KR102457328B1 - Generating Apparatus Using Residual Power - Google Patents

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KR102457328B1
KR102457328B1 KR1020210159622A KR20210159622A KR102457328B1 KR 102457328 B1 KR102457328 B1 KR 102457328B1 KR 1020210159622 A KR1020210159622 A KR 1020210159622A KR 20210159622 A KR20210159622 A KR 20210159622A KR 102457328 B1 KR102457328 B1 KR 102457328B1
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air inlet
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KR1020210159622A
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김효찬
오순옥
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김효찬
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Abstract

A generating apparatus using residual power according to the present invention comprises a compressor that performs air compression through residual power generated by a power generation facility and a generator that preforms heat storage using the residual power generated by the power generation facility to heat the compressed air flowing from the bottom to the top through the compressor and form a spiral airflow with the outside air, which flows in from the side to the heated compressed air at an inclined angle, to generate power and supply the generated power to a predetermined power supply target.

Description

잔류 전력 활용 방식을 가지는 발전장치{Generating Apparatus Using Residual Power}Generating Apparatus Using Residual Power

본 발명은 발전장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 임의의 발전시설로부터 생성된 잔류 전력을 활용하여 공기 압축 및 축열을 수행하고, 필요 시 이를 통해 발전을 수행하여 소정의 전력공급대상에 공급이 가능하도록 하는 잔류 전력 활용 방식을 가지는 발전장치에 관한 것이다.The present invention relates to a power generation device, and more particularly, performs air compression and heat storage by utilizing residual power generated from an arbitrary power generation facility, and when necessary, power generation is performed through this and can be supplied to a predetermined power supply target It relates to a power generation device having a residual power utilization method that allows

전통적인 원자력 발전, 화력 발전, 수력 발전을 비롯하여 최근에는 태양광 발전, 풍력 발전 등과 같은 친환경 방식의 신재생 발전시설의 건설 역시 활발하게 이루어지고 있다.In addition to traditional nuclear power generation, thermal power generation, and hydroelectric power generation, recently, environmentally friendly renewable power generation facilities such as solar power generation and wind power generation are being actively constructed.

이와 같은 각 발전시설은 전기를 생산하여 전력을 필요로 하는 다양한 곳에 공급하며, 공급 이후 잔류 전력이 발생하게 될 경우 이를 다양한 방식으로 활용하고 있다.Each of these power generation facilities produces electricity and supplies it to various places that need it, and when residual power is generated after supply, it is utilized in various ways.

일반적으로는, 발전시설과 함께 구축되는 에너지 저장시스템(Electric Power Storage System, ESS)을 통해 잔류 전력을 저장하고, 필요한 시기에 전력이 요구되는 곳으로 전력을 공급하는 방식이 널리 사용되고 있다.In general, a method of storing residual power through an Electric Power Storage System (ESS) built together with a power generation facility and supplying power to a place where power is required when needed is widely used.

에너지 저장시스템은 다량의 배터리 셀이 서로 버스 바에 의해 전기적으로 연결되어 배터리 팩을 형성하게 되며, 이와 같은 다수의 배터리 팩이 구비된 형태를 가진다.In the energy storage system, a large number of battery cells are electrically connected to each other by bus bars to form a battery pack, and such a plurality of battery packs is provided.

다만, 에너지 저장시스템에 적용되는 배터리 팩은 시간이 지날수록 지속적으로 방전이 이루어지는 것은 물론, 동절기 등 기온이 낮은 상황에서는 에너지 저장 효율이 크게 떨어지는 문제가 존재한다.However, the battery pack applied to the energy storage system is continuously discharged as time passes, and there is a problem in that the energy storage efficiency is greatly reduced in a situation where the temperature is low, such as in winter.

따라서 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구된다.Therefore, a method for solving these problems is required.

한국공개특허 제10-2021-0050256호Korean Patent Publication No. 10-2021-0050256

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 발전시설에서 생성된 잔류 전력을 배터리가 아닌 보다 효율적인 형태로 저장하고, 필요 시 전력을 생성하여 즉시 공급할 수 있는 수단을 제공하기 위한 목적을 가진다.The present invention is an invention devised to solve the problems of the prior art described above, and to store the residual power generated in a power plant in a more efficient form rather than a battery, and to provide a means for generating and immediately supplying power when necessary have a purpose for

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 잔류 전력 활용 방식을 가지는 발전장치는, 임의의 발전시설에 의해 생성된 잔류 전력을 통해 공기 압축을 수행하는 압축기 및 상기 발전시설에 의해 생성된 잔류 전력을 통해 축열을 수행하여, 상기 압축기를 통해 하부에서 상부로 유동되는 압축공기를 가열하고, 가열된 압축공기에 대해 측 방향에서 경사진 각도로 유입되는 외기를 통해 나선 형태의 기류를 형성하여 발전을 수행함에 따라 생성된 전력을 소정의 전력공급대상에 공급하는 발전기를 포함한다.A power generation device having a residual power utilization method of the present invention for achieving the above object, through a compressor for performing air compression through residual power generated by any power generation facility, and residual power generated by the power generation facility By performing heat storage, the compressed air flowing from the lower part to the upper part is heated through the compressor, and a spiral-shaped airflow is formed through the external air introduced at an inclined angle in the lateral direction with respect to the heated compressed air to perform power generation. and a generator for supplying the generated power to a predetermined power supply target.

