KR101357391B1 - 파력발전기 - Google Patents

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KR101357391B1
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기동환
윤영돈
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Abstract

본 발명은 파력발전기에 관한 것으로서, 수심이 얕은 해안가 등에 설치된 상태에서 밀물과 썰물에 의해 보다 높은 효율로 전기를 발생시킬 있을 뿐만 아니라 그 구조가 간단하여 제조비용이 크게 절감될 수 있고, 특히, 복수의 블레이드가 밀물 및 썰물의 흐름방향에 따라 원활히 펼쳐질 수 있어 전기발생량이 저하될 우려가 없는 효과가 있다.

Description

파력발전기{GENERATOR USING FORCE OF WAVE}
본 발명은 수심이 얕은 해안가 등에 설치된 상태에서 밀물과 썰물에 의해 보다 높은 효율로 전기를 발생시킬 있을 뿐만 아니라 그 구조가 간단하여 제조비용이 크게 절감될 수 있고, 특히, 복수의 블레이드가 밀물 및 썰물의 흐름방향에 따라 원활히 펼쳐질 수 있어 전기발생량이 저하될 우려가 없는 파력발전기에 관한 것이다.
일반적으로, 발전시스템은 전기를 발생시키는 장치로서, 작동매개수단에 의해 화력발전기, 수력발전기, 원자력발전기, 풍력발전기 및 조력발전기 등으로 분류된다.
종래의 전기는 화력발전기나 원자력발전기에 의해서 대부분이 생산되나 이러한 발전기들은 천연자원을 이용하여 전기를 생산하므로 그 사용에는 한계가 있으며, 이러한 발전기는 환경을 저해하는 물질을 배출시킴으로, 그 사용이 제한되어야 한다.
따라서, 최근에는 해류나 파력 등의 자연력을 이용하는 발전기의 개발에 힘을 기울이고 있다.
이 중 해류발전기는 해저면에 지지된 안짱다리 플랫포옴과 이 플랫포옴에 다수의 터빈을 해류의 움직임에 따라 반응하게 설치하여 발전하도록 한 것이다.
그러나, 상기한 해류 발전기는 안짱다리 플랫포옴을 세우고 터빈을 설치해야 함으로, 해저면에 시공하기가 어려운 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 최근에는 밀물의 경우 뿐만 아니라 썰물의 경우에도 전력의 생산이 가능할 뿐만 아니라 해저면에도 시공이 용이한 밀물과 썰물을 이용한 파력발전시스템이 제안된 바 있다.
그러나, 상기 파력발전시스템의 경우 밀물 및 썰물의 흐름방향에 따라 회전되는 블레이드가 밀물 및 썰물의 흐름방향에 따라 원활히 펼쳐지지 않아 전기발생량이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 수심이 얕은 해안가 등에 설치된 상태에서 밀물과 썰물에 의해 보다 높은 효율로 전기를 발생시킬 있을 뿐만 아니라 그 구조가 간단하여 제조비용이 크게 절감될 수 있고, 특히, 복수의 블레이드가 밀물 및 썰물의 흐름방향에 따라 원활히 펼쳐질 수 있어 전기발생량이 저하될 우려가 없는 파력발전기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 프레임과; 상기 프레임의 일측과 상기 프레임의 타측에 각각 축결합되는 일측 회전체 및 타측 회전체로 구성되는 회전체와; 상기 회전체의 일측 회전체와 타측 회전체에 감겨지는 회전부재와; 상기 회전부재에 일정간격으로 구비되도록 하측이 상기 회전부재에 축결합되는 복수의 블레이드와; 복수의 상기 블레이드 사이마다 위치하도록 복수의 상기 블레이드 중 어느 하나의 상기 블레이드에 하측이 연결되고, 상측이 어느 하나의 상기 블레이드와 인접한 다른 상기 블레이드의 상측에 연결되는 연결부재와; 상기 회전체와 축결합되는 발전기;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 파력발전기를 제공한다.
여기서, 상기 회전부재는 체인으로 이루어지는 것이 바람직하다.
또는, 상기 회전부재는 벨트로 이루어지는 것이 바람직하다.
나아가, 상기 회전부재의 장력을 조절하는 장력조절부재가 구비되는 것이 바람직하다.
특히, 상기 연결부재의 하측은 복수의 상기 블레이드 중 어느 하나의 상기 블레이드의 하측과 상측 사이의 표면 부위에 연결되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 연결부재는 와이어로 이루어지는 것이 바람직하다.
