KR101445159B1 - Waterwheel Generating Apparatus - Google Patents

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KR101445159B1
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김연승
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김연승
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Abstract

Disclosed is a downward rotation power generating apparatus using a water wheel. The downward rotation power generating apparatus using a water wheel according to the present invention includes: the water wheel (2) which is installed in close proximity to a water gate (100), and which is rotated by the water flow by mounting a fixed portion to be flooded underwater; an acceleration section (4) for increasing the rotational force of the water wheel (2); and a power generator (6) which is connected to the acceleration section (4) for converting rotational energy into power to generate power. Therefore, the present invention is configured to rotate the water wheel by allowing impounded water with a stream of water to be gradually discharged without a fall in the river and by actively utilizing centrifugal force, thereby producing power from the rotating water wheel.

Description

물레방아를 이용한 하향식 회전 발전 장치{Waterwheel Generating Apparatus}Waterwheel Generating Apparatus -

본 발명은 물레방아를 이용한 하향식 회전 발전 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 강이나 하천에서 낙차없이도 물살의 흐름에 의해 물레방아를 회전시키고, 이렇게 회전되는 물레방아로부터 전력이 생산될 수 있도록 하는 물레방아를 이용한 하향식 회전 발전 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a top-down rotary power generation apparatus using a spinning mill, and more particularly, to a spinning mill apparatus for spinning a spinning mill by a flow of a stream of water without a drop from a river or a river, And more particularly, to a top-down rotary power generation apparatus using a fan.

일반적으로 대한민국은 매년 화력(무연탄), 수력, 조력, 원자력 등을 에너지원으로 사용하고 있으며, 대체 에너지 개발에도 불구 하고 에너지 자원 부족 국가 중 하나에 해당한다.Generally, the Republic of Korea uses thermal power (anthracite coal), hydroelectric power, tidal power, nuclear power, etc. as an energy source annually, and it is one of the countries lacking energy resources despite development of alternative energy.

예컨대, 약 15억톤(3천kcal 이상 열량 기준)의 무연탄이 매장되어 있다고 보고되고 있으며, 그러한 무연탄의 이용가능 매장량은 약 7억톤(강원도 영월, 정선 지역에 70% 매장)으로서, 1988년 생산량 2천 4백만톤 이후 가정용 연료/난방 방법의 변화에 따라 생산량 급감되고 있으며, 그러한 무연탄 자체도 비교적 열량이 낮아 산업용이나 발전용으로 적합지 않은 상태이다.For example, it is reported that anthracite coal of about 1.5 billion tons (over 3,000 kcal calories) is buried, and the available reserves of such anthracite coal are about 700 million tons (70% stores in Yeongwol and Jungsun) After 14 million tons, production has been declining as domestic fuels / heating methods have changed. Such anthracite itself is also not suitable for industrial or power generation due to its relatively low calorific value.

또한, 수력의 경우에는 양수발전 등을 포함하여 대략 600만kW가 활용 가능하나, 이미 309만 3천kW 이상이 개발되어 사용 중이므로, 앞으로 활용 가능량은 대략 289만kW(원자력발전소 3기 발전량에도 못 미침)로 추정하고 있다.In the case of hydropower, approximately 6 million kW including pumped-storage power generation can be utilized, but since 309,300 kW or more has already been developed and in use, the available capacity is about 2.89 million kW ).

또한, 조력의 경우에는 서해안 일부 지역에서 170만kW가 사용 가능한 것으로 추정하고 있으나, 역시 용량이 너무 적고 경제성이 약한 단점이 있다.In the case of tidal power, it is estimated that 1.7 million kW can be used in a part of the west coast. However, there is a disadvantage that the capacity is too small and the economical efficiency is weak.

또한, 원자력의 경우에는 연료를 수입에 의존하고 있고, 비록 옥천 지역 등지에서 약 5만톤 정도의 우라늄을 보유하고 있지만, 그 우라늄-235의 함량이 0.03%인 저품위 광이어서 아직은 경제성이 없는 상태이다.In addition, nuclear power depends on imports of fuel, and although it has about 50,000 tons of uranium in the Okcheon area, it is not economically feasible because it is a low-grade light with a uranium-235 content of 0.03%.

마지막으로, 대한민국에는 석유, 유연탄 등이 전혀 매장 되어 있지 않거나 미확인 상태이며, 천연가스도 최근 근해 바다에 매장량과 규모 및 경제성도 불투명한 상태이다.Finally, oil and bituminous coal are not buried or unconfirmed in Korea, and natural gas is also uncertain in terms of reserves, size, and economics in the offshore waters.

