KR100578452B1

KR100578452B1 - 수도관의 수압을 이용한 전기 에너지 발생 장치

Info

Publication number: KR100578452B1
Application number: KR1020050092998A
Authority: KR
Inventors: 노창현
Original assignee: 씨에스정보기술 주식회사
Priority date: 2005-10-04
Filing date: 2005-10-04
Publication date: 2006-05-10

Abstract

본 발명은 수도관의 흐르는 수압을 이용하여 전기에너지를 발생시켜 직접 전기 에너지로 사용하거나 축전지에 충전시켜 전기 에너지가 필요한 곳에 사용할 수 있도록한 수도관의 수압을 이용한 전기 에너지 발생 장치에 관한 것이다.

본 발명의 구성은 수압이 흐르는 수도관에 흐르는 수압에 의해 회전운동으로 변환하여 동력을 얻는 터빈 날개(1)와; 상기 터빈 날개(1)에 축설되어 회전되는 터빈 샤프트(2)와; 상기 터빈 샤프트(1)와 결합되어 전기에너지를 발생시키는 발전기(3)를 포함하여 구성된 유니트(U)를 결합 구성하여서 된 것이다.

위와 같은 본 발명은 첫째, 수도관의 흐르는 수압을 이용하여 전기에너지를 발생시켜 사용할 수 있음에 따라 전기 에너지를 얻기 위한 연료자원 등을 절약할 수 있고 또한 현재 사용하고 있는 전기 에너지를 절약할 수 있으며 환경오염을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

둘째, 본 발명의 전기 에너지 발생장치는 간단한 구성으로 간편하고 용이하게 설치 구성할 수 있고, 저렴한 비용으로 설치사용할 수 있다.

셋째, 본 발명의 전기 에너지 발생 장치는 메인 수도관에 설치 구성하여 전기 에너지를 발생시켜 사용할 수도 있고, 상기 메인 수도관으로부터 분기 된 수도관에 설치 구성하여 전기 에너지를 발생시켜 사용할 수도 있다.

넷째, 본 발명의 전기 에너지 발생장치에 의해 발생한 전기는 가로등 전원용, 신호등 전원용, 계량기 동파방지를 위한 히터 전원용, 비상등 전원용, 라디오 전원용, 원격 검침용 수도 계량기의 전원용, 기타 전기기구 전원용 등 다양한 용도로 사용할 수 있는 등의 효과가 있다.

Description

수도관의 수압을 이용한 전기 에너지 발생 장치{Electric energy occurrence apparatus utilized water pressure of water pipe}

도 1은 본 발명에 따른 "수도관의 수압을 이용한 전기 에너지 발생 장치"의 전체 사시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 "수도관의 수압을 이용한 전기 에너지 발생 장치"의 전체 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 "수도관의 수압을 이용한 전기 에너지 발생 장치"에 의해 발생된 전기를 다양한 용도로 사용되는 예를 설명한 도면이다.

도 4는 본 발명에 따른 "수도관의 수압을 이용한 전기 에너지 발생 장치"에 대한 다른 실시예를 도시한 전체 사시도이다.

도 5는 본 발명에 따른 "수도관의 수압을 이용한 전기 에너지 발생 장치"에 대한 다른 실시예를 정면에서 본 단면도이다.

도 6은 본 발명에 따른 "수도관의 수압을 이용한 전기 에너지 발생 장치"에 대한 다른 실시예를 평면에서 본 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1,1a : 터빈 날개 2,2a : 터빈 샤프트

2b: 기어 축 3: 발전기

4: 정류기 5: 축전지

6,6a: 유도판 7,7a: 수압 편차 하우징

G: 변환기어 Q: 수도관

U: 유니트

본 발명은 수도관의 수압을 이용한 전기 에너지 발생 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수도관의 흐르는 수압을 이용하여 전기에너지를 발생시켜 직접 전기 에너지로 사용하거나 축전지에 충전시켜 전기 에너지가 필요한 곳에 사용할 수 있도록한 수도관의 수압을 이용한 전기 에너지 발생 장치에 관한 것이다.

일반적으로 전기 에너지를 얻을 수 있는 발전기는 여러 종류가 있으며 그 방법 또한 여러 가지가 있는데 통상적으로 전기 에너지를 얻기 위해서는 연료를 소비하여 얻어 왔다.

수력을 이용해서 발전하는 수력발전기, 무연탄이나 석유, 가스를 연소시켜 발전하는 화력발전기, 기류의 흐름을 이용해서 발전하는 풍력발전기 또는 핵반응을 이용해서 발전하는 원자력 발전기 등이 널리 사용되고 있다.

