KR100964813B1 - Power generator using water current - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 수류력 발전장치에 관한 것으로서, 특히 유속이 비교적 빠른 하천의 중상류 또는 중상류 이상의 지역에 설치되어 수류력(水流力)을 이용하여 발전하고, 하천이 얼더라도 1년 내내 수류력을 이용하여 전기를 생산할 수 있는 수류력 발전장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a water flow power generation apparatus, and is particularly installed in an upper or upper middle region of a river having a relatively high flow rate, and is generated by using a water flow force. The present invention relates to a hydroelectric power generating device capable of producing electricity.
인류는 불을 발견한 이후 각종 에너지에 의존하여 발전하였고, 근대에 이르러서는 석탄, 석유와 같은 화석에너지에 의존하여 발전하였다.Since the discovery of fire, mankind has developed depending on various energies. In modern times, humanity has developed depending on fossil energy such as coal and oil.
그러나, 화석에너지는 무한정 제공되는 것이 아니라 그 매장량이 한정되어 있어서 어느 시기에 다다르면 화석에너지가 고갈되는 문제점이 있고, 또한 화석에너지를 사용하게되면 다량의 이산화탄소가 배출되어 환경을 오염시키는 문제점이 있었다.However, fossil energy is not provided indefinitely, but its reserves are limited, and when a certain time is reached, fossil energy is depleted, and when fossil energy is used, a large amount of carbon dioxide is emitted to pollute the environment.
이러한 문제점을 해결하고자 인류는 바람을 이용하여 전기를 생산하는 풍력발전, 댐에 가두어 둔 물을 이용하는 수력발전, 조수 간만의 차를 이용하는 조력발전, 원자력을 이용하는 원자력발전, 태양광을 이용하는 태양광 발전 등 다양한 발전시설을 개발하여 화석에너지를 대체하려 하고 있다.In order to solve these problems, mankind needs to use wind power to generate electricity, hydropower using water confined to dams, tidal power using tidal-tide cars, nuclear power using nuclear energy, and solar power using solar power. It is trying to replace fossil energy by developing various power generation facilities.
하지만 대부분의 발전시스템은 초기 시설투자비용이 막대하여 민간 차원에서 적용하기가 매우 어려운 문제점이 있었고, 또한 풍력발전의 경우는 지역에 따라 바람의 세기에 편차가 심하여 1년중 약 3개월~4개월 정도면 발전작동하지 못하는 문제점이 있었으며, 태양광 발전 또한 구름이 끼거나 야간에 발전이 되지 않으므로 이또한 1년중 3개월~4개월 밖에 발전하지 못하는 문제점이 있었으며, 원자력 발전의 경우 원자력 발전 후 발생하는 핵폐기물의 처리가 곤란해지는 문제점이 발생하고 있었다.However, most of the power generation system has a problem that it is very difficult to apply at the private level due to the huge initial investment cost. Also, in the case of wind power generation, the wind intensity varies widely depending on the region, so it is about 3 to 4 months of the year. If there is a problem that the power generation does not work, the solar power generation also has a problem that can only generate three to four months during the year, because the solar power is also cloudy or at night, and in the case of nuclear power generation There has been a problem that the disposal of the waste becomes difficult.
상기 목적달성을 위한 본 발명은 유속이 비교적 빠른 하천의 중상류 지역에 설치되어 수류력(水流力)을 이용하여 발전하고, 하천이 얼더라도 1년 내내 수류력을 이용하여 전기를 생산할 수 있으며, 구조가 단순하여 설치비용이 저렴하고, 수류력을 이용하여 발전기의 코일과 영구자석을 서로 반대방향으로 회전시켜 전기를 생산함에 따라 발전효율이 향상되도록 한 수류력 발전장치를 제공함을 목적으로 한다.The present invention for achieving the above object is installed in the upper and upper middle region of the river with a relatively high flow rate, it is generated by using the water flow force (水流 力), and even if the river is frozen, it can produce electricity using the waterflow throughout the year, structure Simple and low installation cost, the purpose of the present invention is to provide a water flow power generator to improve the power generation efficiency by generating electricity by rotating the coil and the permanent magnet of the generator in the opposite direction by using the water flow force.
