KR101273639B1 - Electric power generating system using multi-connection water mill - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수차를 이용하여 전기를 생산하는 발전시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다단식으로 설치된 복수의 수차에 의해 전기를 생산할 수 있는 발전시스템의 집수구조에 관한 것이다.
본 발명은, 다수의 물받이판 및 원형판에 고정되어 함께 회전하는 회전축으로 구성되어 수직방향을 따라 나란하게 배열된 복수의 수차와, 물을 최상단 수차의 상방으로 유도하여 낙하시키는 물 공급기구와, 상기 수차의 원형판의 원주면을 감싸는 원호형상의 바닥면과 이 바닥면으로부터 연장되어 원형판을 감싸는 형상의 양측면과 집수된 물을 하방의 수차로 낙하시키는 배수구를 구비하면서 상기 각 수차의 양측에 대향되게 설치된 복수의 집수가이드로 구성된 수차유닛들이 횡방향으로 다중설치되며,
마주하는 각 수차들의 회전축은 커플러를 통해서 연결되고,
마지막에 배치된 수차유닛의 각 수차의 회전축마다 발전기가 설치되며,
각 수차의 양측에 설치된 집수가이드 중, 물의 흐름을 유도하는 집수가이드의 배수구는 하방에 설치된 수차의 중심을 지나치도록 연장형성되어 상기 배수구를 통해 배출되는 물이 배출 방향을 그대로 유지하면서 하방에 설치된 수차로 배출됨으로써 상하로 인접하는 수차들이 회전방향을 서로 달리하면서 순차적으로 회전하도록 하고,
상기 물받이판은 수차의 중심선상으로부터 수차가 회전되는 반대방향을 향해 일정각도 경사지다가 수차가 회전되는 방향으로 절곡된 형상으로 이루어지며,
각 수차의 양측에 설치된 집수가이드 중, 물의 흐름을 유도하는 일측 집수가이드의 배수구는 타측 집수가이드의 배수구보다 하부에 위치되도록 하여 수차의 원심력에 의해 반대측 집수가이드의 배수구에 모인 물들이 물의 흐름을 유도하는 집수가이드의 배수구측으로 낙하되면서 수차의 회전에 이용되도록 하고,
각 수차의 양측에 설치된 집수가이드의 배수구 사이에는 타측 집수가이드의 배수구로부터 낙하하는 물의 흐름방향을 일측 집수가이드의 배수구로부터 낙하하는 물의 흐름방향과 일치시키는 유로변경관을 설치하여서 구성된다.The present invention relates to a power generation system for producing electricity by using aberration, and more particularly, to a water collecting structure of a power generation system capable of producing electricity by a plurality of aberrations installed in multiple stages.
The present invention comprises a plurality of aberrations which are fixed to a plurality of drip trays and circular plates and rotated together and arranged in parallel along a vertical direction, and a water supply mechanism for inducing water to drop above the uppermost aberration; A circular arc bottom surface surrounding the circumferential surface of the circular wheel of the aberration, both sides of the shape extending from the bottom surface and surrounding the circular plate, and drains for dropping the collected water to the lower aberration while being installed opposite to each side of the aberration Aberration units composed of a plurality of water collection guides are installed in multiple transverse directions,
The axis of rotation of each facing aberration is connected via a coupler,
The generator is installed for each axis of rotation of the aberration unit of the last arranged aberration unit,
Of the collection guides installed on both sides of each aberration, the drainage port of the collection guide to induce water flow is formed to extend past the center of the aberration installed below, so that the water discharged through the drainage port maintains the discharge direction as it is. By discharging to the upper and lower adjacent aberrations to rotate sequentially with different rotation directions,
The drip plate is inclined at an angle from the centerline of the aberration toward the opposite direction in which the aberration is rotated, and is formed in a shape bent in the direction in which the aberration is rotated,
Among the catch guides installed on both sides of each aberration, the drain port of one catch guide to induce the flow of water is located below the drain outlet of the other catch guide, so that the water collected in the drain outlet of the opposite catch guide by the centrifugal force of the aberration guides the flow of water. To be used for the rotation of the aberration while falling to the drain port side of the catch
Between the outlets of the collecting guides provided on both sides of each aberration, a flow path change pipe is formed so as to match the flow direction of the water falling from the drain opening of the other collecting guide with the flow direction of the water falling from the drain opening of the one collecting guide.

Figure R1020110097387
Figure R1020110097387

Description

다중 연결 수차를 이용한 발전시스템{Electric power generating system using multi-connection water mill}Electric power generating system using multi-connection water mill

본 발명은 수차를 이용하여 전기를 생산하는 발전시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다단식으로 설치된 복수의 수차들로 구성된 수차유닛을 횡방향으로 다중 배치하여 큰 전력을 높은 효율로 생산할 수 있도록 한 다중 연결 수차를 이용한 발전시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a power generation system for producing electricity by using aberration, and more particularly, by placing a plurality of aberration units composed of a plurality of aberrations installed in multiple stages in the transverse direction in order to produce large power with high efficiency. A power generation system using connection aberration.

자원의 고갈에 따라 대체 에너지의 개발은 매우 중요한 문제로 대두되고 있으며, 장기간의 화석연료 사용으로 인한 지구 온난화 등의 문제로 환경친화적인 에너지의 개발이 요구되고 있다.With the depletion of resources, the development of alternative energy has become a very important issue, and the development of environmentally friendly energy is required due to global warming due to long-term fossil fuel use.

또한 상기와 같은 환경친화적인 에너지로 풍력, 태양열, 조력 등을 이용한 발전시스템이 알려져 있고, 높은 곳에서 낮은 곳으로 떨어지는 물의 중력을 이용하여 수차를 회전시키는 수단에 의해 전기를 얻는 방식인 물레방아 방식의 발전시스템도 알려져 있다.In addition, a power generation system using wind power, solar power, tidal power, etc. is known as the environmentally friendly energy, and a watermill method that obtains electricity by means of rotating water wheels by using gravity of water falling from a high place to a low place. The power generation system is also known.

이러한 물레방아식 발전시스템은 물이 떨어지는 높이가 그리 높지 않고 수량이 많지 않은 곳에서 주로 사용되는 방식이다.Such a watermill power generation system is mainly used where the height of falling water is not so high and the quantity is not high.

