 23 and the rigid reinforcement groove 12 provides a state in which the corner portion is rounded to match the " ⁇ " type, the reinforcement portion 23 is By providing a state in two directions, such as the rear and the inner diameter direction of the rigid reinforcement groove 12 provides a rigid reinforcement effect that can provide a stable rotational force even when the load provided due to the flow velocity on the blade 20 is applied. It is.
  • the width and height of the blade 20 can be applied in various ways, and installed so as to be rotatable through the bushing 22 in the state of being installed on the fixed shaft 21 at the outer diameter of the turbine 10, the blade 20 In the case of widening the width), the load is uniformly distributed in the wide width of the reinforcement part 23 and the wide width of the rigid reinforcement groove 13, so that the blade 20 and the turbine 10 are not overwhelmed. It can be developed.
  • the blade 20 and the turbine 10 is a phenomenon that appears to vary in efficiency depending on the material, it is preferable to use a relatively light and strong metal material.
  • the blade 20 is extended while passing through the arc shape of the power generation guide 41 to provide a power source to rotate the turbine 10 at a flow rate, and when passing through the power generation guide 41 to the blade guide 33 In this case, a part is caught in the rotational direction of the blade 20 and is naturally folded to pass through the blade guide 33 in a state of being folded in the blade groove 12 and to rotate together with the turbine 10 so that power is not consumed.
  • the flow rate of the water and the moving direction of the blade 20 is matched to rotate the turbine 10 to obtain a high efficiency to achieve high efficiency power generation
  • the same pressure is generated in the blade 20 which receives the hydraulic pressure in an unfolded state inside the power generation guide 41 by creating a speed head at a predetermined interval between the tip of the blade 10 and the power generation guide 41. 2 to 5 are rotated in the unfolded state of the power generation guide 41 to generate a rotational force corresponding to the number of blades 20 unfolded on the turbine shaft 11 so that power generation with high efficiency is achieved.
  • the power generation guide 41 is moved to the unfolded state of the blade 20 at a predetermined interval and the outer diameter of the turbine 10, the power generation guide 41 and the blade 20 Since it maintains a constant distance between the ends of the) to create a speed head to give the turbine 10 a rotational force and to provide the same flow rate and pressure to each blade 20 in the internal space of the power generation guide 41 one blade (20)
  • the three blades 20 are rotated inside the power generation guide 41 through a flow rate and a flow rate applied to the blade), three times stronger rotational force is provided than in the prior art to provide high efficiency power generation. .
  • the seawater passing through the power generation guide portion 41 passes through the drainage space 45 between the lower drainage portion 34 and the upper drainage portion 42.
  • 71 rotates around the door shaft 72 to open, so that the seawater escapes, and the lower drain 34 and the upper drain 42 are formed to be relatively long so that the flow direction of the water passing through the blade 20 is increased.
  • the seawater exiting the drainage space 45 is to be greater than or equal to the external flow rate and water pressure so as to easily escape to the outside.
  • the drainage space 45 may adjust the height according to the installation position of the flow rate guide lower guide 30 and the flow rate guide upper guide 40, the turbine 10 installed to be submerged in sea water is the fastest flow rate in the sea water And by using the water pressure to improve the efficiency.
  • the lower velocity guide 30 guides the seawater to be normally supplied to the turbine 10 through the velocity guide 32, and the lower guide 31 moves normally without affecting the flow rate of the seawater flowing downward. To guide them.
  • the flow rate guide upper guide 40 guides the flow rate of the high water flowing upward while the guide upper guide 43 is submerged in seawater to move normally without affecting, and the control gate 50 moves to the turbine 10. It is to maintain the optimal power generation state by controlling the amount and flow rate of seawater supplied.
  • the open door 71 does not provide an open state due to the flow rate when the flow rate of the high water does not occur, it naturally rotates to close and close the drainage space 45, and the ebb flows into the drainage space 45. To prevent it.
  • a flow guide upper guide (30a) is installed between the guide guide (70a), the blade guide portion 33a of the flow guide upper guide (30a) turbine 10 is rotatably installed by the turbine shaft 11, and the flow rate guide lower guide 40a is installed between the guide guides 70a.
  • the water is guided to the front and the upper side of the turbine 10 along the streamline shape according to the flow rate guide portion 32a of the upper flow rate guide upper guide 30a, and the lower flow rate guide lower guide ( According to the control gate 50a installed in front of 40a), the water is guided and guided to adjust the amount of water supplied to the turbine 10.
  • the blade 20 Since the blade 20 is rotatably installed through the bushing 22 in a state in which the blade 20 is installed inside the blade groove 12 through the fixed shaft 21, the blade 20 rotates according to the flow rate and is erected inside the power generation guide 41. To provide a state, a power source for moving the blade 20 with the flow rate of the sea water is generated to provide a rotational power source for continuously rotating the turbine (10).
  • the reinforcement portion 23 and the rigid reinforcement groove 12 provides a state in which the corner portion is rounded to match the " ⁇ " type, the reinforcement portion 23 is By providing a state in two directions, such as the rear and the inner diameter direction of the rigid reinforcement groove 12 provides a rigid reinforcement effect that can provide a stable rotational force even when the load provided due to the flow velocity on the blade 20 is applied. It is.
  • the width and height of the blade 20 can be applied in various ways, and installed so as to be rotatable through the bushing 22 in the state of being installed on the fixed shaft 21 at the outer diameter of the turbine 10, the blade 20 In the case of widening the width), the load is uniformly distributed in the wide width of the reinforcement part 23 and the wide width of the rigid reinforcement groove 13, so that the blade 20 and the turbine 10 are not overwhelmed. It can be developed.
  • the blade 20 and the turbine 10 is a phenomenon that appears to vary in efficiency depending on the material, it is preferable to use a relatively light and strong metal material.
  • the blade 20 is extended while passing through the arc shape of the power generation guide 41a to provide a power source that the turbine 10 rotates at a flow rate, and passes through the power generation guide 41a to the blade guide 33a.
  • one part is caught in the rotational direction of the blade 20 and is naturally folded to pass through the blade guide portion 33a while being folded in the blade groove 12 and rotate together with the turbine 10 so that power is not consumed.
  • the seawater passing through the power generation guide portion 41a passes through the drainage space 45a between the upper drainage portion 34a and the lower drainage portion 42a, and the flow rate acts on the open door 71a.
  • 71a) rotates around the door shaft 72a and is opened, so that the seawater exits, and the lower drainage 34a and the upper drainage 42a are formed relatively long, and the seawater flows through the blade 20 in the direction of flow. Even after this bending, the seawater flows in a straight line, and the seawater passing through the drainage space 45a is greater than or equal to the external flow rate and the water pressure so as to easily escape to the outside.
  • the turbine 10 installed to be submerged in seawater has the fastest flow rate in the seawater. And by using the water pressure to improve the efficiency.
  • the flow rate guide upper guide 30a guides the seawater to the turbine 10 in a normal direction through the flow rate guide portion 32a, and the guide upper guide portion 31a moves normally without affecting the flow rate of the seawater flowing upward. To guide them.
  • the flow rate guide lower guide 40a guides the flow rate of the ebb flowing downward when the guide lower guide portion 43a is submerged in seawater to move normally without affecting, and the control gate 50a moves to the turbine 10. It is to maintain the optimal power generation state by controlling the amount and flow rate of seawater supplied.
  • the open door 71a does not provide an open state due to the flow rate when the flow rate of the low tide does not occur in the drain space 45a, the force capable of opening the open door 71a is removed, so the drain space 45a is provided. It closes and blocks and prevents the high water from flowing into the drainage space 45a.
  • the turbine shaft 11 is a continuous power generation while rotating in one direction at the time of power generation using the flow rate of the high tide in the high tide power generating device 100, and using the flow rate of the low tide in the ebb tide generator 200.
  • the control gate (50, 50a) is driven by the gate control cylinder (52, 52a) installed in the turbine shaft 11 to move the cylinder shaft (53, 53a) forward and backward as the control gate (50, 50a)
  • the angle of rotational movement relative to the gate rotation axis 54, 54a is controlled by rotating the gate shafts 51 and 51a to increase the amount of seawater flowing in when rising, and the amount of seawater entering when falling.
  • By controlling the flow rate of the seawater in a reduced manner by controlling the flow rate is to adjust the turbine 10 to generate power with optimum efficiency.
  • One end of the turbine shaft 11 can be supplied to the desired place to supply the power generated by installing a gear to the desired place, or to generate electricity after connecting the power generator.