이때 상기 발전기는, 내부에 상하 개구된 형태로 형성되어 상기 압축기를 통해 공급된 압축공기가 하부에서 상부로 유동되는 제1유동공간이 형성된 압축공기유입유닛, 임의의 발전시설에 의해 생성된 잔류 전력을 통해 축열을 수행하며, 상기 제1유동공간 내에 구비되어 상기 제1유동공간에 유입된 압축공기를 가열하는 축열히터, 상기 압축공기유입유닛의 상부에 구비되며, 내부에 상하 개구되어 상기 제1유동공간과 연통되는 제2유동공간이 형성되고, 측벽에는 외부의 공기가 측벽 둘레의 법선 방향에 대해 경사진 각도로 유입되도록 하여 상기 축열히터에 의해 가열된 압축공기와 함께 나선 형태의 기류를 형성하는 외기유입홀이 형성된 외기유입유닛 및 상기 외기유입유닛의 상부에 구비되며, 내부에 상하 개구되어 상기 제2유동공간과 연통되는 제3유동공간이 형성되고, 상기 제3유동공간 내에 구비되어 상기 제2유동공간으로부터 상승하는 나선 형태의 기류를 통해 전력을 생성하는 터빈을 포함하는 발전유닛을 포함할 수 있다.At this time, the generator is formed in the form of a vertical opening inside, the compressed air inlet unit having a first flow space in which the compressed air supplied through the compressor flows from the bottom to the top, residual power generated by any power generation facility A heat storage heater is provided in the first flow space to heat the compressed air introduced into the first flow space, and is provided in the upper portion of the compressed air inlet unit, and is opened up and down inside the first flow space to perform heat storage through A second flow space communicating with the flow space is formed, and the side wall allows external air to flow in at an inclined angle with respect to the normal direction around the side wall to form a spiral airflow together with the compressed air heated by the thermal storage heater. It is provided on the outdoor air inlet unit and the outdoor air inlet unit having an outdoor air inlet hole formed therein, and is opened up and down therein to form a third flow space communicating with the second flow space, and is provided in the third flow space to provide the It may include a power generation unit including a turbine for generating electric power through a spiral air flow rising from the second flow space.

여기서 상기 압축공기유입유닛의 측벽은 단열 재질로 형성될 수 있다.Here, the side wall of the compressed air inlet unit may be formed of a heat insulating material.

또한 상기 축열히터의 내부에는 상기 제1유동공간으로 유입된 압축공기를 상기 제2유동공간 측으로 유동시키는 연통공간이 형성될 수 있다.In addition, a communication space for flowing the compressed air introduced into the first flow space toward the second flow space may be formed inside the thermal storage heater.

그리고 상기 외기유입홀은 상기 외기유입유닛의 둘레를 따라 복수 개가 소정 간격으로 형성될 수 있다.A plurality of the outdoor air inlet holes may be formed at predetermined intervals along the circumference of the outdoor air inlet unit.

더불어 상기 발전유닛은, 상기 터빈의 위치보다 하부에 위치된 일부가 하부에서 상부로 갈수록 횡 방향 단면적이 점차 작아지도록 형성되는 감폭부를 형성할 수 있다.In addition, the power generation unit may form a damping part which is formed such that a portion located lower than the position of the turbine gradually decreases in a lateral cross-sectional area from the lower part to the upper part.

한편 상기 압축기는, 압축 공기를 저장하는 복수 개의 압축공기탱크를 포함할 수 있다.Meanwhile, the compressor may include a plurality of compressed air tanks for storing compressed air.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 잔류 전력 활용 방식을 가지는 발전장치는, 임의의 발전시설로부터 생성된 잔류 전력을 활용하여 압축기를 통해 공기 압축을 수행하는 동시에 발전기를 통해 축열을 수행하므로, 대기 상태에서 에너지를 보다 효율적인 형태로 저장할 수 있는 장점을 가진다.The power generation device having the residual power utilization method of the present invention for solving the above problems performs air compression through a compressor by using the residual power generated from an arbitrary power generation facility and performs heat storage through the generator at the same time, so that standby It has the advantage of being able to store energy in a more efficient form.