상기 물레방아 방식의 발전시스템에서 수차의 회전력은 수차의 중심축을 기준으로 오른쪽이나 왼쪽 중 어느 한쪽의 물받이에 실리는 물이 중력의 영향으로 밑으로 낙하하는 힘에 의해 발생된다.In the watermill-type power generation system, the rotational force of the aberration is generated by the force of the water falling on the drip tray on either the right or the left based on the center axis of the aberration under the influence of gravity.

따라서 물의 중력이 크면 클수록 수차의 회전력은 커지고 이에 비례하여 발전량은 많아지게 된다.Therefore, the greater the gravity of the water, the greater the rotational force of the aberration and the greater the amount of power generated.

그러나 물의 중력을 크게 하여 발전량을 증가시키는 것은 한계가 있다.However, there is a limit to increasing the amount of power generated by increasing the gravity of water.

왜냐하면 물의 중력을 증가시키기 위해서는 수차를 대형화하여 물받이의 용량을 늘려주어야 하는데, 수차를 대형화하는 것은 한계가 있기 때문이다.In order to increase the gravity of the water, it is necessary to increase the capacity of the drip tray by increasing the size of the aberration, because the size of the aberration is limited.

따라서 상기와 같은 여러가지 원인으로 인해 물레방아식의 발전시스템은 제한된 용도로만 사용될 뿐 활발한 상용화가 이루어지지 않고 있다.Therefore, due to various reasons as described above, the watermill type power generation system is only used for a limited purpose, and is not actively commercialized.

본 발명은 복수의 수차를 수직방향으로 다단으로 배치하는 수단에 의해 수차를 대형화하지 않고도 물을 연속적으로 순환시키면서 높은 효율로 전기를 생산할 수 있는 다중 연결 수차를 이용한 발전시스템을 제공하기 위한 것이다.The present invention is to provide a power generation system using a multi-connection aberration capable of producing electricity with high efficiency while continuously circulating water without increasing the aberration by means of arranging a plurality of aberrations in multiple stages in the vertical direction.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 다수의 물받이판 및 원형판에 고정되어 함께 회전하는 회전축으로 구성되어 수직방향을 따라 나란하게 배열된 복수의 수차와, 물을 최상단 수차의 상방으로 유도하여 낙하시키는 물 공급기구와, 상기 수차의 원형판의 원주면을 감싸는 원호형상의 바닥면과 이 바닥면으로부터 연장되어 원형판을 감싸는 형상의 양측면과 집수된 물을 하방의 수차로 낙하시키는 배수구를 구비하면서 상기 각 수차의 양측에 대향되게 설치된 복수의 집수가이드로 구성된 수차유닛들이 횡방향으로 다중설치되며; 마주하는 각 수차들의 회전축은 커플러를 통해서 연결되고; 마지막에 배치된 수차유닛의 각 수차의 회전축마다 발전기가 설치되며; 각 수차의 양측에 설치된 집수가이드 중, 물의 흐름을 유도하는 집수가이드의 배수구는 하방에 설치된 수차의 중심을 지나치도록 연장형성되어 상기 배수구를 통해 배출되는 물이 배출 방향을 그대로 유지하면서 하방에 설치된 수차로 배출됨으로써 상하로 인접하는 수차들이 회전방향을 서로 달리하면서 순차적으로 회전하도록 하고; 상기 물받이판은 수차의 중심선상으로부터 수차가 회전되는 반대방향을 향해 일정각도 경사지다가 수차가 회전되는 방향으로 절곡된 형상으로 이루어지며; 각 수차의 양측에 설치된 집수가이드 중, 물의 흐름을 유도하는 일측 집수가이드의 배수구는 타측 집수가이드의 배수구보다 하부에 위치되도록 하여 수차의 원심력에 의해 반대측 집수가이드의 배수구에 모인 물들이 물의 흐름을 유도하는 집수가이드의 배수구측으로 낙하되면서 수차의 회전에 이용되도록 하; 각 수차의 양측에 설치된 집수가이드의 배수구 사이에는 타측 집수가이드의 배수구로부터 낙하하는 물의 흐름방향을 일측 집수가이드의 배수구로부터 낙하하는 물의 흐름방향과 일치시키는 유로변경관을 설치하여서 된 다중 연결 수차를 이용한 발전시스템의 집수구조이다.The present invention for achieving the above object is composed of a plurality of drip trays and a rotating shaft fixed to the circular plate and rotated together, a plurality of aberrations arranged side by side along the vertical direction, and drop the water to induce the upper aberration above Each of the above water supply mechanisms, an arc-shaped bottom surface surrounding the circumferential surface of the circular plate of the aberration, both sides of the shape extending from the bottom surface and surrounding the circular plate, and a drain hole for dropping the collected water to the lower aberration. Aberration units composed of a plurality of water collection guides installed opposite to both sides of the aberration are installed in the transverse direction; The axis of rotation of each facing aberration is connected via a coupler; A generator is installed for each rotation axis of the aberration unit of the aberration unit arranged at the end; Of the collection guides installed on both sides of each aberration, the drainage port of the collection guide to induce water flow is formed to extend past the center of the aberration installed below, so that the water discharged through the drainage port maintains the discharge direction as it is. Discharged to the upper and lower adjacent aberrations to rotate in sequence with different rotation directions; The drip board is inclined at an angle from the centerline of the aberration toward the opposite direction in which the aberration is rotated, and is bent in a direction in which the aberration is rotated; Of the collection guides installed on both sides of each aberration, the drainage port of one side collection guide that induces the flow of water is positioned below the drainage port of the other side collection guide so that the water collected at the drainage port of the opposite side collection guide by the centrifugal force of the aberration guides the water flow. To be used for the rotation of the aberration while falling to the drain port side of the sump guide; Between the outlets of the collecting guides provided on both sides of each aberration, a multi-channel aberration is provided by installing a flow path change pipe that matches the flow direction of the water falling from the draining port of the other collecting guide with the flow direction of the water falling from the draining port of one collecting guide. The catchment structure of the power generation system.

