KR102043308B1 - 소수력 발전 장치에 이용되는 배관 - Google Patents

소수력 발전 장치에 이용되는 배관 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 발전 장치에 이용되는 배관에 따르면, 발전 장치- 상기 발전 장치는 유체의 유동에너지에 의해 위치 이동되는 위치변화부 및 상기 위치변화부와 연동되어 상기 위치변화부의 위치 이동에 의해 전기를 생산하는 발전부를 포함함 -의 상기 위치변화부에 유동에너지를 전달하는 유체가 유동되는 공간을 제공하는 발전 장치에 이용되는 배관에 있어서, 상기 위치변화부가 배치되는 본체부; 상기 본체부가 제공하는 공간으로 상기 유체가 유동되도록, 상기 본체부가 제공하는 공간의 외부에서 상기 본체부가 제공하는 공간으로 상기 유체를 안내하는 유입부; 및 상기 본체부가 제공하는 공간에서 상기 유체가 배출되도록, 상기 본체부가 제공하는 공간에서 상기 본체부가 제공하는 공간의 외부로 상기 유체를 안내하는 배출부;를 포함할 수 있다.

Description

소수력 발전 장치에 이용되는 배관 {PIPE USED IN SMALL HYDROPOWER PLANT}
본 발명은 발전 장치에 이용되는 배관에 관한 것으로, 유체의 유동에너지를 활용하여 발전하는 발전 장치에 이용되는 유체가 유동되는 공간을 제공하는 배관에 관한 것이다.
현재 전기를 발전하는 형태로 석탄이나 중유 등과 같은 화석연료를 사용하는 화력발전이나 우라늄이나 플루토늄 등과 같은 원자에너지를 이용하여 발전하는 원자력발전이 많이 이용되고 있다.
다만, 화력발전은 막대한 건설비가 요구되며, 화석연료의 연소에 따른 공해문제를 발생시키고 있다. 또한 원자력발전은 방사선 누출을 차단하기 위해 시설 투자에 막대한 비용이 소비되며, 예상치 못한 사고로 인한 심각한 환경 파괴 문제를 항상 내포하고 있다.
이러한 문제점을 내포하고 있는 화력발전과 원자력발전이 신규로 설치되는 것은 어려움이 많이 따르는 상황이다. 이로 인해, 냉난방 전기 사용이 급등하는 여름철이나 겨울철에는 전력생산량이 전력공급량을 따라가지 못해 전력 대란으로 이어져, 대규모 정전 상태를 피하기 어려운 실정이다.
이러한 전력대란을 방지하기 위하여 물의 위치 에너지를 이용하는 수력발전, 바람 운동에너지를 이용하는 풍력발전, 태양열을 에너지원으로 하는 태양열 발전 등 친환경 발전 설비가 곳곳에 설치되고 있는 추세이다.
다만, 수력 발전은 댐 건설 후 광범위한 지역의 수몰에 따른 생태계의 변화는 물론 심한 경우에는 해당 지역의 기후까지도 변화시키는 2차적인 환경문제를 야기시키고 있다. 또한, 풍력발전 및 태양열발전은 기상상태에 의해 발전되는 전력량의 변동폭이 크다는 문제점을 가지고 있다. 또한, 상술한 친환경 발전 설비는 대규모로 설치하는 경우 설치 장소에 한계가 있고 유지 비용도 높아 경제적으로 비효율 적인 문제를 가지고 있다.
이와 같은 한계와 비효율적인 문제를 해소하기 위하여 친환경 발전설비는 소규모 형태로 설치되고 있는데, 그 중에서도 송수관의 내부에 설치되어 송수관을 따라 유동되는 유체의 유동에너지를 이용하여 발전하는 소수력 발전장치에 대한 관심이 증가되고 있다.