또한 본 발명은 필요 시 압축기를 통해 공급되는 압축공기를 가열하여 발생하는 나선 형태의 기류를 통해 발전을 수행함에 따라 소정의 전력공급대상에 즉시 공급이 가능하다는 장점이 있다.In addition, the present invention has the advantage that it is possible to immediately supply power to a predetermined power supply target as power is generated through a spiral air flow generated by heating compressed air supplied through the compressor when necessary.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 잔류 전력 활용 방식을 가지는 발전장치의 운용 방식을 개념적으로 나타낸 도면;
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 잔류 전력 활용 방식을 가지는 발전장치에 있어서, 발전기의 외관을 나타낸 도면;
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 잔류 전력 활용 방식을 가지는 발전장치에 있어서, 발전기의 내부 구조를 나타낸 도면;
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 잔류 전력 활용 방식을 가지는 발전장치에 있어서, 발전기에 구비되는 외기유입유닛의 횡단면 모습을 나타낸 도면;
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 잔류 전력 활용 방식을 가지는 발전장치에 있어서, 압축공기유입유닛에 복수 개의 축열히터가 구비된 모습을 나타낸 도면; 및
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 잔류 전력 활용 방식을 가지는 발전장치에 있어서, 발전기에 구비되는 외기유입유닛의 횡단면 모습을 나타낸 도면이다.
1 is a diagram conceptually illustrating an operating method of a power generation device having a residual power utilization method according to a first embodiment of the present invention;
Figure 2 is a view showing the appearance of the generator in the power generation device having a residual power utilization method according to the first embodiment of the present invention;
3 is a view showing the internal structure of the generator in the power generation device having a residual power utilization method according to the first embodiment of the present invention;
4 is a view showing a cross-sectional view of the outdoor air inlet unit provided in the generator in the power generation device having the residual power utilization method according to the first embodiment of the present invention;
5 is a view showing a state in which a plurality of heat storage heaters are provided in a compressed air inlet unit in a power generation device having a residual power utilization method according to a second embodiment of the present invention; and
6 is a view showing a cross-sectional view of the outdoor air inlet unit provided in the generator in the power generation device having the residual power utilization method according to the third embodiment of the present invention.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention in which the object of the present invention can be specifically realized will be described with reference to the accompanying drawings. In describing the present embodiment, the same names and the same reference numerals are used for the same components, and an additional description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 잔류 전력 활용 방식을 가지는 발전장치의 운용 방식을 개념적으로 나타낸 도면이다.1 is a diagram conceptually illustrating an operating method of a power generation device having a residual power utilization method according to a first embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 잔류 전력 활용 방식을 가지는 발전장치는 기 구축된 임의의 발전시설(10, 20)로부터 생성된 잔류 전력을 활용하여 열 에너지 및 압축된 공기의 포텐셜 에너지 형태로 저장하고, 필요 시 이를 통해 발전을 수행하여 생성된 전력을 전력공급대상(50)에 공급하도록 구비된다.As shown in FIG. 1 , the power generation device having the residual power utilization method according to the first embodiment of the present invention utilizes the residual power generated from any pre-built power generation facilities 10 and 20 to obtain thermal energy and compression. It is provided to store the energy in the form of potential energy of the air, and to supply the generated power to the power supply target 50 by performing power generation through this when necessary.

기 구축된 임의의 발전시설(10, 20)은 풍력 발전시설(10), 태양광 발전시설(20) 등 신재생 발전시설일 수 있으나, 이외의 발전 방식을 가지는 형태의 발전시설일 수도 있음은 물론이다.Pre-built arbitrary power generation facilities (10, 20) may be new and renewable power generation facilities such as wind power generation facilities 10 and solar power generation facilities 20, but may be power generation facilities having other power generation methods. Of course.

또한 본 발명의 제1실시예에 따른 잔류 전력 활용 방식을 가지는 발전장치는 발전시설(10, 20)에 인접하여 설치될 수 있으나, 원거리의 육상에 설치되는 형태 역시 가능하다.In addition, the power generation device having the residual power utilization method according to the first embodiment of the present invention may be installed adjacent to the power generation facilities 10 and 20, but may also be installed in a remote land.

그리고 본 발명의 제1실시예에 따른 잔류 전력 활용 방식을 가지는 발전장치는, 압축기(200) 및 발전기(100)를 포함한다.And the power generation device having the residual power utilization method according to the first embodiment of the present invention includes a compressor 200 and a generator 100 .

압축기(200)는 임의의 발전시설(10, 20)에 의해 생성된 잔류 전력을 통해 공기 압축을 수행한다.The compressor 200 performs air compression through the residual power generated by the arbitrary power generation facilities 10 and 20 .

