KR20030008144A - Automatic water supply system using hydraulic power generation - Google Patents
Automatic water supply system using hydraulic power generation Download PDFInfo
- Publication number
- KR20030008144A KR20030008144A KR1020020078312A KR20020078312A KR20030008144A KR 20030008144 A KR20030008144 A KR 20030008144A KR 1020020078312 A KR1020020078312 A KR 1020020078312A KR 20020078312 A KR20020078312 A KR 20020078312A KR 20030008144 A KR20030008144 A KR 20030008144A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- water supply
- aberration
- supply system
- valve
- automatic water
- Prior art date
Links
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
- E03C—DOMESTIC PLUMBING INSTALLATIONS FOR FRESH WATER OR WASTE WATER; SINKS
- E03C1/00—Domestic plumbing installations for fresh water or waste water; Sinks
- E03C1/02—Plumbing installations for fresh water
- E03C1/05—Arrangements of devices on wash-basins, baths, sinks, or the like for remote control of taps
- E03C1/055—Electrical control devices, e.g. with push buttons, control panels or the like
- E03C1/057—Electrical control devices, e.g. with push buttons, control panels or the like touchless, i.e. using sensors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/50—Hydropower in dwellings
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Public Health (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 급수시설의 최말단에 설치되는 자동 급수시스템에 관한 것으로서, 특히 수력 발전을 이용하는 전자식 자동 급수시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an automatic water supply system installed at the end of a water supply facility, and more particularly to an electronic automatic water supply system using hydro power generation.
가정, 사무실, 공공장소 등에 설치된 급수시설의 최말단에는 수도꼭지와 같은 개폐용 급수장치가 각각 설치된다. 근래에, 급수장치들은 절수 및 편의성 때문에 급속히 전자식 자동 급수시스템으로 대체되고 있다.At the end of the water supply facilities installed in homes, offices, public places, etc., water supply devices for opening and closing such as faucets are installed. In recent years, water supply devices are rapidly being replaced by electronic automatic water supply systems due to water saving and convenience.
전자식 자동 급수시스템은, 센서가 물을 이용하고자 하는 이용자를 감지하면 개폐용 밸브를 자동으로 열어 주는 타입으로, 건전지로부터 전원을 공급받는다. 그런데, 전자식 자동 급수시스템에 사용되는 건전지의 1회성으로 인하여 건전지 소비량이 급증하게 되어, 가정뿐만 아니라 공공장소의 관리비용이 증가하고 환경오염을 초래하고 있다.The electronic automatic water supply system is a type that automatically opens and closes a valve for opening and closing a sensor when a sensor detects a user who wants to use water, and is powered from a battery. However, due to the one-time use of batteries used in the automatic automatic water supply system, battery consumption is rapidly increasing, leading to an increase in the management cost of public places as well as homes and causing environmental pollution.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 관리비용을 줄일 수 있고,환경오염을 방지할 수 있는 수력 발전을 이용한 자동 급수시스템을 제공하는 데 있다.Therefore, the technical problem to be achieved by the present invention is to provide an automatic water supply system using hydroelectric power generation that can reduce the management cost and prevent environmental pollution.
도 1 내지 도 3c는 본 발명의 실시예에 따른 수력 발전을 이용한 자동 급수시스템을 설명하기 위한 개략도들이다.1 to 3C are schematic diagrams for explaining an automatic water supply system using hydroelectric power generation according to an embodiment of the present invention.
< 도면의 주요 부분에 대한 참조번호의 설명 ><Description of Reference Numbers for Main Parts of Drawings>
100 : 개폐용 밸브 110 : 메인밸브100: opening and closing valve 110: main valve
111 : 몸체 112 : 압력실111 body 112 pressure chamber
113 : 다이아프램식 디스크 11, 12, 13, 14, 15, 16 : 유로113: diaphragm disk 11, 12, 13, 14, 15, 16: euro
120 : 솔레노이드 밸브 130 : 수동밸브120: solenoid valve 130: manual valve
200 : 센서 300 : 제어부200: sensor 300: control unit
400 : 수차 410 : 몸체400: aberration 410: body
420 : 회전축 430 : 동익부420: axis of rotation 430: rotor blade
440 : 정익부 450 : 지지대440: stator blade 450: support
460 : 실링수단 461 : 튜브460: sealing means 461: tube
462 : 오링 463 : 베어링462: O-ring 463: bearing
464 : 윤활유 471, 472 : 베어링464: Lubricant 471, 472: Bearing
500 : 발전기 600 : 축전기500: generator 600: capacitor