다만, 종래의 소수력 발전 장치는 유체의 흐름에 의해 발생되는 난류 및 와류를 효과적으로 해결하지 못해 효율이 낮은 문제점을 가지고 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 상기 문제점을 해결하기 위해서, 유체의 흐름을 적절하게 가이드하여 소수력 발전 장치의 발전 효율을 증대시킬 수 있는 발전 장치에 이용되는 배관을 제공하는 것이다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발전 장치에 이용되는 배관에 따르면, 발전 장치- 상기 발전 장치는 유체의 유동에너지에 의해 위치 이동되는 위치변화부 및 상기 위치변화부와 연동되어 상기 위치변화부의 위치 이동에 의해 전기를 생산하는 발전부를 포함함 -의 상기 위치변화부에 유동에너지를 전달하는 유체가 유동되는 공간을 제공하는 발전 장치에 이용되는 배관에 있어서, 상기 위치변화부가 배치되는 본체부; 상기 본체부가 제공하는 공간으로 상기 유체가 유동되도록, 상기 본체부가 제공하는 공간의 외부에서 상기 본체부가 제공하는 공간으로 상기 유체를 안내하는 유입부; 및 상기 본체부가 제공하는 공간에서 상기 유체가 배출되도록, 상기 본체부가 제공하는 공간에서 상기 본체부가 제공하는 공간의 외부로 상기 유체를 안내하는 배출부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 위치변화부에 상기 유동에너지를 전달한 상기 유체의 흐름이 제1 유로 및 상기 제1 유로와 다른 제2 유로로 형성되도록, 상기 위치변화부에 상기 유동에너지를 전달한 상기 유체를 가이드하는 제1 가이드부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 가이드부는 상기 제2 유로를 형성하면서 유동되는 상기 유체가 상기 배출부 방향으로 용이하게 배출되도록, 타면이 경사지게 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 유입부를 통해 상기 본체부가 제공하는 공간으로 유입되어 상기 위치변화부로 유동되는 상기 유체의 적어도 일부가 따라 유동되는 일면 및 상기 위치변화부에 상기 유동에너지를 전달한 상기 유체와 상기 제2 가이드부의 일면을 따라 유동되는 상기 유체가 따라 유동되는 타면을 구비하는 제2 가이드부;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제2 가이드부는, 상기 본체부가 제공하는 공간의 적어도 일부 공간이 저압으로 형성되도록, 상기 제2 가이드부의 타면은 곡면으로 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 유입부는, 상기 배출부의 길이 방향으로의 중심축과 서로 일치되지 않는 길이 방향으로의 중심축을 형성하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 발전 장치에 이용되는 배관에 따르면, 발전 장치의 발전 효율을 증대시킬 수 있다.
다만, 본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전 장치 및 발전 장치에 이용되는 배관에 대한 사시도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발전 장치에 이용되는 배관에 대한 단면도
도 3은 도 2에서 유체의 유동을 설명하기 위한 도면
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발전 장치 및 발전 장치에 이용되는 배관에 대한 사시도
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발전 장치에 이용되는 배관에 대한 단면도
도 6은 도 5에서 유체의 유동을 설명하기 위한 도면
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발전 장치 및 발전 장치에 이용되는 배관에 대한 사시도
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발전 장치에 이용되는 배관에 대한 단면도
도 9는 도 8에서 유체의 유동을 설명하기 위한 도면
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.
본 명세서에서 본 발명에 관련된 공지의 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 이에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전 장치 및 발전 장치에 이용되는 배관에 대한 개략 사시도이다.
도 1을 참조하면, 발전 장치(10)는 유체의 유동에너지에 의해 위치 이동되는 위치변화부(12) 및 상기 위치변화부(12)와 연동되어 상기 위치변화부(12)의 위치 이동에 의해 전기를 생산하는 발전부(11)를 포함할 수 있다.
여기서, 발전 장치(10)는 소수력 발전에 이용되는 발전 장치(10)일 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다.
여기서, 위치변화부(12)는 변화축(12a) 및 블레이드(12b)를 구비할 수 있으며, 상기 블레이드(12b)는 상기 변화축(12a)을 기준으로 상기 유체에 의해 회전될 수 있다.
상기 블레이드(12b)는 헬리컬 형태로 구성될 수 있으나, 이에 한정하지 않으며 통상의 기술자에게 자명한 수준에서 다양하게 변형 가능하다. 일례로, 상기 블레이드(12b)는 프로펠러 형태일 수도 있다.
또한, 상기 발전부(11)는 상기 위치변화부(12)와 연결될 수 있으며, 상기 위치변화부(12)가 회전되는 것에 연동되어 전기를 생산할 수 있다.
상기 발전부(11)는 통상의 기술자에게 자명한 수준에서 다양한 발전 장치(10)를 포함하는 장치일 수 있다.
발전 장치(10)에 이용되는 배관은 상기 발전 장치(10)의 상기 위치변화부(12)에 유동에너지를 전달하는 유체가 유동되는 공간을 제공할 수 있다.
발전 장치(10)에 이용되는 배관은 상기 위치변화부(12)가 배치되는 본체부(20), 상기 본체부(20)가 제공하는 공간으로 상기 유체가 유동되도록, 상기 본체부(20)가 제공하는 공간의 외부에서 상기 본체부(20)가 제공하는 공간으로 상기 유체를 안내하는 유입부(30) 및 상기 본체부(20)가 제공하는 공간에서 상기 유체가 배출되도록, 상기 본체부(20)가 제공하는 공간에서 상기 본체부(20)가 제공하는 공간의 외부로 상기 유체를 안내하는 배출부(40)를 포함할 수 있다.
본체부(20)는 상기 위치변화부(12)가 배치되며 상기 유입부(30)와 연결되는 제1 본체부(21) 및 상기 제1 본체부(21)와 상기 배출부(40) 사이에 배치되어 상기 제1 본체부(21)와 사기 배출부(40)와 연결되는 제2 본체부(22)를 구비할 수 있다.
유입부(30) 및 배출부(40)는 원통 형상으로 형성될 수 있으나, 이에 한정하지 않고 통상의 기술자에게 자명한 수준에서 다양하게 변형 가능하다.