한편, 하천 주위에는 가로등 등과 같이 복수 개의 전력 필요 시설물이 상용전력을 공급받도록 배선된 상태로 세워져서, 저녁시간 대에 조명장치로서 사용되고 있으며, 도시 미화 차원과 에너지 절약 차원에서 이해 상충된 상태로 에너지가 소비되고 있는 상태이다.On the other hand, a plurality of power-requiring facilities such as street lamps are installed around the river in a state of being wired so as to receive commercial power, and are used as illumination devices in the evening hours. In contrast to the urban beautification dimension and energy saving, Is being consumed.

종래 기술에서는 가로등은 대체 에너지의 일환으로 태양에너지(태양광/태양열) 또는 풍력에너지를 전기에너지로 변환하여 전력축전지 등에 저장한 축전전력을 사용하고 있으나, 비가 오거나 바람이 불지 않은 때에는 전력 발전이 이루어지지 않아서, 작동 불능 상태가 되는 단점이 있다. In the prior art, street lamps use solar power (sunlight / solar heat) or wind energy converted into electric energy as a part of alternative energy and store electric power stored in electric storage battery. However, when rain or wind is not blowing, There is a disadvantage that it becomes inoperable state.

풍력에너지의 경우에는 도심지의 경우 바람이 많이 불지 않으면 전력 발생이 매우 적으므로 조명등에서 필요로 하는 전력량을 감당하지 못하고 있으며, 바람의 방향과 풍량에 따라 매우 유동적인 전력 발전이 이루어지는 단점이 있다.In the case of wind energy, in urban areas, if the wind does not blow much, the generation of electric power is very small. Therefore, it can not cope with the amount of electric power required by the illumination lamp.

특히, 일반적인 하천 환경은 하천수와 같은 유수가 흘러가는 하천 수로와, 그러한 하천 수로의 수로벽에 인접한 고수부지 등과 같은 하천 평지와, 이런 하천 평지의 외측에 수직하게 세워져서 물의 범람을 방지하도록 세워진 옹벽벽의 상부와 일치하는 곳에 인도변 및 도로변 등을 형성하고, 하천 수로를 기준으로 양측의 도로변을 연결하는 다리를 갖는다.Particularly, the general river environment includes a river channel flowing with flowing water such as river water, a river plain such as a river site adjacent to the channel wall of such a river channel, and a retaining wall built up vertically on the outside of the river plain to prevent water flooding And a bridge connecting the road sides of both sides with respect to the river water channel.

다리 또는 인도변 등에는 하천 미화와 야간 조명을 위해서 복수개의 조명등, 가로등과 같은 주변 전력 필요 시설물들이 배치되어 있다.On the bridges or sidewalks, there are a plurality of lighting facilities such as street lights, and peripheral power facilities for river beautification and night lighting.

전력 필요 시설물들은 각각 일반 전선 배선을 통해서 상용전력을 공급받고, 특히, 조명등, 가로등의 경우 자동점멸회로에 의해 야간에만 점등하면서 앞서 언급한 에너지 자원에 의해 발생한 전기에너지를 소비한다.The power-related facilities are supplied with commercial power through the ordinary wire wiring, and in particular, in the case of the lighting lamp and the street lamp, they are lit only at night by the automatic flicker circuit, and consume the electric energy generated by the aforementioned energy resources.

종래 기술에 따른 잠실수중보를 이용한 소수력 발전장치는 대한민국 공개특허공보 제1990-0001971호에 개시되어 있는 바와 같이, 수중보에 맞물려 돌아가는 물레방아형의 수차 발전기로서, 대략 2.5m의 낙차를 이용하여 발전기를 회전시키도록 되어 있다.As described in Korean Patent Laid-Open Publication No. 1990-0001971, a small hydroelectric power generation apparatus using a Jamsil underwater according to the prior art is a water turbine type aberration generator which is engaged with an underwater beam, As shown in FIG.

그러나 종래 기술은 대략 낙차를 이용하여 물레방아를 회전시키도록 한 것이 주종을 이루고 있어 낙차가 없는 하천에는 적용하기 어려운 단점이 있었다.
However, the prior art has a drawback in that it is difficult to apply it to rivers having no free fall because the main technique is to rotate the spinning wheel by using the free fall.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 강이나 하천에서 낙차없이도 물살의 흐름에 의해 회전되고, 또 물레방아의 챔버에 저수된 물이 점진적으로 배출되도록 하여 원심력을 적극적으로 활용하여 물레방아를 회전시키고, 이렇게 회전되는 물레방아로부터 전력이 생산될 수 있도록 하는 물레방아를 이용한 하향식 회전 발전 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
Disclosure of Invention Technical Problem [8] The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a centrifugal separator for a centrifugal separator which is rotated by a flow of water without a drop from a river or a river, And to provide a top-down rotary power generation apparatus using a spinning mill for rotating the spinning mill to utilize the spinning mill to produce electric power from the spinning mill.

