KR101565461B1 - 취수관을 이용한 중력식 수력발전시스템 - Google Patents

취수관을 이용한 중력식 수력발전시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR101565461B1
KR101565461B1 KR1020140068282A KR20140068282A KR101565461B1 KR 101565461 B1 KR101565461 B1 KR 101565461B1 KR 1020140068282 A KR1020140068282 A KR 1020140068282A KR 20140068282 A KR20140068282 A KR 20140068282A KR 101565461 B1 KR101565461 B1 KR 101565461B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
water
aberration
pipe
bank
intake pipe
Prior art date
Application number
KR1020140068282A
Other languages
English (en)
Inventor
강석철
강지혜
강성호
Original Assignee
강석철
강지혜
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 강석철, 강지혜 filed Critical 강석철
Priority to KR1020140068282A priority Critical patent/KR101565461B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101565461B1 publication Critical patent/KR101565461B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/08—Machine or engine aggregates in dams or the like; Conduits therefor, e.g. diffusors
    • F03B13/086—Plants characterised by the use of siphons; their regulation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/08—Machine or engine aggregates in dams or the like; Conduits therefor, e.g. diffusors
    • F03B13/083—The generator rotor being mounted as turbine rotor rim
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/06—Stations or aggregates of water-storage type, e.g. comprising a turbine and a pump
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B17/00—Other machines or engines
    • F03B17/06—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head"
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20—Hydro energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/16—Mechanical energy storage, e.g. flywheels or pressurised fluids

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)

Abstract

댐 또는 저수지에 저장된 물을 취수관을 통해 중력의 원리를 응용하여, 수차로 낙하되도록 함으로써, 높은 물의 낙차 에너지로 수차를 돌릴 수 있고, 수차의 회전동력을 이용하여 전기를 생산하는 취수관을 이용한 중력식 수력발전시스템이 개시된다.

