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1. WO2020111360 - SYSTÈME DE PRODUCTION D'ÉNERGIE HOULOMOTRICE À COLONNE D'EAU OSCILLANTE AYANT UNE FONCTION DE COMMANDE DE DÉBIT

Document

명세서

발명의 명칭

기술분야

1  

배경기술

2   3   4   5   6   7   8   9   10  

발명의 상세한 설명

기술적 과제

11   12  

과제 해결 수단

13   14   15   16   17   18   19  

발명의 효과

20   21   22  

도면의 간단한 설명

23   24   25   26  

발명의 실시를 위한 최선의 형태

27   28   29   30   31   32   33   34   35   36   37   38   39   40   41   42   43   44   45   46   47   48   49   50   51   52   53   54   55   56   57   58   59   60   61   62   63   64   65   66   67   68   69   70   71   72   73   74   75   76   77  

산업상 이용가능성

78  

청구범위

1   2   3   4   5   6   7  

도면

1   2   3   4  

명세서

발명의 명칭 : 유량제어 기능을 갖는 진동수주형 파력발전 시스템

기술분야

[1]
본 발명은 유량제어 기능을 갖는 진동수주형 파력발전 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 진동수주형 파력발전 시스템에 있어서 터빈의 정격용량을 유지하기 위하여 터빈을 회전시키는 공기의 유량을 제어하는 유량제어 기능을 갖는 진동수주형 파력발전 시스템에 관한 것이다.

배경기술

[2]
일반적으로 파력 에너지는 태양 에너지나 풍력 에너지 등에 비하여 예측이 가능하여 전력망을 이용하여 급송할 수 있다는 점에서 수익성이 높다. 이러한 파력에너지를 이용한 발전기 중 진동수주형 파력발전은 구조가 간단하고 방파제 등 기존의 구조물과 복합 이용이 용이하여 국내외적으로 널리 개발하고 있는 추세이다.
[3]
진동수주형 파력발전 시스템은 파랑에너지를 공기의 유동에너지로 변환하고, 공기의 유동에너지를 이용하여 터빈 등의 회전을 통한 기계적 에너지로 변환하고, 기계적 에너지를 전기에너지로 변환하여 전력을 생산한다.
[4]
이러한 진동수주형 파력발전 시스템은 파랑에너지의 편차에 따라 터빈으로 이동되는 공기의 유량에 변하므로 전력 생산량이 불규칙한 문제점이 있고, 파랑에 의한 파고, 파주기 등에 따른 변화에 따라 안정적으로 정격용량의 전력을 생산하기 어렵다는 문제점이 있다.
[5]
위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 종래 진동수주형 파력발전 시스템에 관한 기술로, 대한민국 등록특허 제10-1085907호에서는 공기챔버의 일측을 이동시키면서 내부 부피를 가변시켜 공기챔버 내부에서 유동하는 공기나 해수의 부피을 조절함으로써 파랑에 의한 파고나 파주기 등의 변화에 관계없이 안정적으로 동력을 발생시킬 수 있는 진동수주형 파력발전장치가 개시된다. 또한, 대한민국 등록특허 제10-1871249호에서는 래크기어와 피니언기어를 통해 해수가 유입되는 챔버스커트의 일측을 상하로 이동시키면서 유입되는 해수의 유량을 조절하는 구조가 개시된다.
[6]
그러나 위와 같은 종래기술은 초기 설치비용과 공사기간이 증가하는 단점과 유지관리가 어렵다는 문제점이 있다.
[7]
[선행기술문헌]
[8]
[특허문헌]
[9]
대한민국등록특허 제10-1085907호
[10]
대한민국등록특허 제10-1871249호

발명의 상세한 설명

기술적 과제

[11]
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로, 생산되는 전력의 정격유지가 용이한 동시에 설치비용의 감소와 공사 기간의 단축이 가능한 유량제어 기능을 갖는 진동수주형 파력발전 시스템을 제공한다.
[12]
또한, 오작동 시 교체가 편리하고 유지관리가 용이한 유량제어 기능을 갖는 진동수주형 파력발전 시스템을 제공한다.

