KR200170429Y1 - 파력·풍력 겸용 발전기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 자연적으로 발생되는 파도의 힘과 바람의 힘을 이용하여 발전하는 파력·풍력 겸용 발전기에 관한 것이다.

본 고안에 따르면, 프레임(7)과 이 프레임(7)에 수직 설치되어 구동모터(19)에 의해 동시에 회전되는 한 쌍의 나사축(9, 10)과 이 나사축(9, 10)에 각각 결합되어 나사축(9, 10)의 회전에 따라 동일하게 승강되는 한 쌍의 승강대(23)와 이 승강대(23)에 각각 장착된 브라켓(41) 수평으로 설치되는 브라켓(41)에 연결되는 회전축(37) 및 이 회전축(37)에 장착되어 파도에 의해 회전하는 수차(39)와 결합되어 수직 설치되며, 상기 회전축(37)에 구동적으로 연결된 구동축(45)과 이 구동축 (45)에 연결된 발전기(53)를 포함하여 구성되며, 상기 프레임(7)은 해저에 고정된 베이스(13), 상기수차(39)의 하측이 수중에 잠기도록 설치되며, 풍력에 의하여 회전되는 풍차(60)에 바람의 방향 전환하는 날개(68)에 의해 회동하는 회동판(65), 회동 중심을 관통하여 회전 가능하게 결합되는 회전축(37-3), 풍력의 힘과 파력의 힘을 연결하여 주는 원웨이 클러치(55)(55-3), 파력과 풍력을 겸용 발전기가 제공된다.

Description

파력·풍력 겸용 발전기{wave-power wind-power combined use generator}

본 고안은 파력 발전과 풍력 발전 겸용 발전에 관한 것으로써 보다 상세하게는 자연적으로 발생되는 파도의 힘을 이용하여 바람의 힘을 합한 파력·풍력을 같이 활용하는 발전에 관한 것이다.

요즈음에 들어 개발되고 있는 파력 발전기는 파도의 힘을 이용하여 발전하는 것으로 공해가 없는 새로운 대체 에너지로 인식되고 있다.

이러한 파력 발전기는 수면에 띄우고 파도에 의해 부이가 승강되거나 전후 이동되는 힘을 이용하여 발전하는 방식이나, 해안선을 따라 방파제를 설치하고, 이 방파제에 부딪히는 파도의 힘을 이용하여 발전을 하는 방식 등 다양한 종류가 연구되고 있으나, 이러한 종래의 파력 발전기는 파고의 높이에 적절히 대응하지 못하여 효율이 낮은 문제점이 있었다.

또한, 파도가 친 후, 다음 번 파도가 밀려올 때까지 발전할 수 없으므로 발전이 간헐적으로 이루어지며, 따라서, 안정적인 전기의 공급이 어려운 문제점이 있었다.

본 고안은 99특허출원번호 14421번을 개량한 것으로 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 바람에 의한 파고의 변화에 적절히 대응할 수 있으며, 연속적으로 발전을 하여 안정적으로 전기를 공급할 수 있으며, 또한, 바람의 힘까지 이용할 수 있으므로 효율을 극대화시킬 수 있는 파력 및 풍력 발전기를 제공하는 것이다.

도 1은 본 고안에 따른 파력·풍력 발전기의 정면 구성도

도 2는 상기 실시 예의 평면 구성도

도 3은 상기 파력·풍력 발전기를 도시한 배면도

도 4는 상기 파력·풍력 발전기의 설치 상태를 도시한 측면도

도 5는 상기 파력·풍력 발전기의 설치 상태를 도시한 평면도

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

7. 프레임 4, 5. 나사축

13. 베이스 23. 승강대

19. 구동모터 37. 회전축

39. 수차 45, 45-3. 구동축

47, 49. 베벨기어 55, 55-3. 원웨이 클러치

53. 발전기 65. 회동판

68. 방향지시 날개

본 고안에 따르면 프레임(7)과 이 프레임(7)에 수직 설치되어 구동모터(19)에 의해 동시에 회전하는 한 쌍의 나사축(9, 10)과 이 나사축(9, 10)에 각각 결합되어 나사축(9, 10)의 회전에 따라 동일하게 승강되는 한 쌍의 승강대(23)와 이 승강대(23)에 회전 가능하게 장착되어 수평 설치되는 회전축(37) 및 회전축(37)에 장착되어 파도에 의해 회전되는 수차(39)에 결합된 회전축(37)에 구동적으로 연결된 구동축(45)과 이 구동축 (45)에 연결된 발전기(53), 상기 바람의 힘에 의해 회전하는 풍차(60), 풍차(60)의 회전력을 전달하는 회전축(37-3), 이 회전축(37-3)의 바람의 힘과 파도의 힘을 연결하여 주는 원웨이 클러치(55-3)를 포함하여 구성되며, 상기 프레임(7)은 해저에 고정된 베이스(13)에 고정되며, 상기 수차(39)의 하측이 수중에 잠기도록 설치되는 것을 특징으로 하는 파력·풍력 겸용 발전기가 된다.