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 예에 따른 수력 발전을 이용한 자동 급수시스템은: 솔레노이드 밸브와, 물을 공급하는 급수시설의 수로에 설치되며 상기 솔레노이드 밸브의 작동으로 인한 압력실의 압력 변동으로 개폐되는 메인밸브로 이루어진 개폐용 밸브와; 이용자를 감지하여 신호를 발생시키는 센서와; 상기 센서로부터 발생된 상기 신호에 따라 상기 솔레노이드 밸브를 작동시키고, 상기 센서에 주기적으로 전기를 공급하는 제어부와; 회전축과, 상기 회전축에 대하여 방사 대칭형으로 위치되며 상기 회전축과 더불어 회전하도록 상기 회전축의 외주연에 설치되는 프로펠러형 날개들이 있는 동익부와, 외장을 형성하는 몸체를 포함하며, 상기 개폐용 밸브를 통하여 유출된 물에 의하여 상기 프로펠러형 날개가 회전되도록 상기 개폐용 밸브의 출구측 후단에 설치되는 수차와; 상기 수차의 상기 회전축의 일단과 연결되는 회전자가 있는 발전기와; 상기 발전기에서 발전된 전기가 충전되며 상기 제어부에 전기를 공급하는 축전기가 구비되는 것을 특징으로 한다.Automatic water supply system using a hydroelectric power generation according to an embodiment of the present invention for achieving the above technical problem is: installed in the water supply of the solenoid valve, the water supply facility for supplying water pressure fluctuations in the pressure chamber due to the operation of the solenoid valve An opening and closing valve made of a main valve opened and closed by; A sensor for detecting a user and generating a signal; A control unit which operates the solenoid valve in accordance with the signal generated from the sensor and periodically supplies electricity to the sensor; A rotor shaft, a rotor blade having propeller-type blades which are radially symmetrical with respect to the axis of rotation and installed on the outer periphery of the axis of rotation so as to rotate together with the axis of rotation, and a body forming a sheath; An aberration installed at the rear end of the outlet valve of the opening / closing valve so that the propeller blade is rotated by the spilled water; A generator having a rotor connected to one end of the rotary shaft of the aberration; The electricity generated by the generator is charged, characterized in that a capacitor is provided for supplying electricity to the control unit.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 예에 따른 수력 발전을 이용한 자동 급수시스템은: 솔레노이드 밸브와, 물을 공급하는 급수시설의 수로에 설치되며 상기 솔레노이드 밸브의 작동으로 인한 압력실의 압력 변동으로 개폐되는메인밸브로 이루어진 개폐용 밸브와; 이용자를 감지하여 신호를 발생시키는 센서와; 상기 센서로부터 발생된 상기 신호에 따라 상기 솔레노이드 밸브를 작동시키고, 상기 센서에 주기적으로 전기를 공급하는 제어부와; 회전축과, 상기 회전축에 대하여 방사 대칭형으로 위치되며 상기 회전축과 더불어 회전하도록 상기 회전축의 외주연에 설치되는 프로펠러형 날개들이 있는 동익부와, 외장을 형성하는 몸체를 포함하며, 상기 개폐용 밸브로 유입되는 물에 의하여 상기 프로펠러형 날개가 회전되도록 상기 개폐용 밸브의 입구측 전단에 설치되는 수차와; 상기 수차의 상기 회전축의 일단과 연결되는 회전자가 있는 발전기와; 상기 발전기에서 발전된 전기가 충전되며 상기 제어부에 전기를 공급하는 축전기가 구비되는 것을 특징으로 한다.Automatic water supply system using a hydroelectric power generation according to another embodiment of the present invention for achieving the above technical problem: is installed in the water supply of the solenoid valve, the water supply facility for supplying water and the pressure fluctuation of the pressure chamber due to the operation of the solenoid valve Opening and closing valve made of the main valve opening and closing with; A sensor for detecting a user and generating a signal; A control unit which operates the solenoid valve in accordance with the signal generated from the sensor and periodically supplies electricity to the sensor; A rotor shaft, a rotor blade having propeller-shaped blades disposed radially symmetrically with respect to the axis of rotation and installed on the outer periphery of the axis of rotation so as to rotate together with the axis of rotation, and a body forming a sheath; An aberration installed at an inlet side front end of the valve for opening / closing so that the propeller blade is rotated by water; A generator having a rotor connected to one end of the rotary shaft of the aberration; The electricity generated by the generator is charged, characterized in that a capacitor is provided for supplying electricity to the control unit.
이 때 각각의 예에서 상기 수차에는, 상기 프로펠러형 날개의 회전방향과는 역방향으로 형성된 형상으로 상기 회전축에 대하여 방사 대칭형으로 위치되도록 회전축의 외주연에 설치되며 고정되어 있는 날개들을 가지는 정익부가 상기 동익부 전단에 더 설치되는 것을 특징으로 한다.In this case, in each of the aberrations, the rotor blades are provided on the outer periphery of the rotary shaft to be radially symmetrical with respect to the rotary shaft in a shape formed in a direction opposite to the rotational direction of the propeller blades, the rotor blades are fixed It is characterized in that it is further installed in the secondary shear.
또한 상기 수차의 상기 회전축에는, 복수 개의 상기 동익부가 직렬로 설치되는 것을 특징으로 한다. 이 때 상기 수차에는, 상기 프로펠러형 날개의 회전방향과는 역방향으로 형성된 형상으로 상기 회전축에 대하여 방사 대칭형으로 위치되도록 회전축의 외주연에 설치되며 고정되어 있는 날개들을 가지는 정익부가 상기 동익부들 사이사이에 각각 위치되는 것을 특징으로 한다.The rotor shaft of the aberration may be provided with a plurality of the rotor blades in series. At this time, in the aberration, the vane portion having wings fixed and installed on the outer periphery of the rotating shaft so as to be positioned in a direction opposite to the rotational direction of the propeller-type blade in a radially symmetrical direction with respect to the rotating shaft, between the rotor portions. It is characterized in that each position.