  • the present invention uses the buoyancy force of the buoys 80 and 80a as shown in FIGS. 12 to 14 to load the buoy joints 82 and 82a from the buoy connector 81 and 81a and the upper connector 83 and 83a.
  • By connecting to the lower connector (84, 84a) is to generate power by using the flow of high tide and ebb tide in the state of the high water generator 100 and the low tide generator 200 in the sea water.
  • the present invention as shown in Figures 15 to 17 by installing a concrete base 60 on the floor to install the height adjustment guides 61, 62 to protrude at a predetermined interval after the lower connecting shaft (35, 35a)
  • the guide guides (70, 70a) installed in the installation can be determined according to the height of the tide and the ebb tide of the seawater,
  • the control gates 50 and 50a installed in front of the lower guides 40 and 40a on the flow guides include the gate control cylinders 52 and 52a and the cylinder shafts 53 and 53a.
  • the amount of water entering the turbine 10 can be adjusted, so the inclination angles of the control gates 50 and 50a are adjusted according to the flow rate, so that the flow rate is increased by increasing the inflow of water. And improve the pressure Provide the optimal flow rate and pressure to turn on power and to allow for adequate power generation of high efficiency.
  • the flow guide installed in the upper height of the concrete base 60 and the guide guides (70, 70a)
  • the front height of the part 32 is matched to allow the flow rate to enter the turbine 10 as it is, the control gate 50 is installed in front of the flow guide upper guide 40, the gate control cylinder 52 and the cylinder shaft ( 53, the inclination angle is adjusted according to the control of the control, so that the amount of water entering the turbine 10 can be adjusted so that the inclination angle of the control gate 50 is adjusted according to the flow rate. It is to improve the pressure to provide the optimum flow rate and pressure for power generation to achieve high efficiency power generation.
  • the present invention is to generate power by using the high tide and low tide of the sea water with a high flow rate, and by installing the turbine to effectively generate power by adjusting the supply amount and flow rate of the sea water from the control gate at the time of high tide and low tide It is to provide a very useful invention that can efficiently produce power through continuous rotation in the same direction.

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Abstract

본 발명은 해수의 밀물과 썰물을 이용한 수력 발전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 빠른 속도로 흐르는 해류를 이용하며 지속적으로 발생하는 조수간만의 차이에 따른 밀물과 썰물을 통하여 해수에 잠수하도록 설치한 상태에서 전력을 지속적으로 생산하며, 유입되는 해수의 양을 조절함으로씨 조지가 필요하지 않는 친환경 에너지의 활용과 다양한 장소에 설치하고, 필요에 따라 크기를 소형화, 대형화 및 다양화 할 수 있도록 하는 해수의 밀물과 썰물을 이용한 수력 발전장치에 관한 것이다.

Description

해수의 밀물과 썰물을 이용한 수력 발전장치
본 발명은 해수의 밀물과 썰물을 이용한 수력 발전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 빠른 속도로 흐르는 해류를 이용하며 지속적으로 발생하는 조수간만의 차이에 따른 밀물과 썰물을 통하여 해수에 잠수하도록 설치한 상태에서 밀물과 썰물 시에 동일 방향으로 지속적으로 회전하여 전력을 지속적으로 생산하며, 유입되는 해수의 양을 조절함으로써 친환경 에너지의 활용과 다양한 장소에 설치하고, 필요에 따라 크기를 소형화, 대형화 및 다양화할 수 있도록 하는 해수의 밀물과 썰물을 이용한 수력 발전장치에 관한 것이다.
본 발명은 해양에너지 자원 중에서도 조류발전에 대한 것으로, 자연에너지 자원 중에서 실용화가 진행되고 있는 또 하나의 발전방식인 조류발전은 조류의 유속이 빠른 곳에 수차발전기를 설치하여 조류의 운동에너지로부터 전기를 생산하는 발전방식이다. 조류를 이용한 조류발전은 넓은 의미의 해류발전에 포함되며(이하에서, '조류발전' 또는 '조류'를 '해류발전' 또는 '해류'로 통칭한다), 수차발전기 종류에 따라 헬리칼(Helical)식, HAT(Horizontal Axis Turbine)식, VAT(Vertical Axis Turbine)식으로 구분되며, 수차발전기 설치방법에 따라 부유식, 착저식으로 구분된다.
조력발전은 인공적으로 방조제(조지)를 만들고 방조제의 안쪽과 바깥쪽 해수의 낙차를 이용해 발전하지만 해류발전은 대개 자연적으로 흐르는 해류의 길목에 수차발전기를 설치해 발전한다.
해류발전은 풍력발전과 원리가 비슷한 데, 바람 대신 지속적으로 흐르는 해류를 이용해 터빈을 돌린다는 점이 다르다. 다만, 해류발전의 경우 전력/면적 밀도는 해양풍력의 경우보다 약 4배 정도 더 크며, 이는 해수의 밀도가 공기의 밀도에 비해 약 840배 크기 때문으로 같은 시설용량일 경우 풍력발전기에 비하여 해류발전기의 크기가 훨씬 작다.
해류발전에서 얻을 수 있는 발전출력은 수차발전기의 효율과 해수통과 단면적에 비례하고 해류속도의 3제곱에 비례하므로 높은 유속은 해류발전에 절대적으로 유리하다.
조력 및 해류에너지는 달, 태양 및 지구 사이의 만류인력에 기인하는 에너지로 태양계가 존속하는 한 지속되는 무한한 청정에너지이고, 조석의 주기성으로 인하여 기상과 계절의 영향을 받지 않고, 발전출력의 장기적인 예측이 가능하며, 일정한 시간 동안 지속적인 전력공급이 가능하며 전력망내 연결이 용이하다는 장점이 있다. 반면 발전이 단속적이고 발전부지가 육지에서 멀리 떨어질 경우는 송전선로 구축 등으로 인한 초기 투자비가 많은 것이 단점이다.
지금까지 해류발전을 위해서는 섬과 주위 육지 사이의 좁은 해협 등에서 조류가 빠른 지역, 즉 전형적으로 대조기일 때 평균 속도가 2m/s 이상인 곳에서 적용가능성이 검토되었다. 하지만, 조력발전은 이미 실용화되었지만 해류발전은 세계적으로 본격적인 대규모 발전이 드문 실정이다. 이는 해류발전이 가능할 정도로 빠른 해수의 흐름이 나타나는 자연적인 해역이 세계적으로 아주 제한되어 수차발전기를 설치할 적합한 장소를 찾기가 쉽지 않았기 때문이다. 뿐만 아니라 해수의 평균속도가 만족스럽다 하더라도 해류발전소가 설치되는 지역의 해저지형 조건에 따라 해수의 속도분포가 불균일하고, 해수의 흐름 방향이 일정하지 못할 경우에는 수차발전기의 구조적 안전성 확보 및 신뢰성 있는 발전량 조절이 어려운 단점이 있다.
일반적으로 자연상태의 해류발전소의 경우는 해류의 평균속도가 2∼2.5m/s 이고 자주 흐름의 방향이 바뀌며 지형의 영향을 많이 받는다. 하지만, 조력발전소에서 얻을 수 있는 해류는 자연상태의 해류조건보다 더 균일하고 이용가치가 높은 운동에너지를 포함한다. 실제로 단류식 창조식인 시화호 조력발전소는 창조시 낙차 6m의 경우로 발전할 때 수차발전기를 통과한 뒤 호수로 버려지는 방출수의 평균속도는 3m/s 이상이고, 낙조시 낙차 1.9m의 경우로 방류할 때 수문을 통해 방류되는 해수의 평균속도는 6.0m/s 이상인 것으로 조사되었다.
그러나 이러한 상기의 여러 조건을 만족시켜 정상적인 수력발전이 이루어지도록 하는 것은 많은 어려움이 있으므로, 현장에 잘 적용되지 못하고 있는 실정이나, 다양한 조수간만의 차가 있는 다양한 장소에서 편리하게 적용할 수 있도록 하는 연구가 진행되고 있는 시점에서 꼭 필요로 하는 것이다.