Description

취수관을 이용한 중력식 수력발전시스템{WATERTURBING GENERATION SYSTEM OF ELECTRIC POWER USING PUMPING-PIPE}
본 발명은 취수관을 이용한 중력식 수력발전시스템에 관한 것으로, 댐(또는 저수지)에 저장된 물을 취수관을 통해 중력의 원리를 응용하여, 수차로 낙하되도록 함으로써, 높은 물의 낙차 에너지로 수차를 돌릴 수 있고, 수차의 회전동력을 이용하여 전기를 생산하는 취수관을 이용한 중력식 수력발전시스템에 관한 것이다.
일반적인 발전방법으로는 원자력을 이용한 원자력발전, 화석연료를 이용한 화력발전, 바람을 에너지원으로 삼아 전기를 생산하는 풍력발전, 수력을 이용한 수력발전 등이 있다.
상술한 발전방법들은 발전설비를 가동시키기 위한 막대한 양의 에너지원과 대규모의 발전설비를 필요로 하며 설치장소에 제약이 따른다. 특히, 화력발전에 이용되는 에너지원으로써 석유나 석탄 등의 화석연료는 매장량이 제한되어 있으므로 계속 사용시에는 자원의 고갈과 같은 문제를 야기하므로 그 사용이 영구적이지 못하다. 또한, 대기오염과 방사능의 유출 우려가 있어 환경 친화적이지 못하다는 문제점을 가진다.
따라서, 석유나 석탄 등의 사용에 따른 자원의 고갈과 석유나 석탄 등을 연소시킴으로써 발생 되는 지구온난화에 따른 각종 재해 및 각종 공해물질의 발생으로 인한 환경오염을 방지하기 위해, 최근에는 풍력, 파력, 조력, 태양열 및 수력 등의 자연에너지를 이용한 친환경적이며 영구적으로 에너지원을 활용할 수 있는 발전 방법들이 개발되어 적용되고 있다. 그 중 태양에너지 또는 풍력에너지를 전기에너지로 변환하여 전력축전지 등에 저장하는 방식의 전력생산방식은 날씨와 환경에 상당한 제약을 받게 된다. 그리고, 조력발전은 조수간만의 차가 심한 지역에 설치해야 전력을 얻을 수 있으므로, 지역적으로 한정된 장소에만 적용할 수 있으며, 파력발전 역시 상기 조력발전과 마찬가지로 파도가 지속적으로 발생 되는 한정된 장소에만 적용할 수밖에 없어 설치장소에 제약이 따른다.
또한, 수력 발전기의 경우 방대한 양의 물이 저류되는 땜이 필요로 하므로 이 역시 한정된 장소에만 적용할 수밖에 없어 설치장소에 제약이 따른다. 아울러, 종래 수력 발전기의 경우 높은 위치에 있는 물의 낙차를 이용하여 터빈을 회전시켜 전기를 얻는 방식이므로, 댐과 같은 저수시설과, 댐 아래쪽에 설치되는 발전설비와, 발전에 사용된 물을 강이나 바다로 보내기 위한 배수시설이 비교적 대규모로 건설되어야만 하므로, 설치 공간과 설치 비용이 많이 요구되는 문제점이 있었다.
따라서, 근래에는 작은 유수에 의하여 전기를 생산할 수 있는 구조의 소수력 발전장치에 대한 연구 및 개발이 활발하게 진행되고 있으며, 땜 및 저수지에 설치가 가능하며, 대규모 토목 공사를 수반하지 않고도 설치가 용이하고 경제성과 환경요인 문제를 모두 해결할 수 있는 소수력 발전장치의 개발이 시급한 실정이다.
본 발명은 상기 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 댐 또는 저수지에 저장된 물을 취수관을 통해 중력의 원리를 응용하여, 수차로 낙하되도록 함으로써, 높은 물의 낙차 에너지로 수차를 돌릴 수 있고, 수차의 회전동력을 이용하여 전기를 생산하는 취수관을 이용한 중력식 수력발전시스템을 제공하는 것이다.