나아가 각각의 예에서, 상기 수차의 상기 회전축의 일단은 상기 몸체의 외부로 노출되며, 상기 수차에는 상기 몸체와 상기 회전축 사이를 실링해주는 실링수단이 더 포함되는 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 실링수단은, 상기 수차의 상기 몸체 내부에 위치되는 상기 회전축의 소정영역부터 상기 몸체 외부에 위치되는 상기 회전축의 소정영역까지를 감싸주는 튜브와; 상기 튜브의 내면과 상기 회전축의 외면사이에 위치되도록 상기 튜브의 내부 하측에 설치되는 오링과; 상기 튜브의 내부 상측에 위치되도록 상기 회전축의 외면에 설치되는 미끄럼 베어링과; 상기 회전축의 외주면에 도포되는 윤활유로 이루어지는 것을 특징으로 한다.Further, in each example, one end of the rotary shaft of the aberration is exposed to the outside of the body, the aberration is characterized in that it further comprises a sealing means for sealing between the body and the rotary shaft. At this time, the sealing means, the tube surrounding the predetermined area of the rotary shaft located in the body of the aberration to the predetermined region of the rotary shaft located outside the body; An o-ring installed at an inner lower side of the tube to be positioned between an inner surface of the tube and an outer surface of the rotation shaft; A sliding bearing installed on an outer surface of the rotating shaft to be positioned above the inner side of the tube; It is characterized by consisting of lubricating oil applied to the outer peripheral surface of the rotary shaft.
더 나아가 각각의 예에서, 자신이 열림으로써 상기 압력실 내의 유체가 유출되도록 상기 압력실에는 수동밸브가 더 설치되는 것이 바람직하다.Furthermore, in each example, it is preferable that a manual valve is further provided in the pressure chamber so that the fluid in the pressure chamber is discharged by opening itself.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 각각의 도면들 및 후술하는 실시예는 예시된 것으로서 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. Each of the drawings and the embodiments described below are exemplary and are not intended to limit the scope of the present invention.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수력 발전을 이용한 자동 급수시스템을 설명하기 위한 개략도이고, 도 2a 내지 도 2d는 도 1에 따른 급수시스템에서 개폐용 밸브의 작동을 설명하기 위한 개략도들이며, 이며, 도 3a 내지 도 3c는 도 1에 따른 급수시스템에서 수차를 설명하기 위한 개략도들이다.1 is a schematic view for explaining the automatic water supply system using hydroelectric power generation according to an embodiment of the present invention, Figures 2a to 2d are schematic views for explaining the operation of the opening and closing valve in the water supply system according to Figure 1, 3A to 3C are schematic diagrams for describing aberrations in the water supply system according to FIG. 1.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 수력 발전을 이용한 자동 급수시스템은 수로에 설치되는 개페용 밸브(100)와, 이용자를 감지하여 신호를 발생하는 센서(200)와, 제어부(300)와, 개페용 밸브(100)의 출구(12)측 후단에 설치되는 수차(400)와, 수차(400)와 연결되는 발전기(500)와, 발전된 전기가 충전되며제어부(300)에 그 전기를 공급하는 축전기(condenser)(600)가 포함된다.Referring to FIG. 1, an automatic water supply system using hydroelectric power generation according to an exemplary embodiment of the present invention includes an opening valve 100 installed in a waterway, a sensor 200 that detects a user, and generates a signal, and a controller 300. ), The aberration 400 installed at the rear end of the outlet 12 of the opening valve 100, the generator 500 connected to the aberration 400, and the generated electricity are charged and the electricity is supplied to the control unit 300. Condenser 600 is provided to supply the.
도 1과 결부하여 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 개폐용 밸브(100)는 메인밸브(110)와, 메인밸브(110)를 작동시키는 솔레노이드 밸브(120)로 이루어진다. 메인밸브(110)는 몸체(111)와 압력실(112)과 다이아프램(diaphragm)식 디스크(Disc)(113)를 포함하여 이루어진다. 몸체(111)에는 입구(11), 출구(12) 및 입구(11)와 출구(12)를 연결하는 유로(이하, 메인유로)(15)가 형성된다. 압력실(112)은 별도의 유로들(13, 14)에 의하여 몸체(111)의 입구(11)측 및 출구(12)측과 각각 연결되며, 몸체(111)에 형성된 메인유로(15)의 횡단면적보다 큰 횡단면적을 가진다. 다이아프램식 디스크(113)는 압력실(112)의 압력변동에 따라 몸체(111)에 형성된 메인유로(15)를 개폐한다.Referring to FIGS. 2A and 2B in conjunction with FIG. 1, the opening / closing valve 100 includes a main valve 110 and a solenoid valve 120 for operating the main valve 110. The main valve 110 includes a body 111, a pressure chamber 112, and a diaphragm type disc 113. The body 111 is formed with an inlet 11, an outlet 12, and a flow path (hereinafter referred to as a main flow path) 15 connecting the inlet 11 and the outlet 12. The pressure chamber 112 is connected to the inlet 11 side and the outlet 12 side of the body 111 by separate flow paths 13 and 14, respectively, and of the main flow path 15 formed in the body 111. It has a cross sectional area larger than the cross sectional area. The diaphragm disk 113 opens and closes the main flow path 15 formed in the body 111 according to the pressure fluctuation of the pressure chamber 112.
