KR20030036292A - Power generation system using liquid pressure and The method of thereof - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A power generating system using pressure of liquid and a method of the same are provided to produce large amount of electric energy using small amount of electric energy supplied from the outside. CONSTITUTION: A system comprises a liquid tank(1); a pressurizing motor pump(2) connected to one side of the liquid tank; a decelerator(3) reducing speed of a pressurizing motor of the pressurizing motor pump to increase mechanical energy; a compression storage tank(4) storing liquid discharged from the pressurizing motor pump; a manostat(5) connected with the compression storage tank to keep pressure of liquid stored in the compression storage tank constant; and a liquid turbine generator(6) driven by constant pressure liquid of the manostat.

Description

액체 압력을 이용한 발전 시스템 및 그 방법 {Power generation system using liquid pressure and The method of thereof}Power generation system using liquid pressure and method thereof

본 발명은 액체의 압력을 이용한 발전 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전동기의 감속으로 인한 기계적 에너지 상승효과로 액체를 가압하여 그 압축된 액체의 압력을 이용하여 액체터빈을 구동 시켜 전기를 발전시키는 발전 시스템 및 그 발전 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a power generation system and a method using the pressure of the liquid, and more particularly to pressurize the liquid by the mechanical energy synergistic effect of the deceleration of the electric motor to drive the liquid turbine by using the pressure of the compressed liquid The present invention relates to a power generation system and a method of generating the same.

일반적인 발전기는 회전할 수 있는 날개와 상기 날개에 연결되어 있는 회전축으로 이루어진 회전부분과 상기 회전축의 외부를 감싸고 있는 고정부분으로 구성된다.The general generator is composed of a rotating part consisting of a rotatable wing and a rotating shaft connected to the wing and a fixed portion surrounding the outside of the rotating shaft.

상기 발전기는 날개를 임의의 동력을 가하여 회전하게 하고, 날개와 연결되어 있는 회전축과 고정부분에서 발생되는 자장으로 전력을 생산하고 있으며, 상기 날개를 회전시키는 동력으로는 유압이나 증기압이 주로 사용되고 있으며, 상기 증기압을 발생시키기 위하여 화석에너지와 같은 별도의 물질이 필요로 한다.The generator rotates the blades by applying arbitrary power, and generates electric power by the magnetic field generated from the rotating shaft and the fixed part connected to the blades, the hydraulic power or steam pressure is mainly used as the power to rotate the blades, In order to generate the vapor pressure, a separate material such as fossil energy is required.

상기 사용되는 화석에너지는 석탄이나 석유 등이 많이 사용되나 이런 화석에너지의 사용으로 대기오염이나 화석에너지의 고갈 등의 문제점이 대두되고 있다.The fossil energy used is a lot of coal or petroleum, but the use of such fossil energy has caused problems such as air pollution and exhaustion of fossil energy.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 대체 에너지의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이며, 그 일례로 수력이나 풍력이 사용되어 지고 있으나, 상기 수력을 이용하는 방법은 풍부한 수량을 얻기 위하여 넓은 지역을 수몰 시켜야 하는 어려움이 있고, 풍력을 이용하는 방법은 충분한 전력을 얻기 위해서는 지속적인 강한 바람이 필요로 하는 문제점이 있다.Therefore, the development of alternative energy to solve the problem is urgently required, for example, hydropower or wind power is used, but the method using the hydropower is difficult to submerge a large area in order to obtain abundant quantities There is a problem in that the method using the wind power requires a constant strong wind in order to obtain sufficient power.

상기 화석에너지의 대체 에너지로 개발되고 있는 것은 원자력에너지가 주종을 이루고 있으나, 이 또한 핵 폐기물의 처리와 방사능 유출로 인한 폐해 및 핵폐기물의 재처리시설을 마련하기 위한 장소 등의 선정에 어려움이 있는 문제점이 있고, 상기 문제점들은 압축과 폭발로 구동 되는 소형의 내연기관에도 관련이 있다.Nuclear energy is mainly being developed as an alternative to fossil energy, but it is also difficult to select a place for disposal of nuclear waste and the disposal of radioactive waste and reprocessing facilities for nuclear waste. There is a problem, and the problems also relate to compact internal combustion engines driven by compression and explosion.