상기 본 발명의 목적은 댐 또는 저수지의 제방에 설치되되, 일측은 상기 제방의 내측으로 설치되고 타측은 제방의 외측으로 설치되어 제방 내의 물을 제방의 외측으로 낙하시키는 취수관과, 상기 취수관의 외측 하단을 선택적으로 개방 또는 밀폐시키는 개폐캡과, 상기 취수관의 외측 하부에 설치되어 취수관에서 방출되는 물에 의해 회전하는 수차와, 상기 수차의 동력을 전달받아 구동하면서 전기에너지는 생산하는 발전기를 포함하여 구성되되, 상기 취수관은 상기 제방의 내측에 설치되고 하단에 취수구가 형성되어 제방 내의 물에 잠기게 설치되는 취수파이프와, 상기 제방의 외측에 설치되고 하단에 방출구가 형성되며 상기 방출구의 상측으로는 방출구를 선택적으로 개방 및 밀폐시키는 개폐밸브가 설치되고 상단에 내부로 물을 주입할 수 있게 물주입밸브가 설치되며 상기 물주입밸브의 상측으로는 에어밸브가 설치되는 낙수파이프와, 상기 취수파이프와 낙수파이프의 상단을 서로 연결하는 연결파이프로 구성되어, 상기 낙수파이프의 방출구를 개폐밸브를 통해 밀폐시키고 상기 에어밸브를 개방시킨 상태에서, 상기 물주입구를 통해 낙수파이프 내에 물이 가득 차게 주입시킨 다음, 상기 에어밸브 및 물주입밸브를 밀폐시키고 상기 개폐밸브를 개방시키면, 중력에 의해 상기 낙수파이프의 내의 물이 낙하되면서 취수파이프를 통해 제방 내의 물이 낙수파이프로 계속적으로 공급되어, 방출구를 통해 방출된 물을 통해 수차를 회전시키게 구성된 것을 특징으로 하는 취수관을 이용한 중력식 수력발전시스템을 제공함으로써 달성될 수 있다.
여기서, 상기 취수구는 취수파이프의 하단에서 최소한 2개 이상으로 분기되어 다수개로 설치되고, 상기 연결파이프는 제방의 각도에 따라 연결파이프를 기준으로 상기 취수파이프 및 연결파이프의 설치각도를 달리할 수 있도록 가요성의 자바라파이프로 구성되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 수차의 전방에는 수차를 회전시킨 물이 유입되어 저장될 수 있는 저수조가 더 구성되되, 상기 저수조의 출구에는 개방되는 정도를 조절하여 상기 수로로 배출되는 물의 양을 조절할 수 있게 개폐문이 설치되고, 상기 저수조의 전방에는 바닥면과 상기 바닥면의 양측에서 상측으로 연장되는 측판으로 구성되어 상기 저수조에서 공급되는 물이 흐를 수 있도록 구성되는 수로가 설치되며, 상기 수로의 내부 공간에 하단부가 위치하게 구성되고 회전축을 중심으로 회전가능하게 설치되는 원통형상의 수차본체와, 상기 수차본체의 양단 각각에 소정 높이 돌출 형성된 원판형상의 설치판과, 상기 수로를 따라 흐르는 물이 안내되게 구성되되, 사각형상의 판재가 원호형상으로 절곡되어 상기 회전축을 중심으로 상기 수차본체의 외면을 따라 방사형으로 일정간격 배치되게 구성되고, 하단 중앙부분에 배출홈이 형성되는 수차날개와, 상기 수차날개의 내측에 단부에 반원형의 형상으로 구성되되, 상기 수차날개를 타고 이동되는 물이 유도된 다음 회전에 의해 중력과 유속이 증가되면서, 상기 배출홈으로 배출되게 구성되는 유속증가부로 구성되는 보조수차가 구성되고, 상기 수차본체의 회전축의 양단이 회전 가능하게 설치되게 지지하고, 상기 수차의 하단부가 상기 수로의 내부 공간에 위치되게 설치하는 지지대가 구성되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 수로는 바닥면의 입구에서 출구측으로 갈수록 하향 경사지게 형성되는 하향경사면이 형성되어 수로 내부에 흐르는 물의 유속이 증가될 수 있게 구성되고, 상기 수로 내부에는 상기 수차 전방에 수로 중앙측 대각 방향으로 경사지게 물가이드판이 설치되어 상기 저수조를 통해 수로 내부로 들어 오는 물이 물가이드판에 의해 수로의 중앙부분으로 유도되어 속도가 증가되게 구성되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 수로는 상기 저수조의 출구에서 분기되어 다수개 설치되고, 상기 분기된 수로 내부에는 보조수차가 각각 적어도 1개 이상 설치되는 것이 바람직하다.
본 발명은 댐 또는 저수지에 저장된 물을 취수관을 통해 중력의 원리를 응용하여, 수차로 낙하되도록 함으로써, 높은 물의 낙차 에너지로 수차를 돌릴 수 있고, 수차의 회전동력을 이용하여 전기를 효율적으로 생산할 수 있다는 효과가 있다.
