KR20110033466A - Micro generating system using gas pressure difference in a gas pipe - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A micro generating device using the air pressure difference of a gas pipe is provided to generate renewable energy at a relatively low cost since pressure energy is converted to electric energy using the high pressure in a gas pipe without the combustion process of gas. CONSTITUTION: A micro generating device using the air pressure difference of a gas pipe comprises turbines(410), axes, power generating units(430), primary power converters(440), secondary power converters(450), and a control circuit(460). The turbines are installed in the pipe of a gas pipe system. The turbines rotate, if gas pressure difference of a given value or greater occurs between the inlet and outlet in the pipe. The axes are rotatably installed inside and outside the pipe and supports the turbines. The power generating units comprise rotators and stators. The power generating units generate electricity by the interaction of the rotator and the stator. The primary power converters convert AC voltage from the power generating units to DC voltage.

Description

가스관의 기압차를 이용한 마이크로 발전장치{Micro generating system using gas pressure difference in a gas pipe}Micro generating system using gas pressure difference in a gas pipe}

본 발명은 가스관의 기압차를 이용한 마이크로 발전장치에 관한 것으로서, 특히 가스관의 가스 공급 시스템에서 고압을 저압으로 감압하는 과정에서 소멸되는 압력에너지를 전기에너지로 변환함으로써 저비용으로 친환경적 재생에너지를 생산할 수 있는 가스관의 기압차를 이용한 마이크로 발전장치에 관한 것이다.The present invention relates to a micro power generation device using a pressure difference of the gas pipe, in particular, by converting the pressure energy dissipated in the process of reducing the high pressure to a low pressure in the gas supply system of the gas pipe to electrical energy to produce eco-friendly renewable energy at low cost It relates to a micro power generator using the pressure difference of the gas pipe.

일반적으로 LNG, LPG 등의 가스자원을 이용하여 발전하는 종래의 발전시스템은 이들 화석에너지를 연소시켜 열에너지를 통한 증기터빈 발전과 고온·고압의 연소가스를 직접 이용하여 가스터빈을 회전시켜 기계에너지를 얻어 가스 터빈과 직결된 발전기를 회전시켜 전기에너지를 만드는 방식이 있다. In general, conventional power generation systems using gas resources such as LNG and LPG burn these fossil energies to generate steam turbine power through thermal energy and rotate gas turbines directly using high-temperature and high-pressure combustion gases to generate mechanical energy. There is a way to generate electrical energy by rotating a generator directly connected to the gas turbine.

도 1은 종래 열병합 발전소의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.1 is a view schematically showing the configuration of a conventional cogeneration plant.

도 1을 참조하면, 종래 열병합 발전소는 LNG 가스연료를 이용하여 가스 터빈 (101)을 회전시켜 발전하고, 배열보일러(102)의 열에너지를 이용하여 증기 터빈 (103)을 회전시켜 발전한다. 그리고, 증기 터빈(103)에서 배출되는 열에너지는 열교환기(104)를 통하여 지역난방에 이용할 수 있도록 한다. Referring to FIG. 1, a conventional cogeneration plant generates electricity by rotating a gas turbine 101 using LNG gas fuel, and generates steam by rotating a steam turbine 103 using thermal energy of an array boiler 102. Then, the thermal energy discharged from the steam turbine 103 can be used for district heating through the heat exchanger (104).

이상과 같은 열병합 발전소는 고온·고압의 에너지를 모두 이용하여 증기터빈 및 가스터빈을 통해서 전기에너지를 생산하고, 남는 열에너지는 지역난방 등으로 활용하는 발전소로서 에너지 효율을 상당히 끌어 올린 고효율 발전방식으로 평가받고 있다. 그러나 이러한 LNG를 이용한 열병합 발전시스템 역시 탄소를 배출시킬 수 밖에 없다.The combined heat and power plant uses both high-temperature and high-pressure energy to produce electrical energy through steam turbines and gas turbines, and the remaining thermal energy is used for district heating. I am getting it. However, the cogeneration system using LNG also has to emit carbon.

이상과 같이, 종래의 증기터빈을 이용한 발전시스템은 일반화되어 있으나, LNG, LPG 가스관 내의 높은 압력을 이용하여 연소과정 없이 직접 터빈을 회전시켜 발전하는 방식은 그 예가 없다.As described above, although a power generation system using a conventional steam turbine has been generalized, there is no example of generating a power by directly rotating a turbine without a combustion process by using a high pressure in a LNG or LPG gas pipe.

본 발명은 이상과 같은 종래 LNG, LPG 등의 가스자원을 이용하여 발전하는 시스템에서의 발전 방식의 한계성 및 탄소배출의 불가피성을 감안하여 창출된 것으로서, 가스의 연소과정 없이 가스관 내의 높은 압력만을 이용하여 압력에너지를 전기에너지로 변환함으로써 비교적 저비용으로 친환경적 재생에너지를 생산할 수 있는 가스관의 기압차를 이용한 마이크로 발전장치를 제공함에 그 목적이 있다. The present invention was created in consideration of the limitations of the power generation method and the inevitable carbon emission in a system for generating power using conventional gas resources such as LNG and LPG, by using only a high pressure in a gas pipe without a gas combustion process. It is an object of the present invention to provide a micro power generator using a pressure difference of a gas pipe that can produce eco-friendly renewable energy at a relatively low cost by converting pressure energy into electric energy.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스관의 기압차를 이용한 마이크로 발전장치는, In order to achieve the above object, the micro-generation apparatus using the pressure difference of the gas pipe according to the first embodiment of the present invention,

가스 배관 시스템의 배관 내부에 설치되며, 배관 내부의 가스의 유입부와 유출부 간에 일정 압력 이상의 가스 압력차가 발생할 경우 회전하는 터빈;A turbine installed inside the pipe of the gas piping system and rotating when a gas pressure difference greater than or equal to a predetermined pressure occurs between an inlet and an outlet of the gas in the pipe;

상기 터빈과 기계적으로 연결되고 배관의 내외부에 걸쳐 회전가능하게 설치되며, 상기 터빈을 지지 및 고정하는 축;A shaft mechanically connected to the turbine and rotatably installed over the inside and the outside of the pipe, the shaft supporting and fixing the turbine;

상기 축의 배관의 외부로 노출된 부위에 설치되는 회전자와 그 회전자를 에워싸도록 설치되는 고정자를 가지며, 상기 터빈의 회전에 따라 상기 회전자가 회전하여 회전자와 고정자와의 상호 작용에 의해 전기를 발생하는 발전 유니트;It has a rotor and a stator is installed to surround the rotor exposed to the outside of the pipe of the shaft, the rotor rotates in accordance with the rotation of the turbine by the interaction of the rotor and the stator electric Generating unit;

상기 발전 유니트와 전기적으로 연결되며, 발전 유니트에서 발생한 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 1차 전력변환기; A primary power converter electrically connected to the power generation unit and converting an AC voltage generated in the power generation unit into a DC voltage;

상기 1차 전력변환기와 전기적으로 연결되며, 1차 전력변환기에 의해 변환된 직류 전압을 교류 전압으로 변환하는 2차 전력변환기; 및A secondary power converter electrically connected to the primary power converter and converting a DC voltage converted by the primary power converter into an AC voltage; And

상기 발전 유니트와 전기적으로 연결되며, 발전 유니트의 회전자의 권선수를 조절함으로써 발전 유니트의 출력 전압을 제어하는 발전유니트 제어회로를 포함하는 점에 그 특징이 있다. It is characterized in that it is electrically connected to the power generation unit, and includes a power generation unit control circuit for controlling the output voltage of the power generation unit by adjusting the number of turns of the rotor of the power generation unit.