본 발명에 따른 수차를 이용한 발전시스템의 집수구조는 다단식으로 설치된 복수의 수차들로 구성된 수차유닛을 횡방향으로 다중 배치하여 큰 전력을 높은 효율로 생산할 수 있는 효과가 있다.The water collecting structure of the power generation system using the aberration according to the present invention has the effect of producing a large power with high efficiency by arranging the aberration unit composed of a plurality of aberrations installed in multiple stages in the lateral direction.

아울러, 본 발명은 각 발전기들이 수차들과 직렬로 연결되어 동력을 전달받으므로 발전효율을 극대화시킬 수 있다.In addition, the present invention can maximize the power generation efficiency because each generator is connected in series with the aberrations to receive power.

또한, 본 발명은 최상단의 수차를 회전시킨 물이 손실됨이 없이 하방으로 낙하하면서 다단으로 설치된 수차를 서로 반대방향으로 순차회전시키기 때문에 단일의 수차를 회전시키는 종래 발전장치에 비해 발전효율이 크게 향상된다.In addition, the present invention greatly improves the power generation efficiency compared to the conventional power generation apparatus that rotates a single aberration because the aberrations installed in multiple stages are sequentially rotated in opposite directions while falling downward without losing water rotating the top aberration. do.

한편, 본 발명은 수차유닛의 상부에 수조를 설치할 경우에는 초기시동시 수조에 저장된 물을 이용하여 얻어진 초기전력으로 물공급기구를 동작시킴으로써 외부로부터 별도의 전력을 공급받지 않고도 자가동작을 수행할 수 있다.On the other hand, the present invention when the water tank is installed on the top of the aberration unit by operating the water supply mechanism with the initial power obtained by using the water stored in the water tank at the initial startup can perform the self-operation without receiving a separate power from the outside have.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 연결 수차를 이용한 발전시스템의 정면도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 다중 연결 수차를 이용한 발전시스템의 측면도.
도 3은 본 발명을 구성하는 수차와 집수 가이드의 사시도.
도 4는 본 발명을 구성하는 수차와 집수 가이드의 정단면도.
도 5는 본 발명의 동력전달부의 구성도.
도 6은 본 발명을 구성하는 유로변경관이 설치된 집수가이드의 배수구 부분 확대도.
도 7은 본 발명을 구성하는 수차유닛의 상부에 수조가 설치된 다른 실시예를 나타내는 정면도.1 is a front view of a power generation system using multiple connection aberrations according to an embodiment of the present invention.
2 is a side view of a power generation system using multiple connection aberrations in accordance with an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view of the aberration and the collection guide constituting the present invention;
Figure 4 is a front sectional view of the aberration and the collection guide constituting the present invention.
5 is a block diagram of a power transmission unit of the present invention.
6 is an enlarged view of a drain hole of a water collecting guide provided with a flow path changing pipe constituting the present invention;
Figure 7 is a front view showing another embodiment in which a water tank is installed on top of the aberration unit constituting the present invention.

본 발명을 첨부된 도면과 관련하여 상세하게 설명한다.The present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

첨부된 도면의 도 1과 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 다중 연결 수차를 이용한 발전시스템의 정면도와 측면도로서, 본 발명에 적용되는 다중 연결 수차를 이용한 발전시스템은 횡방향으로 다중설치되는 수차유닛들(1a,1b,1c.1d)을 구비한다.1 and 2 of the accompanying drawings is a front view and a side view of a power generation system using a multi-connection aberration according to an embodiment of the present invention, the power generation system using a multi-connection aberration applied to the present invention is installed in multiple transverse direction Aberration units 1a, 1b, 1c. 1d.

본 발명의 일실시예를 나타낸 첨부 도면에서는 4개의 수차유닛들(1a)(1b)(1c)(1d)이 양측으로 나란하게 설치된 것을 도시하였으나, 설치 공간의 여유나 요구되는 전력량에 따라 3개나 5개 또는 그 이상의 갯수로 설치할 수 있음은 물론이다.In the accompanying drawings showing an embodiment of the present invention, four aberration units 1a, 1b, 1c, and 1d are shown installed side by side on both sides. Of course, it can be installed in the number of five or more.

상기 수차유닛들(1a,1b,1c.1d)은 수직방향을 따라 나란하게 배열된 복수의 수차(10a)(10b)(10c)(10d)와, 상기 수차 중 최상단에 위치한 수차(10a)에 물을 공급하기 위한 물 공급기구와, 상기 물 공급기구에 의해 공급된 물을 각 수차(10a)(10b)(10c)(10d)에 순차적으로 낙하시켜 주기 위한 복수의 집수 가이드(20a)(20b)로 구성된다.The aberration units 1a, 1b, 1c. 1d are arranged in a plurality of aberrations 10a, 10b, 10c, 10d arranged side by side in a vertical direction, and aberrations 10a positioned at the top of the aberrations. A water supply mechanism for supplying water, and a plurality of collection guides 20a, 20b for dropping the water supplied by the water supply mechanism sequentially to the aberrations 10a, 10b, 10c, and 10d, respectively. It is composed of

본 발명의 일실시예를 나타낸 첨부 도면에서는 프레임(30)에 4개의 수차(10a)(10b)(10c)(10d)가 수직방향으로 나란히 설치된 수차유닛들(1a,1b,1c.1d)을 일예로 도시하였으나, 상기 수차들은 설치 공간의 크기에 따라 3개나 5개 또는 그 이상의 갯수로 설치할 수 있음은 물론이다.In the accompanying drawings showing an embodiment of the present invention, the aberration units 1a, 1b, 1c. 1d having four aberrations 10a, 10b, 10c, and 10d mounted side by side in the vertical direction on the frame 30 are shown. Although illustrated as an example, the aberrations may be installed in three, five, or more, depending on the size of the installation space.

한편, 상기 물 공급기구는 인력이나 자연력 등으로 양수동작을 수행할 수 있는 모든 기구를 의미하며, 본 실시예에서는 펌프를 예를 들어 물 공급기구를 도시하고 설명한다.On the other hand, the water supply mechanism means any mechanism capable of performing the pumping operation by the attraction force or natural force, etc. In the present embodiment, a water supply mechanism is shown and described by taking a pump as an example.