[선행기술문헌]
(특허문헌 1) 문헌 1. 특허등록번호 제0501543호(2005. 07. 06. 등록)
(특허문헌 2) 문헌 2. 특허공개번호 제2009-0010535호(2009. 01. 30. 공개)
(특허문헌 3) 문헌 3. 특허공개번호 제2009-00032440호(2009. 04. 01. 공개)
(특허문헌 4) 문헌 4. 특허공개번호 제2010-0133043호(2010. 12. 21. 공개)
따라서 이러한 종래의 결점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 해결과제는, 빠른 속도로 흐르는 해류를 이용하며 지속적으로 발생하는 조수간만의 차이에 따른 밀물과 썰물을 통하여 해수에 잠수시킨 상태에서 터빈을 회전시키도록 함으로써 조지가 필요하지 않은 친환경 에너지를 활용한 수력 발전장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 해결과제는, 바닥 또는 바닥으로부터 일정한 높이로 돌출된 위치에 설치되어 다양한 개수와 크기 및 폭으로 설치되도록 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 해결과제는, 해수의 양을 조절하여 터빈 및 블레이드에 가해지는 유속 및 압력을 조절함으로써 각속도를 높여 회전에너지를 극대화하여 고효율의 발전이 이루어지도록 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 해결과제는, 유속과 터빈 및 블레이드의 이동 방향이 일치되어 높은 효율을 얻으며 고효율의 발전이 이루어지도록 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 해결과제는, 터빈의 블레이드 수 및 반경을 조절하여 동일 유속에서 각속도를 높여 고효율의 발전이 이루어지도록 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 해결과제는, 블레이드 선단과 발전 안내부 사이에 일정 간격에 의한 속도수두를 만들어 다수의 블레이드에 동일 압력을 발생시켜 회전축에 블레이드 수에 상응하는 회전력을 발생시켜 고효율의 발전이 이루어지도록 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 해결과제는, 터빈 출구에 관한 것으로 배수 공간에서 방출되는 유속 및 수압이 터빈 밖의 유속 및 수압 보다 크거나 같게하여 유량이 쉽게 터빈에서 방출되게 함으로써 고효율의 발전이 이루어지도록 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 안내 가이드의 사이에 설치하며 상측의 유속 안내부 선단에 블레이드 안내부를 형성하는 유속안내 하부 가이드와, 상기 유속안내 하부 가이드에 터빈축으로 설치하며 외경에서 일정한 간격에 형성되는 블레이드 홈의 안쪽에 블레이드의 보강부가 2면에서 결합하는 강성 보감홈을 설치하고, 상기 블레이드 홈에 고정축이 관통되도록 설치하는 터빈과, 상기 블레이드 홈에서 터빈을 관통하는 고정축에 연결하며 유속으로 펼쳐지며 터빈을 회전시키는 블레이드와, 상기 유속안내 하부 가이드의 상측에서 안내 가이드의 사이에 설치하고 터빈의 외경에 블레이드가 펼쳐지며 이동하는 발전 안내부를 설치한 유속안내 상부 가이드로 이루어지는 밀물 발전장치와; 안내 가이드의 사이에 설치하며 하측의 유속 안내부 선단에 블레이드 안내부를 형성하는 유속안내 상부 가이드와, 상기 유속안내 상부 가이드에 터빈축으로 설치하며 외경에서 일정한 간격에 형성되는 블레이드 홈의 안쪽에 블레이드의 보강부가 2면에서 결합하는 강성 보감홈을 설치하고, 상기 블레이드 홈에 고정축이 관통되도록 설치하는 터빈과, 상기 블레이드 홈에서 터빈을 관통하는 고정축에 연결하며 유속으로 펼쳐지며 터빈을 회전시키는 블레이드와, 상기 유속안내 상부 가이드의 하측에서 안내 가이드의 사이에 설치하고 터빈의 외경에 블레이드가 펼쳐지며 이동하는 발전 안내부를 설치한 유속안내 상부 가이드로 이루어지는 썰물 발전장치로 구성된 해수의 밀물과 썰물을 이용한 수력 발전장치에 있어서,
상기 유속안내 하부 가이드는 하측이 유선형으로 형성된 가이드 하부 안내부로 이루어지며, 전방 상측에 형성한 유속 안내부의 선단에 터빈이 설치되는 블레이드 안내부를 설치하고, 상기 블레이드 안내부의 선단에서 수평으로 배수공간을 형성하는 하부 배수구가 설치되며,
상기 블레이드는 고정축이 관통되고 양쪽에서 부싱으로 회전 가능하게 연결되며, 외측 선단이 블레이드 홈에서 돌출되고, 강보 보강홈과 2면에서 결합하는 보강부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명은 빠른 속도로 흐르는 해류를 이용하며 지속적으로 발생하는 조수간만의 차이에 따른 밀물과 썰물을 통하여 해수에 잠수시킨 상태에서 항상 터빈을 회전시키도록 함으로써 조지가 필요하지 않는 친환경 에너지를 활용한 지속적인 발전이 이루어져 일반 조력 발전 방식보다 매우 효율적인 수력 발전이 이루어지도록 하는 효과를 제공하는 것이다.
본 발명은 바닥 또는 바닥으로부터 일정한 높이로 돌출된 위치에 설치되므로 해류의 에너지를 효과적으로 이용하고, 다양한 개수와 크기 및 폭으로 설치되어 효율 높은 발전이 이루어지도록 하는 효과를 제공하는 것이다.
본 발명은 조절 게이트를 통한 해수의 유속과 양을 조절하여 발전에 필요한 해수의 양을 공급하고, 회전하는 터빈에서 블레이드가 유속에 의해 펼쳐지거나 접혀지면서 유속에 의해 블레이드에 작용하는 하중을 충분하게 유지하는 강성보강 효과와 효율적인 발전이 이루어지도록 하는 효과를 제공하는 것이다.
본 발명은 조절 게이트의 각도를 조절함에 따른 해수의 양을 조절하여 터빈 및 블레이드에 가해지는 유속 및 압력을 조절함으로써 터빈의 각속도를 높여 회전에너지를 극대화하여 고효율의 발전이 이루어지도록 하는 효과를 제공하는 것이다.
본 발명은 바다에서 해수의 유속과 터빈 및 블레이드의 이동 방향이 일치되어 높은 효율을 얻으며 고효율의 발전이 이루어지도록 하는 효과를 제공하는 것이다.
본 발명은 터빈의 블레이드 수 및 반경을 조절하여 동일 유속에서 각속도를 높여 고효율의 발전이 이루어지도록 효과를 제공하는 것이다.
본 발명은 블레이드 선단과 발전 안내부 사이에서 일정 간격에서 공극에 의한 속도수두를 만들어 다수의 블레이드에 동일 압력을 발생시켜 회전하는 터빈의 회전축에 블레이드 수에 상응하는 회전력을 발생시켜 고효율의 발전이 이루어지도록 하는 효과를 제공하는 것이다.
본 발명은 터빈 출구에 관한 것으로 배수 공간에서 방출되는 유속 및 수압이 터빈 밖의 유속안내 하부 가이드와 유속안내 상부 가이드에서 발생하는 유속 및 수압 보다 크거나 같게하여 유량이 쉽게 터빈에서 방출되게 함으로써 고효율의 발전이 이루어지도록 하는 효과를 제공하는 것이다.
도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 설치상태 사시도
도 2 는 본 발명의 밀물과 썰물에 적용하는 설치상태 평면도
도 3 은 본 발명의 밀물과 썰물에 적용하는 설치상태 측면도
도 4 는 본 발명의 밀물 발전장치에 대한 정면 단면도
도 5 는 본 발명의 썰물 발전장치에 대한 정면 단면도
도 6 은 본 발명의 주요 부분대 대한 설치상태 확대 단면도
도 7 은 본 발명의 블레이드가 없는 터빈의 정면도
도 8 은 본 발명의 블레이드가 접힌 상태의 요부확대 정면도
도 9 는 본 발명의 블레이드가 펼쳐진 상태의 요부확대 정면도
도 10 은 본 발명의 터빈과 블레이드에 대한 결합상태 측면 단면도
도 11 은 본 발명의 터빈과 블레이드에 대한 결합상태 사시도
도 12 는 본 발명의 밀물 발전장치를 부표에 적용한 상태를 나타낸 정면도
도 13 은 본 발명의 썰물 발전장치를 부표에 적용한 상태를 나타낸 정면도
도 14 는 본 발명의 밀물과 썰물 발전장치를 부표에 적용한 상태를 나타낸 측면도
도 15 는 본 발명의 밀물 발전장치를 바닥에 설치한 상태를 나타낸 정면도
도 16 은 본 발명의 썰물 발전장치를 바닥에 설치한 상태를 나타낸 정면도
도 17 은 본 발명의 밀물 발전장치를 바닥에 설치한 상태를 나타낸 다른 실시예의 정면도
이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부시킨 도면에 따라서 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 설치상태 사시도이고, 도 2는 본 발명의 밀물과 썰물에 적용하는 설치상태 평면도, 도 3은 본 발명의 밀물과 썰물에 적용하는 설치상태 측면도, 도 4는 본 발명의 밀물 발전장치에 대한 정면 단면도, 도 5는 본 발명의 썰물 발전장치에 대한 정면 단면도, 도 6은 본 발명의 주요 부분대 대한 설치상태 확대 단면도를 나타낸 것이다.