여기서, 상기 발전 유니트의 회전자는 각각 독립적으로 구성된 복수의 권선뭉치가 상기 축에 다단계의 적층 구조로 설치되고, 각 권선뭉치의 권선의 한 쪽 단부가 출력단자 A에 공통으로 연결된다. Here, the rotor of the power generation unit is a plurality of winding bundles each independently configured in a multi-stage stacking structure on the shaft, one end of the winding of each winding bundle is commonly connected to the output terminal A.

또한, 상기 발전유니트 제어회로는 상호 병렬 접속 관계의 복수의 온/오프 스위치(S/W1∼S/W4)를 구비하고, 각 온/오프 스위치의 일측 단자는 상기 회전자의 복수의 권선뭉치의 다른 쪽 단부에 각각 연결되고, 온/오프 스위치의 타측 단자는 출력단자 B에 공통으로 연결된다.The power generation unit control circuit may include a plurality of on / off switches S / W1 to S / W4 in parallel connection relationship, and one terminal of each on / off switch may include a plurality of winding bundles of the rotor. It is connected to the other end, respectively, and the other terminal of the on / off switch is commonly connected to the output terminal B.

또한, 상기 발전 유니트의 회전자는 복수의 권선뭉치가 축을 중심으로 축 주 변에 자유롭게 배치되어 전체적으로 하나의 덩어리를 이루도록 구성되고, 각 권선뭉치의 권선의 한 쪽 단부는 출력단자 A에 공통으로 연결되며, 권선의 다른 쪽 단부는 상기 발전유니트 제어회로의 복수의 온/오프 스위치를 통해 상기 출력단자 B에 공통으로 연결되는 구조로 구성될 수도 있다.In addition, the rotor of the power generation unit is configured so that a plurality of winding bundles are freely arranged around the shaft to form a single mass as a whole, one end of the winding of each winding bundle is commonly connected to the output terminal A The other end of the winding may be configured to be commonly connected to the output terminal B through a plurality of on / off switches of the power generation unit control circuit.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 가스관의 기압차를 이용한 마이크로 발전장치는,In addition, in order to achieve the above object, the micro-generation apparatus using the pressure difference of the gas pipe according to the second embodiment of the present invention,

가스 배관 시스템의 가스 배관 내부에 설치되며, 배관 내부의 가스의 유입부와 유출부 간에 일정 압력 이상의 가스 압력차가 발생할 경우 회전하는 터빈;A turbine installed inside the gas pipe of the gas pipe system and rotating when a gas pressure difference greater than or equal to a predetermined pressure occurs between an inlet and an outlet of the gas in the pipe;

상기 터빈과 기계적으로 연결되고 배관의 내외부에 걸쳐 회전가능하게 설치되며, 상기 터빈을 지지 및 고정하는 축;A shaft mechanically connected to the turbine and rotatably installed over the inside and the outside of the pipe, the shaft supporting and fixing the turbine;

상기 축의 배관의 외부로 노출된 부위에 설치되는 회전자와 그 회전자를 에워싸도록 설치되는 고정자를 가지며, 상기 터빈의 회전에 따라 상기 회전자가 회전하여 회전자와 고정자와의 상호 작용에 의해 전기를 발생하는 발전 유니트;It has a rotor and a stator is installed to surround the rotor exposed to the outside of the pipe of the shaft, the rotor rotates in accordance with the rotation of the turbine by the interaction of the rotor and the stator electric Generating unit;

상기 발전 유니트와 전기적으로 연결되며, 발전 유니트에서 발생한 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 1차 전력변환기; A primary power converter electrically connected to the power generation unit and converting an AC voltage generated in the power generation unit into a DC voltage;

상기 1차 전력변환기와 전기적으로 연결되며, 1차 전력변환기에 의해 변환된 직류 전압을 교류 전압으로 변환하는 2차 전력변환기를 포함하는 점에 그 특징이 있다. It is characterized in that it comprises a secondary power converter electrically connected to the primary power converter, and converts the DC voltage converted by the primary power converter into an AC voltage.

이와 같은 본 발명에 의하면, 가스 배관 시스템에서 가스의 고압을 저압으로 감압하는 과정에서 소멸되는 압력에너지를 전기에너지로 변환함으로써 화석연료 등을 연소시켜 얻었던 전기에너지의 일부를 대체할 수 있고, 아울러 화석연료의 소비를 줄임으로써 그에 따른 탄소의 배출량을 줄일 수 있다. According to the present invention, by converting the pressure energy dissipated in the process of reducing the high pressure of the gas to low pressure in the gas piping system to electrical energy can replace a part of the electrical energy obtained by burning the fossil fuel, etc. By reducing fuel consumption, carbon emissions can be reduced accordingly.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 실시예에 대하여 본격적으로 설명하기에 앞서, 본 발명이 적용되는 가스 배관 시스템과 관련하여 가스 정압기와 도시가스 유통체계에 대하여 간단히 설명해 보기로 한다.Before describing the embodiment of the present invention in earnest, a brief description will be given of the gas constant pressure and the city gas distribution system in relation to the gas piping system to which the present invention is applied.

도 2는 가스 정압기의 일반적인 구조를 보여주는 도면이다.2 is a view showing a general structure of a gas pressure regulator.

도 2에 도시된 바와 같이, 가스 정압기에 의해 1차측의 중압을 2차측의 저압으로 감압시키게 된다. 이때 스프링(201)의 탄성에너지를 통하여 1차측과 2차측 사이의 조절 밸브(202)의 위치를 조절하게 된다. 또한, 중압을 저압으로 낮추는 방식으로 중압의 가스 압력에너지는 스프링(201)을 통해서 흡수되어 소멸된다. 도 2에서 참조번호 203은 다이아프램(diaphragm)을 나타낸다.As shown in FIG. 2, the gas pressure regulator reduces the medium pressure on the primary side to the low pressure on the secondary side. At this time, the position of the control valve 202 between the primary side and the secondary side is adjusted through the elastic energy of the spring 201. In addition, the gas pressure energy of the medium pressure is absorbed through the spring 201 and disappears by lowering the medium pressure to the low pressure. In FIG. 2, reference numeral 203 denotes a diaphragm.