본 실시예에서의 물 공급기구는 수조(40) 내에 설치된 펌프(41)와 이 펌프(41)에 연결된 흡상관(42)으로 구성되며, 상기 흡상관(42)의 선단은 최상단에 있는 수차(10a)의 상방에 위치하여 있다. 그리고 상기 흡상관(42)의 선단에는 흡상관(42)을 통해 낙하하는 물이 좌측 또는 우측으로 일정한 방향성을 갖고 낙하되도록 유도단(43)이 더 구비될 수도 있다. 상기 유도단(43)이 구비되지 않는 경우의 상기 흡상관(42)의 위치는 흡상관(42)을 통해 낙하하는 물이 좌측 또는 우측으로 일정한 방향성을 갖고 낙하되도록 수차(10a)의 중심으로부터 좌측 또는 우측으로 편심된 위치에 위치되도록 한다.The water supply mechanism in this embodiment is composed of a pump 41 installed in the water tank 40 and a suction pipe 42 connected to the pump 41, and the tip of the suction pipe 42 has an aberration at the top ( It is located above 10a). In addition, the induction end 43 may be further provided at the front end of the suction tube 42 such that water falling through the suction tube 42 falls to the left or the right side with a predetermined direction. The position of the suction pipe 42 when the guide end 43 is not provided is left from the center of the aberration 10a so that water falling through the suction pipe 42 falls with a certain direction to the left or the right. Or in an eccentric position to the right.

이와 같이, 물 공급기구가 펌프(41)를 포함하게 되면 주간에만 전력을 사용하는 산업상의 특별한 사유가 있는 경우에 매우 유용하다. 왜냐하면, 새벽의 값싼 전기를 이용하여 펌프(41)를 동작시켜 물을 수차(10a)의 상부로 끌어올린 다음 주간에 비싼 전기를 이용하지 않는 대신 본원의 발전시스템을 이용하여 얻어지는 전기를 사용함으로써 실질적으로 경제적인 이득을 볼 수도 있기 때문이다.As such, when the water supply mechanism includes the pump 41, it is very useful when there is an industrial reason for using electric power only during the day. This is because the pump 41 is operated by using cheap electricity at dawn to raise water to the top of the aberration 10a, and then by using electricity obtained by using the power generation system of the present application instead of using expensive electricity during the day. This is because it may be economically beneficial.

이를 감안 할 때, 도 7에 도시된 바와 같이, 수차유닛(1a,1b,1c.1d)의 상부에는 보조수조(90)가 설치되는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 흡상관(42)은 상기 보조수조(90)측으로 물을 유도하도록 설치되며, 상기 유도단(43)은 보조수조(90)의 하단에 설치된다.In view of this, as shown in Figure 7, it is preferable that the auxiliary water tank 90 is installed on the aberration units (1a, 1b, 1c. 1d). In this case, the suction pipe 42 is installed to guide the water to the auxiliary water tank 90 side, the induction end 43 is installed at the lower end of the auxiliary water tank (90).

이와 같이 보조수조(90)가 설치된 경우, 사용자는 새벽의 값싼 전기를 이용하여 펌프(41)를 동작시켜 물을 보조수조(90)로 끌어올린 다음, 초기 시동시 상기 보조수조(90)에 저장된 물을 이용하여 얻어진 초기전력으로 물공급기구를 동작시킬 수 있게 되므로, 외부로부터 별도의 전력을 공급받지 않고도 자가동작을 수행할 수 있게 된다.As such, when the auxiliary water tank 90 is installed, the user operates the pump 41 using the cheap electricity of the dawn to draw water to the auxiliary water tank 90, and then stored in the auxiliary water tank 90 at the initial start-up. Since it is possible to operate the water supply mechanism with the initial power obtained by using water, it is possible to perform a self-operation without receiving a separate power from the outside.

본 발명의 각 수차(10a)(10b)(10c)(10d)는 좌우로 대향된 한 쌍의 원형판(11)과, 이들 대향된 한 쌍의 원형판(11) 사이에 일정 간격으로 설치된 복수의 물받이판(12)과, 상기 원형판(11)의 회전 중심에 고정되어 원형판의 회전 시 함께 회전하는 회전축(13)으로 이루어져 있다.Each aberration 10a, 10b, 10c, 10d of the present invention includes a pair of circular plates 11 facing left and right, and a plurality of drip trays provided at regular intervals between the pair of circular plates 11 facing each other. The plate 12 and the rotating shaft 13 is fixed to the center of rotation of the circular plate 11 is rotated together when the circular plate is rotated.

그리고 각 수차(10a)(10b)(10c)(10d)의 회전축(13)은 동일 수직선상에 위치하도록 수직방향을 따라 나란히 배열되어 있으며, 이들 회전축(13)은 베어링 등을 통해 프레임(30)에 지지되어 있다.The rotary shafts 13 of the aberrations 10a, 10b, 10c, and 10d are arranged side by side along the vertical direction so as to be located on the same vertical line, and the rotary shafts 13 are formed through a bearing or the like. Is supported.

그리고 마주하는 각 수차들의 회전축(13)은 커플러(50)를 통해서 연결되고, 마지막에 배치된 수차유닛(1d)의 각 수차(10a)(10b)(10c)(10d)의 회전축(13)마다 발전기(70)가 설치된다. 따라서, 각 발전기(70)들은 각 수차유닛의 수차들과 직렬로 연결되어 동력을 전달받게 되므로 발전효율을 극대화시킬 수 있다.And the rotation axis 13 of each of the aberrations facing each other is connected through the coupler 50, and each of the rotation axis 13 of each aberration 10a, 10b, 10c, 10d of the last aberration unit 1d disposed Generator 70 is installed. Therefore, each generator 70 is connected to the aberrations of each aberration unit in series to receive power can maximize the power generation efficiency.

따라서 펌프(41)를 구동시키면 수조(40) 내의 물이 흡상관(42)과 유도단(43)을 따라 일정한 방향성을 갖고 수차(10a)의 상방으로 이동하여 원형판(11) 사이에 설치된 물받이판(12)으로 떨어지게 되고 물받이판(12)에 실리는 물의 중력에 의해 회전축(13)이 회전하게 된다. 그리고 마주하는 수차들은 회전축(13)이 커플러(50)를 통해 연결되어 있는 상태이므로 동시에 동일한 양만큼 회전하게 된다.Therefore, when the pump 41 is driven, the water in the water tank 40 moves upwards of the aberration 10a with a constant direction along the suction pipe 42 and the induction end 43, and the drip board installed between the circular plates 11. The rotary shaft 13 is rotated by the gravity of the water that is dropped to (12) and carried on the drip plate (12). And the aberrations facing each other are rotated by the same amount at the same time since the rotary shaft 13 is connected via the coupler 50.