해수의 밀물 발생시에 발전하는 밀물 발전장치(100)와, 해수의 썰물 발생시에 발전하는 썰물 발전장치(200)가 각각 연속해서 설치되거나 교대로 설치되어 해수 속에 잠수하도록 설치하는 것이다.
상기 밀물 발전장치(100)는, 양쪽으로 블레이드(20)의 폭을 결정하도록 설치하는 안내 가이드(70)의 사이에는 유속안내 하부 가이드(30)와 유속안내 상부 가이드(40)를 고정볼트(73)로 양쪽에서 고정하는 것이다.
상기 유속안내 하부 가이드(30)의 중앙 상측에는 외경으로 일정한 간격에 회전하면서 물에 의해 자연적으로 펼쳐지거나 접혀지는 블레이드(20)를 다수 개 설치한 터빈(10)이 터빈축(11)에 의해 회전하도록 설치한다.
상기 터빈(10)은 양쪽의 터빈 가이드(15)와 일체형으로 고정되며, 안내 가이드(70)의 내부에 회전 가능하도록 결합하는 것이다.
상기 유속안내 상부 가이드(40)의 전방에는 밀물의 해수가 터빈(10)으로 유입되는 양 및 유속을 제어하는 조절 게이트(50)를 설치하는 것이다.
상기 유속안내 하부 가이드(30)는 하측이 유선형으로 형성된 가이드 하부 안내부(31)를 형성하여 하측으로 해수의 흐름이 정상적으로 이루어지도록 하며, 상측 전방에는 유속 안내부(32)가 유선형으로 형성되고, 상기 유속 안내부(32)의 우측 선단에는 호상으로 블레이드 안내부(33)가 설치되어 터빈(10)이 회전하며 블레이드(20)가 접히도록 설치된 후 상기 블레이드 안내부(33)의 우측 선단에는 배수공간(45)이 형성되도록 수평상태 또는 출구쪽으로 갈수록 넓어지는 형태의 하부 배수부(34)를 형성하는 것이다.
상기 배수공간(45)은 터빈(10)과 발전 안내부(41)의 간격과 같거나 더 넓게 형성하며, 방출되는 유속 및 수압이 외부의 유속 및 수압보다 크거나 같게하여 유량이 쉽게 방출되도록 설치하는 것이다.
상기 유속안내 상부 가이드(40)는 전방에 조절 게이트(50)가 게이트 회전축(54)으로 연결되고 하측으로 해수가 유입되어 블레이드(20)를 회전시키는 발전 안내부(41)를 호상으로 형성하며, 상기 발전 안내부(41)의 우측 선단에는 배수공간(45)이 형성되도록 수평상태의 상부 배수부(42)를 형성하고, 상기 조절 게이트(50)의 우측 선단에서 상측으로 유선형의 가이드 상부 안내부(43)를 형성하여 해수의 흐름이 정상적으로 이루어지도록 형성하는 것이다.
상기 조절 게이트(50)의 한 부분에는 게이트 축(51)이 연결되는 실린더축(53)이 돌출된 게이트 조절 실린더(52)를 터빈축(11)에 연결하여 조절 게이트(50)의 개폐 각도를 조절하여 터빈(10)으로 공급되는 해수의 양을 조절할 수 있도록 설치하는 것이다.
상기 터빈축(11)에는 감속기 또는 발전장치를 연결하여 터빈(10)의 회전력을 제공하여 발전이 이루어지도록 연결하는 것이다.
상기 터빈(10)과 하측의 유속안내 하부 가이드(30) 및 유속안내 상부 가이드(40)는 하천의 폭에 따라 다수 개를 설치할 수 있으며, 해수의 밀물 흐름 방향에 따라서 연속해서 설치하는 것이 가능하고, 해수 속에 잠수하도록 설치하는 것이 바람직하다.
상기 안내 가이드(70)의 우측 선단인 후방 배수공간(45)의 선단에는 배수공간(45)을 개폐시키는 개방도어(71)를 도어축(72)으로 회전 가능하게 설치하여 유입되는 해수의 유속으로 자연 개방되고, 유속이 발생하지 않으면 자중으로 닫히도록 설치하는 것이다.
상기 썰물 발전장치(200)는, 터빈축(11)이 한 방향으로 회전하도록 밀물 발전장치(100)를 180°회전시킨 상태로 설치하는 것이며, 양쪽으로 블레이드(20)의 폭을 결정하도록 설치하는 안내 가이드(70a)의 사이에는 유속안내 상부 가이드(30a)와 유속안내 하부 가이드(40a)를 고정볼트(73a)로 양쪽에서 고정하는 것이다.
상기 유속안내 상부 가이드(30a)의 중앙 하측에는 외경으로 일정한 간격에 회전하면서 물에 의해 자연적으로 펼쳐지거나 접혀지는 블레이드(20)를 다수 개 설치한 터빈(10)이 터빈축(11)에 의해 회전하도록 설치한다.
상기 터빈(10)은 양쪽의 터빈 가이드(15)와 일체형으로 고정되며, 안내 가이드(70)의 내부에 회전 가능하도록 결합하는 것이다.
상기 유속안내 하부 가이드(40a)의 전방에는 밀물의 해수가 터빈(10)으로 유입되는 양 및 유속을 제어하는 조절 게이트(50a)를 설치하는 것이다.
상기 유속안내 상부 가이드(30a)는 하측이 유선형으로 형성된 가이드 상부 안내부(31a)를 형성하여 하측으로 해수의 흐름이 정상적으로 이루어지도록 하며, 하측 전방에는 유속 안내부(32a)가 유선형으로 형성되고, 상기 유속 안내부(32a)의 좌측 선단에는 호상으로 블레이드 안내부(33a)가 설치되어 터빈(10)이 회전하며 블레이드(20)가 접히도록 설치된 후 상기 블레이드 안내부(33a)의 좌측 선단에는 배수공간(45a)이 형성되도록 수평상태의 상부 배수부(34a)를 형성하는 것이다.
상기 유속안내 하부 가이드(40a)는 전방에 조절 게이트(50a)가 게이트 회전축(54a)으로 연결되고 상측으로 해수가 유입되어 블레이드(20)를 회전시키는 발전 안내부(41a)를 호상으로 형성하며, 상기 발전 안내부(41a)의 좌측 선단에는 배수공간(45a)이 형성되도록 수평상태의 하부 배수부(42a)를 형성하고, 상기 조절 게이트(50a)의 좌측 선단에서 하측으로 유선형의 가이드 하부 안내부(43a)를 형성하여 해수의 흐름이 정상적으로 이루어지도록 형성하는 것이다.
상기 상부 배수부(34a)와 하부 배수부(42a)는 비교적 길게 형성하여 해류의 흐름이 충분하게 이루어지도록 배수공간(45a)을 제공하는 것이다.
상기 조절 게이트(50a)의 한 부분에는 게이트 축(51a)이 연결되는 실린더축(53a)이 돌출된 게이트 조절 실린더(52a)를 터빈축(11)에 연결하여 조절 게이트(50a)의 개폐 각도를 조절하여 터빈(10)으로 공급되는 해수의 양과 유속을 조절할 수 있도록 설치하는 것이다.
상기 터빈축(11)에는 감속기 또는 발전장치를 연결하여 터빈(10)의 회전력을 제공하여 발전이 이루어지도록 연결하는 것이다.
상기 안내 가이드(70a)의 좌측 선단인 후방 배수공간(45a)의 선단에는 배수공간(45a)을 개폐시키는 개방도어(71a)를 도어축(72a)으로 회전 가능하게 설치하여 유입되는 해수의 유속으로 자연 개방되고, 유속이 발생하지 않으면 닫히도록 설치하는 것이다.