또한 본 발명은 종래의 수력발전방법과 같이 대규모의 발전시설을 설비하는 것이 아니라, 댐 또는 저수지의 제방에 취수관을 간단하게 설치하여 수력발전을 할 수 있기 때문에, 그 설치 비용이 절감되고 설치가 간단하다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 취수관을 이용한 중력식 수력발전시스템의 측면도,
도 2 내지 도 5는 본 발명에 따른 취수관을 이용한 중력식 수력발전시스템의 작동을 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 발명에 따른 취수관을 이용한 중력식 수력발전시스템의 바람직한 다른 실시예를 설명하기 위한 측면도,
도 7은 도 6에서 저수조, 수로 및 보조수차를 확대 발췌한 사시도,
도 8은 도 7의 단면도,
도 9는 본 발명에 따른 취수관을 이용한 중력식 수력발전시스템의 바람직한 또 다른 실시예를 설명하기 위한 도면.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.
첨부된도 1은 본 발명에 따른 취수관을 이용한 중력식 수력발전시스템의 측면도이고, 도 2 내지 도 5는 본 발명에 따른 취수관을 이용한 중력식 수력발전시스템의 작동을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 취수관을 이용한 중력식 수력발전시스템은 댐또 는 저수지에 저장된 물을 취수관을 통해 중력의 원리를 응용하여, 수차로 낙하되도록 함으로써, 높은 물의 낙차 에너지로 수차를 돌릴 수 있고, 수차의 회전동력을 이용하여 전기를 생산하게 구성된다.
먼저, 본 발명에 따른 취수관을 이용한 중력식 수력발전시스템은 댐 또는 저수지의 제방(1)에 설치되되, 일측은 상기 제방의 내측으로 설치되고 타측은 제방의 외측으로 설치되어 제방(1) 내의 물을 제방의 외측으로 낙하시키는 취수관(100)이 구성된다. 즉, 상기 취수관(100)은 댐 또는 저수지에 저장된 물을 중력의 원리를 응용하여, 후술하는 수차(300)로 낙하되도록 함으로써, 수차가 회전될 수 있게 작동시킨다.
그리고, 상기 취수관(100)의 상기 취수관(100)의 외측 하단에는 취수관을 선택적으로 개방 또는 밀폐시키는 개폐캡(200)이 설치된다. 그리고, 상기 취수관(100)의 외측 하부에는 수차(300)가 설치되어 취수관(100)에서 방출되는 물에 의해 회전하게 구성된다.
그리고, 상기 수차(300)의 회전축에는 발전기(400)가 연결되어 상기 수차(300)의 회전동력을 전달받아 구동하면서 전기에너지는 생산하게 구성된다. 여기서, 상기 수차(300)의 회전축과 발전기(400) 사이에는 미도시된 증속기어박스가 설치될 수 있음은 물론이다. 여기서, 상기 증속기어박스는 다수의 기어들의 조합을 통해 회전축의 회전력을 증속시켜 출력하는 것으로, 공지의 기술이기 때문에 상세한 설명은 생략하기로 한다.
구체적으로, 상기 취수관(100)은 상기 제방(1)의 내측에 설치되고 하단에 취수구(111)가 형성되어 제방 내의 물에 잠기게 설치되는 취수파이프(110)와, 상기 제방(1)의 외측에 설치되고 하단에 방출구(121)가 형성되며 상기 방출구(121)의 상측으로는 방출구(121)를 선택적으로 개방 및 밀폐시키는 개폐밸브(122)가 설치되고 상단에 내부로 물을 주입할 수 있게 물주입밸브(123)가 설치되며 상기 물주입밸브(123)의 상측으로는 에어밸브(124)가 설치되는 낙수파이프(120)와, 상기 취수파이프(110)와 낙수파이프(120)의 상단을 서로 연결하는 연결파이프(130)로 구성된다.