제1 본체부(21)는 원통 형상으로 형성될 수 있으나, 이에 한정하지 않고 통상의 기술자에게 자명한 수준에서 다양하게 변형 가능하다.
제2 본체부(22)는 상기 제1 본체부(21)에서부터 상기 배출부(40)를 향하여 점진적으로 단면적이 좁아지도록 경사지게 형성될 수 있으나, 이에 한정하지 않고 통상을 기술자에게 자명한 수준에서 다양하게 변형 가능하다.
상기 위치변화부(12)는 변화축(12a)을 기준으로 상기 유체의 유동에너지에 의해 회전될 수 있다.
상기 변화축(12a)은 상기 유입부(30)에 의해 상기 본체부(20)가 제공하는 공간으로 유입되는 상기 유체가 상기 위치변화부(12)에 상기 유동에너지를 효과적으로 전달할 수 있도록, 상기 유입부(30)의 길이 방향으로의 중심축 상에 위치 되지 않을 수 있다.
유입부(30)는 상기 배출부(40)의 길이 방향으로의 중심축과 서로 일치되지 않는 길이 방향으로의 중심축을 형성할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발전 장치에 이용되는 배관에 대한 단면도이고, 도 3은 도 2에서 유체의 유동을 설명하기 위한 도면이다.
즉, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발전 장치에 이용되는 배관에서, 상기 유입부에서 상기 배출부 방향과 직교하는 방향으로 발전 장치에 이용되는 배관을 도시한 도면이다.
도 2을 참조하면, 발전 장치(10)에 이용되는 배관은 상기 위치변화부(12)에 상기 유동에너지를 전달한 상기 유체의 흐름이 제1 유로 및 상기 제1 유로와 다른 제2 유로로 형성되도록, 상기 위치변화부(12)에 상기 유동에너지를 전달한 상기 유체를 가이드하는 제1 가이드부(50)를 더 포함할 수 있다.
제1 가이드부(50)는 제1 본체부(21)가 제공하는 공간에 배치될 수 있다.
상기 제1 가이드부(50)는 상기 위치변화부(12)와 상기 배출부(40) 사이에 배치될 수 있다.
상기 제1 가이드부(50)는 상기 위치변화부(12)의 변화축(12a)을 기준으로 소정의 각도를 가지며 상기 제1 본체부(21)에 배치될 수 있다. (여기서 소정의 각도는 도 2에 도시된 방향으로 본 발명의 일 실시예에 따른 발전 장치(10)에 이용되는 배관을 바라본 상태에서의 각도를 말할 수 있다) 도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 제1 가이드부는 상기 위치변화부와 상기 배출부 사이에 배치될 수 있다. 상기 유체가 상기 위치변화부를 포위하면서 유동될 수 있도록 상기 제1 가이드부의 일면은 상기 위치변화부 방향으로 돌출되어 형성되고, 상기 제 1 가이드부의 타면은 상기 배출부 쪽으로 향하며 상기 배출부 방향으로 경사지게 형성될 수 있다.
상기 제1 가이드부(50)는 상기 제1 가이드부(50)에서 상기 유입부(30)의 길이 방향 중심축 방향으로 상기 제1 본체부(21)와 이격되어 제1 유동통로(P10)를 형성할 수 있다.
다시 말해서, 상기 제1 가이드부(50)는 상기 제1 본체부(21)와 제1 유동통로(P10)를 형성할 수 있다.
또한, 상기 제1 가이드부(50)는 상기 제1 가이드부(50)에서 상기 유입부(30)의 길이 방향 중심축 방향과 반대방향으로 상기 제1 본체부(21)와 이격되어 제2 유동통로(P20)를 형성할 수 있다.
다시 말해서, 상기 제1 가이드부(50)는 상기 제1 본체부(21)와 제2 유동통로(P20)를 형성할 수 있다.
상기 제1 가이드부(50)는 상기 위치변화부(12)와 이격되어 제3 유동통로(P30)를 형성할 수 있다.
상기 제1 가이드부의 일면(51)을 따라 상기 유체는 상기 제1 유로가 형성되도록 유동될 수 있다.
상기 제1 가이드부의 일면(51)은 상기 위치변화부(12) 방향으로 돌출되어 형성될 수 있다.
상기 제1 가이드부의 일면(51)은 상기 위치변화에 유동에너지를 전달한 상기 유체가 상기 제1 유로를 형성하며 유동되도록 상기 유체에 항력을 제공할 수 있도록 상기 위치변화부(12) 방향으로 돌출되어 형성될 수 있다.
상기 제1 가이드부의 일면(51)은 상기 제1 유로를 형성하면서 유동되는 상기 유체가 소용돌이치는 것을 방지하도록 곡면으로 형성될 수 있다.
상기 제1 가이드부의 일면(51)은 상기 위치변화부(12) 방향으로 돌출되어 형성되는 동시에 상기 유입부(30)에서 상기 배출부(40) 방향으로 경사지게 형성될 수 있다.