도 7은 본 발명의 블레이드가 없는 터빈의 정면도이고, 도 8은 본 발명의 블레이드가 접힌 상태의 요부확대 정면도, 도 9는 본 발명의 블레이드가 펼쳐진 상태의 요부확대 정면도, 도 10은 본 발명의 터빈과 블레이드에 대한 결합상태 측면 단면도, 도 11은 본 발명의 터빈과 블레이드에 대한 결합상태 사시도를 나타낸 것이다.
밀물 발전장치(100)와 썰물 발전장치(200)에 설치하는 터빈(10)은 원형으로 이루어지며 일정한 간격에서 블레이드(20)가 접히면서 걸리지 않고 일정한 각도로 접히도록 하는 블레이드 홈(12)을 형성하고, 상기 블레이드 홈(12)의 일측에는 코너부분이 라운드 지게 형성되는 "┛"형태의 강성 보강홈(13)을 형성하는 것이다,
상기 터빈(10)에 형성한 강성 보강홈(13)에는 고정축(21)이 관통된 후 블레이드(20)가 회전 가능하게 결합하되;
상기 터빈(10)의 양쪽으로 설치한 터빈 커버(16)에 고정축(21)이 결합하여 고정 부싱(15)으로 연결되며, 상기 고정축(21)의 외경에는 유동 부싱(22)이 결합하여 블레이드(20)가 회전하도록 설치하고, 상기 강성 보강홈(13)은 블레이드(20)가 세워지는 경우 보강부(23)와 후방과 하측에서 일치되는 결합상태를 제공하도록 형성하는 것이다.
상기 고정 부싱(15)과 유동 부싱(22)은 소형의 경우에 적용하고, 상기 고정 부싱(15)과 유동 부싱(22)을 대신하여 고정축(21)에 베어링을 사용할 수 있는 것이다.
상기 터빈(10)은 블레이드 안내부(33, 33a)는 블레이드(20)가 접혀져 회전 이동하도록 좁게 형성되고, 발전 안내부(41, 41a)는 넓게 형성되어 유입되는 해수에 의해 블레이드(20)가 펼쳐지며 발전이 이루어지도록 설치하는 것이다.
[규칙 제91조에 의한 정정 19.02.2016]　
상기 블레이드(20)는 보강부(23)에서 수직으로 돌출되다가 선단에서 상측으로 유선형이 되도록 연결되고, 상기 보강부(23)에서 라운드형태로 연결된 후 블레이드 홈(12)과 일치하도록 수직으로 돌출되다가 상기 블레이드 홈(12)의 선단에서 하측으로 경사지게 형성되어, 외측 선단은 접힌 상태에서 블레이드 홈(12)의 외측으로 일부가 돌출되어 유속에 의해 회전하여 펼쳐지거나 블레이드 안내부(33, 33a)에 걸려 접혀지도록 설치하는 것이다.
상기 블레이드(20)의 폭과 높이 및 크기는 해수 및 설치 위치의 유속과 발전량에 따라 다양하게 설치할 수 있는 것은 물론이다.
상기 블레이드(20)가 펼쳐지는 위치로부터 해수가 방출되는 위치에 이르는 발전 안내부(41, 41a)가 같은 간격을 유지하며, 블레이드(20) 선단에서 발전 안내부(41, 41a)의 사이에 일정한 간격을 두는 공극을 통하여 속도수두를 만들어 다수의 블레이드(20)에 동일 압력을 발생시키도록 설치하는 것이다.
도 12는 본 발명의 밀물 발전장치를 부표에 적용한 상태를 나타낸 정면도이고, 도 13은 본 발명의 썰물 발전장치를 부표에 적용한 상태를 나타낸 정면도, 도 14는 본 발명의 밀물과 썰물 발전장치를 부표에 적용한 상태를 나타낸 측면도를 나타낸 것이다.
밀물 발전장치(100)와 썰물 발전장치(200)는 안내 가이드(70, 70a)의 하부 연결구(84, 84a)와 상부 연결구(83, 83a) 및 터빈축(11)에 부표 연결대(82, 82a)를 연결하고, 상기 부표 연결대(82, 82a)가 부표 연결구(81, 81a)에서 만나도록 한 후 상기 부표 연결구(81, 81a)에 부표(80, 80a)를 설치하여 해수에서 부력을 유지하며 밀물 발전장치(100)와 썰물 발전장치(200)를 해수에 잠수시킨 상태에서 발전이 이루어지도록 설치하는 것이다.
도 15는 본 발명의 밀물 발전장치를 바닥에 설치한 상태를 나타낸 정면도이고, 도 16은 본 발명의 썰물 발전장치를 바닥에 설치한 상태를 나타낸 정면도, 도 17은 본 발명의 밀물 발전장치를 바닥에 설치한 상태를 나타낸 다른 실시예의 정면도를 나타낸 것이다.
해수의 바닥에 콘크리트를 이용한 일정한 폭과 높이 및 길이로 이루어지는 콘크리트 베이스(60)를 설치하고, 상기 콘크리트 베이스(60)에 일정한 간격으로 높이조절 가이드(61, 62)를 설치한 후 높이조절 가이드(61, 62)의 상측에 바닥으로부터 일정한 높이를 유지하도록 양쪽에서 하부 연결축(35, 35a)으로 안내 가이드(70, 70a)를 연결함으로써 해수의 밀물과 썰물을 발전에 활용할 수 있도록 설치한다.
또 다른 실시예로 상기 안내 가이드(70)는 콘크리트 베이스(60)에 하측의 유속안내 하부 안내부(31)가 첩촉되어 고정되는 형태로 해수 바닥에 설치하되; 높이조절 가이드(61, 62)에서 하부 연결축(35, 35a)으로 높이가 조절되도록 설치하여 바닥면에서 발생하는 해수의 밀물을 발전에 활용할 수 있도록 설치하는 것이다.
이러한 구성으로 이루어진 해수의 밀물과 썰물을 이용한 수력 발전장치는, 밀물 발전장치(100)와 썰물 발전장치(200)를 교대로 설치하거나, 연속해서 설치하여 설치 위치에 따라 폭과 크기 및 설치 개수를 다양하게 조절할 수 있는 것이다.
우선, 밀물 발전장치(100)에 대하여 설명하면, 안내 가이드(70)의 사이에 유속안내 하부 가이드(30)를 설치하고, 상기 유속안내 하부 가이드(30)의 블레이드 안내부(33)에는 터빈(10)을 터빈축(11)으로 회전 가능하게 설치하며, 상기 안내 가이드(70)의 사이에 유속안내 상부 가이드(40)를 설치하는 것이다.
상기 유속안내 하부 가이드(30)와 유속안내 상부 가이드(40)의 설치 높이는 해수의 위치에 따라서 다양하게 설치할 수 있으며, 설치 위치와 폭에 따라서 직렬로 연속해서 다수 개를 설치하거나, 설치하는 위치 또한 현장 상황에 따라서 다양하게 설치하는 것이 가능하다.
본 발명을 빠른 속도로 해수가 흐르며, 조수간만의 차로 밀물과 썰물이 발생하는 해수는 유속이 발생하게 되며, 유속에 의한 발전의 효율이 나타나는 경우에는 연속해서 설치하는 것이 가능하므로 밀물과 썰물이 발생하는 해변 또는 유속이 빠르게 발생하는 여울목 등 친환경 에너지를 활용한 수력발전이 가능한 것이다.
본 발명은 바다에 설치한 상태에서 유속안내 하부 가이드(30)의 유속 안내부(32)에 따른 유선형 형태를 따라 물이 터빈(10)의 전방과 상측으로 안내되고, 유속안내 상부 가이드(40)의 전방에 설치한 조절 게이트(50)에 따라 물이 터빈(10)으로 공급되는 양을 조절하도록 유도 및 안내하는 것이다.
상기 조절 게이트(50)의 각도 조절을 통한 해수의 유속과 양을 조절하여 발전에 필요한 물의 양을 공급하게 되므로 고효율의 발전이 이루어지는 것이다.
상기 유속 안내부(32)와 조절 게이트(50)의 설치에 따른 물이 터빈(10)의 전방 상측으로 공급되면 유속에 따라 터빈(10)의 외경에서 선단이 노출되도록 설치한 블레이드(20)가 블레이드 홈(12)에 접혀진 상태에서 세워지게 된다.