솔레노이드 밸브(120)는 압력실(112)과 몸체(111)의 출구(12)측을 연결하는 유로(14)를 개폐한다. 압력실(112)의 횡단면적은 몸체(111)에 형성된 메인유로(15)의 횡단면적보다 크므로, 압력실(112)에 물이 채워지고, 압력실(112)과 몸체(111)의 출구(12)측을 연결하는 유로(14)가 솔레노이드 밸브(120)에 의하여 닫히면 디스크(113) 상부에 압력이 가해져 몸체(111)에 형성된 메인유로(15)는 닫히게 된다. 그리고, 압력실(112)과 몸체(111)의 출구(12)측을 연결하는 유로(150)를 솔레노이드 밸브(120)가 열어주면 압력실(112)에 채워진 물은 몸체(111)의 출구(12)측으로 유출되므로 디스크(113) 상부에 가해진 압력이 해제되어 몸체(111)에 형성된 메인유로(15)는 열리게 되고, 물은 메인밸브(110)의 출구(12)를 통하여 유출되게 된다.The solenoid valve 120 opens and closes the flow passage 14 connecting the pressure chamber 112 and the outlet 12 side of the body 111. Since the cross-sectional area of the pressure chamber 112 is larger than the cross-sectional area of the main flow passage 15 formed in the body 111, water is filled in the pressure chamber 112, and the outlet of the pressure chamber 112 and the body 111 is discharged. When the flow path 14 connecting the (12) side is closed by the solenoid valve 120, pressure is applied to the upper portion of the disk 113 to close the main flow path 15 formed in the body 111. Then, when the solenoid valve 120 opens the flow path 150 connecting the pressure chamber 112 and the outlet 12 side of the body 111, the water filled in the pressure chamber 112 is the outlet of the body 111 ( 12, the pressure applied to the upper portion of the disk 113 is released, so that the main flow passage 15 formed in the body 111 is opened, and the water flows out through the outlet 12 of the main valve 110.
제어부(300)는 센서(200)로부터 발생하는 신호에 따라 축전기(600)에 축전된전기를 솔레노이드 밸브(120)에 인가하거나 또는 차단함으로써 솔레노이드 밸브(120)를 작동시킨다. 그리고, 축전기(600)에 축전된 전기를 센서(200)에 주기적으로, 예컨대 1초 간격으로 0.1초 동안씩 공급한다. 이렇게 주기적으로 센서(200)에 전기를 공급하는 것은 에너지를 절약하기 위함이다.The controller 300 operates the solenoid valve 120 by applying or blocking the electricity stored in the capacitor 600 to the solenoid valve 120 according to a signal generated from the sensor 200. Then, the electricity stored in the capacitor 600 is supplied to the sensor 200 periodically, for example, at 0.1 second intervals for 0.1 second. The periodic supply of electricity to the sensor 200 is to save energy.
도 1과 결부하여 도 3a 내지 도 3c를 참조하면, 수차(400)는 외장을 형성하는 몸체(410), 몸체(410) 내부에 설치되는 회전축(420), 동익(動翼)부(430) 및 정익(靜翼)부(440)를 포함하여 이루어진다. 수차(400)는 직접 개폐용 밸브(100)의 출구(12)와 연결되거나 별도의 배관 또는 임의로 형성된 수로(700)를 통하여 개폐용 밸브(100)의 출구(12)측과 연결되어, 개폐용 밸브(100)의 출구(12)에서 유출된 물이 동익부(430) 등이 설치된 몸체(410) 내부로 유입된다.Referring to FIGS. 3A to 3C in conjunction with FIG. 1, the aberration 400 includes a body 410 forming an exterior, a rotation shaft 420 installed inside the body 410, and a rotor blade 430. And it comprises a vane (440). The aberration 400 is directly connected to the outlet 12 of the valve 100 for opening and closing or connected to the outlet 12 side of the valve 100 for opening and closing through a separate pipe or an arbitrarily formed channel 700, for opening and closing Water flowing out of the outlet 12 of the valve 100 flows into the body 410 in which the rotor part 430 is installed.
회전축(420)은 일단은 외부로 노출되어 발전기(500)의 회전자와 연결되고 타단은 몸체(410) 내부에서 지지된다. 이 때, 회전축(420)의 타단이 안정적으로 지지되도록 수차의 몸체(410) 내부에는 지지대(450)가 설치된다. 그리고, 회전축(420)의 타단의 하측 및 외주면, 즉 회전축(420)과 지지대(450) 사이에는 회전축(420)이 원활하게 회전되도록 알루미나(Al2O3) 또는 지르코니아(ZrO2)로 이루어진 베어링(471, 472)이 각각 설치된다.The rotating shaft 420 is exposed to the outside one end is connected to the rotor of the generator 500 and the other end is supported inside the body 410. At this time, the support 450 is installed inside the body 410 of the aberration so that the other end of the rotation shaft 420 is stably supported. In addition, a bearing made of alumina (Al 2 O 3 ) or zirconia (ZrO 2 ) so that the rotating shaft 420 rotates smoothly between the lower and outer circumferential surfaces of the other end of the rotating shaft 420, that is, between the rotating shaft 420 and the support 450. 471 and 472 are provided respectively.