또한, 첨부된 도면에서는 펌프(41)가 수조(40) 내에 설치된 예를 도시하였으나, 상기 펌프(41)는 수조(40)의 바깥에 설치될 수도 있다.In addition, in the accompanying drawings, an example in which the pump 41 is installed in the water tank 40 is illustrated, but the pump 41 may be installed outside the water tank 40.

그리고 도시하지는 않았으나, 흡상관(42)의 하단에는 수차로 공급되는 물의 양을 조절하기 위한 분기관이 연결되어 있고 이들 흡상관(42)과 분기관에는 각각 개폐밸브가 설치되어 있다. 따라서 어떤 원인으로 인해 흡상관(42)으로 흡상되어 수차로 떨어지는 물의 양이 너무 많은 경우에는 분기관에 설치된 개폐밸브를 열어 수차로 공급되는 물의 양을 조절하여 일정한 전류를 생산할 수 있게 하여 준다. 만약, 수차로 공급되는 물의 양이 과다하면 발전기(70)가 과열되면서 발전기(70)에 무리가 가고 일정한 전류도 생산되지 않는다.Although not shown, branch pipes for controlling the amount of water supplied to the aberration are connected to the lower end of the suction pipe 42, and these suction pipes 42 and the branch pipes are provided with on / off valves, respectively. Therefore, if the amount of water that is drawn into the suction pipe 42 due to some cause falls into the aberration too much, by opening and closing the valve installed in the branch pipe to adjust the amount of water supplied to the aberration to produce a constant current. If the amount of water supplied by the aberration is excessive, the generator 70 is overheated and the generator 70 is crowded and a constant current is not produced.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 물받이판(12)은 수차의 회전력을 배가시키기 위해 일정한 방향으로 경사지게 설치된다. 또한, 상기 물받이판(12)은 물받이판(12)으로 떨어진 물의 수위가 높아지면서 원형판(11)을 통해 수차의 바깥쪽으로 흘러 넘쳐 유실되지 않도록 상기 원형판(11)의 높이(H) 보다 작은 높이(h)로 제작된다.As shown in Figures 3 and 4, the drip plate 12 is installed inclined in a predetermined direction to double the rotational force of the aberration. In addition, the drip tray 12 has a height smaller than the height (H) of the circular plate 11 so that the water level dropped to the drip plate 12 is high so as not to flow out of the aberration through the circular plate 11 h).

그리고 상기 물받이판(12)은 수차(10a)의 중심선(C/L)과 일치하도록 형성된 물받이판에 비하여 보다 많은 양의 물을 수용할 수 있도록 수차(10a)의 중심선(C/L)상으로부터 수차(10a)가 회전되는 반대방향을 향해 일정각도 경사를 이루다가 수차(10a)가 회전하는 방향으로 절곡되는 형상으로 되어 있는데, 이는 물받이판(12)에 수용는 물의 양을 극대화하기 위한 것이다.And the drip board 12 is from the center line (C / L) of the aberration (10a) to accommodate a larger amount of water than the drip plate formed to match the center line (C / L) of the aberration (10a) The aberration 10a is inclined at an angle toward the opposite direction in which the aberration is rotated, and the shape is bent in the direction in which the aberration 10a rotates. This is to maximize the amount of water accommodated in the drip tray 12.

이와 같이 물받이판(12)에 수용되는 물의 양이 증대되면 낙하되는 물의 양도 상대적으로 증대되면서 물이 낙하될 때 발생되는 반동력이 증대된다. 따라서, 수차(10a)의 회전력을 극대화시킬 수 있게 된다.As such, when the amount of water accommodated in the drip plate 12 is increased, the amount of water falling is also relatively increased, thereby increasing the reaction force generated when the water is dropped. Therefore, the rotational force of the aberration 10a can be maximized.

상기 물 공급기구에 의해 공급된 물을 각 수차(10a)(10b)(10c)(10d)에 순차적으로 낙하시켜 주기 위한 집수 가이드(20a)(20b)는 각 수차(10a)(10b)(10c)(10d)의 양측에 서로 대향되게 설치되며, 수차가 회전함에 따라 하방으로 낙하하는 물이 밖으로 분산되지 않고 모일 수 있도록 원형판(11)의 원주면을 감싸는 원호형상의 바닥면(21)과 이 바닥면(21)으로부터 연장되어 원형판(11)의 바깥측을 감싸주는 형상의 양측면(22) 및 집수된 물을 하방에 위치된 수차로 낙하시키는 배수구(23)로 구성되어 있다.The collection guides 20a and 20b for sequentially dropping the water supplied by the water supply mechanism to the aberrations 10a, 10b, 10c and 10d are respectively aberrations 10a, 10b and 10c. 10d is installed opposite to each other, and the arc-shaped bottom surface 21 which surrounds the circumferential surface of the circular plate 11 so that water falling downward as the aberration rotates can be collected without being dispersed outwardly It is composed of both side surfaces 22 of a shape extending from the bottom surface 21 to surround the outer side of the circular plate 11 and a drain port 23 for dropping the collected water by aberrations located below.

이에 따라, 수차를 회전시키고 낙하하는 물은 수차의 양측에 설치된 집수 가이드(20a)(20b) 중 일측의 집수 가이드(20a)에 안내되어 하방의 수차로 낙하하게 된다.Accordingly, the water that rotates and drops the aberration is guided to the water collection guide 20a on one side among the water collection guides 20a and 20b provided on both sides of the aberration to fall into the aberration below.

본 발명에 따르면, 물이 통과하는 일측의 집수가이드(20a)의 배수구(23)는 단부가 하방에 설치된 수차의 중심을 지나치도록 연장형성된다. 이는 상기 배수구(23)를 통해 배출되는 물이 배출 방향을 그대로 유지하면서 에너지 손실없이 하방에 설치된 수차를 효율적으로 회전시키도록 하기 위함이다.According to the present invention, the drain port 23 of the water collecting guide 20a on one side through which water passes is extended so that the end portion passes the center of the aberration provided below. This is for the water discharged through the drain port 23 to effectively rotate the aberration installed below without losing energy while maintaining the discharge direction.

