KR20000012441A - 양동력(揚動力) 유압터빈을 이용한 발전방법 및 그 장치 - Google Patents

양동력(揚動力) 유압터빈을 이용한 발전방법 및 그 장치 Download PDF

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KR20000012441A
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Abstract

본 발명은 양동력(揚動力) 유압터빈을 이용한 발전방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 발전용 에너지를 시소와 지렛대의 원리를 이용하여 발생되는 물리적인 힘(기계적 에너지)을 전기에너지로 바꾸는 양동력 유압터빈을 이용한 발전방법과, 양동력(揚動力)을 얻기 위한 방법으로서, 수직중심기둥부의 중심축을 중심으로 수평지지대가 상하방향으로 왕복운동하는 시소작용단계; 양동력을 발생시키는 시소부의 수평지지대의 끝점을 상하방향으로 왕복작동하도록 상하작동수단부를 형성하는 단계; 시소부가 작용하는 작용점(힘점)을 기점으로 중심축 반대방향에 양동력 유압펌프가 압축과 흡입을 반복하여 고(高)유압을 발생시키는 양동력발생단계; 상기 양동력 유압펌프에서 발생되는 고(高)유압을 터빈부에 토출하여 그 회전력으로 발전할 수 있도록 양동력(揚動力) 유압터빈을 이용하는 단계로 구성되는 발전방법 및 그 장치를 제공하여 새로운 청정에너지를 여는 뛰어난 효과가 있으므로 대체에너지 산업상 매우 유용한 발명이다.

Description

양동력(揚動力) 유압터빈을 이용한 발전방법 및 그 장치 {Method and device for generating electricity using hydraulic lift power turbine}
본 발명은 양동력(揚動力) 유압터빈을 이용한 발전방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 본 발명은 발전용 에너지를 시소와 지레의 원리를 이용하여 발생되는 물리적 힘인 기계적 에너지를 전기에너지로 바꾸는 양동력(揚動力) 유압터빈을 이용한 발전방법 및 그 장치에 관한 것이다.
종래의 화력발전소는 석탄 또는 석유등의 에너지원을 이용하여 증기터빈을 가동하여 발생되는 전기에너지를 얻고, 원자력발전소에서는 우라늄을 에너지원으로 사용하여 발생되는 열에너지를 이용하여 증기터빈을 가동하여 전기에너지를 얻었다.
그러나, 이러한 종래의 화력발전소나 원자력 발전소는 발전시설을 하는 건설비용이 고가이며 투입되는 에너지원에서 얻는 전기에너지는 투자에 비하여 효율이 적은 문제점이 있었다.
또한, 발전소에서 발생되는 대기오염과 수질의 오염 특히 방사선 오염으로 인한 피해가 노출되어 있는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 발전용 에너지를 시소와 지레의 원리를 이용하여 발생되는 고(高)유압의 물리적 힘을 기계적 에너지를 통하여 전기에너지로 바꾸는 양동력(揚動力) 유압터빈을 이용한 발전방법 및 그 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 발전시설의 건설이 쉽고 건설비용 및 공기의 단축으로 많은 시설을 할 수 있으며 특히 자원소모와 공해의 발생이 없는 양동력(揚動力) 유압터빈을 이용한 발전방법 및 그 장치를 제공하는 데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 양동력(揚動力) 유압터빈을 이용한 발전방법 및 그 장치는 수직중심기둥부를 중심축으로 수평지지대를 상하방향으로로 작동하여 양동력을 발생시키는 시소부와, 상기 시소부의 수평지지대와 중심기둥부의 중심축으로 장방형으로 다수의 양동력 유압펌프를 장착하고, 양동력을 발생시키는 시소부의 수평지지대의 끝점을 상하방향으로 왕복운동 하도록 구성된 상하작동수단부를 장착하고, 상기 다수의 양동력 유압펌프에서 발생되는 고(高)유압을 터빈부에 공급하여 그 회전력으로 발전할 수 있는 발전기를 포함한 터빈부를 구성함으로써 달성하였다.