동익부(430)에는 회전축(420)에 대하여 방사 대칭형으로 위치되도록 회전축의 외주연에 설치되는 프로펠러형 날개(431)들이 있다. 따라서, 개폐용 밸브(100)를 통하여 유출된 물이 수차의 몸체(410) 내부로 유입되면 그 수압에 의하여 동익부의 날개(431)가 회전됨으로써 회전축(420)이 회전하게 된다.The rotor blade portion 430 has propeller-type blades 431 installed on the outer circumference of the rotation shaft so as to be radially symmetrical with respect to the rotation shaft 420. Therefore, when the water flowing out through the opening and closing valve 100 is introduced into the body 410 of the aberration, the rotor shaft 420 is rotated by rotating the blade 431 of the rotor blade by the water pressure.
정익부(440)에는, 회전축(420)에 대하여 방사 대칭형으로 위치되도록 회전축의 외주연에 설치되는 프로펠러형 날개(441)들이 있다. 여기서, 정익부(440)의 날개(441)의 회전방향은 동익부(430)의 날개(431)의 회전방향과는 반대이며, 회전하지 못하도록 고정되어 있다. 정익부의 날개(441)의 고정은 날개(441)를 직접 수차의 몸체(410)에 고정시켜도 좋지만, 날개들을 별도의 프레임에 고정시키고, 그 프레임을 수차의 몸체(410)에 고정시켜도 좋다.The vane portion 440 includes propeller blades 441 installed on the outer circumference of the rotation shaft so as to be radially symmetrical with respect to the rotation shaft 420. Here, the rotational direction of the blade 441 of the vane portion 440 is opposite to the rotational direction of the blade 431 of the rotor blade portion 430, and is fixed to prevent rotation. The vane 441 of the stator blade may be fixed directly to the body 410 of the aberration, but the wings may be fixed to a separate frame, and the frame may be fixed to the body 410 of the aberration.
동익부 날개(431)의 회전은 회전축(420)을 회전시킴으로써 발전기(500)의 회전자를 회전시키므로 종국적으로는 발전의 원동력이다. 이에 반해 정익부의 날개(441)는 수차의 몸체(410) 내부로 유입된 물이 동익부의 날개(431)에 집중될 수 있도록 유도한다. 즉, 정익부의 날개(441)가 있음으로써 동일한 유량에 대한 발전효율이 향상된다.Rotation of the rotor blade 431 rotates the rotating shaft 420, thereby rotating the rotor of the generator 500 is ultimately the driving force of power generation. In contrast, the wing 441 of the stator blade guides the water introduced into the body 410 of the aberration to be concentrated on the blade 431 of the rotor blade portion. That is, since the vane 441 of a stator blade part exists, the generation efficiency with respect to the same flow volume improves.
동익부(430)와 정익부(440)는 다음과 같이 배열된다.The rotor blade portion 430 and the stator blade portion 440 are arranged as follows.
동익부(430)가 하나만이 설치되는 경우에, 정익부(440)는 동익부(430) 전단, 즉 수차의 몸체(410) 유입구측에 설치된다. 그리고, 수차의 몸체(410) 유입구를 통하여 봤을 때, 정익부의 날개(441)와 동익부의 날개(431)가 지그재그로 배열되도록 정익부(440)와 동익부(430)가 설치된다.When only one rotor blade 430 is installed, the stator blade 440 is installed in front of the rotor blade 430, that is, the inlet side of the body 410 of the aberration. When viewed through the body 410 inlet of the aberration, the stator blade 440 and the rotor blade 430 are installed so that the blade 441 and the blade blade 431 of the rotor blade portion zigzag are arranged in a zigzag.
동익부(430)가 둘 이상 설치되는 경우에, 정익부(440)는 동익부(430) 전단과 동익부(430)들 사이사이에 각각 위치되도록 각각 설치된다. 이 때에도 정익부(440)의 날개와 동익부(430)의 날개가 지그재그로 배열되도록 정익부(440)와동익부(430)가 설치된다.In the case where two or more rotor blades 430 are installed, the stator blades 440 are respectively installed to be positioned between the front end of the rotor blade 430 and the rotor blades 430. At this time, the vane 440 and the rotor blade 430 are installed so that the wings of the vane 440 and the blades of the rotor blade 430 are arranged in a zigzag.
한편 회전축(420)의 일단은 외부로 노출되어 발전기(500)의 회전자와 연결되므로, 회전축(420)과 수차의 몸체(410) 사이에는 실링수단(460)이 설치된다.Meanwhile, since one end of the rotating shaft 420 is exposed to the outside and connected to the rotor of the generator 500, a sealing means 460 is installed between the rotating shaft 420 and the body 410 of the aberration.
실링수단(460)은, 튜브(461), 오링(462), 미끄럼 베어링(463) 및 윤활유(464)로 이루어진다.The sealing means 460 is composed of a tube 461, an O-ring 462, a sliding bearing 463, and a lubricant 464.
튜브(461)는 수차 몸체(410) 내부에 위치되는 회전축(420)의 소정영역부터 수차 몸체(410) 외부에 위치되는 회전축(420)의 소정영역까지를 감싸준다.The tube 461 surrounds a predetermined region of the rotation shaft 420 located inside the aberration body 410 to a predetermined region of the rotation shaft 420 located outside the aberration body 410.