도 3은 LNG의 도입 단계로부터 수요자에게 공급되는 단계까지의 도시가스 유통체계를 보여주는 도면이다.3 is a view showing a city gas distribution system from the introduction of LNG to the stage of supply to the consumer.

도 3에 도시된 바와 같이, 국내의 경우 LNG 인수기지 → 정압기지(7MPa) → 지구정압기(2MPa) → 지역정압기(또는 단독정압기)(0.4∼0.85MPa) 기지에서 각각 송출하는 LNG의 압력의 크기는 각 단계별로 기재된 바와 같이 점차 감압된다. As shown in Figure 3, in the case of domestic LNG take-up base → positive pressure station (7MPa) → earth pressure regulator (2MPa) → local pressure (or single pressure) (0.4 ~ 0.85MPa) the size of the pressure of the LNG respectively sent from the base Is gradually depressurized as described in each step.

본 발명은 이상과 같이 가스의 압력이 감압되면서 소모되는 가스의 압력에너 지를 전기에너지로 재생산하고자 하는 것이다. The present invention is to reproduce the pressure energy of the gas consumed while the pressure of the gas is reduced as described above as electrical energy.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스관의 기압차를 이용한 마이크로 발전장치의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.4 is a view schematically showing the configuration of a micro power generator using the pressure difference of the gas pipe according to the first embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스관의 기압차를 이용한 마이크로 발전장치는 가스관에 유입되는 가스압이 일정하고, 송출되는 가스압을 인위적으로 조절할 필요가 있는 경우에 적용되는 형태로서, 터빈(410), 축(420), 발전 유니트(430), 1차 전력변환기(440), 2차 전력변환기(450), 발전유니트 제어회로(460)를 포함한다. Referring to FIG. 4, the micro power generator using the pressure difference of the gas pipe according to the first embodiment of the present invention is applied when the gas pressure flowing into the gas pipe is constant and it is necessary to artificially adjust the gas pressure being sent. , Turbine 410, shaft 420, power generation unit 430, primary power converter 440, secondary power converter 450, and power generation unit control circuit 460.

상기 터빈(410)은 가스 배관 시스템의 가스 배관 내부에 설치되며, 배관 내부의 가스의 유입부와 유출부 간에 일정 압력 이상의 가스 압력차가 발생할 경우 회전한다. The turbine 410 is installed inside the gas pipe of the gas pipe system, and rotates when a gas pressure difference of a predetermined pressure or more occurs between the inlet and the outlet of the gas inside the pipe.

상기 축(420)은 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 터빈(410)과 기계적으로 연결되고 배관의 내외부에 걸쳐 회전가능하게 설치되며, 상기 터빈(410)을 지지 및 고정한다.As shown in FIG. 6, the shaft 420 is mechanically connected to the turbine 410 and rotatably installed over the inside and the outside of the pipe, and supports and fixes the turbine 410.

상기 발전 유니트(430)는 상기 축(420)의 배관의 외부로 노출된 부위에 설치되는 회전자와 그 회전자를 에워싸도록 설치되는 고정자(435,436)를 가지며, 상기 터빈(410)의 회전에 따라 상기 회전자가 회전하여 회전자와 고정자(435,436)의 상호 작용에 의해 전기를 발생한다.The power generation unit 430 has a rotor which is installed at a portion exposed to the outside of the pipe of the shaft 420 and the stators 435 and 436 which are installed to surround the rotor, the rotation of the turbine 410 Accordingly, the rotor rotates to generate electricity by the interaction between the rotor and the stators 435 and 436.

상기 1차 전력변환기(440)는 상기 발전 유니트(430)와 전기적으로 연결되며, 발전 유니트(430)에서 발생한 교류 전압을 직류 전압으로 변환한다.The primary power converter 440 is electrically connected to the power generation unit 430, and converts an AC voltage generated in the power generation unit 430 into a DC voltage.

상기 2차 전력변환기(450)는 상기 1차 전력변환기(440)와 전기적으로 연결되며, 1차 전력변환기(440)에 의해 변환된 직류 전압을 교류 전압으로 변환한다.The secondary power converter 450 is electrically connected to the primary power converter 440 and converts the DC voltage converted by the primary power converter 440 into an AC voltage.

상기 발전유니트 제어회로(460)는 상기 발전 유니트(430)와 전기적으로 연결되며, 발전 유니트(430)의 회전자의 권선수를 조절함으로써 발전 유니트(430)의 출력 전압을 제어한다. The power generation unit control circuit 460 is electrically connected to the power generation unit 430, and controls the output voltage of the power generation unit 430 by adjusting the number of turns of the rotor of the power generation unit 430.

여기서, 상기 발전 유니트(430)의 회전자는 도 6에 도시된 바와 같이, 각각 독립적으로 구성된 복수의 권선뭉치(431∼434)가 상기 축(420)에 다단계의 적층 구조로 설치되고, 각 권선뭉치(431∼434)의 권선의 한 쪽 단부가 출력단자 A에 공통으로 연결된다. Here, as shown in FIG. 6, the rotor of the power generation unit 430 has a plurality of winding bundles 431 to 434 independently formed in a multi-stage stacking structure on the shaft 420, and each winding bundle One end of the windings 431 to 434 is commonly connected to the output terminal A.

또한, 상기 발전유니트 제어회로(460)는 상호 병렬 접속 관계의 복수의 온/오프 스위치(S/W1∼S/W4)를 구비하고, 각 온/오프 스위치(S/W1∼S/W4)의 일측 단자는 상기 회전자의 복수의 권선뭉치(431∼434)의 다른 쪽 단부에 각각 연결되고, 온/오프 스위치(S/W1∼S/W4)의 타측 단자는 출력단자 B에 공통으로 연결된다.Further, the power generation unit control circuit 460 includes a plurality of on / off switches S / W1 to S / W4 in parallel connection relationship, and each of the on / off switches S / W1 to S / W4. One terminal is connected to the other ends of the plurality of winding bundles 431 to 434 of the rotor, respectively, and the other terminal of the on / off switches S / W1 to S / W4 is commonly connected to the output terminal B. .