과제 해결 수단

[13]
해상의 파랑에 의해 발생된 공기 유동을 이용하여 전력을 생산하는 진동수주형 파력발전 시스템에 있어서, 일측에 구비된 해수유입구를 통해 내부에 해수가 유입 또는 배출되는 진동수주챔버, 진동수주챔버의 내부와 연결되고 해수의 유입 또는 배출에 따라 공기가 유동되는 공기유동로, 공기유동로의 내부에 구비되며 공기의 유동에 따라 회전되면서 전력을 생산하는 터빈, 공기유동로의 내부에 구비되며 공기의 유동 정도를 조절하는 유량제어덕트 및 유량제어덕트의 작동을 제어하는 제어부를 포함하고, 유량제어덕트는, 내부관로를 형성하는 내부관, 내부관의 외측 둘레를 감싸도록 구비되며 내부관으로부터 이격되어 외부관로를 형성하는 외부관 및 외부관로에 구비되며 제어부의 신호에 따라 개폐여부가 결정되는 제어밸브를 포함한다.
[14]
또한, 터빈은 내부관의 중심선 상에 배치될 수 있다.
[15]
또한, 제어부는, 터빈의 RPM에 대한 정보를 입력받고, 터빈의 RPM이 설정된 범위 이상인 경우 제어밸브를 개방시키고, 터빈의 RPM이 설정된 범위 이하인 경우 제어밸브를 폐쇄시킬 수 있다.
[16]
또한, 제어밸브는 내부관의 외측 둘레를 따라 복수가 구비되고, 제어부는 복수의 제어밸브를 각각 독립적으로 개폐시킬 수 있다.
[17]
또한, 제어부는, 터빈의 RPM에 따라 복수의 제어밸브 중 개방되는 제어밸브의 비율을 차등적으로 조절할 수 있다.
[18]
또한, 내부관은 진동수주챔버에서 터빈의 방향으로 점차 내부 직경이 감소할 수 있다.
[19]
또한, 내부관로에 구비되며 제어부의 신호에 따라 개폐 정도가 결정되는 보조밸브를 더 포함할 수 있다.

발명의 효과

[20]
본 발명의 일실시예에 따르면 공기의 유동 정도가 조절되므로 터빈에서 생산되는 전력의 정격용량을 유지하기 용이하다.
[21]
또한, 제어부를 통하여 터빈의 RPM에 대한 정보를 기반으로 제어밸브 등의 개폐정도가 조절되므로 자동적으로 설정된 전력 생산량을 유지할 수 있는 장점이 있다.
[22]
또한, 터빈의 RPM 피크 값을 낮추는 효과가 있으므로 터빈의 내구성 향상을 기대할 수 있다.

도면의 간단한 설명

[23]
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동수주형 파력발전 시스템을 나타낸 개략도이다.
[24]
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유량제어덕트의 동작 상태를 나타낸 사시도이다.
[25]
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부를 나타낸 블록도이다.
[26]
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유량제어덕트를 나타낸 예시도이다.