도 1은 본 발명의 지렛대 원리를 도시한 상태도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예의 양동력(揚動力) 유압터빈을 이용한 발전장치를 도시한 사시도,
도 3은 본 발명의 양동력(揚動力) 유압터빈을 이용한 발전장치의 양동력 유압펌프를 도시한 상태도,
도 4는 본 발명의 양동력(揚動力) 유압터빈을 이용한 발전장치의 측면도,
도 5는 본 발명의 양동력(揚動力) 유압터빈을 이용한 발전장치를 도시한 사용 상태도,
도 6a는 본 발명의 양동력(揚動力) 유압터빈을 이용한 발전장치의 터빈부를 도시한 측단면도,
도 6b는 본 발명의 양동력(揚動力) 유압터빈을 이용한 발전장치의 터빈부를 도시한 부분단면도,
도 7은 본 발명의 다른 실시예의 상하작동수단부를 1개로 작동되는 사용상태도,
도 8은 본 발명의 또 다른 일실시예의 양동력(揚動力) 유압터빈을 이용한 발전장치를 도시한 사시도,
도 9는 도 8의 사용상태도,
도 10은 본 발명의 발전장치용 양동력 유압터빈을 발전하기 위해 다수개 일렬로 배열된 발전소의 상태도,
도 11은 본 발명의 양동력(揚動力) 유압터빈을 이용한 터빈부를 크랭크아암을 이용한 사용상태도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 철구조물20 : 콘크리트
30 : 기초콘크리트부40 : 수직중심기둥부
50 : 양동력 유압펌프60 : 수평지지대
70 : 터빈축80 : 터빈브레이드
90 : 고(高)유압집합부100 : 발전기부
120 : 중심축130 : 차실
140 : 터빈부150 : 모터
160 : 케이블170 : 유압호스
180 : 오일배출구190 : 힌지
200 : 분사노즐210 : 시소부
220 : 상하작동수단부230 : 가압펌프
240 : 주탱크250 : 클러치
260 : 승압펌프270 : 정역회전변속부
280 : 서지탱크290 : 풀리(Pulley)
300 : 본체부
본 발명의 구성을 설명하기 앞서 양동력과 유압터빈을 설명하면;
도 1에 도시한 지렛대의 원리를 설명하면, 먼저 양동력 구동모터가 회전하여 양동력 발생시키는 시소부의 수평지지대의 끝부분 힘점에 연결하여 상하로 당기는 작용을 반복하면 작은 힘으로 큰 힘을 발휘하는 지렛대의 원리는;
FL = F'L' (F: 작용하는 힘, L: 작용점의 거리, F' 받는 힘, L: 받침점의 거리)
상기의 식에서 알 수 있듯이 작용하는 힘과 작용점의 거리는 받는 힘과 받는점의 거리에 비례하므로 본 발명의 실시예에서 시소부의 수평빔 한쪽의 길이를 10m로 하고 1ton의 힘을 가했을 때 받침점 반대쪽 1m길이의 일지점에는 10ton의 힘이 작용하여 양동력 유압펌프내의 오일을 10톤의 압력으로 토출되는 오일의 힘으로 터어빈을 회전시키는 원리를 이용하였다.
먼저, 양동력은 시소의 중심점을 받침점(A), 양편끝을 힘점의 지점(P, P')으로 하고 그 각점에 작용하는 힘의 크기(P, P')에 비례하는 지점으로 지렛대를 형성하여 힘점에 가하는 힘을 양동력이라 한다.
일실시예로;
회전수가 약 1,800rpm으로 회전되는 3Hp의 모터의 T(Torque)는 119.36Kg·㎝이며 이를 감속기(60:1)를 통하여 감속시에 발생되는 회전수는 약30rpm과, T는 7,162Kg·㎝가 나옴으로써, T가 60배로 증가됨을 알 수 있다.
먼저 3Hp의 모터를 감속기(60:1)통하여 감속시에는 약30rpm를 얻을 수 있으며; 지렛대의 원리에 따라 모터에서 당기를 힘을 알아야 하므로 B지점의 10배에 해당되는 B'에 작용하는 힘은; (중심점을 받침점(A), 양편끝을 힘점의 거리지점(L, L')각각 5m : 0.5m로 하고 그 각점에 작용하는 힘의 크기(P, P')에 비례하는 지점에는 거리 10배가 작용됨)
Hps= Pㆍv/ 75= Pㆍrw/ 75
P= 75ㆍHps / rw 이며,
상기의 식에서 구하고자 하는 P는
P=75 * 3 / 5*3,14(w= 3,14㎮)
상기의 식에서와 같이 3Hps 모터가 시소부에 작용하는 힘의 크기(P)=14.33㎏이며.
상기의 작용하는 힘의 크기(P)=14.33㎏를 L점 즉 5m지점에서 작용하며 지레의 원리에 따라 힘의 발생부 L'점 즉 0.5m지점에서는 거리에 비례하여 10배의 힘(P')인 143.3㎏이 발생됨을 알 수 있다.