상기 제1 가이드부의 타면(52)을 따라 상기 유체는 상기 제2 유로가 형성되도록 유동될 수 있다.
상기 제1 가이드부의 타면(52)은 상기 제2 유로를 형성하면서 유동되는 상기 유체가 상기 배출부(40) 방향으로 용이하게 배출되도록 경사지게 형성될 수 있다.
상기 제1 가이드부의 타면(52)은 상기 제1 유동통로(P10)에서 상기 제2 유동통로(P20) 방향으로 경사지게 형성될 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 유체(f)는 상기 유입부(30)를 통해 상기 제1 본체부(21)가 제공하는 공간으로 유동되어 상기 위치변화부(12)로 유동될 수 있다. 상기 위치변화부(12)는 상기 유입부(30)를 통해 유동되는 유체(f)에 의해 회전될 수 있다. 상기 위치변화부(12)에 유동에너지를 전달한 상기 유체(f)는 상기 제1 가이드부(50)에 의해 상기 제3 유동통로(P30)로 유동되는 제1 유로(R1)와 상기 제1 유동통로(P10)로 유동되는 제2 유로(R2)를 형성하며 유동될 수 있다.
상기 제1 유로(R1)를 형성하며 유동되는 상기 유체(f)는 상기 제1 가이드부의 일면(51)을 따라 유동되면서 상기 위치변화부(12)를 포위하면서 유동될 수 있다. 상기 제1 유로(R1)를 형성하며 유동되는 상기 유체(f)는 상기 위치변화부(12)를 포위하면서 유동되면서 추가적으로 상기 위치변화부(12)에 유동에너지를 전달 할 수 있다. 상기 유체(f)는 상기 유입부(30)에서 상기 배출부(40) 방향으로 유동되어 상기 위치변화부(12)에 상기 유동에너지를 1차적으로 전달한 후, 상기 제1 가이드부(50)에 의해 상기 배출부(40)에서 상기 유입부(30) 방향으로 유동되어 상기 위치변화부(12)에 상기 유동에너지를 2차적(혹은 3차적)으로 전달할 수 있다.
상기 제2 유로(R2)를 형성하며 유동되는 상기 유체(f)는 상기 제1 가이드부의 타면(52)을 따라 유동되면서 상기 유입부(30)에서 상기 배출부(40) 방향으로 유동될 수 있다. 상기 제2 유로(R2)를 형성하며 유동되는 상기 유체(f)의 적어도 일부는 상기 제1 가이드부의 일면(51)을 따라 유동되어 상기 제1 유로(R1)를 형성하며 유동되는 상기 유체(f)로 합류될 수 있다. 즉, 상기 제2 유로(R2)를 형성하며 유동되는 상기 유체(f)의 적어도 일부는 상기 제2 유동통로(P20)를 통해 유동되어 상기 제1 유로(R1)를 형성하며 유동되는 상기 유체(f)로 합류될 수 있다. 상기 제2 유로(R2)를 형성하며 유동되는 상기 유체(f)의 적어도 일부는 상기 제1 유로(R1)를 형성하며 유동되는 상기 유체(f)로 합류되어 상기 위치변화부(12)에 유동에너지를 전달할 수 있다. 또는 상기 제2 유로(R2)를 형성하며 유동되는 상기 유체(f)의 적어도 일부는 상기 제1 유로(R1)를 형성하며 상기 제5 유동통로(P50)상에서 유동되는 상기 유체(f)로 합류되어 상기 위치변화부(12)에 유동에너지를 전달할 수 있다.
즉, 상기 제1 유로(R1)를 형성하며 유동되는 상기 유체(f)는 상기 배출부(40)에서 상기 유입부(30) 방향으로 유동되어 상기 위치변화부(12)에 유동에너지를 전달할 수 있으며, 상기 제2 유로(R2)를 형성하며 유동되는 상기 유체(f)의 일부는 상기 배출부(40)에서 상기 유입부(30) 방향으로 유동되어 상기 위치변화부(12)에 유동에너지를 전달할 수 있다.
다만, 도 3에 도시된 화살표의 두께는 유체의 양을 나타내는 척도가 아닐 수 있으며, 유체의 모든 흐름을 표시한 것은 아니다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발전 장치 및 발전 장치에 이용되는 배관에 대한 사시도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발전 장치에 이용되는 배관에 대한 단면도이며, 도 6은 도 5에서 유체의 유동을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발전 장치에 이용되는 배관에서, 도 2와 같은 방향으로 발전 장치에 이용되는 배관을 도시한 도면이다.