오링(462)은, 튜브(461)의 내면과 회전축(420)의 외면사이에 위치되도록 튜브(461)의 내부 하측에 설치된다. 미끄럼 베어링(463)은 튜브(461)의 내부 상측, 즉 오링(462)의 반대측에 위치되도록 회전축(420)의 외면에 설치된다. 윤활유(464)는 회전축(420)의 외주면에 도포된다. 점성이 있는 윤활유(464)는 미끄럼 베어링(463)을 통과하지 못하므로 반발력에 의하여 회전축(420)과 수차의 몸체(410) 사이를 완전하게 밀봉시켜준다.The o-ring 462 is installed in the lower side of the tube 461 so as to be located between the inner surface of the tube 461 and the outer surface of the rotation shaft 420. The sliding bearing 463 is installed on the outer surface of the rotation shaft 420 so as to be positioned on the inner upper side of the tube 461, that is, the opposite side of the O-ring 462. Lubricating oil 464 is applied to the outer circumferential surface of the rotating shaft 420. Since the viscous lubricant 464 does not pass through the sliding bearing 463, it completely seals between the rotation shaft 420 and the body 410 of the aberration by the repulsive force.
따라서, 회전축(420)이 회전하는 동안에 회전축(420)의 외주면을 타고서 흐르는 물은 오링(462)에 의하여 저지된다. 오링(462)의 지속적인 사용으로 오링(462)이 마모되거나 회전축(420)의 진동으로 누수되어도 윤활유(464)의 반발력으로 인하여 누수가 차단된다.Therefore, the water flowing on the outer circumferential surface of the rotating shaft 420 while the rotating shaft 420 rotates is blocked by the O-ring 462. The continuous use of the O-ring 462 prevents leakage due to the repulsive force of the lubricant 464 even when the O-ring 462 wears or leaks due to the vibration of the rotating shaft 420.
이하에서, 상술한 본 발명의 실시예에 따른 수력 발전을 이용한 자동 급수시스템의 작동을 설명한다.Hereinafter, the operation of the automatic water supply system using hydroelectric power according to the embodiment of the present invention described above.
센서(200)가 이용자를 감지하여 신호를 발생시키면 제어부(300)에서는 개폐용 밸브(100)의 솔레노이드 밸브(120)에 전기를 인가하여 메인밸브(110)에 형성된 메인유로(15)를 열어준다. 그러면, 수로를 흐르는 물은 메인밸브(110)를 통하여 수차(400)로 유입된다. 수차(400)로 유입된 물은 수차의 동익부(430)를 회전시키고, 그로 인하여 수차의 회전축(420)과 발전기(500)의 회전자가 회전되어 발전된다. 발전된 전기는 축전기(600)에 축전되고, 그 축전된 전기는 축전기(600)에 연결된 제어부(300)의 제어에 의하여 솔레노이드 밸브(120) 및 센서(200)의 작동에 사용된다.When the sensor 200 detects a user and generates a signal, the control unit 300 applies electricity to the solenoid valve 120 of the opening / closing valve 100 to open the main flow path 15 formed in the main valve 110. . Then, the water flowing through the water channel is introduced into the aberration 400 through the main valve 110. Water introduced into the aberration 400 rotates the rotor blade portion 430 of the aberration, thereby rotating the rotor 420 of the aberration and the rotor of the generator 500 is generated. The generated electricity is stored in the capacitor 600, and the stored electricity is used to operate the solenoid valve 120 and the sensor 200 by the control of the controller 300 connected to the capacitor 600.
한편, 메인밸브(110)의 작동없이 대기하는 시간이 길어지게 되면, 제어부(300)와 센서(200)에서는 전기를 소모하지만 새로운 발전은 없으므로 축전기(600)의 전압이 제어부(300)의 동작전압 이하로 낮아질 수도 있다.On the other hand, when the waiting time becomes longer without the operation of the main valve 110, the control unit 300 and the sensor 200 consumes electricity but there is no new power generation, so the voltage of the capacitor 600 is the operating voltage of the control unit 300. It may be lowered below.
도 1과 결부하여 도 2c를 참조하면, 상술한 문제점을 해결하기 위하여, 압력실과 몸체의 출구측을 연결하는 유로(14) 및 압력실(111)과 각각 연결되는 별도의 유로(16)를 메인밸브(110)의 몸체(111)에 더 형성하고, 그 유로(16)에 별도의 수동밸브(130)를 설치하였다. 따라서, 메인밸브(110)의 작동없이 대기하는 시간이 길어지게 되면 수동밸브(130)를 열어줌으로써 압력실(111) 내의 물이 메인밸브의 출구(12)측으로 유출되어 메인밸브(110)가 열리게 되고, 물이 수차(400)로 유입되어 발전됨으로써 축전기(600)에 축전되게 된다.Referring to FIG. 2C in connection with FIG. 1, in order to solve the above-mentioned problem, a main passage 14 connecting the outlet side of the pressure chamber and the body and a separate passage 16 connected to the pressure chamber 111 are respectively main. Further formed in the body 111 of the valve 110, a separate manual valve 130 was installed in the flow path (16). Therefore, when the waiting time becomes longer without the operation of the main valve 110, the manual valve 130 is opened to allow water in the pressure chamber 111 to flow out to the outlet 12 side of the main valve to open the main valve 110. As the water flows into the aberration 400, power is stored in the capacitor 600.
상술한 본 발명의 실시예에 따른 수력 발전을 이용한 자동 급수시스템에 사용되는 수차의 출력은 하기의 수학식 1을 이용하여 구해진다.The output of the aberration used in the automatic water supply system using hydroelectric power generation according to the embodiment of the present invention described above is obtained using Equation 1 below.
