KR101480634B1 - Hydroelectric Power Generation Machine and The Method of Hydroelectric Power Generation - Google Patents

Hydroelectric Power Generation Machine and The Method of Hydroelectric Power Generation Download PDF

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KR101480634B1 KR20130105180A KR20130105180A KR101480634B1 KR 101480634 B1 KR101480634 B1 KR 101480634B1 KR 20130105180 A KR20130105180 A KR 20130105180A KR 20130105180 A KR20130105180 A KR 20130105180A KR 101480634 B1 KR101480634 B1 KR 101480634B1
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Abstract

Provided by an embodiment of the present invention are a hydroelectric power generation machine and a hydroelectric power generation method which are able to increase economic feasibility, relieve the anxiety of a power generation, and minimize damage to a peripheral environment by producing electric power by motorizing potential energy of fresh water or seawater. For the forementioned, the hydroelectric power generation machine includes: a buoyancy body which is able to move up and down; an upper hydraulic unit which is positioned in the upper part of the buoyancy body and discharges water for a power generation by the ascending movement of the buoyancy body; a lower hydraulic unit which is positioned in the lower part of the buoyancy body and discharges water for a power generation by the descending movement of the buoyancy body; and a body unit which divides a space for the vertical movement of the buoyancy body and supports the upper hydraulic unit and the lower hydraulic unit. Thereby the present invention is able to improve the efficiency of a power generation by generating electric power in two consecutive times with a time difference.

Description

수력발전기관 및 수력발전 방법{Hydroelectric Power Generation Machine and The Method of Hydroelectric Power Generation} TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a hydroelectric power generation system,

강물 또는 바닷물의 위치에너지를 동력화함으로써 전기를 생산하는 터빈 또는 발전장치 분야에 관한것으로서, 보다 구체적으로는 담수, 해수를 이용하거나 댐 같이 물흐름이 보장되는 곳에 설치되어 고압의 물을 배출함으로써 발전기를 회전시켜 경제적으로 전기를 생산할 수 있는 수력발전기관 및 수력발전방법에 관한 것이다. The present invention relates to a turbine or a power generation device that generates electricity by harnessing the energy of a position of a river or seawater. More specifically, The present invention relates to a hydroelectric power generating engine and a hydroelectric power generating method capable of generating electricity economically by rotating a power plant.

수력 발전은 높은 곳에 위치한 물의 위치에너지를 발전기 터빈의 운동에너지로 변환시키고 발전기 내부의 전자기유도 현상을 이용하여 전기를 얻는 방법이다. 예전에 사용되던 물레방아는 물이 높은 곳에서 떨어져서 물레를 돌린다. 그러면 떨어지기 전의 물은 양((+),positive)의 높이를 가지게 되므로 양의 위치에너지를 가진다. 이 위치에너지는 물이 물레의 날개에 떨어지면 역학적 에너지 보존법칙에 의해서 물레가 돌아가는 운동에너지로 변화하게 된다. 이 물레의 운동에너지가 방아를 찧는 원동력이 된다. 수력발전도 기본적인 원리는 이와 같다. 다만 물레방아에서는 역학적 에너지 사이의 전환과정(위치에너지에서 운동에너지로의 전환)만 일어났지만 수력발전에서는 터빈의 운동에너지를 다시 전기에너지의 형태로 변환하는 과정이 추가되는 차이가 있다. 이러한 수력발전을 위해서 강을 막아 댐을 짓는다. 댐의 상류에 물을 가두었다가 수문을 열고 이를 댐의 하류로 떨어뜨려서 터빈을 돌린다. 이 과정에서 물의 위치에너지가 터빈의 운동에너지로 전환된다. 터빈 내부의 로터 코일이 터빈을 따라서 회전하면서 전자기유도 현상이 일어나 전류가 발생한다. 이 과정을 통해서 터빈의 운동에너지가 전기에너지로 변환된다.Hydropower is a method of converting the energy of water located in a high place into the kinetic energy of a generator turbine and obtaining electricity using the induction phenomenon inside the generator. The old spinning mill used to spin the spinning wheel away from the high water. Then, the water before the fall has a positive (+), positive height, so it has a positive potential energy. This potential energy changes as the kinetic energy of the spinning wheel by the mechanical energy conservation law when the water falls on the wing of the spinning wheel. The kinetic energy of this spinning wheel is the driving force for the baby. This is the basic principle of hydropower generation. However, in the spinning mill, only the conversion process between kinetic energy (transition from kinetic energy to kinetic energy) occurred, but in hydroelectric power generation, the process of converting the kinetic energy of the turbine into the form of electric energy is added again. For these hydroelectric power, we build a dam by blocking the river. It confines water upstream of the dam, opens the gate and drops it down the dam, turning the turbine. In this process, the kinetic energy of the water is converted into kinetic energy of the turbine. As the rotor coil inside the turbine rotates along the turbine, electromagnetic induction phenomenon occurs and current is generated. This process converts the kinetic energy of the turbine into electrical energy.

이러한 수력발전의 경우에 발전용량을 늘리려면 물이 가지는 위치에너지가 커야 한다. 자연낙차, 자연유량을 이용하는 방식을 수로식 발전이라고 하는데 그 발전량은 지형, 계절과 강우량의 영향을 많이 받는다. 따라서 안정적인 발전량을 유지하고 낙차도 크게 하기 위해서 댐식 발전을 사용한다. 댐을 짓더라도 댐의 상류에 비가 오랜 기간 오지 않으면 발전기가 지속적으로 작동할 수 없다. 따라서 여름철에 강수가 집중되어 다른 계절에는 발전에 필요한 물이 부족한 우리나라는 양수식 발전을 이용하기도 한다. 이는 전력 소비가 적은 야간에 남는 전력을 이용하여 댐의 하류로 흘려보낸 물을 펌프를 이용하여 다시 댐의 상류로 끌어올려 두었다가 낮에 다시 발전에 사용하는 방식이다. 우리나라에는 청평, 무주, 삼랑진 발전소에서 양수식 발전을 하고 있다. 그 밖에 큰 낙차를 얻는 방법으로 유역변경식 발전이 있다. 이는 기존의 하천의 흐름을 낙차가 큰 방향으로 변경하여 발전소를 세우는 방법이다. 우리나라에는 강릉 수력발전소가 이 방식을 사용한다. 그러나 이러한 통상의 수력발전설비는 규모를 불문하고 입지선정에 따른 수몰지역민의 민원대책과 막대한 댐 건설비용 조달에서부터 안전유지와 건설 후의 유지보수, 발전소 운영에 필요한 전문인력의 확보, 건설 후 주변 지역에 미칠 환경문제, 발전에 필요한 적정수위의 유지, 발전의 효율성 등 고려해야 할 사항이 한두가지가 아니다. 이러한 점에서 앞으로는 건설 및 발전 경제성을 십분 고려하고, 갈수기의 발전 불안감 해소, 주변 환경피해의 최소화, 최소의 인력으로 운영하기 위한 연구가 활발히 진행중이다. 특히, 저비용으로 많은 양의 전기를 효율적으로 생성하기 위한 각고의 노력 및 연구가 진행되고 있다. 뿐만 아니라, 댐 등의 거대한 크기의 저수시설이 아니라 물탱크 등의 소규모의 저수 시설을 이용하여 전기를 생산할 수 있는 수력발전기관에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
In the case of such hydroelectric power generation, in order to increase the generating capacity, the water has a large potential energy. Natural fall and natural flow are called hydrographic power generation, and the amount of power generation is influenced by terrain, season and rainfall. Therefore, damping power generation is used to maintain stable power generation and increase drift. Even if the dam is built, the generator can not operate continuously if the rain does not come to the upstream of the dam for a long period of time. Thus, in Korea, where precipitation is concentrated in summer, and water for power generation is lacking in other seasons, the country also uses amphibious power generation. This is a method of using the remaining power at night with low power consumption to draw the water that flows downstream of the dam to the upstream of the dam by using the pump, In Korea, amphibians are developing in Cheongpyeong, Muju and Samrangjin power plants. There is also a watershed-like development as a way to get bigger drops. This is a method of building a power plant by changing the flow of the existing stream to a direction of a big drop. Kangnung Hydroelectric Power Plant uses this method in Korea. However, these conventional hydroelectric power plants are not limited in size and can be applied to the civilian population of the submerged area due to the location selection, from the procurement cost of huge dam construction, maintenance of safety and maintenance after construction, securing of professional manpower necessary for operation of power plant, There are not a few issues to consider, such as the environmental problems, maintenance of adequate water level for development, and efficiency of development. In this regard, studies are underway to take into account the economic feasibility of construction and development in the future, to minimize the development anxiety of the fresh season, to minimize the damage to the surrounding environment, and to operate with minimum manpower. Particularly, effort and research are being made to efficiently generate a large amount of electricity at low cost. In addition, research on hydropower generation facilities capable of producing electricity using a small-scale water storage facility such as a water tank instead of a huge water storage facility such as a dam is being actively conducted.