상술한 내용 중에서 중복되는 한도에서 서술을 생략할 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 발전 장치(10)에 이용되는 배관은 상기 유입부(30)를 통해 상기 본체부(20)가 제공하는 공간으로 유입되어 상기 위치변화부(12)로 상기 유동에너지를 전달한 상기 유체가 상기 유입부(30)를 통해 상기 본체부(20)가 제공하는 공간으로 유입되어 상기 위치변화부(12)로 상기 유동에너지를 전달하려는 상기 유체로 합류되도록, 상기 위치변화부(12)에 상기 유동에너지를 전달한 상기 유체의 유동을 가이드하는 제2 가이드부(60)를 더 포함할 수 있다.
제2 가이드부(60)는 제1 본체부(21)가 제공하는 공간에 배치될 수 있다.
상기 제2 가이드부(60)는 상기 유입부(30)와 상기 위치변화부(12) 사이에 배치될 수 있다.
상기 제2 가이드부(60)는 상기 위치변화부(12)의 변화축(12a)을 기준으로 소정의 각도를 가지며 상기 제1 본체부(21)에 배치될 수 있다. (여기서 소정의 각도는 도 4에 도시된 방향으로 본 발명의 다른 실시예에 따른 발전 장치(10)에 이용되는 배관을 바라본 상태에서의 각도를 말할 수 있다)
상기 제2 가이드부(60)는 상기 제2 가이드부(60)에서 상기 유입부(30)의 길이 방향 중심축 방향으로 상기 본체부(20)와 이격될 수 있다.
상기 제2 가이드부(60)는 상기 유입부(30)와 이격될 수 있다.
상기 위치변화부(12)는 상기 제1 본체부(21)와 이격되어 제4 유동통로(P40) 및 제5 유동통로(P50)를 형성할 수 있다.
상기 위치변화부(12)는 상기 위치변화부(12)에서 상기 유입부(30)의 길이 방향 중심축 방향으로 상기 제1 본체부(21)와 이격되어 제4 유동통로(P40)를 형성할 수 있다.
상기 위치변화부(12)는 상기 위치변화부(12)에서 상기 유입부(30)의 길이 방향 중심축 방향과 반대방향으로 상기 제1 본체부(21)와 이격되어 제5 유동통로(P50)를 형성할 수 있다.
상기 제2 가이드부(60)는는 상기 제2 가이드부(60)에서 상기 유입부(30)의 길이 방향 중심축 방향과 반대방향으로 상기 제1 본체부(21)와 이격되어 제6 유동통로(P60)를 형성할 수 있다.
상기 제2 가이드부(60)는 상기 위치변화부(12)와 이격되어 제7 유동통로(P70)를 형성할 수 있다.
상기 제2 가이드부(60)는 상기 본체부(20)가 제공하는 공간의 적어도 일부 공간을 저압으로 형성하여, 상기 위치변화부(12)에 상기 유동에너지를 전달한 상기 유체의 유동을 가이드할 수 있다.
상기 제2 가이드부(60)는 상기 유입부(30)와 상기 위치변화부(12) 사이에 배치되며, 상기 제2 가이드부(60)와 상기 유입부(30) 사이의 상기 일부 공간을 저압으로 형성할 수 있다.
상기 제2 가이드부(60)는 상기 위치변화부(12)에 상기 유동에너지를 전달한 상기 유체가 저압으로 형성된 상기 일부 공간으로 유동되도록 상기 본체부(20)와 이격될 수 있다.
상기 제2 가이드부(60)는 상기 본체부(20)의 적어도 상기 일부 공간이 저압으로 형성되도록, 상기 제2 가이드부(60)를 기준으로 상기 유입부(30) 방향으로의 면적이 상기 제2 가이드부(60)를 기준으로 상기 위치변화부(12) 방향으로의 면적보다 넓을 수 있다.도 5 및 6을 참조하면, 상기 본체부와 상기 제2 가이드부의 타면 사이 공간이 저압으로 형성되어, 상기 위치변화부에 상기 유동에너지를 전달한 뒤에 상기 위치변화부에 의해 역류된 상기 유체와 상기 제2 가이드부의 일면을 따라 유동되는 상기 유체가 함께 상기 제2 가이드부의 타면을 따라서 유동되도록, 상기 제2 가이드부의 타면은 상기 유입부 쪽을 향하면서 상기 제2 가이드부의 일면보다 더 넓은 면적을 가지게 곡면으로 이루어질 수 있다..
또한, 상기 제2 가이드부의 적어도 일부가 상기 유입부의 길이 방향으로 상기 유입부와 중첩되지 않도록, 상기 제2 가이드부는 상기 본체부가 제공하는 공간에 배치될 수 있다.
상기 제2 가이드부(60)는 상기 유입부(30)를 통해 상기 본체부(20)가 제공하는 공간으로 유입된 상기 유체가 상기 위치변화부(12)로 유동되도록 상기 유체를 가이드할 수 있다.
상기 제2 가이드부(60)는 상기 유입부(30)를 통해 상기 본체부(20)가 제공하는 공간으로 유입되어 상기 위치변화부(12)로 유동되는 상기 유체의 적어도 일부가 따라 유동되는 일면 및 상기 위치변화부(12)에 상기 유동에너지를 전달한 상기 유체와 상기 제2 가이드부의 일면(61)을 따라 유동되는 상기 유체가 따라 유동되는 타면을 구비할 수 있다.
