KR101261033B1 - 고층건물의 낙수 에너지를 이용한 발전장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고층건물의 낙수 에너지를 이용한 발전장치에 관한 것으로서, 고층 건물에서 배수관을 통해 낙하되어지는 낙수의 운동에너지를 발전장치를 통해 전기에너지로 저장 활용할 수 있도록 하기 위한 것이다.
이를 실현하기 위한 본 발명은, 각층에서 배출되는 오수 및 옥상에서 배출되는 우수를 지층의 하수관으로 안내하기 위해 고층건물에 수직방향으로 설치되는 배수파이프(10)와; 상기 배수파이프(10)의 유로를 개폐하기 위해 일정 간격으로 다수개가 설치되는 개폐밸브(20)와; 상기 개폐밸브(20)에 의해 폐쇄된 배수파이프(10) 유로내의 수위를 감지하기 위한 수위감지센서(30)와; 상기 수위감지센서(30)의 신호 발생시 개폐밸브(20)를 개방시키도록 제어하는 밸브 제어부(40)와; 상기 배수파이프(10) 하단부에 설치되어 상기 개폐밸브(20) 개방시 낙하되어지는 낙수의 수력에 의해 회동되어지는 회동체(50)와; 상기 회동체(50) 내의 중심을 이루는 고정축(51)에 구성되어 회동체(50)의 회전력에 의해 전기를 발생시키는 발전기(60)를 포함하는 구성을 이루는 것을 특징으로 한다.