본 발명의 실시예는 담수 또는 해수의 위치에너지를 동력화하여 전기를 생산함으로써 경제성을 높이고 발전 불안감을 해소하며 주변 환경피해를 최소화할 수 있는 수력발전기관 및 수력발전방법을 제공하고자 한다.
An embodiment of the present invention is to provide a hydroelectric power generating engine and a hydroelectric power generating method that can increase economic efficiency by generating electric power by harnessing the potential energy of fresh water or seawater, solve the anxiety of power generation, and minimize damage to the surrounding environment.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 수력발전기관은 상하운동이 가능한 부력체와, 상기 부력체의 위쪽에 위치하며 상기 부력체의 상승이동에 의해 발전을 위한 물을 배출시키는 상부 수압부와, 상기 부력체의 아래쪽에 위치하며 상기 부력체의 하강이동에 의해 발전을 위한 물을 배출시키는 하부 수압부와, 상기 부력체의 상하이동을 위한 공간을 구획하며 상기 수압부 및 하부 수압부를 지지하는 바디부를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a hydroelectric power generating engine comprising: a buoyant body capable of up and down movement; and an upper water level control valve positioned above the buoyant body and discharging water for power generation by the upward movement of the buoyant body, A lower pressure receiving portion located below the buoyant body and discharging water for power generation by the downward movement of the buoyant body and a space for vertically moving the buoyant body, And a supporting body portion.

상기 상부 수압부는 상기 부력체와 연동되며 상기 부력체의 상부와 연결된 적어도 하나 이상의 상부 중량체, 상기 상부 중량체가 삽입되며 상기 상부 중량체의 피스톤운동에 의한 가압에 의해 물을 배출시키는 적어도 하나 이상의 상부 수압통을 포함하고, 상기 하부 수압부는 상기 부력체와 연동되며 상기 부력체의 하부와 연결된 적어도 하나 이상의 하부 중량체, 상기 하부 중량체가 삽입되며 상기 하부 중량체의 피스톤운동에 의한 가압에 의해 물을 배출시키는 적어도 하나 이상의 하부 수압통을 포함할 수 있다.The upper pressure receiving portion includes at least one upper weight coupled to the buoyant body and connected to the upper portion of the buoyant body, at least one upper portion for receiving the water by pressurization by the piston movement of the upper weight, At least one lower weight coupled to the lower portion of the buoyant body, the lower weight being inserted into the lower weight portion, and the water being pressurized by the piston motion of the lower weight, And at least one lower water pressure cylinder for discharging the water.

상기 적어도 하나 이상의 중량체와 상기 적어도 하나 이상의 수압통은 서로 일대일 대응될 수 있다. The at least one weight body and the at least one water pressure tank may correspond one to one with each other.

상기 상부 및 하부 수압통들은 상기 바디부에 체결되어 고정될 수 있다.The upper and lower water pressure tanks may be fastened to the body portion and fixed.

상기 바디부의 상부에 위치하여 상기 상부 수압통에 물을 공급하는 상부 공급로와, 상기 상부 수압통과 상기 상부 공급로 사이에 위치하여 물의 유입을 통제하는 상부 공급문비와, 상기 바디부의 하부에 위치하여 상기 하부 수압통에 물을 공급하는 하부 공급로와, 상기 하부 수압통과 상기 하부 공급로 사이에 위치하여 물의 유입을 통제하는 하부 공급문비를 더 포함할 수 있다.An upper supply passage located at an upper portion of the body portion to supply water to the upper water pressure tank, an upper supply door located between the upper water supply passage and the upper supply passage for controlling inflow of water, A lower supply passage for supplying water to the lower water pressure tank, and a lower supply door located between the lower water pressure passage and the lower supply passage and controlling inflow of water.

상기 상부 수압통과 연결되어 상기 상부 수압통으로부터의 물이 배출되는 상부 배출로와, 상기 상부 수압통과 상기 상부 배출로 사이에 위치하여 물의 배출을 통제하는 상부 배출문비와, 상기 하부 수압통과 연결되어 상기 하부 수압통으로부터의 물이 배출되는 하부 배출로와, 상기 하부 수압통과 상기 하부 배출로 사이에 위치하여 물의 배출을 통제하는 하부 배출문비를 더 포함할 수 있다.An upper discharge passage connected to the upper water pressure passage and discharging water from the upper water pressure tank; an upper discharge door located between the upper water pressure passage and the upper discharge passage for controlling discharge of water; A lower discharge passage through which water is discharged from the lower water pressure tank, and a lower discharge door located between the lower water pressure passage and the lower discharge passage to control the discharge of water.

상기 상부 및 하부 중량체 각각에 부착되어 상기 부력체의 부력을 보강하는 보조 부력체를 더 포함할 수 있다.And an auxiliary buoyant body attached to each of the upper and lower weights to reinforce the buoyancy of the buoyant body.

상기 보조 부력체는 상기 중량체를 감싸는 튜브형태일 수 있다.The auxiliary buoyant body may be in the form of a tube surrounding the weight body.

상기 수력발전기관이 계단식으로 높이의 차이를 두고 복수로 설치되어 선행 수력발전기관의 배수로를 통해 배수된 물이 후행 수력발전기관의 급수로를 통해 유입될 수 있다.The hydroelectric power plants may be installed in a plurality of stages at different heights so that the water drained through the drainage line of the preceding hydroelectric power plant can be introduced through the water line of the trailing hydroelectric power plant.

상기 수력반전기관은 조수간만에 차를 이용하여 해수를 저장하는 저장공간을 더 포함하고, 상기 전기 발전을 위해 이용되는 물은 상기 해수일 수 있다.The hydro-power inverting engine further includes a storage space for storing seawater using the car only during the tide interval, and the water used for the electricity generation may be the seawater.

상기 수력반전기관은 담수가 저장되는 급수원을 더 포함하고, 상기 발전을 위해 이용되는 물은 상기 담수일 수 있다.The water power reversing engine further includes a water source in which fresh water is stored, and water used for the power generation may be the fresh water.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 수력발전방법은 바디부의 위쪽에 위치하며 상부 수압부에 물이 급수되는 제1 급수단계와, 상기 바디부 및 상기 바디부 아래쪽에 위치하는 하부 수압부에 물이 유입되어 부력체가 상승함과 동시에 상기 상부 수압부의 물을 배출시켜 전기를 생산하는 제1 발전단계와, 상기 바디부 내부에 유입된 물이 배출되는 배출단계와, 상기 하부 수압부의 물을 배출시켜 전기를 생산하는 제2 발전단계를 포함할 수 있다. According to another aspect of the present invention, there is provided a hydroelectric power generating method comprising: a first water supplying step of supplying water to an upper water receiving part located above a body part; and a water supplying step of supplying water to the lower water receiving part located below the body part A first power generation step of flowing the buoyant body upward and discharging the water of the upper waterproofing part to produce electricity; a discharging step of discharging water introduced into the body part; And a second power generation step of generating power.