특히 본 실시예에서 압축기(200)는 공기 압축을 수행하는 컴프레서를 비롯하여 압축 공기를 저장하는 복수 개의 압축공기탱크를 포함할 수 있으며, 이는 상황에 따라 적합한 개수의 압축공기탱크를 활용하여 공기의 압력을 조절할 수 있도록 하기 위한 것이다.In particular, in this embodiment, the compressor 200 may include a plurality of compressed air tanks for storing compressed air as well as a compressor for performing air compression, which utilizes an appropriate number of compressed air tanks depending on the situation to increase the pressure of the air. in order to be able to control it.

또한 발전기(100)는 발전시설(10, 20)에 의해 생성된 잔류 전력을 통해 축열을 수행하여, 압축기(200)를 통해 하부에서 상부로 유동되는 압축공기를 가열하고, 가열된 압축공기에 대해 측 방향에서 경사진 각도로 유입되는 외기를 통해 나선 형태의 기류를 형성하여 발전을 수행함에 따라 생성된 전력을 소정의 전력공급대상(50)에 공급하도록 구비된다.In addition, the generator 100 performs heat storage through the residual power generated by the power generation facilities 10 and 20, and heats the compressed air flowing from the lower part to the upper part through the compressor 200, and for the heated compressed air It is provided to form a spiral-shaped airflow through the outside air flowing in at an inclined angle from the lateral direction to supply the generated power to the predetermined power supply target 50 to generate power.

이하에서는, 이와 같은 도 1과 함께 도 2 내지 도 4를 참조하여 발전기(100)의 구조 및 운용 방식에 대해 보다 자세히 설명하도록 한다.Hereinafter, the structure and operation method of the generator 100 will be described in more detail with reference to FIGS. 2 to 4 together with FIG. 1 .

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 잔류 전력 활용 방식을 가지는 발전장치에 있어서, 발전기(100)의 외관을 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 잔류 전력 활용 방식을 가지는 발전장치에 있어서, 발전기(100)의 내부 구조를 나타낸 도면이다.2 is a view showing the appearance of the generator 100 in the power generation device having a residual power utilization method according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a residual power utilization method according to the first embodiment of the present invention. In the power generation device having a, it is a view showing the internal structure of the generator (100).

그리고 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 잔류 전력 활용 방식을 가지는 발전장치에 있어서, 발전기(100)에 구비되는 외기유입유닛(130)의 횡단면 모습을 나타낸 도면이다.And FIG. 4 is a view showing a cross-sectional view of the outdoor air inlet unit 130 provided in the generator 100 in the power generation device having the residual power utilization method according to the first embodiment of the present invention.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 잔류 전력 활용 방식을 가지는 발전장치는 압축공기유입유닛(110), 축열히터(120), 외기유입유닛(130) 및 발전유닛(140)을 포함한다.2 to 4, the power generation device having a residual power utilization method according to the first embodiment of the present invention is a compressed air inlet unit 110, a thermal storage heater 120, an outdoor air inlet unit 130 and It includes a power generation unit (140).

압축공기유입유닛(110)은 발전기(100)의 각 구성 중 최하부에 구비되며, 내부에 상하 개구된 형태로 형성되어 압축기(200)를 통해 공급된 압축공기가 하부에서 상부로 유동되는 제1유동공간(111)이 형성된다.The compressed air inlet unit 110 is provided at the lowermost part of each component of the generator 100, is formed in an upper and lower open shape therein, and the compressed air supplied through the compressor 200 flows from the lower part to the upper part of the first flow. A space 111 is formed.

이와 같이 본 실시예의 경우 압축기(200)를 통해 공급된 압축공기를 제1유동공간(111) 내측으로 공급하는 것으로 하였으나, 이와 달리 제1유동공간(111) 내측으로 자연 외기를 통과시키는 방식이 적용될 수도 있다.As described above, in the present embodiment, the compressed air supplied through the compressor 200 is supplied to the inside of the first flow space 111 , but unlike this, a method of passing natural outdoor air into the first flow space 111 is applied. may be

그리고 축열히터(120)는 발전시설(10, 20, 도 1 참조)에 의해 생성된 잔류 전력을 통해 축열을 수행하며, 압축공기유입유닛(110)의 제1유동공간(111) 내에 구비되어 제1유동공간(111)에 유입된 압축공기를 가열하게 된다.And the heat storage heater 120 performs heat storage through the residual power generated by the power generation facility (10, 20, see FIG. 1), is provided in the first flow space 111 of the compressed air inlet unit 110, The compressed air introduced into the first flow space 111 is heated.

이때 본 실시예의 경우 축열히터(120)의 내부에는 제1유동공간(111)으로 유입된 압축공기를 후술할 외기유입유닛(130)의 제2유동공간(131) 측으로 유동시키는 연통공간(121)이 형성된 형태를 가진다.At this time, in the present embodiment, the inside of the thermal storage heater 120 is a communication space 121 for flowing the compressed air introduced into the first flow space 111 toward the second flow space 131 of the outdoor air inlet unit 130 to be described later. has this formed form.