그런데 상기 무연탄이나 석유 및 가스를 연소시켜 발전하는 화력발전기는 연료소모에 따른 자원고갈과 더불어 연료연소에 따른 배기가스 공해문제가 날로 심화되어 해결하기 어려운 문제로 대두되고 있다.

그리고 수력발전기나 풍력발전기는 자연환경 및 조건과 밀접한 관계가 있으므로 활용성에 있어 제한조건이 따르고 설비비가 많이 들어가는 문제가 있은 것이며, 원자력 발전기는 그 설비가 대형화됨은 물론 많은 설비비와 환경오염의 문제 등이 있는 것이다.

더욱이 전기에너지를 얻기 위한 연료로서 석유를 가장 많이 사용하고 있는데 이 연료는 자원이 한정되어 있어 언젠가는 고갈되는 자원이라 이를 대체하기 위한 에너지 개발이 시급한 상태이다.

이러한 문제에 대해 태양열, 풍력, 수력, 알코올, 식물성 기름 등의 대체에너지를 연구하고 있으나 아직까지 미진한 것이 현실이다.

따라서, 현재 시점에서 최대한 에너지를 절약하는 것과 기존의 에너지원을 이용하여 새로운 에너지를 발생시키는 것 또한 중요한 문제이고 타당한 방법이라 할 수 있다.

본 발명은 상기에서와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명의 목적은 수도관의 흐르는 수압을 이용하여 전기에너지를 발생시켜 직접 전기 에너지로 사용하거나 축전지에 충전시켜 전기 에너지가 필요한 곳에 사용할 수 있도록 한 수도관의 수압을 이용한 전기 에너지 발생 장치를 제공함에 있다.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 제1 실시예의 수단으로서 수도관에 전기 에너지를 발생시키기 위한 유니트를 결합 구성하고, 상기 유니트에 흐르는 수압 에 의해 회전운동으로 변환하여 동력을 얻는 터빈 날개과, 상기 터빈 날개에 축설되어 회전되는 터빈 샤프트와, 상기 터빈 샤프트와 결합되어 전기에너지를 발생시키는 발전기와, 상기 전기에너지를 발생시키는 발전기에 의해 발생되는 AC 전압을 DC 전압으로 변환하는 정류기와, 상기 발전기에서 발생된 전기를 상기 정류기에 의해 변환된 전기를 저장하는 축전지와, 상기 유니트 내의 일측부에 구성되어 흐르는 수압을 유도하는 유도판과, 상기 유니트의 상측으로 형성되어 상기 터빈 날개가 내장 구성되고 터빈 날개의 상, 하측에 수압의 편차를 유도하는 수압 편차 하우징을 구성한 것이다.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 제2 실시예의 수단으로서 수도관에 전기 에너지를 발생시키기 위한 유니트를 결합 구성하고, 상기 유니트에 흐르는 수압에 의해 회전운동으로 변환하여 동력을 얻는 터빈 날개와, 상기 터빈 날개에 축설되어 회전되는 터빈 샤프트와, 상기 터빈 샤프트와 결합되어 회전력을 변환하는 변환기어와, 상기 변환기어와 결합되어 회전력을 전달하는 기어 축과, 상기 기어 축과 결합되어 전기에너지를 발생시키는 발전기와, 상기 전기에너지를 발생시키는 발전기에 의해 발생되는 AC 전압을 DC 전압으로 변환하는 정류기와, 상기 발전기에서 발생된 전기를 상기 정류기에 의해 변환된 전기를 저장하는 축전지와, 상기 유니트 내의 일측부에 구성되어 흐르는 수압을 유도하는 유도판과, 상기 유니트의 측방으로 형성되어 상기 터빈 날개가 내장 구성되고 터빈 날개의 전, 후 측에 수압의 편차를 유도하는 수압 편차 하우징을 구성한 것이다.

이하, 도시하여 첨부된 도면에 따라 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도1 내지 도3에 따라 본 발명의 제1 실시예를 설명하면 다음과 같다.

수압이 흐르는 수도관(Q)에 전기 에너지를 발생시키기 위한 유니트(U)를 결합 구성한다.

상기 유니트(U)는 내측부에 흐르는 수압에 의해 회전운동으로 변환하여 동력을 얻는 터빈 날개(1)를 설치 구성하고, 상기 터빈 날개(1)에 터빈 샤프트(2)를 회전되게 축설하며, 상기 터빈 샤프트(2)는 전기에너지를 발생시키는 발전기(3)와 결합 구성한다.