상기의 식에서 알 수 있듯이 작용하는 힘과 작용점의 거리는 받는 힘과 받는점의 거리에 비례하므로 본 발명의 실시예에서 시소부의 수평빔 한쪽의 길이를 10m로 하고 1ton의 힘을 가했을 때 받침점 반대쪽 1m길이의 일지점에는 10ton의 힘이 작용하여 양동력 유압펌프내의 오일을 10ton의 압력으로 토출되는 오일의 힘으로 터어빈을 회전시키는 원리를 이용하였다.
따라서 본 발명의 상기의 원리에 따라 양동력(揚動力) 유압터빈을 이용한 발전방법은 수직중심기둥부의 중심축을 중심으로 수평지지대가 상하방향으로 왕복운동하는 시소작용단계;
양동력을 발생시키는 시소부의 수평지지대의 끝점을 상하방향으로 왕복작동하도록 상하작동수단부를 형성하는 단계;
시소부가 작용하는 작용점(힘점)을 기점으로 중심축 반대방향에 양동력 유압펌프가 압축과 흡입을 반복하여 고(高)유압을 발생시키는 양동력발생단계;
상기 양동력 유압펌프에서 발생되는 고(高)유압을 터빈부에 토출하여 그 회전력으로 발전할 수 있도록 이루어진다.
먼저, 일예를 토하여 설명하면 유압터빈은 브레이드가 터빈축 철구조물 중앙 또는 좌우에 각각 1개 이상 장착되어 차실에 수용되고 축은 차실 밖의 다른 터빈축 구조물 베어링에 지지되어 다른 축 구조물로 이어진다. 또한 터빈축이 차실을 통과하는 곳에는 유압의 누설을 방지하기 위하여 밀봉패킹이 장착되어 있다. 양동력 유압펌프의 유압은 고(高)유압집합부, 압력조절밸브를 지나 노즐을 통하여 차실에 분사되고 다단의 브레이드를 회전시켜 터빈축을 회전시킨다.
또한, 양동력 유압펌프는 시소 좌우 양편에 각각 1개 이상 일점에 장착하여 힘과 용량을 크게 하도록 하였다.
다음, 양동력 유압터빈의 작동원리를 설명한다. 시소양편 힘점에 설치한 모터를 가동하여 시소를 회전시키면 모터의 용량에 해당하는 힘의 크기만큼의 양동력이 발생한다. 이 힘은 받침점을 통하여 지렛대의 원리에 비례한 힘으로 변하여 일점에 장착된 양동력 유압펌프에 전달되며 이때 압축된 유압은 고(高)유압집합부와 압력조절밸브의 작동으로 노즐을 통해 분출되어 터빈 브레이드를 회전시켜 터빈축을 회전시킨다.
다음 유류탱크와 연결된 가압펌프를 작동하여 양동력 유압펌프에 유류가 공급되고 양동력 유압펌프의 압력을 받게되면 체크밸브에 의해 유입이 차단되도록 구성되어 유입과 찬단이 원활이 이루도록 하였다.
한편, 배출된 오일은 서지탱크(280)에 모여지고 다시 양동력 유압펌프에(50) 의해 탱크에 보내지고 가압펌프(230)를 통해 계속해서 양동력 유압펌프에 공급된다.
본 발명의 양동력(揚動力) 유압터빈을 이용한 발전방법 및 그 장치 의 시소부 양쪽 끝 힘점에 가해지는 모터의 용량에 따라 양 동력의 힘과 압력이 달라지고 이에 용량과 수량에 적합한 양동력 유압펌프가(50) 일점에 장착되고 양동력 유압펌프에서 발생되는 고유압을 집합하는 고(高)유압집합부(90)와, 상기 고(高)유압집합부(90)의 출구부에 장착되어 터빈에 일정한 압력을 공급하도록 압력조절밸브와, 노즐(200)과 터빈 브레이드(80)로 구성된 터빈부(140)구성된다. 또한 양동력 유압터빈은 양동력을 발생시키는 시소부의 회전시 양쪽의 회전과정의 힘의 공백을 극복하기 위하여 최소한 시소 2대를 1조로 하는 것을 기본으로 하고 힘과 회전속도를 높이기 위하여 2조 이상을 집합하여 유압터빈이 구성되며, 이때 시소 2대를 기본으로 하는 1조에 필요한 에너지를 기초에너지라 하며 불씨(핵)하고 그 1조에서 발생하는 발전량으로 발전소 전체 양동력 전력으로 자체 충당한다.
이렇게 발전된 전력은 자원소모 없이 기초에너지가 되어 전선이 도달하는 곳이면 어디서나 제 2, 3의 양동력 발전소가 가동되도록 대단위의 발전소를 설비하여 얻고자하는 에너지를 얻을 수 있게 될 것이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예의 양동력 유압터빈을 이용한 발전장치를 상세히 설명한다.