즉 압축공가는 제1유동공간(111)의 하부로 유입되어 연통공간(121) 내에서 가열되고, 이후 제1유동공간(111)의 상부 개구를 통해 제2유동공간(131) 측으로 유동된다.That is, the compressed air flows into the lower portion of the first flow space 111 and is heated in the communication space 121 , and then flows toward the second flow space 131 through the upper opening of the first flow space 111 .

한편 축열히터(120)는 축열을 위해 소금, 금속 등을 활용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며 축열 가능한 물질이라면 어떤 것이라도 적용이 가능하다.Meanwhile, the heat storage heater 120 may utilize salt, metal, etc. for heat storage, but is not limited thereto, and any material capable of heat storage may be applied.

그리고 압축 공기의 효율적인 가열 및 에너지 보존을 위해, 축열히터(120)를 비롯하여 압축공기유입유닛(110)의 측벽은 단열 재질로 형성될 수 있다.And for efficient heating and energy conservation of compressed air, the sidewalls of the compressed air inlet unit 110 including the thermal storage heater 120 may be formed of a heat insulating material.

외기유입유닛(130)은 압축공기유입유닛(110)의 상부에 구비되며, 내부에 상하 개구되어 제1유동공간(111)과 연통되는 제2유동공간(131)이 형성된다.The outdoor air inlet unit 130 is provided on the upper portion of the compressed air inlet unit 110 , and is opened up and down therein to form a second flow space 131 communicating with the first flow space 111 .

그리고 외기유입유닛(130)의 측벽에는 외부의 공기가 측벽 둘레의 법선(n) 방향에 대해 경사진 소정 각도(θ)로 유입되도록 하여 축열히터(120)에 의해 가열되어 상부로 유동되는 압축공기와 만나 나선 형태의 기류를 형성하도록 하는 외기유입홀(132)이 형성된다.And the compressed air that is heated by the thermal storage heater 120 and flows upward to the side wall of the outdoor air inlet unit 130 so that external air is introduced at a predetermined angle θ inclined with respect to the normal (n) direction around the side wall. The outside air inlet hole 132 is formed to meet and form a spiral-shaped airflow.

즉 축열히터(120)에 의해 가열된 압축공기가 상부로 유동하는 과정에서 제2유동공간(131) 내의 압력이 낮아지게 되며, 이에 따라 외기유입홀(132)로 외기가 유입될 수 있다.That is, in the process in which the compressed air heated by the thermal storage heater 120 flows upward, the pressure in the second flow space 131 is lowered, and thus outdoor air can be introduced into the outdoor air inlet hole 132 .

이때 외기유입홀(132)은, 외기유입유닛(130)의 둘레를 따라 복수 개가 소정 간격으로 형성될 수 있다. 본 실시예의 경우 외기유입유닛(130)의 둘레에는 총 4개의 외기유입홀(132)이 형성되는 것으로 하였으나, 이는 본 실시예만으로 제한되는 것이 아님은 물론이다.In this case, a plurality of outdoor air inlet holes 132 may be formed at predetermined intervals along the circumference of the outdoor air inlet unit 130 . In the present embodiment, it is assumed that a total of four outdoor air inlet holes 132 are formed around the outdoor air inlet unit 130, but this is not limited to this embodiment only.

이와 같이 하부에서 더운 공기가 상승하며 상대적으로 온도가 낮은 주변 공기를 유입되면 토네이도라 불리는 강한 상승기류가 발생하게 되며, 이를 이용하여 발전을 수행할 수 있다.As such, when hot air rises from the bottom and the relatively low temperature ambient air is introduced, a strong updraft called a tornado is generated, and power generation can be performed using this.

또한 도시되지는 않았으나, 외기유입홀(132)의 내면에는 나선 형상으로 형성된 기류가이드부가 더 형성되어 외기를 보다 효과적으로 유입시킬 수도 있다.In addition, although not shown, an air flow guide portion formed in a spiral shape is further formed on the inner surface of the outside air inlet hole 132 to more effectively introduce outside air.

한편 본 실시예와 같은 자연 외기 공급 방식과 달리, 압축기(200)를 통해 공급되는 압축공기를 외기유입홀(132)로 유입시키는 방식이 적용될 수 도 있다.Meanwhile, unlike the natural outdoor air supply method as in the present embodiment, a method of introducing compressed air supplied through the compressor 200 into the outdoor air inlet hole 132 may be applied.

이와 같은 경우 압축기(200)를 통해 압축공기의 유입 속도와 방향성을 제어할 수 있어 보다 강한 상승 기류를 형성할 수 있다.In this case, it is possible to control the inflow speed and directionality of the compressed air through the compressor 200 to form a stronger upward airflow.

발전유닛(140)은 이와 같은 외기유입유닛(130)의 상부에 구비되며, 내부에 상하 개구되어 제2유동공간(131)과 연통되는 제3유동공간(141)이 형성된다.The power generation unit 140 is provided on the upper portion of the outdoor air inlet unit 130 , and is opened up and down therein to form a third flow space 141 communicating with the second flow space 131 .