또는, 상기 연결부재는 체인으로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명은 수심이 얕은 해안가 등에 설치된 상태에서 밀물과 썰물에 의해 보다 높은 효율로 전기를 발생시킬 있을 뿐만 아니라 그 구조가 간단하여 제조비용이 크게 절감될 수 있고, 특히, 복수의 블레이드가 밀물 및 썰물의 흐름방향에 따라 원활히 펼쳐질 수 있어 전기발생량이 저하될 우려가 없는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예인 파력발전기를 개략적으로 나타내는 정면도이고,
도 2는 블레이드를 확대한 일부확대정면도이고,
도 3은 도 1의 A - A선에 따른 단면도이고,
도 4는 도 1의 장력조절부를 확대한 일부확대단면도이고,
도 5 및 도 6은 도 1의 회전체의 회전상태를 개략적으로 나타내는 정면도이고,
도 7은 본 발명의 다른 실시예인 파력발전기를 개략적으로 나타내는 평면도이고,
도 8은 도 7의 B - B선에 따른 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 물론 본 발명의 권리범위는 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진자에 의하여 다양하게 변형 실시될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예인 파력발전기를 개략적으로 나타내는 정면도이고, 도 2는 블레이드(40)를 확대한 일부확대정면도이고, 도 3은 도 1의 A - A선에 따른 단면도이다.
본 발명의 일실시예인 파력발전기는 도 1 내지 도 3에서 보는 바와 같이 프레임(10), 회전체(20), 회전부재(30), 복수의 블레이드(40), 연결부재(50) 및 발전기(60)를 포함하여 이루어진다.
먼저, 상기 프레임(10)은 장방형 형상 등으로 형성될 수 있다.
상기 프레임(10)은 수심이 얕은 해안가 등에 일정높이로 설치될 수 있다.
일예로, 상기 프레임(10)의 하부면이 수심이 얕은 해안가 등의 지면과 마주본 상태로 상기 프레임(10)은 수심이 얕은 해안가 등의 지면과 직교를 이룬 상태로 수직으로 세워질 수 있다.
상기 프레임(10)의 하부면 일측과 상기 프레임(10)의 하부면 타측에는 상기 프레임(10)의 하부방향으로 일정길이로 수직연장되는 다리부(110)가 각각 형성될 수 있고, 상기 다리부(110)의 하측은 수심이 얕은 해안가 등의 지면에 일정깊이로 삽입고정될 수 있다.
다음으로, 상기 회전체(20)는 도 1에서 보는 바와 같이 일측 회전체(210)와 타측 회전체(220)로 구성된다.
상기 일측 회전체(210)의 중심축(211)은 상기 프레임(10)의 전면 일측에 정역회전가능하게 베어링결합될 수 있다.
상기 타측 회전체(220)의 중심축(221)은 상기 프레임(10)의 전면 타측에 정역회전가능하게 베어링결합될 수 있다.
다음으로, 상기 회전부재(30)의 일측은 상기 일측 회전체(210)의 외주면에 감겨지고, 상기 회전부재(30)의 타측은 상기 타측 회전체(220)의 외주면에 감겨진다.
상기 회전부재(30)의 표면에는 상기 회전부재(30)의 외부방향으로 돌출되는 돌출편(310)이 일정간격으로 형성될 수 있다.
상기 회전체(20)는 풀리, 타이밍 기어, 스프로켓 등으로 이루어질 수 있다.
상기 회전체(20)가 풀리로 이루어질 경우, 상기 회전부재(30)는 풀리로 이루어지는 상기 회전체(20)의 외주면에 감겨지는 일반 벨트로 이루어질 수 있고,
상기 회전체(20)가 타이밍 기어로 이루어질 경우, 상기 회전부재(30)는 타이밍 기어로 이루어지는 상기 회전체(20)의 외주면에 감겨지는 타이밍 벨트로 이루어질 수 있고,
상기 회전체(20)가 스프로켓으로 이루어질 경우, 상기 회전부재(30)는 스프로켓으로 이루어지는 상기 회전체(20)의 외주면에 감겨지는 체인으로 이루어질 수 있다.
상기 회전체(20)와 상기 회전부재(30) 사이의 슬립현상방지를 위해 특히, 상기 회전체(20)는 타이밍 기어로 이루어지고, 상기 회전부재(30)는 타이밍 기어로 이루어지는 상기 회전체(20)의 외주면에 감겨지는 타이밍 벨트로 이루어지는 것이 바람직하다.
다음으로, 상기 복수의 블레이드(40)가 상기 회전부재(30)의 표면에 일정간격으로 구비되도록 상기 복수의 블레이드(40)의 하측은 도 2에서 보는 바와 같이 상기 회전부재(30)의 돌출편(310)과 상기 복수의 블레이드(40)의 하측을 각각 관통하는 연결축(410)에 의해 상기 회전부재(30)와 결합될 수 있다.
상기 회전부재(30)의 상측에 위치하는 복수의 상기 블레이드(40)는 상기 프레임(10)의 일측에서 상기 프레임(10)의 타측방향으로 볼록한 호형상으로 형성될 수 있다.