도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 양동력(揚動力) 유압터빈을 이용한 발전장치는 양동력을 발생시키는 시소부와 터빈부를 분리하도록 구성되도록 수직중심기둥부(40)를 중심축으로 수평지지대(60) 상하로 작동되는 시소부(210); 상기 시소부(210)의 수평지지대(60)와 중심기둥부의 중심축으로 다수의 양동력 유압펌프가 장착되어 시소부(210)의 수평지지대(60)의 끝점을 상하로 왕복작동 상하작동수단부(220)를 장착하고; 상기 다수의 양동력 유압펌프에서 발생되는 고(高)유압을 터빈부(140)에 공급하여 그 회전력으로 발전할 수 있는 발전부로 구성된다.
먼저, 상기 중심부기둥부(40)는 두 개의 수직보로 형성되며, 그 상단에는 상단지지축(40-1)과, 시소부(210)의 수평지지대(60)의 중심축(120)과, 하단지지축 (40-2)이 형성된다.
상기 상단지지축(40-1)에 실린더를 유동되도록 힌지(190) 고정하고, 상기 실린더의 로드는 상하로 작동되는 시소부(210)의 수평지지 축에 힌지(190) 결합되어 고정되어 수평지지대(60)는 좌/우측부축(60-1,60-2)과 수직중심기둥부의 상하단지지축(40-1, 40-2)에 각각의 양동력 유압펌프의 실린더와 로드가 연결되며 연결부는 힌지(190) 결합되어 결합부가 유동되도록 구성된다.
다음 오일공급수단부는 각유압펌부에 공급되는 오일을 각각 가압 공급하도록 공급 및 배출오일호스(170-1,170-2)와, 가압펌프와, 다지관, 탱크를 포함하여 구성된다.
한편 고(高)유압을 발생하는 양동력 유압펌프에 각각 공급하도록 공급호스 또는 파이프로 다지관(90-2)에 연결되고, 그 다지관에는 오일을 가압하도록 가압펌프(230)가 장착되어 오일탱크(240)로 부터의 오일을 다지관에 가압하여 양동력 유압펌프(50)에 빠르게 공급하도록 구성된다.
또한, 고(高)유압집합부(90)는 다수의 양동력 유압펌프에서 발생되는 고(高)유압을 한곳으로 모이도록 오일호스와, 다지관(90-1)과, 탱크와, 터빈부(140)에 오일을 공급압력을 조절하도록 압력조절부를 포함하여 구성된다.
먼저, 다수의 양동력 유압펌프(50)에서 많은 양의 오일이 가압되어 토출되므로 그 오일을 모이도록 다지관을 장착하여 오일호스 또는 파이프를 연결하여 집유하고 그 집유된 고(高)유압을 일정한 압력으로 강하게 토출시켜 터빈을 회전하도록 형성된다.
다음에 상기 상하작동수단부(220)는 시소부(210)의 수평지지대(60) 좌/우측부의 끝단에 연결부를 형성하고, 상기 연결부에 케이블(160)을 연결하여 수평지지대(60)가 상하방향으로 왕복운동하도록 장착된 풀리(Pulley)(290)와, 정/역회전변속부(270)와, 클러치(250)와, 모터(150)로 구성된다.
상기 시소부(210)의 수평지지대(60)의 양끝단의 연결부에 케이블(160)을 연결하여 폴리(Pulley)를 연결하고, 그 풀리(Pulley)(290)는 정/역회전변속부(270)의 축에 고정된다. 상기 정역회전변속부(270)는 클러치(250)에 의해 변속되며 클러치(250)는 전자식 클러치 또는 자동변속클러치를 사용하여 회전방향을 정방향 또는 역방향으로 변속되도록 장착되어 구동 모터(150)의 회전력과 방향을 클러치 (250)에 의해 정/역회전변속부(270)가 작동되도록 구성된다.
다음 상기 발전기부는 유압펌부에서 발생되는 고(高)유압을 고(高)유압집합부(90)에서 노즐(200)을 통하여 다단의 브레이드(80)가 형성된 터빈을 회전시켜 전기에너지를 얻는 발전기부를 포함하여 구성되어 노즐을 통해서 다단의 브레이드를 강하게 때려 발전기의 회전체를 회전시켜 얻고자하는 전기에너지를 얻을 수 있도록 구성된다.