상기 제2 가이드부의 타면(62)은 상기 제1 본체부(21)와 저압 공간(S10)을 형성할 수 있다.
상기 제2 가이드부의 타면(62)은 돌출되어 형성될 수 있다.
상기 제2 가이드부의 타면(62)은 상기 저압 공간(S10)이 저압으로 형성되도록 곡면일 수 있으며, 상기 제2 가이드부의 일면(61) 평면으로 형성될 수 있다.
상기 제2 가이드부의 타면(62)은 상기 제2 가이드부의 일면(61)보다 면적이 넓을 수 있다.
상기 제2 가이드부의 일면(61)은 상기 제7 유동통로(P70)를 유동되는 상기 유체가 용이하게 유동되도록 상기 제7 유동통로(P70)에서 상기 제5 유동통로(P50) 방향으로 경사지게 형성될 수 있다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 유입부를 통해 상기 본체부가 제공하는 공간으로 유입되어 상기 위치변화부로 유동되려는 상기 유체의 적어도 일부가 상기 제2 가이드부의 일면을 따라서 유동될 수 있도록, 상기 제2 가이드부의 일면은 상기 배출부 쪽으로 향할 수 있다.
상기 본체부(20)는 상기 제2 가이드부의 타면(62)과 상기 본체부(20)에 의해 제공되는 저압 공간(S10) 및 상기 저압 공간(S10)을 제외한 일반 공간(S20)을 제공할 수 있다.
도 6을 참조하면, 상기 유체(f)는 상기 유입부(30)를 통해 상기 제1 본체부(21)가 제공하는 공간으로 유동될 수 있다. 상기 유체(f)는 상기 위치변화부(12)가 가장 효과적으로 회전될 수 있도록 상기 제2 가이드부(60)에 의해 상기 제4 유동통로(P40)로 유동될 수 있다. 상기 제4 유동통로(P40)로 유동되는 상기 유체(f)는 상기 위치변화부(12)에 유동에너지를 전달할 수 있다.
상기 위치변화부(12)에 유동에너지를 전달한 상기 유체(f)의 일부는 상기 유입부(30)에서 상기 배출부(40) 방향으로 유동될 수 있으며, 다른 일부는 상기 위치변화부(12)를 포위하면서 유동될 수 있다. 상기 유체(f)는 상기 위치변화부(12)를 포위하면서 유동되면서 상기 위치변화부(12)에 유동에너지를 전달할 수 있다. 이러한 포위 유동은 상기 위치변화부(12)의 회전에 의해 유도될 수 있다. 상기 유체(f)는 상기 유입부(30)에서 상기 배출부(40) 방향으로 상기 제4 유동통로(P40)상에서 유동되어 상기 위치변화부(12)에 상기 유동에너지를 1차적으로 전달한 후, 상기 위치변화부(12)를 포위하듯이 유동되어 상기 배출부(40)에서 상기 유입부(30) 방향으로 상기 제5 유동통로(P50)상에서 유동되어 상기 위치변화부(12)에 상기 유동에너지를 2차적(혹은 3차적)으로 전달할 수 있다.
상기 유입부(30)를 통해 상기 제1 본체부(21)가 제공하는 공간에 유입된 상기 유체(f)는 상기 제2 가이드부(60)에 의해 상기 제7 유동통로(P70)로 유동될 수 있다. 상기 유체(f)는 상기 제7 유동통로(P70) 상으로 유동되어 상기 제2 가이드부의 일면(61)을 따라 유동될 수 있다.
상기 제5 유동통로(P50)상에서 유동되는 유체(f)와 상기 제2 가이드부의 일면(61)을 따라 유동되는 유체(f)는 상기 제6 유동통로(P60) 상으로 유동될 수 있다.
여기서, 상기 제2 가이드부의 타면(62)과 상기 제1 본체부(21)가 이루는 상기 저압 공간(S10)에 의해 상기 제5 유동통로(P50)상에서 유동되는 유체(f)와 상기 제2 가이드부의 일면(61)을 따라 유동되는 유체(f)는 상기 제6 유동통로(P60) 상으로 유동되어 상기 제2 가이드부의 타면(62)을 따라 유동되어 상기 유입부(30)를 통해 상기 제1 본체부(21)가 제공하는 공간으로 유입된 상기 유체(f)와 합류될 수 있다.
이로 인해, 상기 유입부(30)에서 상기 위치변화부(12)로 유동되는 상기 유체(f)의 유량이 많이 확보되는 것에 따라 상기 위치변화부(12)의 회전 속도 및 회전력을 증대시켜 발전부(11)의 발전 효율을 높일 수 있다.