상기한 본 발명의 목적은, 원주방향으로 다수 연속 배열되며 다수의 격벽으로 구획되어 물이 수용되는 챔버가 다수로 형성된 회전륜과, 상기 회전륜의 중심에 결합되는 회전축으로 구성되어 흐르는 유수의 흐름에 의해 회전되는 물레방아; 상기 물레방아의 회전축에 연결되어 회전 구동되는 주동기어와, 상기 주동기어에 결합되어 종속회전되는 복수의 종동기어로 구성된 증속부; 상기 복수의 종동기어 중 상기 주동기어와 연결된 제1종동기어에 연결되어 회전되면서 전력을 생산하는 발전장치; 상기 증속부의 복수의 종동기어 중 최종단의 종동기어에 연결되며 일정 조건에서는 상기 최종단의 종동기어를 구동시켜 상기 발전장치를 구동시키도록 보조 동력을 제공하는 인버터 모터가 구비된 보조 구동장치; 상기 발전장치와 보조 구동장치의 작동을 선택적으로 제어하여 전력 생산이 원활하게 이루어지도록 하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 물레방아를 이용한 하향식 회전 발전 장치에 의해 달성될 수 있다. It is an object of the present invention to provide an apparatus and a method for controlling a flow of a flowing water which is composed of a plurality of chambers continuously arranged in the circumferential direction and partitioned into a plurality of partitions, A spinning wheel rotated by a wheel; A speed increasing unit including a driven gear connected to the rotary shaft of the spinning wheel and rotationally driven, and a plurality of subsidiary synchronizing gears coupled to the driven gear to be rotated; A power generator connected to a first driven gear connected to the first driven gear of the plurality of driven gears to generate electric power while being rotated; An auxiliary drive connected to a driven gear of a final stage of the plurality of driven gears of the speed increasing portion and providing an auxiliary power to drive the driven gear of the final stage under a certain condition to drive the power generating device; And a controller for selectively controlling operation of the power generation device and the auxiliary drive device so as to smoothly generate electric power. The present invention can be achieved by a top-down rotary power generation apparatus using a spinning mill.

한편 상기한 본 발명의 목적은, 원주방향으로 다수 연속 배열되며 다수의 격벽으로 구획되어 물이 수용되는 챔버가 다수로 형성된 회전륜과, 상기 회전륜의 중심에 결합되는 회전축으로 구성되어 흐르는 유수의 흐름에 의해 회전되는 물레방아; 상기 물레방아의 회전축에 연결되어 회전 구동되는 주동기어와, 상기 주동기어에 결합되어 종속회전되는 복수의 종동기어로 구성된 증속부; 상기 증속부의 복수의 종동기어 중 상기 주동기어와 연결된 제1종동기어에 연결되어 회전되면서 전력을 생산하는 발전장치; 수중에 장착되며 상기 물레방아의 하부 일측에 대응되게 유입구가 일단에 형성되고, 유입구를 통해 흡입된 물을 토출시켜 물레방아의 하부 타측에 대응되게 형성된 토출구가 형성된 이송관과, 상기 이송관에 형성되어 물을 흡입하고 토출시키는 펌프로 구성된 물 순환부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 물레방아를 이용한 하향식 회전 발전 장치에 의해 달성될 수 있다. According to another aspect of the present invention, there is provided a water purifier comprising: a rotating wheel having a plurality of chambers arranged in a circumferential direction and arranged in a circumferential direction and partitioned into a plurality of partition walls to receive water; and a rotating shaft connected to the center of the rotating wheel, A spinning wheel rotated by a flow; A speed increasing unit including a driven gear connected to the rotary shaft of the spinning wheel and rotationally driven, and a plurality of subsidiary synchronizing gears coupled to the driven gear to be rotated; A power generator connected to a first driven gear connected to the driven gear of the plurality of driven gears of the speed increasing portion and rotated to produce electric power; A conveyance pipe which is mounted in the water and has an inlet formed at one end thereof so as to correspond to one side of the lower part of the spinneret and discharging water sucked through the inlet to form a discharge port corresponding to the lower side of the spinneret; A water circulation unit comprising a pump for sucking and discharging water; The present invention can be achieved by a top-down rotary generator using a spinning mill.

상기 회전륜의 챔버는 상부가 개구되고 하부에 바닥면이 형성되며, 상기 바닥면의 일부분에 통공이 형성되어 일부는 막혀있고 일부는 개구되어 이루어지는 것을 특징으로 한다. The chamber of the rotating wheel has an opening at the top and a bottom at the bottom, and a through hole is formed in a part of the bottom surface so that a part of the chamber is closed and a part of the chamber is open.