이와 같이 구성된 본 발명은 도 2에 도시된 바와 같이 상기 낙수파이프(120)의 방출구(121)를 개폐밸브(122)를 통해 밀폐시키고 상기 에어밸브(124)를 개방시킨 상태에서, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 물주입밸브(123)를 통해 낙수파이프(120) 내에 물이 가득 차게 주입시킨다. 그리고, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 에어밸브(124) 및 물주입밸브(123)를 밀폐시키고 상기 개폐캡(200) 및 개폐밸브(122)를 개방시키면, 중력에 의해 상기 낙수파이프(120)의 내의 물이 낙하되면서 압력차에 의해 제방 내의 물이 취수파이프(110)를 통해 올라 오게 된다. 그리고, 도 5에 도시된 바와 같이, 취수파이프(110)를 통해 제방(1) 내의 물이 낙수파이프(120)로 계속적으로 공급되어, 낙수파이프의 방출구(121)를 통해 방출된 물을 통해 수차(300)를 회전시키게 구성된다. 따라서, 상기 방출구(121)를 통해 방출된 물을 통해 수차(300)로 낙하되도록 함으로써, 높은 물의 낙차 에너지로 수차(300)를 돌릴 수 있고, 수차(300)의 회전동력을 이용하여 전기를 생산하게 된다.
나아가, 상기 취수구(111)는 취수파이프(110)의 하단에서 최소한 2개 이상으로 분기되어 다수개로 설치되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 취수구(111)가 다수개로 마련되면 어느 한개의 취수구(111)가 막혀도 다른 취수구(111)를 통해 제방 내의 물이 유입될 수 있다는 효과가 있다.
또한, 상기 연결파이프(130)는 제방의 각도에 따라 연결파이프(130)를 기준으로 상기 취수파이프(110) 및 낙수파이프(120)의 설치각도를 달리할 수 있도록 가요성의 자바라파이프로 구성되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 취수파이프(110)와 연결파이프(130)를 제방에 설치할 때, 가요성의 자바라파이프로 구성된 연결파이프(130)를 통해 취수파이프(110)와 낙수파이프(120)의 설치각도를 조절하여 용이하게 제방에 설치할 수 있다는 효과가 있다.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명은 취수관(100)을 통해 수차(300)를 회전시킨 물을 저수조(500) 및 수로(600)를 통해 유수하여 보조수차(700)를 통해 2차적으로 발전할 수 있게 구성되는 것이 바람직하다.
이를 위해, 상기 수차(300)의 전방에는 수차를 회전시킨 물이 유입되어 저장될 수 있는 저수조(500)가 더 구성된다. 그리고, 상기 저수조(500)의 출구에는 개방되는 정도를 조절하여 상기 수로로 배출되는 물의 양을 조절할 수 있게 개폐문(510)이 설치된다.
그리고, 상기 저수조(500)의 전방에는 바닥면(610)과 상기 바닥면(610)의 양측에서 상측으로 연장되는 측판(620)으로 구성되어 상기 저수조(500)에서 공급되는 물이 흐를 수 있도록 구성되는 수로(600)가 설치된다.
그리고, 상기 수로(600) 내부에는 보조수차(700)가 설치되어 수로 내부를 흐르는 물에 의해 회전하게 구성되는 데, 상기 보조수차(700)는 상기 수로(600)의 내부 공간에 하단부가 위치하게 구성되되 회전축(701)을 중심으로 회전가능하게 설치되는 원통형상의 수차본체(710)와, 상기 수차본체(7110)의 양단 각각에 소정 높이 돌출 형성된 원판형상의 설치판(720)과, 상기 수로(600)를 따라 흐르는 물이 안내되게 구성되되, 사각형상의 판재가 원호형상으로 절곡되어 상기 회전축(701)을 중심으로 상기 수차본체(710)의 외면을 따라 방사형으로 일정간격 배치되게 구성되고, 하단 중앙부분에 배출홈(731)이 형성되는 수차날개(730)와, 상기 수차날개(730)의 내측에 단부에 반원형의 형상으로 구성되되, 상기 수차날개(730)를 타고 이동되는 물이 유도된 다음 회전에 의해 중력과 유속이 증가되면서, 상기 배출홈(731)으로 배출되게 구성되는 유속증가부(740)로 구성된다. 