KR100642333B1 - The hydroelectric power generation apparatus using to smallhydraulic power - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명에 따른 소수력을 이용한 발전시설의 시공상태를 통해 전체적인 배치구성을 보여주기 위한 개략 구성도.1 is a schematic configuration diagram for showing the overall arrangement through the construction state of the power plant using a small force in accordance with the present invention.
도 2는 도 1에 도시된 물막이보의 구성을 보여주는 사시도.Figure 2 is a perspective view showing the configuration of the water basin shown in FIG.
도 3은 도 2에 따른 본 발명의 요부를 확대 도시한 요부 확대 사시도. Figure 3 is an enlarged perspective view of the main portion showing an enlarged main portion of the present invention according to FIG.
<도면의 주요부위에 대한 부호 설명><Description of Signs of Major Parts of Drawings>
1...하천 수로 2...하천 제방1 ...
10...물막이보 20...수압관10 ...
22...유입관 24...커버22.Inlet tube 24.Cover
35...유도 관로 30...발전부35
40...배수로 40 ... by drainage
240...힌지 242...부구240 ... Hinge 242
본 발명은 하천 수로에 설치되어 유수에 의한 운동에너지를 전력생산에 필요한 전기에너지로 변환하는 소수력을 이용한 발전시설에 관한 것으로, 특히 하천의 수위 및 유량에 따라 발전장치 측으로 유입되는 유수의 양이 능동적으로 조절되어 효율적인 전력생산이 가능한 소수력을 이용한 발전시설에 관한 것이다.The present invention relates to a power generation facility using a small force installed in the river water channel to convert the kinetic energy of the water into electrical energy required for power production, in particular the amount of flowing water flowing into the power generation device according to the water level and flow rate of the river is active The present invention relates to a power plant using a small power that can be adjusted to enable efficient power generation.
일반적인 발전방법에는 수력을 이용한 수력발전, 화석연료를 이용한 화력발전, 원자력을 이용한 원자력발전 등을 들 수 있다. 이러한 발전방법들은 대규모의 발전설비와 발전설비를 가동시키기 위한 막대한 양의 에너지원을 필요로 하며 설치장소에 제약이 따른다. 특히, 화력발전에 이용되는 에너지원으로써 석유나 석탄 등의 화석연료는 타연료에 비해 그 의존도가 매우 크기 때문에 자원의 고갈과 같은 문제를 야기시킨다.Common power generation methods include hydroelectric power generation using hydroelectric power, thermal power generation using fossil fuels, and nuclear power generation using nuclear power. These power generation methods require large-scale power generation facilities and enormous amounts of energy to operate them, and the installation sites are limited. In particular, fossil fuels such as petroleum and coal as energy sources used in thermal power generation are highly dependent on other fuels, causing problems such as exhaustion of resources.
석유나 석탄 등의 화석연료는 오존층을 파괴하여 지구 온난화를 일으키는 주요 원인이라는 것은 주지의 사실이다. 또한, 석유나 석탄 등의 화석연료는 환경오염을 유발시키는 가장 주요한 원인이기도 하다. 따라서, 석유나 석탄 등의 사용에 따른 자원의 고갈과 석유나 석탄 등을 연소시킴으로써 발생되는 지구온난화에 따른 각종 재해 및 각종 공해물질의 발생으로 인한 환경오염을 방지하기 위해서는 석유나 석탄등의 화석연료가 필요 없는 획기적인 발전 방법이 요구된다. It is well known that fossil fuels such as oil and coal are the main cause of global warming by destroying the ozone layer. In addition, fossil fuels such as petroleum and coal are also the main causes of environmental pollution. Therefore, in order to prevent environmental pollution caused by depletion of resources caused by the use of petroleum or coal, and various disasters caused by global warming caused by burning oil or coal, and the generation of various pollutants, fossil fuels such as petroleum and coal are used. There is a need for breakthrough development methods that do not require
그 일환으로 최근에는 태양열, 조력, 파력, 풍력 및 수력 등의 자연에너지를 이용한 친환경적이며 영구적으로 에너지원을 활용할 수 있는 발전 방법들이 개발되어 적용되고 있다. As part of this, recently, power generation methods that can utilize energy sources that are environmentally and permanently using natural energy such as solar, tidal, wave, wind and hydro have been developed and applied.