이에 본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems,

액체 즉 물이나 오일에 가압모터펌프를 이용하여 압력을 가하여 터빈발전기를 작동하는 시스템과 그 방법으로, 이에 사용되는 액체는 터빈발전기를 구동하고 다시 저장탱크에 저장되어 가압모터펌프에 의해 흡입되는 순환이동이 이루어지며, 터빈발전기에서 생성된 전기는 수요처로 송전된다.A system in which a turbine generator is operated by applying pressure to a liquid, ie, water or oil, by using a pressurized motor pump, and the liquid used therein is a circulator that is driven by the turbine generator and stored in a storage tank and sucked by the pressurized motor pump. The movement takes place, and the electricity generated by the turbine generator is transmitted to the consumer.

본 발명의 액체 압력을 이용한 발전 시스템 및 그 방법은 환경 친화적인 것으로, 외부에서 공급되는 소량의 전기에너지로 대량의 전기에너지를 생산할 수 있으며, 지구의 온난화를 방지하고 에너지 효율을 높여주는 유용하고 획기적인 발전 방법을 제공함에 있다.Power generation system and method using the liquid pressure of the present invention is environmentally friendly, can produce a large amount of electrical energy with a small amount of electrical energy supplied from the outside, useful and breakthrough power generation to prevent global warming and increase energy efficiency In providing a method.

도 1은 본 발명에 따른 액체 압력을 이용한 발전 시스템의 구성도.1 is a block diagram of a power generation system using a liquid pressure according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 액체 압력을 이용한 발전 방법의 흐름도.2 is a flow chart of a power generation method using a liquid pressure according to the present invention.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

1 : 액체저장탱크 2 : 가압모터펌프1: liquid storage tank 2: pressurized motor pump

3 : 감속기 4 : 압축저장탱크3: reducer 4: compressed storage tank

5 : 정압장치 6 : 액체 터빈 발전기5: static pressure device 6: liquid turbine generator

7 : 회류관 A : 외부전원7: flow tube A: external power source

E : 생산전류E: Production Current

본 발명의 액체 압력을 이용한 발전 시스템은 액체를 저장하는 액체저장탱크와; 상기 액체저장탱크의 일측에 연결되어 있는 가압모터펌프와; 상기 가압모터펌프에서 가압모터의 감속에 의한 기계적 에너지 상승을 위한 감속기와; 상기 가압모터펌프에서 토출되는 액체를 저장하는 압축저장탱크와; 상기 압축저장탱크와 연결되며 저장된 액체의 압력을 일정하게 하는 정압장치와; 상기 정압장치의 일정한 압력을 갖는 액체로 구동되는 액체 터빈 발전기로 구성되며, 상기 시스템에서 액체 터빈 발전기를 구동한 액체는 액체저장탱크로 순환되며, 액체 터빈 발전기에서 생성된 전기는 수요처로 송전된다.The power generation system using the liquid pressure of the present invention includes a liquid storage tank for storing liquid; A pressurized motor pump connected to one side of the liquid storage tank; A reducer for increasing mechanical energy by the deceleration of the pressurized motor in the pressurized motor pump; A compressed storage tank storing liquid discharged from the pressurized motor pump; A constant pressure device connected to the compression storage tank and configured to maintain a constant pressure of the stored liquid; It consists of a liquid turbine generator driven by a liquid having a constant pressure of the hydrostatic pressure device, the liquid driving the liquid turbine generator in the system is circulated to the liquid storage tank, the electricity generated in the liquid turbine generator is transmitted to the demand destination.

상기 시스템을 가능하게 하는 전기 발전 방법은 액체를 저장하는 저장단계와; 상기 액체에 가압모터펌프를 이용하여 압력을 가하는 가압단계와; 상기 가압단계에서 가압모터의 감속에 의한 기계적 에너지 상승단계와; 상기 가압된 액체를 저장하는 압축저장단계와; 상기 압축저장단계에서 저장된 가압액체의 압력을 일정하게 유지하기 위한 정압단계와; 상기 일정한 압력을 갖는 가압액체의 압력으로 터빈을 작동하는 발전단계와; 상기 발전단계에서 터빈을 작동하는데 사용된 액체가 다시 액체 저장단계로 순환되는 회류단계로 구성된다.An electricity generation method for enabling the system includes a storage step of storing a liquid; A pressurizing step of applying pressure to the liquid using a pressurized motor pump; Mechanical energy rising step by deceleration of the pressurizing motor in the pressing step; A compression storing step of storing the pressurized liquid; A constant pressure step for maintaining a constant pressure of the pressurized liquid stored in the compression storage step; A power generation step of operating the turbine at a pressure of the pressurized liquid having a constant pressure; In the power generation stage, the liquid used to operate the turbine is composed of a circulating stage where the liquid is circulated back to the liquid storage stage.

이하, 본 발명에 대한 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 액체 압력을 이용한 발전 시스템의 장치를 도시한 구성도이며, 도 2는 본 발명에 따른 액체 압력을 이용한 발전 방법의 흐름을 도시한 흐름도이다.1 is a block diagram showing an apparatus of a power generation system using a liquid pressure according to the present invention, Figure 2 is a flow chart showing the flow of a power generation method using a liquid pressure according to the present invention.

본 발명의 액체 압력을 이용한 발전 시스템은 플라스틱의 재질로 형성하였고 100 ~ 200 리터의 액체를 저장할 수 있도록 일정한 공간을 갖는 액체저장탱크(1)와, 상기 액체저장탱크에 순차적으로 연결되는 가압모터펌프(2) 및 감속기(3)와, 압축저장탱크(4), 정압장치(5) 및 액체 터빈 발전기(6)로 구성된다.The power generation system using the liquid pressure of the present invention is formed of a plastic material and the liquid storage tank (1) having a certain space to store 100 to 200 liters of liquid, and a pressurized motor pump sequentially connected to the liquid storage tank (2) and reducer (3), compression storage tank (4), constant pressure device (5) and liquid turbine generator (6).

액체저장탱크(1)의 일측에 결합되어 있는 가압모터펌프(2)는 전동기와 감속기(3)가 설치된 가압펌프로, 상기 전동기는 220V, 7.5kW의 고른 전압의 외부전원(A)을 송전 받아 감속기(3)가 장착된 가압펌프를 구동한다.The pressurized motor pump 2 coupled to one side of the liquid storage tank 1 is a pressurized pump in which an electric motor and a reducer 3 are installed. The motor receives an external power source A having a uniform voltage of 220 V and 7.5 kW. The pressure pump equipped with the reducer 3 is driven.

상기 가압모터펌프(2)의 구동으로 액체저장탱크(1)에 저장되어 있는 액체는 펌프로 흡입되어 50kg ~ 70kg의 압력으로 토출되며, 토출된 액체는 압축저장탱크(4)에 저장된다.The liquid stored in the liquid storage tank 1 by the driving of the pressurized motor pump 2 is sucked into the pump and discharged at a pressure of 50 kg to 70 kg, and the discharged liquid is stored in the compression storage tank 4.

상기 압축저장탱크(4)에 저장된 액체는 그 압력이 일정하지 않으므로 압력을 일정하게 유지하기 위하여 그 액체는 정압장치(5)를 통과하게 된다.Since the liquid stored in the compression storage tank 4 is not constant in pressure, the liquid passes through the constant pressure device 5 in order to keep the pressure constant.

정압장치(5)를 통과한 액체는 약 60kg의 일정한 압력으로 액체 터빈 발전기(6)로 연결되는 관을 통하여 일정하게 터빈으로 투입되고, 투입된 액체의 압력에 의해 터빈의 날개는 회전하게 되며, 터빈축과 결합된 발전기를 구동하여 전기를 생산하게 된다.The liquid passing through the constant pressure device (5) is constantly introduced into the turbine through a pipe connected to the liquid turbine generator (6) at a constant pressure of about 60kg, the blade of the turbine is rotated by the pressure of the injected liquid, the turbine Electricity is generated by driving the generator combined with the shaft.

상기 액체 터빈 발전기(6)에서 생성된 전기(E)는 수요처에 송전되고, 상기 액체 터빈 발전기(6)의 터빈날개를 구동시키는 액체는 회류관(7)을 통하여 액체저장탱크로 다시 저장된다.The electricity E generated by the liquid turbine generator 6 is transmitted to the demand destination, and the liquid driving the turbine blades of the liquid turbine generator 6 is stored back into the liquid storage tank through the return pipe 7.

또한, 상기 시스템에서 사용되는 액체는 물 또는 오일을 사용하며, 상기 저장되는 액체의 양 또한 발전기의 크기에 따라서 그 양을 조절함이 바람직하다.In addition, the liquid used in the system uses water or oil, and the amount of the liquid to be stored is also preferably adjusted according to the size of the generator.

한편, 상기 시스템으로 구성되는 액체압력을 이용한 발전 방법은, 물이나 오일로 구성된 액체가 일정한 공간을 갖는 액체저장탱크(1)에 저장되는 저장단계와; 상기 액체의 투입 때 외부 전력으로 가압모터펌프(2)가 작동하고, 가압모터의 작동시 감속기(3)를 사용하여 기계적 에너지를 상승시키면서 저장탱크에 저장되어 있는 액체가 가압모터펌프(2)에 흡입되어 60kg의 압력으로 토출되는 가압단계와; 상기 토출되어 불규칙한 압력을 갖는 가압액체를 1차적으로 압축저장탱크(4)에 저장하는 압축저장단계와; 상기 불규칙한 압력을 갖는 가압액체를 정압장치(5)를 통하여 일정한 압력으로 유지하기 위한 정압단계와; 상기 가압액체의 일정한 압력으로 액체 터빈 발전기(6)를 구동하여 전력을 발생하는 발전단계와; 상기 액체 터빈 발전기와 액체저장탱크를 연결하는 회류관(7)을 통하여 상기 액체 터빈 발전기(6)를 구동한 액체를 액체저장탱크로 이송시키는 회류단계로 구성된다.On the other hand, the power generation method using the liquid pressure composed of the system, the storage step of storing a liquid consisting of water or oil in a liquid storage tank (1) having a predetermined space; When the liquid is injected, the pressurized motor pump 2 is operated by external power, and when the pressurized motor is operated, the liquid stored in the storage tank is increased in the pressurized motor pump 2 while the mechanical energy is increased by using the reducer 3. A pressing step of suctioning and discharging at a pressure of 60 kg; A compression storing step of primarily storing the discharged pressurized liquid having an irregular pressure in a compression storage tank (4); A constant pressure step for maintaining the pressurized liquid having the irregular pressure at a constant pressure through the constant pressure device (5); A power generation step of generating electric power by driving the liquid turbine generator 6 at a constant pressure of the pressurized liquid; It is composed of a return step for transferring the liquid driving the liquid turbine generator 6 to the liquid storage tank through the return pipe (7) connecting the liquid turbine generator and the liquid storage tank.

본 발명의 액체 압력을 이용한 발전 시스템 및 그 방법은 외부의 전원으로 가압모터펌프를 이용하여 액체에 압축된 힘을 전달하고, 상기 압력을 정제하여 일정한 압력으로 액체터빈을 회전하여, 회전된 액체터빈의 회전력으로 발전기의 전원을 생산하는 방법으로, 외부의 적은 에너지로 큰 에너지를 얻을 수 있는 방법으로, 그 크기를 다양화하여 상업용, 산업용, 가정용 및 운송수단의 전원 공급기 및 기타 소량의 전원을 공급하는 발전기에 응용하여 사용할 수 있는 등 친환경적인 전력 공급이 가능하게 된다는 것이다.The power generation system and method using the liquid pressure of the present invention transmits the compressed force to the liquid by using a pressurized motor pump as an external power source, purifies the pressure to rotate the liquid turbine at a constant pressure, rotated liquid turbine It is a method to produce power of generator with the rotational power of power, and to obtain big energy with little energy from outside, and to vary the size to supply power supply for commercial, industrial, household and transportation, and other small amount of power. It will be possible to apply to the generator, such as eco-friendly power supply is possible.

Claims (4)

액체를 저장하는 액체저장탱크(1)와; 상기 액체저장탱크의 일측에 연결되어 있는 가압모터펌프(2)와; 상기 가압모터펌프에서 토출되는 액체를 저장하기 위한 압축저장탱크(4)와; 상기 압축저장탱크와 연결되며 저장된 액체의 압력을 일정하게 유지하는 정압장치(5)와; 상기 정압장치의 일정한 압력을 갖는 액체에 의해 구동되는 액체 터빈 발전기(6)와; 터빈을 작동시킨 후 액체를 액체저장탱크로 복귀시키기 위한 회류관(7)으로 구성됨을 특징으로 하는 액체 압력을 이용한 발전 시스템.A liquid storage tank 1 for storing a liquid; A pressurized motor pump 2 connected to one side of the liquid storage tank; A compression storage tank (4) for storing the liquid discharged from the pressurized motor pump; A constant pressure device (5) connected to the compression storage tank and maintaining a constant pressure of the stored liquid; A liquid turbine generator (6) driven by a liquid having a constant pressure of the constant pressure device; A power generation system using liquid pressure, characterized in that it consists of a return tube (7) for returning the liquid to the liquid storage tank after operating the turbine. 청구항 제 1항에 있어서, 상기 시스템의 가압모터펌프(2)에서 모터의 기계적 에너지 상승을 위한 감속기(3)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 압력을 이용한 발전 시스템.2. The power generation system using liquid pressure according to claim 1, further comprising a reducer (3) for increasing mechanical energy of the motor in the pressurized motor pump (2) of the system. 제 1항 또는 제 2항에 따른 발전시스템을 이용한 발전방법에 있어서,In the power generation method using the power generation system according to claim 1, 상기 액체저장탱크(1)에 액체를 저장하는 저장단계와; 상기 가압모터펌프(2)로 상기 액체를 압축하는 가압단계와; 상기 가압된 액체를 저장하기 위한 압축저장단계와;상기 압축저장단계에서 저장된 가압액체의 압력을 일정하게 유지하기 위한 정압단계와; 일정한 압력을 갖는 가압액체로 액체터빈발전기(6)를 작동시켜 전기를 발전시키는 발전단계와; 상기 발전단계에서 터빈발전기를 작동시키는데 사용된 액체는 다시 액체 저장단계로 순환시키기 위한 회류단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 압력을 이용한 발전 방법.A storage step of storing the liquid in the liquid storage tank (1); A pressurizing step of compressing the liquid with the pressurized motor pump (2); A compression storage step for storing the pressurized liquid; a constant pressure step for maintaining a constant pressure of the pressurized liquid stored in the compression storage step; A power generation step of generating electricity by operating the liquid turbine generator 6 with a pressurized liquid having a constant pressure; Wherein the liquid used to operate the turbine generator in the power generation step includes a circulating step for circulating back to the liquid storage step. 청구항 제 3항에 있어서, 상기 가압단계에서 모터펌프의 기계적 에너지가 액체 에너지로 전환시 액체 에너지의 압력을 상승시키기 위하여 모터의 회전력을 감속기(3)를 사용하여 그 회전수를 줄이고 출력 토르크를 높여주는 상승단계를 더 형성함을 특징으로 하는 액체 압력을 이용한 발전 방법.4. The rotational force of the motor is reduced by using the reducer 3 to reduce the rotational speed and increase the output torque in order to increase the pressure of the liquid energy when the mechanical energy of the motor pump is converted into liquid energy in the pressurization step. The main power generation method using the liquid pressure, characterized in that the further forming the rising step.
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WO2015174726A1 (en) * 2014-05-12 2015-11-19 한국해양대학교 산학협력단 Energy storage apparatus using power generation turbine and compressed gas by pump

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