발명의 실시를 위한 최선의 형태

[27]
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
[28]
본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
[29]
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
[30]
[31]
이하, 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.
[32]
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동수주형 파력발전 시스템을 나타낸 개략도이다.
[33]
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 파력발전 시스템은 해상에서 발생되는 파랑의 왕복운동에 따라 공기를 유동시켜 터빈(400)을 발전시키는 시스템으로, 해저에 지지되거나 방파제 등의 구조물에 지지된 상태로 파랑에너지를 터빈의 회전에 따른 기계에너지로, 기계에너지를 전기에너지로 변환시킨다.
[34]
본 발명의 일 실시예에 따른 유량제어 기능을 갖는 진동수주형 파력발전 시스템은 해상의 파랑에 의해 발생된 공기 유동을 이용하여 전력을 생산하는 진동수주형 파력발전 시스템에 있어서, 일측에 구비된 해수유입구(110)를 통해 내부에 해수가 유입 또는 배출되는 진동수주챔버(100), 상기 진동수주챔버(100)의 내부와 연결되고 해수의 유입 또는 배출에 따라 공기가 유동되는 공기유동로(200), 상기 공기유동로(200) 내부에 구비되며 상기 공기유동로(200)를 통한 공기의 유동에 따라 회전되면서 전력을 생산하는 터빈(400), 상기 공기유동로(200)의 내부에 구비되며 공기의 유동 정도를 조절하는 유량제어덕트(300) 및 상기 유량제어덕트(300)의 작동을 제어하는 제어부(500)를 포함한다.
[35]
상기 진동수주챔버(100)는 일측에 개구된 해수유입구(110)가 구비되며, 진동수주챔버(100)의 내부는 공기와 해수로 점유된다. 파랑에 의해 상기 해수유입구(110)로 해수가 유입 또는 배출되면서 진동수주챔버(100) 내부의 해수 수위는 가변된다. 해수 수위가 가변됨에 따라 진동수주챔버(100) 내부에서 해수의 상부에 위치한 공기가 유동된다. 상기 진동수주챔버(100)의 형상과 소재 및 구조는 파랑에 의해 내부에 위치된 공기를 유동시킬 수 있다면 특별히 제한되지 않는다.
[36]
상기 공기유동로(200)는 상기 진동수주챔버(100)의 내부와 연결된 공기가 유동하는 공간으로, 상기 해수유입구(110)보다 상부에 위치하는 것이 바람직하다. 상기 공기유동로(200)는 일측이 상기 진동수주챔버(100) 내부와 연통되고 타측이 외부와 연통되어 파랑에 의해 진동수주챔버(100) 내부의 공기가 공기유동로(200)를 통과하면서 외부로 이동되거나 외부의 공기가 진동수주챔버(100) 내부로 이동할 수 있다. 위와 같은 공기의 이동은 상기 터빈(400)을 회전시키면서 전력을 발생시킨다.
[37]
상기 터빈(400)은 다양한 종류가 이용될 수 있으며, 본 발명의 요지를 흐리지 않기 위하여 상세한 설명은 생략한다.
[38]
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유량제어덕트(300)의 동작 상태를 나타낸 사시도이다. 도 2의 (a)는 제어밸브(322)가 닫힌 상태를 나타내고, 도 2의 (b)는 제어밸브(322)가 열린 상태를 나타낸다.
[39]
도 2를 참조하면, 본 발명의 공기유동로(200)에는 공기의 유동 정도를 조절하는 유량제어덕트(300)가 구비된다. 상기 유량제어덕트(300)는 상기 공기유동로(200)를 통한 공기의 이동을 차단하도록 배치되어 상기 진동수주챔버(100) 내부에 위치된 공기는 상기 유량제어덕트(300)를 통해서만 이동하는 것이 바람직하다.