그 중 태양에너지(태양광/태양열) 또는 풍력에너지를 전기에너지로 변환하여 전력축전지 등에 저장하는 방식의 전력생산방식은 날씨와 환경에 상당한 제약이 따른다. 따라서, 소규모 전력 필요시설물에 요구되는 전력량 조차 감당하지 못하는 경우가 있어 범용적으로 널리 이용되지 못하고 있는 실정이다. 그리고 조력발전은 조수 간만의 차가 심한 지역에 설치해야 필요전력을 얻을 수 있다. 때문에 지역적으로 한정된 장소에만 적용할 수 밖에 없는 단점이 있으며, 파력발전 역시 상기 조력발전과 마찬가지로 파도가 지속적으로 발생되는 한정된 장소에만 적용할 수 밖에 없어 설치장소에 제약이 따르는 단점이 있다. 또한 수력발전의 경우 방대한 양의 물이 담수되는 호수 또는 저수지를 필요로하므로 이 역시 한정된 장소에만 적용할 수 밖에 없어 설치장소에 제약이 따른다. Among them, the power generation method of converting solar energy (solar / solar heat) or wind energy into electrical energy and storing them in power storage batteries has a significant limitation on weather and environment. Therefore, there is a case in which even the amount of power required for the small-scale power requirement facilities can not afford, it is not widely used universally. And tidal power generation can be obtained only if the tidal difference between the tidal area is installed in the region. Therefore, there is a disadvantage that can only be applied to a limited area locally, wave power also has a disadvantage in that the installation place can not be applied only to a limited place where waves continue to occur like the tidal power generation. In addition, in the case of hydro power generation, a lake or a reservoir where a large amount of water is freshwater is required, which is also limited to a limited place.
따라서 최근에는 비교적 설치장소에 제약을 덜 받으며 지속적인 전력생산이 가능한 소수력 발전방법이 범용적으로 이용되고 있다. 소수력 발전은 인근 소하천의 유수를 이용하여 전력을 생산하는 방법으로 하천 주변의 전력 시설물 예를 들면, 가로등 조명등과 같은 비교적 소규모의 전력이 요구되는 곳에 필요전력을 공급한다. Therefore, in recent years, a small hydro power generation method that is relatively less restricted by the installation site and capable of continuous power generation has been widely used. Small-scale power generation is a method of generating electricity by using the flow of nearby small rivers, and supplies necessary power where relatively small electric power is required such as electric power facilities around the river, for example, street lamps and the like.
대한민국 공개특허공보 제1990-0001971호에는 하천 유수를 이용해 전력을 생산하는 소수력 발전장치가 개시되어 있다. 이러한 대한민국 공개특허공보는 수중에 설치되는 보에 맞물려 돌아가는 물레방아형의 수차 발전기로서, 대략 2.5m의 낙차를 이용하여 발전기를 회전시키도록 되어 있다. 때문에, 하천 수로에 어느 정도 낙차를 갖는 입지가 요구된다. 이에 따라, 지형에 따라 설치장소가 일부에 국한되는 문제가 있다. Korean Patent Laid-Open Publication No. 1990-0001971 discloses a hydroelectric power generation device for producing electric power using river flow. This Korean Patent Laid-Open Publication is a watermill generator of a watermill type that meshes with a beam installed in water, and rotates a generator using a drop of approximately 2.5 m. Therefore, the location which has a some fall in the river channel is required. Accordingly, there is a problem that the installation place is limited to a part depending on the terrain.
그 외에도 대한민국 공고실용신안공보 제1993-8538호에는 "댐의 수문설비를 이용한 소수력 발전장치"라는 제목으로 저수댐에 설치되어 있는 수문에 발전기를 설치하여 댐에서 방수되는 물을 이용하여 전력을 얻는 소수력 발전장치가 제안된 바 있다. 그러나 이러한 구성 역시 낙차가 요구되는 댐에 설치되는 관계로 지형적 입지여건에 크게 제약을 받는 문제가 있다.In addition, Korean Utility Model Publication No. 1993-8538, entitled “Hydroelectric Power Generation Equipment Using Hydrological Equipment of Dams,” provides generators to water gates installed in reservoir dams to obtain power by using water that is waterproof from dams. A small hydro power plant has been proposed. However, this configuration also has a problem that the geographic location conditions are greatly limited because it is installed in the dam is required to drop.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 특별한 장소와 지형적인 여건의 제약없이 협소한 공간이라도 기본적으로 물이 확보되는 곳이라면 적은 양의 물로도 발전이 이루어져 지속적인 전력생산이 가능한 소수력을 이용한 발전시설을 제공하는 데에 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above-mentioned problems, and if the water is basically secured even in a narrow space without the constraints of special places and topographical conditions, the power generation is made even with a small amount of water, which allows continuous power production. The purpose is to provide a used power plant.