또한, 상기 발전 유니트(430)의 회전자는 도 7에 도시된 바와 같이, 복수의 권선뭉치(431∼434)가 축(420)을 중심으로 축 주변에 자유롭게 배치되어 전체적으로 하나의 덩어리를 이루도록 구성되고, 각 권선뭉치(431∼434)의 권선의 한 쪽 단부는 상기 출력단자 A에 공통으로 연결되며, 권선의 다른 쪽 단부는 상기 발전유니트 제어회로(460)의 복수의 온/오프 스위치(S/W1∼S/W4)를 통해 상기 출력단자 B에 공통으로 연결되는 구조로 구성될 수도 있다. In addition, the rotor of the power generation unit 430, as shown in Figure 7, a plurality of winding bundles (431 ~ 434) is configured to be freely disposed around the axis around the axis 420 to form a single mass as a whole One end of the winding of each of the winding bundles 431 to 434 is commonly connected to the output terminal A, and the other end of the winding is connected to a plurality of on / off switches (S / of the power generation unit control circuit 460). It may be configured to have a structure commonly connected to the output terminal B through W1 ~ S / W4).

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 가스관의 기압차를 이용한 마이크로 발 전장치의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.5 is a view schematically showing the configuration of a micro power generator using the pressure difference of the gas pipe according to the second embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 가스관의 기압차를 이용한 마이크로 발전장치는 가스관에 유입되는 수압이 일정하고, 송출되는 수압도 일정하게 유지되는 경우에 적용되는 형태로서, 상기 도 4의 제1 실시예에 따른 가스관의 기압차를 이용한 마이크로 발전장치의 구조와 큰 차이는 없다. 다만, 이 제2 실시예의 경우는 상기 제1 실시예에서의 발전 유니트 제어회로(460)가 없다는 것에 특징적으로 차이점이 있다.Referring to FIG. 5, the micro power generator using the pressure difference of the gas pipe according to the second embodiment of the present invention is applied when the water pressure flowing into the gas pipe is constant and the water pressure flowing out is kept constant. There is no significant difference from the structure of the micro power generator using the pressure difference of the gas pipe according to the first embodiment of FIG. However, in the case of this second embodiment, there is a characteristic difference in that there is no power generation unit control circuit 460 in the first embodiment.

도 5에서의 터빈(510), 발전 유니트(530), 1차 전력변환기(540), 2차 전력변환기(550)는 도 4에서의 터빈(410), 발전 유니트(430), 1차 전력변환기(440), 2차 전력변환기(450)에 각각 대응되며, 따라서 도 5에서의 각 구성요소들, 즉 터빈 (510), 발전 유니트(530), 1차 전력변환기(540), 2차 전력변환기(550)에 대한 설명은 도 4에서의 각 대응되는 구성요소들인 터빈(410), 발전 유니트(430), 1차 전력변환기(440), 2차 전력변환기(450)에 대한 설명으로 대체한다.The turbine 510, the power generation unit 530, the primary power converter 540, and the secondary power converter 550 in FIG. 5 are the turbine 410, the power generation unit 430, and the primary power converter in FIG. 4. 440, respectively, corresponding to the secondary power converter 450, and thus each component in FIG. 5, namely, the turbine 510, the power generation unit 530, the primary power converter 540, the secondary power converter. The description of 550 is replaced with the description of the corresponding components in FIG. 4, the turbine 410, the power generation unit 430, the primary power converter 440, and the secondary power converter 450.

그러면, 이상과 구성을 갖는 본 발명에 따른 가스관의 기압차를 이용한 마이크로 발전장치의 동작에 대해 도 4를 참조하여 간략히 설명해 보기로 한다.Then, the operation of the micro power generator using the pressure difference of the gas pipe according to the present invention having the above configuration will be briefly described with reference to FIG. 4.

가스 배관 시스템의 배관 내부의 가스가 일정 압력 이상의 가스압(기압)으로 흐를 경우 터빈(410)은 회전한다. 이와 같이, 터빈(410)이 회전하면, 터빈(410)을 지지 및 고정하는 축(420)이 회전하고, 동시에 축(420)에 고정되어 있는 회전자(즉, 권선뭉치 431∼434)가 회전하여 회전자와 고정자(335,336)의 상호 작용에 의해 전기(교류 전압)를 발생한다.The turbine 410 rotates when gas in the piping of the gas piping system flows at a gas pressure (atmospheric pressure) of a predetermined pressure or more. As such, when the turbine 410 rotates, the shaft 420 supporting and fixing the turbine 410 rotates, and at the same time, the rotor (that is, the winding bundles 431 to 434) fixed to the shaft 420 rotates. Thus, electricity (alternating voltage) is generated by the interaction between the rotor and the stators 335 and 336.

1차 전력변환기(440)는 상기 발전 유니트(430)에서 발생한 교류 전압을 직류 전압으로 변환하고, 2차 전력변환기(450)는 1차 전력변환기(440)에 의해 변환된 직류 전압을 다시 교류 전압으로 변환하여 출력한다. 이때, 최종 교류 전압은 요구되는 전압(예를 들면, 220V 50/60Hz 또는 110V 50/60Hz)으로 조정되어 출력된다.The primary power converter 440 converts the AC voltage generated in the power generation unit 430 into a DC voltage, and the secondary power converter 450 converts the DC voltage converted by the primary power converter 440 back into the AC voltage. Convert to and print it out. At this time, the final AC voltage is adjusted to the required voltage (for example, 220V 50 / 60Hz or 110V 50 / 60Hz) is output.

한편, 발전유니트 제어회로(460)는 발전 유니트(430)의 회전자의 권선수를 조절함으로써 발전 유니트(430)의 출력 전압을 제어한다. 이에 대하여 조금 더 자세히 설명해 보기로 한다.On the other hand, the power generation unit control circuit 460 controls the output voltage of the power generation unit 430 by adjusting the number of turns of the rotor of the power generation unit 430. Let's explain this in more detail.