[40]
본 발명에서 상기 유량제어덕트(300)는 이중관 형상을 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 유량제어덕트(300)는 내부관로(311)를 형성하는 내부관(310), 상기 내부관(310)의 외측 둘레를 감싸도록 구비되며 상기 내부관(310)으로부터 이격되어 외부관로(321)를 형성하는 외부관(320) 및 상기 외부관로(321)에 구비되며 상기 제어부(500)의 신호에 따라 개폐여부가 결정되는 제어밸브(322)를 포함할 수 있다.
[41]
상기 내부관(310)의 내부에 형성된 내부관로(311)와, 상기 내부관(310)과 외부관(320) 사이에 형성된 외부관로(321)로 공기가 이동되며, 상기 내부관로(311)와 상기 외부관로(321)는 서로 차단될 수 있다. 구체적으로, 예를 들어 상기 유량제어덕트(300)는 얇은 판 형상으로 상기 공기유동로(200)의 일측에 기립된 상태로 설치되며, 상기 내부관로(311)를 형성하는 내부관(310)은 상기 유량제어덕트(300)와 동심을 이루도록 구비되고 상기 외부관로(321)를 형성하는 외부관(320)은 상기 내부관(310)과 동심을 이루도록 구비될 수 있다. 이 경우 상기 내부관(310)과 외부관(320)은 링 형상을 가질 수 있다. 또한, 다른 예를 들어 상기 내부관(310)과 외부관(320)은 원통형상으로 상기 유량제어덕트(300)와 동심을 이루도록 배치되고 상기 내부관로(311)를 이동하는 공기와 외부관로(321)를 이동하는 공기는 서로 차단될 수 있다.
[42]
본 발명에서는 위와 같이 내부관로(311)와 외부관로(321)를 별도로 구획함으로써 내부관로(311)를 통과하는 공기 및/또는 외부관로(321)를 통과하는 공기의 유량을 조절하여 터빈(400)으로부터 생산되는 전력을 정격용량으로 유지한다.
[43]
본 발명의 일 실시예에서 상기 터빈(400)은 상기 내부관(310)의 중심선 상에 배치될 수 있다. 이 경우 상기 내부관로(311)를 통과하는 공기는 상기 터빈(400)의 회전에 보다 큰 영향력을 끼치고, 상기 외부관로(321)를 통과하는 공기는 상기 터빈(400)의 회전에 보다 작은 영향력을 끼친다. 즉, 외부관로(321)를 통과하는 공기의 유량 조절에 따라 상기 터빈(400)의 RPM을 조절하여 생산되는 전력의 정격용량을 유지할 수 있다.
[44]
상기 외부관로(321) 또는 외부관(320)에는 제어밸브(322)가 구비되며, 상기 제어밸브(322)는 외부관로(321)를 통과하는 공기의 유량을 조절한다. 상기 제어밸브(322)가 개방되는 경우 외부관로(321)를 통해 공기가 이동할 수 있으나 폐쇄되는 경우 공기는 내부관로(311)만을 통과한다.
[45]
상기 제어밸브(322)는 상기 외부관로(321)를 차단한 상태에서 개폐정도가 조절되는 스로틀밸브(throttle valve)의 방식이 적용될 수 있고, 상기 제어밸브(322)의 개폐는 제어부(500)의 개폐신호에 따라 동작될 수 있다.
[46]
또한, 상기 제어밸브(322)는 복수일 수 있으며, 복수의 제어밸브(322)는 상기 유량제어덕트(300)의 중심을 기준으로 방사상으로 배치될 수 있다. 즉, 상기 제어밸브(322)는 상기 내부관(310)의 외측 둘레를 따라 복수가 구비될 수 있다. 이 경우 상기 복수의 제어밸브(322)는 각각 독립적으로 개폐정도가 조절되며, 상기 제어부(500)는 상기 복수의 제어밸브(322)를 각각 독립적으로 개폐시키는 개폐신호를 발생시킬 수 있다.
[47]
상기 제어밸브(322)는 본 발명의 제어부(500)에 의해 개폐 정도가 조절될 수 있다. 상기 제어부(500)는 상기 제어밸브(322), 터빈(400) 등과 유선 또는 무선으로 연결될 수 있으며, 개폐신호를 상기 제어밸브(322)로 송신한다. 상기 제어부(500)는 상기 제어밸브(322), 터빈(400) 등과 통신 가능하다면 공기유동로(200) 외부에 구비되어도 무방하다.
