KR101279942B1 - 수차발전장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 파스칼 원리와 연통관 원리를 응용하여, 댐(또는 저수지)에 저장된 물을 연통관을 통해 펌핑하여, 댐의 물이 연통관을 통해 토출되면, 펌핑을 멈추어도 계속해서 물이 연통관을 통해 수차로 낙하되도록 함으로써, 연통관과 수차의 높이를 조정하여, 높은 물의 낙차 에너지로 수차를 돌릴 수 있고, 수차의 회전동력을 증속기로 증속하여 발전량을 높일 수 있는 수차발전장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 수차발전장치는 연통관(10)의 일단이 댐(100)에 저장된 물의 수면(W) 아래에 잠겨 있으며, 연통관(10)의 타단이 제 1 분기관(12)과 제 2 분기관(14)으로 분기되고, 제 1 분기관(12)에 펌프(16)가 장착되며, 제 1 분기관(12)의 타단이 제 2 분기관(14)에 연결되고, 제 1 분기관(12)과 제 2 분기관(14)의 분기 지점에 제 1 밸브(18)가 장착되고, 제 1 분기관과 제 2 분기관의 연결지점에 제 2 밸브(20)가 장착되며, 제 2 분기관(14)의 토출구(24) 하부에 수차(30)가 배치되고, 수차(30)의 출력축(32)이 증속기(40)의 입력축(42)과 연결되고, 증속기(40)의 출력축(44)이 정속기(50)의 입력축(52)과 연결되고, 정속기(50)의 출력축(54)이 발전기(60)의 회전축(62)과 연결되고, 발전기(60)의 출력이 자동전압조정기(70)를 통해 축전지로 제공되고, 자동전압조정기(70)가 컨트롤러(80)에 의해 제어되는 것을 특징으로 한다.