블레이드(20)는 고정축(21)을 통하여 블레이드 홈(12)의 내부에 설치된 상태에서 부싱(22)을 통하여 회전 가능하도록 설치되어 있으므로 유속에 따라 회전하며 발전 안내부(41)의 내부에서 세워진 상태를 제공하고, 해수의 유속과 함께 블레이드(20)를 이동시키는 동력원이 발생하여 터빈(10)을 연속해서 회전시키는 회전동력원을 제공하는 것이다.
상기 블레이드(20)가 블레이드 홈(12)에서 세워지게 되면 보강부(23)와 강성 보강홈(12)이 "┛"형으로 코너부분이 라운드지게 일치된 상태를 제공하므로 보강부(23)는 강성 보강홈(12)의 후방과 내경 방향 등 2방향에서 일치된 상태를 제공하여 블레이드(20)에 유속으로 인하여 제공되는 하중이 작용하는 경우에도 안정되게 회전력을 제공할 수 있는 강성보강 효과를 제공하는 것이다.
즉, 블레이드(20)의 폭과 높이는 다양하게 적용하는 것이 가능하며, 터빈(10)의 외경에서 고정축(21)에 설치한 상태에서 부싱(22)을 통하여 회전 가능하도록 설치하고, 블레이드(20)의 폭을 넓게 하는 경우에는 보강부(23)의 넓은 폭과 강성 보강홈(13)의 넓은 폭에서 균일하게 분포되는 하중이 작용하게 되므로 블레이드(20)와 터빈(10)에 무리를 주지않고 발전할 수 있는 것이다.
더욱 상세하게는, 조절 게이트(50)의 각도를 조절함에 따라서 해수의 양을 조절하여 블레이드(20)에 가해지는 유속 및 압력을 조절함으로써 터빈(10)의 각속도를 높여 회전에너지를 극대화하여 고효율의 발전이 이루어지도록 하는 것이다.
상기 블레이드(20)와 터빈(10)은 재질에 따른 효율이 다양하게 나타나는 현상이 발생하지만, 비교적 가볍고 강한 금속재질을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 블레이드(20)는 발전 안내부(41)의 호상 형태를 지나면서 펼쳐져 유속으로 터빈(10)이 회전하는 동력원을 제공하게 되고, 발전 안내부(41)를 지나게 되면 블레이드 안내부(33)에 이르게 되면서 블레이드(20)의 회전방향에서 한 부분이 걸려 자연적으로 접혀져 블레이드 홈(12)에 접혀진 상태로 블레이드 안내부(33)를 통과하며 동력이 소모되지 않도록 터빈(10)과 함께 회전하는 것이다.
특히, 물의 유속과 블레이드(20)의 이동 방향이 일치되어 터빈(10)을 회전시키므로 높은 효율을 얻어 고효율의 발전이 이루어지도록 하며,
터빈(10)에 설치하는 블레이드(10)의 수 및 반경을 조절하여 동일 유속에서 각속도를 높여 고효율의 발전이 이루어지도록 하고,
블레이드(10) 선단과 발전 안내부(41) 사이에서 일정한 간격에 의한 속도수두를 만들어 발전 안내부(41)의 내부에서 펼쳐진 상태로 수압을 받는 블레이드(20)에 동일 압력을 발생시키게 되고 상기 블레이드(20)가 발전 안내부(41)에서 펼쳐진 상태로 2∼5개가 회전하면서 터빈축(11)에 펼쳐진 블레이드(20) 수에 상응하는 회전력을 발생시켜 고효율의 발전이 이루어지도록 하는 것이다.
상기 속도수두에 대하여 더욱 상세하게 설명하면, 상기 발전 안내부(41)는 터빈(10)의 외경과 일정 간격을 갖고 블레이드(20)가 펼쳐진 상태로 이동하며 발전 안내부(41)와 블레이드(20)의 끝단 간에 일정 간격을 유지하게 되므로 속도수두를 만들어 터빈(10)에 회전력을 주고 발전 안내부(41)의 내부 공간에서 각 블레이드(20)에 동일 유량과 압력을 제공하므로 하나의 블레이드(20)에 가해지는 유량과 유속을 통하여 발전 안내부(41)의 내부에 3개의 블레이드(20)가 펼쳐진 상태로 회전하는 경우에는 종래에 비하여 3배의 강한 회전력을 제공하여 고효율의 발전을 제공하는 것이다.
상기 발전 안내부(41)를 통과한 해수는 하부 배수부(34)와 상부 배수부(42)의 사이인 배수공간(45)을 통과한 후 유속이 개방도어(71)에 작용하면서 개방도어(71)는 도어축(72)을 중심으로 회전하며 개방되므로 해수는 빠져나가게 되며, 하부 배수부(34)와 상부 배수부(42)를 비교적 길게 형성하여 블레이드(20)를 통과한 물의 흐름 방향이 굴곡된 이후에도 일직선으로 흐르도록 하고, 배수공간(45)을 빠져나가는 해수가 외부의 유속 및 수압보다 크거나 같게 하여 외부로 쉽게 빠져나가도록 하는 것이다.
상기 배수공간(45)은 유속안내 하부 가이드(30)와 유속안내 상부 가이드(40)의 설치 위치에 따라서 높이를 조절할 수 있으므로, 해수 속에 잠수되도록 설치한 터빈(10)이 해수 속에서 가장 빠른 유속 및 수압을 이용할 수 있도록 하여 효율을 향상시킬 수 있는 것이다.
상기 유속안내 하부 가이드(30)는 유속 안내부(32)를 통하여 해수가 터빈(10) 방향에 정상적으로 공급되도록 안내하며, 가이드 하부 안내부(31)는 하측으로 흐르는 해수의 유속이 영향 없이 정상적으로 이동하도록 안내하는 것이다.
상기 유속안내 상부 가이드(40)는 가이드 상부 안내부(43)가 해수에 잠수된 상태에서 상측으로 이동하는 밀물의 유속이 영향 없이 정상적으로 이동하도록 안내하고, 조절 게이트(50)는 터빈(10)으로 공급되는 해수의 양 및 유속을 조절하여 최적의 발전상태를 유지하는 것이다.
상기 개방도어(71)는 밀물의 유속이 발생하지 않는 경우 유속에 의한 개방된 상태를 제공하지 못하므로 자연적으로 회전 이동하여 배수공간(45)을 닫아 차단하고, 썰물이 배수공간(45)으로 유입되는 것을 방지하는 것이다.
다음으로, 썰물 발전장치(200)에 대하여 설명하면, 안내 가이드(70a)의 사이에 유속안내 상부 가이드(30a)를 설치하고, 상기 유속안내 상부 가이드(30a)의 블레이드 안내부(33a)에는 터빈(10)을 터빈축(11)으로 회전 가능하게 설치하며, 상기 안내 가이드(70a)의 사이에 유속안내 하부 가이드(40a)를 설치하는 것이다.
썰물 발전장치(200)를 설치한 상태에서 유속안내 상부 가이드(30a)의 유속 안내부(32a)에 따른 유선형 형태를 따라 물이 터빈(10)의 전방과 상측으로 안내되고, 유속안내 하부 가이드(40a)의 전방에 설치한 조절 게이트(50a)에 따라 물이 터빈(10)으로 공급되는 양을 조절하도록 유도 및 안내하는 것이다.
상기 조절 게이트(50a)의 각도 조절을 통한 해수의 유속과 양을 조절하여 발전에 필요한 해수의 양을 공급하게 되므로 고효율의 발전이 이루어지는 것이다.
상기 유속 안내부(32a)와 조절 게이트(50a)의 설치에 따른 물이 터빈(10)의 전방 상측으로 공급되면 유속에 따라 터빈(10)의 외경에서 선단이 노출되도록 설치한 블레이드(20)가 블레이드 홈(12)에 접혀진 상태에서 세워지게 된다.
블레이드(20)는 고정축(21)을 통하여 블레이드 홈(12)의 내부에 설치된 상태에서 부싱(22)을 통하여 회전 가능하도록 설치되어 있으므로 유속에 따라 회전하며 발전 안내부(41)의 내부에서 세워진 상태를 제공하고, 해수의 유속과 함께 블레이드(20)를 이동시키는 동력원이 발생하여 터빈(10)을 연속해서 회전시키는 회전동력원을 제공하는 것이다.
상기 블레이드(20)가 블레이드 홈(12)에서 세워지게 되면 보강부(23)와 강성 보강홈(12)이 "┛"형으로 코너부분이 라운드지게 일치된 상태를 제공하므로 보강부(23)는 강성 보강홈(12)의 후방과 내경 방향 등 2방향에서 일치된 상태를 제공하여 블레이드(20)에 유속으로 인하여 제공되는 하중이 작용하는 경우에도 안정되게 회전력을 제공할 수 있는 강성보강 효과를 제공하는 것이다.