상기 목적달성을 위한 본 발명은,According to an aspect of the present invention,
흐르는 물위에 위치가 고정되게 떠있고, 그 중앙부에 장홀이 형성되어 있으며, 내부에는 발전기와 동력전달수단이 설치되기 위한 수용공간이 형성되어 있는 부력기를 구비하고, 발전기와 이 발전기로 회전동력을 전달하는 동력전달수단이 내설되어 있는 케이스를 상기 수용공간 내에 설치하되,Floating position is fixed on the flowing water, the central hole is formed in the center, the inside is provided with a buoyancy which is formed with a receiving space for the generator and the power transmission means is installed, and to transmit the rotational power to the generator A case in which power transmission means is installed is installed in the accommodation space,
상기 동력전달수단을 이루는 제 1 회전축의 일단이 장홀 측으로 향하도록 케이스의 외측으로 돌출시키고, 그 제 1 회전축의 끝단에 복수개의 날개가 외주연에 설치되어 있는 휠을 결합하여 One end of the first rotation shaft constituting the power transmission means protrudes to the outside of the case to the side of the long hole side, and coupled to the end of the first rotation shaft a plurality of blades are provided on the outer periphery
날개가 장홀 내에서 수류력에 의해 회전하면서 제 1 회전축(301)을 회전시켜 그 회전력이 동력전달수단에 의해 발전기로 전달되어 발전기가 발전하도록 구성한 것을 특징으로 한다.The blade is rotated by the water flow force in the long hole while rotating the first rotating
본 발명에 의하면, 흐르는 물위에 위치가 고정되게 떠있는 부력기에 흐르는 물의 힘에 의해 회전하여 동력을 공급하는 동력공급수단과 이 동력공급수단으로부터 제공되는 동력으로 구동하여 발전하는 발전기를 설치하여 구성하므로서, 유속이 빠른 하천의 중상류 지역에 설치해 놓으면 하천이 얼더라도 1년 내내 지속적으로 전기를 생산할 수 있으며, 전기 생성시 유해가스가 발생하지 않으므로 친환경적이고, 발전기의 코일과 영구자석을 증속기어를 이용하여 서로 반대방향으로 고속 및 교차 회전시켜 발전하므로 발전효율이 향상되어 고효율로 전기를 생산할 수 있으며, 구조가 단순하여 제품의 설치가 용이하면서도 일정속도의 유속이 존재하는 하천 어디든지 설치할 수 있으므로 제품의 설치장소에 제약을 받지 않도록 하는 효과를 기대할 수 있다.According to the present invention, the power supply means for supplying power by rotating by the power of the water flowing in the buoyancy floating in a fixed position on the flowing water and by installing the generator to be driven by the power provided by the power supply means When installed in the upper and upper streams of high-speed rivers, even if the river is frozen, it can continuously produce electricity all year round. It is eco-friendly because no harmful gas is generated when electricity is generated. Power generation efficiency is improved by generating electricity with high speed and cross rotation in opposite directions, and it is possible to produce electricity with high efficiency.The structure is simple, so it is easy to install the product and can be installed anywhere in the river where there is a constant velocity. You can expect the effect of not being restricted by the place. All.
이하, 첨부된 도면 도 1 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, FIGS. 1 to 10.
본 발명을 설명함에 있어서 정의되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 것으로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 아니 될 것이다.The terms defined in describing the present invention have been defined in consideration of the functions of the present invention and should not be construed to limit the technical elements of the present invention.
도 1a 는 본 발명의 제 1 실시예를 도시한 것으로서,Figure 1a shows a first embodiment of the present invention,
흐르는 물위에 위치가 고정되게 떠있는 한쌍의 부력기(100)를 연결대(101)로 연결하여 구비하고, 상기 부력기(100)의 상부에 발전기(104)를 설치하되, 상기 발전기(104)의 회전축(105)이 부력기(100)의 상부에 설치된 베어링지지대(103)에 의해 지지되도록 하고, 그 회전축(105)의 끝단에 복수개의 날개(107)가 설치된 휠(106)을 결합하여 수류력에 의해 날개(107)가 회전하면서 그 회전동력으로 발전기(104)가 동작하도록 구성한 것을 특징으로 한다.A pair of
도 1a 의 수류력 발전기는 부력기(100)의 상부에 설치된 발전기(104)의 회전축(105)을 부력기(100)의 일측으로 돌출시키고, 그 회전축(105)의 끝단에 다수의 날개(107)가 외주연에 설치된 휠(106)을 축설하여 구성한 것이다.The water flow generator of FIG. 1A protrudes the
이러한 제 1 실시예의 수류력 발전기는 부력기(100)의 일측에 위치하는 날개(107)가 하천의 수류력에 의해 회전하면서 발전기의 회전축(105)을 구동시켜 발전기(104)에서 발전이 이루어지도록 작동한다.In the water flow power generator of the first embodiment, the
한편, 도 1b와 같이 폭이 매우 좁은 하천에 본 발명의 수류력 발전기를 설치할 때에는 부력기(100)를 지면에 올려놓고, 날개(107)가 하천에 위치하도록 설치하여 수류력을 이용하여 발전할 수 있다.On the other hand, when installing the water flow generator of the present invention in a very narrow river, as shown in Figure 1b to put the
도 1b와 같은 설치상태는 좁은 폭을 갖는 하천에 매우 유용하게 적용하여 사용할 수 있다.The installation state as shown in Figure 1b can be used very usefully applied to rivers having a narrow width.