상기 상부 수압부는 상기 부력체와 연동되는 적어도 하나 이상의 중량체, 및 상기 중량체와 일대일 대응되는 적어도 하나 이상의 수압통을 포함하고, 상기 제1 발전단계는 상기 부력체가 부력에 의해 상승함과 동시에 상기 적어도 하나 이상의 중량체가 상기 적어도 하나 이상의 수압통의 물을 가압하는 단계를 포함할 수 있다.Wherein the upper pressure receiving portion includes at least one weight body interlocked with the buoyant body and at least one water pressure receptacle corresponding one-to-one with the weight body, And at least one weight may pressurize the water in the at least one water pressure tank.

상기 하부 수압부는 상기 부력체와 연동되는 적어도 하나 이상의 중량체, 및 상기 중량체와 일대일 대응되는 적어도 하나 이상의 수압통을 포함하고, 상기 제2 발전단계는 상기 부력체가 중력에 의해 하강함과 동시에 상기 적어도 하나 이상의 중량체가 상기 적어도 하나 이상의 수압통의 물을 가압하는 단계를 포함할 수 있다.Wherein the lower pressure receiving portion includes at least one weight body interlocked with the buoyant body and at least one water pressure cube corresponding one to one with the weight body, And at least one weight may pressurize the water in the at least one water pressure tank.

상기 제1 발전단계는 상기 적어도 하나 이상의 수압통으로부터 배출되는 물이 발전기의 제1 터빈을 회전시키는 단계를 포함할 수 있다.The first power generation step may include rotating the first turbine of the generator with water discharged from the at least one water pressure tank.

상기 제2 발전단계는 상기 적어도 하나 이상의 수압통으로부터 배출되는 물이 발전기의 제2 터빈을 회전시키는 단계를 포함할 수 있다.The second power generation step may include rotating the second turbine of the generator with water discharged from the at least one water pressure tank.

상기 제1 급수단계는 조수간만에 차를 이용하여 저수공간에 바닷물을 저장하고 상기 저장된 바닷물을 상기 제1 및 제2 수압통에 공급하는 단계를 포함할 수 있다.The first water supplying step may include storing the seawater in the storage space using the car only during the fresh water season and supplying the stored seawater to the first and second water pressure tanks.

상기 제1 급수단계는 별도로 마련된 급수원에 저장된 물을 상기 제1 및 제2 수압통에 공급하는 단계를 포함할 수 있다.The first water supplying step may include supplying water stored in a separate water supply source to the first and second water pressure tanks.

상기 제2 발전단계는 상기 하부 수압부의 물을 배출시킴과 동시에 상기 상부 수압부에 물을 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.
The second power generation step may further include discharging water from the lower water pressure portion and supplying water to the upper water pressure portion.

본 발명의 실시예는 담수 또는 해수의 위치에너지를 동력화하여 전기를 생산함으로써 경제성을 높이고 발전 불안감을 해소하며 주변 환경피해를 최소화할 수 있는 수력발전기관을 제공할 수 있다. 뿐만 아니라, 시간차를 두고 상하 두번에 걸쳐 전기발전을 실시할 수 있게 됨에 따라 전기발전 효율을 더욱 높일 수 있는 수력발전기관을 제공할 수 있다.
The embodiment of the present invention can provide a hydroelectric power plant which can increase the economic efficiency, eliminate the anxiety of power generation, and minimize the damage to the surrounding environment by producing electric power by harnessing the potential energy of fresh water or seawater. In addition, since it is possible to perform electric power generation up and down twice with a time lag, it is possible to provide a hydroelectric power generation facility capable of further increasing electric power generation efficiency.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수력발전기관을 나타내는 사시도.
도 2는 도 1의 바디부와 수압부를 수직으로 나눈 종단면도.
도 3은 도 1의 수력발전기관을 아래방향에서 바라본 모습을 나타내는 저면도.
도 4 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 수력발전방법을 단계적으로 나타내는 상태도.
도 9는 도 1의 수력발전기간이 복수로 구비되어 발전되는 상태를 나타내는 사시도.
도 10는 복수의 수력발전기관이 계단식으로 높이의 차이를 두고 발전되는 상태를 나타내는 도면.
도 11은 저수공간에 저장된 해수가 전기발전에 이용될 수 있음을 나타내는 도면.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view showing a hydroelectric power generating engine according to an embodiment of the present invention; FIG.
Fig. 2 is a vertical sectional view of the body portion and the pressure receiving portion of Fig. 1 divided vertically. Fig.
3 is a bottom view showing a view of the hydroelectric power generating unit of Fig. 1 viewed from below; Fig.
FIGS. 4 to 8 are state diagrams showing the hydroelectric power generation method according to the embodiment of the present invention in a step-by-step manner.
FIG. 9 is a perspective view showing a state in which a plurality of hydraulic power generation periods of FIG. 1 are generated. FIG.
10 is a view showing a state in which a plurality of hydroelectric power generating engines are generated stepwise with a difference in height.
11 is a view showing that seawater stored in the water storage space can be used for electric power generation.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세하게 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, configurations and operations of embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

본 출원에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 즉, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. It is noted that the terms "comprises" or "having" in this application are intended to specify the presence of stated features, steps, operations, components, parts, or combinations thereof in one or more other features or acts, , Components, parts, or combinations thereof, as a matter of convenience, without departing from the spirit and scope of the invention. That is, throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements, not excluding other elements unless specifically stated otherwise.

또한, 다르게 정의되지 않는 한 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. Also, unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다. Hereinafter, a repeated description, a known function that may obscure the gist of the present invention, and a detailed description of the configuration will be omitted. Embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shapes and sizes of the elements in the drawings and the like can be exaggerated for clarity.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수력발전기관(500)을 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 수력발전기관(500)의 바디부(10)와 수압부(600,700)를 수직으로 나눈 종단면도이다.FIG. 1 is a perspective view showing a hydroelectric power plant 500 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of the hydro-power generation engine 500 shown in FIG. 1, Fig.

도 1 및 도 2에 도시된 수력발전기관(500)은 상하운동이 가능한 부력체(1), 부력체(1)의 위쪽에 위치하며 부력체(1)의 상승이동에 의해 전기 발전을 위한 물을 배출시키는 상부 수압부(600), 부력체(1)의 아래쪽에 위치하며 부력체(1)의 하강운동에 의해 전기 발전을 위한 물을 배출시키는 하부 수압부(700), 부력체(1)의 상하운동을 위한 공간을 구획하며 상부 수압부(600) 및 하부 수압부(700)를 지지하는 바디부(10)를 포함한다.The hydroelectric power plant 500 shown in Figs. 1 and 2 is constructed of a buoyant body 1 capable of up and down movement and a buoyant body 1 located above the buoyant body 1, A lower hydraulic pressure part 700 positioned below the buoyant body 1 and discharging water for electric power generation by the downward movement of the buoyant body 1, a buoyant body 1, And a body portion 10 for supporting the upper and lower pressure receiving portions 600 and 700. [

상부 수압부(600)는 부력체(1)와 연동되며 부력체(1)의 상부와 연결된 적어도 하나 이상의 상부 중량체(22,32), 상부 중량체(22,32)가 삽입되며 상부 중량체(22,32)의 피스톤운동에 의한 가압에 의해 물을 배출시키는 적어도 하나 이상의 상부 수압통(20,30)을 포함한다. The upper pressure receiving portion 600 includes at least one upper weight 22,32 and upper weight 22,32 interlocked with the buoyant body 1 and connected to the upper portion of the buoyant body 1, (20, 30) for discharging the water by pressurization by the piston motion of the upper and lower water pressure chambers (22, 32).

하부 수압부(700)는 부력체(1)와 연동되며 부력체(1)의 하부와 연결된 적어도 하나 이상의 하부 중량체(42,52), 하부 중량체(42,52)가 삽입되며 하부 중량체(42,52)의 피스톤운동에 의한 가압에 의해 물을 배출시키는 적어도 하나 이상의 하부 수압통(40,50)을 포함한다.The lower pressure receiving portion 700 is interlocked with the buoyant body 1 and at least one lower weight 42 and 52 and lower weight 42 and 52 connected to the lower portion of the buoyant body 1 are inserted, (40, 50) for discharging water by pressurization by piston motion of the piston (42, 52).