즉, 블레이드(20)의 폭과 높이는 다양하게 적용하는 것이 가능하며, 터빈(10)의 외경에서 고정축(21)에 설치한 상태에서 부싱(22)을 통하여 회전 가능하도록 설치하고, 블레이드(20)의 폭을 넓게 하는 경우에는 보강부(23)의 넓은 폭과 강성 보강홈(13)의 넓은 폭에서 균일하게 분포되는 하중이 작용하게 되므로 블레이드(20)와 터빈(10)에 무리를 주지 않고 발전할 수 있는 것이다.
더욱 상세하게는, 조절 게이트(50a)의 각도를 조절함에 따라서 해수의 양을 조절하여 블레이드(20)에 가해지는 유속 및 압력을 조절함으로써 터빈(10)의 각속도를 높여 회전에너지를 극대화하여 고효율의 발전이 이루어지도록 하는 것이다.
상기 블레이드(20)와 터빈(10)은 재질에 따른 효율이 다양하게 나타나는 현상이 발생하지만, 비교적 가볍고 강한 금속재질을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 블레이드(20)는 발전 안내부(41a)의 호상 형태를 지나면서 펼쳐져 유속으로 터빈(10)이 회전하는 동력원을 제공하게 되고, 발전 안내부(41a)를 지나게 되면 블레이드 안내부(33a)에 이르게 되면서 블레이드(20)의 회전방향에서 한 부분이 걸려 자연적으로 접혀져 블레이드 홈(12)에 접혀진 상태로 블레이드 안내부(33a)를 통과하며 동력이 소모되지 않도록 터빈(10)과 함께 회전하는 것이다.
상기 발전 안내부(41a)를 통과한 해수는 상부 배수부(34a)와 하부 배수부(42a)의 사이인 배수공간(45a)을 통과한 후 유속이 개방도어(71a)에 작용하면서 개방도어(71a)는 도어축(72a)을 중심으로 회전하며 개방되므로 해수는 빠져나가게 되며, 하부 배수부(34a)와 상부 배수부(42a)를 비교적 길게 형성하여 블레이드(20)를 통과한 해수의 흐름 방향이 굴곡된 이후에도 일직선으로 흐르도록 하고, 배수공간(45a)을 빠져나가는 해수가 외부의 유속 및 수압보다 크거나 같게 하여 외부로 쉽게 빠져나가도록 하는 것이다.
상기 배수공간(45a)은 유속안내 상부 가이드(30a)와 유속안내 하부 가이드(40a)의 설치 위치에 따라서 높이를 조절할 수 있으므로, 해수 속에 잠수되도록 설치한 터빈(10)이 해수 속에서 가장 빠른 유속 및 수압을 이용할 수 있도록 하여 효율을 향상시킬 수 있는 것이다.
상기 유속안내 상부 가이드(30a)는 유속 안내부(32a)를 통하여 해수가 터빈(10) 방향에 정상적으로 공급되도록 안내하며, 가이드 상부 안내부(31a)는 상측으로 흐르는 해수의 유속이 영향 없이 정상적으로 이동하도록 안내하는 것이다.
상기 유속안내 하부 가이드(40a)는 가이드 하부 안내부(43a)가 해수에 잠수된 상태에서 하측으로 이동하는 썰물의 유속이 영향 없이 정상적으로 이동하도록 안내하고, 조절 게이트(50a)는 터빈(10)으로 공급되는 해수의 양 및 유속을 조절하여 최적의 발전상태를 유지하는 것이다.
상기 개방도어(71a)는 배수공간(45a)으로 썰물의 유속이 발생하지 않는 경우 유속에 의한 개방된 상태를 제공하지 못하여 개방도어(71a)를 개방시킬 수 있는 힘이 제거되므로 배수공간(45a)을 닫아 차단하고, 밀물이 배수공간(45a)으로 유입되는 것을 방지하는 것이다.
상기 터빈축(11)은 밀물 발전장치(100)에서 밀물의 유속을 이용한 발전과, 썰물 발전장치(200)에서 썰물의 유속을 이용한 발전시에 한 방향으로 회전하면서 연속적인 발전이 이루어지는 것이다.
상기 조절 게이트(50, 50a)는 터빈축(11)에 설치한 게이트 조절 실린더(52, 52a)가 구동되어 실린더축(53, 53a)을 전진 및 후진 시킴에 따라서 조절 게이트(50, 50a)의 게이트축(51, 51a) 위치를 회전 이동시켜 게이트 회전축(54, 54a)을 기준으로 회전 이동하는 각도가 제어되며 상승하는 경우 해수가 유입되는 양을 증가시키고, 하강하는 경우 해수가 유입되는 양을 줄이는 방법으로 해수의 유입량을 제어함으로써 유속을 제어하여 터빈(10)이 최적의 효율을 내며 발전할 수 있도록 조절하는 것이다.
상기 터빈축(11)의 한쪽 선단에는 기어를 설치하여 얻어진 발전 동력을 원하는 장소로 공급할 수 있도록 하거나, 발전장치를 연결하여 전기를 발전한 후 원하는 곳으로 공급하는 것이 가능하다.
한편, 본 발명은 도 12 내지 도 14에 도시한 바와 같이 부표(80, 80a)의 부력을 이용하여 부표 연결구(81, 81a)에서 부표 연결대(82, 82a)를 상부 연결구(83, 83a)와 하부 연결구(84, 84a)에 연결함으로써 해수에 밀물 발전장치(100)와 썰물 발전장치(200)가 잠수된 상태에서 밀물과 썰물의 유속을 이용하여 발전하는 것이다.
또한, 본 발명은 도 15 내지 도 17에 도시한 바와 같이 바닥에 콘크리트 베이스(60)를 설치하여 일정한 간격에서 높이조절 가이드(61, 62)가 돌출되도록 설치한 후 하부 연결축(35, 35a)에 설치한 안내 가이드(70, 70a)를 통하여 밀물 발전장치(100)와 썰물 발전장치(200)를 설치함으로써 해수의 밀물과 썰물의 높이에 따른 설치 위치를 결정할 수 있으므로 밀물과 썰물을 이용하면서 발전에 필요한 최적의 유속 및 압력을 제공하며, 유속안내 상, 하부 가이드(40, 40a)의 전방에 설치하는 조절 게이트(50, 50a)는 게이트 조절 실린더(52, 52a)와 실린더축(53, 53a)의 제어에 따라 경사 각도가 조절되면서 물이 터빈(10)으로 진입되는 양을 조절할 수 있으므로 유속에 따라 조절 게이트(50, 50a)의 경사각도를 조절하여 유속이 느린 경우에는 물의 유입량을 늘려 유속 및 압력을 향상시켜 발전에 최적의 유속 및 압력을 제공하여 고효율의 발전이 이루어지도록 하는 것이다.
그리고 콘크리트 베이스(60)에 일치하도록 설치하는 경우, 바닥을 흐르는 유속을 이용하여 발전이 이루어지도록 하는 것으로, 콘크리트 베이스(60)의 상부 높이와 안내 가이드(70, 70a)의 내부에 설치한 유속 안내부(32)의 전방 높이가 일치되어 유속이 그대로 터빈(10)에 진입되도록 하며, 유속안내 상부 가이드(40)의 전방에 설치하는 조절 게이트(50)는 게이트 조절 실린더(52)와 실린더축(53)의 제어에 따라 경사 각도가 조절되면서 물이 터빈(10)으로 진입되는 양을 조절할 수 있으므로 유속에 따라 조절 게이트(50)의 경사각도를 조절하여 유속이 느린 경우에는 물의 유입량을 늘려 유속 및 압력을 향상시켜 발전에 최적의 유속 및 압력을 제공하여 고효율의 발전이 이루어지도록 하는 것이다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 제안된 상세한 내용은 기재된 내용에 한정되는 것이 아니라, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 다양하게 실시할 수 있음은 당연하며, 이러한 정도의 실시는 모두 특허법이 정하는 유사기술 범위를 벗어날 수 없을 것이다.