따라서, 상하로 인접된 수차들(10a)(10b)(10c)(10d)은 서로 다른 방향으로 회전되며 상기 수차들(10a)(10b)(10c)(10d)을 통과하는 물의 흐름은 전체적으로 "S" 형상을 그리게 된다.Thus, the up and down adjacent aberrations 10a, 10b, 10c and 10d are rotated in different directions and the flow of water passing through the aberrations 10a, 10b, 10c and 10d is generally " The S "shape is drawn.

예를 들어 첨부도면의 도 1에서 최상단의 수차(10a)가 반시계방향으로 회전을 한다고 가정하면 수차(10a)를 회전시킨 물은 도면상 좌측에 설치된 집수 가이드(20a)의 배수구(23)를 통해 하방의 수차(10b)로 낙하되어 수차(10b)를 시계방향으로 회전시키고 수차(10b)를 회전시킨 물은 우측에 형성된 집수 가이드(20a)의 배수구(23)를 통해 하방의 수차(10c)로 낙하되어 수차(10c)를 반시계방향으로 회전시키게 되며, 마찬가지로 수차(10c)를 회전시킨 물은 좌측에 설치된 집수 가이드(20a)의 배수구(23)를 통해 수차(10d)로 낙하되어 수차(10d)를 시계방향으로 회전시킨 후 우측에 설치된 집수 가이드(20a)의 배수구(23)를 통해 수조(40)로 떨어지게 되는 것이다.For example, assuming that the top aberration 10a in FIG. 1 of the accompanying drawings rotates in a counterclockwise direction, the water rotated in the aberration 10a causes a drain 23 of the water collecting guide 20a installed on the left side of the drawing. The water dropped to the lower aberration 10b through which the aberration 10b is rotated in the clockwise direction and the aberration 10b is rotated through the drain port 23 of the water collecting guide 20a formed on the right side. The aberration 10c is rotated counterclockwise, and the water which rotated the aberration 10c is similarly dropped to the aberration 10d through the drain 23 of the water collecting guide 20a installed on the left side. 10d) is rotated in a clockwise direction and falls to the water tank 40 through the drain hole 23 of the water collecting guide 20a installed on the right side.

또한, 각 수차의 양측에 설치된 집수가이드(20a,20b) 중, 물의 흐름을 유도하는 집수가이드(20a)의 배수구(23)는 반대측 집수가이드(20b)의 배수구(23)보다 하부에 위치되도록 한다. 이는, 수차의 원심력에 의해 일측의 집수가이드(20a)로 배출되지 못하고 물받이판(12)에 잔존해 있던 물이 수차의 회전이 진행됨에 따라 더 이상 물받이판(12)에 수용되지 못하게 되면서 중력에 의해 타측의 집수가이드(20b)의 배수구(23)로 모이게 되고, 이렇게 타측의 집수가이드(20b)의 상기 배수구(23)에 모인 물들이 일측의 집수가이드(20a)의 배수구(23)측으로 낙하되면서 수차의 회전에 이용되도록 하기 위함이다. 따라서 각 수차로 공급된 모든 물이 하방의 수차의 회전에 이용되므로 발전효율을 극대화시킬 수 있게 된다.In addition, of the water collecting guides 20a and 20b installed on both sides of each aberration, the drain port 23 of the water collecting guide 20a for inducing the flow of water is positioned below the drain port 23 of the opposite water collecting guide 20b. . This is due to the centrifugal force of the aberration is not discharged to the water collection guide (20a) of one side and the water remaining in the drip tray 12 is no longer accommodated in the drip tray 12 as the rotation of the aberration proceeds to gravity As a result, the water is collected at the drain 23 of the collecting guide 20b on the other side, and the water collected at the drain 23 of the collecting guide 20b on the other side falls to the drain 23 of the collecting guide 20a on the other side. This is to be used for the rotation of the aberration. Therefore, since all the water supplied to each aberration is used for the rotation of the aberration below, the power generation efficiency can be maximized.

또한, 도 6과 같이 물의 흐름을 유도하는 집수가이드(20a)의 배수구(23)와 반대측 집수가이드(20b)의 배수구(23) 사이에는 상기 타측 집수가이드(20b)의 배수구(23)로부터 일측 집수가이드(20a)의 배수구 측으로 낙하되는 물의 유로를 변경시키기 위한 유로변경관(24)이 설치되어 있는데, 이 유로변경관(24)은 타측 집수가이드(20b)의 배수구(23)로부터 떨어지는 물의 흐름방향을 일측 집수가이드(20a)의 배수구(23)로부터 하방의 수차로 떨어지는 물의 흐름방향과 일치시켜 물의 에너지 손실을 최소화하기 위한 것이다.Further, as shown in FIG. 6, one side water collecting port is discharged from the water outlet 23 of the other water collecting guide 20b between the water outlet 23 of the water collecting guide 20a and the water outlet 23 of the opposite water collecting guide 20b. A flow path changing pipe 24 for changing the flow path of water falling to the drain port side of the guide 20a is provided, and the flow path changing pipe 24 is a flow direction of water falling from the drain port 23 of the other collecting guide 20b. This is to minimize the energy loss of the water by matching the flow direction of the water falling into the aberration downward from the drain port 23 of the one side collection guide (20a).