도 1 및 도 2에서는 상부 및 하부 수압부(600,700)에 두개의 중량체 및 두개의 수압통이 포함된 구조를 나타내고 있다. 이것은 하나의 실시예에 불과하며 상부 및 하부 수압부(600,700)에는 필요한 전기량에 따라 복수의 중량체 및 수압통을 포함할 수 있다.In FIGS. 1 and 2, the upper and lower pressure receiving portions 600 and 700 include two weights and two water pressure tanks. This is only an example and the upper and lower pressure receiving portions 600 and 700 may include a plurality of weight bodies and water pressure cans in accordance with the required amount of electricity.

도 1 및 2에 도시된 수력발전기관(500)은 상하운동이 가능한 부력체(1), 부력체(1)의 위쪽으로 신장된 형태의 제1 중량체(22) 및 제2 중량체(32), 부력체(1)의 아래쪽으로 신장된 형태의 제3 중량체(42) 및 제4 중량체(52), 제1 중량체(22)가 삽입되며 피스톤운동이 실시되는 제1 수압통(20), 제2 중량체(32)가 삽입되며 피스톤운동이 실시되는 제2 수압통(30), 제3 중량체(42)가 삽입되며 피스톤운동이 실시되는 제3 수압통(40), 제4 중량체(52)가 삽입되며 피스톤운동이 실시되는 제4 수압통(50)을 포함한다. 부력체(1)는 부력, 중력 또는 별도의 동력에 의해 상승 및 하강 운동이 가능하다. 부력체(1)는 부력체(1)의 상하운동 공간을 구획하는 바디부(1) 내부에 위치한다. 제1 및 제2 수압통(20,30)은 바디부(10)의 윗면과 연결되고, 제3 및 제4 수압통(40,50)은 바디부(10)의 아랫면과 연결된다. 바디부(10), 제1 내지 제4 수압통(20,30,30,40)은 일체화되도록 제작될 수 있다. 제1 내지 제4 수압통(20,30,30,40)은 별도로 제작된 후 별도의 체결기구를 통해 바디부(10)에 체결될 수도 있다. 제1 내지 제4 중량체(22,32,42,52)는 부력체(1)와 일체화될 수도 있고 별도로 제작된 후 별도의 체결기구를 통해 부력체(1)에 체결될 수 있다. 이러한, 제1 내지 제4 중량체(22,32,42,52)는 부력체(1)의 상하운동과 연동되어 부력체(1)가 상승 및 하강할때 함께 상승 및 하강운동을 하게 된다. 부력체(1)가 상승 또는 하강하게 되면 제1 중량체(22)는 제1 수압통(20) 내부에서 피스톤운동을 하게 되고, 제2 중량체(32)는 제2 수압통(30) 내부에서 피스톤운동을 하게 되고, 제3 중량체(42)는 제3 수압통(40) 내부에서 피스톤운동을 하게 되고, 제4 중량체(52)는 제4 수압통(50) 내부에서 피스톤운동을 하게 된다. The hydroelectric power plant 500 shown in Figs. 1 and 2 includes a buoyant body 1 capable of up-and-down movement, a first weight body 22 in the form of an elongated upward portion of the buoyant body 1, A third weight 42 and a fourth weight 52 extending in a downward direction of the buoyant body 1 and a first water pressure tank A second water pressure cylinder 30 into which a second weight body 32 is inserted and a piston motion is applied, a third water pressure cylinder 40 into which a third weight body 42 is inserted and piston motion is performed, And a fourth water pressure cylinder 50 into which a heavy body 52 is inserted and piston motion is performed. The buoyant body (1) can move up and down by buoyancy, gravity or another power. The buoyant body (1) is located inside the body part (1) which defines the up and down movement space of the buoyant body (1). The first and second water pressure tanks 20 and 30 are connected to the upper surface of the body portion 10 and the third and fourth water pressure tanks 40 and 50 are connected to the lower surface of the body portion 10. The body portion 10, and the first to fourth water pressure tanks 20, 30, 30, and 40 may be integrally manufactured. The first to fourth hydraulic tanks 20, 30, 30, and 40 may be separately manufactured and then fastened to the body 10 through separate fastening mechanisms. The first to fourth weight bodies 22, 32, 42, 52 may be integrated with the buoyant body 1 or may be separately manufactured and then fastened to the buoyant body 1 through separate fastening mechanisms. The first to fourth weight bodies 22, 32, 42, 52 are interlocked with the up-and-down motion of the buoyant body 1 so as to move up and down together when the buoyant body 1 is lifted and lowered. When the buoyant body 1 is lifted or lowered, the first weight body 22 moves in the first water pressure cylinder 20 and the second weight body 32 moves in the second water pressure cylinder 30 The fourth weight body 52 moves the piston in the fourth water pressure cylinder 50 and the third weight body 42 moves the piston in the third water pressure cylinder 40. In this case, .

바디부(10)는 내부가 비어있는 육면체 형태이고, 바디부(10)의 윗면에는 외부로부터 물이 공급되는 상부 급수로(111)가 연결되어 있다. 여기서, 상부 급수로(111)는 적어도 하나 이상 마련될 수 있다. 바디부(10)와 제1 수압통(20) 사이에는 제1 상부 공급로(162)가 위치하고, 바디부(10)와 제2 수압통(30) 사이에는 제2 상부 공급로(163)가 마련되어 있다. 제1 상부 공급로(162)는 상부 급수로(111)로 유입된 물을 제1 수압통(20)으로 공급하고, 제2 상부 공급로(163)는 상부 급수로(111)로 유입된 물을 제2 수압통(30)으로 공급한다. 상부 급수로(111)와 바디부(10)의 연결 부위에는 상부 급수문비(112)가 위치한다. 상부 급수로(111)가 두 개 마련되는 경우 상부 급수문비(112) 또한 두 개 마련된다.The upper portion of the body portion 10 is connected to an upper water supply passage 111 through which water is supplied from the outside of the body portion 10. Here, at least one or more upper water supply passages 111 may be provided. A first upper supply path 162 is positioned between the body 10 and the first hydraulic tank 20 and a second upper supply path 163 is provided between the body 10 and the second hydraulic tank 30 Lt; / RTI > The first upper supply path 162 supplies the water introduced into the upper water supply path 111 to the first water pressure tank 20 and the second upper supply path 163 supplies the water introduced into the upper water supply path 111 To the second water pressure cylinder (30). An upper water supply door 112 is located at a connection portion between the upper water supply passage 111 and the body portion 10. When two upper supply passages 111 are provided, two upper supply passages 112 are also provided.

제1 상부 공급로(162)와 바디부(10)의 연결 부위에는 제1 상부 공급문비(124)가 마련되고, 제2 상부 공급로(163)와 바디부(10)의 연결 부위에는 제2 상부 공급문비(125)가 마련된다. 상부 급수로(111)로부터 유입된 물은 제1 및 제2 상부 공급문비(124,125)의 개구를 통해 제1 및 제2 상부 공급로(162,163)로 유입되게 된다.A first upper supply door 124 is provided at a connection portion between the first upper supply passage 162 and the body portion 10 and a second upper supply door 124 is provided at a connection portion between the second upper supply passage 163 and the body portion 10, An upper supply door 125 is provided. The water introduced from the upper water supply passage 111 flows into the first and second upper supply passages 162 and 163 through the openings of the first and second upper supply door openings 124 and 125.