그리고, 상기 부력기(100)는 그 형상이 도 1 에 도시된 것으로 한정되지 아니하고 뗏목형태로 부력기를 형성할 수 있으며, 부력기(100)의 상부에 발전기(104)를 얹어 설치할 수 있다.In addition, the
도 2 내지 도 9는 본 발명의 제 2 실시예를 도시한 것이다.2 to 9 show a second embodiment of the present invention.
본 발명의 제 2 실시예는,In a second embodiment of the present invention,
흐르는 물위에 위치가 고정되게 떠있고, 그 중앙부에 장홀(201)이 형성되어 있으며, 내부에는 발전기와 동력전달수단이 설치되기 위한 수용공간(202)이 형성되어 있는 부력기(200)를 구비하고, 발전기(320)와 이 발전기(320)로 회전동력을 전달하는 동력전달수단이 내설되어 있는 케이스(300)를 상기 수용공간(202) 내에 설치하되,The floating position is fixed on the flowing water, the
상기 동력전달수단을 이루는 제 1 회전축(301)의 일단이 장홀(201) 측으로 향하도록 케이스(300)의 외측으로 돌출시키고, 그 제 1 회전축(301)의 끝단에 복수개의 날개(305)가 외주연에 설치되어 있는 휠(304)을 결합하여 One end of the
날개(305)가 장홀(201) 내에서 수류력에 의해 회전하면서 제 1 회전축(301)을 회전시켜 그 회전력이 동력전달수단에 의해 발전기로 전달되어 발전기가 발전하도록 구성한다.The
상기 날개(305)가 구비된 휠(304)이 장홀(201) 내에서 작동하도록 구성하면, 겨울철에 하천이 얼더라도, 상기 장홀(201) 내부에 존재하는 물은 날개(305)가 지속적으로 돌고있는 상태이므로 얼지 않게 되고, 이에의해 수류력발전기를 하천이 얼어붙는 겨울에도 지속적으로 작동시킬 수 있게된다. When the
한편, 상기 케이스(300) 내부에 제 1 회전축(301)의 회전력을 상반된 방향의 회전동력으로 변환시켜 발전기(320)로 전달하는 동력전달수단을 설치하되,On the other hand, inside the
상기 동력전달수단은 도 4 와 도 5 에 도시된 바와같이,The power transmission means is shown in Figures 4 and 5,
제 1 회전축(301)의 일단에 큰직경과 작은직경의 제 1 및 제 2 구동기어(302)(303)를 끼워 설치하고, 제 2 회전축(306)을 제 1 회전축(301)으로 부터 이격되도록 케이스(300)의 내부에 설치하며, 상기 제 1 구동기어(302)와 맞물려 회전하면서 제 2 회전축(306)을 회전시키는 제 3 구동기어(307)를 제 2 회전축(306)의 일단에 끼워 결합하면서 제 2 회전축(306)의 중간부에 회전방향이 반전된 회전력을 발전기(320)로 전달하기 위한 제 4 구동기어(308)를 끼워 결합하여 구성한다.First and
즉, 상기 제 1 회전축(301)으로 전달된 회전력은 제 2 회전축(306)에 의해 반대방향으로 반전되고, 그 상단된 회전력이 제 1 회전축(301)과 제 2 회전축(306)에 의해 발전기(320)로 전달되는 것이다.That is, the rotational force transmitted to the first
상기 발전기(320)는 코일체(313)가 권회되어있는 제 3 회전축(309)이 회전케이스(311)의 내부를 관통하되, 제 3 회전축(309)과 회전케이스(311) 사이에 베어링(315)을 개재하여 제 3 회전축(309)과 회전케이스(311)가 독립적으로 회전할 수 있도록 구성하고, 상기 회전케이스(311)의 내주면상에 코일체(313)와 대향되도록 영구자석(314)을 설치하며, 상기 회전케이스(311)의 일단 외측에 상기 제 4 구동기어(308)와 맞물리는 제 6 구동기어(312)를 형성하고, 제 3 회전축(309)의 일단에는 상기 제 2 구동기어(303)에 맞물려 회전하는 제 5 구동기어(310)를 끼워 설치하여 구성한다.The
이에따라, 동력전달수단의 제 1 회전축(301)과 제 2 회전축(306)을 통해 전달되는 상반된 회전력이 발전기(320)의 제 3 회전축(309)과 회전케이스(311)를 서로 반대방향으로 회전시킴에 따라 코일체(313)와 영구자석(314)이 서로 반대방향으 로 회전하면서 고효율로 전기를 발생시킬 수 있게되는 것이다.Accordingly, the opposite rotational force transmitted through the