즉, 상기 유로변경관(24)이 없는 경우 타측 집수가이드(20b)의 배수구(23)로부터 떨어지는 물의 흐름이 일측 집수가이드(20a)의 배수구(23)로부터 하방의 수차로 떨어지는 물의 흐름에 대해 거의 직교하는 방향으로 형성되기 때문에 하방의 수차로 떨어지는 물의 흐름에 방해를 주어 유속이 감소되지만, 유로변경관(24)이 설치되는 경우에는 타측 집수가이드(20b)의 배수구(23)로부터 떨어지는 물이 유로변경관(24)을 통과하면서 방향전환이 되어 일측 집수가이드(20a)의 배수구(23)로부터 하방의 수차로 떨어지는 물의 흐름방향과 일치하게 되므로 유속의 감소가 일어나지 않게 되는 것이다. 상기 유로변경관(24)은 프레임(30)에 지지되어 일정한 위치로 유지된다.That is, in the absence of the flow path changing tube 24, the flow of water falling from the drain port 23 of the other side collection guide 20b is almost about the flow of water falling from the drain port 23 of the one side collection guide 20a in a downward aberration. Since it is formed in an orthogonal direction, the flow rate is reduced by obstructing the flow of water dropped by the aberration below, but when the flow path changing pipe 24 is installed, the water falling from the drain port 23 of the other collecting guide 20b flows. As the direction is changed while passing through the change pipe 24 to match the flow direction of the water falling into the aberration downward from the drain port 23 of one of the water collection guide 20a, the flow rate is not reduced. The flow path changing tube 24 is supported by the frame 30 and maintained at a constant position.

그리고, 집수 가이드(20a,20b)가 원형판(11)의 원주면을 감싸고 있기 때문에 집수 가이드(20a,20b)의 폭은 원형판(11)의 폭보다 더 클 수밖에 없고, 그 결과 집수 가이드(20a,20b)와 원형판(11) 사이에는 이격공간이 존재하게 된다. 그리고 이 이격공간을 통해 배수구(23)를 통과한 물은 하방의 수차의 원형판(11)의 바깥측으로 떨어져 손실이 발생될 수 있다.In addition, since the collection guides 20a and 20b surround the circumferential surface of the circular plate 11, the widths of the collection guides 20a and 20b are inevitably larger than the widths of the circular plate 11, and as a result, the collection guides 20a and 20b are provided. There is a space between 20b) and the circular plate 11. And the water passing through the drain hole 23 through this separation space may fall to the outer side of the circular plate 11 of the lower aberration may cause a loss.

따라서, 상기 배수구(23)의 하단은 배수구(23)를 통해 하방의 수차로 낙하하는 물이 수차의 원형판(11)의 바깥측으로 떨어져 손실되지 않도록 폭이 점진적으로 좁아지도록 형성된다. 아울러, 타측의 집수가이드(20b)의 배수구(23)의 폭은일측의 집수가이드(20a)의 배수구(23) 보다 좁게 형성되는 것이 바람직하며, 최소한 수차의 원형판(11)의 폭보다는 좁게 형성되어야 한다.Therefore, the lower end of the drain port 23 is formed so that the width gradually narrows so that water falling into the aberration downward through the drain port 23 falls off to the outside of the circular plate 11 of the aberration. In addition, the width of the drain port 23 of the collecting guide 20b on the other side is preferably formed narrower than the drain port 23 of the collecting guide 20a on one side, and should be formed at least narrower than the width of the circular plate 11 of the aberration. do.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명은 수차(10a)(10b)(10c)(10d)의 회전력을 발전기에 전달해 주기 위한 동력전달기구를 구비한다. 상기 동력전달기구는 각 수차(10a)(10b)(10c)(10d)의 회전축 마다 연결된 증속기(60)와, 상기 각 증속기(60)의 회전축과 각 발전기(70)의 축을 결합시키는 커플러(61)로 이루어진다.As shown in FIG. 5, the present invention includes a power transmission mechanism for transmitting the rotational force of the aberrations 10a, 10b, 10c, and 10d to the generator. The power transmission mechanism is a coupler for coupling the gearbox 60 connected to each of the rotary shafts of the aberrations 10a, 10b, 10c, and 10d, the shaft of each of the gearboxes 60 and the shaft of each of the generators 70. Consists of 61.

따라서 물의 낙하에 의해 복수의 수차(10a)(10b)(10c)(10d)가 회전하면 각 수차(10a)(10b)(10c)(10d)의 회전축(13)이 회전을 하게 되고 회전축(13)의 회전력은 증속기(60)로 전달되어 증속된 후 발전기(70)에 전달되어 발전을 하게 된다.Therefore, when a plurality of aberrations 10a, 10b, 10c, and 10d rotate due to the drop of water, the rotation shaft 13 of each aberration 10a, 10b, 10c, 10d rotates and the rotation shaft 13 The rotational force of) is transmitted to the speed increaser 60 and then increased and then transmitted to the generator 70 to generate power.

한편, 상기 발전기(70)의 일측에는 역률방지용 보조모터(80)가 설치되어 있고 이 보조모터(80)의 풀리(81)와 발전기(70)의 축에 고정된 풀리(82) 사이에는 동력전달을 위한 벨트가 연결되어 있다.On the other hand, the power factor prevention auxiliary motor 80 is installed on one side of the generator 70 and the power transmission between the pulley 81 of the auxiliary motor 80 and the pulley 82 fixed to the shaft of the generator 70. The belt is connected.

따라서 어떤 원인으로 인해 발전기(70)의 축이 발전이 일어나지 않을 정도로 저속 회전하여 역률이 발생할 때 보조모터(80)를 구동시키면 보조모터(80)의 회전력이 풀리(81)(82)를 통해 발전기(70)의 축으로 전달되어 발전기가 가동되므로 일정량의 발전 또는 최소한의 발전이 확보된다.Therefore, if the shaft of the generator 70 rotates at a low speed so that power generation does not occur due to some cause and the auxiliary motor 80 is driven, the rotational force of the auxiliary motor 80 is generated through the pulleys 81 and 82. It is transmitted to the shaft of 70 to operate the generator, so that a certain amount of power or minimal power is secured.

한편, 발전기(70)의 축에는 상기 발전기(70)의 축과 함께 회전하면서 상기 발전기(70)의 축에 회전관성력을 발생시키는 휠(83)이 끼움 고정되어 있다. 이는, 낙하하는 물의 양이 달라지더라도 발전기(70) 축의 회전속도 변화로 곧바로 이어지지 않고 상기 휠(83)의 회전관성력에 의해 발전기(70) 축의 회전속도가 완만하게 변화하도록 하기 위함이다. 그 결과, 발전기(70)의 축 회전속도는 급변하거나 자주 변화하게 되지 않음으로써 발전기(70)의 성능이 저하되지 않고 균일하고 안정된 출력을 보장받을 수 있게 된다.On the other hand, the shaft of the generator 70 is fitted with a wheel 83 for generating a rotational inertia force on the shaft of the generator 70 while rotating together with the shaft of the generator 70. This is to change the rotational speed of the generator 70 shaft gently by the rotational inertia force of the wheel 83 without immediately leading to a change in the rotational speed of the generator 70 shaft even if the amount of falling water is changed. As a result, the shaft rotational speed of the generator 70 is not suddenly changed or changed frequently, so that the performance of the generator 70 is not degraded and a uniform and stable output can be guaranteed.