상기 보조 구동장치는 상기 인버터 모터의 축에 결합되며 선택적으로 접속 및 해제되는 커플링; 상기 최종단의 종동기어에 결합된 풀리축; 상기 풀리축에 형성된 풀리; 상기 커플링의 축에 일단이 결합되며 상기 풀리에 타단이 결합되어 인버터 모터의 축의 회전력을 풀리축에 전달하는 체인;을 포함하는 것을 특징으로 한다. The auxiliary drive device includes a coupling coupled to the shaft of the inverter motor and selectively connected and disconnected; A pulley shaft coupled to the driven gear of the final stage; A pulley formed on the pulley shaft; And a chain having one end coupled to the shaft of the coupling and the other end coupled to the pulley to transmit the rotational force of the shaft of the inverter motor to the pulley shaft.

상기 복수의 종동기어는 최종단으로 갈수록 직경이 점차 작아지도록 형성된 것을 특징으로 한다.
And the plurality of driven gears are formed such that their diameters gradually decrease toward the final stage.

본 발명에 따르면, 강이나 하천에서 낙차없이도 물살의 흐름에 의해 회전됨과 아울러 챔버 내에 저수된 물이 회전되는 과정에서 점진적으로 배출되도록 하여 원심력을 적극적으로 활용하여 물레방아를 회전시키고, 이렇게 회전되는 물레방아로부터 전력이 생산될 수 있는 효과가 있다.
According to the present invention, since the water is rotated by the flow of the water without a drop from the river or the river and the water stored in the chamber is gradually discharged during the rotation of the water, the centrifugal force is actively utilized to rotate the water mill, There is an effect that electric power can be produced from the baby.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 물레방아를 이용한 하향식 회전 발전 장치를 나타낸 사시도,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 물레방아를 이용한 하향식 회전 발전 장치를 나타낸 정면도,
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 물레방아를 이용한 하향식 회전 발전 장치를 나타낸 정면도.1 is a perspective view of a top-down rotary generator using a spinning mill according to a first embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a front view showing a top-down rotary generator using a spinning mill according to a first embodiment of the present invention; FIG.
3 is a front view showing a top-down rotary generator using a spinning mill according to a second embodiment of the present invention;

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

첨부된 도면 중에서, 도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 물레방아를 이용한 하향식 회전 발전 장치를 나타낸 사시도, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 물레방아를 이용한 하향식 회전 발전 장치를 나타낸 정면도이다.FIG. 1 is a perspective view of a top-down rotary power generation apparatus using a spinning mill according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of a spinning top spinning apparatus using a spinning mill according to a first embodiment of the present invention, Fig.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 물레방아를 이용한 하향식 회전 발전 장치(A1)는, 수문(100)에 근접되게 설치되며, 일정 부분이 수중에 잠기도록 장착되어 물의 흐름에 의해 회전되는 물레방아(2); 상기 물레방아(2)의 회전력을 증가시키는 증속부(4); 상기 증속부(4)에 연결되어 회전 에너지를 전력으로 전환시켜 발전하는 발전장치(6)를 포함한다. As shown in FIGS. 1 and 2, the down-turn rotary power generation apparatus A1 using the spinning mill according to the first embodiment of the present invention is installed close to the water gate 100 so that a certain portion is submerged in water A spinning mill (2) mounted and rotated by the flow of water; An accelerating portion 4 for increasing the rotational force of the spinning mill 2; And a power generator 6 connected to the speed increasing portion 4 to generate power by converting rotational energy into electric power.

그리고 증속부(4)의 회전력을 보조적으로 증가시켜 안정적인 발전이 유지되도록 하는 보조 구동장치(8)를 포함하고, 상기 발전장치(6)의 작동과 보조 구동장치의 작동을 제어하는 제어부(10)를 포함한다. And an auxiliary drive unit 8 for supplementarily increasing the rotational force of the speed increasing unit 4 to maintain stable power generation. The control unit 10 controls operation of the power generation unit 6 and operation of the auxiliary drive unit, .

물레방아(2)는 원주방향으로 다수 연속 배열되며 다수의 격벽으로 구획되어 물이 수용되는 챔버(23)가 다수로 형성된 회전륜(22)과, 상기 회전륜(22)의 중심에 결합되는 회전축(24)으로 구성되어 흐르는 유수의 흐름에 의해 회전된다. The spinning wheel 2 includes a rotating wheel 22 having a plurality of chambers 23 arranged in a circumferential direction and partitioned by a plurality of partition walls to receive water, (24) and is rotated by the flow of flowing water.

회전축(24)의 양단부는 하천 변에 각각 형성된 장착대(3)에 베어링으로 결합되어 회전되도록 한다.Both ends of the rotary shaft 24 are coupled to the mounting table 3 formed on the side of the stream by a bearing and rotated.

일측의 장착대(3)에는 증속부(4)가 형성된다. An accelerating portion 4 is formed in the mounting seat 3 on one side.

상기 회전륜(22)의 챔버(23)는 상부가 개구되고 하부에 바닥면이 형성되며, 상기 바닥면의 일부분에 통공(232)이 형성되어 일부는 막혀있고 일부는 개구되어 이루어진다. The chamber 23 of the rotatable wheel 22 has an opening at the top and a bottom at the bottom, and a through hole 232 is formed in a part of the bottom surface, a part of which is closed and a part of which is opened.

따라서 챔버(23)에 물이 담긴 상태에서 상부로 회전되는 동안 일부의 물은 통공을 통해 점차 배출되도록 하여 회전력이 보장될 수 있다. Therefore, during the rotation of the chamber 23 from the state where the water is contained in the chamber 23, some water is gradually discharged through the through holes, so that the rotational force can be assured.

증속부(4)는 상기 물레방아(2)의 회전축(24)에 연결되어 회전 구동되는 주동기어(40)와, 상기 주동기어(40)에 결합되어 종속회전되는 복수의 종동기어(42)로 구성된다. The speed increasing portion 4 includes a driven gear 40 connected to the rotary shaft 24 of the spinning wheel 2 and rotated and driven by a plurality of driven gears 42 driven by the driven gear 40, .

주동기어(40)와 복수의 종동기어(42)는 평기어로 이루어지며 상호 기어의 치차끼리 결합되어 맞물려 회전될 수 있도록 한다. The main gear 40 and the plurality of driven gears 42 are made of a spur gear so that the gears of the gears can be engaged with each other and rotated.

또한 복수의 종동기어(42)는 최종단으로 갈수록 직경이 점차 작아지도록 형성된 다. The plurality of driven gears 42 are formed so that their diameters gradually decrease toward the final stage.

바람직하게는 주동기어(40)와 제1종동기어(421)는 기어비가 50 : 1이다. 또한 주동기어(40)와 가장 최종단의 종동기어(425)의 기어비는 500:1로 설정됨이 바람직하다. Preferably, the main gear 40 and the first driven gear 421 have a gear ratio of 50: 1. The gear ratio of the driven gear 40 and the driven gear 425 at the final stage is preferably set to 500: 1.

한편 발전장치(6)는 상기 복수의 종동기어(42) 중 상기 주동기어(40)와 연결된 제1종동기어(421)에 연결되어 회전되면서 전력을 생산하게 된다. On the other hand, the power generator 6 is connected to the first driven gear 421 connected to the driven gear 40 among the plurality of driven gears 42, and is rotated to produce electric power.

즉 발전장치(6)의 로터(미도시)가 제1종동기어(421)의 축(421-2)에 연결되어 있으므로, 제1종동기어(421)의 회전에 연동되어 로터가 회전됨으로써 발전을 하게 된다. (Not shown) of the generator 6 is connected to the shaft 421-2 of the first driven gear 421, the rotor is rotated in association with the rotation of the first driven gear 421, .

한편 보조 구동장치(8)는 상기 증속부(4)의 복수의 종동기어 중 최종단의 종동기어(425)에 연결되며 일정 조건에서는 상기 최종단의 종동기어(425)를 구동시켜 상기 발전장치(6)를 구동시키도록 보조 동력을 제공하는 인버터 모터(82)를 포함하여 이루어진다. On the other hand, the auxiliary drive unit 8 is connected to the driven gear 425 at the final stage among the plurality of driven gears of the speed increasing unit 4, and drives the driven gear 425 at the final stage under certain conditions, And an inverter motor (82) for providing an auxiliary power to drive the motor (6).

즉, 보조 구동장치(8)는 상기 인버터 모터(82)의 축(821)에 결합되며 선택적으로 접속 및 해제되는 커플링(83); 상기 최종단의 종동기어(425)에 결합된 풀리축(84); 상기 풀리축(84)에 형성된 풀리(86); 상기 커플링(83)의 축에 일단이 결합되며 상기 풀리(86)에 타단이 결합되어 인버터 모터(82)의 축의 회전력을 풀리축(84)에 전달하는 체인(88);을 포함하여 구성된다. That is, the auxiliary drive device 8 includes a coupling 83 coupled to the shaft 821 of the inverter motor 82 and selectively connected and disconnected; A pulley shaft 84 coupled to the driven gear 425 at the final stage; A pulley 86 formed on the pulley shaft 84; And a chain 88 coupled at one end to the shaft of the coupling 83 and coupled at the other end to the pulley 86 to transmit the rotational force of the shaft of the inverter motor 82 to the pulley shaft 84 .

제어부(10)는 수문(100)의 개폐작동과 발전장치(6)와 보조 구동장치(8)의 작동을 선택적으로 제어하여 전력 생산이 원활하게 이루어지도록 한다. The control unit 10 selectively controls the opening and closing operation of the water gate 100 and the operation of the power generator 6 and the auxiliary driving unit 8 to smoothly produce electric power.

정상적인 물레방아(2)의 회전속도에서는 발전장치(6)가 구동되어 전력이 생산되도록 하고, 물레방아(2)의 회전속도가 저하되는 경우에는 보조 구동장치(8)를 구동시켜 발전장치(6)의 회전력을 보정해줌으로써 정상적인 전력 생산이 수행될 수 있도록 제어하게 된다. The power generator 6 is driven to produce electric power at the rotating speed of the normal spinning wheel 2 and when the rotating speed of the spinning wheel 2 is lowered, So that normal power generation can be performed.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation of the present invention will be described.

물레방아(2)의 회전륜(22)에 형성된 챔버(23)가 물에 잠긴 상태로 물살의 흐름에 따라 회전륜(22)이 회전되고, 챔버(23)에 형성된 통공(232)을 통해 일정량의 물이 통과됨으로써 회전륜(22)에 과도한 수압이 가해지지 않도록 하여 적정한 속도로 회전이 수행된다.The rotary wheel 22 is rotated in accordance with the flow of the water while the chamber 23 formed in the rotary wheel 22 of the spinneret 2 is immersed in water and the rotor 22 is rotated through a through hole 232 formed in the chamber 23 The rotation is performed at an appropriate speed so that excessive pressure is not applied to the rotatable wheel 22.

회전륜(22)에 연결된 회전축(24)이 회전되고, 이 회전축(24)이 결합된 증속부(4)의 주동기어(40)가 회전되며, 이에 종동되어 복수의 종동기어(42)가 회전된다.The rotating shaft 24 connected to the rotatable wheel 22 is rotated and the driven gear 40 of the speed increasing portion 4 to which the rotating shaft 24 is engaged is rotated and driven to rotate the plurality of driven gears 42 do.

복수의 종동기어(42) 중 제1종동기어(421)가 회전됨에 따라 이에 결합된 발전장치(6)의 로터가 회전되어 전력 생성이 시작된다. As the first driven gear 421 of the plurality of driven gears 42 is rotated, the rotor of the power generation device 6 coupled thereto is rotated to start power generation.

생성된 전력은 외부의 사용처에 공급되어 전원으로 사용된다. The generated power is supplied to an external use place and used as a power source.

한편 물살의 흐름이 약해지는 경우에는 보조 구동장치(8)를 구동시켜 증속부의 종동기어(42)를 회전시킴으로써 제1종동기어(421)를 회전시켜 발전장치(6)가 회전되도록 하여 회전력을 보조하게 된다. On the other hand, when the flow of the water flow is weak, the auxiliary drive device 8 is driven to rotate the driven gear 42 of the speed increasing portion to rotate the first driven gear 421 to rotate the power generator 6, .

즉 주동기어(40)의 회전속도가 일정 속도 이하로 저하되면 제어부의 신호에 의해 커플링(83)이 작동되어 보조 구동장치(8)의 인버터 모터(82)의 축과 연결되도록 하고, 인버터 모터(82)가 구동됨에 의해 풀리(86)와 풀리축(84)이 회전되고, 풀리축(84)이 결합된 최종단의 종동기어(425)가 회전되도록 하는 것이다. The coupling 83 is activated by the signal of the control unit to be connected to the shaft of the inverter motor 82 of the auxiliary drive unit 8, The driven pulley 82 is driven to rotate the pulley 86 and the pulley shaft 84 so that the driven gear 425 at the final stage to which the pulley shaft 84 is coupled is rotated.

한편, 도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 물레방아를 이용한 하향식 회전 발전 장치를 나타낸 구성을 보여주는 정면도이다.3 is a front view showing a configuration of a top-down rotary generator using a spinning mill according to a second embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 물레방아를 이용한 하향식 회전 발전 장치(A2)는, 원주방향으로 다수 연속 배열되며 다수의 격벽으로 구획되어 물이 수용되는 챔버(23)가 다수로 형성된 회전륜(22)과, 상기 회전륜(22)의 중심에 결합되는 회전축(24)으로 구성되어 흐르는 유수의 흐름에 의해 회전되는 물레방아(2);상기 물레방아(2)의 회전축(24)에 연결되어 회전 구동되는 주동기어(40)와, 상기 주동기어(40)에 결합되어 종속회전되는 복수의 종동기어(42)로 구성된 증속부(4); 상기 증속부(4)의 복수의 종동기어(42) 중 상기 주동기어(40)와 연결된 제1종동기어(421)에 연결되어 회전되면서 전력을 생산하는 발전장치(6); 수중에 장착되며 상기 물레방아(2)의 하부 일측에 대응되게 유입구(91)가 일단에 형성되고, 유입구(91)를 통해 흡입된 물을 토출시켜 물레방아(2)의 하부 타측에 대응되게 형성된 토출구(92)가 형성된 이송관(93)과, 상기 이송관(93)에 형성되어 물을 흡입하고 토출시키는 펌프(94)로 구성된 물 순환부(9);를 포함하여 구성된다. 3, a downward rotary generator A2 using a spinning mill according to a second embodiment of the present invention includes a chamber 23 partitioned by a plurality of partition walls and continuously arranged in a circumferential direction, A spinning wheel 2 having a rotating wheel 22 formed with a plurality of rotating wheels 22 and a rotating shaft 24 coupled to the center of the rotating wheel 22 and rotated by flowing water flowing therethrough, A speed increasing portion 4 composed of a driven gear 40 connected to the rotation shaft 24 of the driven gear 40 and driven by the driven gear 40 and a plurality of driven gears 42 driven by the driven gear 40; A generator 6 connected to the first driven gear 421 of the plurality of driven gears 42 of the speed increasing portion 4 and connected to the driven gear 40 to generate electric power while being rotated; An inlet 91 is formed at one end of the water mill 2 so as to correspond to a lower side of the water mill 2 and water discharged through the inlet 91 is discharged to the outside of the water mill 2, And a water circulation unit 9 composed of a transfer pipe 93 formed with a discharge port 92 and a pump 94 formed in the transfer pipe 93 for sucking and discharging water.

물레방아(2)와 증속부(4) 및 발전장치(6)는 상술한 제1실시예와 대동소이 하므로 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다. The spinning mill 2, the speed increasing section 4, and the power generating device 6 are similar to those of the first embodiment described above, and a duplicate description thereof will be omitted.

한편 물 순환부(9)는 수중에 설치되어 일부의 물을 흡입하여 물레방아(2)의 하부 타측에 토출시킴으로써 토출되는 수압에 의해 물레방아의 회전력이 보조될 수 있다. On the other hand, the water circulation part 9 is installed in the water and sucks a part of the water, and discharges the water to the other side of the lower part of the spinning wheel 2, so that the rotational force of the spinning wheel can be assisted by the water pressure discharged.

이러한 물 순환부(9)는 수량이 줄어들어 물레방아(2)의 적절한 회전력이 제공되지 못하는 경우 작동되어 적정한 회전상태를 유지토록 함으로써 발전 용량이 안정적으로 유지될 수 있도록 하기 위한 것이다. The water circulation unit 9 is operated when the amount of water is reduced and the proper turning force of the spinning mill 2 can not be provided, so that the rotating state of the water mill 2 can be maintained to maintain the generating capacity stably.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 청구의 범위에 속함은 자명하다.
Although the present invention has been described in connection with the above-mentioned preferred embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the invention, It is obvious that the claims fall within the scope of the claims.

2 : 물레방아 4 : 증속부
6 ; 발전장치 8 : 보조 구동장치
10 : 제어부 22 : 회전륜
23 : 챔버 24 : 회전축
40 : 주동기어 42 : 종동기어
83 : 커플링 84 : 풀리축
86 : 풀리 88 : 체인2: spinning mill 4: speed increasing part
6; Power generator 8: Auxiliary drive device
10: control unit 22:
23: chamber 24:
40: driven gear 42: driven gear
83: Coupling 84: Pulley shaft
86: Pulley 88: Chain

Claims (6)

원주방향으로 다수 연속 배열되며 다수의 격벽으로 구획되어 물이 수용되는 챔버가 다수로 형성된 회전륜과, 상기 회전륜의 중심에 결합되는 회전축으로 구성되어 흐르는 유수의 흐름에 의해 회전되는 물레방아;
상기 물레방아의 회전축에 연결되어 회전 구동되는 주동기어와, 상기 주동기어에 결합되어 종속회전되는 복수의 종동기어로 구성된 증속부;
상기 복수의 종동기어 중 상기 주동기어와 연결된 제1종동기어에 연결되어 회전되면서 전력을 생산하는 발전장치;
상기 증속부의 복수의 종동기어 중 최종단의 종동기어에 연결되며 일정 조건에서는 상기 최종단의 종동기어를 구동시켜 상기 발전장치를 구동시키도록 보조 동력을 제공하는 인버터 모터가 구비된 보조 구동장치;
상기 발전장치와 보조 구동장치의 작동을 선택적으로 제어하여 전력 생산이 원활하게 이루어지도록 하는 제어부;를 포함하는 물레방아를 이용한 하향식 회전 발전 장치에 있어서,
상기 회전륜의 챔버는
상부가 개구되고 하부에 바닥면이 형성되며, 상기 바닥면의 일부분에 통공이 형성되어 일부는 막혀있고 일부는 개구되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 물레방아를 이용한 하향식 회전 발전 장치.
A plurality of chambers arranged in a circumferential direction and partitioned by a plurality of partition walls to form a plurality of chambers for receiving water and a rotary shaft connected to the center of the rotary wheel and rotated by flowing water flowing;
A speed increasing unit including a driven gear connected to the rotary shaft of the spinning wheel and rotationally driven, and a plurality of subsidiary synchronizing gears coupled to the driven gear to be rotated;
A power generator connected to a first driven gear connected to the first driven gear of the plurality of driven gears to generate electric power while being rotated;
An auxiliary drive connected to a driven gear of a final stage of the plurality of driven gears of the speed increasing portion and providing an auxiliary power to drive the driven gear of the final stage under a certain condition to drive the power generating device;
And a control unit for selectively controlling the operation of the power generation device and the auxiliary drive device so as to smoothly produce electric power,
The chamber of the rotatable wheel
And a bottom surface is formed in a lower portion of the bottom surface, and a through hole is formed in a part of the bottom surface so that a part of the through hole is closed and a part of the through hole is partially opened.
원주방향으로 다수 연속 배열되며 다수의 격벽으로 구획되어 물이 수용되는 챔버가 다수로 형성된 회전륜과, 상기 회전륜의 중심에 결합되는 회전축으로 구성되어 흐르는 유수의 흐름에 의해 회전되는 물레방아;
상기 물레방아의 회전축에 연결되어 회전 구동되는 주동기어와, 상기 주동기어에 결합되어 종속회전되는 복수의 종동기어로 구성된 증속부;
상기 증속부의 복수의 종동기어 중 상기 주동기어와 연결된 제1종동기어에 연결되어 회전되면서 전력을 생산하는 발전장치;
수중에 장착되며 상기 물레방아의 하부 일측에 대응되게 유입구가 일단에 형성되고, 유입구를 통해 흡입된 물을 토출시켜 물레방아의 하부 타측에 대응되게 형성된 토출구가 형성된 이송관과, 상기 이송관에 형성되어 물을 흡입하고 토출시키는 펌프로 구성된 물 순환부;를 포함하는 물레방아를 이용한 하향식 회전 발전 장치에 있어서,
상기 회전륜의 챔버는
상부가 개구되고 하부에 바닥면이 형성되며, 상기 바닥면의 일부분에 통공이 형성되어 일부는 막혀있고 일부는 개구되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 물레방아를 이용한 하향식 회전 발전 장치.
A plurality of chambers arranged in a circumferential direction and partitioned by a plurality of partition walls to form a plurality of chambers for receiving water and a rotary shaft connected to the center of the rotary wheel and rotated by flowing water flowing;
A speed increasing unit including a driven gear connected to the rotary shaft of the spinning wheel and rotationally driven, and a plurality of subsidiary synchronizing gears coupled to the driven gear to be rotated;
A power generator connected to a first driven gear connected to the driven gear of the plurality of driven gears of the speed increasing portion and rotated to produce electric power;
A conveyance pipe which is mounted in the water and has an inlet formed at one end thereof so as to correspond to one side of the lower part of the spinneret and discharging water sucked through the inlet to form a discharge port corresponding to the lower side of the spinneret; And a water circulation unit configured to pump and discharge water, the water circulation unit comprising:
The chamber of the rotatable wheel
And a bottom surface is formed in a lower portion of the bottom surface, and a through hole is formed in a part of the bottom surface so that a part of the through hole is closed and a part of the through hole is partially opened.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 보조 구동장치는
상기 인버터 모터의 축에 결합되며 선택적으로 접속 및 해제되는 커플링;
상기 최종단의 종동기어에 결합된 풀리축;
상기 풀리축에 형성된 풀리;
상기 커플링의 축에 일단이 결합되며 상기 풀리에 타단이 결합되어 인버터 모터의 축의 회전력을 풀리축에 전달하는 체인;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 물레방아를 이용한 하향식 회전 발전 장치.
The method according to claim 1,
The auxiliary drive device
A coupling coupled to the shaft of the inverter motor and selectively connected and disconnected;
A pulley shaft coupled to the driven gear of the final stage;
A pulley formed on the pulley shaft;
A chain coupled at one end to the shaft of the coupling and coupled to the pulley at the other end to transmit the rotational force of the shaft of the inverter motor to the pulley shaft;
Wherein the rotary power generator is a downward rotating power generator using a spinning mill.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 증속부의 주동기어와 제1종동기어는 기어비가 50:1이고,
상기 주동기어와 가장 최종단의 종동기어의 기어비는 500:1인 것을 특징으로 하는 물레방아를 이용한 하향식 회전 발전 장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
The driven gear and the first driven gear of the speed increasing portion have a gear ratio of 50: 1,
And a gear ratio of the main gear and the last driven gear is 500: 1.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 복수의 종동기어는 최종단으로 갈수록 직경이 점차 작아지도록 형성된 것을 특징으로 하는 물레방아를 이용한 하향식 회전 발전 장치.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the plurality of driven gears are formed such that their diameters gradually decrease toward a final stage.
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