Description

고층건물의 낙수 에너지를 이용한 발전장치{A POWER GENERATION MACHINE STRUCTURE USING SKYSCRAPER WATERDROP}
본 발명은 배수되는 낙수 에너지를 이용한 발전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 아파트나 빌딩 등과 같은 고층건물의 각 층에서 배수파이프를 통해 낙수되는 물의 낙하에너지를 전기에너지로 변환하여 발전하기 위한 발전장치에 관한 것이다.
일반적으로, 아파트 등과 같은 고층건물은 각층에서 발생하는 오수 또는 옥상에 모여진 빗물을 수직방향으로 설치된 배수파이프를 통해 하부로 낙하시킨 후 지하에 매설된 하수관 등을 통해 정화시설로 이동시키게 된다.
이러한 종래 수직형 배수관의 일 예로 특허출원 제2004-98141호가 제안된 바 있다.
그러나, 종래에는 이와 같이 낙하되는 낙수를 그대로 하수관으로 흘려보내므로 낙수 에너지를 활용하지 못하는 실정이다.
본 발명은 상기한 종래 고층건물에서 배수되는 물의 낙하에너지를 활용토록 하기 위한 것으로서, 낙수의 낙하에너지를 이용하여 전기를 발전시키는 발전장치를 제공함으로서 발생된 전기에너지를 다양한 용도로 활용토록 하고 이에 따른 에너지 절약에 일조하도록 하는데 목적이 있다.
상기 목적을 이루기 위한 본 발명의 낙수에너지 발전장치는, 각층에서 배출되는 오수 및 옥상에서 배출되는 우수를 지층의 하수관으로 안내하기 위해 고층건물에 수직방향으로 설치되는 배수파이프와; 상기 배수파이프의 유로를 개폐하기 위해 일정 간격으로 다수개가 설치되는 개폐밸브와; 상기 개폐밸브에 의해 폐쇄된 파이프 유로내의 수위를 감지하기 위한 수위감지센서와; 상기 수위감지센서의 신호 발생시 개폐밸브를 개방시키도록 제어하는 밸브 제어부와; 상기 배수파이프 하단부에 설치되어 상기 개폐밸브 개방시 낙하되어지는 낙수의 수력에 의해 회동되어지는 회동체와; 상기 회동체 내의 중심을 이루는 고정축에 구성된 발전기를 포함하는 구성을 이루는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명은, 고층 건물에서 배수관을 통해 낙하되어지는 낙수의 운동에너지를 발전장치를 통해 전기에너지로 저장 활용함으로서 에너지 효율을 극대화할 수 있게 된다.
특히, 물을 일정 수위가 되도록 일시적으로 저장시키게 되므로 최대의 운동에너지 효과를 나타낼 수 있게 된다.
도 1은 본 발명 고층건물 발전장치의 개략 구성도.
도 2는 도 1의 A부 상세구조도.
도 3은 도 1의 A부 상세 단면도.
도 4는 도 3의 B부 확대도.
도 5는 도 3의 C-C부 단면도.
도 6은 본 발명에서의 밸브 제어부 동작 순서도.
이하, 본 발명의 구체적인 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 살펴보기로 한다.
먼저, 본 발명의 일 실시 예에 따른 고층건물에 설치된 낙수에너지 발전장치의 설치 구조를 살펴보면, 아파트의 각층을 연결하며 수직으로 설치되는 배수파이프(10)에는 내부 유로의 개폐를 위한 개폐밸브(20) 및 개폐밸브(20)가 닫혔을 때 파이프 내의 수위를 감지하여 각 층 세대로 물이 역류하는 것을 방지하기 위한 수위감지센서(30)가 설치되어지게 된다.
특히, 이러한 개폐밸브(20) 및 수위감지센서(30)는 각 층마다 설치가 이루어짐이 바람직하다.
또한, 각각의 개폐밸브(20) 및 수위감지센서(30)는 밸브 제어부(40)와 유선 또는 무선으로 연결되어짐으로 하나의 수위감지센서(30)에서 감지 신호가 발생되었을 때 전체 개폐밸브(20)가 동시에 개방되어지도록 제어하게 된다.
한편, 배수파이프(10) 하단부에는 상기 개폐밸브(20) 개방시 낙하되어지는 낙수의 수력에 의해 회동되어지는 회동체(50)가 설치되어지며, 회동체(50) 내의 중심을 이루는 고정축(51)에는 회동체(50)의 회전력에 의해 전기를 발생시키는 발전기(60)가 구성된다.
특히, 회동체(50)는 외주면에 낙수의 수력에 의한 회동력이 전달되어지도록 스크류날개(53)가 구성되고, 내주면에는 발전기(60)의 구동축(61)에 구성된 구동기어(62)와 치합되어지는 래크부(52)가 구비되어져 있으며, 구동기어(62)가 일단에 결합되어져 있는 구동축(61)의 타단에는 피동기어(64)가 구성되어져 있으며, 발전기(60)의 동력전달축(63)상에 설치된 종동기어(65)는 상기 피동기어(64)와 치합 구비됨으로써 동력 전달이 이루어질 수 있도록 구성되었다.
도면 중 미설명 부호 70은 배수파이프(10)를 통해 낙하된 오수 및 우수를 정화시설로 안내하기 위한 하수관을 나타낸다.
이와 같은 구성을 이루는 본 발명 발전장치의 동작에 따른 작용효과를 살펴보기로 한다.
먼저, 밸브 제어부(40)의 제어에 의해 각 층에 구성된 개폐밸브(20)가 닫혀져서 배수파이프(10) 유로가 각 세대별로 폐쇄된 상태를 이루는 가운데, 각 층에서 발생되는 오수가 배수파이프(10)로 유입이 이루어지고 이때 어느 한 층에서 일정 수위 이상으로 수위가 올라감에 따라 수위감지센서(30)로 부터 감지신호가 발생되어지면 밸브 제어부(40)의 제어에 의해 전 층에 설치된 개폐밸브(20)가 동시에 열려지게 된다.
이에 따라, 다량의 물이 동시에 낙수되어 강한 수력에너지를 발생시키고 이러한 증대된 낙수의 에너지에 의해 하부에 설치된 회동체(50)가 회동되어짐으로서 내부의 발전기(60) 구동에 의한 전기발전이 이루어지게 된다.
즉, 스크류날개(53)의 영향력에 의해 회동체(50)의 일방향 회동이 이루어지면, 내부에서 래크부(52)와 치합되어져 있는 구동기어(62)에 구동력이 전달되고, 이에 따라 구동축(61)을 통해 단부에 결합되어져 있는 피동기어(64)가 함께 회동됨으로써 동력전달축(63)상의 종동기어(65)로 회동력 전달이 이루어지게 된다.
따라서, 동력전달축(63)의 회동이 이루어짐으로서 발전기(60)에서의 발전작용이 이루어지게 되는 것이다.
이와 같이 발생된 전기에너지는 별도의 축전기(미도시)에 저장되어 자가발전에 활용되어질 수 있게 된다.
그리고, 상기에서 본 발명의 특정한 실시 예가 설명 및 도시되었지만 본 발명의 고층건물 낙수 발전장치가 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 수 있음은 자명한 일이다.
그러나, 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 첨부된 특허청구범위 내에 포함된다 해야 할 것이다.
10 : 배수파이프 20 : 개폐밸브
30 : 수위감지센서 40 : 밸브 제어부
50 : 회동체 51 : 고정축
52 : 래크부 53 : 스크류날개
60 : 발전기 61 : 구동축
62 : 구동기어 63 : 동력전달축
64 : 피동기어 65 : 종동기어
70 : 하수관