1a,1b,1c,1d : 수차유닛 10a,10b,10c,10d : 수차
11 : 원형판 12 : 물받이판
13 : 회전축 14,51,52,61 : 베벨기어
20a,20b : 집수 가이드 21 : 바닥면
22 : 양측면 23 : 배수구
24 : 유로변경관 30 : 프레임
40 : 수조 41 : 펌프
42 : 흡상관 43 : 유도단
44 : 분기관 50,61 : 커플러
60 : 증속기 70 : 발전기
80 : 보조모터 81,82 : 풀리
83 : 휠1a, 1b, 1c, 1d: aberration unit 10a, 10b, 10c, 10d: aberration
11: round plate 12: drip board
13: rotating shaft 14, 51, 52, 61: bevel gear
20a, 20b: collection guide 21: bottom surface
22: both sides 23: drain
24: Euro change tube 30: Frame
40: water tank 41: pump
42: suction tube 43: induction stage
44: branch pipe 50,61: coupler
60: gearbox 70: generator
80: auxiliary motor 81,82: pulley
83: Wheel

Claims (2)

다수의 물받이판 및 원형판에 고정되어 함께 회전하는 회전축으로 이루어져 수직방향을 따라 나란하게 배열된 복수의 수차와, 최상단 수차의 상방으로 물을 유도하여 낙하시키는 물 공급기구와, 상기 수차의 원형판의 원주면을 감싸는 원호형상의 바닥면과 이 바닥면으로부터 연장되어 원형판을 감싸는 형상의 양측면과 집수된 물을 하방의 수차로 낙하시키는 배수구를 구비하면서 상기 각 수차의 양측에 대향되게 설치된 복수의 집수가이드로 구성된 수차유닛들이 횡방향으로 다중설치되며,
마주하는 각 수차들의 회전축은 커플러를 통해서 연결되고,
마지막에 배치된 수차유닛의 각 수차의 회전축마다 발전기가 설치되며,
각 수차의 양측에 설치된 집수가이드 중, 물의 흐름을 유도하는 집수가이드의 배수구는 하방에 설치된 수차의 중심을 지나치도록 연장형성되어 상기 배수구를 통해 배출되는 물이 배출 방향을 그대로 유지하면서 하방에 설치된 수차로 배출됨으로써 상하로 인접하는 수차들이 회전방향을 서로 달리하면서 순차적으로 회전하도록 하고,
상기 물받이판은 수차의 중심선상으로부터 수차가 회전되는 반대방향을 향해 일정각도 경사지다가 수차가 회전되는 방향으로 절곡된 형상으로 이루어지며,
각 수차의 양측에 설치된 집수가이드 중, 물의 흐름을 유도하는 일측 집수가이드의 배수구는 타측 집수가이드의 배수구보다 하부에 위치되도록 하여 수차의 원심력에 의해 반대측 집수가이드의 배수구에 모인 물들이 물의 흐름을 유도하는 집수가이드의 배수구측으로 낙하되면서 수차의 회전에 이용되도록 하고,
각 수차의 양측에 설치된 집수가이드의 배수구 사이에는 타측 집수가이드의 배수구로부터 낙하하는 물의 흐름방향을 일측 집수가이드의 배수구로부터 낙하하는 물의 흐름방향과 일치시키는 유로변경관을 설치하여서 된 것을 특징으로 하는 다중 연결 수차를 이용한 발전시스템.A plurality of aberrations arranged in parallel along the vertical direction, comprising a plurality of aberration plates and a rotating shaft fixed to the circular plate and rotating together, a water supply mechanism for inducing water to drop above the top aberration, and a circle of circular plates of the aberrations A plurality of water collecting guides provided opposite to each side of the aberration while having an arcuate bottom surface surrounding the main surface, both sides of the shape extending from the bottom surface and surrounding the circular plate, and drains for dropping the collected water to the lower aberration. The configured aberration units are installed in multiple transverse directions,
The axis of rotation of each facing aberration is connected via a coupler,
The generator is installed for each axis of rotation of the aberration unit of the last arranged aberration unit,
Of the collection guides installed on both sides of each aberration, the drainage port of the collection guide to induce water flow is formed to extend past the center of the aberration installed below, so that the water discharged through the drainage port maintains the discharge direction as it is. By discharging to the upper and lower adjacent aberrations to rotate sequentially with different rotation directions,
The drip plate is inclined at an angle from the centerline of the aberration toward the opposite direction in which the aberration is rotated, and is formed in a shape bent in the direction in which the aberration is rotated,
Among the catch guides installed on both sides of each aberration, the drain port of one catch guide to induce the flow of water is located below the drain outlet of the other catch guide, so that the water collected in the drain outlet of the opposite catch guide by the centrifugal force of the aberration guides the flow of water. To be used for the rotation of the aberration while falling to the drain port side of the catch
Between the water outlets of the collecting guides provided on both sides of each aberration, a flow path change pipe is formed so as to match the flow direction of the water falling from the drain opening of the other collecting guide with the flow direction of the water falling from the drain opening of one collecting guide. Power generation system using connection aberration. 제 1항에 있어서,
상기 수차유닛들의 상방에는 물공급기구로부터 물을 유도받는 보조수조가 더 설치되고,
상기 보조수조의 물을 통해 얻어지는 초기전력은 물공급기구의 동력원으로 사용되도록 한 것을 특징으로 하는 다중 연결 수차를 이용한 발전시스템.The method of claim 1,
Above the aberration units, an auxiliary water tank receiving water from the water supply mechanism is further installed.
Initial power obtained through the water of the auxiliary tank is a power generation system using a multi-connection aberration, characterized in that to be used as a power source of the water supply mechanism.
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