다만, 도 6에 도시된 화살표의 두께는 유체의 양을 나타내는 척도가 아닐 수 있으며, 유체의 모든 흐름을 표시한 것은 아니다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발전 장치 및 발전 장치에 이용되는 배관에 대한 사시도이고, 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발전 장치에 이용되는 배관에 대한 단면도이며, 도 9는 도 8에서 유체의 유동을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발전 장치에 이용되는 배관에서, 도 2와 같은 방향으로 발전 장치에 이용되는 배관을 도시한 도면이다.
상술한 내용 중에서 중복되는 한도에서 서술을 생략할 수 있다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발전 장치(10)에 이용되는 배관은 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 발전 장치(10)에 이용되는 배관과 도 4에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 발전 장치(10)에 이용되는 배관을 병합한 것으로서, 상술한 내용에서 중복되는 한도에서 생략할 수 있다.
도 9를 참조하면, 상기 유체(f)는 상기 유입부(30)를 통해 상기 제1 본체부(21)가 제공하는 공간으로 유동될 수 있다. 상기 유체(f)는 상기 위치변화부(12)가 가장 효과적으로 회전될 수 있도록 상기 제2 가이드부(60)에 의해 상기 제4 유동통로(P40)로 유동될 수 있다. 상기 제4 유동통로(P40)로 유동되는 상기 유체(f)는 상기 위치변화부(12)에 유동에너지를 전달할 수 있다. 상기 위치변화부(12)에 유동에너지를 전달한 상기 유체(f)는 상기 제1 가이드부(50)에 의해 상기 제3 유동통로(P30)로 유동되는 제1 유로(R1)와 상기 제1 유동통로(P10)로 유동되는 제2 유로(R2)를 형성하며 유동될 수 있다.
상기 제1 유로(R1)를 형성하며 유동되는 상기 유체(f)는 상기 제1 가이드부의 일면(51)을 따라 유동되면서 상기 위치변화부(12)를 포위하면서 유동될 수 있다. 상기 제1 유로(R1)를 형성하며 유동되는 상기 유체(f)는 상기 위치변화부(12)를 포위하면서 유동되면서 추가적으로 상기 위치변화부(12)에 유동에너지를 전달 할 수 있다. 상기 유체(f)는 상기 유입부(30)에서 상기 배출부(40) 방향으로 유동되어 상기 위치변화부(12)에 상기 유동에너지를 1차적으로 전달한 후, 상기 제1 가이드부(50)에 의해 상기 배출부(40)에서 상기 유입부(30) 방향으로 유동되어 상기 위치변화부(12)에 상기 유동에너지를 2차적(혹은 3차적)으로 전달할 수 있다.
상기 제2 유로(R2)를 형성하며 유동되는 상기 유체(f)는 상기 제1 가이드부의 타면(52)을 따라 유동되면서 상기 유입부(30)에서 상기 배출부(40) 방향으로 유동될 수 있다. 상기 제2 유로(R2)를 형성하며 유동되는 상기 유체(f)의 적어도 일부는 상기 제1 가이드부의 일면(51)을 따라 유동되어 상기 제1 유로(R1)를 형성하며 유동되는 상기 유체(f)로 합류될 수 있다. 상기 제2 유로(R2)를 형성하며 유동되는 상기 유체(f)의 적어도 일부는 상기 제2 유동통로(P20)를 통해 유동되어 상기 제1 유로(R1)를 형성하며 유동되는 상기 유체(f)로 합류될 수 있다. 상기 제2 유로(R2)를 형성하며 유동되는 상기 유체(f)의 적어도 일부는 상기 제1 유로(R1)를 형성하며 유동되는 상기 유체(f)로 합류되어 상기 제5 유동통로(P50)상에서 유동되어 상기 위치변화부(12)에 유동에너지를 전달할 수 있다. 또는 상기 제2 유로(R2)를 형성하며 유동되는 상기 유체(f)의 적어도 일부는 상기 제1 유로(R1)를 형성하며 상기 제5 유동통로(P50)상에서 유동되는 상기 유체(f)로 합류되어 상기 위치변화부(12)에 유동에너지를 전달할 수 있다.
즉, 상기 제1 유로(R1)를 형성하며 유동되는 상기 유체(f)는 상기 배출부(40)에서 상기 유입부(30) 방향으로 유동되어 상기 위치변화부(12)에 유동에너지를 전달할 수 있으며, 상기 제2 유로(R2)를 형성하며 유동되는 상기 유체(f)의 일부는 상기 배출부(40)에서 상기 유입부(30) 방향으로 유동되어 상기 위치변화부(12)에 유동에너지를 전달할 수 있다.
상기 제1 유로(R1)를 형성하며 유동되는 상기 유체(f)와 상기 제2 유로(R2)를 형성하며 유동되는 상기 유체(f)의 일부는 상기 배출부(40)에서 상기 유입부(30) 방향으로 유동되어 상기 제5 유동통로(P50) 상에서 유동되면서 상기 위치변화부(12)에 유동에너지를 전달할 수 있다.