그리고 제3유동공간(141) 내에는, 제2유동공간(131)으로부터 상승하는 나선 형태의 기류를 통해 전력을 생성하는 터빈(142)이 구비된 형태를 가진다.And, in the third flow space 141 , a turbine 142 for generating electric power through a spiral airflow rising from the second flow space 131 is provided.

더불어 본 실시예에서 발전유닛(140)은, 터빈(142)의 위치보다 하부에 위치된 일부가 하부에서 상부로 갈수록 횡 방향 단면적이 점차 작아지도록 형성되는 감폭부(143)를 형성할 수 있으며, 이는 제2유동공간(131)으로부터 상승하는 나선 형태의 기류의 속도를 증가시키고, 터빈(142)이 위치된 영역에 기류를 집중시켜 발전 효율을 높이기 위한 것이다.In addition, in the present embodiment, the power generation unit 140 may form a damping part 143 that is formed such that a part located lower than the position of the turbine 142 becomes gradually smaller in the transverse cross-sectional area from the lower part to the upper part, This is to increase the speed of the spiral-shaped airflow rising from the second flow space 131 and to increase the power generation efficiency by concentrating the airflow in the region where the turbine 142 is located.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 임의의 발전시설(10, 20)로부터 생성된 잔류 전력을 활용하여 압축기(200)를 통해 공기 압축을 수행하는 동시에 발전기(100)를 통해 축열을 수행하므로, 대기 상태에서 에너지를 보다 효율적인 형태로 저장할 수 있으며, 필요 시 압축기(200)를 통해 공급되는 압축공기를 가열하여 발생하는 나선 형태의 기류를 통해 발전을 수행함에 따라 소정의 전력공급대상(50)에 즉시 공급이 가능하다.As described above, the present invention performs air compression through the compressor 200 by utilizing the residual power generated from any power generation facilities 10 and 20 and performs heat storage through the generator 100 at the same time, so the standby state energy can be stored in a more efficient form in This is possible.

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 잔류 전력 활용 방식을 가지는 발전장치에 있어서, 압축공기유입유닛(110)에 복수 개의 축열히터(120)가 구비된 모습을 나타낸 도면이다.5 is a view showing a state in which a plurality of heat storage heaters 120 are provided in the compressed air inlet unit 110 in the power generation device having the residual power utilization method according to the second embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 본 발명의 제2실시예의 경우, 발전기(100)의 압축공기유입유닛(110)에 복수 개의 축열히터(120)가 병렬로 배열된다는 특징을 가진다.In the case of the second embodiment of the present invention shown in FIG. 5 , a plurality of heat storage heaters 120 are arranged in parallel in the compressed air inlet unit 110 of the generator 100 .

즉 본 실시예는 복수 개의 축열히터(120)를 서로 개별적으로 제어할 수 있도록 형성되어, 일부의 축열히터(120)만을 선택적으로 운용할 수도 있으며, 또는 모든 축열히터(120)를 운용할 수도 있다.That is, in the present embodiment, the plurality of thermal storage heaters 120 can be individually controlled from each other, so that only some thermal storage heaters 120 may be selectively operated, or all thermal storage heaters 120 may be operated. .

따라서 본 실시예의 경우 복수 개의 축열히터(120)의 선택적 운용을 통해 발전 시간을 증가시키거나, 조절이 가능하도록 할 수 있다.Therefore, in the present embodiment, it is possible to increase the power generation time or to enable adjustment through the selective operation of the plurality of thermal storage heaters 120 .

특히 각각의 축열히터(120)는 압축공기유입유닛(110)으로부터 탈착 가능하게 형성될 수 있다.In particular, each heat storage heater 120 may be formed detachably from the compressed air inlet unit (110).

이에 따라 송전 선로 없이 임의의 발전시설(10, 20)에서 인접한 위치에 축열히터(120)를 구비하여, 발전시설(10, 20)을 통해 발전한 전기로 외부에서 축열을 수행하여 축열히터(120)에 저장한 후, 배, 차량 등과 같은 운송 수단을 통해 운송하여 본 발명의 발전기(100)에 장착하는 것이 가능하다.Accordingly, a thermal storage heater 120 is provided at an adjacent position in any power generation facility 10, 20 without a power transmission line, and heat storage is performed outside the electric furnace generated through the power generation facility 10, 20, and the thermal storage heater 120. After being stored in the, it is possible to be mounted on the generator 100 of the present invention by transporting it through a transportation means such as a ship or a vehicle.

도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 잔류 전력 활용 방식을 가지는 발전장치에 있어서, 발전기(100)에 구비되는 외기유입유닛(130)의 횡단면 모습을 나타낸 도면이다.6 is a view showing a cross-sectional view of the outdoor air inlet unit 130 provided in the generator 100 in the power generation device having the residual power utilization method according to the third embodiment of the present invention.