[48]
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(500)를 나타낸 블록도이다.
[49]
[50]
*도 3을 참조하여 상기 제어부(500)를 통한 공기 유량제어에 대하여 구체적으로 설명하면, 예를 들어, 상기 제어부(500)는 상기 터빈(400)의 RPM에 대한 정보를 입력받고, 상기 터빈(400)의 RPM이 설정된 범위 이상인 경우 상기 제어밸브(322)를 개방시키고, 상기 터빈(400)의 RPM이 상기 설정된 범위 이하인 경우 상기 제어밸브(322)를 폐쇄시킬 수 있다. 이 경우 상기 터빈(400)의 RPM이 설정된 범위 이상인 경우 상기 터빈(400)을 통한 전력 생산이 과도한 상태이므로 상기 제어밸브(322)를 개방시켜 내부관로(311)와 외부관로(321)를 통해 공기를 유동시켜 터빈(400)의 RPM을 낮추고, 상기 터빈(400)의 RPM이 설정된 범위 이하인 경우 상기 터번을 통한 전력 생산이 과소한 상태이므로 상기 제어밸브(322)를 폐쇄시켜 내부관로(311)로만 공기를 유동시켜 터빈(400)의 RPM을 높이는 메커니즘이 적용된다.
[51]
또한, 상기 제어부(500)는 상기 제어밸브(322)의 개폐정도를 단계적으로 조절할 수 있는데, 예를 들어 상기 제어부(500)는 상기 터빈(400)의 RPM을 순차적으로 높아지는 1부터 N까지의 설정된 구간으로 나누고, N부터 1까지의 구간에 해당되는 RPM에 따라 상기 제어밸브(322)를 완전 개방에서 완전 폐쇄까지 단계적으로 개방 정도를 조절할 수 있다.
[52]
다른 예를 들어, 상기 제어부(500)는 상기 터빈(400)의 RPM에 따라 상기 복수의 제어밸브(322) 중 개방되는 제어밸브(322)의 비율을 차등적으로 조절할 수 있다. 구체적으로, 상기 터빈(400)의 RPM이 1부터 N까지 설정된 구간으로 나뉘는 경우를 가정하면 상기 제어밸브(322)는 N부터 1까지의 구간에 해당되는 RPM에 따라 상기 복수의 제어밸브(322)들 중 개방되거나 폐쇄되는 제어밸브(322)의 개수를 단계적으로 조절한다.
[53]
위와 같은 메커니즘을 적용할 경우 터빈(400)의 RPM에 따라 자동적으로 제어밸브(322)를 조절하여 요구되는 정격용량을 유지하기 더욱 용이한 장점이 있다.
[54]
본 발명의 일 실시예에서 상기 내부관로(311)에는 상기 제어부(500)로부터 개폐신호를 전달받아 개폐정도가 조절되는 보조밸브(312)가 구비될 수 있다. 상기 보조밸브(312)는 상기 제어밸브(322)와 동일한 구조일 수 있으며. 상기 제어밸브(322)와 독립적으로 개폐정도가 조절된다. 예를 들어, 경우 상기 제어부(500)는 상기 제어밸브(322)를 폐쇄시키고 상기 보조밸브(312)의 개방 비율을 낮춰 보조밸브(312)를 통과하는 공기의 이동속도를 더욱 빠르게 하여 상기 터빈(400)의 RPM을 높일 수 있고, 이와 반대로 제어밸브(322)와 보조밸브(312)를 모두 개방하여 상기 터빈(400)의 RPM을 낮출 수 있다.
[55]
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유량제어덕트(300)를 나타낸 예시도이다.
[56]
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서 상기 내부관(310)은 상기 진동수주챔버(100)에서 상기 터빈(400)의 방향으로 점차 내부 직경이 감소할 있다. 상기 내부관(310)의 직경이 감소함에 따라 상기 내부관로(311)의 단면적은 상기 터빈(400)의 방향으로 진행할수록 점진적으로 작아지는데, 이에 따라 상기 진동수주챔버(100)에서 터빈(400)의 방향으로 이동하는 공기는 압축되어 상기 터빈(400)의 전력 생산량을 높일 수 있다.
[57]
또한, 상기 외부관(320)은 상기 진동수주챔버(100)에서 상기 터빈(400)의 방향으로 점차 내부 직경이 증가할 수 있다. 이 경우 상기 외부관로(321)의 단면적은 상기 터빈(400)의 방향으로 진행할수록 점진적으로 커지게 된다.
[58]
위와 같은 형상을 갖는 외부관(320)은 상기 제어밸브(322)를 개방시켰을 때 제어밸브(322)를 통과하는 공기가 외부관로(321)의 단면적이 증가함에 따라 진동수주챔버(100)에서 터빈(400)의 방향으로 이동할 때 팽창하므로 과도한 RPM이 측정되었을 대 설정된 RPM으로 낮추기 더욱 용이하다.
[59]
상술한 내부관(310)이 터빈(400)의 방향으로 점차 내부 직경이 감소되는 구조와 외부관(320)이 터빈(400)의 방향으로 점차 내부 직경이 증가하는 구조는 동시에 적용될 수 있다.
[60]
본 발명에서 상기 유량제어덕트(300)는 복수일 수 있으며, 하나의 유량제어덕트(300)가 상기 진동수주챔버(100)의 방향으로 배치되는 경우 다른 하나의 유량제어덕트(300)는 외부의 방향에 배치될 수 있다. 이 경우 상기 복수의 유량제어덕트(300) 사이에 상기 터빈(400)이 위치되며 상기 진동수주챔버(100)에서 공기유동로(200)로 이동되는 공기는 진동수주챔버(100)의 방향에 배치된 유량제어덕트(300)를 통해 조절하고, 외부에서 공기유동로(200)로 이동하는 공기는 외부 방향에 배치된 유량제어덕트(300)를 통해 조절된다.
[61]
예를 들어, 터빈(400)의 RPM을 높이고자 할 때 진동수주챔버(100)에서 터빈(400)의 방향으로 공기가 이동하는 경우 진동수주챔버(100)의 방향으로 배치된 유량제어덕트(300)의 제어밸브(322)를 폐쇄시키기고 보조밸브(312)를 개방시킨 상태에서 외부 방향으로 배치된 유량제어덕트(300)의 제어밸브(322)와 보조밸브(312)를 모두 개방시키고, 외부에서 터빈(400)의 방향으로 공기가 이동하는 경우 외부 방향으로 배치된 유량제어덕트(300)의 제어밸브(322)를 폐쇄시키고 보조밸브(312)를 개방시킨 상태에서 진동수주챔버(100)의 방향으로 배치된 유량제어덕트(300)의 제어밸브(322)와 보조밸브(312)를 개방시킬 수 있다.
[62]
상기 복수의 유량제어덕트(300)를 통하여 공기 유량을 조절하는 경우 상기 제어부(500)는 진동수주챔버(100)의 내부 수위가 높아지는 경우 상기 진동수주챔버(100)의 방향으로 배치된 유량제어덕트(300)와 상기 외부 방향으로 배치된 유량제어덕트(300)를 각각 조절함으로써 정격용량의 전력 생산이 더욱 용이해진다.
[63]
또한, 도면에 도시되진 않았으나 본 발명의 일 실시예에서 상기 복수의 유량제어덕트(300)는 내부관(310)끼리 서로 연결되거나 외부관(320)끼리 서로 연결될 수 있다. 상기 내부관(310)끼리 서로 연결된 복수의 유량제어덕트(300)는 서로 연결된 내부관로(311)를 통해 이동하는 공기에 의해서만 터빈(400)이 회전하여 전력을 생산한다.
[64]
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 유량제어덕트(300)를 이용한 공기의 유량 제어는 파랑에너지의 편차에 관계없이 터빈(400)의 설정된 전력 생산 용량을 유지할 수 있으며, 과도하게 터빈(400)의 RPM이 높아지거나 낮아지는 것을 방지하여 터빈(400)의 내구성 향상을 기대할 수 있다.
[65]
[부호의 설명]
[66]
100 : 진동수주챔버
[67]
110 : 해수유입구
[68]
200 : 공기유동로
[69]
300 : 유량제어덕트
[70]
310 : 내부관
[71]
311 : 내부관로
[72]
312 : 보조밸브
[73]
320 : 외부관
[74]
321 : 외부관로
[75]
322 : 제어밸브
[76]
400 : 터빈
[77]
500 : 제어부

산업상 이용가능성

[78]
본 발명에 따르면 가변적인 파랑에너지에도 불구하고 안정적으로 전력을 생산할 수 있으며, 터빈의 RPM에 따라 공기의 이동 경로를 조절하여 터빈의 내구성을 향상시키는 동시에 적정 수준의 전력을 지속적으로 생산할 수 있으며, 현재 사용되고 있는 진동수주형 파력발전 구조에 즉각 적용시킬 수 있는 장점이 있다.

청구범위

[청구항 1]
해상의 파랑에 의해 발생된 공기 유동을 이용하여 전력을 생산하는 진동수주형 파력발전 시스템에 있어서, 일측에 구비된 해수유입구를 통해 내부에 해수가 유입 또는 배출되는 진동수주챔버; 상기 진동수주챔버의 내부와 연결되고 해수의 유입 또는 배출에 따라 공기가 유동되는 공기유동로; 상기 공기유동로 내부에 구비되며 상기 공기유동로를 통한 공기의 유동에 따라 회전되면서 전력을 생산하는 터빈; 상기 공기유동로의 내부에 구비되며 공기의 유동 정도를 조절하는 유량제어덕트; 및 상기 유량제어덕트의 작동을 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 유량제어덕트는, 내부관로를 형성하는 내부관; 상기 내부관의 외측 둘레를 감싸도록 구비되며 상기 내부관으로부터 이격되어 외부관로를 형성하는 외부관; 및 상기 외부관로에 구비되며 상기 제어부의 신호에 따라 개폐여부가 결정되는 제어밸브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유량제어 기능을 갖는 진동수주형 파력발전 시스템.
[청구항 2]
제 1항에 있어서, 상기 터빈은 상기 내부관의 중심선 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 유량제어 기능을 갖는 진동수주형 파력발전 시스템.
[청구항 3]
제 1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 터빈의 RPM에 대한 정보를 입력받고, 상기 터빈의 RPM이 설정된 범위 이상인 경우 상기 제어밸브를 개방시키고, 상기 터빈의 RPM이 상기 설정된 범위 이하인 경우 상기 제어밸브를 폐쇄시키는 것을 특징으로 하는 유량제어 기능을 갖는 진동수주형 파력발전 시스템.
[청구항 4]
제 3항에 있어서, 상기 제어밸브는 상기 내부관의 외측 둘레를 따라 복수가 구비되고, 상기 제어부는 상기 복수의 제어밸브를 각각 독립적으로 개폐시키는 것을 특징으로 하는 유량제어 기능을 갖는 진동수주형 파력발전 시스템.
[청구항 5]
제 4항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 터빈의 RPM에 따라 상기 복수의 제어밸브 중 개방되는 제어밸브의 비율을 차등적으로 조절하는 것을 특징으로 하는 유량제어 기능을 갖는 진동수주형 파력발전 시스템.
[청구항 6]
제 2항에 있어서, 상기 내부관은 상기 진동수주챔버에서 상기 터빈의 방향으로 점차 내부 직경이 감소하는 것을 특징으로 하는 유량제어 기능을 갖는 진동수주형 파력발전 시스템.
[청구항 7]
제 1항에 있어서, 상기 내부관로에 구비되며 상기 제어부의 신호에 따라 개폐 정도가 결정되는 보조밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유량제어 기능을 갖는 진동수주형 파력발전 시스템.

도면

[도1]

[도2]

[도3]

[도4]