또한 본 발명은 하천의 수위 및 유량에 따라 발전장치 측으로 유입되는 유수의 양이 능동적으로 조절되어 효율적인 전력생산이 가능한 소수력을 이용한 발전시설을 제공하는 데에 다른 목적이 있다.In addition, the present invention has another object to provide a power generation facility using a small amount of power capable of producing efficient power by actively controlling the amount of flowing water flowing into the generator according to the water level and the flow rate of the river.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 유수를 억제하는 방향으로 하천 수로를 가로질러 설치되면서 하천바닥면으로부터 일정 높이로 시공되는 물막이보와, 상기 물막이보에 매설되면서 유수의 흐름방향과 대향되는 하천측으로 다수의 유입관이 등간격으로 뻗어나온 수압관과, 하천제방 바깥측의 하천 주변의 지중에 매설되면서 상기 수압관과는 유도 관로를 통해 연결되어 유수를 제공받으며, 제공받은 유수의 운동에너지에 의해서 회전하는 수차와 수차와 연설되는 제너레이터를 구비한 발전부를 포함하며, 상기 수압관은 물막이보 내측에 물막이보 폭방향을 따라 길게 수평배치되면서 적어도 둘 이상이 상하 병렬배치되어 하천수위에 따라 수압관을 통해 유입되는 유수의 양이 달라질 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 소수력을 이용한 발전시설을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is installed across the river canal in the direction of suppressing the flow of water and the water bar beam constructed at a certain height from the bottom surface of the river, while being embedded in the water bar beam is opposed to the flow direction of the water flow A plurality of inflow pipes extending at equal intervals to the river side and buried in the ground around the river outside the river embankment are connected to the water pressure pipe through an induction pipe to receive the flow of water, and to provide the flowing kinetic energy. It includes a power generation unit having a generator that is rotated by the aberration and the aberration, the hydraulic pipe is arranged horizontally long along the width direction of the water beams inside the water beams, at least two or more parallel to the water pressure pipes according to the river water level Using a hydrophobic force, characterized in that configured to vary the amount of flowing water flowing through Provide power generation facilities.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 소수력을 이용한 발전시설의 전체적인 배치구성을 보여주기 위한 개략 구성도이다. 1 is a schematic configuration diagram for showing the overall arrangement of the power plant using a small force in accordance with the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 소수력을 이용한 발전시설은 낙차가 요구되지 않는 비교적 소하천의 일반적인 하천수 즉, 유수의 운동량을 이용한 것으로 지형적 입지여건에 비교적 제약을 받지 않는다.Referring to FIG. 1, the power plant using the hydrophobic force according to the present invention uses relatively small rivers that do not require dropping, that is, the momentum of the flowing river, and is relatively unrestricted by the geographical location.
본 발명의 구성을 구체적으로 살펴보면, 유수를 억제하는 방향으로 하천의 수로(1)를 가로질러 물막이보(10)가 설치된다. 물막이보(10)는 하천바닥면으로부터 일정 높이로 시공되어 유수가 물막이보 뒷편에서 어느 정도 담수될 수 있도록 댐의 기능을 수행한다. 이러한 물막이보(10)는 하천의 유량 및 수위가 높아졌을 경우에 외력에 의해 이탈되지 않게 콘크리트를 통해 시공될 수 있다. 이러한 물막이보(10)에는 유수의 흐름방향과 대향되는 하천측으로 다수의 유입관(22)이 등간격으로 뻗 어나온 수압관(20)이 매설되어 유수를 제공받는다. Looking specifically at the configuration of the present invention, the water blocking
도 2는 상기와 같이 물막이보에 매설되어 있는 수압관의 배치구성 상태를 보여주는 사시도이다.Figure 2 is a perspective view showing an arrangement configuration of the hydraulic pipe embedded in the water basin as described above.
도 2를 참조하면, 상기 수압관(20)은 물막이보(10) 내측에 물막이보(10) 폭방향을 따라 길게 수평배치되면서 적어도 둘 이상이 상하 병렬배치되어 하천수위에 따라 수압관(20)을 통해 유입되는 유수의 양이 달라질 수 있도록 구성된다. 따라서, 하천수위에 따라 수압관(20)으로 진입되는 유수의 양 및 그로 인한 전력생산량이 달라질 수 있다.Referring to FIG. 2, the
바람직하게는, 도 3의 부분 확대도에서와 같이 상기 수압관으로부터 물막이보 일측벽면 바깥측으로 연장되는 유입관(22)의 개구된 단부에는 커버(24)가 결합된다. 이러한 커버(24)는 유입관 개구단 상측에 힌지(240)를 통해 개폐가능하게 결합되면서 그 하측단에는 부구(242)가 구비되어 있다. 이에 따라, 하천의 수위가 변화될 경우 커버(24)는 부구(242)의 부력에 의해 능동적으로 개폐되어 유입관(22)을 통해 유입되는 유량을 자동조절한다.Preferably, the
나아가, 본 발명의 실시예에 따르면 하천제방(2) 바깥측의 하천 주변의 지중에는 발전부(30)가 매설되어 상기 수압관(20)을 통해 제공받은 유수를 이용해 전력을 생산한다. 이러한 발전부(30)는 상기 수압관과는 유도 관로(35)를 통해 연결되어 유수를 제공받으며, 제공받은 유수의 운동에너지에 의해서 회전하는 수차(미도시 됨)와 수차와 연설되는 제너레이터(미도시 됨)를 구비한다. 따라서, 유입관(22)을 통해 유입된 유수는 수압관(20)을 거쳐 상기 발전부 측으로 유입되어 수차를 돌 리고 수차의 운동에너지는 제너레이터에 의해 전기에너지로 변환되어 전력을 생산할 수 있는 것이다.Furthermore, according to the embodiment of the present invention, the
미설명 부호 25는 수압관과 유도 관로 사이에 배치되어 유도 관로를 통해 발전부 측으로 제공되는 유수의 흐름을 개방 또는 차단하기 위한 밸브이며, 40은 발전부를거치면서 에너지를 소진한 유수가 빠져나와 다시 하천측으로 흘러들어갈 수 있도록 유도하는 배수로를 가르킨다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따르면, 낙차가 요구되지 않는 일반 소하천에 물막이보(10)가 설치되어 이 물막이보(10)에 의해 담수되거나 흐르는 하천수를 이용해 전력을 생산한다. 따라서, 비교적 장소와 지형적인 여건의 제약을 덜 받으며, 협소한 공간이라도 기본적으로 물이 확보되는 곳이라면 적은 양의 물로도 지속전인 발전이 이루어져 꾸준한 전력생산이 가능하다.According to the embodiment of the present invention configured as described above, the
특히, 상기 물막이보(10)를 통해 유입되는 유수의 경우 물막이보(10)에 상·하로 병렬배치되는 수압관(20)과, 수압관(20)으로부터 등간격을 뻗어나온 유입관(22), 그리고 수위에 따라 유입관(22)을 개폐하는 커버(24)에 의해 하천의 수위에 따라 발전부 측으로 제공되는 유량의 달라진다. 이는 하천수위 변화량에 능동적으로 대처하여 보다 안정적이면서 유량에 비례되는 전력생산이 가능한 것이다. In particular, in the case of flowing water flowing through the water bar (10), the water pressure pipe (20) arranged in parallel to the
이상에서 살펴본 본 발명인 소수력을 이용한 발전시설에 의하면, 특별한 장소와 지형적인 여건의 제약없이 협소한 공간이라도 기본적으로 물이 확보되는 곳이 라면 적은 양의 물로도 지속전인 발전이 이루어져 꾸준한 전력생산이 가능하고, 하천의 수위 및 유량에 따라 발전장치 측으로 유입되는 유수의 양이 능동적으로 조절되어 효율적인 전력생산이 가능한 이점이 있다.According to the power generation facility using the present invention looked at above, even if the water is basically secured even in a small space without the constraints of special places and topographic conditions, it is possible to produce electricity continuously with a small amount of water, so that continuous power generation is possible. And, the amount of flowing water flowing into the power generation device side according to the water level and the flow rate of the river is actively controlled, there is an advantage capable of efficient power production.
이상에서 설명한 것은 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.What has been described above is only one embodiment for carrying out the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the present invention is made without departing from the gist of the present invention as claimed in the following claims. Anyone with ordinary knowledge in this field will have the technical spirit of the present invention to the extent that various modifications can be made.
Claims (2)
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