도 6에 도시된 본 발명의 제3실시예에서는, 외기유입유닛(130)의 외기유입홀(132) 각각에 외기도입관(150)이 더 구비된다는 특징을 가진다.In the third embodiment of the present invention shown in FIG. 6 , an outdoor air inlet pipe 150 is further provided in each of the outdoor air inlet holes 132 of the outdoor air inlet unit 130 .

이와 같은 외기도입관(150)은 외기를 외기유입유닛(130) 내측의 제2유동공간(131) 측으로 유입시키도록 구비되며, 외기유입유닛(130)의 측벽 둘레 법선 방향에 대해 경사진 소정 각도로 연결될 수 있다.Such an outdoor air inlet pipe 150 is provided to introduce the outdoor air into the second flow space 131 inside the outdoor air inlet unit 130, and a predetermined angle inclined with respect to the normal direction around the side wall of the outdoor air inlet unit 130. can be connected to

특히 본 실시예의 경우 외기도입관(150)은, 외기가 유입되며 제1내경을 가지는 외기유입부(151)와, 외기유입유닛(130)의 외기유입홀(132)에 고정되어 유입된 외기를 제2유동공간(131) 측으로 배출시키며, 제1내경보다 작은 제2내경을 가지는 외기배출부(153)를 포함하는 형태를 가진다.In particular, in the case of the present embodiment, the outdoor air inlet pipe 150 is fixed to the outdoor air inlet 151 having a first inner diameter and the outdoor air inlet hole 132 of the outdoor air inlet unit 130 through which outdoor air is introduced. It discharges to the second flow space 131 side, and has a form including an outdoor air discharge unit 153 having a second inner diameter smaller than the first inner diameter.

이와 같이 외기배출부(153)의 내경이 외기유입부(151)보다 작게 형성되는 외기도입관(150)의 형태에 따라, 외기유입부(151)를 제1유속(v1)으로 통과한 외기는 연결부(152)를 통과한 후 외기배출부(153)에서 제1유속(v1)보다 빠른 제2유속(v2)으로 진행하여 제2유동공간(131) 측으로 배출됨에 따라 나선 기류의 상승력을 보다 향상시킬 수 있으며, 발전 효율을 극대화할 수 있게 된다.As described above, according to the shape of the outdoor air inlet pipe 150 in which the inner diameter of the outdoor air outlet 153 is smaller than that of the outdoor air inlet 151, the outdoor air passing through the outdoor air inlet 151 at a first flow rate (v 1 ) After passing through the connection part 152, the outside air discharge unit 153 proceeds to a second flow velocity v 2 that is faster than the first flow velocity v 1 , and is discharged toward the second flow space 131. As a result, the upward force of the spiral air flow can be further improved, and power generation efficiency can be maximized.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.As described above, preferred embodiments according to the present invention have been described, and the fact that the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit or scope of the present invention in addition to the above-described embodiments is a fact having ordinary skill in the art. It is obvious to them. Therefore, the above-described embodiments are to be regarded as illustrative rather than restrictive, and accordingly, the present invention is not limited to the above description, but may be modified within the scope of the appended claims and their equivalents.

10, 20: 발전시설
50: 전력공급대상
100: 발전기
110: 압축공기유입유닛
111: 제1유동공간
120: 축열히터
121: 연통공간
130: 외기유입유닛
131: 제2유동공간
132: 외기유입홀
140: 발전유닛
141: 제3유동공간
142: 터빈
143: 감폭부
150: 외기도입관
151: 외기유입부
152: 외기배출부
200: 압축기
10, 20: power plant
50: power supply target
100: generator
110: compressed air inlet unit
111: first flow space
120: heat storage heater
121: communication space
130: outside air inlet unit
131: second flow space
132: outside air inlet hole
140: power generation unit
141: third flow space
142: turbine
143: damping part
150: external introduction hall
151: outside air inlet
152: outdoor air outlet
200: compressor

Claims (7)