여기서, P는 수차의 출력[kW], ηT는 수차효율, ρ는 물의 밀도[㎏/㎥], g는 중력가속도, Q는 유량[㎥/s], H는 유효낙차[m]이다.Where P is the output of aberration [kW], η T is the aberration efficiency, ρ is the density of water [kg / m 3], g is the gravitational acceleration, Q is the flow rate [m 3 / s], and H is the effective drop [m].
예를 들어, 일반적인 공공장소의 소변기 세척 밸브에서는 1㎏f/㎠의 수압으로 약 6초 동안 3±1ℓ의 물이 유출된다. 물의 밀도는 일반적으로 1㎏/㎥이므로, 이 경우에 수차의 출력은 49ηT가 된다.For example, in a general public place urine flushing valve, 3 ± 1 L of water flows out for about 6 seconds at 1 kgf / cm 2 water pressure. Since the density of water is generally 1 kg / m 3, the output of the aberration is 49 η T in this case.
그리고, 일반적인 공공장소의 대변기 세척 밸브에서는 1㎏f/㎠의 수압으로 약 7초 동안 8±1ℓ의 물이 유출된다. 이 경우에 수차의 출력은 111.7ηT가 된다.In the toilet cleaning valve in a general public place, 8 ± 1 L of water flows out for about 7 seconds with a water pressure of 1 kgf / cm 2. In this case, the output of the aberration is 111.7 η T.
상술한 수차의 출력에서 수차의 효율(ηT)을 15%로 가정하면, 수차의 출력은 각각 7.35[W]와 16.8[W]이며, 물의 방출시간을 고려하면 발전량은 44.1[W·s]와 117.6[W·s]가 된다.If the efficiency of the aberration (η T ) is assumed to be 15% at the output of the aberration described above, the output of the aberration is 7.35 [W] and 16.8 [W], respectively. And 117.6 [W · s].
상술한 발전량은, 소변기에서는 6시간을 사용할 수 있는 양이고, 대변기에서는 16시간을 사용할 수 있는 양에 해당된다. 따라서, 별도의 에너지원이 없이도 전자식 자동 급수시스템에서 필요한 충분한 전기를 얻을 수 있다. 또한, 메인밸브가 작동없이 대기하는 시간이 길어진 경우나, 소변기 등을 세정하고자 하는 경우에는 별도로 설치된 수동밸브를 이용하여 메인밸브를 열어줌으로써 발전시키므로 완전 방전이 일어난 경우에도 별도의 에너지원이 필요 없다.The amount of power generation mentioned above is the amount which can use 6 hours in a urinal, and it corresponds to the amount which can use 16 hours in a toilet. Therefore, it is possible to obtain sufficient electricity required in the electronic automatic water supply system without a separate energy source. In addition, when the waiting time of the main valve is long without operation or when the urinal is to be cleaned, it is generated by opening the main valve by using a manual valve installed separately. Therefore, a separate energy source is not required even when a complete discharge occurs. .
한편, 상술한 실시예는 개폐용 밸브의 출구측 후단에 수차가 설치되는 것을기술하였지만, 반드시 이에 국한되는 것은 아니다. 즉 수차가 개폐용 밸브의 입구측 전단에 설치되기도 한다. 이와 같이 수차가 개폐용 밸브의 입구측 전단에 설치되면, 수차를 거친 물이 개폐용 밸브로 유입되게 된다. 하지만 이 경우에도 개폐용 밸브의 메인밸브가 열린 경우에 한하여 물이 흐르게 되고, 발전되게 된다.On the other hand, the above embodiment described that the aberration is installed at the rear end of the outlet side of the valve for opening and closing, but is not necessarily limited thereto. That is, the aberration may be provided at the front end of the inlet side of the valve for opening and closing. When the aberration is installed in the front end of the inlet side of the opening and closing valve in this way, the water passed through the aberration is introduced into the opening and closing valve. However, even in this case, water flows only when the main valve of the valve for opening and closing is opened, and power is generated.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 수력 발전을 이용한 자동 급수시스템에 의하면, 급수시설에 흐르는 물을 이용하여 발전을 하고, 생산된 전기를 이용하여 급수시스템이 전자적으로 자동 제어됨으로써 종래의 배터리의 사용으로 인한 관리비용을 줄일 수 있고, 환경오염을 방지할 수 있다.According to the automatic water supply system using the hydroelectric power generation according to the present invention as described above, the power generation using the water flowing in the water supply facility, and the water supply system is automatically controlled electronically using the produced electricity to use the conventional battery The management cost can be reduced and environmental pollution can be prevented.
또한, 본 발명에 의한 자동 급수시스템으로부터 생산된 전기를 급수시스템 이외의 대상에도 사용할 수 있으므로 많은 에너지를 절약할 수 있다.In addition, since the electricity produced from the automatic water supply system according to the present invention can be used for objects other than the water supply system, a lot of energy can be saved.
본 발명은 상기 실시예에만 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 많은 변형이 가능함은 명백하다.The present invention is not limited only to the above embodiments, and it is apparent that many modifications are possible by those skilled in the art within the technical spirit of the present invention.