본 발명에서는 가스관의 송출부 수압에 해당하는 발전기의 출력 교류 전압을 미리 설정하여 데이터베이스화하는 것을 전제로 한다. 이와 같이 가스관의 송출부 수압에 대한 발전기의 출력 교류 전압의 데이터베이스가 구축된 상태에서, 현재 출력되고 있는 전력과 원하는 송출 수압과의 차이가 발생하여, 출력 전력이 기준값보다 클 경우에는, 발전유니트 제어회로(460)의 온/오프 스위치(S/W1∼S/W4)를 제어하여(예를 들면, 처음에 4개의 온/오프 스위치(S/W1∼S/W4)가 모두 닫혀 있는 (close) 상태였다고 하면, 그 중에서 임의의 스위치(예컨대, S/W4)를 개방(open)하여) 회전자를 구성하는 권선뭉치(431∼434)가 출력단자 B와 접속되는 개수를 줄임으로써(이에 의해 고정자의 자계와 쇄교하는 회전자의 코일의 권선수는 줄어들게 됨), 발전량이 감소되도록 한다. 그리고, 출력 전력이 기준값보다 작을 경우에는 마찬가지로 발전유니트 제어회로(460)의 온/오프 스위치(S/W1∼S/W4)를 제어하여(예를 들면, 처음에 2개의 온/오프 스위치(S/W1∼S/W2)가 닫혀 있는(close) 상태였다고 하면, 나머지 스위치 S/W3, S/W4 중 적어도 하나를 더 닫아서) 회전자를 구성 하는 권선뭉치(431∼434)가 출력단자 B와 접속되는 개수를 증가시킴으로써(이에 의해 고정자의 자계와 쇄교하는 회전자의 코일의 권선수는 늘어나게 됨), 발전량이 증가되도록 한다. 이와 같은 방식에 의해 발전 유니트(430)의 출력 전압을 제어하게 된다.In the present invention, it is assumed that the output AC voltage of the generator corresponding to the water pressure of the discharge portion of the gas pipe is set in advance and databased. As described above, when the output AC voltage database of the generator with respect to the hydraulic pressure of the discharge part of the gas pipe is established, a difference between the currently output power and the desired discharge water pressure occurs and the output power is larger than the reference value. The on / off switches S / W1 to S / W4 of the circuit 460 are controlled (e.g., all four on / off switches S / W1 to S / W4 are initially closed). In the state of the present invention, the number of winding bundles 431 to 434 constituting the rotor is connected to the output terminal B by opening any switch (e.g., S / W4) among them (the stator The number of turns of the coil of the rotor, which is in linkage with the magnetic field, is reduced. When the output power is smaller than the reference value, the on / off switches S / W1 to S / W4 of the power generation unit control circuit 460 are similarly controlled (for example, the first two on / off switches S). If / W1 to S / W2) are closed, at least one of the remaining switches S / W3 and S / W4 is closed), and the bundles 431 to 434 constituting the rotor are connected to the output terminal B. By increasing the number of connections (thereby increasing the number of turns of the coil of the rotor that bridges the magnetic field of the stator), the amount of power generation is increased. In this manner, the output voltage of the power generation unit 430 is controlled.

한편, 이상은 오직 전력발생 관점에서만 동작을 설명한 것이다. 그러나, 본 발명의 발전장치가 적용되는 가스 배관 시스템의 특성상 전력 생산과 함께 송출되는 가스압을 또한 고려하지 않을 수 없다. 즉, 본 발명을 적용함에 있어서는 정압기와 같은 감압장치의 송출압력을 반드시 고려하고, 정압기의 감압에 의한 압력차이만을 전기에너지로 발전시켜야 한다. 따라서, 이와 관련하여 고찰해 보기로 한다.On the other hand, the above has described the operation only in terms of power generation. However, due to the characteristics of the gas piping system to which the power generation apparatus of the present invention is applied, the gas pressure that is sent out along with power generation must also be considered. That is, in applying the present invention, the discharge pressure of the decompression device such as the constant pressure pressure must be considered, and only the pressure difference due to the pressure reduction of the constant pressure pressure pressure generator should be generated as electrical energy. Therefore, it will be discussed in this regard.

(1) 가스관에 유입되는 가스압이 일정하고, 송출되는 가스압을 인위적으로 조절할 필요성이 있는 경우:(1) When the gas pressure flowing into the gas pipe is constant and it is necessary to artificially adjust the gas pressure sent out:

가스 송출부의 출력압력을 특정 압력으로 유지하도록 조절하기 위한 방법으로 발전유니트 제어회로(460)를 통해서 터빈(410)에 걸리는 저항을 간접 제어하는 방식을 통해서 정압을 유지시키는 동시에 가스의 압력차에 해당하는 발전을 하는 개념이다. 우선 터빈(410)의 회전에 의해서 발전 유니트(430)로부터 전력(교류 전압)이 발생하면, 그것을 1차 전력변환기(440)에 의해 정류한다. 그리고 정류된 직류 전압은 다시 2차 전력변환기(450)에 의해 정류되어 교류 전압으로 변환된다. 이때 최종 교류 전압을 필요 전압(예를 들면, 220V, 50/60Hz 또는 110V, 50/60Hz)으로 조절하여 출력시킨다. 가스 송출부의 가스압에 해당하는 발전기의 출력(교류 전 압)을 사전에 데이터베이스화하였을 때, 현재 출력되고 있는 전력과 데이터베이스에 저장된 기준 출력을 비교하여 현재 출력 전력이 기준값보다 클 경우에는 가스관내 터빈(410)의 회전 저항을 낮추어(즉, 발전 유니트(430)의 고정자의 자계와 쇄교하는 회전자의 코일의 권선수를 적게 하여) 발전량이 줄어들도록 한다. 또한, 출력 전력이 기준값보다 적을 경우에는 가스관내 터빈(410)의 회전 저항을 높여(즉, 발전 유니트(430)의 고정자의 자계와 쇄교하는 회전자의 코일의 권선수를 많게 하여)발전량을 증대시킨다. 이렇게 조절하는 것은 발전유니트 제어회로(460)에 의해 조절되며, 가스관내 터빈(410)의 회전 저항의 조정은 발전기 내의 권선 뭉치를 회전축에 더해지거나 감해지도록 함으로써(이는 권선뭉치가 회전축에 기계적으로 결합 또는 회전축으로부터 분리되는 것을 의미하는 것은 아니며, 전술한 바와 같이 권선뭉치(431∼434)가 출력단자 B와 접속되는 개수를 증가 혹은 감소시키는 것을 의미함) 이루어진다. As a method for adjusting the output pressure of the gas sending unit to maintain a specific pressure, it maintains a constant pressure by indirectly controlling the resistance applied to the turbine 410 through the power generation unit control circuit 460 and at the same time corresponds to the pressure difference of the gas. It is the concept of making progress. First, when electric power (AC voltage) is generated from the power generation unit 430 by the rotation of the turbine 410, it is rectified by the primary power converter 440. The rectified DC voltage is again rectified by the secondary power converter 450 and converted into an AC voltage. At this time, the final AC voltage is adjusted to the required voltage (for example, 220V, 50 / 60Hz or 110V, 50 / 60Hz) and output. When the output (AC) of the generator corresponding to the gas pressure of the gas delivery unit is previously databased, the current output power is larger than the reference value when comparing the current output with the reference output stored in the database. The rotational resistance of the 410 is lowered (ie, the number of turns of the coil of the rotor that links with the magnetic field of the stator of the power generation unit 430) to reduce the amount of power generation. In addition, when the output power is less than the reference value, the rotational resistance of the turbine 410 in the gas pipe is increased (that is, the number of turns of the coil of the rotor that links with the magnetic field of the stator of the power generation unit 430 increases). Increase This adjustment is controlled by the power generation unit control circuit 460, and the adjustment of the rotational resistance of the turbine 410 in the gas pipe is made by adding or subtracting the bundle of windings in the generator to or from the rotational shaft (which is mechanically coupled to the rotary shaft). Or it does not mean to be separated from the rotating shaft, as described above means that the number of winding (431 ~ 434) is connected to the output terminal B to increase or decrease).