본 고안의 다른 특징에 따르면, 상기 구동축(45)에는 베벨기어(47)가 스프라인결합되어 승강 가능하게 장착되며, 이 베벨기어(47)가 상기 회전축(37)의 단부에 결합된 베벨기어(49)에 치합되어, 상기 승강대(23) 및 회전축(37)의 승강시에도 회전축(37)과 구동축(45)을 상호 구동적으로 연결되며, 바람의 방향에 따라 회전하는 회동판(65), 바람의 방향이 이동하면 바람의 방향과 일정한 각도를 유지시켜주는 방향지시·날개(68), 회동판(65) 위에 풍차(60)를 장착되는 것을 특징으로 한다.

이하 본 고안의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

도 1내지 도 4는 본 고안에 따른 파력·풍력 겸용 발전기를 도시한 것으로, 상호 연속적으로 연결되는 다수개의 프레임(7)에는 나사축(9, 10)이 회전가능하게 수직 설치되며, 이 나사축(9, 10)은 상기 프레임(7)의 상면에 설치된 회전축(11)에 연결된다. 상기 프레임(7)은 도 1 및 도 4에 도시한 바와 같이 해저면에 고정된 베이스(13)에 프레임(7)과 베이스(13)에 연결 장착되어 그 상단이 수면 위로 노출되도록 설치된다. 상기 회전축(11)은 상기 프레임(7)의 상면에 장착된 구동 모터(19)에 연결된 것으로, 그 중간부에 장착된 베벨기어(21)로 상기 나사축(9, 10)과 연결된다. 따라서, 상기 구동모터(19)를 회전시키면 프레임(7)에 장착된 나사축(9, 10)이 동시에 회동한다.

그리고, 프레임(7)의 나사축(9, 10)에는 나사축(9, 10)의 회전에 따라 상호 동일하게 승강되는 한 쌍의 승강대(23)가 각각 결합되며, 이 승강대(23)에는 브라켓(41)이 각각 부착되며, 이 브라켓(41)에는 회전축(37)이 장착된다. 이 회전축(37)은 그 중간부에 파도에 의해 회전되는 수차(39)는 회전축(37)의 방사방향으로 다수개의 블레이드(43)를 장착하여 물레방아 형태로 구성된 것으로 이 블레이드(43) 하측에 파도가 부딪히면 그 반발력에 의해 회전된다. 상기 수차(39)의 구조는 전술한 물레방아 형태로 한정되지 않고, 제작자의 의도에 따라 다양하게 변화할 수 있다.

따라서, 상기 구동모터(19)를 작동시켜 나사축(9, 10)을 회전시키면, 승강대(23)가 동시에 승강됨에 따라 상기 회전축(37) 및 이 회전축(37)에 장착된 수차(39)가 승강된다. 상기 회전축(37)에 구동적으로 연결되어 회전축(37)에 의해 회전되는 구동축(45)이 장착된다. 이 구동축(45) 외주면에는 베벨기어(47)가 스프라인 결합되어, 승강 가능하게 장착된 것으로 이 베벨기어(47)가 상기 회전축(37)의 단부에 결합된 베벨기어(49)에 치합되어 회전축(37)과 연결된다. 따라서, 상기 회전축(37)이 승강될 때, 구동축(45)에 결합된 베벨기어(47)가 회전축(37)과 같이 승강되며, 회전축(37)의 구동력을 구동축(45)에 전달하여 구동축(45)을 회전시킬 수 있다.

그리고, 상기 프레임(7)의 상면에는 상기 구동축(45)에 연결되어 회전되는 연결축(51)이 장착되며, 이 연결축(51)의 단부에는 발전기(53)가 연결된다. 이 연결축(51)은 그 중간부에 다수개의 원웨이 클러치(55)가 장착되며, 이 원웨이 클러치(55)가 각 프레임(7)에 장착된 구동축(45)에 베벨기어(57)로 연결되어 하나의 연결축(51)으로 모든 프레임(7)에 동시에 연결되도록 구성된다. 상기 원웨이 클러치(55)는 구동축(45)의 회전력을 상기 연결축(51)에 전달하고, 연결축(51)의 회전력은 구동축(45)에 전달하지 않도록 된 것으로 상기 베벨기어(57)와 원웨이 클러치(55)를 통해 각 프레임(7)에 장착된 구동축(45)의 회전을 연결축(51)에 전달하여 발전기(53)를 구동시키며, 바람의 이동방향에 따라 일정한 방향을 유지시켜주는 방향지시날개(68), 이 날개(68)의 방향에 따라 회동되는 회동판(65)이 회동판(65)에 각각 브라켓(42-3)설치한 브라켓(42-3)에는 회전축(37-3)이 장착된다. 이 회전축(37-3)에 풍차(60) 설치, 바람의 힘에 의해 구동되는 풍차(60)의 회전력을 전달하는 회전축(37-3)에 장착된 베벨기어(63)이 베벨기어(63)에 전달된 회전력을 회동판(65)의 중앙에 관통 설치된 구동축(45-3)에 전달되는 회전력을 연결축(51)에 설치된 원웨이 클러치(55-3)에 결합되어 파력의 회전력과 풍력의 힘을 연결축(51)에 전달하여 발전기(53)를 구동시킨다. 풍차(60)와 날개(68)의 구조 및 부착 방향은 제작자의 의도에 따라 다양하게 변화시킬 수 있다.

