KR101388138B1 - Hydraulic power generating system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수력 발전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기포의 부력과 기포의 상승을 통해 유도된 유체 흐름을 이용한 발전장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 발전기에 회전력을 전달하는 회전 부재;를 포함하고, 상기 유체 탱크 내부에는 유체를 저장하고 유체를 순환시킬 수 있는 순환 유로가 형성되고, 기체를 상기 유체 탱크에 공급하기 위한 기체 공급구와 기체를 상기 유체 탱크로부터 배출하기 위한 기체 배출구가 상기 유체 탱크에 각각 형성되어 상기 순환 유로와 각각 연통하며, 기포 부력과 기포 상승을 통해 유도된 유체흐름에 의해 회전하는 상기 회전 부재가 상기 유체 탱크 내에 설치되는 것을 특징으로 하는 발전장치가 제공된다.The present invention relates to a hydroelectric generator, and more particularly to a generator using a fluid flow induced through the buoyancy of the bubble and the rise of the bubble. According to the present invention, a rotation member for transmitting a rotational force to the generator; includes a circulation passage for storing the fluid and circulating the fluid is formed in the fluid tank, the gas supply for supplying gas to the fluid tank A gas outlet for discharging a sphere and gas from the fluid tank is formed in the fluid tank, respectively, and communicates with the circulation flow path, and the rotating member is rotated by a fluid flow induced through bubble buoyancy and bubble rise. There is provided a power generation apparatus, characterized in that installed within.
Description
본 발명은 수력 발전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기포의 부력과 기포의 상승을 통해 유도된 유체흐름을 이용한 발전장치에 관한 것이다.The present invention relates to a hydroelectric generator, and more particularly to a generator using a fluid flow induced through the buoyancy of the bubble and the rise of the bubble.
일반적으로, 발전기는 전기 공급설비 중 하나로 역학에너지, 열에너지, 화학에너지 등을 전기에너지로 변환시키는 설비을 말한다. 특히, 수력 발전장치에 의한 발전은 물의 위치에너지를 이용하여 임펠러를 회전시키고, 이러한 임펠러 회전력을 발전기에 전달함으로써 전기를 생산하는 방식으로 이루어진다. 종래 수력 발전장치는 발전설비를 갖추는데 막대한 비용이 소요되고 공간적인 많이 제약을 받는다. 아울러, 발전설비의 유지보수가 어렵다는 문제점이 있으므로 개선이 요구된다.In general, the generator is one of the electrical supply equipment refers to a facility for converting mechanical energy, thermal energy, chemical energy, etc. into electrical energy. In particular, the power generation by the hydroelectric generator is made by rotating the impeller by using the potential energy of the water, and is produced in a manner of producing electricity by transmitting the impeller rotational force to the generator. Conventional hydroelectric generators are enormously costly and space constrained to have a power plant. In addition, there is a problem that maintenance of the power generation equipment is difficult, so improvement is required.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 기포의 부력과 기포의 상승을 통해 유도된 유체흐름을 이용하여 회전축의 회전시킴으로써 회전력을 발전기에 전달하는 방식으로 전력을 생산함으로써 설비구조가 간단하고 발전효율이 개선된 발전장치를 제공하는 것이다.