즉, 상기 보조수차(700)는 상기 수로(600) 내에 설치되어 수로 내로 흐르는 물에 의해 회전과 회전력이 발생되게 구성된다. 여기서, 상기 보조수차(700)는 수로(6000) 내부에 적어도 1개 이상이 설치되어 수로 내로 흐르는 물에 의해 회전력을 발생시키게 구성되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 보조수차(700)는 지지대(800)를 통해 상기 수로에 설치되는 데, 지지대(800)는 상기 수차본체의 회전축(701)의 양단이 회전 가능하게 설치되게 지지하고, 상기 보조수차(700)의 하단부가 상기 수로(600)의 내부 공간에 위치되게 설치한다.
여기서, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 수로(600)는 바닥면의 입구에서 출구측으로 갈수록 하향 경사지게 형성되는 하향경사면(630)이 형성되어 수로(600) 내부에 흐르는 물의 유속이 증가될 수 있게 구성된 것이 바람직하다. 즉, 수로(600)의 하향경사면(630)을 따라 수로 내부를 흐르는 물의 속도와 중력이 증가되게 구성된다. 또한, 상기 수로(600) 내부에는 상기 보조수차(700) 전방에 수로 중앙측 대각 방향으로 경사지게 물가이드판(640)이 설치되어 상기 저수조(500)를 통해 수로 내부로 들어 오는 물이 물가이드판(640)에 의해 수로(600)의 중앙부분으로 유도되어 속도가 증가되게 구성되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 저수조(200)에서 개폐문(210)을 통해 수로(600) 내로 들어오는 물이 1차적으로 물가이드판(500)에 의해 수압과 중력이 가속되고, 상기 하향경사면(630)을 따라 흐르면서 물이 가속과 중력이 증가되기 때문에, 적은 수량으로도 수로(600) 내의 보조수차(700)를 돌릴 수 있게 구성되어 효율적인 발전이 이루어진다.
한편, 상기 보조수차(700)의 회전축(701)에는 미도시된 발전기가 연결되어 회전축의 동력을 전달받아 구동하면서 전기에너지를 생산하게 구성된다.
나아가, 상기 수로(600)는 상기 저수조(500)의 출구에서 분기되어 다수개 설치되고, 상기 분기된 수로(600-1,600-2,600-3) 내부에는 보조수차(700)가 각각 적어도 1개 이상 설치되는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 분기된 수로(600-1,600-2,600-3)를 통해 물을 유수시켜 많은 수의 보조수차(700)를 회전시킬 수 있기 때문에 효율적인 발전이 이루어지는 장점이 있다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 취수관을 이용한 중력식 수력발전시스템은 댐 또는 저수지에 저장된 물을 취수관을 통해 중력의 원리를 응용하여, 수차로 낙하되도록 함으로써, 높은 물의 낙차 에너지로 수차를 돌릴 수 있고, 수차의 회전동력을 이용하여 전기를 효율적으로 생산할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 종래의 수력발전방법과 같이 대규모의 발전시설을 설비하는 것이 아니라, 댐 또는 저수지의 제방에 취수관을 간단하게 설치하여 수력발전을 할 수 있기 때문에, 그 설치 비용이 절감되고 설치가 간단하다는 장점이 있다.
이상에서와 같이 본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
100: 취수관 110: 취수파이프
120: 낙수파이프 130: 연결파이프
200: 개폐캡 300: 수차
400: 발전기 500: 저수조
600: 수로 700: 보조수차
710: 수차본체 720: 설치판
730: 수차날개 740: 유속증가부
800: 지지대