Description

수차발전장치{WATER WHEEL POWER GENERATOR}
본 발명은 파스칼 원리와 연통관 원리를 응용하여, 댐(또는 저수지)에 저장된 물을 연통관을 통해 펌핑하여, 댐의 물이 연통관을 통해 토출되면, 펌핑을 멈추어도 계속해서 물이 연통관을 통해 수차로 낙하되도록 함으로써, 연통관과 수차의 높이를 조정하여, 높은 물의 낙차 에너지로 수차를 돌릴 수 있고, 수차의 회전동력을 증속기로 증속하여 발전량을 높일 수 있는 수차발전장치에 관한 것이다.
대한민국 특허 공개 제10-2010-0100353호(2010년 9월 15일, 공개)에 "수차를 이용한 동력발생장치"가 소개되어 있다.
상기 수차를 이용한 동력발생장치는 물이 내부에 채워져 최상단부에 구비되고, 상기 물이 외부로 배출되도록 일단면에 배출구가 형성되는 물저장탱크와; 상기 물저장탱크의 배출구 하단부에 구비되되, 상기 배출구를 통해 낙수(落水)되는 물에 의해 회전되고, 중앙부에 제 1 구동축이 일체형으로 관통 형성되며, 상기 제 1 구동축의 끝단부에 기어가 형성되어 회전력을 전달하는 제 1 수차와; 상기 제 1 수차와 연결되도록 중앙부에 제 2 구동축이 일체형으로 관통 형성되고, 상기 제 2 구동축의 양끝단부에 기어가 각각 형성되어 상기 일측기어가 제 1 구동축의 기어와 맞물려 연결되며, 상기 제 2 구동축을 통해 제 1 수차의 회전력을 전달받아 증폭시킨 뒤, 증폭된 회전력을 전달하는 제 2 수차와; 상기 제 2 수차와 연결되도록 중앙부에 제 3 구동축이 일체형으로 관통 형성되고, 상기 제 3 구동축의 끝단부에 기어가 형성되어 제 2 구동축의 기어와 맞물려 연결되며, 상기 제 3 구동축의 일단부에 발전기어가 더 형성되고, 상기 제 2 수차의 회전력에 의해 회전되어 제 1 수차를 통해 낙수(落水) 된 물을 다시 물저장탱크로 이송시키는 제 3 수차와; 상기 제 3 수차의 발전기어와 연결되어 제 2 수차를 통해 증폭된 회전력을 전달받아 전기로 발전시키는 발전장치를 포함한다.
그러나, 상기 수차를 이용한 동력발생장치는 발전량이 아주 적은 단점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 파스칼 원리와 연통관 원리를 응용하여, 댐(또는 저수지)에 저장된 물을 연통관을 통해 펌핑하여, 댐의 물이 연통관을 통해 토출되면, 펌핑을 멈추어도 계속해서 물이 연통관을 통해 수차로 낙하되도록 함으로써, 연통관과 수차의 높이를 조정하여, 높은 물의 낙차 에너지로 수차를 돌릴 수 있고, 수차의 회전동력을 증속기로 증속하여 발전량을 높일 수 있는 수차발전장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수차발전장치는 연통관의 일단이 댐에 저장된 물의 수면 아래에 잠겨 있으며, 연통관의 타단이 제 1 분기관과 제 2 분기관으로 분기되고, 제 1 분기관에 펌프가 장착되며, 제 1 분기관의 타단이 제 2 분기관에 연결되고, 제 1 분기관과 제 2 분기관의 분기 지점에 제 1 밸브가 장착되고, 제 1 분기관과 제 2 분기관의 연결지점에 제 2 밸브가 장착되며, 제 2 분기관의 토출구 하부에 수차가 배치되고, 수차의 출력축이 증속기의 입력축과 연결되고, 증속기의 출력축이 정속기의 입력축과 연결되고, 정속기의 출력축이 발전기의 회전축과 연결되고, 발전기의 출력이 자동전압조정기를 통해 축전지로 제공되고, 자동전압조정기가 컨트롤러에 의해 제어되는 것을 특징으로 한다.
상기 연통관은 다수개의 호스로 구성되며, 클램프에 의해 다수개의 호스가 하나로 묶인 것을 특징으로 한다.
이것에 의해, 본 발명에 따른 수차발전장치는 수차의 배치 위치에 따라 낙차거리를 조절할 수 있어, 원하는 수차의 회전동력을 얻을 수 있어, 저렴한 설치 및 유지 관리 비용으로 에너지를 얻을 수 있고, 친환경적이며, 저수지 또는 협곡 등에서 호스나 간단한 파이프 배관으로 수차의 위치를 간편하게 선정할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 수차발전장치를 개략적으로 도시한 구성도
도 2는 연통관을 도시한 도 1의 A-A선에 따른 단면도
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 수차발전장치는 연통관(10)의 일단이 댐(100)에 저장된 물의 수면(W) 아래에 잠겨 있으며, 연통관(10)의 타단이 제 1 분기관(12)과 제 2 분기관(14)으로 분기되고, 제 1 분기관(12)에 펌프(16)가 장착되며, 제 1 분기관(12)의 타단이 제 2 분기관(14)에 연결되고, 제 1 분기관(12)과 제 2 분기관(14)의 분기 지점에 제 1 밸브(18)가 장착되고, 제 1 분기관과 제 2 분기관의 연결지점에 제 2 밸브(20)가 장착되며, 제 2 분기관(14)의 토출구(24) 하부에 수차(30)가 배치되고, 수차(30)의 출력축(32)이 증속기(40)의 입력축(42)과 연결되고, 증속기(40)의 출력축(44)이 정속기(50)의 입력축(52)과 연결되고, 정속기(50)의 출력축(54)이 발전기(60)의 회전축(62)과 연결되고, 발전기(60)의 출력이 자동전압조정기(70)를 통해 축전지(도시하지 않음)로 제공되고, 자동전압조정기(70)가 컨트롤러(80)에 의해 제어된다.
도 2를 참조하면, 상기 연통관(10)은 다수개의 호스(10a)로 구성되며, 클램프(10b)에 의해 다수개의 호스가 하나로 묶이게 되고, 연통관(10)의 일단은 항상 물에 잠겨 있어 대기와 차단되어야 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 수차발전장치는 초기에 제 1 밸브(18)에 의해 제 2 분기관(14)의 입구가 닫히고, 제 2 밸브(20)가 개방된 상태에서 제 1 분기관(12)의 펌프(16)가 작동되어, 댐(100)에 저장된 물이 연통관(10)과 제 1 분기관(12)을 통해 수차(30)로 토출된다. 그리고, 수차(30)로 물이 토출되기 시작하면, 파스칼 원리 및 연통관 원리와 같은 유체역학 원리에 의해 펌프(16)의 작동이 정지되어도 댐의 물이 연통관(10)을 통해 수차로 배출된다. 따라서, 수차(30)로 물이 토출되기 시작하면, 펌프(16)의 작동이 정지되고, 제 1 밸브(18)에 의해 제 2 분기관(14)의 입구가 개방되고, 제 2 밸브(20)가 닫히게 됨으로써, 댐(100)에 저장된 물이 연통관(10)과 제 2 분기관(14)을 통해 수차(30)로 계속해서 토출된다. 이것에 의해, 수차(30)가 회전하게 됨으로써, 수차(30)의 출력축(32)으로 회전 동력이 출력된다. 이때, 수차(30)를 돌리는 힘은 물의 낙차거리(h1)에 따른 위치 에너지로서, 낙차거리(h1)에 따라 수차(30)의 출력이 달라질 수 있다.
이와 같이, 수차(30)가 회전되면, 수차(30)의 출력축(32)이 증속기(40)의 입력축(42)과 연결되어, 회전속도를 높일 수 있고, 회전속도가 높아진 회전동력을 정속기(50)를 통해 발전기(60)로 제공됨으로써, 발전기(60)의 출력을 높일 수 있고, 발전기(60)의 출력을 자동전압조정기(70)에서 일정하게 조정함으로써, 축전지(도시하지 않음)로 일정한 전압이 축전지로 공급된다.
이와 같이, 본 발명에 따른 수차발전장치는 수차(30)의 배치 위치에 따라 낙차거리(h1)를 조절할 수 있어, 원하는 수차(30)의 회전동력을 얻을 수 있게 된다. 예를 들어, 10m 이상의 낙차거리를 확보할 수 있는 댐(100)의 방수연에 수차(30)를 설치할 경우, 언제나 일정한 수차(30)의 회전출력을 얻을 수 있어, 저렴한 설치 및 유지 관리 비용으로 에너지를 얻을 수 있고, 친환경적이며, 다른 대안으로, 저수지 또는 협곡 등에서 호스나 간단한 파이프 배관으로 수차의 위치를 선정하여 수차를 돌릴 수 있는 장점이 있다.
10 ; 연통관 12 : 제 1 분기관
14 : 제 2 분기관 30 : 수차
40 ; 증속기 50 : 정속기
60 : 발전기 70 : 자동전압조정기