한편, 상기 중앙제어부는 수평지지대(60)의 끝점과 하단의 쿠숀부(110)의 일정부에 감지센서를 장착하여 그 끝점이 일정지점의 수평지지대(60)의 회전각에 도달하면 감지하여 자동 클러치를 작동하여 정역회전변속부(270)의 방향을 바꾸도록 장착된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 발전용 양동력 유압터빈 발전장치의 작용을 상세히 설명한다.
먼저, 상기 시소부(210)의 수평지지대(60)를 상하로 작동하도록 수평지지대 (60) 일측부에 장착된 상하작동수단부(220)의 모터(150)를 작동하여 클러치(250)를 통하여 정역회전변속부(270)를 통하여 동력을 풀리(Pulley)(290)에 전달하여 회전시켜 그 회전력에 의해 케이블(160)을 감아 수평지지대(60)를 하단으로 당기도록 작동시킨다. 이때 수평지지대(60)가 하단의 일정지점에 도달하면 스프링부에 장착된 감지센서가 감지하여 기입력신호를 중앙제어부를 보내고 중앙제어부의 신호에 따라 클러치(250)가 작동하여 회전방향이 바뀌도록 정역회전변속부(270)를 변속한다.
이때, 다른 일측부의 수평지지대(60)에 상하작동부의 정역회전변속부(270)는 풀리(Pulley)(290)의 회전방향이 반대 방향으로 회전하도록 중앙제어부에 의해 통제받는다. 즉 일측부의 상하작동수단부(220)가 수평지지대(60)를 당기면 다른 일측부의 상하작동수단부(220)는 케이블(160)을 풀어 주도록 작동한다.
이러한 시소부(210)의 상하작용을 함으로써, 정방형으로 장착된 복렬의 양동력 유압펌프가 오일을 가압하여 고(高)유압을 발생하여 다지관(90-1)을 통해 고유압집합부(90)에 모여지며, 모여진 고(高)유압을 일정한 압력으로 터어빈에 공급되어 다단의 브레이드(80)에 때리는 토출압력을 고르게 하여 진동을 방지하며 원하는 회전비를 얻을 수 있어 발전부가 발전하여 얻고자하는 전기에너지를 얻을 수 있도록 작동된다.
도 7에 도시한 본 발명의 다른 실시예의 양동력(揚動力) 유압터빈을 이용한 발전방법 및 그 장치 는 시소부(210)의 수평지지대(60) 양끝단의 연결부에 케이블 (160)을 연결하여 양끝단을 하나의 상하작동수단부(220)로 작동하도록 구성된다.
먼저, 양끝단은 "H"형 보조대(60-3)가 형성하여 그 보조대의 중앙에 연결부를 형성하고 상기 연결부에 케이블(160)을 상하작동수단부(220)의 풀리(Pulley) (290)에 감고 케이블(160)의 끝단을 다른쪽 수평지지대(60)의 "H"형 보조대의 중앙연결부에 고정하도록 구성된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 다른 실시예의 양동력(揚動力) 유압터빈을 이용한 발전장치의 작용을 상세히 설명하면 구동모터를 회전하면 클러치(250)를 통하여 정역회전변속부(270)에 감소된 동력이 풀리(Pulley)(290)를 회전시키면 일측의 케이블(160)은 당겨지고 다른일측의 케이블(160)은 풀리(Pulley)(290)면서 시소부 (210)의 수평지지대(60)는 상하로 작동한다. 이때 수평지지대(60)의 양끝단에 닿는 그 회전각의 위치에 쿠숀부(110)를 장착하고 그 쿠숀부(110)의 일정위치에 위치감지센서를 장착하여 수평지지대(60)의 회전각이 하단방향으로 작동한 지점을 감지하여 풀리(Pulley)(290)가 역회전되도록 클러치(250)가 작동하여 정역회전변속부 (270)를 변속하여 풀리(Pulley)(290)의 회전방향이 바뀐다. 이러한 작용을 반복함으로 양동력 유압펌프(50)에는 연속적으로 고(高)유압을 얻어 터빈부를 회전시키므로 써, 얻고자하는 전기에너지를 얻을 수 있도록 작용한다.