Claims (5)

  1. 댐 또는 저수지의 제방에 설치되되, 일측은 상기 제방의 내측으로 설치되고 타측은 제방의 외측으로 설치되어 제방 내의 물을 제방의 외측으로 낙하시키는 취수관과, 상기 취수관의 외측 하단을 선택적으로 개방 또는 밀폐시키는 개폐캡과, 상기 취수관의 외측 하부에 설치되어 취수관에서 방출되는 물에 의해 회전하는 수차와, 상기 수차의 동력을 전달받아 구동하면서 전기에너지는 생산하는 발전기를 포함하여 구성되되,
    상기 취수관은 상기 제방의 내측에 설치되고 하단에 취수구가 형성되어 제방 내의 물에 잠기게 설치되는 취수파이프와, 상기 제방의 외측에 설치되고 하단에 방출구가 형성되며 상기 방출구의 상측으로는 방출구를 선택적으로 개방 및 밀폐시키는 개폐밸브가 설치되고 상단에 내부로 물을 주입할 수 있게 물주입밸브가 설치되며 상기 물주입밸브의 상측으로는 에어밸브가 설치되는 낙수파이프와, 상기 취수파이프와 낙수파이프의 상단을 서로 연결하는 연결파이프로 구성되어,
    상기 낙수파이프의 방출구를 개폐밸브를 통해 밀폐시키고 상기 에어밸브를 개방시킨 상태에서, 상기 물주입밸브를 통해 낙수파이프 내에 물이 가득 차게 주입시킨 다음, 상기 에어밸브 및 물주입밸브를 밀폐시키고 상기 개폐밸브를 개방시키면, 중력에 의해 상기 낙수파이프의 내의 물이 낙하되면서 취수파이프를 통해 제방 내의 물이 낙수파이프로 계속적으로 공급되어, 방출구를 통해 방출된 물을 통해 수차를 회전시키게 구성된 것을 특징으로 하는 취수관을 이용한 중력식 수력발전시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 취수구는 취수파이프의 하단에서 최소한 2개 이상으로 분기되어 다수개로 설치되고,
    상기 연결파이프는 제방의 각도에 따라 연결파이프를 기준으로 상기 취수파이프 및 연결파이프의 설치각도를 달리할 수 있도록 가요성의 자바라파이프로 구성된 것을 특징으로 하는 취수관을 이용한 중력식 수력발전시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 수차의 전방에는 수차를 회전시킨 물이 유입되어 저장될 수 있는 저수조가 더 구성되되, 상기 저수조의 출구에는 개방되는 정도를 조절하여 상기 저수조에서 배출되는 물의 양을 조절할 수 있게 개폐문이 설치되고,
    상기 저수조의 전방에는 바닥면과 상기 바닥면의 양측에서 상측으로 연장되는 측판으로 구성되어 상기 저수조에서 공급되는 물이 흐를 수 있도록 구성되는 수로가 설치되며,
    상기 수로의 내부 공간에 하단부가 위치하게 구성되고 회전축을 중심으로 회전가능하게 설치되는 원통형상의 수차본체와, 상기 수차본체의 양단 각각에 소정 높이 돌출 형성된 원판형상의 설치판과, 상기 수로를 따라 흐르는 물이 안내되게 구성되되, 사각형상의 판재가 원호형상으로 절곡되어 상기 회전축을 중심으로 상기 수차본체의 외면을 따라 방사형으로 일정간격 배치되게 구성되고, 하단 중앙부분에 배출홈이 형성되는 수차날개와, 상기 수차날개의 내측에 단부에 반원형의 형상으로 구성되되, 상기 수차날개를 타고 이동되는 물이 유도된 다음 회전에 의해 중력과 유속이 증가되면서, 상기 배출홈으로 배출되게 구성되는 유속증가부로 구성되는 보조수차가 구성되고,
    상기 수차본체의 회전축의 양단이 회전 가능하게 설치되게 지지하고, 상기 수차의 하단부가 상기 수로의 내부 공간에 위치되게 설치하는 지지대가 구성된 것을 특징으로 하는 취수관을 이용한 중력식 수력발전시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 수로는 바닥면의 입구에서 출구측으로 갈수록 하향 경사지게 형성되는 하향경사면이 형성되어 수로 내부에 흐르는 물의 유속이 증가될 수 있게 구성되고,
    상기 수로 내부에는 상기 수차 전방에 수로 중앙측 대각 방향으로 경사지게 물가이드판이 설치되어 상기 저수조를 통해 수로 내부로 들어 오는 물이 물가이드판에 의해 수로의 중앙부분으로 유도되어 속도가 증가되게 구성된 것을 특징으로 하는 취수관을 이용한 중력식 수력발전시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 수로는 상기 저수조의 출구에서 분기되어 다수개 설치되고,
    상기 분기된 수로 내부에는 보조수차가 각각 적어도 1개 이상 설치되는 것을 특징으로 하는 취수관을 이용한 중력식 수력발전시스템.
KR1020140068282A 2014-06-05 2014-06-05 취수관을 이용한 중력식 수력발전시스템 KR101565461B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140068282A KR101565461B1 (ko) 2014-06-05 2014-06-05 취수관을 이용한 중력식 수력발전시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140068282A KR101565461B1 (ko) 2014-06-05 2014-06-05 취수관을 이용한 중력식 수력발전시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101565461B1 true KR101565461B1 (ko) 2015-11-04

Family

ID=54600210

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140068282A KR101565461B1 (ko) 2014-06-05 2014-06-05 취수관을 이용한 중력식 수력발전시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101565461B1 (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180042074A (ko) * 2016-10-17 2018-04-25 김홍일 발전터빈이 물유입구나 물배출구보다 높은 위치에 있는 조력발전방법
WO2018088769A1 (ko) * 2016-11-08 2018-05-17 해양복류발전 합자회사 보 형식 소수력발전 수로의 설치방법
KR20180093327A (ko) 2017-02-13 2018-08-22 정주섭 전력저장 장치
WO2019139347A3 (ko) * 2018-01-09 2019-09-06 한상관 중력 가속도 작용 발생장치를 이용하여 전기를 연속적으로 생산하는 자연친화적인 친환경 발전 공법
KR102373476B1 (ko) 2020-11-05 2022-03-11 경남대학교 산학협력단 물 보텍스를 이용한 마이크로 수력 발전시스템

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180042074A (ko) * 2016-10-17 2018-04-25 김홍일 발전터빈이 물유입구나 물배출구보다 높은 위치에 있는 조력발전방법
KR102070482B1 (ko) 2016-10-17 2020-01-28 김홍일 발전터빈이 물유입구나 물배출구보다 높은 위치에 있는 조력발전방법
WO2018088769A1 (ko) * 2016-11-08 2018-05-17 해양복류발전 합자회사 보 형식 소수력발전 수로의 설치방법
KR20180093327A (ko) 2017-02-13 2018-08-22 정주섭 전력저장 장치
WO2019139347A3 (ko) * 2018-01-09 2019-09-06 한상관 중력 가속도 작용 발생장치를 이용하여 전기를 연속적으로 생산하는 자연친화적인 친환경 발전 공법
KR102373476B1 (ko) 2020-11-05 2022-03-11 경남대학교 산학협력단 물 보텍스를 이용한 마이크로 수력 발전시스템

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101565461B1 (ko) 취수관을 이용한 중력식 수력발전시스템
KR101347230B1 (ko) 공기부양식 소수력 발전장치
KR20100131078A (ko) 부유식 수력발전기
KR100952918B1 (ko) 스크류형 발전장치
KR20100062142A (ko) 조력발전장치
KR101018688B1 (ko) 도심에 설치 가능한 풍력 발전기
KR20130107817A (ko) 파력 발전 시스템
KR20130001546U (ko) 물의 흐름을 이용한 수력발전장치
KR20100128103A (ko) 중력과 부력을 이용한 발전시스템 및 장치
KR101262579B1 (ko) 가변속 수차런너 및 발전기 일체형 구조를 갖는 유속형 소수력발전장치
KR20150140057A (ko) 수차를 이용한 수력발전기
KR101088101B1 (ko) 소수력 발전 시스템
US20120200088A1 (en) Sipoline Hydro Electric Generator
RU2347935C2 (ru) Русловая гидроэлектростанция
KR100642333B1 (ko) 소수력을 이용한 발전시설
KR101376254B1 (ko) 소수력 발전장치용 수차 회전력 증강장치
KR20120036450A (ko) 물의 흐름을 이용한 수력발전장치
KR20150140058A (ko) 궤도수차를 이용한 수력발전기
JP2014515070A (ja) 流水に設置される小水力発電機
KR20110105750A (ko) 부력을 이용한 수력발전 수차
KR20140109216A (ko) 척력수차를 이용한 발전 시스템
KR20130026797A (ko) 수차와 부력을 이용한 수력 발전시스템
KR101211321B1 (ko) 조수간만의 차이를 이용한 발전장치
KR101278534B1 (ko) 소수력 발전시스템
KR20100119294A (ko) 수력발전장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
N231 Notification of change of applicant
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180927

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190918

Year of fee payment: 5