KR20090081102A

KR20090081102A - 폐수를 이용한 발전시스템 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR20090081102A
Application number: KR1020080006992A
Authority: KR
Inventors: 조철우
Original assignee: 조철우
Priority date: 2008-01-23
Filing date: 2008-01-23
Publication date: 2009-07-28

Abstract

본 발명은 생활용수 및 빗물과 같은 폐수를 일정한 크기의 수조에 집수하고 이를 일시에 배출하여 수력에 의한 회전력을 유도하므로 전기에너지의 전력을 발생시킬 수 있도록 한 폐수를 이용한 발전시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다. 본 발전시스템은 폐수구 및 하수구를 갖는 건물에 있어서, 상기 폐수구 및 하수구와 연결되어 있으며, 상기 건물에 상주인들에 의해 사용된 생활용수와 빗물 중 적어도 어느 하나 이상을 집수하기 위한 대용량의 메인수조와, 상기 메인수조의 출구와 기밀결합되어 있으며, 상기 생활용수 및 빗물과 같은 폐수를 중력방향으로 받아 하수로로 배출하도록 유도하기 위한 유도관과, 상기 유도관에 수용되어 있으며, 상기 폐수가 배출될 시 발생하는 수력에 의해 고속으로 회전하는 구동스크류와, 상기 구동스크류의 회전축에 결합되어 있는 샤프트와, 상기 샤프트에 의한 회전력을 받아 소정의 전력을 발생시키고, 상기 전력을 상기 건물과 제3의 사용처에게 공급하기 위한 제너레이터와, 상기 제너레이터와 상기 샤프트 사이에 마련되어 상기 회전력을 전달하기 위한 조인트와, 상기 메인수조의 최고수위영역에 위치하고, 해당 위치에서 수위가 감지될 경우 소정의 제어신호를 발생시키는 최고수위감지센서와, 상기 유도관의 배출구 측에 위치하며, 상기 최고수위감시센서의 제어신호에 의해서 선택적으로 개폐시키는 메인솔레노이드밸브를 포함한다.

폐수, 생활용수, 빗물, 메인수조, 유도관, 발전시스템, 구동스크류

Description

폐수를 이용한 발전시스템 및 그 제어방법{POWER GENERATION SYSTEM USING THE WASTEWATER AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 폐수를 이용한 발전시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 생활용수 및 빗물과 같은 폐수를 일정한 크기의 수조에 집수하고 이를 일시에 배출하여 수력에 의한 회전력을 유도하므로 전기에너지의 전력을 발생시킬 수 있도록 한 폐수를 이용한 발전시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 발전시스템은 수력을 이용하여 회전동력으로 변환하므로 전기에너지를 발생시키도록 하거나, 증기력을 이용하여 터빈을 회전시킴으로 전기에너지를 발생시키거나, 또는 원자력을 이용하여 핵분열에 의한 에너지로 전기에너지를 발생시키는 것이다.

상기와 같이, 수력을 이용하는 발전시스템에서 출원번호 제20-2004-0017565호와 같이 "취수관을 이용한 발전시스템"일 경우는 종래의 기술에 해당하며, 그 기술은 다음과 같다.

즉, 종래의 발전시스템은 취수관에 병렬로 결합된 별도의 취수관에 동력발생 장치를 구비하여 동력발생장치의 동력을 이용하여 전기에너지를 생성하고 상기 동력발생장치의 고장으로 인한 유지보수시 상기 취수관을 통해 취수가 가능하도록 할 수 있는 취수관을 이용한 발전시스템을 제공하기 위한 목적을 가지고 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 발전시스템의 구성은 취수장에 물을 공급하는 제1 취수관에 병렬 연결되어 상기 제1 취수관의 물이 유입되도록 하기 위한 제2 취수관, 상기 제2 취수관으로 유입되는 물의 흐름을 이용하여 동력을 발생시키기 위한 동력발생장치, 상기 동력발생장치로부터 발생된 동력을 이용하여 전기에너지를 생성하기 위한 발전장치를 포함하여 이루어져 있다.

이와 같은 종래기술에 따른 발전시스템은 취수장의 물 흐름이 자연적인 경사면을 따라 흐르기 때문에 흐르는 유속의 한계가 있으며, 또한 그 유속에 의한 동력발생장치도 그 한계를 보이게 된다. 즉, 동력발생장치의 회전력에 위한 전기에너지의 생성이 원활하지 못하기 때문에 사용가능한 전력을 생산할 수 없는 문제점이 있다.