이때, 발전기(320)로 전달되는 회전속도가 증대되도록 하기 위하여 제 1 구동기어(302)의 직경을 제 3 구동기어(307)에 비해 크게 설정하고, 또한, 제 4 구동기어(308)에 비해 제 6 구동기어(312)의 직경을 작게 형성하며, 제 2 구동기어(303)의 직경을 제 5 구동기어(310)에 비해 크게 형성하여 날개(305)에 의해 전달되는 회전력을 증속시켜 발전기(320)에 전달할 수 있도록 한다.At this time, in order to increase the rotational speed transmitted to the
그리고, 도 10 과 같이 본 발명의 제 2 실시예에서 하나의 부력기(200)에 여러개의 발전기(320)를 설치하되, 각 발전기에 설치된 휠(304)이 장홀(201) 내에서 작동하도록 설치할 수 있으며, 이러한 실시예는 하나의 수류력 발전기를 이용하여 여러개의 발전기를 동시에 작동시킬 수 있으므로 발전효율을 더 높여줄 수 있게된다.And, in the second embodiment of the present invention as shown in Figure 10, but installed a plurality of
본 발명에 적용되는 부력기(200)는 그 형상이 배의 형상으로 한정되는 것이 아니하고, 부력기(200)는 뗏목이나 여러개의 부구를 엮어서 제조할 수 있고, 또한 발전기를 부력기의 내부 또는 상부에 선택적으로 설치할 수 있다.The
한편, 본 발명의 제 2 실시예에서는 하천의 수위가 변하는 것에 유연하게 대처하여 부력기(200)가 상승 또는 하강하도록 하는 수단이 구비된다.On the other hand, in the second embodiment of the present invention, a means for flexibly coping with the change in the water level of the river is provided so that the
즉, 상기 부력기(200)의 전후단에 각각 수직홀(401)을 형성하고, 일정길이의 수직가이드봉(400)을 상기 각각의 수직홀(401)에 끼워서 수직가이드봉(400)의 하단 이 하천의 바닥에 심어지도록 하며, 부력기(200)의 상부면에는 상기 수직가이드봉(400)을 감싸도록 결합되는 가이드베어링(402)을 설치하여 하천의 수위변화에 따라 부력기(200)가 수직가이드봉(400)을 따라 상하로 움직이도록 구성한다.That is,
상기 수직가이드봉(400)을 이용하여 부력기(200)가 수위변화에 대응하여 상승 및 하강하도록 구성하면, 부력기(200)를 고정시키기 위한 다른 구성을 부력기(200)에 설치하지 않아도 되는 효과를 기대할 수 있다.When the
한편, 부력기(200)가 하천에 설치되는 이유로 태풍, 폭우 등에 의해 하천의 수위가 급격히 상승하는 현상이 발생할 수 있고, 이러한 경우에는 부력기(200)를 수면으로 부터 띄워 놓는 것이 안전하다 할 수 있다.On the other hand, the reason why the
이러한 기능을 위하여 수직가이드봉(400)의 상단에 수평지지대(403)를 설치하고, 이 수평지지대(403)에는 일정길이의 승강와이어(406)가 권선되어 있는 보빈(405)이 축설된 구동모터(404)를 설치하며, 상기 승강와이어(406)의 끝단을 부력기(200)의 상부면에 형성된 고리(407)에 연결하여 보빈(405)의 회전에 의해 승강와이어(406)가 감겨짐에 의해 부력기(200)가 수면위로 들려지도록 구성한다.For this function, a
그리고, 상기 구동모터(404)를 제어하는 제어수단으로서,And, as a control means for controlling the
수직가이드봉(400)의 중간부에 마그네트(500)를 매립되게 설치하고, 부력기(200)의 수용공간(202) 내부 벽면에는 마그네트(500)에서 발산되는 자력을 감지하는 홀센서(501)를 설치하며, 하천의 수위 상승에 의해 부력기(200) 가 상승하여 홀센서(501)에서 마그네트(500)의 자력을 감지하였을때 구동모터(404)를 구동 시켜 부력기(200)가 수면위로 들려지도록 제어하는 제어장치부(502)를 수용공간(202) 내에 설치한다.