(2) 가스관에 유입되는 가스압은 일정하지 않으나 송출되는 가스압을 일정하게 유지시킬 필요성이 있는 경우:(2) When the gas pressure flowing into the gas pipe is not constant, but it is necessary to keep the gas pressure discharged constant:

가스관 입력부의 가스압은 일정 압력 이상을 유지하지만 그 값이 일정한 하나의 값으로 고정되어 있는 것은 아닌 상태에서의 가스 유출부의 압력을 일정하게 유지시키기는 방법으로서 발전유니트 제어회로(460)를 이용해서 터빈(410)에 걸리는 저항을 간접 제어하는 것이다. 이는 정압을 유지하는 방식으로 가스 압력차 발전의 원리를 이용한 것이며, 전력 생산 및 변환은 전술한 (1)의 경우와 동일한 방식에 의해 이루어진다. 다만, 이 제(2)의 경우에는 별도의 제어측면이 추가된다. The gas pressure of the gas pipe input unit maintains a certain pressure or more, but the value of the gas outlet is kept constant while the value is not fixed to a single constant value. Indirect control of the resistance to the (410). This uses the principle of gas pressure differential power generation in a manner of maintaining a constant pressure, and power generation and conversion are performed in the same manner as in the case of (1) described above. In this case (2), however, a separate control side is added.

즉, 상기 도 4의 발전장치에서 2차 전력변환기(450)를 거쳐 출력되는 최종 출력 전력을 모니터링하기 위한 전력계(미도시)를 더 구비하고, 그 전력계로 최종 출력 전력을 실시간으로 모니터링하게 된다. 모니터링 결과 전력이 일정 수준 이하로 떨어지거나 일정 수준 이상으로 과도하게 높은 경우는 가스관 입력부로 유입되는 가스압이 변했기 때문인 것으로 볼 수 있다. 따라서, 이때 출력 가스압을 정압으로 유지시키기 위한 방법으로서, 전자의 경우(출력 전력이 일정 수준 이하로 떨어진 경우), 가스관내 터빈(410)의 회전 저항을 더 낮추어(즉, 발전 유니트(430)의 고정자의 자계와 쇄교하는 회전자의 코일의 권선수를 적게 하여) 발전량이 줄어들도록 함으로써 일정 수준보다 더 낮은 전력을 생산하게 되지만, 가스의 유속 저항이 감소하여 부하가 낮아져서 가스 유출부의 가스압을 올릴 수 있게 된다. 이와는 반대로 후자의 경우(출력 전력이 일정 수준 이상으로 높아진 경우)에는, 가스관내 터빈(410)의 회전 저항을 더 높여서(즉, 발전 유니트(430)의 고정자의 자계와 쇄교하는 회전자의 코일의 권선수를 많게 하여) 발전량이 늘어나도록 하면 일정 수준보다 더 큰 전력을 생산하게 되지만, 가스 유속 저항이 증가하여 부하가 증가하여 가스 유출부의 가스압을 낮출 수 있게 된다. That is, the power generation apparatus of FIG. 4 further includes a power meter (not shown) for monitoring the final output power output through the secondary power converter 450, and the final output power is monitored in real time with the power meter. If the monitoring shows that the power drops below a certain level or is excessively high above a certain level, it may be because the gas pressure flowing into the gas pipe input portion is changed. Therefore, at this time, as a method for maintaining the output gas pressure at a constant pressure, in the former case (when the output power falls below a certain level), the rotational resistance of the turbine 410 in the gas pipe is further lowered (that is, the power generation unit 430). By reducing the number of turns of the coil of the rotor, which intersects the stator's magnetic field, the amount of power generated is reduced, which produces lower power than a certain level. It becomes possible. On the contrary, in the latter case (when the output power is raised above a certain level), the coil of the rotor interlinks with the magnetic field of the stator of the power generation unit 430 by further increasing the rotational resistance of the turbine 410 in the gas pipe. Increasing the number of turns) will produce more power than a certain level, but the gas flow resistance will increase, increasing the load and reducing the gas pressure at the gas outlet.

이상과 같은 방법 외에, 압력센서(미도시)를 출력부에 설치하여 실시간 모니터링한 수치를 발전유니트 제어회로(460)로 보내어 가스관내 터빈(410)의 회전 저항을 조절하는 것도 가능하다. 보다 효과적으로 정압을 유지하는 방법은 발전기의 출력 전력계의 계측신호와 압력센서의 계측신호를 종합적으로 수신하여 발전유니트 제어회로(460)에서 시스템적으로 가스관내 터빈(410)의 회전 저항을 자동으로 조절 하는 것이다.In addition to the above-described method, it is also possible to adjust the rotational resistance of the turbine 410 in the gas pipe by installing a pressure sensor (not shown) to the output unit and sending the value monitored in real time to the power generation unit control circuit 460. The method of more effectively maintaining the static pressure is to comprehensively receive the measurement signal of the output power meter of the generator and the measurement signal of the pressure sensor to automatically adjust the rotational resistance of the turbine 410 in the gas pipe systematically in the power generation unit control circuit 460. It is.

(3) 가스관에 유입되는 가스압이 일정하지 않고, 송출되는 가스압 역시 일정하게 유지시킬 필요성이 없으나 출력 전압을 정전압으로 유지시킬 경우:(3) When the gas pressure flowing into the gas pipe is not constant and the gas pressure sent out does not need to be kept constant, but the output voltage is kept constant:

가정용 도시가스를 사용하는 경우가 대부분 이 경우에 해당하는데, 필요시에만 가스를 사용하게 되면 발전기의 양단에 걸리는 압력은 일시적으로 차이가 나타나다가 사용하지 않으면 다시 양단의 압력이 같아져서 더 이상 유량(가스 흐름)이 발생하지 않아 발전을 하지 않게 된다.This is the case in most cases where household city gas is used, but if gas is used only when necessary, the pressure across the generator will be temporarily different. No gas flow) and no power generation.