또한, 취수관에 동력발생장치를 설치하므로 각종 기계동작을 위한 윤활유나 기계적인 동작에 의한 슬러지들에 의해서 식수의 오염원이 될 수 있기 때문에 안전한 식수공급을 할 수 없는 문제점이 있다.

따라서, 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 식수로 사용되는 취수원을 이용하지 않으면서 폐수를 이용하여 사용가능한 전력을 발생시키는 전기에너지를 생산할 수 있는 발전시스템이 요구되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안한 것으로, 생활용수 및 빗물과 같은 폐수가 일정한 수압을 갖도록 집수하여 일정한 수압에 도달하면 발전장치 즉 제너레이터를 동작시켜 일정한 시간동안 전력을 생산할 수 있도록 한 폐수를 이용한 발전시스템 및 그 제어방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 생활용수를 많이 사용하는 시간대(또한 빗물에 의한 배수 시간대)와 생활용수를 적게 사용하는 시간대에 관계없이 발전가능한 일정한 수압을 유지하여 전기에너지를 생성하므로 사용가능한 전력을 생산할 수 있도록 한 발전시스템 및 그 제어방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 생활용수 및 빗물과 같은 폐수에 의해 전력을 생산하면서도 해당 메인수조의 용량을 초과하는 폐수가 유입될 경우 보조수조에 상기 폐수를 집수할 수 있도록 하여 전력생산 시간을 연장하고, 발전하기 위한 제너레이터의 분리결합이 용이하여 고장시 신속하게 수리할 수 있도록 한 폐수를 이용한 발전시스템 및 그 제어방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 폐수구 및 하수구를 갖는 건물에 설치되는 발전시스템에 있어서, 상기 폐수구 및 하수구와 연결되어 있으며, 상기 건물에 상주인들에 의해 사용된 생활용수와 빗물 중 적어도 어느 하나 이상을 집수하기 위한 대용량의 메인수조와, 상기 메인수조의 출구와 기밀결합되어 있으며, 상기 생활용수 및 빗물과 같은 폐수를 중력방향으로 받아 하수로로 배출하도록 유도하기 위한 유도관과, 상기 유도관에 수용되어 있으며, 상기 폐수가 배출될 시 발생하는 수력에 의해 고속으로 회전하는 구동스크류와, 상기 구동스크류의 회전축에 결합되어 있는 샤프트와, 상기 샤프트에 의한 회전력을 받아 소정의 전력을 발생시키고, 상기 전력을 상기 건물과 제3의 사용처에게 공급하기 위한 제너레이터와, 상기 제너레이터와 상기 샤프트 사이에 마련되어 상기 회전력을 전달하기 위한 조인트와, 상기 메인수조의 최고수위영역에 위치하고, 해당 위치에서 수위가 감지될 경우 소정의 제어신호를 발생시키는 최고수위감지센서와, 상기 유도관의 배출구 측에 위치하며, 상기 최고수위감시센서의 제어신호에 의해서 선택적으로 개폐시키는 메인솔레노이드밸브를 포함하는 폐수를 이용한 발전시스템에 의해 달성된다.

또한, 상기 메인수조와 인접하게 위치하여 상부의 제1연결관과 하부의 제2연결관이 마련되어 있으며, 선택적으로 상기 제1 및 제2연결관을 통하여 상기 폐수를 저장하거나 상기 메인수조로 배출하기 위한 적어도 하나 이상의 보조수조와, 상기 제1연결관에 위치하여 상기 최고수위감지센서의 제어신호에 의해서 상기 제1연결관을 개방시키기 위한 제1보조솔레노이드밸브와, 상기 메인수조의 최저수위영역에 위치하여 해당위치에서 수위가 감지될 경우 소정의 제어신호를 발생시키는 최저수위감지센서와, 상기 제2연결관에 위치하여 상기 최저수위감지센서의 제어신호에 의해서 상기 제2연결관을 개방시키기 위한 제2보조솔레노이드밸브와, 상기 제너레이터로부터 상기 구동스크류의 회전상태를 감지하여 정지상태일 경우 제어신호를 발생 시키는 구동감지센서를 더 포함하며;

상기 구동감지센서의 제어신호에 의해서 상기 메인솔레노이드밸브를 동작시켜 상기 유도관의 배출구를 차단시키는 것이 바람직하다.

상기 목적은, 본 발명의 다른 분야에 따라, 메인솔레노이드밸브와 제1 및 제2보조솔레노이드밸브, 구동감지센서, 최저 및 최고수위감지센서, 유도관, 제1 및 제2 연결관, 메인수조 및 보조수조를 구비하며, 폐수를 이용한 발전시스템의 제어방법에 있어서, 상기 최고수위감지센서의 제어신호로 최고수위를 감지하는 단계와, 상기 최고수위의 감지결과에 따라 상기 메인솔레노이드밸브를 동작시켜 유도관의 배출구를 개방시키는 단계와, 상기 배출구의 개방 이후, 연속하여 상기 최고수위감지센서의 제어신호가 감지될 경우 최고수위감지센서의 부근에 위치한 제1보조솔레노이드밸브를 동작시켜 제1 연결관을 개방시키고, 이에 따라 상기 보조수조에 폐수를 집수하는 단계와, 상기 최저수위감지센서의 제어신호로 최저수위를 감지하는 단계와, 상기 최저수위의 감지결과에 따라 최저수위감지센서의 상측에 위치한 제2보조솔레노이드밸브를 동작시켜 제2 연결관을 개방시키고, 상기 메인수조에 폐수를 제공하는 단계와, 상기 제너레이터의 동작유무를 감지하는 구동감지센서의 정지제어신호를 감지하는 단계와, 상기 정지제어신호의 감지결과에 따라 상기 메인솔레노이드밸브를 동작시켜 상기 유도관의 배출구를 차단하고 이에 따라 상기 메인수조에 폐수를 집수하는 단계를 포함하는 폐수를 이용한 발전제어방법에 의해 달성된다.

본 발명은 생활용수 및 빗물과 같은 폐수가 일정한 수압을 갖도록 집수하여 일정한 수압에 도달하면 발전장치 즉 제너레이터를 동작시켜 일정한 시간동안 전력을 생산할 수 있기 때문에 건물에서 필요로 하는 전력을 공급하여 한국전력공사(한전)의 전기료를 절약할 수 있으며, 한전에게 전력을 팔아서 수익을 발생시킬 수도 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 생활용수를 많이 사용하는 시간대(또한 빗물에 의한 배수 시간대)와 생활용수를 적게 사용하는 시간대에 관계없이 발전가능한 일정한 수압을 유지하여 전기에너지를 생성하므로 사용가능한 전력을 생산할 수 있기 때문에 전력사용량이 집중되는 시간에 전력을 공급하여 에너지절감효과를 극대화시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 생활용수 및 빗물과 같은 폐수에 의해 전력을 생산하면서도 해당 메인수조의 용량을 초과하는 폐수가 유입될 경우 보조수조에 상기 폐수를 집수할 수 있도록 하여 전력생산 시간을 연장하고, 발전하기 위한 제너레이터의 분리결합이 용이하여 고장시 신속하게 분리할 수 있기 때문에 수리시간을 절감하고, 전력 생산성을 극대화시키는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 폐수를 이용한 발전시스템 및 그 제어방법을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 도 1은 본 발명에 따른 폐수를 이용한 발전시스템의 구조를 나타낸 외관사시도이고, 도 2는 도 1의 구조를 상세하게 나타낸 분해사시도이고, 도 3은 상기 발전시스템의 구조 중 구동스크류를 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명에 폐수를 이용한 발전시스템의 단면을 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 폐수를 이용한 발전제어장치를 나타낸 블록도이고, 도 6은 본 발명에 따른 폐수를 이용한 발전제어방법을 나타낸 플로우차트이다.

우선, 건물에서 사용되는 생활용수와 받은 빗물은 배(폐)수구 및 하수구를 통하여 건물 밖으로 배출시켜야 한다. 이와 같이 버려지는 생활용수와 빗물을 활용하여 소정의 압력을 갖도록 집수하므로 운동에너지를 생성한다.

여기서, 건물이라 함은 아파트, 상가, 호텔 등등 많은 사람들이 이용하고 있는 건축물이다.

본 발전시스템은 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 메인수조(1), 유도관(3), 구동스크류(5), 샤프트(7), 조인트(11), 제너레이터(9), 메인솔레노이드밸브(15)를 가지고 있다.

상기 메인수조(1)는 상기 폐수구 및 하수구로부터 건물 밖으로 배출시키는 폐수를 집수하기 위하여 그 폐수구 및 하수구와 연결되어 있으며, 건물에서 이용하고 있는 사람들에 의해 사용된 생활용수 및 받은 빗물 중 어느 하나 이상을 가득 집수하여 소정의 수압이 형성되도록 한다. 그 메인수조(1)는 원통형 또는 장방형으로 형성되어 있으며, 그 입구는 상기 폐수구 및 하수구와 연결되어 있고, 그 출구에는 그 반경이 완만하게 좁아져 순간적으로 높은 압력을 발생시킬 수 있도록 형성되어 있다.

상기 유도관(3)은 상기 메인수조(1)의 출구와 기밀가능하게 결합되는 것으로, 상기 메인수조(1)에 집수된 소정 수압의 폐수를 중력방향으로 받아 비교적 평평한 하수로로 배출하도록 하며, 유도관(3)의 공간에는 상기 구동스크류(5)가 수용되어 있다. 즉, 유도관(3)은 중력방향에 위치한 메인수조(1)의 출구로부터 거의 90°정도 절곡유로를 갖도록 형성되어 있으며, 절곡유로의 유도관(3)의 출구는 배수로가 연결되어 있다.

상기 구동스크류(5)는 상기 유도관(3)의 소정 공간에 수용되어 있으며, 상기 폐수가 상기 메인수조(1)의 출구를 빠져나오면서 빨라진 유속과 높아진 수압에 의해서 발생하는 수력에너지를 회전운동에너지로 변환시킨다. 상기 구동스크류(5)의 회전속도와 회전력은 상기 유속과 수압에 비례하고, 초기 회전이 이루어진 후 회전관성이 발생되어 낮은 수압과 유속에서도 일정한 회전속도와 회전력을 발생하게 된다. 특히, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 구동스크류(5)는 날개가 6개 이상이며, 그 날개는 수류저항을 줄이기 위하여 유선형으로 이루어져 있다.

상기 샤프트(7)는 상기 구동스크류(5)의 회전축에 스크류결합되어 있으며, 회전력을 회전축으로 전달하여 그 회전운동에너지(또는 회전토오크)를 발생시킨다. 이 때, 상기 샤프트(7)는 회전축을 고정시키기 위하여 샤프트고정부(10)의 중심영역에 회전가능하게 결합되어 있으며, 이를 위하여 상기 샤프트고정부(10)는 상하로 한 쌍의 베어링(부호생략)이 형성되어 상기 샤프트(7)를 안정적으로 회전시킨다.

상기 샤프트고정부(10)는 상기 샤프트(7)를 고정시킬 뿐만 아니라 제너레이터(9)를 수용하고 있으며, 그 제너레이터(9)의 고정자는 볼트(부호생략) 또는 나 사(부호생략)로 고정되어 있다. 반면에, 상기 샤프트(7)는 조인트(11)에 의해 상기 제너레이터(9)의 회전자와 결합되어 있으며, 그 회전자를 회전시키므로 사용가능한 전력을 생산할 수 있게 된다.

상기 제너레이터(9)는 고정자와 회전자로 구성되어 있고, 고정자 내에 수용된 회전자가 회전하므로 기전력을 발생시키고 이에 따라 전력을 생산하게 되는 것으로, 상기에서 언급한 바와 같이, 구동스크류(5)가 샤프트(7)로 회전력을 전달하면 조인트(11)로 결합되어 있는 제너레이터(9)의 회전자가 동일한 회전력으로 회전하므로 전력을 생산하게 된다.

상기 조인트(11)는 상기 제너레이터(9)의 회전자와 상기 샤프트(7) 사이에 맞물림 결합되어 있으며, 상기 제너레이터(9)에 고장이 발생했을 경우 간편하게 교체를 하거나, 수리할 수 있도록 샤프트(7)로부터 분리이탈이 용이하게 형성되어 있다.

상기 최고수위감지센서(13)는 상기 메인수조(1)의 최고수위영역에 위치하고, 해당 위치에서 수위가 감지될 경우 소정의 제어신호를 발생시키며, 이 제어신호에 따라 상기 메인솔레노이드밸브(15)을 동작시켜 유도관의 출구를 개방시킴으로써 폐수를 소정의 압력으로 배출시키면서 구동샤프트(5)와 제너레이터(9)를 구동시킨다.

동시에, 도 4에 도시된 바와 같이, 보조수조(17)가 연결되어 있을 경우에는 최고수위감지센서(13)가 소정 시간동안 연속하여 감지될 경우, 메인수조(1)로 유입되는 폐수의 량이 최대수용 범위를 초과하므로 상기 보조수조(17)에 초과분을 집수하기 위하여 제1연결관(18)에 형성된 제1보조솔레노이드밸브(21)를 개방한다. 그러 면, 상기 제1연결관(18)을 따라 상기 보조수조(17)에 폐수의 초과분을 집수할 수 있게 된다.

상기 메인솔레노이드밸브(15)는 상기 유도관(3)의 배출구 측에 위치하며, 상기 최고수위감지센서(13)가 감지한 제어신호에 의해서 개방시킨다. 그러나, 도시되지 않은 구동감지센서는 상기 제너레이터(9)의 동작을 감지하여 정지상태를 감지한 경우 상기 메인솔레노이드밸브(15)는 동작하여 상기 유도관(3)의 배출구를 차단한다. 그러면, 그 메인솔레노이드밸브(15)는 상기 최고수위감지센서(13)에 의해서 개방동작이 되기 전까지 메인수조(1)에 폐수를 가득히 집수하게 된다.

도 4 및 도 5와 같이, 적어도 하나 이상의 보조수조(17)가 병렬로 형성되어 있을 경우는 그 보조수조(17)를 활용하기 위한 추가구성을 더 포함하고 있다. 즉, 제1 및 제2 연결관(18,19), 제1 및 제2보조솔레노이드밸브(21,23), 최저수위감지센서(22)가 추가적으로 구성되어 있다.

상기 보조수조(17)는 상기 제1 및 제2 연결관(18,19)에 의해서 메인수조(1)와 병렬로 연결되어 있으며, 상기 제1 연결관(18)은 상기 보조수조(17)와 메인수조(1) 사이의 상부에 위치하고, 상기 제2 연결관(19)은 상기 보조수조(17)와 메인수조(1) 사이의 하부에 위치하고 있다.

상기 제1 및 제2보조솔레노이드밸브(21,23)는 각각 제1 및 제2 연결관(18,19)에 마련되어 선택적으로 개폐하므로써, 상기 메인수조(1)와 보조수조(17) 간에 폐수의 선택적인 이동으로 제너레이터(9)의 동작시간을 연장할 수 있다.

상기 최저수위감지센서(22)는 상기 메인수조(1)의 제2 연결관(19) 상부에 위 치하고 있으며, 최저수위가 감지될 경우 상기 제2 연결관(19)에 마련되어 있는 제2보조솔레노이드밸브(23)를 동작시켜 제2 연결관(19)을 개방하므로 보조수조(17)의 폐수를 메인수조(1)에게 공급할 수 있게 된다. 그러면, 자연적으로 폐수 유입량이 많아져 상기 제너레이터(9)의 동작시간을 연장할 수 있다.

여기서, 상기 폐수를 모두 유도관(3)의 배출구로 흘려보내면 구동스크류(5)와 연결되어 있는 샤프트(7) 및 제너레이터(9)의 동작이 멈추게 되고, 그러면 도 5에 도시된 바와 같이 구동감지센서(25)가 상기 제너레이터(9)의 멈춤을 감지하여 제어신호를 발생하여 메인솔레노이드밸브(15)로 유도관(3)의 배출구를 차단하여 메인수조(1)에 폐수를 집수한다.

이어 상기에서 언급한 바와 같이 메인수조(1)에 폐수가 가득 채워지면 최고수위감지센서(13)가 이를 감지하여 메인솔레노이드밸브(15)를 개방하므로 제너레이터(9)가 발전을 시작하게 된다. 빗물이나 생활용수가 집중적인 사용될 때, 일정시간 동안 최고수위감지센서(13)에 최고수위가 연속하여 감지되면 발전동작을 하면서 제1 연결관(18)에 위치한 제1보조솔레노이드밸브(21)를 개방하여 폐수의 초과분을 보조수조(17)에 집수하게 된다.

한편, 본 발명에 따른 폐수를 이용한 발전제어방법의 제어플로우는 도 6에 도시된 바와 같다.

우선, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 메인솔레노이드밸브(15)와 제1 및 제2보조솔레노이드밸브(21,23), 구동감지센서(25), 최저 및 최고수위감지센 서(13,22), 유도관(3), 제1 및 제2 연결관(18,19), 메인수조(1) 및 보조수조(17), 구동스크류(5), 제너레이터(9)를 구비한 발전시스템을 제어하기 위한 것이다. 여기서, 초기에는 상기 모든 밸브가 차단된 상태로 설정되어 있으며, 메인수조(1)에 폐수가 집수되고 있는 상태로 설정되어 있다.

즉, 상기 최고수위감지센서(13)에서 최고수위를 감지하여 제1제어신호를 발생하면(S1), 메인솔레노이드밸브(15)를 개방하므로 유도관(3)의 배출구가 열리고, 구동스크류(5)가 동작되어 제너레이터(9)가 발전을 시작한다(S5).

그럼에도 불구하고, 상기 최고수위감지센서(13)에서 소정의 설정시간(T)이상 동안 연속하여 최고수위를 감지하여 제1제어신호를 발생시키면(S7), 메인수조(1)에 폐수의 유입량이 허용가능한 수용최대치를 초과하므로 제1연결관(18)에 설치된 제1보조솔레노이드밸브(21)를 동작시켜 상기 제1연결관(18)을 개방시킨다. 이에 따라 메인수조(1)에서 초과분의 폐수는 보조수조(17)에 집수할 수 있게 된다(S9).

이와 같이 메인수조(1)와 보조수조(17)에 폐수가 집수되었다가 메인수조(1)의 폐수가 유도관(3)의 배출구를 통하여 연속배출될 경우 제2연결관(19) 상단에 위치한 최저수위감지센서(22)에서 최저수위를 감지하여 제2제어신호를 발생시키면(S11), 제2연결관(19)에 설치되어 있는 제2보조솔레노이드밸브(23)를 개방하여 보조수조(17)에 집수된 폐수를 메인수조(1)에게 공급한다(S13).

상기 메인수조(1)와 보조수조(17)에 집수된 폐수가 유도관(3)을 통하여 모두 배출될 경우 구동스크류(5)와 제너레이터(9)가 동작하지 않아 이를 구동감지센서(25)가 감지하여 제3제어신호를 발생시킨다(S15). 그러면, 상기 유도관(3)의 배 출구가 개방된 상태에서 메인솔레노이드밸브(15)를 포함한 모든 밸브를 동작시켜 해당하는 모든 출구를 차단하여 메인수조(1)에 폐수를 다시 집수하는 과정이 시작된다(S3).

한편, 제7단계(S7)에서 상기 제1제어신호가 설정시간(T)이하로 발생될 경우 열려 있던 상기 제1보조솔레노이드밸브(21)를 동작시켜 제1연결관(18)을 차단하고(S6), 제11단계(S11)로 이동한다.

그리고, 제11단계에서 최저수위감지센서(22)의 최저수위가 감지되지 않을 경우 상기 제7단계와 제6단계를 순차적으로 반복하고, 제15단계(S15)에서 제3제어신호가 발생되지 않으면 상기 제11단계와 제7단계와 제6단계를 순차적으로 반복한다.

도 1은 본 발명에 따른 폐수를 이용한 발전시스템의 구조를 나타낸 외관사시도이고,

도 2는 도 1의 구조를 상세하게 나타낸 분해사시도이고,

도 3은 상기 발전시스템의 구조 중 구동스크류를 나타낸 사시도이고,

도 4는 본 발명에 폐수를 이용한 발전시스템의 단면을 단면도이고,

도 5는 본 발명에 따른 폐수를 이용한 발전제어장치를 나타낸 블록도이고,

도 6은 본 발명에 따른 폐수를 이용한 발전제어방법을 나타낸 플로우차트이다.

-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-

1 ; 메인수조 3 ; 유도관

5 ; 구동스크류 7 ; 샤프트

9 ; 제너레이터 11 ; 조인트

13 ; 최고수위감지센서 15 ; 메인솔레노이드밸브

17 ; 보조수조 18 ; 제1연결관

19 ; 제2연결관 21 ; 제1보조솔레노이드밸브

22 ; 최저수위감지센서 23 ; 제2보조솔레노이드밸브

25 ; 구동감지센서

Claims

폐수구 및 하수구를 갖는 건물에 설치되는 발전시스템에 있어서;

상기 폐수구 및 하수구와 연결되어 있으며, 상기 건물에 상주인들에 의해 사용된 생활용수와 빗물 중 적어도 어느 하나 이상을 집수하기 위한 대용량의 메인수조와;

상기 메인수조의 출구와 기밀결합되어 있으며, 상기 생활용수 및 빗물과 같은 폐수를 중력방향으로 받아 하수로로 배출하도록 유도하기 위한 유도관과;

상기 유도관에 수용되어 있으며, 상기 폐수가 배출될 시 발생하는 수력에 의해 고속으로 회전하는 구동스크류와;

상기 구동스크류의 회전축에 결합되어 있는 샤프트와;

상기 샤프트에 의한 회전력을 받아 소정의 전력을 발생시키고, 상기 전력을 상기 건물과 제3의 사용처에게 공급하기 위한 제너레이터와;

상기 제너레이터와 상기 샤프트 사이에 마련되어 상기 회전력을 전달하기 위한 조인트와;

상기 메인수조의 최고수위영역에 위치하고, 해당 위치에서 수위가 감지될 경우 소정의 제어신호를 발생시키는 최고수위감지센서와;

상기 유도관의 배출구 측에 위치하며, 상기 최고수위감시센서의 제어신호에 의해서 선택적으로 개폐시키는 메인솔레노이드밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수를 이용한 발전시스템.
제1항에 있어서;

상기 메인수조와 인접하게 위치하여 상부의 제1연결관과 하부의 제2연결관이 마련되어 있으며, 선택적으로 상기 제1 및 제2연결관을 통하여 상기 폐수를 저장하거나 상기 메인수조로 배출하기 위한 적어도 하나 이상의 보조수조와;

상기 제1연결관에 위치하여 상기 최고수위감지센서의 제어신호에 의해서 상기 제1연결관을 개방시키기 위한 제1보조솔레노이드밸브와;

상기 메인수조의 최저수위영역에 위치하여 해당위치에서 수위가 감지될 경우 소정의 제어신호를 발생시키는 최저수위감지센서와;

상기 제2연결관에 위치하여 상기 최저수위감지센서의 제어신호에 의해서 상기 제2연결관을 개방시키기 위한 제2보조솔레노이드밸브와;

상기 제너레이터로부터 상기 구동스크류의 회전상태를 감지하여 정지상태일 경우 제어신호를 발생시키는 구동감지센서를 더 포함하며;

상기 구동감지센서의 제어신호에 의해서 상기 메인솔레노이드밸브를 동작시켜 상기 유도관의 배출구를 차단시키는 것을 특징으로 하는 폐수를 이용한 발전시스템.
메인솔레노이드밸브와 제1 및 제2보조솔레노이드밸브, 구동감지센서, 최저 및 최고수위감지센서, 유도관, 제1 및 제2 연결관, 메인수조 및 보조수조를 구비하며, 폐수를 이용한 발전시스템의 제어방법에 있어서;

상기 최고수위감지센서의 제어신호로 최고수위를 감지하는 단계와;

상기 최고수위의 감지결과에 따라 상기 메인솔레노이드밸브를 동작시켜 유도관의 배출구를 개방시키는 단계와;

상기 배출구의 개방 이후, 연속하여 상기 최고수위감지센서의 제어신호가 감지될 경우 최고수위감지센서의 부근에 위치한 제1보조솔레노이드밸브를 동작시켜 제1 연결관을 개방시키고, 이에 따라 상기 보조수조에 폐수를 집수하는 단계와;

상기 최저수위감지센서의 제어신호로 최저수위를 감지하는 단계와;

상기 최저수위의 감지결과에 따라 최저수위감지센서의 상측에 위치한 제2보조솔레노이드밸브를 동작시켜 제2 연결관을 개방시키고, 상기 메인수조에 폐수를 제공하는 단계와;

상기 제너레이터의 동작유무를 감지하는 구동감지센서의 정지제어신호를 감지하는 단계와;

상기 정지제어신호의 감지결과에 따라 상기 메인솔레노이드밸브를 동작시켜 상기 유도관의 배출구를 차단하고 이에 따라 상기 메인수조에 폐수를 집수하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수를 이용한 발전제어방법.