바디부(10)의 아랫면에는 외부로부터 물이 공급되는 하부 급수로(211)가 연결되어 있다. 바디부(10)와 제3 수압통(30) 사이에는 제1 하부 공급로(262)가 위치하고, 바디부(10)와 제4 수압통(50) 사이에는 제2 하부 공급로(263)가 마련되어 있다. 제1 하부 공급로(262)는 하부 급수로(211)로 유입된 물을 제3 수압통(40)으로 공급하고, 제2 하부 공급로(263)는 하부 급수로(211)로 유입된 물을 제4 수압통(50)으로 공급한다. 하부 급수로(211)와 바디부(10)의 연결 부위에는 하부 급수문비(212)가 위치한다. A lower water supply passage 211 through which water is supplied from the outside is connected to the lower surface of the body portion 10. A first lower supply passage 262 is located between the body portion 10 and the third hydraulic tank 30 and a second lower supply passage 263 is provided between the body portion 10 and the fourth hydraulic tank 50 Lt; / RTI > The first lower supply passage 262 supplies the water introduced into the lower water supply passage 211 to the third water pressure supply passage 40 while the second lower supply passage 263 supplies the water introduced into the lower water supply passage 211 To the fourth hydraulic tank (50). The lower water supply door 212 is located at the connection portion between the lower water supply passage 211 and the body portion 10. [

바디부(10)의 아랫면에는 바디부(10) 내부의 물이 배출되는 하부 배수로(233)가 연결되어 있다. 하부 배수로(233)와 바디부(10)의 연결 부위에는 하부 배수문비(214)가 위치한다.A lower drainage passage 233 through which water in the body 10 is discharged is connected to a lower surface of the body portion 10. A lower drainage door 214 is located at the connection between the lower drainage passage 233 and the body 10.

제1 하부 공급로(262)와 바디부(10)의 연결 부위에는 제1 하부 공급문비(224)가 마련되고, 제2 하부 공급로(263)와 바디부(10)의 연결 부위에는 제2 하부 공급문비(225)가 마련된다. 하부 급수로(211)로부터 유입된 물은 제1 및 제2 하부 공급문비(224,225)의 개폐를 통해 제1 및 제2 하부 공급로(262,263)로 유입되게 된다.A first lower supply door 224 is provided at a connection portion between the first lower supply passage 262 and the body portion 10 and a second lower supply door 224 is provided at a connection portion between the second lower supply passage 263 and the body portion 10, A lower supply door 225 is provided. The water introduced from the lower water supply passage 211 flows into the first and second lower supply passages 262 and 263 through opening and closing of the first and second lower supply door openings 224 and 225.

제1 내지 제4 수압통(20,30,40,50) 각각의 끝단에는 배출문비가 마련되고 배출문비를 경유하여 물이 배출되는 배출로가 연결되어 있다. 즉, 제1 수압통(20)에는 제1 배출로(310)가 연결되고, 제1 수압통(20)과 제1 배출로(310) 사이에는 제1 배출문비(312)가 마련되어 있다. 제2 수압통(30)에는 제2 배출로(320)가 연결되고, 제2 수압통(30)과 제2 배출로(320) 사이에는 제2 배출문비(322)가 마련되어 있다. 제3 수압통(40)에는 제3 배출로(330)가 연결되고, 제3 수압통(40)과 제3 배출로(330) 사이에는 제3 배출문비(332)가 마련되어 있다. 제4 수압통(50)에는 제4 배출로(340)가 연결되고, 제4 수압통(50)과 제4 배출로(340) 사이에는 제4 배출문비(342)가 마련되어 있다. 도 3은 이해의 편의를 돕기위해 도 2의 수력발전기관(500)을 아래에서 바라보았을 때의 모습을 나타내었다.At the end of each of the first to fourth hydraulic tanks 20, 30, 40, 50, a discharge gate is provided and a discharge passage through which waste water is discharged is connected. That is, a first discharge path 310 is connected to the first hydraulic tank 20, and a first discharge port 312 is provided between the first hydraulic tank 20 and the first discharge path 310. A second discharge passage 320 is connected to the second hydraulic tank 30 and a second discharge gate 322 is provided between the second hydraulic tank 30 and the second discharge passage 320. A third discharge passage 330 is connected to the third hydraulic tank 40 and a third discharge gate 332 is provided between the third hydraulic tank 40 and the third discharge passage 330. A fourth discharge passage 340 is connected to the fourth hydraulic tank 50 and a fourth discharge gate 342 is provided between the fourth hydraulic tank 50 and the fourth discharge passage 340. FIG. 3 shows a view of the hydroelectric power plant 500 of FIG. 2 viewed from below to facilitate understanding.

바디부(10) 내부에는 물의 이동을 감지하는 센서들이 포함되어 있고, 각 문비들은 별도로 마련되거나 바디부(10) 내부에 위치하는 제어부에 의해 개폐가 제어된다. 각 문비는 통상의 공지된 수문 혹은 게이트(gate)로써 유수를 막고 유량을 조정하기 위한 구조물로 통공된수로의 형상에 따라 사각 또는 원형을 사용하여도 무방하다.Sensors for detecting the movement of water are included in the body part 10, and the door parts are separately provided or controlled by a control part located inside the body part 10. Each door gate is a known gate or gate, and it may be square or circular depending on the shape of the water passage which is made into a structure for controlling flow and adjusting the flow rate.

제1 내지 제4 중량체(22,32,42,52)는 통상의 무게추로 구성되며 상승 및 하강하는 과정에서 수압통 내부의 물을 가압하여 분사시킨다. 이를 위해 제1 내지 제4 중량체(22,32,42,52) 각각에는 제1 내지 제4 수압통(20,30,40,50)의 내경과 일치하는 직경을 가진 마개부(24)를 추가로 구비할 수 있다.The first to fourth weight bodies (22, 32, 42, 52) are constituted by a normal weight weight and pressurize and inject water in the water pressure tank in the course of ascending and descending. To this end, each of the first to fourth weight bodies 22, 32, 42, 52 is provided with a stopper portion 24 having a diameter corresponding to the inner diameter of the first to fourth water pressure tanks 20, 30, 40, 50 May be additionally provided.

부력체(1)는 공기 혹은 가스, 액체, 발포체(Foams), 고체 또는 1 보다 작거나 같은 비중을 갖는 어떠한 물질로도 채워질 수 있으며 통상 폴리머 발포체를 사용할 수도 있다.The buoyant body 1 may be filled with air or gas, liquid, foam, solid or any material having a specific gravity less than or equal to 1, and usually a polymer foam may be used.

센서들은 위치감지센서와 수위감지센서를 포함하고, 담수 혹은 해수가 그 탁한 정도에 따라 감지 능력이 저하되지 않도록 부식에 강한 재질의 접촉센서 등을 사용할 수 있다.Sensors include position sensors and level sensors, and corrosion-resistant contact sensors can be used to ensure that fresh water or seawater does not deteriorate in sensitivity depending on the degree of turbidity.

제1 내지 제4 중량체(22,32,42,52) 각각에는 부력체(10)의 부력을 보강하는 보조 부력체(350)가 부착될 수 있다. 예를 들어, 보조 부력체(350)는 부력체(1)와 마개부(24) 사이에 위치하며 중량체(22,32,42,52)를 감싸는 튜브형태로 제작되어 체결될 수도 있다. Each of the first to fourth weight bodies 22, 32, 42, 52 may be provided with an auxiliary buoyant body 350 for reinforcing buoyancy of the buoyant body 10. For example, the auxiliary buoyant body 350 may be formed in the form of a tube that is located between the buoyant body 1 and the stopper portion 24 and encloses the weight bodies 22, 32, 42, 52, and may be fastened.

이러한 구성을 갖는 수력발전기관의 수력발전방법은 부력체(1)의 위쪽에 위치하는 상부 수압부(600)에 물이 급수되는 제1 급수단계와, 바디부(10) 및 바디부(10) 아래쪽에 위치하는 하부 수압부(700)에 물이 유입되어 부력체(1)가 상승함과 동시에 상부 수압부(600)의 물을 배출시켜 전기를 생산하는 제1 발전단계와, 바디부(10) 내부에 유입된 물이 배출되는 배출단계와, 하부 수압부(700)의 물을 배출시켜 전기를 생산하는 제2 발전단계를 포함한다. The hydroelectric power generating method of the hydroelectric power generating engine having such a configuration includes a first water supplying step in which water is supplied to the upper hydraulic pressure receiving portion 600 located above the buoyant body 1 and a second water supplying step in which the body portion 10 and the body portion 10, A first power generation step in which water flows into the lower hydraulic pressure part 700 located at the lower side and the buoyant body 1 rises and the water in the upper hydraulic pressure part 600 is discharged to produce electricity; And a second power generation step of discharging water from the lower water pressure part 700 to produce electricity.

이하, 도 4 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 수력발전방법을 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, a hydraulic power generation method according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 4 to 8. FIG.

먼저, 도 4를 참조하면, 상부 급수문비(112)와 제1 및 제2 상부 공급문비(124,125)가 개방되면 담수 또는 해수가 상부 급수로(111), 제1 및 제2 상부 공급로(162,163)를 경유하여 제1 및 제2 수압통(20,30) 내부로 유입된다. 여기서, 담수는 별도로 마련된 물탱크 등의 급수원을 통해 공급될 수 있고, 해수는 조수간만의 차를 이용하여 저수공간에 해수를 저장하고 저장된 해수를 상부 급수로(111)에 공급할 수 있다. 한편, 담수 및 해수는 별도의 동력에 의해 상부 급수로(111)에 공급될 수도 있다. 4, when the upper water supply door 112 and the first and second upper supply door openings 124 and 125 are opened, fresh water or seawater flows into the upper water supply passage 111, the first and second upper supply passages 162 and 163 To the inside of the first and second water pressure tanks 20 and 30. Here, the fresh water can be supplied through a water source such as a separate water tank, and the seawater can store the seawater in the storage space using the difference between the tides and supply the stored seawater to the upper water supply passage 111. On the other hand, fresh water and seawater may be supplied to the upper water supply line 111 by separate power.

도 2 및 도 5를 참조하면, 하부 급수문비(212), 제1 및 제2 하부 공급문비(224,225)가 개방되어 바디부(10)와 제3 및 제4 수압통(40,50)의 내부로 물이 유입된다. 이에 따라, 제3 및 제4 수압통(40,50), 바디부(10) 내부에 물이 차오름에 따라 부력체(1)에 부력이 발생하고 부력체(1)는 상승하게 된다. 여기서, 부력체(1)와 연동되는 제1 및 제2 중량체(22,32)가 제1 및 제2 수압통(20,30)의 내부에 채워진 물을 가압함에 따라서 제1 및 제2 수압통(20,30)의 내부에 채워진 물이 제1 및 제2 배출로(310,320)를 통해 배출된다. 제1 및 제2 배출로(310,320)를 통하여 고압으로 배출된 물은 발전기의 터빈을 회전시켜 전기를 발전시키게 된다. 여기서, 물이 제1 및 제2 배출로(310,320)를 통해 배출되는 경우 제1 및 제2 배출문비(312,322)는 제어부의 제어에 따라 개구된 상태를 유지하게 된다. 2 and 5, the lower water supply door 212, the first and second lower supply door openings 224 and 225 are opened to open the inside of the body portion 10 and the third and fourth water pressure tanks 40 and 50 . As a result, buoyancy is generated in the buoyant body 1 as the water rises in the third and fourth hydraulic tanks 40, 50 and the body 10, and the buoyant body 1 is raised. As the first and second weight bodies 22 and 32 interlocked with the buoyant body 1 press the filled water in the first and second water pressure tanks 20 and 30, Water filled in the tanks 20 and 30 is discharged through the first and second discharge paths 310 and 320. Water discharged at high pressure through the first and second discharge passages 310 and 320 generates electricity by rotating the turbine of the generator. Here, when the water is discharged through the first and second discharge paths 310 and 320, the first and second discharge door openings 312 and 322 are kept open under the control of the control unit.

이에 따라, 도 2 및 도 6에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 수압통(20,30) 내에 유입되었던 물은 모두 배출되고 제1 및 제2 중량체(22,32) 각각은 제1 및 제2 수압통(20,30) 각각의 내부 끝단에 위치하게 된다. 그리고, 바디부(10), 제3 및 제4 수압통(40,50)에는 물이 채워져 있다. Accordingly, as shown in FIGS. 2 and 6, the water which has been introduced into the first and second water pressure tanks 20 and 30 is discharged, and the first and second weight bodies 22 and 32 are respectively discharged through the first and second And is located at the inner end of each of the second water pressure tanks 20 and 30. The body portion 10, the third and fourth water pressure tanks 40 and 50 are filled with water.

이후, 하부 급수문비(112)와 제1 및 제2 하부 공급문비(124,125)는 닫히고 하부 배수문비(214)가 개방되어 바디부(10) 내부의 물은 배수되지만 제3 및 제4 수압통(40,50) 내부의 물은 배수되지 않게 되어 도 7에 도시된 바와 같이 부력체(1)가 상승된 상태로 머물게 된다. Thereafter, the lower water supply doorway 112 and the first and second lower supply door openings 124 and 125 are closed and the lower drainage door 214 is opened so that the water inside the body 10 is drained but the third and fourth water pressure tanks 40 and 50 are not drained, so that the buoyant body 1 remains in an elevated state as shown in Fig.

이후, 제3 및 제4 배출문비(332,342)가 개방되면 제3 및 제4 수압통(40,50) 내부의 물이 제3 및 제4 중량체(42,52)가 누르는 힘에 의해 고압으로 배출되게 된다. 즉, 제3 및 제4 중량체(42,52)의 가압에 의해 제3 및 제4 수압통(40,50) 내부의 물이 제3 및 제4 배출로(330,340)를 통해 배출된다. 제3 및 제4 배출로(330,340)를 통하여 고압으로 배출된 물은 발전기의 터빈을 회전시켜 전기를 발전시키게 된다. 여기서, 물이 제3 및 제4 배출로(310,320)를 통해 배출되는 경우 제3 및 제4 배출문비(332,342)는 제어부의 제어에 따라 개구된 상태를 유지하게 된다. Thereafter, when the third and fourth discharge door openings 332 and 342 are opened, water in the third and fourth water pressure tanks 40 and 50 is discharged to the high pressure by the pressing force of the third and fourth weight bodies 42 and 52 . That is, water in the third and fourth water pressure tanks 40 and 50 is discharged through the third and fourth discharge paths 330 and 340 by the pressurization of the third and fourth weight bodies 42 and 52. [ The water discharged at a high pressure through the third and fourth discharge passages 330 and 340 generates electricity by rotating the turbine of the generator. Here, when the water is discharged through the third and fourth discharge paths 310 and 320, the third and fourth discharge door openings 332 and 342 are kept open under the control of the control unit.

그리고, 물이 제3 및 제4 배출로(310,320)를 통해 배출되는 경우 부력체(1)가 하강하고 상부 급수문비(112)와 제1 및 제2 상부 공급문비(124,125)가 개방되어 도 8에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 수압통(20,30)에는 다시 물이 채워지게 된다. When the water is discharged through the third and fourth discharge paths 310 and 320, the buoyant body 1 is lowered and the upper water supply door 112 and the first and second upper supply door openings 124 and 125 are opened, The first and second water pressure tanks 20 and 30 are filled with water again.

각 문비의 개폐는 제어부에 의해 제어된다. 그리고, 부력체(1)의 위치를 감지하는 위치감지센서와 바디부(10)의 하부에서 수면의 높낮이를 감지하는 수위감지센서는 물의 흐름을 감지하고 감지된 결과를 제어부에 전달한다. 이러한 일련의 센싱과 제어는 최소한의 인원으로 조절될 수 있다. The opening and closing of each door is controlled by a control unit. A position sensor for sensing the position of the buoyant body 1 and a water level sensor for sensing the height of the water level in the lower part of the body part 10 sense the flow of water and transmit the sensed result to the controller. This series of sensing and control can be adjusted to a minimum of personnel.

도 9를 참조하여 발전 과정을 정리하면, 제1 및 제2 수압통(20,30)에서 분사되는 물에 의해 제1 터빈(800)이 회전하면서 제1 발전단계가 실시되고, 제3 및 제4 수압통(40,50)에서 분사되는 물에 의해 제2 터빈(900)이 회전하면서 제2 발전단계가 실시된다. 여기서, 터빈의 개수는 필요에 따라 복수로 설치될 수 있다. 그리고, 수력발전기관(500)이 복수개로 구비되고 제어부가 문비의 개폐상태를 제어함으로써 각 중량체의 하강 시기를 조절하여 배출로를 통해 배출되는 고압의 물이 순차적으로 배출시킬 수 있다. 이에 따라, 낮은 수위 차이를 보이는 강가의 보에서도 지속적으로 고압의 물을 배출하여 발전기의 터빈(800,900)을 회전시키는 것이 가능하여 효율적인 전기 발전이 이루어질 수 있다.9, the first power generation step is performed while the first turbine 800 is rotated by the water sprayed from the first and second water pressure tanks 20 and 30, 4, the second turbine (900) is rotated by the water sprayed from the water pressure tanks (40, 50), and the second power generation step is performed. Here, the number of the turbines may be set as plural as required. In addition, a plurality of hydroelectric power generating engines (500) are provided, and the control unit controls the opening and closing states of the door openings, thereby controlling the descending timing of each weight and sequentially discharging the high pressure water discharged through the discharge passage. Accordingly, it is possible to rotate the turbines 800 and 900 of the generator by continuously discharging the high-pressure water even in a beam of a river having a low water level difference, so that efficient electric power generation can be achieved.

또한, 도 10에 도시된 바와 같이, 수력발전기관(500)이 계단식으로 높이의 차이를 두고 복수로 설치되어 선행 수력발전기관(500)의 배수로을 통해 배수된 물이 후행 수력발전기관(200)의 급수로를 통해 유입되어 적은 유량으로도 충분한 발전이 이루어지도록 하는 효과가 있다.10, a plurality of hydroelectric power generating engines 500 are installed in a stepwise manner with a difference in height, so that water drained through a drainage passage of the preceding hydroelectric power generating engine 500 is supplied to the rear hydraulic power generating engine 200 There is an effect that sufficient power generation can be effected even at a small flow rate.

한편, 수력발전기관에 물을 공급하는 공급원으로서 도 11에 도시된 바와 같이 조수간만의 차를 이용한 해수를 저장하는 저장공간(550)을 더 포함하여 해수를 수력발전을 위해 이용할 수 있다. 또한, 별도로 담수를 저장하는 급수원을 마련하고 급수원으로부터의 담수를 수력발전을 위해 이용할 수 도 있다. As shown in FIG. 11, the supply source for supplying water to the hydroelectric power generation engine may further include a storage space 550 for storing seawater using the difference between the tide levels, so that seawater can be used for hydroelectric power generation. Alternatively, a water source for storing fresh water may be provided and fresh water from a water source may be used for hydroelectric power generation.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 수력발전기관 및 수력발전방법은 바디부(10)의 위쪽에 위치하는 제1 및 제2 수압통(20,30)에 물을 급수하고 이를 이용하여 1차적으로 전기를 발전시킴과 동시에 바디부(10) 아래쪽에 위치하는 제3 및 제4 수압통(40,50)에 물을 급수하고 이를 이용하여 2차적으로 전기를 발전시킨다. 이와 같이 시간차를 두고 2번 연속으로 전기를 발전시킬 수 있게 되어 발전 효율을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.As described above, in the hydroelectric power generating engine and the hydro-power generation method according to the embodiment of the present invention, water is supplied to the first and second water pressure tanks 20 and 30 located above the body portion 10, And at the same time, water is supplied to the third and fourth water pressure tanks 40 and 50 located below the body 10, and electricity is generated secondarily using the water. In this way, electricity can be generated twice in succession with a time difference, and the power generation efficiency can be further improved.

이상으로 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것이다. While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood. The embodiments described above are therefore to be considered in all respects as illustrative and not restrictive.

1 : 부력체 10 : 바디부
20 : 제1 수압통 30 : 제2 수압통
40 : 제3 수압통 50 : 제4 수압통
111 : 상부 급수로 211 : 하부 급수로
22 : 제1 중량체 32 : 제2 중량체
42 : 제3 중량체 52 : 제4 중량체
24 : 마개부 310 : 제1 배출로
320 : 제2 배출로 330 : 제3 배출로
340 : 제4 배출로 162 : 제1 상부 공급로
163 : 제2 상부 공급로 262 : 제1 하부 공급로
263 : 제2 하부 공급로 112 : 상부 급수문비
124 : 제1 상부 공급문비 125 : 제2 상부 공급문비
312 : 제1 배출문비 322 : 제2 배출문비
332 : 제3 배출문비 342 : 제4 배출문비
600 : 상부 수압부 700 : 하부 수압부
800 : 제1 터빈 900 : 제2 터빈
1: Buoyant body 10: Body part
20: first water pressure tank 30: second water pressure tank
40: third water pressure tank 50: fourth water pressure tank
111: Upper water supply line 211: Lower water supply line
22: first weight body 32: second weight body
42: third weight body 52: fourth weight body
24: stopper portion 310: first exhaust passage
320: second exhaust passage 330: third exhaust passage
340: fourth discharge path 162: first upper supply path
163: second upper supply path 262: first lower supply path
263: second lower supply path 112: upper supply door
124: first upper supply door 125: second upper supply door
312: first discharge door space 322: second discharge door space
332: Third discharge gate fee 342: Fourth discharge gate fee
600: upper pressure receiving portion 700: lower pressure receiving portion
800: first turbine 900: second turbine

Claims (19)