출력 전압을 정전압으로 유지시키기 위하여, 전술한 바와 같이 1, 2차 전력변환기(440)(450)를 통하여 최종 교류 전압을 얻고, 이를 다시 일반 가정에서 바로 사용가능한 110/220V 60Hz의 교류(AC) 전압으로 조절하여 출력한다. 이때, 1차 전력변환기(440)에 의해 DC 전압으로 변환된 전압은 축전지(미도시)에 저장된다. 도 5에서 기술한 발전 방식은 터빈 회전판의 수와 구조를 통해서 터빈의 회전속도 (rpm)를 조절하고, 발전기의 권선수(코일을 감은수) 등을 고려하여 특정 전압을 출력할 수 있도록 터빈 및 발전용량을 직접 설계하는 방식이지만, 상기 도 4의 방식은 터빈 회전판 및 권선수 등의 물리적 외형을 변경하는 방식 대신에 전력변환기에 의한 상태 변환(AC→DC→AC)과 축전지를 이용하여 정해진 시간 동안 정전압을 얻어 사용하는 방식이다. 이 도 4의 방식은 도 5의 방식과 비교해서 에너지 변환 효율은 낮지만 입출력 가스 압력의 크기와 관계없이 정전압을 얻을 수 있다는 장점이 있다. 이 (3)의 경우는 앞의 (1)과 (2)의 경우와 달리 출력부의 가스압을 정압으로 유지시킬 필요가 없으므로 구조 및 동작상에 있어서 매우 단순화 할 수 있다.In order to maintain the output voltage at a constant voltage, as described above, the final AC voltage is obtained through the primary and secondary power converters 440 and 450, and the AC voltage of 110 / 220V 60 Hz, which can be directly used in a general home, is used again. Output by adjusting voltage. In this case, the voltage converted into the DC voltage by the primary power converter 440 is stored in a storage battery (not shown). The power generation method described in FIG. 5 controls the rotational speed (rpm) of the turbine through the number and structure of the turbine rotor, and outputs a specific voltage in consideration of the number of turns (coil wound) of the generator and the like. Although the capacity is directly designed, the method of FIG. 4 uses a state converter (AC → DC → AC) and a storage battery for a predetermined time instead of a method of changing the physical appearance of the turbine rotor and the number of turns. This is a method of obtaining and using a constant voltage. This scheme of FIG. 4 has a lower energy conversion efficiency than the scheme of FIG. 5, but has the advantage of obtaining a constant voltage regardless of the magnitude of the input / output gas pressure. In this case (3), unlike in the case of (1) and (2), it is not necessary to keep the gas pressure at the output part at a constant pressure, which can be greatly simplified in structure and operation.

이상의 설명에서와 같이, 본 발명에 따른 가스관의 기압차를 이용한 마이크로 발전장치는 현재의 가스관 급수 시스템에서 고압을 저압으로 감압하는 과정에서 소멸되고 있는 압력에너지를 전기에너지로 변환함으로써 화석연료 등을 연소시켜 얻었던 전기에너지의 일부를 대체할 수 있고, 아울러 화석연료의 연소에 따른 탄소의 배출을 줄일 수 있다.As described above, the micro power generation apparatus using the pressure difference of the gas pipe according to the present invention burns fossil fuel and the like by converting the pressure energy that is extinguished in the process of reducing the high pressure to low pressure in the current gas pipe water supply system to electric energy. This can replace some of the electrical energy gained from this process and reduce carbon emissions from burning fossil fuels.

이상, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변경, 응용될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 다음의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of the same should be construed as being included in the scope of the present invention.

도 1은 종래 열병합 발전소의 구성을 개략적으로 보여주는 도면.1 is a view schematically showing the configuration of a conventional cogeneration plant.

도 2는 가스 정압기의 일반적인 구조를 보여주는 도면.2 shows a general structure of a gas pressure regulator.

도 3은 LNG의 도입 단계로부터 수요자에게 공급되는 단계까지의 도시가스 유통체계를 보여주는 도면.3 is a view showing a city gas distribution system from the introduction of LNG to the step of supplying to the consumer.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스관의 기압차를 이용한 마이크로 발전장치의 구성을 개략적으로 보여주는 도면.4 is a view schematically showing the configuration of a micro power generator using the pressure difference of the gas pipe according to the first embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 가스관의 기압차를 이용한 마이크로 발전장치의 구성을 개략적으로 보여주는 도면.5 is a view schematically showing the configuration of a micro power generator using the pressure difference of the gas pipe according to the second embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 가스관의 기압차를 이용한 마이크로 발전장치의 발전 유니트의 내부 구조를 보여주는 도면.Figure 6 is a view showing the internal structure of the power generation unit of the micro power generator using the pressure difference of the gas pipe according to the present invention.

도 7은 본 발명에 따른 가스관의 기압차를 이용한 마이크로 발전장치의 다른 실시예에 따른 발전 유니트의 내부 구조를 보여주는 도면.7 is a view showing the internal structure of the power generation unit according to another embodiment of the micro-generation device using the pressure difference of the gas pipe according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>

101...가스 터빈 102...배열 보일러Gas turbine 102 Array boiler

103...스팀 터빈 104...열교환기103 ... steam turbine 104 ... heat exchanger

201...스프링 202...조절 밸브201 ... Spring 202 ... Control valve

203...다이아프램203 ... diaphragm

410,510...터빈 420,520...축410,510 ... turbine 420,520 ... axes

430,530...발전 유니트 440,540...1차 전력변환기430,530 ... Generation Units 440,540 ... Primary Power Converters

431∼434...권선뭉치 435,436...고정자431 ~ 434 ... Wound bundle 435,436 ... Stator

450,550...2차 전력변환기 460...발전유니트 제어회로450,550 ... Secondary power converter 460 ... Generation unit control circuit

Claims (6)