이와 같이 구성된 파력·풍력 발전기는 도 5에 도시한 바와 같이 화살표 방향으로 진행되는 파도가 각 프레임(7)에 장착된 수차(39)에 순차적으로 닿도록 상기 프레임(7)이 파도의 진향 방향과 편차를 이루도록 설치된다. 따라서, 파도에 의해 각 프레임(7)의 수차(39)가 순차적으로 회전되어 상기 발전기(53)를 구동시키므로 발전이 연속적으로 이루어져 전기를 안정적으로 공급할 수 있는 장점이 있다. 또한, 파도의 높이에 따라 상기 구동모터(19)를 작동시켜 수차(39)를 승강시킴으로써 수차(39)의 높이를 조절할 수 있으므로 파고의 변화에 적절히 대응할 수 있어서 효율을 높일 수 있는 장점이 있다. 특히, 상기 원웨이 클러치(55)(55-3)에 의해 연결축(51)의 구동력이 구동축(45)(45-3)에 전달되는 것을 방지할 수 있으므로 파도가 지나가 회전을 멈춘 구동축(45)(45-3)이 다른 구동축(45)(45-3)의 회전력이 손실되는 것을 방지할 수 있는 특징이 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면 프레임에 설치된 수차를 승강 작용을 가능하게 장착하여, 이 수차를 이용하여 발전할 수 있도록 구성함으로써 바람에 의한 파고의 변화에 적절히 대응할 수 있으며, 풍차를 이용하여 풍력을 활용함으로써 99특허출원번호 14421 파력발전기는 수심이 깊은 곳에 설치 목적으로 발명되었고, 상기의 고안은 좀 더 수심이 낮은 곳에서도 설치 가능하게 고안됨에 따라 발전의 효율을 극대화시킬 수 있으며, 안정적으로 전기를 공급할 수 있도록 된 새로운 구조의 파력·풍력 발전기를 제공할 수 있다.

Claims (1)

1. 프레임(7)과 이 프레임(7)에 수직 설치되어 구동모터(19)에 의해 동시에 회동하는 한 쌍의 나사축(9, 10)에 각각 결합되어 나사축(9, 10)의 회전에 따라 동일하게 승강되는 한 쌍의 승강대(23), 이 승강대(23)에 각각 장착되어 수평 설치되는 회전축(37) 및 이 회전축(37)에 장착되어 파도에 의해 회전되는 수차(39), 상기 승강대(23)을 관통하여 회전 가능하게 결합되어 수직 설치되며, 상기 회전축(37)에 구동적으로 연결된 구동축(45)과 이 구동축(45)에는 베벨기어(47)가 스프라인 결합되어 승강 가능하게 장착되며, 이 베벨기어(47)가 상기 회전축(37)의 단부에 결합된 베벨기어(49)에 치합되어 상기 승강대(23) 및 회전축(37)의 승강시에도 회전축(37)과 구동축(45)을 상호 구동적으로 연결되며, 구동축(45)에 연결된 발전기(53)를 포함하여 구성되며, 상기 프레임(7)은 해저에 고정된 베이스(13)에 연결된 프레임(7)에 장착되어 상기 수차(39)의 하단부가 수중에 잠기도록 설치되며, 바람의 힘에 회전되는 풍차(60)에 연결된 회전축(37-3), 회전되는 회전축(37-3)에 베벨기어(63)가 치합되며, 바람의 방향에 따라 일정한 각도를 유지시켜주는 방향지시날개(68)의 방향에 따라 날개(68)의 이동됨에 따라 회동되는 회동판(65), 회동되는 회동판(65)의 상부에 풍차(60)와 브라켓(42-3) 및 회전축(37-3)이 장착되어 회동판(65)의 중앙에 관통하여, 구동축(45-3)의 회전력을 연결축(51)에 장착된 원웨이 클러치(55-3)에 회전력을 전달하여, 원웨이 클러치(55-3)의 회전력을 파력과 풍력을 발전기(53)에 전달하는 파력·풍력 겸용 발전기를 특징으로 하는 발전기