상하운동이 가능한 부력체와;
상기 부력체의 위쪽에 위치하며 상기 부력체의 부력에 의한 상승이동에 의해 발전을 위한 물을 배출시키는 상부 수압부와;
상기 부력체의 아래쪽에 위치하며 상기 부력체의 하강이동에 의해 발전을 위한 물을 배출시키는 하부 수압부와;
상기 부력체의 상하이동을 위한 공간을 구획하며 상기 수압부 및 하부 수압부를 지지하는 바디부를 포함하고,
상기 상부 수압부는 상기 부력체와 연동되며 상기 부력체의 상부와 연결된 적어도 하나 이상의 상부 중량체, 상기 상부 중량체가 삽입되며 상기 상부 중량체의 피스톤운동에 의한 가압에 의해 물을 배출시키는 적어도 하나 이상의 상부 수압통을 포함하고,
상기 하부 수압부는 상기 부력체와 연동되며 상기 부력체의 하부와 연결된 적어도 하나 이상의 하부 중량체, 상기 하부 중량체가 삽입되며 상기 하부 중량체의 피스톤운동에 의한 가압에 의해 물을 배출시키는 적어도 하나 이상의 하부 수압통을 포함하며,
상기 적어도 하나 이상의 상부 수압통은 상기 바디부의 윗면에 체결되어 고정되고, 상기 적어도 하나 이상의 하부 수압통은 상기 바디부의 아랫면에 체결되어 고정된 것을 특징으로 하는 수력발전기관.
A buoyant body capable of vertical movement;
An upper pressure receiving portion located above the buoyant body and discharging water for power generation by a buoyant force of the buoyant body;
A lower pressure receiving portion located below the buoyant body and discharging water for power generation by the downward movement of the buoyant body;
And a body portion that defines a space for up-and-down movement of the buoyant body and supports the hydraulic pressure portion and the lower hydraulic pressure portion,
The upper pressure receiving portion includes at least one upper weight coupled to the buoyant body and connected to the upper portion of the buoyant body, at least one upper portion for receiving the water by pressurization by the piston movement of the upper weight, Comprising a water trough,
Wherein the lower pressure receiving portion includes at least one lower weight coupled to the buoyant body and connected to a lower portion of the buoyant body, at least one lower portion for receiving water by pressurization by the piston movement of the lower weight, Comprising a water pressure reservoir,
Wherein the at least one upper water pressure tank is fastened and fixed to the upper surface of the body portion, and the at least one lower water pressure tank is fastened and fixed to a lower surface of the body portion.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 적어도 하나 이상의 중량체와 상기 적어도 하나 이상의 수압통은 서로 일대일 대응되는 것을 특징으로 하는 수력발전기관.
The method according to claim 1,
Wherein the at least one weight body and the at least one water pressure tank correspond to each other in a one-to-one correspondence.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 바디부의 상부에 위치하여 상기 상부 수압통에 물을 공급하는 상부 공급로와;
상기 상부 수압통과 상기 상부 공급로 사이에 위치하여 물의 유입을 통제하는 상부 공급문비와;
상기 바디부의 하부에 위치하여 상기 하부 수압통에 물을 공급하는 하부 공급로와;
상기 하부 수압통과 상기 하부 공급로 사이에 위치하여 물의 유입을 통제하는 하부 공급문비를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수력발전기관.
The method according to claim 1,
An upper supply path located at an upper portion of the body portion to supply water to the upper water pressure tank;
An upper supply door positioned between the upper water supply passage and the upper supply passage and controlling inflow of water;
A lower supply path located below the body and supplying water to the lower water pressure tank;
And a lower supply door located between the lower water pressure passage and the lower supply passage and controlling inflow of water.
제 1 항에 있어서,
상기 상부 수압통과 연결되어 상기 상부 수압통으로부터의 물이 배출되는 상부 배출로와;
상기 상부 수압통과 상기 상부 배출로 사이에 위치하여 물의 배출을 통제하는 상부 배출문비와;
상기 하부 수압통과 연결되어 상기 하부 수압통으로부터의 물이 배출되는 하부 배출로와;
상기 하부 수압통과 상기 하부 배출로 사이에 위치하여 물의 배출을 통제하는 하부 배출문비를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수력발전기관.
The method according to claim 1,
An upper discharge passage connected to the upper water pressure passage and discharging water from the upper water pressure tank;
An upper discharge door located between the upper water pressure passage and the upper discharge passage and controlling the discharge of water;
A lower discharge passage connected to the lower water pressure and discharging water from the lower water pressure tank;
Further comprising a lower discharge gate located between the lower hydraulic pressure passage and the lower discharge passage for controlling discharge of water.
제 1 항에 있어서,
상기 상부 및 하부 중량체 각각에 부착되어 상기 부력체의 부력을 보강하는 보조 부력체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수력발전기관.
The method according to claim 1,
And an auxiliary buoyant body attached to each of the upper and lower weights to reinforce buoyancy of the buoyant body.
제 7 항에 있어서,
상기 보조 부력체는 상기 중량체를 감싸는 튜브형태인 것을 특징으로 하는 수력발전기관.
8. The method of claim 7,
Wherein the auxiliary buoyant body is in the form of a tube surrounding the weight body.
제 1 항에 있어서,
상기 수력발전기관이 계단식으로 높이의 차이를 두고 복수로 설치되어 선행 수력발전기관의 배수로를 통해 배수된 물이 후행 수력발전기관의 급수로를 통해 유입되는 것을 특징으로 하는 수력발전기관.
The method according to claim 1,
Wherein the hydraulic power generating engines are installed in a plurality of stages with a difference in height so that water drained through a drainage passage of the preceding hydroelectric power plant is introduced through a water passage of a trailing hydroelectric power generation facility.
제 1 항에 있어서,
상기 수력발전기관은 조수간만에 차를 이용하여 해수를 저장하는 저장공간을 더 포함하고,
상기 발전을 위해 이용되는 물은 상기 해수인 것을 특징으로 하는 수력발전기관.
The method according to claim 1,
The hydroelectric power generating organization further includes a storage space for storing seawater using the car only during the tide interval,
And the water used for the power generation is the seawater.
제 1 항에 있어서,
상기 수력발전기관은 담수가 저장되는 급수원을 더 포함하고,
상기 전기 발전을 위해 이용되는 물은 상기 담수인 것을 특징으로 하는 수력발전기관.
The method according to claim 1,
The hydroelectric power plant further includes a water source for storing fresh water,
Wherein the water used for the electric power generation is the fresh water.
바디부의 위쪽에 위치하며 상부 수압부에 물이 급수되는 제1 급수단계와;
상기 바디부 및 상기 바디부 아래쪽에 위치하는 하부 수압부에 물이 유입되어 부력체가 부력에 의해 상승함과 동시에 상기 상부 수압부의 물을 배출시켜 전기를 생산하는 제1 발전단계와;
상기 바디부 내부에 유입된 물이 배출되는 배출단계와;
상기 부력체가 하강하면서 상기 하부 수압부의 물을 배출시켜 전기를 생산하는 제2 발전단계를 포함하고,
상기 상부 수압부는 상기 부력체와 연동되는 적어도 하나 이상의 상부 중량체, 및 상기 상부 중량체와 일대일 대응되며 상기 바디부에 체결되어 고정된 적어도 하나 이상의 상부 수압통을 포함하고,
상기 하부 수압부는 상기 부력체와 연동되는 적어도 하나 이상의 하부 중량체, 및 상기 하부 중량체와 일대일 대응되며 상기 바디부에 체결되어 고정된 적어도 하나 이상의 하부 수압통을 포함하는 수력발전방법.
A first water supply step located above the body part and supplying water to the upper water pressure part;
A first power generation step of generating water by discharging water from the upper pressure receiving portion while the buoyant force is raised by the buoyant force due to the inflow of water into the body portion and the lower pressure receiving portion located below the body portion;
A discharging step of discharging water introduced into the body part;
And a second power generation step of discharging water from the lower pressure receiving part while the buoyant body is lowered to produce electricity,
Wherein the upper pressure receiving portion includes at least one upper weight interlocked with the buoyant body and at least one upper water pressure receptacle corresponding in one-to-one correspondence with the upper weight and fixed to the body portion,
Wherein the lower pressure receiving portion includes at least one lower weight that is interlocked with the buoyant body, and at least one lower water pressure trap that is one-to-one correspondent to the lower weight and fastened to the body portion and fixed.
제 12 항에 있어서,
상기 제1 발전단계는 상기 부력체가 부력에 의해 상승함과 동시에 상기 적어도 하나 이상의 상부 중량체가 상기 적어도 하나 이상의 상부 수압통의 물을 가압하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수력발전방법.
13. The method of claim 12,
Wherein the first power generation step includes the step of the at least one upper weight pressing the water of the at least one upper water pressure tank while the buoyant force is raised by buoyancy.
제 12 항에 있어서,
상기 제2 발전단계는 상기 부력체가 중력에 의해 하강함과 동시에 상기 적어도 하나 이상의 하부 중량체가 상기 적어도 하나 이상의 하부 수압통의 물을 가압하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수력발전방법.
13. The method of claim 12,
Wherein the second power generation step includes a step in which the buoyant body is lowered by gravity and at least one lower weight pressurizes water in the at least one lower water pressure tank.
제 13 항에 있어서,
상기 제1 발전단계는 상기 적어도 하나 이상의 상부 수압통으로부터 배출되는 물이 발전기의 제1 터빈을 회전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수력발전방법.
14. The method of claim 13,
Wherein the first power generation step comprises rotating the first turbine of the generator with water discharged from the at least one upper water pressure tank.
제 14 항에 있어서,
상기 제2 발전단계는 상기 적어도 하나 이상의 하부 수압통으로부터 배출되는 물이 발전기의 제2 터빈을 회전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수력발전방법.
15. The method of claim 14,
Wherein the second power generation step comprises rotating the second turbine of the generator with water discharged from the at least one lower water pressure tank.
제 12 항에 있어서,
상기 제1 급수단계는 조수간만에 차를 이용하여 저수공간에 바닷물을 저장하고 상기 저장된 바닷물을 상기 제1 및 제2 수압통에 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수력발전방법.
13. The method of claim 12,
Wherein the first water supply step includes storing seawater in a water storage space using a car only during a tide interval and supplying the stored seawater to the first and second water pressure tanks.
제 12 항에 있어서,
상기 제1 급수단계는 별도로 마련된 급수원에 저장된 물을 상기 제1 및 제2 수압통에 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수력발전방법.
13. The method of claim 12,
Wherein the first water supply step includes supplying water stored in a separately provided water supply source to the first and second water pressure tanks.
제 12 항에 있어서,
상기 제2 발전단계는 상기 하부 수압부의 물을 배출시킴과 동시에 상기 상부 수압부에 물을 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수력발전방법.
13. The method of claim 12,
Wherein the second power generation step further comprises the step of discharging water from the lower water pressure portion and supplying water to the upper water pressure portion.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20060116330A (en) * 2005-05-09 2006-11-15 임재범 Gravitation hydraulic pump
KR101061213B1 (en) * 2010-08-18 2011-09-01 강완희 The method of using buoyancy hydropower agencies and the system of same

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