Claims (4)

  1. 각층에서 배출되는 오수 및 옥상에서 배출되는 우수를 지층의 하수관(70)으로 안내하기 위해 고층건물에 수직방향으로 설치되는 배수파이프(10)와;
    상기 배수파이프(10)의 유로를 개폐하기 위해 일정 간격으로 다수개가 설치되는 개폐밸브(20)와;
    상기 개폐밸브(20)에 의해 폐쇄된 배수파이프(10) 유로내의 수위를 감지하기 위한 수위감지센서(30)와;
    상기 개폐밸브(20) 및 수위감지센서(30)와 유선 또는 무선으로 연결되어 수위감지센서(30)의 신호 발생시 개폐밸브(20)를 개방시키도록 제어하는 밸브 제어부(40)와;
    상기 배수파이프(10) 하단부에 설치되어 상기 개폐밸브(20) 개방시 낙하되어지는 낙수의 수력에 의해 회동되어지되, 외주면에 낙수의 수력에 의한 회동력이 전달되어지도록 스크류날개(53)가 구성되고, 내주면에는 발전기(60)의 구동축(61)에 구성된 구동기어(62)와 치합되어지는 래크부(52)가 구비된 회동체(50)와;
    상기 회동체(50) 내의 중심을 이루는 고정축(51)에 구성되어 회동체(50)의 회전력에 의해 전기를 발생시키는 발전기(60);
    를 포함하는 구성을 이루는 것을 특징으로 하는 고층건물의 낙수 에너지를 이용한 발전장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 개폐밸브(20) 및 수위감지센서(30)는 각 층에 각각 개별적으로 구성된 것을 특징으로 하는 고층건물의 낙수 에너지를 이용한 발전장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 밸브 제어부(40)는 수위감지센서(30)의 신호 전달시 다수의 개폐밸브(20)를 동시에 개방시키도록 제어되어지는 것을 특징으로 하는 고층건물의 낙수 에너지를 이용한 발전장치.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106436818A (zh) * 2016-11-28 2017-02-22 天津大学 一种基于高层建筑减压式给水系统的节能发电系统
CN106930368A (zh) * 2017-03-20 2017-07-07 河海大学 一种高层建筑物储能水管发电系统
WO2018171341A1 (zh) * 2017-03-20 2018-09-27 河海大学 一种利用多个高层建筑物储能水管发电的系统
WO2019045171A1 (ko) * 2017-08-30 2019-03-07 (주) 케이비테크놀로지 건물의 에너지 재생 시스템
KR102442839B1 (ko) 2022-05-16 2022-09-14 주식회사 제이비맵 우수 및 생활배수를 이용한 에너지 저장 및 관리 시스템

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109162577B (zh) * 2018-08-22 2020-09-29 河海大学常州校区 一种基于收集落水管中雨水势能的窗户关闭装置及方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003254220A (ja) * 2002-02-26 2003-09-10 Oki Electric Ind Co Ltd 発電装置
JP2006022745A (ja) 2004-07-09 2006-01-26 Kubota Corp 余剰圧力利用マイクロ水力発電方法および装置
JP2009007995A (ja) 2007-06-27 2009-01-15 Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd エネルギー回収システム

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003254220A (ja) * 2002-02-26 2003-09-10 Oki Electric Ind Co Ltd 発電装置
JP2006022745A (ja) 2004-07-09 2006-01-26 Kubota Corp 余剰圧力利用マイクロ水力発電方法および装置
JP2009007995A (ja) 2007-06-27 2009-01-15 Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd エネルギー回収システム

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106436818A (zh) * 2016-11-28 2017-02-22 天津大学 一种基于高层建筑减压式给水系统的节能发电系统
CN106930368A (zh) * 2017-03-20 2017-07-07 河海大学 一种高层建筑物储能水管发电系统
WO2018171341A1 (zh) * 2017-03-20 2018-09-27 河海大学 一种利用多个高层建筑物储能水管发电的系统
WO2019045171A1 (ko) * 2017-08-30 2019-03-07 (주) 케이비테크놀로지 건물의 에너지 재생 시스템
KR102442839B1 (ko) 2022-05-16 2022-09-14 주식회사 제이비맵 우수 및 생활배수를 이용한 에너지 저장 및 관리 시스템

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