KR200349016Y1 - The little water-power generating equipment which applies the surplus water level of irrigation channel - Google Patents

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Abstract

본 고안은 댐 및 저수지에서 도수터널을 통하여 생활용수 또는 공업용수를 수리계통도에 의하여 공급할 때 발생되는 잉여 낙차를 이용하여 도수터널 출구에 연결된 관로 상에 소수력 발전설비를 설치하여 에너지원의 개발 차원뿐 아니라 안정적인 생활용수 또는 공업용수를 함께 공급함으로서 경제, 사회적으로 전력수요 급증시의 부하 평준하 효과 및 석유수입을 대체하고 반영구적 공익사업으로서 환경친화적인 에너지의 개발을 통한 지역개발의 촉진과 이로 인한 경제적 파급효과의 극대화 및 관련기술의 수출 산업화 등의 부수적인 효과를 거둘 수 있다.The present invention utilizes the surplus drop generated when supplying living or industrial water through hydraulic tunnels in dams and reservoirs. In addition, by supplying stable living water or industrial water together, it replaces the effect of leveling loads and oil imports in the event of soaring power demand economically and socially, and promotes regional development through the development of environmentally friendly energy as a semi-permanent public utility project. It can have side effects such as maximizing the ripple effect and export industrialization of related technologies.

Description

수리계통의 잉여낙차를 활용한 소수력 발전설비{The little water-power generating equipment which applies the surplus water level of irrigation channel}The small water-power generating equipment which applies the surplus water level of irrigation channel

본 고안은 소수력 발전설비에 관한 것으로서, 통상 각종 산업용수 등으로 사용하기 위하여 댐 및 저수지에 설치된 취수탑을 통하여 취수된 물은 수리계통도에 의해 수용가의 착수정에 공급되고 있는 실정에 있고, 이러한 수리계통도의 도수관로 상에 소수력 발전기를 설치함으로써, 안정적인 생활용수 또는 공업용수를 공급함과 동시에 잉여낙차에 의해 소수력 발전을 할 수 있도록 하여, 발전된 전력을 지속적으로 공급함으로써 특히 하절기 등 경제, 사회적으로 전력수요 급증 시 전력 과, 수요로부터 부하 평준하 효과 및 석유수입을 대체효과를 달성하고자 한 것이다.The present invention relates to a small hydro power plant, water is usually supplied through the water intake towers installed in dams and reservoirs for use in various industrial water, etc. in the situation that the water supply to the landing of the customer by the hydraulic system diagram, By installing a small hydro power generator on the water pipe, it is possible to supply stable living water or industrial water, and to generate small hydro power by surplus drop, and to continuously supply the generated electric power, especially when the demand for power increases economically and socially. The aim was to achieve the effect of leveling load and replacing oil imports from electricity and demand.

통상 물이 가지고 있는 위치에너지를 운동에너지로 바꿔 수차를 돌리고 이에 연결된 발전기로 발전하여 전기 에너지를 일으키는 방식의 수력발전의 유형으로 댐형 수력발전과 수로식 수력발전 및 이를 복합화한 댐·수로식 수력발전 등의 다양한 형태의 발전방식이 알려져 있다.It is a type of hydroelectric power generation that converts potential energy of water into kinetic energy and turns aberrations and generates electric energy by generating generators connected to it. Various forms of development are known.

상기 댐 형식 수력발전은 전통적 수력발전방식의 하나로서 대용량의 물을 저장할 수 있는 댐을 쌓아 물을 저장한 후, 이 물을 도수터널을 통하여 도수 시키고 이때 발생되는 고 낙차에 의한 수차의 회전과 이에 연결된 발전기를 이용 발전을 하게 되며 사용된 물은 방수구를 통하여 하천 하류 측으로 방류하게 되는 형태이다.The dam-type hydroelectric power generation is one of the traditional hydroelectric power generation methods. The dam is stored in a large capacity to store a large amount of water, and then the water is passed through the ditches tunnel. Power is generated using the connected generator, and the used water is discharged to the downstream side of the river through the waterproof port.

또, 수로식 수력발전의 경우 강 상류 측의 취수구에서 물을 유도한 후 본류와의 낙차를 이용하여 발전하는 방식을 일컬으며, 댐·수로방식의 경우 이들의 양 방식을 복합화한 형태의 발전방식을 말한다.In the case of hydroelectric power generation, water is drawn from the intake in the upstream of the river, and then it is generated by using a drop from the main stream. Say.