가스 배관 시스템의 배관 내부에 설치되며, 배관 내부의 가스의 유입부와 유출부 간에 일정 압력 이상의 가스 압력차가 발생할 경우 회전하는 터빈;A turbine installed inside the pipe of the gas piping system and rotating when a gas pressure difference greater than or equal to a predetermined pressure occurs between an inlet and an outlet of the gas in the pipe; 상기 터빈과 기계적으로 연결되고 배관의 내외부에 걸쳐 회전가능하게 설치되며, 상기 터빈을 지지 및 고정하는 축;A shaft mechanically connected to the turbine and rotatably installed over the inside and the outside of the pipe, the shaft supporting and fixing the turbine; 상기 축의 배관의 외부로 노출된 부위에 설치되는 회전자와 그 회전자를 에워싸도록 설치되는 고정자를 가지며, 상기 터빈의 회전에 따라 상기 회전자가 회전하여 회전자와 고정자와의 상호 작용에 의해 전기를 발생하는 발전 유니트;It has a rotor and a stator is installed to surround the rotor exposed to the outside of the pipe of the shaft, the rotor rotates in accordance with the rotation of the turbine by the interaction of the rotor and the stator electric Generating unit; 상기 발전 유니트와 전기적으로 연결되며, 발전 유니트에서 발생한 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 1차 전력변환기; A primary power converter electrically connected to the power generation unit and converting an AC voltage generated in the power generation unit into a DC voltage; 상기 1차 전력변환기와 전기적으로 연결되며, 1차 전력변환기에 의해 변환된 직류 전압을 교류 전압으로 변환하는 2차 전력변환기; 및A secondary power converter electrically connected to the primary power converter and converting a DC voltage converted by the primary power converter into an AC voltage; And 상기 발전 유니트와 전기적으로 연결되며, 발전 유니트의 회전자의 권선수를 조절함으로써 발전 유니트의 출력 전압을 제어하는 발전유니트 제어회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스관의 기압차를 이용한 마이크로 발전장치. And a power generation unit control circuit electrically connected to the power generation unit and controlling the output voltage of the power generation unit by adjusting the number of turns of the rotor of the power generation unit. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 발전 유니트의 회전자는 각각 독립적으로 구성된 복수의 권선뭉치가 상기 축에 다단계의 적층 구조로 설치되고, 각 권선뭉치의 권선의 한 쪽 단부가 출력 단자 A에 공통으로 연결되는 것을 특징으로 하는 가스관의 기압차를 이용한 마이크로 발전장치. The rotor of the power generation unit has a plurality of winding bundles, each independently configured in a multi-stage stacking structure on the shaft, one end of the winding of each winding bundle is connected in common to the output terminal A Micro power generator using barometric pressure difference. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 발전유니트 제어회로는 상호 병렬 접속 관계의 복수의 온/오프 스위치(S/W1∼S/W4)를 구비하고, 각 온/오프 스위치의 일측 단자는 상기 회전자의 복수의 권선뭉치의 다른 쪽 단부에 각각 연결되고, 온/오프 스위치의 타측 단자는 출력단자 B에 공통으로 연결되는 것을 특징으로 하는 가스관의 기압차를 이용한 마이크로 발전장치. The power generation unit control circuit includes a plurality of on / off switches (S / W1 to S / W4) in parallel connection relationship, and one terminal of each on / off switch is the other of the plurality of winding bundles of the rotor. Respectively connected to the ends, and the other terminal of the on / off switch is connected to the output terminal B in common; 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 발전 유니트의 회전자는 복수의 권선뭉치가 축을 중심으로 축 주변에 자유롭게 배치되어 전체적으로 하나의 덩어리를 이루도록 구성되고, 각 권선뭉치의 권선의 한 쪽 단부는 출력단자 A에 공통으로 연결되며, 권선의 다른 쪽 단부는 상기 발전유니트 제어회로의 복수의 온/오프 스위치를 통해 상기 출력단자 B에 공통으로 연결되는 구조로 구성되는 것을 특징으로 하는 가스관의 기압차를 이용한 마이크로 발전장치. The rotor of the power generation unit is configured such that a plurality of winding bundles are freely arranged around the shaft to form a single mass as a whole, and one end of the winding of each winding bundle is commonly connected to the output terminal A. The other end is a micro-generation apparatus using a pressure difference of the gas pipe, characterized in that the structure is connected in common to the output terminal B through a plurality of on / off switch of the power generation unit control circuit. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 가스 배관의 출력 가스압을 정압으로 유지시키기 위하여, 상기 2차 전 력변환기를 거쳐 출력되는 최종 출력 전력을 모니터링하기 위한 전력계를 더 구비하고, In order to maintain the output gas pressure of the gas pipe at a constant pressure, further comprising a power meter for monitoring the final output power output through the secondary power converter, 상기 전력계로 최종 출력 전력을 실시간으로 모니터링하여 전력이 일정 수준 이하로 떨어지면 가스관내 상기 터빈의 회전 저항을 더 낮추어(즉, 발전 유니트의 고정자의 자계와 쇄교하는 회전자의 코일의 권선수를 적게 하여) 발전량이 줄어들도록 함으로써 가스 유출부의 가스압을 높이고, 출력 전력이 일정 수준 이상으로 높아진 경우에는, 상기 터빈의 회전 저항을 더 높여서(즉, 발전 유니트의 고정자의 자계와 쇄교하는 회전자의 코일의 권선수를 많게 하여) 발전량이 늘어나도록 함으로써 가스 유출부의 가스압을 낮추는 것을 특징으로 하는 가스관의 기압차를 이용한 마이크로 발전장치. By monitoring the final output power in real time with the power meter, when the power falls below a certain level, the rotational resistance of the turbine in the gas pipe is further lowered (that is, the number of turns of the coil of the rotor that links with the magnetic field of the stator of the power generation unit is reduced). To increase the gas pressure of the gas outlet by reducing the amount of power generated, and to increase the rotational resistance of the turbine (ie, the coil of the rotor that bridges the magnetic field of the stator of the power generation unit). Micro power generation apparatus using the pressure difference of the gas pipe, characterized in that the gas pressure of the gas outlet portion is lowered by increasing the number of turns). 가스 배관 시스템의 가스 배관 내부에 설치되며, 배관 내부의 가스의 유입부와 유출부 간에 일정 압력 이상의 가스 압력차가 발생할 경우 회전하는 터빈;A turbine installed inside the gas pipe of the gas pipe system and rotating when a gas pressure difference greater than or equal to a predetermined pressure occurs between an inlet and an outlet of the gas in the pipe; 상기 터빈과 기계적으로 연결되고 배관의 내외부에 걸쳐 회전가능하게 설치되며, 상기 터빈을 지지 및 고정하는 축;A shaft mechanically connected to the turbine and rotatably installed over the inside and the outside of the pipe, the shaft supporting and fixing the turbine; 상기 축의 배관의 외부로 노출된 부위에 설치되는 회전자와 그 회전자를 에워싸도록 설치되는 고정자를 가지며, 상기 터빈의 회전에 따라 상기 회전자가 회전하여 회전자와 고정자와의 상호 작용에 의해 전기를 발생하는 발전 유니트;It has a rotor and a stator is installed to surround the rotor exposed to the outside of the pipe of the shaft, the rotor rotates in accordance with the rotation of the turbine by the interaction of the rotor and the stator electric Generating unit; 상기 발전 유니트와 전기적으로 연결되며, 발전 유니트에서 발생한 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 1차 전력변환기; A primary power converter electrically connected to the power generation unit and converting an AC voltage generated in the power generation unit into a DC voltage; 상기 1차 전력변환기와 전기적으로 연결되며, 1차 전력변환기에 의해 변환된 직류 전압을 교류 전압으로 변환하는 2차 전력변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스관의 기압차를 이용한 마이크로 발전장치. And a secondary power converter electrically connected to the primary power converter and converting the DC voltage converted by the primary power converter into an AC voltage.
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