임의의 발전시설에 의해 생성된 잔류 전력을 통해 공기 압축을 수행하는 압축기;
상기 발전시설에 의해 생성된 잔류 전력을 통해 축열을 수행하여, 상기 압축기를 통해 하부에서 상부로 유동되는 압축공기를 가열하는 축열히터;
가열된 압축공기의 유동공간과 연결되어 상기 가열된 압축공기의 상승시 외부 공기가 측 방향에서 경사진 각도로 유입되도록하는 외기유입유닛,
상기 가열된 압축공기의 상부 유동시 측 방향에서 유입된 외부 공기가 만나 형성된 나선 형태의 기류에 의한 상승력에 의해 회전하는 터빈을 포함하는 발전유닛을 이용하여 전력을 생산하는 발전기;를 포함하는 잔류 전력 활용 방식을 가지는 발전장치.
a compressor for performing air compression through residual power generated by any power generation facility;
a thermal storage heater for heating the compressed air flowing from the lower part to the upper part through the compressor by performing thermal storage through the residual power generated by the power generation facility;
An outdoor air inlet unit connected to the flow space of the heated compressed air so that the outside air is introduced at an inclined angle from the lateral direction when the heated compressed air rises;
Residual power including; a generator for generating power using a power generation unit including a turbine rotating by an ascending force generated by a spiral air flow formed by meeting the external air introduced from the lateral direction during the upper flow of the heated compressed air A power plant with a usage method.
제1항에 있어서, 상기 발전기는,
내부에 상하 개구된 형태로 형성되어 상기 압축기를 통해 공급된 압축공기가 하부에서 상부로 유동되는 제1유동공간이 형성된 압축공기유입유닛;을 더 포함하고,
상기 축열히터는 상기 제1유동공간 내에 구비되어 상기 제1유동공간에 유입된 압축공기를 가열하도록 구성되며;
상기 외기유입유닛은 상기 압축공기유입유닛의 상부에 구비되며, 내부에 상하 개구되어 상기 제1유동공간과 연통되는 제2유동공간이 형성되고, 측벽에는 외부의 공기가 측벽 둘레의 법선 방향에 대해 경사진 각도로 유입되도록 하여 상기 축열히터에 의해 가열된 압축공기와 함께 나선 형태의 기류를 형성하고;
또한, 상기 발전유닛은 상기 외기유입유닛의 상부에 구비되며, 내부에 상하 개구되어 상기 제2유동공간과 연통되는 제3유동공간이 형성되고, 상기 제3유동공간 내에 구비되어 상기 제2유동공간으로부터 상승하는 나선 형태의 기류를 통해 전력을 생성하는 터빈을 포함하는,
잔류 전력 활용 방식을 가지는 발전장치.
According to claim 1, wherein the generator,
The compressed air inlet unit is formed in an upper and lower open shape and has a first flow space in which the compressed air supplied through the compressor flows from the lower part to the upper part;
the heat storage heater is provided in the first flow space and is configured to heat the compressed air introduced into the first flow space;
The outside air inlet unit is provided on the upper side of the compressed air inlet unit, and is vertically opened therein to form a second flow space communicating with the first flow space, and external air is provided on the side wall in a normal direction around the side wall. to be introduced at an inclined angle to form a spiral-shaped airflow together with the compressed air heated by the thermal storage heater;
In addition, the power generation unit is provided on the upper portion of the outdoor air inlet unit, is vertically opened therein to form a third flow space communicating with the second flow space, and is provided in the third flow space to provide the second flow space. Including a turbine that generates electric power through a spiral-shaped airflow rising from
A power generation device having a residual power utilization method.
제2항에 있어서,
상기 압축공기유입유닛의 측벽은 단열 재질로 형성되는,
잔류 전력 활용 방식을 가지는 발전장치.
3. The method of claim 2,
The side wall of the compressed air inlet unit is formed of a heat insulating material,
A power generation device having a residual power utilization method.
제2항에 있어서,
상기 축열히터의 내부에는 상기 제1유동공간으로 유입된 압축공기를 상기 제2유동공간 측으로 유동시키는 연통공간이 형성된,
잔류 전력 활용 방식을 가지는 발전장치.
3. The method of claim 2,
A communication space for flowing the compressed air introduced into the first flow space toward the second flow space is formed in the heat storage heater,
A power generation device having a residual power utilization method.
제2항에 있어서,
상기 외기유입유닛의 둘레를 따라 복수 개의 외기유입홀이 소정 간격으로 형성되는,
잔류 전력 활용 방식을 가지는 발전장치.
3. The method of claim 2,
A plurality of outdoor air inlet holes are formed at predetermined intervals along the circumference of the outdoor air inlet unit,
A power generation device having a residual power utilization method.
제2항에 있어서,
상기 발전유닛은,
상기 터빈의 위치보다 하부에 위치된 일부가 하부에서 상부로 갈수록 횡 방향 단면적이 점차 작아지도록 형성되는 감폭부를 형성하는,
잔류 전력 활용 방식을 가지는 발전장치.
3. The method of claim 2,
The power generation unit is
A part located below the position of the turbine forms a damping part formed so that the lateral cross-sectional area becomes gradually smaller from the lower part to the upper part,
A power generation device having a residual power utilization method.
제1항에 있어서,
상기 압축기는,
압축 공기를 저장하는 복수 개의 압축공기탱크를 포함하는,
잔류 전력 활용 방식을 가지는 발전장치.
According to claim 1,
The compressor is
Containing a plurality of compressed air tanks for storing compressed air,
A power generation device having a residual power utilization method.
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