본 발명은 유속이 빠르게 이루어지는 해수의 밀물과 썰물을 이용하여 발전이 이루어지도록 하며, 조절 게이트로부터 해수의 공급량과 유속을 조절하여 효과적인 발전이 이루어지는 터빈을 설치함으로써 친환경 에너지를 활용한 밀물과 썰물 시에 동일 방향으로 지속적인 회전을 통하여 전력을 효율적으로 생산할 수 있도록 하는 매우 유용한 발명을 제공하는 것이다.

Claims (13)

  1. 안내 가이드(70)의 사이에 설치하며 상측의 유속 안내부(32) 선단에 블레이드 안내부(33)를 형성하는 유속안내 하부 가이드(30)와, 상기 유속안내 하부 가이드(30)에 터빈축(11)으로 설치하며 외경에서 일정한 간격에 형성되는 블레이드 홈(12)의 안쪽에 블레이드(20)의 보강부(23)가 2면에서 결합하는 강성 보감홈(13)을 설치하고, 상기 블레이드 홈(12)에 고정축(21)이 관통되도록 설치하는 터빈(10)과, 상기 블레이드 홈(12)에서 터빈(10)을 관통하는 고정축(21)에 연결하며 유속으로 펼쳐지며 터빈(10)을 회전시키는 블레이드(20)와, 상기 유속안내 하부 가이드(30)의 상측에서 안내 가이드(70)의 사이에 설치하고 터빈(10)의 외경에 블레이드(20)가 펼쳐지며 이동하는 발전 안내부(41)를 설치한 유속안내 상부 가이드(40)로 이루어지는 밀물 발전장치(100)와; 안내 가이드(70a)의 사이에 설치하며 하측의 유속 안내부(32a) 선단에 블레이드 안내부(33a)를 형성하는 유속안내 상부 가이드(30a)와, 상기 유속안내 상부 가이드(30a)에 터빈축(11)으로 설치하며 외경에서 일정한 간격에 형성되는 블레이드 홈(12)의 안쪽에 블레이드(20)의 보강부(23)가 2면에서 결합하는 강성 보감홈(13)을 설치하고, 상기 블레이드 홈(12)에 고정축(21)이 관통되도록 설치하는 터빈(10)과, 상기 블레이드 홈(12)에서 터빈(10)을 관통하는 고정축(21)에 연결하며 유속으로 펼쳐지며 터빈(10)을 회전시키는 블레이드(20)와, 상기 유속안내 상부 가이드(30a)의 하측에서 안내 가이드(70a)의 사이에 설치하고 터빈(10)의 외경에 블레이드(20)가 펼쳐지며 이동하는 발전 안내부(41a)를 설치한 유속안내 상부 가이드(40a)로 이루어지는 썰물 발전장치(200)로 구성된 해수의 밀물과 썰물을 이용한 수력 발전장치에 있어서,
    상기 유속안내 하부 가이드(30)는 하측이 유선형으로 형성된 가이드 하부 안내부(31)로 이루어지며, 전방 상측에 형성한 유속 안내부(32)의 선단에 터빈(10)이 설치되는 블레이드 안내부(33)를 설치하고, 상기 블레이드 안내부(33)의 선단에서 수평으로 배수공간(45)을 형성하는 하부 배수구(34)가 설치되며,
    상기 블레이드(20)는 고정축(21)이 관통되고 양쪽에서 부싱(22)으로 회전 가능하게 연결되며, 외측 선단이 블레이드 홈(12)에서 돌출되고, 강보 보강홈(13)과 2면에서 결합하는 보강부(23)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 해수의 밀물과 썰물을 이용한 수력 발전장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 안내 가이드(70, 70a)는 배수공간(45, 45a)의 선단에 설치한 개방도어(71, 71a)가 도어축(72, 72a)으로 개폐 가능하도록 연결하는 것을 특징으로 하는 해수의 밀물과 썰물을 이용한 수력 발전장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 터빈(10)은 블레이드 안내부(33, 33a)와 블레이드(20)가 접혀지도록 좁게 형성되며 발전 안내부(41, 41a)와 유속으로 펼쳐지도록 넓게 형성되고, 양쪽의 터빈 가이드(15)와 결합하여 안내 가이드(70)의 내부에서 회전 가능하게 설치하는 것을 특징으로 하는 해수의 밀물과 썰물을 이용한 수력 발전장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 유속안내 상부 가이드(40)는 터빈(10)의 외경으로 형성한 발전 안내부(41)의 선단에서 배수공간(45)을 형성하는 상부 배수부(42)가 수평으로 형성되며, 상측에는 유선형의 가이드 상부 안내부(43)를 형성하는 것을 특징으로 하는 해수의 밀물과 썰물을 이용한 수력 발전장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 유속안내 상부 가이드(40)와 유속안내 하부 가이드(40a)는 전방에 게이트 회전축(54, 54a)으로 각도가 조절되어 터빈(10)으로 공급되는 해수의 공급량을 제어하는 조절 게이트(50, 50a)를 더 설치하는 것을 특징으로 하는 해수의 밀물과 썰물을 이용한 수력 발전장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 조절 게이트(50, 50a)는 전방에서 게이트축(51, 51a)과 연결되는 실린더축(53, 53a)이 게이트 조절 실린더(52, 52a)를 통하여 터빈축(11)에 연결되어 각도가 조절되도록 설치하는 것을 특징으로 하는 해수의 밀물과 썰물을 이용한 수력 발전장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 유속안내 상부 가이드(30a)는 상측이 유선형으로 형성된 가이드 상부 안내부(31a)로 이루어지며, 전방 하측에 형성한 유속 안내부(32a)의 선단에 터빈(10)이 설치되는 블레이드 안내부(33a)를 설치하고, 상기 블레이드 안내부(33a)의 선단에서 수평으로 배수공간(45a)을 형성하는 상부 배수구(34a)가 설치되는 것을 특징으로 하는 해수의 밀물과 썰물을 이용한 수력 발전장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 유속안내 하부 가이드(40a)는 터빈(10)의 외경으로 형성한 발전 안내부(41a)의 선단에서 배수공간(45a)을 형성하는 하부 배수부(42a)가 수평으로 형성되며, 하측에는 유선형의 가이드 하부 안내부(43a)를 형성하는 것을 특징으로 하는 해수의 밀물과 썰물을 이용한 수력 발전장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 안내 가이드(70, 70a)는 사이에 유속안내 상, 하부 가이드(30, 30a)와 유속안내 상, 하부 가이드(40, 40a)가 설치되며, 터빈(10)의 양쪽에 돌출된 터빈 커버(16)가 회전 가능하게 결합하고, 터빈축(11)이 관통되어 회전하도록 설치하는 것을 특징으로 하는 해수의 밀물과 썰물을 이용한 수력 발전장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 발전 안내부(41, 41a)는 터빈(10)의 외경과 일정 간격을 갖고 블레이드(20)가 펼쳐진 상태로 이동하며 발전 안내부(41, 41a)와 블레이드(20) 끝단 간에 일정 간격으로 속도수구를 만들어 터빈(10)에 회전력을 주고 발전 안내부(41, 41a)의 내부 공간에서 각 블레이드(20)에 동일 유량과 압력을 발생시키도록 설치하는 것을 특징으로 하는 해수의 밀물과 썰물을 이용한 수력 발전장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 터빈(10)은 양쪽으로 터빈 커버(16)를 결합하고, 블레이드(20)를 관통하는 고정축(21)을 상기 터빈 커버(16)에 결합한 후 블레이드(20)에 있는 고정축(21)에 유동 부싱(22)을 결합하며 터빈 커버(16)에 있는 고정축(21)에 고정 부싱(15)을 결합하는 것을 특징으로 하는 해수의 밀물과 썰물을 이용한 수력 발전장치.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 밀물 발전장치(100)와 썰물 발전장치(200)는 부표(80, 80a)의 양쪽으로 형성된 부표 연결구(81, 81a)에 부표 연결대(82, 82a)를 연결하고, 상기 부표 연결대(82, 82a)를 상부 연결구(83, 83a)와 하부 연결구(84, 84a)에 연결되어 해수에 부표(80, 80a)가 떠 있는 상태로 설치하는 것을 특징으로 하는 해수의 밀물과 썰물을 이용한 수력 발전장치.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 밀물 발전장치(100)는 높이조절 가이드(61, 62)에 하부 연결축(35, 35a)으로 연결되어 있는 콘크리트 베이스(60)와 맞닿아 바닥에 설치하거나 하측으로 해수가 흐르도록 떠 있게 높이를 조절하는 것을 특징으로 하는 해수의 밀물과 썰물을 이용한 수력 발전장치.
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