도 8 내지 도 10에 도시한 본 발명의 또 다른 실시예의 양동력(揚動力) 유압터빈을 이용한 발전방법 및 그 장치 는 양동력을 발생시키는 시소부와 터빈부를 일체형으로 구성하도록 지면에 구조물을 고정하기 위해 콘크리트(20)를 타설한 기초콘크리트부(30)와, 상기의 기초콘크리트에 고정되는 수직중심기둥부(40)를 중심축으로 수평지지대(60) 상하로 작동되는 양동력을 발생시키는 시소부(210)와, 다수의 양동력 유압펌프에서 발생되는 고유압을 터빈부(140)에 공급하여 그 회전력으로 발전할 수 있는 발전기를 일체형의 본체부(300)로 구비하도록; 지면에 구조물을 고정하기 위해 콘크리트를 타설한 기초콘크리트부(30)와, 상기의 기초콘크리트에 고정되는 터빈부를 포함한 수직중심기둥부(40)와; 상기 수직중심기둥부(40)의 철구조물의 상부에 설치되며 내부에 코일과 회전체를 포함한 발전부(100)와 상기 발전부의 좌우측에 설치되는 발전부의 회전축에 다단의 브레이드(80)가 장착된 터빈부 (140)를 포함한 본체부(300)와; 상기 유압 터빈부(140)에 고압의 오일을 연속적으로 공급하여 터빈을 돌리도록 직렬형으로 다수개의 양동력 유압펌프(50)를 시소부(210)의 중심축(120)인 받침점을 중심으로 대칭으로 설치되도록 구성된 양동력을 발생기키는 시소부(210)와; 상기 시소부(210)의 수평지지대(60) 좌/우측부의 끝점에 연결부(160-1)를 형성하고 상기 연결부에 케이블(160)을 연결하여 수평지지대(60)가 상/하방향으로 왕복운동하도록 풀리(Pulley)(290)와, 정역회전변속부 (270)와, 클러치(250)와, 모터로 구성된 클러치(250)에 의해 정역회전변속부(270)에 연결된 풀리(Pulley)(290)가 정역회전되도록 구성된 상하작동수단부(220)를 포함하여 구성된다.
상기의 기초콘크리트부(30)는 지면에서 지하로 땅을 파내어 기초를 다진 후에 철구조물(10)을 설치한 다음 콘크리트(20)를 타설하여 기초부를 단단하게 시공한다.
상기의 발전부를 포함한 철구조물을 중심기둥부에 일체로 형성하여 하부가 기초콘크리트부(30)에 고정되어 있으며 상부의 유압터빈인 본체부(300)를 지지하므로 가장 많은 하중이 집중되므로 강한 재질과 진동 및 응력의 작용시 견딜 수 있는 철구조물로 이루어진다. 또한 터빈축 철구조물의 받침점에 시소부(210)의 중심부가 중심축(120)에 의해 장착된다.
상기 유압터어빈인 본체부(300)는 터빈축 철구조물인 중심기둥부(40)에 설치되며 상부에는 고(高)유압집합부(90)가 장착되어 양동력 유압펌프(50)에서 토출되는 오일이 노즐(200)에 의해 터빈부(140)의 다단의 브레이드(80)에 분사되도록 고(高)유압집합부(90)의 출구부에 압력조절밸브가 장착되어 진다.
또한, 터빈축(70)의 중앙 또는 좌우에 터빈부(140)가 장착되며 터빈부(140)의 차실(케이스)에 수용되고 축은 차실부 밖의 다른 축의 베어링(도시하지 않음)에 지지되어 다음축으로 이어진다.
다음 터빈축이 차실을 통과하는 곳에는 유압의 누설을 방지하기 위하여 밀봉패킹이 장착된다. 양동력 유압펌프의 가압된 고(高)유압은 고(高)유압집합부(90)를 통하여 압력조절밸브를 지나 터빈의 노즐을 통하여 차실에 분출되어 다단의 브레이드를 회전시키고 회전시킨 오일은 차실의 유압 배출구(180)를 통하여 서지탱크 (280)에 모여진다.
다음 가압펌프(230)는 양동력 유압펌프(50)에 오일을 공급하도록 설치하여 유량과 압력을 확대하고 터빈부(140) 좌우측으로 설치하여 힘과 용량을 크게 하도록 하였다.
상기 시소부(210)는 터빈축 철구조물의 받침점부분에 많은 힘을 받고 또한, 일점에 양동력 유압펌프가 장착되므로 두 개의 빔과 일축으로 수평빔이 형성된다. 철구조물 받침점의 축으로 시소부(210)의 중앙부분이 축(120)으로 고정되며 시소부(210)가 상하로 작동함에 따라 일점에 양동력 유압펌프(50)가 장착되며 끝부분 힘점에 시소부(210)의 수평빔을 상하로 작동하기 위하여 쉽도록 상하작동수단부 (220)가 장착된다.
상기 상하작동수단부(220)는 시소부(210)를 상하로 운동시키기 위해 양편끝 힘점 연결부에 상부로 당기거나 하부로 당기는 일을 반복하여 시소부(210)가 상하로 왕복운동을 하도록 모터(150)가 회전된다.