Claims (2)

  1. 연통관(10)의 일단이 댐(100)에 저장된 물의 수면(W) 아래에 잠겨 있으며, 연통관(10)의 타단이 제 1 분기관(12)과 제 2 분기관(14)으로 분기되고, 제 1 분기관(12)에 펌프(16)가 장착되며, 제 1 분기관(12)의 타단이 제 2 분기관(14)에 연결되고, 제 1 분기관(12)과 제 2 분기관(14)의 분기 지점에 제 1 밸브(18)가 장착되고, 제 1 분기관과 제 2 분기관의 연결지점에 제 2 밸브(20)가 장착되며, 제 2 분기관(14)의 토출구(24) 하부에 수차(30)가 배치되고, 수차(30)의 출력축(32)이 증속기(40)의 입력축(42)과 연결되고, 증속기(40)의 출력축(44)이 정속기(50)의 입력축(52)과 연결되고, 정속기(50)의 출력축(54)이 발전기(60)의 회전축(62)과 연결되고, 발전기(60)의 출력이 자동전압조정기(70)를 통해 축전지로 제공되고, 자동전압조정기(70)가 컨트롤러(80)에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 수차발전장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 연통관(10)은 다수개의 호스(10a)로 구성되며, 클램프(10b)에 의해 다수개의 호스가 하나로 묶인 것을 특징으로 하는 수차발전장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20010000655A (ko) * 2000-10-11 2001-01-05 김동옥 대기압 연통관내 고저유체 교합에 의한 수변압 흡인력수력발전 시스템.
JP2003254219A (ja) 2001-12-28 2003-09-10 Suido Gijutsu Kaihatsu Kiko:Kk 水道管用水力発電設備
KR200349016Y1 (ko) 2004-02-06 2004-04-30 정백화 수리계통의 잉여낙차를 활용한 소수력 발전설비

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010000655A (ko) * 2000-10-11 2001-01-05 김동옥 대기압 연통관내 고저유체 교합에 의한 수변압 흡인력수력발전 시스템.
JP2003254219A (ja) 2001-12-28 2003-09-10 Suido Gijutsu Kaihatsu Kiko:Kk 水道管用水力発電設備
KR200349016Y1 (ko) 2004-02-06 2004-04-30 정백화 수리계통의 잉여낙차를 활용한 소수력 발전설비

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