이와 같은 상기의 종래 수력발전방식은 모두 발전에만 그 목적을 두고 설치, 운영되는 발전방식에 해당되고, 또, 대용량 발전을 위한 것으로서, 이를 건설하기 위해서는 방대한 저수유역과 건설비용 및 건설기간이 소요되는 실정에 있는 것이다.All of the above-described conventional hydroelectric power generation method corresponds to a power generation method installed and operated only for the purpose of power generation, and also for large-capacity power generation, which requires a huge water basin, construction cost, and construction period. It is in the situation.

이와는 달리 최근에 이르러서는 전통적인 수자원의 이용방식인 발전 이외에 각종 산업에 필요한 자원으로서 물이 광범위하게 사용되고 있고, 특히 생활용수, 공업용수 등 각종 산업용수로의 물의 활용을 위해 댐, 저수지 및 하천 등으로부터는 지속적으로 취수가 행해지고 있는 실정에 있다.On the other hand, in recent years, water is widely used as a resource necessary for various industries in addition to the development of the traditional method of using water resources. Water is being continually being taken.

그러나, 이 경우 수원지에서 취수된 물은 그 사용목적에 따라 단순 취수된 후 수용가의 착수정 측으로 공급될 뿐 별다른 활용이 이루어지고 있지 않는 실정에 있으며, 특히 취수원과 착수정과의 사이의 수리계통에서 물의 위치에너지를 일으키는 상당한 잉여낙차가 발생되고 있으나, 수용가 측에서는 이의 감쇄를 위하여 도수관로 상의 밸브를 여닫음으로서 이를 감쇄하고 있을 뿐, 이 잉여낙차를 에너지자원으로 전혀 활용하지 못하고 있는 실정이다.In this case, however, the water withdrawn from the source is simply taken out according to the purpose of use, and then supplied to the landing well of the customer, and there is no practical use. In particular, the position of the water in the hydraulic system between the water source and the landing well Although there is a considerable surplus drop that causes energy, the consumer side is attenuating it by opening and closing the valve on the water pipe for the attenuation, and this situation is not utilized at all as an energy resource.

본 고안은 상기와 같은 수리계통도에서 발생되는 잉여낙차를 이용하여 도수관로 상에 소수력 발전기를 설치함으로써, 안정적인 생활용수 또는 공업용수를 공급함과 동시에 이때 발생되는 잉여낙차에 의해 소수력 발전을 행함으로써 특히 하절기 등 경제, 사회적으로 전력수요 급증 시에 발생하는 전력 과수요로 인한 부하 평준하 효과 및 석유수입을 대체효과를 달성하고자 한 것이다.The present invention is to install a hydrophobic power generator on the water pipe line by using the surplus drop generated in the hydraulic system as described above, supplying stable living water or industrial water and at the same time to perform hydrophobic power generation by surplus drop generated This is to achieve the effect of leveling out loads and replacing oil imports due to the oversupply of electricity, which occurs when the demand for electricity is rising economically and socially.

도 1은 본 고안에 의한 수차발전설비를 수리계통에 설치한 상태의 개요도.1 is a schematic view of a state in which a water power generator according to the present invention is installed in a hydraulic system.

도 2는 본 고안에 의한 수차발전설비를 관로 상에 설치한 상태의 평면도.Figure 2 is a plan view of a state installed on the pipeline aberration power generation equipment according to the present invention.

[도면의 주요 부분에 대한 부호설명][Code Description of Main Parts of Drawing]

1 : 에어 챔버(Air Chamber) 2 : 바이패스(ByPass) 관로1: Air Chamber 2: ByPass Pipeline

3 : 바이패스 밸브(ByPass V/V) 4 : 유입관로3: Bypass valve (ByPass V / V) 4: Inlet line

5 : 인렛 밸브(InLet V/V ) 6 : 드레프트 튜브(Draft Tube)5: Inlet Valve (InLet V / V) 6: Draft Tube

7 : 토출 밸브 8 : 토출관로7: discharge valve 8: discharge line

20: 발전부 21: 발전기20: power generation unit 21: generator

22: 달팽이관 23: 수차22: cochlea 23: aberration

24: 가이드 밴(Guide Van) 30: 취수탑24: Guide Van 30: Water Tower

31: 취수공 40: 댐31: water intake 40: dam

50: 도수관로 51: 도수터널50: Channel Channel 51: Channel Tunnel

60: 착수정 100:소수력 발전설비60: initiation well 100: small hydro power generation equipment

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 여러 단의 취수구멍을 갖추고서 또는 개방된 벽면에 문비가 설치되어 적당한 수심으로부터 취할 수 있도록 된 취수탑과 이 취수탑으로부터 도수터널을 이용하여 댐 및 산 등 지형지물을 관통하여 수리계통의 도수터널 및 도수관로를 통해 물을 수용가의 배수지 또는 착수정까지 자연 유하로 흘러 보내며, 이 도수관로 상에 터빈과 발전기 등을 갖춘 소수력 발전설비가 설치된 구성으로 되어있다.The present invention for achieving the above object is a feature of dams and mountains using water intake towers having multiple stages of water intake holes or doors installed on open walls so that they can be taken from a suitable depth. It penetrates the water and flows the water through the hydraulic system and the water pipe to the drainage or landing well of the customer. The hydroelectric power plant equipped with the turbine and generator is installed on the water pipe.

이하, 본 고안을 예시된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated drawings.

도 1은 본 고안에 따라 용수확보장치를 이용한 발전설비가 설치된 저수지용 댐의 개략적인 단면도로서, 이에 의하여 본 고안을 설명하면, 여러 단의 취수 구멍(31)을 갖추고서 또는 개방된 벽면에 문비가 설치되어 적당한 수심으로부터 취수할 수 있도록 된 원통 또는 각종 단면 형상인 취수탑(30)으로부터 취수된 물은 댐(40)과 각종 지형지물을 관통하는 도수관로(50)와 도수터널(51)을 통해 수용가의 착수정(60)까지 자연유하식으로 흘려 보내지는 도수과정을 거치게 된다.1 is a schematic cross-sectional view of a dam for a reservoir in which a power generation facility using a water securing apparatus is installed according to the present invention, whereby the present invention is described, having multiple stages of water intake holes 31 or an open wall surface Water is collected from the intake tower 30 having a cylindrical or various cross-sectional shape so that the water can be collected from a suitable depth through the water pipe passage 50 and the water tunnel 51 penetrating the dam 40 and various features. Up to 60 of the customer's landing well will go through the process of flowing to flow.

이러한 수리계통에는 고지대에 위치한 댐(40)과 저지대인 수용가의 착수정(60)사이에는 물의 위치수두에 의한 상당한 잉여낙차(H)가 발생되고, 이 잉여낙차(H)를 이용하여 도수관로(50)상에 소수력 발전설비(100)를 설치하여 지속적인 발전이 이루어지게 한 대략적인 구성으로 이루어져 있다.In this hydraulic system, a considerable surplus drop (H) occurs due to the position head of water between the dam 40 located in the highlands and the landing well 60 of the lowland consumer. It is composed of a rough configuration that makes the continuous power generation by installing a small hydro power plant (100).

상기와 같은 대략적인 구성을 갖는 본 고안의 구체적인 소수력 발전설비의 평면도가 도 2에 예시되어 있으며, 이를 구체적으로 살펴보면,A plan view of a specific hydrophobic power plant of the present invention having the above-described general configuration is illustrated in FIG. 2, which will be described in detail.

수용가의 착수정(60)측의 일정 위치의 도수관로(50)를 병렬로 분기하여 유입관로(4)와 바이패스 관로(2)로 각기 분기함과 동시에 그 분기점에는 에어챔버(1)를 설치하며, 상기 바이패스 관로(2)의 중간부에는 바이패스 밸브(3)가 구비되고, 상기 유입관로(4)의 중간에도 인렛밸브(5)가 설치되며, 이 유입관로(4)와 연결된 달팽이관(22)과 수차(23) 및 그 축에 발전기 (21)로 이루어진 발전부(20)를 연결하고, 발전이 끝난 물은 드래프트 튜브(6)와 토출 밸브(7) 및 토출관로(8)를 통하여 수용가의 착수정(60)측으로 흘러가는 전체적인 구성으로 이루어져 있다.Branching the water pipe (50) at a predetermined position on the landing well (60) side of the customer in parallel to branch into the inlet pipe (4) and bypass pipe (2), and at the same time the air chamber (1) is installed at the branch point In addition, a bypass valve 3 is provided at an intermediate portion of the bypass pipe line 2, and an inlet valve 5 is installed in the middle of the inlet pipe line 4, and a cochlear pipe connected to the inlet pipe line 4 ( 22) and the aberration 23 and its shaft are connected to the power generation section 20 consisting of a generator 21, the power generation is completed through the draft tube 6, the discharge valve 7 and the discharge pipe line (8) It consists of the whole structure which flows to the landing pad 60 side of a customer.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 고안의 발전부(20)는 유입관로(4)측으로부터 달팽이관(22)과 그 중심에 설치된 수차(23) 및 수차 축에 연결된 발전기(21)로 구성되어 있으며, 상기 달팽이관(22)의 내측면과 수차(23)의 사이에는 가이드 밴(24)이 구비되어 있으며, 이 가이드 밴(24)의 개폐량에 따라 수차(23)로 유입되는 사용수량을 조정함으로써 수차(23)의 출력을 조정하는 기능을 수행하게 된다.The power generation unit 20 of the present invention having such a configuration is composed of the cochlear pipe 22 and the aberration 23 installed at the center and the generator 21 connected to the aberration shaft from the inlet pipe 4 side, and the cochlea A guide van 24 is provided between the inner surface of the 22 and the aberration 23, and the aberration 23 is adjusted by adjusting the amount of water flowing into the aberration 23 according to the opening and closing amount of the guide van 24. ) To adjust the output.

이와 같이 달팽이관(22)내측에 구비된 가이드 밴(24)의 구동을 위해 가이드 밴 구동축과 연결 링 및 이를 구동하기 위한 써보 모터 등이 구비되어 있으며, 이러한 구성은 수차발전기에 공히 적용되는 구조로서 본 고안에서는 이들 구조에 대하여는 구체적인 도식화를 생략하였다.As such, a guide van drive shaft and a connection ring and a servo motor for driving the guide van 24 are provided to drive the guide van 24 provided inside the cochlear 22. This configuration is a structure applied to a water turbine generator. The design omits specific schematics for these structures.

이러한 전체적인 구성의 본 고안의 각 부의 작용에 대하여 살펴보면,Looking at the operation of each part of the present invention of this overall configuration,

바이패스 관로의 경우, 발전기(21)의 고장이나 발전이 필요 없이 용수의 공급만 필요한 경우에 안정적 용수공급을 위하여 이를 설치한 것으로, 이 바이패스 관로(2)의 시점인 분기점의 에어챔버(1)와 중간부에는 바이패스 밸브(3)가 각기 구비되어 있어, 에어챔버(1)에 의해 바이패스 밸브(3)의 급격한 개폐로 인해 관로 상에서 발생되는 수격현상을 방지함과 동시에, 바이패스 밸브(3)는 수차 발전부(20)의 운전 중에는 이를 폐쇄함으로서 발전기(21)의 출력을 최대로 향상시킴과 동시에 비상시에는 이를 개방하여 바이패스관로(2)를 따라 효과적으로 배출하여 용수의 원활한 공급이 이루어지게 하고 수리계통의 잉여낙차를 조정하는 안전밸브 역할도 수행하는 것이다.In the case of the bypass pipeline, it is installed for the stable water supply when only the water supply is needed without the failure or power generation of the generator 21, and the air chamber 1 at the branch point which is the point of the bypass pipeline 2 is provided. ) And the intermediate part are provided with bypass valves 3, respectively, to prevent water hammer in the pipeline due to sudden opening and closing of the bypass valves 3 by the air chamber 1, and at the same time, bypass valves. (3) closes it during operation of the aberration generator 20 to improve the output of the generator 21 to the maximum and at the same time open it in an emergency to effectively discharge along the bypass pipe (2) to ensure a smooth supply of water It also serves as a safety valve to adjust the surplus drop in the hydraulic system.

또한, 도수관로(50)의 분기점과 합류지점에는 에어챔버(1)가 각기 구비되어 있어 각 밸브의 급격한 개폐로 인해 관로 상에서 발생되는 수격현상을 방지하게 되며, 특히 인렛밸브(5)의 경우 공급되는 유량을 효과적으로 제어함과 동시에 발전부(20)의 운전을 위한 밸브로도 사용된다.In addition, the air chamber 1 is provided at the branch point and the confluence point of the conduit line 50, respectively, to prevent the water hammer occurring on the conduit due to the sudden opening and closing of each valve, especially in the case of the inlet valve 5 It is also used as a valve for the operation of the power generation unit 20 while effectively controlling the flow rate.

이러한 본 고안에 의한 수차발전설비의 설치에 따른 효과를 살펴보면, 기 설치된 도수관로에 수리계통을 분석, 잉여낙차를 이용하여 소수력 발전설비를 설치, 안정적인 생활용수 또는 공업용수를 공급하는 차원뿐 아니라 에너지원의 개발을 함께 이루어 경제, 사회적으로 전력수요 급증시의 부하 평준하 효과 및 석유수입을 대체하는 효과를 달성할 수 있다.In view of the effect of the installation of the aberration power plant according to the present invention, to analyze the hydraulic system in the pre-installed water pipe, install a small hydro power plant using the surplus drop, as well as supplying stable living or industrial water as well as energy Together with the development of the source, economic and social impacts on the level of load and the replacement of oil imports can be achieved.

또, 각종 용수의 수리계통도에 한 번 건설하여 물이 공급되는 한 지속적인 전력을 안정적으로 얻을 수 있는 반영구적 공익사업으로서 환경친화적인 에너지의 개발을 통한 지역개발의 촉진과 이로 인한 경제적 파급효과의 극대화 및 관련기술의 수출 산업화 등의 부수적인 효과를 거둘 수 있는 것이다.In addition, it is a semi-permanent public utility project that can be constructed once in the hydraulic system map of various waters to ensure stable supply of electricity as long as water is supplied. It also promotes regional development through the development of environmentally friendly energy and maximizes the economic ripple effect. It can have side effects such as export industrialization of related technologies.

Claims (2)

수리계통에 의거 기존의 안정적인 용수공급을 목적으로 하는 시설물인 도수관로에 있어서,In the water supply pipe which is a facility for the purpose of supplying stable water according to the hydraulic system, 잉여낙차(H)가 발생되는 수용가 착수정(60)측의 일정 위치의 도수관로(50)를 바이패스 관로(2)와 유입관로(4)로 각기 병렬로 분기하고, 상기 바이패스 관로(2) 상에는 바이패스 밸브(3)를 구비하고, 유입관로(4)측에도 인렛밸브(5)를 설치한 후, 이 유입관로(4)상에 발전부(20)를 연결하고, 발전이 끝난 물은 드래프트 튜브(6)와 토출측 밸브(7) 및 토출관로(8)를 경유하여 상기 바이패스 관로(2)와 합류토록 하는 전체적인 구성으로 이루어져 용수공급과 수력발전이 동시에 이루어지도록 함을 특징으로 하는 수리계통의 잉여낙차를 활용한 소수력 발전설비.The water pipe (50) at a predetermined position on the side of the customer landing (60) where the surplus drop (H) is generated branches into the bypass pipe (2) and the inflow pipe (4) in parallel, respectively, and the bypass pipe (2). The bypass valve 3 is provided on the upper side, and the inlet valve 5 is also provided on the inflow line 4 side, and the power generation unit 20 is connected to the inlet line 4, and the generated water is drafted. Hydraulic system characterized in that the water supply and hydroelectric power generation at the same time by the overall configuration to join the bypass pipe (2) via the tube (6), the discharge side valve (7) and the discharge pipe line (8) Small hydro power plant utilizing surplus drops 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 수차발전기의 회전, 또는 급정지로 인한 수충격 및 수격작용으로부터 발전부(20), 도수터널(51) 및 도수관로(50) 등을 보호하기 위하여, 도수관로(50)상의 바이패스 관로(2)와 유입관로(4)의 분기점 및 토출관로(8)와 바이패스 관로(2)의 합류지점 상에는 각각 에어챔버(1)가 더 구비됨을 특징으로 하는 수리계통의 잉여낙차를 활용한 소수력 저낙차 발전설비.Bypass pipe 2 on the water pipe 50 to protect the power generation unit 20, the water tunnel 51, the water pipe 50, and the like from water shock and water hammer due to rotation of the water generator or sudden stop. And hydrophobic low drop generation using surplus drop of hydraulic system, characterized in that an air chamber (1) is further provided on the branching point of the inlet conduit (4) and the confluence of the discharge conduit (8) and the bypass conduit (2), respectively. equipment.
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