상기 양동력 유압펌프(50)는 양동력 유압터빈인 본체부(300)와 시소부(210) 사이에 장착되도록 힌지(190)부에 결착되어 자유로이 양동력 유압펌프(50)가 움직일 수 있도록 장착된다. 또한 양동력 유압펌프의 수를 증감하여 장착시 유압 용량을 높일 수 있다.
한편 오일을 분배하는 주탱크(240)는 오일을 공급하기 위해 저장되는 저장소로 각각의 양동력 유압펌프(50)로 공급되도록 가압펌프(230)가 장착된다.
다음 터빈부에 고압의 오일을 공급하여 유압에너지를 기계적 에너지로 변환시킨 오일이 다시 집합하도록 구성된다. 즉 서지탱크(280)는 터어빈 축(70)을 회전시키고 배출되는 오일이 모여지도록 하부에 장착되며 모여진 오일을 주탱크(240)로 보내주는 승압펌프(260)가 장착된다. 또한 각부분의 연결부는 고압의 오일호스 또는 파이프로 연결되어진다.
이와 같이 구성된 본 발명의 양동력 유압터빈을 이용한 발전장치의 작용을 상세히 설명한다.
먼저, 구동 모터(150)가 회전하여 시소부(210)의 수평지지대(60)를 상하로 작동시키면 터빈부(140)를 포함한 본체부(300)와 시소부(210)의 수평지지대(60)에 장착된 양동력 유압펌프(50)내의 유압을 가압하고 가압된 오일이 고(高)유압집합부 (90)로 보내진다. 다음 시소부(210)인 수평빔의 양쪽부분에 장착된 양동력 유압펌프(50)에서 토출되는 오일이 유압터빈인 몸체부(300)의 상부에 장착된 고(高)유압집합부(90)와 압력조절밸브에서 유압을 터빈 노즐(200)에 의해 터빈 브레이드(80)를 강하게 분사해 줌으로써 터어빈축(70)이 회전한다.
도 10에 도시한 본 발명의 발전용 양동력 유압터어빈이 다수개가 일렬로 설치되어 유압터빈이 완성된다. 이때의 힘의 조절을 위해 모터의 압력 회전속도 압력조절밸브 배출 유량 각종센서를 통해 조절하는 중앙콘트롤장치로 조절한다.
본 발명의 다른 실시예의 발전용 양동력 유압터어빈은 도 11에 도시된 바와 같이, 브레이드 대신에 왕복실린더를 장착한 것으로 크랭크아암(95)으로 형성된 터빈축(70')과 실린더(75)와 피스톤으로 구성되어 시소부(210)의 수평지지대(60)를 상하운동으로 인해 양동력 유압펌프가 고압의 오일을 토출하여 실린더내의 피스톤을 가압하여 피스톤을 상하로 작동되어 크랭크 아암을 회전시켜 터빈축이 회전하여 발전력을 얻는다.
본 발명은 상기 바람직한 실시예를 통하여 설명한 바와 같이, 발전용 에너지를 시소와 지렛대의 원리를 이용하여 발생되는 물리적 힘인 기계적 에너지를 전기에너지로 바꾸어 양동력 유압터빈으로 회전시켜 적은 힘으로 다량의 발전 에너지를 얻는 뛰어난 효과가 있다. 또한, 발전시설의 건설비용 및 공기의 단축으로 건설비용이 적게 소요되며 특히 자원소모 및 공해의 발생이 없는 뛰어난 효과가 있으므로 전력발전산업상 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (5)

  1. 수직중심기둥부의 중심축을 중심으로 수평지지대가 상하방향으로 왕복운동하는 시소작용단계;
    양동력을 발생시키는 시소부의 수평지지대의 끝점을 상하방향으로 왕복작동하도록 상하작동수단부를 형성하는 단계;
    시소부가 작용하는 작용점(힘점)을 기점으로 중심축 반대방향에 양동력 유압펌프가 압축과 흡입을 반복하여 고(高)유압을 발생시키는 양동력발생단계;
    상기 양동력 유압펌프에서 발생되는 고(高)유압을 터빈부에 토출하여 그 회전력으로 발전할 수 있도록 양동력 유압터빈을 이용하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 양동력 유압터빈을 이용한 발전방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 양동력발생단계는 그 양동력을 발생하는 양동력 유압펌프를 장방향으로 설치하여 이루어진 것을 특징으로 하는 양동력 유압터빈을 이용한 발전방법.