상기 마그네트(500)의 설치위치는 통상적으로 하천의 위험수위에 대응되도록 하는 것이 바람직하다.The installation position of the
따라서, 태풍 및 폭우에 의해 하천의 수위가 급변하여 부력기(200)가 상승하고, 부력기(200)의 상승에 의해 홀센서(501)가 마그네트(500)의 자력을 감지한 후 그 감지정보를 제어장치부(502)로 전송하며, 제어장치부(502)는 폭우에 의해 하천의 수위가 위험수위에 도달한 것으로 판단한 후 구동모터(404)를 구동시켜 부력기(200)가 들어올려지도록 하여 부력기(200)를 수위가 급상승하는 하천으로 부터 안전해지도록 하는 것이다.Therefore, the water level of the river suddenly changes due to the typhoon and heavy rain, the
부력기(200)가 들어올려지도록 구동모터(404)를 제어한 제어장치부(502)는 외부에서 무선전송되는 제어신호 또는 관리자의 조작에 의하여 구동모터(404)를 역방향으로 구동시켜 부력기(200)가 하천 수면에 떠있도록 작동한다.The
상기 제어장치부(502)는 외부에서 전송되는 제어신호에 의해 원격조정될 수 있도록 하기 위해 무선통신수단을 자체 구비할 수 있다.The
도 1 은 본 발명의 제 1 실시예를 보인 평면도.1 is a plan view showing a first embodiment of the present invention.
도 2 는 본 발명의 제 2 실시예를 보인 평면도.2 is a plan view showing a second embodiment of the present invention.
도 3 은 본 발명의 제 2 실시예를 보인 사시도.3 is a perspective view showing a second embodiment of the present invention.
도 4 는 본 발명에 적용된 동력전달수단 및 발전기를 보인 도면.4 is a view showing a power transmission means and a generator applied to the present invention.
도 5 는 본 발명에 적용된 동력전달수단의 기어배치상태를 보인 도면.5 is a view showing a gear arrangement state of the power transmission means applied to the present invention.
도 6 과 도 7 은 본 발명 제 2 실시예의 작동상태를 보인 도면.6 and 7 are views showing the operating state of the second embodiment of the present invention.
도 8 은 본 발명에서 승강장치부가 설치된 구성을 보인도면.Figure 8 is a view showing a configuration in which the elevating device is installed in the present invention.
도 9 은 본 발명에 적용된 승강장치부의 작동상태를 보인도면.Figure 9 is a view showing the operating state of the lifting device portion applied to the present invention.
도 10 은 본 발명의 제 2 실시예의 다른 실시예를 보인 도면.10 shows another embodiment of a second embodiment of the present invention;
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings
200: 부력기, 201: 장홀,200: buoyant, 201: long hole,
202: 수용공간, 300: 케이스,202: receiving space, 300: case,
301: 제 1 회전축, 302: 제 1 구동기어,301: first rotation shaft, 302: first drive gear,
303: 제 2 구동기어, 304: 휠,303: second drive gear, 304: wheel,
305: 날개, 306: 제 2 회전축,305: wing, 306: second axis of rotation,
307: 제 3 구동기어, 308: 제 4 구동기어,307: third drive gear, 308: fourth drive gear,
309: 제 3 회전축, 310: 제 5 구동기어,309: third rotation shaft, 310: fifth drive gear,
311: 회전케이스, 312: 제 6 구동기어,311: rotation case, 312: sixth drive gear,
313: 코일체, 314: 영구자석,313: coil body, 314: permanent magnet,
400: 수직가이드봉, 401: 수직홀,400: vertical guide rod, 401: vertical hole,
402: 가이드베어링, 403: 수평지지대, 402: guide bearing, 403: horizontal support,
404: 구동모터, 405: 보빈,404: drive motor, 405: bobbin,
500: 마그네트, 501: 홀센서,500: magnet, 501: hall sensor,
502: 제어장치부,502: control unit,
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090047582A KR100964813B1 (en) | 2009-05-29 | 2009-05-29 | Power generator using water current |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090047582A KR100964813B1 (en) | 2009-05-29 | 2009-05-29 | Power generator using water current |
Publications (1)
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Family
ID=42370249
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1020090047582A KR100964813B1 (en) | 2009-05-29 | 2009-05-29 | Power generator using water current |
Country Status (1)
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KR (1) | KR100964813B1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101013296B1 (en) | 2010-09-28 | 2011-02-09 | 심동준 | Waterpower generating system using elevating lateral type waterwheel on water |
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- 2009-05-29 KR KR1020090047582A patent/KR100964813B1/en not_active IP Right Cessation
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