Claims (12)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2002-0078312A KR100374206B1 (en) | 2002-12-10 | 2002-12-10 | Automatic water supply system using hydraulic power generation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2002-0078312A KR100374206B1 (en) | 2002-12-10 | 2002-12-10 | Automatic water supply system using hydraulic power generation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20030008144A true KR20030008144A (en) | 2003-01-24 |
| KR100374206B1 KR100374206B1 (en) | 2003-03-03 |
Family
ID=27729755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR10-2002-0078312A KR100374206B1 (en) | 2002-12-10 | 2002-12-10 | Automatic water supply system using hydraulic power generation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100374206B1 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008103330A1 (en) * | 2007-02-23 | 2008-08-28 | Masco Corporation Of Indiana | Energy autonomous hand shower interface |
| KR101037296B1 (en) * | 2008-08-26 | 2011-05-27 | 진금수 | Dry apparatus |
| US9175458B2 (en) | 2012-04-20 | 2015-11-03 | Delta Faucet Company | Faucet including a pullout wand with a capacitive sensing |
| US9228329B2 (en) | 2006-04-20 | 2016-01-05 | Delta Faucet Company | Pull-out wand |
| US9243756B2 (en) | 2006-04-20 | 2016-01-26 | Delta Faucet Company | Capacitive user interface for a faucet and method of forming |
| US9285807B2 (en) | 2006-04-20 | 2016-03-15 | Delta Faucet Company | Electronic user interface for electronic mixing of water for residential faucets |
| KR20160045158A (en) * | 2014-10-15 | 2016-04-27 | 한국농어촌공사 | Managing system and energy production using asricultural pipeline |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6388250B2 (en) * | 2014-09-01 | 2018-09-12 | Toto株式会社 | Faucet device |
-
2002
- 2002-12-10 KR KR10-2002-0078312A patent/KR100374206B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9228329B2 (en) | 2006-04-20 | 2016-01-05 | Delta Faucet Company | Pull-out wand |
| US9243756B2 (en) | 2006-04-20 | 2016-01-26 | Delta Faucet Company | Capacitive user interface for a faucet and method of forming |
| US9285807B2 (en) | 2006-04-20 | 2016-03-15 | Delta Faucet Company | Electronic user interface for electronic mixing of water for residential faucets |
| US9715238B2 (en) | 2006-04-20 | 2017-07-25 | Delta Faucet Company | Electronic user interface for electronic mixing of water for residential faucets |
| US9856634B2 (en) | 2006-04-20 | 2018-01-02 | Delta Faucet Company | Fluid delivery device with an in-water capacitive sensor |
| US10698429B2 (en) | 2006-04-20 | 2020-06-30 | Delta Faucet Company | Electronic user interface for electronic mixing of water for residential faucets |
| US11886208B2 (en) | 2006-04-20 | 2024-01-30 | Delta Faucet Company | Electronic user interface for electronic mixing of water for residential faucets |
| WO2008103330A1 (en) * | 2007-02-23 | 2008-08-28 | Masco Corporation Of Indiana | Energy autonomous hand shower interface |
| KR101037296B1 (en) * | 2008-08-26 | 2011-05-27 | 진금수 | Dry apparatus |
| US9175458B2 (en) | 2012-04-20 | 2015-11-03 | Delta Faucet Company | Faucet including a pullout wand with a capacitive sensing |
| KR20160045158A (en) * | 2014-10-15 | 2016-04-27 | 한국농어촌공사 | Managing system and energy production using asricultural pipeline |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR100374206B1 (en) | 2003-03-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6927501B2 (en) | Self-powered miniature liquid treatment system | |
| US7253536B2 (en) | Water supply apparatus | |
| JP5021696B2 (en) | Hydroelectric power generation system and method for generating electric power by hydroelectric power generation system | |
| JP5681459B2 (en) | Water current generator | |
| NZ243076A (en) | Water turbine mounted in water supply pipe: turbine forms rotor of generator | |
| JPS634025B2 (en) | ||
| KR100374206B1 (en) | Automatic water supply system using hydraulic power generation | |
| CN1973128A (en) | Modular hydraulic or hydroelectric machine | |
| JP2004293498A (en) | Power generation unit for indoor facility | |
| KR102241433B1 (en) | Inline screw Aberration | |
| JP2005054642A (en) | Wind power generating device | |
| WO2011014985A1 (en) | Siphon combined fluid power device | |
| JP2007255315A (en) | Francis turbine for hydraulic power generation | |
| JP2002138525A (en) | Residual pressure recovery generation facility in city water service | |
| CN107762713B (en) | Multifunctional pressure reducing valve suitable for large flow | |
| CN201292908Y (en) | Mini pipe water turbine | |
| KR200173546Y1 (en) | A self generating electric fresh valve | |
| CN115306629A (en) | Hydraulic motor with shaft end dirt cleaning and pressure reducing functions | |
| KR100323829B1 (en) | Flushing apparatus having self-generating function | |
| CN117759546A (en) | Independent integrated shaftless pump pushing sewage disposal device | |
| KR101545684B1 (en) | Power ganaeration for water service pipe usig the water power | |
| CN117646695A (en) | Pipeline hydroelectric power generation system | |
| JP2023139386A (en) | Power generation device | |
| KR20020085749A (en) | Electric power generating system using compressed air, warm water and a seawater head | |
| JP2002327675A (en) | Hydraulic machine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| A302 | Request for accelerated examination | ||
| G15R | Request for early opening | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20070216 Year of fee payment: 5 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |