KR200345726Y1

KR200345726Y1 - Power Generation device

Info

Publication number: KR200345726Y1
Application number: KR20-2003-0030539U
Authority: KR
Inventors: 김진수; 김희수
Original assignee: 김진수; 김희수
Priority date: 2003-09-26
Filing date: 2003-09-26
Publication date: 2004-03-20

Abstract

본 고안은 순환되는 물의 가속을 위해 제공되는 직렬형 횡류수차를 이용한 발전장치에 관한 것이다.The present invention relates to a power generation apparatus using a series of crossflow aberration provided for acceleration of circulating water.

이를 위하여 본 고안은 유체의 운동속도를 높이기 위하여 다수개의 회전자 날개를 방사형의 균일한 간격으로 배치시킨 밀폐형의 횡류형 수차와; 상기 회전자 날개를 향하여 고압의 물분사가 이루어질 수 있도록 미리 일정한 각도의 노즐이 형성된 채 고정된 환형태의 고압배관과; 상기 횡류형 수차의 회전력을 이용하여 발전시킬 수 있도록 발전기와 가속펌프를 직렬상태로 구비한 각각의 발전장치를 다수로 마련하되, 각각의 발전장치는 배관을 통해 유체의 입력과 출력이 연속적으로 연결된 순환형태로 구성되어 물의 순환이 가속될 수 있도록 함을 특징으로 한다.To this end, the present invention includes a hermetic cross-flow aberration in which a plurality of rotor blades are arranged at radial uniform intervals to increase the speed of movement of the fluid; A high-pressure pipe having an annular shape in which a nozzle having a predetermined angle is formed in advance so that water spray of high pressure is made toward the rotor blades; In order to generate power by using the rotational force of the cross-flow aberration, a plurality of generators each having a generator and an acceleration pump in series are provided, and each generator is connected to the input and output of fluid continuously through a pipe. It is configured in a circulating form so that the circulation of water can be accelerated.

Description

Power generation device using series cross-flow aberration

일반적으로 물의 에너지를 이용하여 물레방아나 수차를 구동시키는 수력발전과 펌프의 토출압력을 이용하여 물이 흐르는 배관의 적정위치에 설치된 수차로 소정의 회전동력을 발생시키는 것은 동일한 유체공학을 응용한 유체기기의 작동으로 볼 수 있다.종래 물이 흐르는 운동에너지를 유체기기의 회전동력으로 전환하여 전기를 발전시키는 것은 저장된 물이 갖고 있는 위치에너지를 이용함에 따른 것이었으나 이러한 방법을 실현하기 위해서는 과다한 설비의 필요성과 함께 수차효율이 낮다는 문제점을 포함하고 있었다.따라서 한정된 에너지를 효율적으로 이용하기 위한 기술개발이 절실하게 요청되고 있으나, 그간 국내에서는 에너지변환장치의 핵심적 기술이라 할 수 있는 스팀터빈이나 가스터빈은 물론 수력발전용 수차를 만드는 생산업체가 전무한 형편이어서 수돗물을 비롯하여 연료공급관이나 오 ·배수관 등 각종 배관계통 내부를 통해 다양하게 흐르고 있는 유체의 운동에너지를 그대로 방치하고 있는 실정에 있다.In general, hydroelectric power for driving a watermill or aberration using energy of water and aberration installed at a proper position of a pipe through which water flows using a discharge pressure of a pump generate a predetermined rotational power by applying the same fluid engineering fluid. In the past, the generation of electricity by converting the kinetic energy flowing through water into the rotational power of a fluid device was based on the potential energy of the stored water. Along with the necessity, there was a problem of low aberration efficiency.Therefore, there is an urgent need for technology development to efficiently use limited energy, but in the meantime, steam turbine or gas turbine, which is the core technology of energy conversion device in Korea, is urgently required. Of course, manufacturers who produce hydro-wheels Infinite suck and subsequently the actual circumstances that as well as the tap water supply pipe or a fuel drain pipe, such as O, left unchecked the kinetic energy of the fluid flow in various ways through the various internal piping system.

본 고안은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출되어진 것으로, 다양한 액체가 흐르는 배관의 내부를 선택하여 유체의 운동에너지를 효율적으로 활용할 수 있도록 발전장치를 설치한 유체기기의 제공을 그 안출된 목적으로 한다.상기의 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 배관의 내부에 흐르는 액체가 일정한 질량(M)의 유체속도(V)로 이동할 때 발생되는 유체의 운동에너지(E)를 유용한 동력에너지로 이용하기 위한 것인데, 이때 획득할 수 있는 에너지(E=M ×V²×1/2)를 낭비하지 않은 채 배관계통에 흐르는 유체의 운동에너지를 효율적으로 획득할 수 있도록 배관내에 횡류형의 수차를 마련하고, 이 횡류형 수차의 축동력으로 발전이 가능할 수 있도록 다수개의 횡류형 수차를 직렬로 연결하여 순환장치를 구성하되, 유체의 입구측과 출구측을 제외한 모든 부분을 완전 밀폐형으로 하고, 수차의 축동력 일부를 이용하여 유체순환을 가속하는 원심력 펌프를 구동할 수 있게 횡류형 수차에 발전기와 원심력 펌프를 단일화하여 유체배관에 직렬로 연결시키므로 물의 순환을 현저히 가속시키는 발전장치를 그 기술적 사상의 특징으로 한다.The present invention has been devised to solve the above problems, and the object of the present invention is to provide a fluid device in which a power generation device is installed to efficiently utilize the kinetic energy of a fluid by selecting the inside of a pipe through which various liquids flow. In order to achieve the above object, the present invention is to use the kinetic energy (E) of the fluid generated when the liquid flowing inside the pipe moves at a fluid velocity (V) of a constant mass (M) as a useful power energy In this case, a cross flow aberration is provided in the pipe to efficiently acquire the kinetic energy of the fluid flowing in the piping system without wasting the energy (E = M × V² × 1/2) that can be obtained. A plurality of cross flow aberrations are connected in series to form a circulator so that power can be generated by the axial force of the aberration. The part is completely enclosed and the generator and centrifugal pump are unified in the crossflow aberration and connected to the fluid pipe in series so that the centrifugal pump can accelerate the fluid circulation by using a part of the axial force of the aberration. The generator is characterized by the technical idea.

도 1은 본 고안 발전장치의 전체적인 구성상태를 도시해 보인 개념도.1 is a conceptual diagram showing the overall configuration of the power generation device of the present invention.

도 2는 도 1에서 어느 하나의 가속수차발전장치만을 분리하여 도시해 보인 설명도.Figure 2 is an explanatory view showing only one of the acceleration aberration generator shown in FIG.

도 3은 가속수차발전장치에 적용되는 횡류형 수차를 도시해 보인 설명도.3 is an explanatory view showing a cross-flow aberration applied to the acceleration aberration generator.

도 4는 횡류형 수차를 저면에서 도시해 보인 횡단면도.4 is a cross-sectional view showing the cross flow aberration from the bottom.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

100 : 횡류형 수차 101 : 수차날개고정판100: cross-flow aberration 101: aberration wing fixing plate

102 : 수차날개 103 : 고압배관102: aberration wing 103: high pressure piping

104 : 노즐 105 : 회전자축104: nozzle 105: rotor shaft

106 : 외부케이스 200 : 원심력 펌프106: outer case 200: centrifugal pump

300 : 발전장치300: generator

이하 본 고안으로 제안되는 직렬형 횡류수차를 이용한 발전장치의 바람직한 일실시예를 첨부도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a preferred embodiment of the power generator using the series-type cross-flow aberration proposed by the present invention will be described in detail.

첨부된 도 1은 본 고안 발전장치의 전체적인 구성상태를 도시한 것이며, 도 2는 상기 도 1에서 어느 하나의 가속수차발전장치만을 분리 도시한 것이다.1 is a view showing the overall configuration of the power generator of the present invention, and FIG. 2 shows only one of the acceleration and aberration generators of FIG.

또한 도 3은 가속수차발전장치에 적용되는 횡류형 수차이며, 도 4는 도 3의 횡류형 수차를 저면에서 도시한 횡단면도이다.In addition, Figure 3 is a cross-flow aberration applied to the acceleration aberration generator, Figure 4 is a cross-sectional view showing the cross-flow aberration of Figure 3 from the bottom.

도시된 바와 같이 본 고안의 발전장치에 적용되는 횡류형의 수차는 적은 유량으로 큰 회전동력이 획득될 수 있도록 다수개의 날개를 방사형의 균일한 간격으로 고정 배치시킨 회전자 날개를 향하여 환형태로 고정된 별도의 고압배관을 이용하여 상기 회전자 날개에 고압의 물분사가 이루어질 수 있도록 상기 화전자 날개와 대응하는 각도로 미리 일정하게 각도가 정하여진 다수개의 노즐을 마련하고, 이를 통해 분출되는 고압의 물분사에 의해 강력하게 회전하는 횡류형 수차의 회전력을 이용하여 발전될 수 있도록 발전기와 가속펌프를 구비하는데, 특히 유체의 원활한 흐름을 위해 유체의 배란을 직렬로 연결하여 전체의 배판계통을 순환식으로 구성하는 것이다.As shown, the cross-flow aberration applied to the power generating device of the present invention is fixed in an annular shape toward the rotor blades in which a plurality of wings are fixed and arranged at radial uniform intervals so that large rotational power can be obtained at a low flow rate. By using a separate high pressure pipe to provide a plurality of nozzles in a predetermined angle at an angle corresponding to the fuser blades in order to achieve a high pressure water spray on the rotor blades, It is equipped with a generator and an acceleration pump so that power can be generated by using the rotational force of a cross flow aberration that is strongly rotated by water spray.In particular, the entire distribution system is circulated by connecting the ovulation of the fluid in series for smooth flow of the fluid. It consists of.

이들 보다 상세하게 설명하면, 먼저 횡류형 수차(100)의 회전자는 그 외주연으로 수차날개고정판(l01)과 일체화 된 24개의 수차날개(102)를 방사형으로 구비하며, 유체의 입구측과 출구측을 제외한 완전 밀폐형의 외부케이스(106) 고정자에는 전술한 24개의 수차날개(102)를 중심으로 그 외곽부분에 수압이 균일하게 형성될 수 있도록 환형태의 고압배관(103)을 배치하여 고정시킨다.In more detail, first, the rotor of the cross flow aberration 100 has radially provided 24 aberration blades 102 integrated with the aberration blade fixing plate l01 at its outer periphery, and the inlet and outlet sides of the fluid are radially provided. Except for the completely sealed outer case 106 stator is placed and fixed to the annular high-pressure pipe 103 so that the water pressure is formed uniformly around the 24 aberration blades 102 described above.

이때 상기 고압배관(103)의 사방으로는 약 4개의 노즐(104)을 일정한 각도(약 30°- 45°)로 설치하며, 밀폐형 외부케이스(106)의 하부로는 일정한 여유 공간이 확보될 수 있도록 충분한 공간부를 마련함으로 노즐(104)을 통한 고압의 물분사가 전술한 수차날개(102)를 회전시킨 후 분사되어진 물은 자체의 중력으로 하단의 공간부에 낙하될 수 있게 한다.In this case, the four high pressure pipes 103 may be installed at four angles 104 at a predetermined angle (about 30 ° to 45 °) on all sides, and a certain free space may be secured to the lower portion of the sealed outer case 106. By providing a sufficient space so that the high-pressure water spray through the nozzle 104 rotates the above-described aberration blades 102 so that the sprayed water can fall into the space portion of the lower portion by its own gravity.

또한 상기 횡류형 수차(100)의 회전자축(105) 하부에는 이와 직렬로 설치된 채 상기 하방으로 낙하되어 고여진 물을 흡수하여 재순환시킬 수 있도록 원심력 펌프(200)가 설치되어 있고, 이와 같이 흡수한 물을 배관을 통해 직렬로 연결되어진 다음단의 횡류형 수차(100)로 토출시키는 등 다수개의 횡류형 수차(100)가 원심력 펌프(200)의 단계적인 흡수/토출작동에 따라 강한 회전력으로 연속 반복적으로 작동하게 된다.In addition, the centrifugal force pump 200 is installed in the lower portion of the rotor shaft 105 of the cross flow aberration 100 so as to absorb and recirculate the water which has been dropped downward and collected. A plurality of cross flow aberrations such as water is discharged into the cross flow aberration 100 of the next stage connected in series through a pipe, and the plurality of cross flow aberrations are continuously repeated at a strong rotational force according to the stepped absorption / discharge operation of the centrifugal force pump 200. Will work.

상기와 같은 연속 반복적인 회전력의 구현을 위해서는 다수개의 횡류형 수차(100)가 직렬 배관으로 연결됨이 필요하고, 원심력 펌프(200)로 입력단과 출력단을 연결하여 물의 운동속도를 빠르게 하는 순환회로를 구성함이 바람직하다.순환되는 원심력 펌프(200)에 의해서 배관계통 내부로 순환되는 유체는 횡류형 수차(100)의 회전력으로 구동되는 원심력 펌프(200)에 의해 점차 가속되어 더욱 빨라지는 것인데, 즉 유체운동을 회전동력으로 전환하는 에너지(E)는 =질량(M) ×속도의 자승(V²)으로 얻어지는 가속력에 의해서 유체기기의 회전동력을 크게 얻을 수 있고, 회전자축(105)의 상단에 직렬로 설치되어 있는 발전장치(300)는 앞서의 구성에서와 같이 효율적으로 전기를 발전시키기 위하여 물의 순환을 가속시키는 횡류형 수차의 직결연결식 발전장치이다.In order to implement the continuous repetitive rotational force as described above, a plurality of cross-flow aberrations 100 need to be connected by a series pipe, and a centrifugal force pump 200 connects an input terminal and an output terminal to constitute a circulation circuit for increasing the speed of water movement. The fluid circulated into the piping system by the circulating centrifugal force pump 200 is gradually accelerated and accelerated by the centrifugal force pump 200 driven by the rotational force of the cross flow aberration 100, that is, the fluid. The energy E for converting the motion into the rotational power is obtained by the acceleration force obtained by the square power of the mass M and the velocity V 2, whereby the rotational power of the fluid apparatus can be largely obtained, in series with the top of the rotor shaft 105. The installed generator 300 is a direct-connected generator of a cross-flow aberration that accelerates the circulation of water in order to efficiently generate electricity as in the above configuration.

상기와 같은 구성의 본 고안은 물이 흐르는 유체운동을 회전동력으로 전환시키기 위한 발전장치에 판한 것으로서, 수직축의 회전자 원형판에 다수개의 횡류형 수차날개를 일체로 가공한 후 회전자축의 하부에는 원심력 펌프를, 회전자축의 상단에는 발전기를 일체로 결합시킨 발전장치를 통해 에너지의 이용효율 증진과 생산성 향상을 동시에 달성할 수 있다는 등의 유용한 효과를 갖는다.The present invention of the configuration as described above is a plate in the power generation device for converting the fluid motion flowing through the rotational power, after processing a plurality of cross-flow aberration blades integrally on the rotor circular plate of the vertical axis centrifugal force in the lower portion of the rotor shaft The pump, the upper end of the rotor shaft has a useful effect such that it is possible to achieve the energy efficiency and productivity at the same time through the power generation device integrating the generator integrally.

Claims

A hermetic cross flow aberration in which a plurality of rotor blades are arranged at radial uniform intervals to increase the speed of movement of the fluid; An annular high pressure pipe in which a nozzle having a predetermined angle is fixed in advance so that water spray of high pressure is made toward the rotor blades; In order to generate power by using the rotational force of the cross flow aberration, a plurality of generators having a generator and an acceleration pump in series are provided, and each generator is a circulation type in which the input and output ends of the fluid are continuously connected through a pipe. Power generator using a series of cross-flow aberration, characterized in that to allow the circulation of water to be accelerated.