An object of the present invention for solving the above problems is to produce power in a manner of transmitting the rotational force to the generator by rotating the rotary shaft using the fluid flow induced through the buoyancy of the bubble and the rise of the bubble, the facility structure is simple and the power generation efficiency It is to provide an improved power generation apparatus.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면,According to one aspect of the present invention for achieving the above object,
유체 탱크; 및 발전기에 회전력을 전달하는 회전 부재;를 포함하고, 상기 유체 탱크 내부에는 유체를 저장하고 유체를 순환시킬 수 있는 순환 유로가 형성되고, 기체를 상기 유체 탱크에 공급하기 위한 기체 공급구와 기체를 상기 유체 탱크로부터 배출하기 위한 기체 배출구가 상기 유체 탱크에 각각 형성되어 상기 순환 유로와 각각 연통하며, 기포 부력과 기포 상승을 통해 유도된 유체흐름에 의해 회전하는 상기 회전 부재가 상기 유체 탱크 내에 설치되는 것을 특징으로 하는 발전장치가 제공된다.Fluid tanks; And a rotating member transmitting a rotational force to the generator, wherein a circulation flow path for storing a fluid and circulating the fluid is formed in the fluid tank, and a gas supply port and gas for supplying gas to the fluid tank. Gas outlets for discharging from the fluid tank are respectively formed in the fluid tank and communicate with the circulation flow path, respectively, wherein the rotating member is rotated by the fluid flow induced by the buoyancy of buoyancy and bubble rise. There is provided a generator.
상기 회전 부재는 회전 축, 로드 및 날개를 포함하고, 상기 로드는 회전 축의 반경방향 바깥 쪽으로 연장되고, 상기 날개는 상기 로드로부터 상기 반경방향 바깥 쪽으로 연장되며, 상기 로드 및 날개는 상기 회전 축상에 적어도 하나가 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.The rotating member includes a rotation axis, a rod and a blade, the rod extending radially outward of the rotation axis, the vane extending from the rod outward in the radial direction, and the rod and the wing are at least on the rotation axis. One may be arranged.
상기 유체탱크 내에 수용된 유체가 상기 유체탱크의 내벽 안내홈을 통해 유출입하는 것을 방지하기 위해 상기 안내홈을 따라 배치되는 누수 방지 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The apparatus may further include a leakage preventing member disposed along the guide groove to prevent the fluid contained in the fluid tank from flowing in and out through the inner wall guide groove of the fluid tank.
상기 기체 공급구 일측에는 통기성을 가진 발수섬유로 제조된 발수성 포지가 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
One side of the gas supply port may be characterized in that the water-repellent forge made of breathable water-repellent fiber is installed.
본 발명에 따르면 앞서서 기재한 본 발명의 목적을 모두 달성할 수 있다. 구체적으로, 본 발명에 따른 발전장치는 기포의 부력과 기포의 상승을 통해 유도된 유체흐름을 이용하여 회전축을 회전시켜 회전력을 발전기에 전달하는 방식으로 전력을 발생시킴으로써 종래 수력 발전장치보다 구조가 간단하고 제조비용이 저렴하며 유지보수가 간편하다는 효과가 있다.According to the present invention, all the objects of the present invention described above can be achieved. Specifically, the power generation apparatus according to the present invention is simpler in structure than the conventional hydroelectric power generation apparatus by generating electric power by transmitting a rotational force to a generator by rotating a rotating shaft using a fluid flow induced through buoyancy and bubble rise of bubbles. The manufacturing cost is low and the maintenance is easy.
본 발명에 따른 발전장치에 이용되는 기체는 압축기(compressor) 또는 송풍기(blower)를 통해 공급될 수 있다. 나아가, 오폐수 하수처리장, 음식물 또는 분뇨 처리장 등에서 수집, 저장한 폐가스 등을 에너지원으로 활용할 수 있다. 본 발명에 따른 발전과정에서 공해배출이 전혀 없다는 점에서 친환경적이며 저탄소 녹색성장의 정부시책에 부합한다는 장점이 있다.The gas used in the power generation apparatus according to the present invention may be supplied through a compressor or a blower. Furthermore, waste gas collected and stored in wastewater sewage treatment plants, food or manure treatment plants, etc. may be used as an energy source. There is no pollution in the development process according to the present invention has the advantage of being eco-friendly and in line with the government policy of low carbon green growth.
본 발명에 따른 수력 발전장치를 여러 개 병렬 연결시킴으로서 사용환경 및 필요 전력량에 따라 발전용량을 용이하게 조절할 수 있다.
By connecting several hydroelectric generators according to the present invention in parallel, the power generation capacity can be easily adjusted according to the use environment and the amount of power required.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 수력 발전장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타난 수력 발전장치의 단면을 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2에서 단면 B-B'을 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 수력 발전장치를 여러 개 병렬 연결한 사용상태를 도시한 도면이다.1 is a perspective view showing a hydroelectric generator according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view showing a cross section of the hydroelectric generator shown in FIG.
3 is a cross-sectional view taken along the line B-B 'of FIG.
4 is a view showing a state in which the hydroelectric power generation device according to the invention several parallel connections.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 일실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the drawings will be described in detail the configuration and the embodiment of the present invention.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 수력 발전장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 나타난 수력 발전장치의 단면을 도시한 단면도이며, 도 3은 도 2에서 단면 B-B'을 도시한 단면도이다. 도 1 내지 도 3를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 수력 발전기(10)는 유체 탱크(20)와, 회전 부재(30)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이하, 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하여 설명하고 동일한 구성에 대한 중복된 설명은 생략한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어 공지 구성이나 기능에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
1 is a perspective view showing a hydroelectric generator according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view showing a cross-section of the hydroelectric generator shown in Figure 1, Figure 3 is a cross-sectional view B-B 'in FIG. It is sectional drawing. 1 to 3, the
유체 탱크(20)는 외벽(23)과, 내벽(24)과, 제1 측벽(25)과, 제2 측벽(26)과, 기체 공급구(21)와, 기체 배출구(22)를 포함한다. 제1 측벽(25)과 제2 측벽(26)은 원판의 형상으로 이루어지고 평행하게 대향 배치된다. 외벽(32)은 제1 측벽(25)과 제2 측벽(26)의 양단부을 평행하게 연결하여 원형의 폐곡면을 이룬다. 내벽(24)은 외벽(23) 내측에 제1 측벽(25)과 제2 측벽(26)을 연결하면서 외벽(23)과 평행하게 마주보도록 배치된다. 아울러, 내벽(24)에는 후술하는 로드(33)가 회전하는 경로인 원주방향을 따라 안내홈이 형성된다. 그에 따라, 유체 탱크(20) 내부에는 제1 공간(27)과 제2 공간(28)이 각각 마련되고, 유체를 저장한다. 나아가, 제1 공간(27)은 유체를 순환시킬 수 있는 순환 유로(29)를 형성한다. 다만, 상기 유체 탱크(20)의 형상은 본 발명의 일실시예에 불과하고, 유체를 저장하고 순환시킬 수 있는 다양한 형상으로 변형이 가능하며, 이 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.
The
회전 부재(30)는 회전 축(31), 로드(33) 및 날개(32)를 포함한다. 상기 로드(32)는 회전 축(31)의 반경방향 바깥 쪽으로 연장 형성되고, 상기 날개는 사각판 형상으로 이루어지고 상기 로드로부터 상기 반경방향 바깥 쪽으로 연장 형성된다. 상기 로드(33)와 상기 로드로부터 연장 형성된 상기 날개(32)는 회전 축(31)의 원주방향을 따라 적어도 하나가 배치된다. 상기 날개(32)는 상기 회전 축(31)의 반경방향에 대해 경사진 것으로 할 수 있다. 다만, 상기 날개(32)는 사각판 형상을 가진 것으로 설명했으나, 본 발명이 이에 한하는 것은 아니다. 즉, 상기 날개(32)는 순환 유로(29) 단면 형상에 따라 여러 가지 형상으로 설계될 수 있으며, 아치형, 호형 등으로 구성될 수도 있다. 이 또한 본 발명의 권리범위에 속함은 자명하다.
The rotating
후술하는 기체공급수단(60)에 의해 공급된 기체는 기체공급구(21)를 통해 유체 탱크(20) 내부의 순환 유로(29) 쪽으로 유입되고, 유체 내에서 기포를 형성하고 부력에 의해 상승한다. 기포가 상승하면서 기포 주위의 유체도 함께 상승시켜 유체흐름을 상방으로 유도한다. 결국, 기체는 기체배출구(22)를 통해 배출되면서, 유체는 순환 유로(29)를 따라 유체 순환 흐름이 발생한다. 그에 따라, 기포의 부력과 기포의 상승에 의해 유도된 유체흐름이 회전부재(30)를 회전시키고, 회전 축(31)은 회전력을 발전기(미도시)에 전달한다. 최종적으로 발전기는 회전력을 전기에너지로 변환시켜 전력을 생산한다.
The gas supplied by the gas supply means 60 to be described later is introduced into the circulation passage 29 inside the
제1 공간(27)은 유체를 저장하고 순환시키는 공간임에 비하여, 제2 공간(28)은 유체를 저장하는 공간이므로, 내벽(24)의 안내홈을 통한 유체 유출입을 방지할 필요가 있다. 그렇지 않으면, 유체의 순환흐름이 순환 유로(29)를 따라 원활히 이루어지기 어려워 발전효율이 크게 떨어질 수 밖에 없기 때문이다. 따라서, 내벽(24)의 안내홈을 통한 유체의 유출입 방지를 위한 누수 방지 부재(41)를 설치할 필요가 있다. 누수 방지 부재(41)는 누수를 방지하기 위한 실린콘 테이프로 구성되고, 상기 안내홈을 따라 내벽(24)에 배치되고 상기 로드(33)에 끼워진다. 그에 따라, 상기 누수 방지 부재(41)는 상기 로드(33) 회전시 상기 로드(33)와 함께 회전하면서, 내벽(24)의 안내홈을 통한 유체의 유출입을 막아 누수를 방지한다.
Since the first space 27 is a space for storing and circulating the fluid, the
유체 공급구(21) 측에는 통기성을 가진 발수섬유로 제조된 발수성 포지(40)가 설치된다. 발수성 포지(40)는 유체 탱크(20) 내에 저장된 유체가 기체 공급구(21)를 통하여 빠져나가는 것을 차단하면서, 후술하는 기체공급수단(60)으로부터 공급된 기체를 통과시켜 유체 탱크(20) 순환 유로(29) 내에 기포를 발생시킨다. 한편, 유체 탱크(20) 하부에는 받침대(50)가 설치되어 유체 탱크(20)를 지지한다.
On the
기체공급수단(60)은 기체 공급구(40)에 공급관을 통해 연결되고, 기체공급수단(60)에 의해 주입된 기체는 기체 공급구(21)를 통하여 순환유로(29)에 공급된다. 기체공급수단(60)은 예를 들어, 압축기(compressor), 송풍기(blower) 등으로 구성된다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 오폐수 하수처리장, 음식물 또는 분뇨 처리장 등에서 수집, 저장한 폐가스 등을 에너지원으로 활용함으로써 기체 공급구(21)에 주입할 수 있다.
The gas supply means 60 is connected to the
도 4는 본 발명에 따른 여러 개의 수력 발전장치를 병렬 연결한 사용상태를 도시한 도면이다. 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 다른 일실시예를 설명하면, 본 발명에 따른 여러 개의 수력 발전장치(10)가 기체공급수단(60)과 다지관을 통해 병렬 연결될 수 있다. 그에 따라 여러 개의 발전장치를 병렬 연결시킴으로서 발전장치의 사용환경 및 필요 전력량에 따라 발전용량을 용이하게 조절할 수 있다.
4 is a view showing a state of use of connecting a plurality of hydroelectric generators in parallel in accordance with the present invention. Referring to another embodiment according to the present invention with reference to Figure 4, several hydroelectric
이상에서 실시예를 들어 본 발명을 설명하였으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 실시예는 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정되거나 변경될 수 있으며, 당업자는 이러한 수정과 변경도 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.
Although the present invention has been described with reference to Examples, the present invention is not limited thereto. It will be understood by those skilled in the art that the foregoing embodiments are susceptible to modifications and variations that do not depart from the spirit and scope of the invention.
10 : 발전 장치 20 : 유체 탱크
21 : 기체 공급구 22 : 기체 배출구
23 : 외벽 24 : 내벽
25 : 제1 측벽 26 : 제2 측벽
27: 제1 내부 공간 28 : 제2 내부 공간
29 : 순환 유로 30 : 회전 부재
31 : 회전 축 32 : 날개
33 : 로드 40 : 발수성 포지
41 : 누수방지부재 50 : 받침대10
21
23: outer wall 24: inner wall
25: first sidewall 26: second sidewall
27: first internal space 28: second internal space
29: circulation passage 30: rotating member
31: axis of rotation 32: wings
33: load 40: water repellent forge
41: leak prevention member 50: base
Claims (4)
회전 축, 로드 및 날개를 포함하고, 상기 회전 축은 상기 유체 탱크의 원호 중심인 외측에 위치되고, 상기 로드는 회전 축의 반경 방향 바깥 쪽으로 상기 유체 탱크의 내벽까지 연장되며, 상기 날개는 상기 로드로부터 상기 반경방향 바깥 쪽으로 연장되어 상기 유체탱크 내부에 위치된 상태로 회전축의 회전에 따라 유체탱크 내부에서 회전하도록 상기 회전 축상에 적어도 하나가 배치되어 발전기에 회전력을 전달하는 회전 부재;를 포함하고,
상기 유체 탱크 내부에는 유체를 저장하고 유체를 순환시킬 수 있는 순환 유로가 형성되고, 기체를 상기 유체 탱크에 공급하기 위한 기체 공급구와 기체를 상기 유체 탱크로부터 배출하기 위한 기체 배출구가 상기 유체 탱크에 각각 형성되어 상기 순환 유로와 각각 연통하며, 기포 부력과 기포 상승을 통해 유도된 유체흐름에 의해 회전하는 상기 회전 부재가 상기 유체 탱크 내에 설치되는 것을 특징으로 하는 수력 발전장치.
It consists of an outer wall, an inner wall, a first side wall, a second side wall, a gas supply port and a gas outlet, the first side wall and the second side wall is formed in the shape of a disk and arranged in parallel opposite, the outer wall is the first side wall and the second side wall Connecting both ends of the sidewalls in parallel to form a circular closed curved surface, and the inner wall may include a fluid tank disposed to face the outer wall while connecting the first and second sidewalls inside the outer wall; And
A rotation axis, a rod and a vane, wherein the rotation axis is located outside the arc center of the fluid tank, the rod extends radially outward of the rotation axis to the inner wall of the fluid tank, and the vane from the rod And a rotation member extending radially outward and disposed on the rotation shaft so as to rotate in the fluid tank according to the rotation of the rotation shaft while being positioned inside the fluid tank to transmit rotational force to the generator.
A circulation passage for storing fluid and circulating fluid is formed inside the fluid tank, and a gas supply port for supplying gas to the fluid tank and a gas outlet for discharging gas from the fluid tank are respectively provided in the fluid tank. And a rotating member which is formed in communication with the circulation flow path and rotates by the fluid flow induced through bubble buoyancy and bubble rise, is installed in the fluid tank.
상기 유체탱크 내에 수용된 유체가 상기 유체탱크의 내벽 안내홈을 통해 유출입하는 것을 방지하기 위해 상기 안내홈을 따라 배치되는 누수 방지 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수력 발전장치.
The method according to claim 1,
And a leakage preventing member disposed along the guide groove to prevent the fluid contained in the fluid tank from flowing out through the inner wall guide groove of the fluid tank.
상기 기체 공급구 일측에는 통기성을 가진 발수섬유로 제조된 발수성 포지가 설치되는 것을 특징으로 하는 수력 발전장치.
Claim 1
One side of the gas supply port is a hydroelectric generator, characterized in that the water-repellent forge made of breathable water-repellent fiber is installed.
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Legal Events
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E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180420 Year of fee payment: 5 |
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LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |