KR20100119294A - Water-power generating apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 수력발전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소량의 물을 순환시켜 반복 사용함으로써 발전비용을 절감하고 발전효율을 증대시킬 수 있는 수력발전장치에 관한 것이다.The present invention relates to a hydroelectric power generation apparatus, and more particularly, to a hydroelectric power generation apparatus that can reduce power generation costs and increase power generation efficiency by circulating a small amount of water repeatedly.
일반적으로 수력발전의 경우에 발전용량을 늘리려면 물이 더 큰 위치에너지를 가지도록 해야 한다. 즉 낙차가 클수록 유리하다. 자연낙차, 자연유량을 이용하는 방식을 수로식(水路式) 발전이라고 하는데 그 발전량은 지형, 계절과 강우량의 영향을 많이 받는다. 따라서 안정적인 발전량을 유지하고 낙차도 크게 하기 위해서 댐식 발전을 사용하게 된다.In general, in the case of hydropower, increasing the power generation capacity requires that the water have a greater potential energy. That is, the larger the drop, the better. The natural drop and the method of using the natural flow is called hydrodynamic development. The amount of generation is affected by the topography, season and rainfall. Therefore, dam-type power generation is used to maintain stable power generation and to increase dropping.
그러나 이러한 댐을 짓더라도 댐의 상류에 비가 오랜 기간 오지 않으면 발전기가 지속적으로 작동할 수 없다. 따라서 하절기에 강수가 집중되어 다른 계절에는 발전에 필요한 물이 부족한 우리나라의 경우에 양수식(揚水式) 발전을 이용하기도 한다. 이는 전력 소비가 적은 야간에 남는 전력을 이용하여 댐의 하류로 흘려 보낸 물을 펌프를 이용하여 다시 댐의 상류로 끌어올려 두었다가 낮에 다시 발전에 사용하는 방식이다. However, even if such a dam is built, the generator cannot operate continuously unless there is a long rain upstream of the dam. Therefore, precipitation is concentrated in the summer, and in other seasons, Korea lacks water for power generation. This is a method in which water sent to the downstream of the dam by using the remaining power at night, which consumes little power, is pumped up to the upstream of the dam and used again for power generation during the day.
이러한 종래의 수력발전방식은 댐을 만드는 과정에서 공사비와 수몰되는 토지, 그리고 환경에 끼치는 영향을 모두 판단하고, 또한, 경사가 심하고 물을 저수할 넓이를 고려해야 하기 때문에 많은 시간과 인력낭비, 건설비용 증가, 환경파괴라는 문제점을 유발할 수밖에 없다.In the conventional hydroelectric power generation method, it is necessary to determine both the construction cost, the submerged land, and the environmental impact in the process of making dams, and also consider the extent of inclination and the area to store water. There is no choice but to cause problems such as increase and environmental destruction.
따라서 현재와 같은 에너지 고갈시대에서는 많은 에너지를 저가로, 그리고 공해가 없도록 생산하는데 중점을 두고 연구를 하고 있다.Therefore, in the current energy depletion period, research is focused on producing a lot of energy at low cost and without pollution.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 소량의 물을 순환시켜 수차를 회전시킴으로써 시설비를 절감하고 발전효율을 극대화할 수 있는 수력발전장치를 제공하는데 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems, the present invention is to provide a hydroelectric power generation apparatus that can reduce the facility cost and maximize the power generation efficiency by rotating the water wheel by circulating a small amount of water.
본 발명에 의한 수력발전장치는 수평으로 설치되어 발전기와 연결된 수평수차와, 상기 수평수차의 하측에 형성되어 낙하하는 물이 저장되는 수조와, 상기 수평수차의 상측에 복수가 방사상으로 구비되며 개폐할 수 있는 뚜껑이 형성된 물탱크와, 상기 물탱크의 상단부에 일단이 결합되고, 타단은 상기 수조의 하단부에 결합되며 밸브가 설치된 복수의 유입관과, 상기 물탱크의 하단부에 일단이 결합되고, 타단은 상기 수평수차의 상측에 간격을 이루며 형성되며 밸브가 설치된 복수의 배출관으로 구성된 것을 특징으로 한다.Hydroelectric power generation apparatus according to the present invention is installed horizontally and horizontally connected to the generator, the water tank formed in the lower side of the horizontal aberration is stored, and a plurality of radially provided on the upper side of the horizontal aberration to open and close One end is coupled to the upper end of the water tank, the other end is coupled to the upper end of the water tank, the other end is coupled to the lower end of the water tank and the valve is installed, one end is coupled to the lower end of the water tank, the other end Is formed at intervals above the horizontal aberration, characterized in that consisting of a plurality of discharge pipe is installed valve.
본 발명에 따른 수력발전장치에 의하면, 복수의 물탱크를 교대로 가동함으로써 소량의 물을 순환시켜 반복 사용하는 것이 가능해져 발전비용을 절감하여 발전효율을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라, 댐을 만드는 과정에서 발생하는 시간과 인력낭비, 건설비용 증가, 환경파괴라는 문제점을 해결할 수 있는 장점이 있다.According to the hydroelectric generator according to the present invention, by operating a plurality of water tanks alternately, it is possible to circulate a small amount of water to be used repeatedly to reduce the power generation cost to increase power generation efficiency, as well as to make a dam Has the advantages of solving the problems of time and labor waste, increased construction cost, and environmental destruction.
본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 통해 상세히 설명한다.Preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 수력발전장치에 구비되는 수평수차를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 수력발전장치에 구비되는 수평수차를 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명의 수력발전장치를 도시한 평면도이고, 도 4는 도 3의 III-III선 단면도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시 예를 도시한 정면도이다.1 is a perspective view showing a horizontal aberration provided in the hydroelectric generator of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view showing a horizontal aberration provided in the hydroelectric generator of the present invention, Figure 3 is a hydroelectric generator of the present invention 4 is a cross-sectional view taken along the line III-III of FIG. 3, and FIG. 5 is a front view showing another embodiment of the present invention.
본 발명의 수력발전장치는 도 1에서 도시한 바와 같이 수평으로 설치되어 낙하하는 물에 의해 회전하며 발전을 행하는 수평수차(10)를 포함한다.The hydroelectric generator of the present invention includes a
상기 수평수차(10)는 물의 낙차가 작은 곳에서도 원활하게 회전하여 발전효율을 향상시키며, 항상 수직으로 설치해야 했던 수차를 수평으로 설치함으로써 공간적인 제약을 극복한 것으로서, 본 발명의 출원인이 특허출원 제10-2007-0045039호 "수력 발전장치"에서 제안한 바 있다.The
이러한 수평수차(10)는 상측에 낙하 된 물이 일시 저장되는 저수공간(11)이 형성되어 있는데, 상기 저수공간(11)의 바닥면에는 도 2에서 도시한 바와 같이 경사부(12)가 형성되어 있다.The
상기 경사부(12)의 하측에는 복수의 분사관(13)이 경사를 이루며 방사상으로 결합되어 있는데, 상기 분사관(13)은 상측이 하측보다 큰 지름을 갖도록 형성되어 있다.A plurality of
따라서 저수공간(11)으로 공급된 물이 경사부(12)를 따라 분사관(13)의 상측을 통해 하측으로 배출되면서 유속이 더욱 빨라지고, 그 분사되는 물에 의해 회전력이 발생하여 수평수차(10)를 회전시키게 된다.Therefore, as the water supplied to the
이와 같이 구성된 수평수차(10)는 도 3 및 도 4에서 도시한 바와 같이 본 발명의 수력발전장치에 설치되는데, 상기 수평수차(10)는 하측에 구비된 발전기(20)의 회전축(21)과 연결되어 회전에 의해 발전을 행하게 된다.The
상기 수평수차(10)의 하측, 즉 발전기(20)의 외측에는 원형의 수조(30)가 구비되어 있는데, 상기 수조(30)는 수평수차(10)의 분사관(13)에서 배출되는 물이 저장된다.The lower side of the
한편, 상기 수조(30)의 외측에는 복수의 물탱크(40)가 방사상으로 구비되어 있는데, 상기 물탱크(40)의 하측에는 수평수차(10)의 상측에 물탱크(40)가 위치할 수 있도록 지지대(41)가 형성되어 있다.On the other hand, the outer side of the
상기 물탱크(40)의 상측에는 내부로 물을 공급한 후 밀폐할 수 있도록 뚜껑(42)이 개폐할 수 있게 형성되어 있으며, 물탱크(40)의 상단부에는 밸브(51)가 구비된 복수의 유입관(50)이 설치되어 있다.The upper side of the
상기 유입관(50)은 일단이 물탱크(40)의 상단부에 결합되어 있으며, 타단은 상기 수조(30)의 하단부에 결합되어 있다.One end of the
또한, 상기 물탱크(40)에는 밸브(61)가 구비된 복수의 배출관(60)이 설치되어 있는데, 상기 배출관(60)은 일단이 물탱크(40)의 하단부에 결합되어 있으며, 타단은 상기 저수공간(11)의 상측에 소정의 간격을 이루며 형성되어 있다.In addition, the
상기 배출관(60)의 지름은 유입관(50)의 지름보다 크게 형성하는 것이 바람직한데, 배출관(60) 대 유입관(50)의 단면적 비율을 1:2, 1:3, 1:4 등으로 구성하여 물의 배출량과 유입량을 용이하게 조절할 수 있다.The diameter of the
예를 들어 도면 2에서와 같이 비율을 1:3으로 구성할 경우 배출관(60)이 두 개로 형성되면 유입관(50)은 여섯 개가 되어 배출관(60) 한 개를 개방할 때 유입관(50)은 3개를 개방하여 물탱크(40)의 수위를 일정하게 유지할 수 있다.For example, when the ratio is configured to 1: 3 as shown in Figure 2, if two
이와 같이 구성된 본 발명의 수력발전장치는 배출관(60)의 밸브(61)를 개방하여 물탱크(40)의 물을 수평수차(10)의 저수공간(11)으로 낙하함으로써 수평수차(10)를 회전시켜 발전을 행하게 된다.The hydroelectric generator of the present invention configured as described above opens the
그리고 저수공간(11)의 물은 복수의 분사관(13)을 통해 수조(30)로 낙하되고, 이 수조(30)의 물은 밸브(51)가 개방된 유입관(50)을 통해 물탱크(40)의 내부로 유입된다.Water in the
이때 물탱크(40)의 내부에는 배출되는 물로 인해 공간이 형성되는데, 이 공간은 진공상태가 되어 유입관(50)을 통해 수조(30)의 물을 흡입하게 되며, 수조(30)는 많은 양의 물로 인한 수압에 의해 물탱크(40)로 물을 밀어낸다.At this time, a space is formed in the
이러한 작용은 물탱크(40)가 일정한 수위를 유지할 수 있도록 배출관(60)과 유입관(50)의 개방되는 밸브(51)(61) 숫자를 임의로 조절함으로써 가능하다.This action is possible by arbitrarily adjusting the number of
또한, 물탱크(40)는 복수가 방사상으로 설치되어 교대로 사용하는 것이 가능한데, 예를 들어 도 3 및 도 4에서와 같이 좌측과 우측의 물탱크(40)를 개방할 경우에는 전면과 후면의 물탱크(40)는 폐쇄한다.In addition, the
그리고 물의 증발, 물탱크(40) 내부의 진공상태 약화, 수조(30)의 수위하강에 의한 수압의 감소 등의 여러 가지 원인에 의해 좌측과 우측 물탱크(40)의 수위가 낮아지면, 이때 전면과 후면의 물탱크(40)를 개방하여 수평수차(10)를 회전시키고 좌측과 우측의 물탱크(40)는 폐쇄한 후 뚜껑(42)을 열어 인력, 양수기 등을 이용하여 물을 공급한다.If the water level of the left and
이로써 소량의 물을 순환시켜 반복 사용함으로써 발전비용을 절감하여 발전효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 댐을 만드는 과정에서 발생하는 시간과 인력낭비, 건설비용 증가, 환경파괴라는 문제점을 해결할 수 있는 장점이 있다.As a result, it is possible to reduce power generation costs and increase power generation efficiency by circulating and repeatedly using a small amount of water, as well as to solve problems such as time, manpower waste, construction cost increase, and environmental destruction that occur in dam construction process. have.
또한, 본 발명에는 도 5에서 도시한 바와 같이 수직으로 설치되는 수직수차(10a)를 설치할 수도 있는데, 이때는 복수의 물탱크(40)를 수직수차(10a) 한 쪽 상측에 설치함으로써 교대로 사용하는 것이 가능하다.In addition, the present invention may be provided with a vertical aberration (10a) that is installed vertically, as shown in Figure 5, in this case by using a plurality of water tanks (40) installed alternately by installing on one side of the vertical aberration (10a) It is possible.
상기와 같은 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통 상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.The present invention as described above is not limited to the above-described specific embodiments, and any person having ordinary knowledge in the field to which the present invention pertains may make various changes without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. will be.
도 1은 본 발명의 수력발전장치에 구비되는 수평수차를 도시한 사시도.1 is a perspective view showing a horizontal aberration provided in the hydroelectric generator of the present invention.
도 2는 본 발명의 수력발전장치에 구비되는 수평수차를 도시한 단면도.Figure 2 is a cross-sectional view showing a horizontal aberration provided in the hydroelectric generator of the present invention.
도 3은 본 발명의 수력발전장치를 도시한 평면도.Figure 3 is a plan view showing a hydroelectric generator of the present invention.
도 4는 도 3의 III-III선 단면도.4 is a cross-sectional view taken along the line III-III of FIG. 3.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예를 도시한 정면도.5 is a front view showing another embodiment of the present invention.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >Description of the Related Art
10 : 수평수차 10a: 수직수차10:
11 : 저수공간 12 : 경사부11: reservoir space 12: slope
13 : 분사관 20 : 발전기13: injection pipe 20: generator
21 : 회전축 30 : 수조21: rotating shaft 30: water tank
40 : 물탱크 41 : 지지대40: water tank 41: support
42 : 뚜껑 50 : 유입관42: lid 50: inlet pipe
51,61 : 밸브 60 : 배출관51,61: valve 60: discharge pipe
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KR1020090038328A KR20100119294A (en) | 2009-04-30 | 2009-04-30 | Water-power generating apparatus |
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KR (1) | KR20100119294A (en) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2009
- 2009-04-30 KR KR1020090038328A patent/KR20100119294A/en not_active Application Discontinuation
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