상기 유입부(30)를 통해 상기 제1 본체부(21)가 제공하는 공간에 유입된 상기 유체(f)는 상기 제2 가이드부(60)에 의해 상기 제7 유동통로(P70)로 유동될 수 있다. 상기 유체(f)는 상기 제7 유동통로(P70) 상으로 유동되어 상기 제2 가이드부의 일면(61)을 따라 유동될 수 있다.
상기 제5 유동통로(P50)상에서 유동되는 유체(f)와 상기 제2 가이드부의 일면(61)을 따라 유동되는 유체(f)는 상기 제6 유동통로(P60) 상으로 유동될 수 있다.
여기서, 상기 제2 가이드부의 타면(62)과 상기 제1 본체부(21)가 이루는 상기 저압 공간(S10)에 의해 상기 제5 유동통로(P50)상에서 유동되는 유체(f)와 상기 제2 가이드부의 일면(61)을 따라 유동되는 유체(f)는 상기 제6 유동통로(P60) 상으로 유동되어 상기 제2 가이드부의 타면(62)을 따라 유동되어 상기 유입부(30)를 통해 상기 제1 본체부(21)가 제공하는 공간으로 유입된 상기 유체(f)와 합류될 수 있다.
이로 인해, 상기 유입부(30)에서 상기 위치변화부(12)로 유동되는 상기 유체(f)의 유량이 많이 확보되는 것에 따라 상기 위치변화부(12)의 회전 속도 및 회전력을 증대시켜 발전부(11)의 발전 효율을 높일 수 있다.
다만, 도 9에 도시된 화살표의 두께는 유체의 양을 나타내는 척도가 아닐 수 있으며, 유체의 모든 흐름을 표시한 것은 아니다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 보다 명확하게 표현하기 위해, 본 발명의 기술적 사상과 관련성이 없거나 떨어지는 구성에 대해서는 간략하게 표현하거나 생략하였다.
상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.
10 : 발전 장치 20 : 본체부
30 : 유입부 40 : 배출부

Claims (6)

  1. 발전 장치- 상기 발전 장치는 유체의 유동에너지에 의해 회전되는 위치변화부 및 상기 위치변화부와 연동되어 상기 위치변화부의 위치 이동에 의해 전기를 생산하는 발전부를 포함함 -의 상기 위치변화부에 유동에너지를 전달하는 유체가 유동되는 공간을 제공하는 발전 장치에 이용되는 배관에 있어서,
    상기 위치변화부가 배치되는 본체부;
    상기 본체부가 제공하는 공간으로 상기 유체가 유동되도록, 상기 본체부가 제공하는 공간의 외부에서 상기 본체부가 제공하는 공간으로 상기 유체를 안내하는 유입부;
    상기 본체부가 제공하는 공간에서 상기 유체가 배출되도록, 상기 본체부가 제공하는 공간에서 상기 본체부가 제공하는 공간의 외부로 상기 유체를 안내하는 배출부; 및
    상기 유입부와 상기 위치변화부 사이에 배치되는 제2 가이드부;를 포함하고,
    상기 제2 가이드부는,
    상기 유입부를 통해 상기 본체부가 제공하는 공간으로 유입되어 상기 위치변화부로 유동되려는 상기 유체의 적어도 일부가 상기 제2 가이드부의 일면을 따라서 유동될 수 있도록, 상기 제2 가이드부의 일면은 상기 배출부 쪽으로 향하며,
    상기 본체부와 상기 제2 가이드부의 타면 사이 공간이 저압으로 형성되어, 상기 위치변화부에 상기 유동에너지를 전달한 뒤에 상기 위치변화부에 의해 역류된 상기 유체와 상기 제2 가이드부의 일면을 따라 유동되는 상기 유체가 함께 상기 제2 가이드부의 타면을 따라서 유동되도록, 상기 제2 가이드부의 타면은 상기 유입부 쪽을 향하면서 상기 제2 가이드부의 일면보다 더 넓은 면적을 가지게 곡면으로 이루어지며,
    상기 제2 가이드부의 적어도 일부가 상기 유입부의 길이 방향으로 상기 유입부와 중첩되지 않도록, 상기 본체부가 제공하는 공간에 배치되는,
    발전 장치에 이용되는 배관.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 위치변화부에 상기 유동에너지를 전달한 상기 유체의 흐름이 제1 유로 및 상기 제1 유로와 다른 제2 유로로 형성되도록, 상기 위치변화부에 상기 유동에너지를 전달한 상기 유체를 가이드하는 제1 가이드부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발전 장치에 이용되는 배관.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 가이드부는
    상기 제2 유로를 형성하면서 유동되는 상기 유체가 상기 배출부 방향으로 용이하게 배출되도록, 타면이 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 발전 장치에 이용되는 배관.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 유입부는,
    상기 배출부의 길이 방향으로의 중심축과 서로 일치되지 않는 길이 방향으로의 중심축을 형성하는 것을 특징으로 하는 발전 장치에 이용되는 배관.

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