  3. 수직중심기둥부(40)를 중심축으로 수평지지대(60) 상하로 작동하여 양동력을 발생시키는 시소부(210);
    상기 시소부(210)의 수평지지대(60)와 중심기둥부의 중심축으로 장방형으로 다수의 양동력 유압펌프가 장착하고, 양동력을 발생시키는 시소부(210)의 수평지지대(60)의 끝점을 상하방향으로 왕복작동하도록 구성된 상하작동수단부(220)를 장착하고;
    상기 다수의 양동력 유압펌프(50)에서 발생되는 고(高)유압을 터빈부(140)에 공급하여 그 회전력으로 발전할 수 있는 발전부를 포함한 터빈부(140)로 구성된 것을 특징으로 하는 양동력 유압터빈을 이용한 발전장치.
  4. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 수직중심기둥부(40)는 두 개의 수직보로 형성되며, 상단에는 상단지지축(40-1)과, 시소부(210)의 수평지지대 중심축 (120)과, 하단지지축(40-2)으로 구성되고;
    상기 수평지지대(60)는 좌/우측축(60-1,60-2)과 중심부기둥부의 상/하단지지축(40-1,40-2)에 각각의 양동력 유압펌프(50)의 실린더와 로드가 연결되며 연결부는 힌지(190)결합되어 결합부가 유동되도록 구성되고;
    상기 양동력 유압펌프(50)에 공급되는 오일을 각각 가압 공급하도록 다지관과, 공급오일호스와, 가압펌프와 오일탱크를 포함한 오일공급수단부;
    상기 각양동력 유압펌프에서 발생되는 고(高)유압을 한곳으로 모이도록 오일호스와, 다지관과, 터빈부(140)에 공급되는 오일압력을조절하도록 압력조절부를 포함한 고(高)유압집합부(90);
    상기 시소부(210)의 수평지지대(60) 좌/우측부의 끝점 연결부에 케이블(160)을 연결하여 수평지지대(60)가 상하방향으로 왕복운동하도록 정역회전변속부(270)와, 풀리(Pulley)(290)와, 클러치(250)와, 모터로 구성되어 클러치(250)에 의해 정역회전변속부(270) 정역회전 되도록 구성된 상하작동수단부(220);
    상기 상하작동수단부(220)에 의해 수평지지대(60)의 끝점과 하단의 쿠숀부 (110)의 일정부에 감지센서를 장착하여 끝점이 일정지점의 회전각에 도달하면 그 위치를 감지하여 클러치(250)가 작동하여 정역회전변속부(270)의 방향을 바꾸도록 장착된 제어부;
    상기 양동력 유압펌프(50)에서 발생되는 고유압을 집합하는 고(高)유압집합부(90)에서 일정한 압력으로 오일을 공급하도록 압력조절부를 구성하여 노즐을 통하여 다단의 브레이드를 때려 회전시키도록 발전기부를 포함한 터빈부(140);
    상기의 각부의 펌프와, 제어부와, 압력조절밸브를 통합하여 제어하도록 상기의 구성부를 자동조절하는 중앙콘트롤부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 양동력 유압터빈을 이용한 발전장치.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 수직중심기둥부(40)를 중심축으로 수평지지대(60) 상하로 작동되는 시소부(210)와 다수의 양동력 유압펌프에서 발생되는 고유압을 터빈부(140)에 공급하여 그 회전력으로 발전할 수 있는 발전부를 일체형으로 구비하도록;
    지면에 구조물을 고정하기 위해 콘크리트를 타설한 기초콘크리트부(30)와, 상기의 기초콘크리트에 고정되는 터빈축 철구조물(10)과;
    상기 철구조물의 상부에 설치되며 내부에 코일과 회전체를 포함한 발전기부 (100)와 상기 발전부의 좌우측에 설치되는 발전부의 회전축에 다단의 브레이드(80)가 장착된 유압 터빈부(140)를 포함한 본체부(300)와;
    상기 유압 터빈부(140)에 고압의 오일을 연속적으로 공급하여 터빈을 돌리도록 직렬형으로 다수개의 양동력 유압펌프(50)를 시소부(210)의 중심축(120)인 받침점을 중심으로 대칭으로 설치되도록 구성된 시소부(210)와;
    상기 시소부(210)의 수평지지대(60) 좌/우측부의 끝점에 연결부를 형성하고 상기 연결부에 케이블(160)을 연결하여 수평지지대(60)가 상하방향으로 왕복운동하도록 풀리(Pulley)(290)와, 정역회전변속부(270)와, 클러치(250)와, 모터(150)로 구성된 클러치(250)에 의해 정역회전변속부(270)에 연결된 풀리(Pulley)(290)가 정역회전되도록 구성된 상하작동수단부(220)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 양동력(揚動力) 유압터빈을 이용한 발전장치.
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