상기 전기에너지를 발생시키는 발전기(3)에 의해 발생되는 AC 전압을 DC 전압으로 변환하는 정류기(4)를 상기 발전기(3)와 연결하고, 상기 발전기(3)에서 발생된 전기를 상기 정류기(4)에 의해 변환된 전기를 저장하는 축전지(5)를 상기 정류기(4)와 연결한다.

상기 유니트(U) 내의 일측부에 흐르는 수압을 유도하는 유도판(6)을 돌출 형성하여 구성하고, 상기 유니트(U)의 상측으로 형성되어 상기 터빈 날개(1)가 내장 구성되고 터빈 날개(1)의 상, 하측에 수압의 편차를 유도하는 수압 편차 하우징(7)을 형성하여 구성한다.

그리고 상기 유니트(U)를 수도관(Q)에 결합 구성하는 바람직한 수단으로서 유니트(U)의 양측단에 플랜지(8)(8a)를 구성하고 이와 결합되는 수도관(Q)에도 플랜지(9)(9a)를 구성하여 이들 간에 패킹(10)(10a)을 삽입한 다음 볼트(11)와 너트 (12)로 체결 결합한다.

그리고 또한 도면상 미 도시하였으나 상기 발전기(3)로부터 출력된 전기 에너지를 축전지에 알맞게 저장할 수 있도록 전압을 조절하는 전압조정기를 구성할 수도 있고, 설정된 소정의 전류이상 저장되면 전류를 차단시키는 제어부를 구성할 수도 있다.

이상과 같이 구성된 본 발명은 도 2에서와 같이 수도관(Q)으로 수압이 흐르면 유니트(U) 속에 삽입 설치하여 구성된 터빈 날개(1)가 수압에 의해 회전한다.

즉, 도 2에서 도면의 표현상 좌측으로부터 수압이 흐르면 유도판(6)에 의해 수압은 하측으로 유도되어 흐르게 된다.

이 경우 상기 터빈 날개(1)는 하측부에 수압이 높아지고 상측부는 수압이 낮아져 상기 터빈 날개(1)는 반 시계 방향으로 회전하게 된다.

그리고 또한 수압 편차 하우징(7)의 구성에 따라 흐르는 수압이 터빈 날개(1)의 부분에서 터빈 날개(1)의 하측부가 상측부에 비해 수압이 높아져 편차가 이루어지기 때문에 터빈 날개(1)는 반 시계 방향으로 회전하게 되는 것이다.

위와 같이 터빈 날개(1)의 회전에 따라 터빈 샤프트(2) 또한 회전하게 되고 터빈 샤프트(2)와 연결된 발전기(3)를 돌리며 그 발전기(3)는 일반적으로 내부의 고정자와 회전자의 자계적 결합에 의해 기전력을 발생시켜 전기 에너지를 발생시킨다.

상기 발전기(3)에 의해 발생되는 전기는 직접 전기 에너지원으로 사용할 수도 있고, 전압조정기(미도시 처리하였음)를 거쳐 사용할 수도 있으며, 정류기(4)에 의해 발전기(3)에서 발생되는 AC 전압을 DC 전압으로 변환하여 축전지(4)에 저장하여 사용할 수도 있다.

이상과 같이 본 발명의 전기 에너지 발생 장치에 의해 얻어진 전기 에너지는 다양한 용도로 사용될 수 있다.

예컨대, 도 3에서와 같이 전기 히타선이 배열 설치된 단열재를 수도 계량기에 구성하여 상기 히타선에 전원을 공급하여 겨울철 수도계량기의 동파방지용으로 사용할 수도 있고, 원격검침용 수도 계량기의 전원용으로도 사용할 수 있으며, 가정 내의 비상등이나 라디오 전원용 또는 기타 전기기구용 전원 등으로 사용할 수 있다.

그리고, 본 발명의 전기 에너지 발생 장치인 유니트(U)는 메인 수도관에 설치 구성하여 전기 에너지를 발생시켜 사용할 수도 있고, 상기 메인 수도관으로부터 분기 된 수도관(예컨대, 일반 가정용 수도관)에 설치 구성하여 전기 에너지를 발생시켜 사용할 수 있으며, 상기 메인 수도관에 설치 구성할 경우에는 상기 메인 수도관으로부터 분기 된 수도관에 설치 구성하는 것에 비해 보다 큰 전기에너지를 얻을 수 있다.