상기 회전부재(30)의 하측에 위치하는 복수의 상기 블레이드(40)는 상기 프레임(10)의 타측에서 상기 프레임(10)의 일측방향으로 볼록한 호형상으로 형성될 수 있다.
복수의 상기 블레이드(40)의 하측을 기준으로 복수의 상기 블레이드(40)의 상측은 밀물과 썰물에 의해 상기 회전부재(30)방향으로 회전이동하면서 하강하여 접혀질 수 있고,
또한, 복수의 상기 블레이드(40)의 상측은 밀물과 썰물에 의해 상기 회전부재(30)의 외부방향으로 회전이동하면서 상승하여 펼쳐질 수 있다.(도 5 및 도 6 참조.)
다음으로, 상기 연결부재(50)는 복수의 상기 블레이드(40) 사이마다 위치할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 연결부재(50)는 와이어, 체인 등으로 이루어질 수 있다.
상기 연결부재(50)의 하측은 복수의 상기 블레이드(40) 중 어느 하나의 상기 블레이드(40)의 전면에 연결고정될 수 있다.
상기 연결부재(50)의 상측은 어느 하나의 상기 블레이드(40)와 인접한 다른 상기 블레이드(40)의 전면 상측에 연결고정될 수 있다.
상기 연결부재(50)의 하측은 복수의 상기 블레이드(40) 중 어느 하나의 상기 블레이드(40)의 전면 하측과 어느 하나의 상기 블레이드(40)의 전면 상측 사이의 표면 부위에 연결고정될 수 있다.
특히, 복수의 상기 블레이드(40)가 밀물과 썰물에 의해 원활하게 펼쳐질 수 있도록 상기 연결부재(50)는 하측에서 상측으로 갈수록 상기 타측 회전체(220)의 상부방향으로 상향경사질 수 있다.
이를 위해, 상기 연결부재(50)의 하측은 복수의 상기 블레이드(40) 중 어느 하나의 상기 블레이드(40)의 연결축(410)의 상부방향에 위치하도록 어느 하나의 상기 블레이드(40)의 전면 하측에 연결고정될 수 있다.
도 4는 도 1의 장력조절부(70)를 확대한 일부확대단면도이다.
다음으로, 도 1에서 보는 바와 같이 상기 회전부재(30)의 상측 중간부에는 상기 회전부재(30)의 장력을 조절하기 위한 장력조절부재(70)가 구비될 수 있다.
상기 장력조절부재(70)는 상기 회전부재(30)의 상측 중간부에 구비되는 공지된 텐션장치로 이루어지거나, 도 4에서 보는 바와 같이 크게, 회전관(710), 일측축(720) 및 타측축(730)으로 구성될 수 있다.
상기 회전관(710)은 상기 회전부재(30)의 상측 중간부에 수평구비될 수 있다.
상기 일측축(720)의 일측은 상기 회전부재(30)의 상측 중간부 일측에 일체연결될 수 있다.
상기 일측축(720)의 타측은 상기 회전관(710)의 일측 내부에 나사결합될 수 있다.
상기 타측축(730)의 일측은 상기 회전관(710)의 타측 내부에 나사결합될 수 있다.
상기 타측축(730)의 타측은 상기 회전부재(30)의 상측 중간부 타측에 일체연결될 수 있다.
상기 일측축(720)과 상기 타측축(730)의 외주면에는 서로 대칭을 이루는 나사선이 형성될 수 있다.
작업자가 상기 회전관(710)을 정방향으로 회전시킬 시 상기 일측축(720)과 상기 타측축(730)은 상기 회전관(710)의 양측 내부에서 상기 회전관(710)의 양측 외부방향으로 각각 인출될 수 있고, 이로 인해 상기 회전부재(30)가 느슨해질 수 있게 된다.
작업자가 상기 회전관(710)을 역방향으로 회전시킬 시 상기 일측축(720)과 상기 타측축(730)은 상기 회전관(710)의 양측 외부에서 상기 회전관(710)의 양측 내부방향으로 각각 인입될 수 있고, 이로 인해 상기 회전부재(30)가 팽팽해질 수 있게 된다.
도 5 및 도 6은 도 1의 회전체(20)의 회전상태를 개략적으로 나타내는 정면도이다.
상기 프레임(10)의 일측에서 상기 프레임(10)의 타측방향으로 흐르는 밀물의 경우, 도 5에서 보는 바와 같이 상기 회전부재(30)의 상부에 위치한 복수의 상기 블레이드(40)는 밀물로 인해 상기 회전부재(30)의 외부방향으로 펼쳐지게 됨과 더불어 상기 연결부재(50)는 팽창되고,
상기 회전부재(30)의 하부에 위치한 복수의 상기 블레이드(40)는 밀물로 인해 상기 회전부재(30) 방향으로 접혀짐과 더불어 상기 연결부재(50)는 수축되며, 상기 회전체(20)와 상기 회전부재(30)는 정방향으로 회전하게 된다.
상기 프레임(10)의 타측에서 상기 프레임(10)의 일측방향으로 흐르는 썰물의 경우, 도 6에서 보는 바와 같이 상기 회전부재(30)의 상부에 위치한 복수의 상기 블레이드(40)는 썰물로 인해 상기 회전부재(30)방향으로 접혀짐과 더불어 상기 연결부재(50)는 수축되고,
상기 회전부재(30)의 하부에 위치한 복수의 상기 블레이드(40)는 썰물로 인해 상기 회전부재(30)의 외부방향으로 펼쳐짐과 더불어 상기 연결부재(50)는 팽창되며, 상기 회전체(20)와 상기 회전부재(30)는 정방향으로 회전하게 된다.
다음으로, 도 3에서 보는 바와 같이 상기 발전기(60)의 축(601)이 상기 회전체(20)의 일측 회전체(210)의 중심축(211) 또는 타측 회전체(220)의 중심축(221)과 결합된 상태로 상기 발전기(60)는 상기 프레임(10)의 후면 일측 또는 상기 프레임(10)의 후면 타측에 볼트고정된 상태로 구비될 수 있다.
상기 발전기(60)의 축(601)은 상기 일측 회전체(210) 또는 상기 타측 회전체(220)를 따라 정방향으로 회전하게 되고, 이때 상기 발전기(60)는 전기를 발생시키게 된다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예인 파력발전기를 개략적으로 나타내는 평면도이고, 도 8은 도 7의 B - B선에 따른 단면도이다.
다음으로, 본 발명의 다른 실시예인 파력발전기는 일실시예와 동일하게 도 7 및 도 8에서 보는 바와 같이 상기 프레임(10), 회전체(20), 회전부재(30), 복수의 블레이드(40), 연결부재(50) 및 발전기(60)를 포함하여 구성되되,
상기 프레임(10)의 후면이 수심이 얕은 해안가 등의 지면과 마주본 상태로 상기 프레임(10)은 수심이 얕은 해안가 등의 지면과 나란히 평행을 이룬 상태로 수평으로 눕혀질 수 있다.
그리고, 상기 다리부(110)는 상기 프레임(10)의 후면 일측과 상기 프레임(10)의 후면 타측에 각각 수직형성될 수 있다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명은 수심이 얕은 해안가 등에 설치된 상태에서 밀물과 썰물에 의해 보다 높은 효율로 전기를 발생시킬 있을 뿐만 아니라 그 구조가 간단하여 제조비용이 크게 절감될 수 있고, 특히, 복수의 블레이드(40)가 밀물 및 썰물의 흐름방향에 따라 원활히 펼쳐질 수 있어 전기발생량이 저하될 우려가 없는 이점이 있다.
10; 프레임, 20; 회전체,
30; 회전부재, 40; 블레이드,
50; 연결부재, 60; 발전기.

Claims (7)

  1. 프레임(10)과;
    상기 프레임(10)의 일측과 상기 프레임(10)의 타측에 각각 축결합되는 일측 회전체(210) 및 타측 회전체(220)로 구성되는 회전체(20)와;
    상기 회전체(20)의 일측 회전체(210)와 타측 회전체(220)에 감겨지는 회전부재(30)와;
    상기 회전부재(30)에 일정간격으로 구비되도록 하측이 상기 회전부재(30)에 축결합되고, 하측을 기준으로 상측이 밀물과 썰물에 의해 각각 상기 회전부재(30) 방향으로 회전이동하여 접힘 및 상기 회전부재(30) 외부방향으로 회전이동하여 펼쳐지는 복수의 블레이드(40)와;
    복수의 상기 블레이드(40) 사이마다 위치하도록 복수의 상기 블레이드(40) 중 어느 하나의 상기 블레이드(40)에 하측이 연결되고, 상측이 어느 하나의 상기 블레이드(40)와 인접한 다른 상기 블레이드(40)의 상측에 연결되는 연결부재(50)와;
    상기 회전체(20)와 축결합되는 발전기(60);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 파력발전기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 회전부재(30)는 체인으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 파력발전기.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 회전부재(30)는 벨트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 파력발전기.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 회전부재(30)의 장력을 조절하는 장력조절부재(70)가 구비되는 것을 특징으로 하는 파력발전기.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 연결부재(50)의 하측은 복수의 상기 블레이드(40) 중 어느 하나의 상기 블레이드(40)의 하측과 상측 사이의 표면 부위에 연결되는 것을 특징으로 하는 파력발전기.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 연결부재(50)는 와이어로 이루어지는 것을 특징으로 하는 파력발전기.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 연결부재(50)는 체인으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 파력발전기.
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