상기 메인 수도관에 본 발명의 전기 에너지 발생 장치인 유니트(U)를 설치 구성하여 얻은 전기 에너지는 예컨대 도로변의 가로등이나 신호등 등의 전원용으로 사용할 수도 있고, 상기 메인 수도관으로부터 분기 된 수도관에 설치 구성하여 얻은 전기 에너지는 예컨대 상기에서 도3에 따라 설명한 용도로 사용할 수도 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예의 수단으로서 도4 내지 도6에 따라 설명하면 다음과 같다.

상기 도1 내지 도2에 따라 설명한 본 발명의 제1 실시예에서의 도면부호와 같은 부호는 동일부재이고 작용 또한 동일 작용을 갖는다.

수압이 흐르는 수도관(Q)에 전기 에너지를 발생시키기 위한 유니트(U)를 결합 구성하고, 상기 유니트(U)는 내측부에 흐르는 수압에 의해 회전운동으로 변환하여 동력을 얻는 터빈 날개(1a)를 수직 방향으로 설치 구성하며, 상기 버빈 날개(1a)에는 터빈 샤프트(2a)를 회전되게 수직으로 축설한다.

상기 터빈 샤프트(2a)의 상측으로 결합되어 회전력을 변환하는 변환기어(G)를 설치 구성하되 상기 변환기어(G)는 베벨기어로 함이 바람직하다.

상기 변환기어(G)와 결합되어 회전력을 전달하는 기어 축(2b)을 축설하고 상기 기어 축(2b)은 전기에너지를 발생시키는 발전기(3)와 결합 구성한다.

그리고 상기 전기에너지를 발생시키는 발전기(3)에 의해 발생되는 AC 전압을 DC 전압으로 변환하는 정류기(4)를 상기 발전기(3)와 연결하고, 상기 발전기(3)에서 발생된 전기를 상기 정류기(4)에 의해 변환된 전기를 저장하는 축전지(5)를 상기 정류기(4)와 연결한다.

상기 유니트(U) 내의 일측부에 흐르는 수압을 유도하는 유도판(6a)을 돌출 형성하여 구성하고, 상기 유니트(U)의 측방으로 형성되어 상기 터빈 날개(1a)가 내장 구성되고 터빈 날개(1a)의 전, 후 측에 수압의 편차를 유도하는 수압 편차 하우징(7a)을 형성하여 구성한다.

그리고 상기 변환기어(G)의 외측에는 변환기어(G)의 손상으로부터 보호하기 위한 케이스(13)를 설치 구성한다.

이상과 같이 구성된 본 발명의 제2 실시예는 도 6에서와 같이 수도관(Q)으로 수압이 흐르면 유니트(U) 속에 삽입 설치하여 구성된 터빈 날개(1a)가 수압에 의해 회전한다.

즉, 도 6에서 도면의 표현상 좌측으로부터 수압이 흐르면 유도판(6a)에 의해 수압은 후방으로 유도되어 흐르게 된다.

이 경우 상기 터빈 날개(6a)는 후방부에 수압이 높아지고 전방부는 수압이 낮아져 상기 터빈 날개(1a)는 시계 방향으로 회전하게 된다.

그리고 또한 수압 편차 하우징(7a)의 구성에 따라 흐르는 수압이 터빈 날개(1a)의 부분에서 터빈 날개(1a)의 후방부가 전방부에 비해 수압이 높아져 편차가 이루어지기 때문에 터빈 날개(1a)는 시계 방향으로 회전하게 되는 것이다.

위와 같이 터빈 날개(1a)의 회전에 따라 터빈 샤프트(2a) 또한 회전하게 되고 터빈 샤프트(2a)의 회전력은 변환기어(G)에 의해 회전력의 방향을 변환시켜 기어 축(2b)을 회전시킨다.

상기 기어 축(2b)이 회전함에 따라 기어 축(2b)과 연결된 발전기(3)를 돌리며 그 발전기(3)는 일반적으로 내부의 고정자와 회전자의 자계적 결합에 의해 기전력을 발생시켜 전기 에너지를 발생시킨다.

상기 발전기(3)에 의해 발생 되는 전기는 직접 전기 에너지원으로 사용할 수도 있고, 전압조정기(미도시 처리하였음)를 거쳐 사용할 수도 있으며, 정류기(4)에 의해 발전기(3)에서 발생되는 AC 전압을 DC 전압으로 변환하여 축전지(5)에 저장하 여 사용할 수도 있다.

이상과 같이 본 발명의 전기 에너지 발생 장치에 의해 얻어진 전기 에너지는 상기에서 도3에 따라 설명한 바와 같이 다양한 용도로 사용될 수 있다.

그리고 또한 상기에서 도1 및 도2에 따라 설명한 본 발명의 실시예와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 에너지 발생 장치인 유니트(U)는 메인 수도관에 설치 구성하여 전기 에너지를 발생시켜 사용할 수도 있고, 상기 메인 수도관으로부터 분기 된 수도관(예컨대, 일반 가정용 수도관)에 설치 구성하여 전기 에너지를 발생시켜 사용할 수 있으며, 상기 메인 수도관에 설치 구성할 경우에는 상기 메인 수도관으로부터 분기 된 수도관에 설치 구성하는 것에 비해 보다 큰 전기에너지를 얻을 수 있다.

예컨대 도로변의 가로등이나 신호등 등의 전원용으로 사용할 수도 있고, 상기 메인 수도관으로부터 분기 된 수도관에 설치 구성하여 얻은 전기 에너지는 예컨대 상기에서 도3에 따라 설명한 용도 등으로 사용할 수도 있다.

이상과 같은 본 발명은 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

첫째, 수도관의 흐르는 수압을 이용하여 전기에너지를 발생시켜 사용할 수 있음에 따라 전기 에너지를 얻기 위한 연료자원 등을 절약할 수 있고 또한 현재 사용하고 있는 전기 에너지를 절약할 수 있으며 환경오염을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

둘째, 본 발명의 전기 에너지 발생장치는 간단한 구성으로 간편하고 용이하 게 설치 구성할 수 있고, 저렴한 비용으로 설치 사용할 수 있다.

셋째, 본 발명의 전기 에너지 발생 장치는 메인 수도관에 설치 구성하여 전기 에너지를 발생시켜 사용할 수도 있고, 상기 메인 수도관으로부터 분기 된 일반 가정 수도관에 설치 구성하여 전기 에너지를 발생시켜 사용할 수 있다.

넷째, 본 발명의 전기 에너지 발생장치에 의해 발생한 전기는 가로등 전원용, 신호등 전원용, 계량기 동파방지를 위한 히터 전원용, 비상등 전원용, 라디오전원용, 원격 검침용 수도 계량기의 전원용, 기타 전기기구 전원용 등 다양한 용도로 사용할 수 있는 등의 효과가 있다.

Claims

수압이 흐르는 수도관에 흐르는 수압에 의해 회전운동으로 변환하여 동력을 얻는 터빈 날개(1)와; 상기 터빈 날개(1)에 축설되어 회전되는 터빈 샤프트(2)와; 상기 터빈 샤프트(1)와 결합되어 전기에너지를 발생시키는 발전기(3)를 포함하여 구성된 유니트(U)를 결합 구성하여서 된 것에 있어서,

상기 유니트(U) 내의 일측부에 구성되어 흐르는 수압을 유도하는 유도판(6)과, 상기 유니트(U)의 상측으로 형성되어 상기 터빈 날개(1)가 내장 구성되고 터빈 날개(1)의 상, 하측에 수압의 편차를 유도하는 수압 편차 하우징(7)을 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 수도관의 수압을 이용한 전기 에너지 발생 장치.
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수도관(Q)에 전기 에너지를 발생시키기 위한 유니트(U)를 결합 구성하고, 상기 유니트(U) 내에는 흐르는 수압에 의해 회전운동으로 변환하여 동력을 얻는 터빈 날개(1a)를 수직 방향으로 설치하며, 상기 터빈 날개(1a)에는 터빈 샤프트(2a)를 회전되게 축설하고, 상기 터빈 샤프트(2a)와 결합되어 회전력을 변환하는 변환기어(G)와, 상기 변환기어(G)와 결합되어 회전력을 전달하는 기어 축(2b)과, 상기 기어 축(2b)과 결합되어 전기에너지를 발생시키는 발전기(3)를 포함하여 구성된 것에 있어서,

상기 유니트(U) 내의 일측부에 구성되어 흐르는 수압을 유도하는 유도판(6a)과, 상기 유니트(U)의 측방으로 형성되어 터빈 날개(1a)가 내장 구성되고 터빈 날개(1a)의 전, 후 측에 수압의 편차를 유도하는 수압 편차 하우징(7a)을 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 수도관의 수압을 이용한 전기 에너지 발생 장치.
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