KR20110041380A - Pumping water generating system using wave and atmospheric pressure difference without power - Google Patents

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KR20110041380A
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Abstract

PURPOSE: A non-power pumping-up power generation is provided to make pumped-storage power generation using less electricity by using the pressure difference of wave and atmosphere. CONSTITUTION: A non-power pumping-up power generation using the pressure difference of wave and atmosphere comprises a pump, an upper reservoir(100), a drainage reservoir(500), a plane plate and an auxiliary pump(200). The pumping-up power generation comprises an air outlet. The upper reservoir is installed in hill side. The drainage reservoir stores water drained after the power generation. The drainage reservoir uses the internal pressure difference according to the low water level of sea surface and the lower water level of a water tank.

Description

파력과 기압의 차를 이용한 무동력 양수발전{pumping water generating system using wave and atmospheric pressure difference without power}Pumping water generating system using wave and atmospheric pressure difference without power}

본 발명은 파도의 운동에너지를 이용하는 기술과 두 장소 간의 높이 차이에 따른 공기 압력을 이용한 양수 발전 기술로서 조수 간만의 차가 발생하였을 때 수위의 차이에 의해 발생하는 기압의 차이를 이용하여 발전을 하는 것임 The present invention is to generate power by using the difference in water pressure caused by the difference in water level when the difference between the tidal water occurs as a technology for using the kinetic energy of the wave and the air pressure according to the height difference between the two places.

파도의 힘을 이용하여 평판 플레이트를 직선 운동하게 하여 실린더를 작동시켜 펌핑을 하여 양수를 하고 조수간만의 차이가 나타날 때에 나타나는 두 지점의 기압차를 이용하여 자동적으로 양수를 가능하게 하여 발전하는 기술임 It is a technology that develops power by automatically pumping by using the pressure difference between two points when the flat plate moves linearly by using the force of the wave to operate the pump and pump it.

현재 양수 발전은 전력을 소비하지 않는 밤 시간대에 발생하는 여유 전력으로 고지대로 양수를 하여 양수된 물을 이용하여 발전을 하는 시스템이어서, 별도의 저수지 댐을 상당한 크기로 높은 지역에 만들어야하여 초기 비용이 과다하고 여유전력의 양이 적어지고 전력단가의 상승으로 비용이 높아짐에 따라 경제성이 떨어져 발전을 중단하는 발전소도 생기고 있어 이를 해결하고자함.Currently, pumping power generation is a system that generates power by using pumped water by pumping water to the high ground, which is generated during night time when no power is consumed. As the cost increases due to the excessive amount of extra power and the increase of the cost of electricity, there is a power plant that stops generating electricity due to economic efficiency.

또한 초기에 발전소를 설치하지 아니한 일반 홍수 조절용 댐의 경우 추가 발전시설설치가 용이하지 아니하여 이를 해결하고자 함.In addition, in the case of general flood control dams that did not initially install a power plant, it is not easy to install additional power generation facilities.

본 발명은 해수를 파도를 이용하여 초기 양수를 한 다음 만조 시에 발전을 하며 이때 인근 지역에 만조 시의 해수면보다 낮은 저수지를 조성하여 발전시의 해수를 이 저수지로 방류케 하여 만조시의해수면과 저수지의 위치 차이 및 발전을 위해 방출하는 해수의 낙차를 이용하여 자동적으로 양수가 이루어지게 하여 별도의 양수 전력이 소모되지 않도록 하는 것임. 저수지의 수면과 해수 만조시의 수면이 같아지면 양수가 이루어지지 않으므로 발전을 중단하고 간조 시 저수지의 수면보다 해수면의 수면이 낮아지면 저수지의 물을 바다로 방류하여 저수지를 비워두어 다음 발전에 대비하도록 하며 또한 저수지를 비울 시는 상부저수조의 물의 방향을 바꾸어주어 간조 시 에도 발전이 가능한 쌍방향 발전 시스템으로 활용하도록 함. 또한 파력으로 인해 양수되는 해수를 발전에 추가로이용하면 간조 시와 만조 시의 양 수 발전이 멈추는 시간에 발전을 지속할 수 있음.In the present invention, after the initial pumping of seawater using waves, power generation is performed at high tide. At this time, a reservoir is formed in the surrounding area lower than the sea level at high tide, and the seawater at the time of power generation is discharged to this reservoir, It is to prevent the separate pumping power consumption by automatically pumping water by using the difference of reservoir position and the drop of seawater which is discharged for power generation. If the surface of the reservoir is equal to the surface of the sea at high tide, then no water will be pumped out.If the surface of the sea is lower than the surface of the reservoir at low tide, discharge the water from the reservoir to the sea so that the reservoir is empty to prepare for the next generation. In addition, when the reservoir is emptied, the water direction of the upper reservoir is changed so that it can be used as a two-way power generation system that can generate power even at low tide. In addition, the use of seawater pumped up by wave forces can be used to generate electricity at low tide and at high tide.

일반 댐의 경우 초기 양수를 하고 댐의 수위와 댐 하류의 수위차를 이용하여 자동 양수를 하게함.In case of general dam, the initial pumping is done and automatic pumping is performed by using the level of the dam and the level of the downstream of the dam.

파력을 이용한 양수로 고압을 이용한 일차 발전을 할 수 있으며 만조 시와 간조 시는 조수간만의 차에 의해 발생하는 기압을 이용하여 자동 양수가 되므로 기존 양수 발전과는 달리 별도의 전력소모가 없이 양수 및 발전이 이루어져 파력만으로 항구적인 양수발전이 가능한 시설이 될 수 있음. It is possible to generate primary power using high pressure by pumping wave power, and at high tide and low tide, it is automatically pumped by using the air pressure generated by the difference between tides. The power generation can be a facility capable of permanent pumping power generation only by wave power.

또한 저수지는 태풍피해가 없는 천연바다 양식장이나 레저시설로 이용이 가능한 공간으로 다목적으로 사용 할 수 있음.Reservoir is also a versatile space that can be used as a natural sea farm or leisure facility without typhoon damage.

초기 건설시에 발전시설이 없이 건설한 일반 댐의 경우도 추가로 발전시설을 할 수가 있어 효과적인 수력의 이용이 가능하여짐.In the case of general dams without power generation facilities at the time of initial construction, additional power generation facilities can be provided, which makes effective use of hydropower possible.

본 발명은 해수의 양수발전에 관한 것으로 해수를 초기 양수하기 위한 파력양수시스템과(300) 보조양수기(200)와 그리고 고지대에 설치된 상부저수조(100) 그리고 발전기(400)와 그리고 발전 후 배수된 해수를 일시 저장하기 위한 저수지(500)로 구성된다.The present invention relates to the pumping power generation of seawater wave power pumping system for initial pumping seawater (300) and auxiliary pumper (200) and the upper reservoir (100) and generator (400) installed in the highlands and the seawater drained after power generation It consists of a reservoir 500 for temporarily storing the.

본 발명의 양수 발전은 초기에 발전하기 까지는 여느 양수 발전의 원리와 같이 높은 곳에 저수조를 두고 양수기를 통해 저수를 한 다음 배수로를 통해 그 낙차를 이용하여 발전을 한다. 기존 양수 발전과 달리 본 해수 발전은 전력을 사용하지 않 고 파도의 힘을 이용하여 초기 양수를 하며, 발전을 만조 시의 해수면과 배수 저수지의 수면의 차이에 따른 기압의 힘에 따른 양수효과를 이용한 것으로 초기 양수로 상부저수조(100)에 채운 물이 배수저수지(500)로 물을 배출할 시에 배수시의 배수 및 낙차로 인해 밀폐된 상부저수조의 내부 압력이 낮아지므로 기압 차를 이용하여 만조 시의 해수면에 접한 양수로 를 통해 양수기(200)의 작동이 없이 양수가 가능해진다. Pumping power generation of the present invention until the power generation in the early stage, such as the principle of pumping power generation, the reservoir is placed in a high place, the reservoir is stored through the water pump, and then the power is generated using the drop through the drainage. Unlike conventional pumping power generation, this seawater power generation uses the power of waves without initial power and uses the pumping effect according to the pressure of air pressure according to the difference between the sea level and the drainage reservoir surface at high tide. When the water filled in the upper reservoir 100 is discharged to the drain reservoir 500, the internal pressure of the closed upper reservoir is lowered due to the drainage and free fall during drainage. Pumping is possible without the operation of the pump 200 through the pumping surface in contact with the sea level.

만조 시의 양수발전으로 저수지의 수면이 해수면과 같아지면 양수로와 배수로의 내부 압력이 동등하여지면서 발전이 멈추게 된다. If the water surface of the reservoir is equal to the sea level due to the pumping power generation during high tide, the power generation will stop because the internal pressures of the pump and drainage channels become equal.

발전이 멈추면 자동으로 양수로 와 배수로에 설치한 자동밸브를 잠궈 물이 새어나가지 않도록 한다. 또한 상부 저수조는 확실한 양수 효과를 위한 완전한 밀폐를 위해 이중 밀폐형 저수조를 설치한다. When the power generation stops, shut off the automatic valve installed in the aqueduct and drain to prevent water from leaking. The upper reservoir is also equipped with a double hermetic reservoir for complete containment for a positive pumping effect.

발전이 멈추고 일정 시간이 경과 후 간조 시에는 배수저수지(500)의 수위가 해수위보다 높아져서 기압차에 의해 역으로 다시 해수가 이동하게 되어 다시 발전을 하게 된다. After a certain time elapses after the power generation is stopped, the water level of the drainage reservoir 500 is higher than the sea level, the seawater is moved back to the reverse by the pressure difference, and the power is generated again.

이러한 방식으로 발전을 하면 전력이나 외부 동력을 사용하지 않고 파도의 힘과 조수 간만의 차를 이용하여 지속적인 양수 발전을 할 수 있게 된다.Power generation in this way allows for continuous positive power generation using the difference between tidal force and tides without using power or external power.

또한 파력을 이용한 양수기를 이용하여 이중 구조의 저수조에 항시 물이 차 있도록 보충 양수를 하면 저수조의 물을 이용하여 추가 발전도 가능하며 양수발전시의 압력을 보충하여 더 많은 전기를 생산할 수 있게 한다.In addition, if a supplementary pumping is carried out so that water is always filled in the dual structure water tank using wave pump, it is possible to generate additional power by using the water in the tank and to generate more electricity by supplementing the pressure during pumping power generation.

이러한 방식은 현재 조수간만의 차가 크나 조류발전기를 설치하기 곤란한 섬지역이 나 해안지방에 매우 유용하며 기존에 일방형으로 설치된 조류발전지역에 적은 비용으로 배수시의 해수를 이용하여 쌍방 발전을 할 수 있게 하는 유용한 발명이다.This method is very useful for island areas and coastal regions where tidal currents are difficult to install but tidal current generators are difficult to install, and bilateral power generation can be generated by using seawater in drainage at low cost in existing unilateral tidal power generation areas. It is a useful invention.

파력을 이용하여 양수를 하는 방법은 방파제나 해안 가에 도300과 같은 구조물을 설치하여 양수를 한다.  The pumping method using the wave force is pumped by installing a structure as shown in FIG.

만조 시의 해면과 같이 평면의 구조물을 도면과 같이 설치를 하고 그 구조물 하단에 307과 같이 플레이트를 아래 방향으로 늘어뜨린 형태로 설치를 하고 그 플레이트에 펌프(306)을 설치를 하면 파도의 힘에 의해 플레이트가 앞뒤로 움직이며 펌프를 작동하게 한다. 펌핑이 된 해수는 일차로 고 압탱크(304)에 저장이 되며 일정 압력이 되면 밸브(310)를 통해 상부저수조로 양수되어 진다.If a flat structure is installed as shown in the figure at high tide, as shown in the drawing, and the plate is laid down on the bottom of the structure as shown in 307, and the pump 306 is installed on the plate. This causes the plate to move back and forth and to operate the pump. The pumped sea water is primarily stored in the high pressure tank 304 and is pumped into the upper reservoir through the valve 310 when a predetermined pressure is reached.

양수 시 고압 탱크에서 상부저수조로 해수를 방출시킬 때 일차로 방출구(310)에서 터빈을 이용해 발전을 하고 양수를 한다. At the time of pumping, when the seawater is discharged from the high pressure tank to the upper reservoir, power is generated and pumped using the turbine at the discharge port 310.

또한 파도가 쳐오는 바다 방향으로는 가변형 파도 차단벽(302)를 설치하여 태풍이나 파도가 심하여 플레이트나 펌프의 손상이 우려될 시는 파도를 막아주는 역할을 하도록 한다. In addition, by installing the variable wave blocking wall 302 in the direction of the sea waves come to serve to prevent the wave when the typhoon or the wave is seriously damaged plate or pump.

파도의 크기에 따라 실린더형 펌프를 복수로 설치를 하면 더 많은 해수를 양수할 수 있을 뿐만 아니라 플레이트의 완충기로서 플레이트 보호 역할도 한다.Depending on the size of the wave, installing a plurality of cylindrical pumps can not only pump more seawater, but also act as a plate protector as a buffer for the plate.

일반 댐의 경우 초기 댐을 건설할 당시 발전소를 설치하지 아니한 댐은 추가로 발전소를 건설하기가 용이하지 아니하나 양수발전의 방법을 사용하면 추가로 발전소 설치가 가능하다. In the case of general dams, dams that do not install a power plant at the time of initial dam construction are not easy to construct additional power plants.

수력발전용이 아닌 일반 홍수조절용이나 조절지 댐의 경우 발전을 하지 아니한 채 로 방류가 되어 물을 허비하고 있다.General flood control or control dams, other than hydroelectric power generation, have been discharged without generating electricity and are wasting water.

발전소가 설치되지 않은 평화의 댐도 저수량은 26억톤에 이른다고 하나 단지 북한의 수공방지용과 홍수 조절기능밖에 없어 평시 물이 그냥 허비되고 있어 단순 배수가 아닌 기압차를 이용한 양수 발전을 하면 댐의 물을 허비하지 아니하고 이용할 수 있다. Peace dams without power plants are estimated to reach 2.6 billion tons of water, but there are only North Korean manual prevention and flood control functions. You can use it without wasting it.

이를 위하여서는 파력으로 양수하는 방법과는 달리 초기 양수 및 공기 유입으로 인해 기압 차를 이용할 수 없는 경우를 대비하여 보조양수기(501)를 설치하여 양수를 한다. 댐 상부에 이중 저수조를 설치하고 이중저수조의 외부저수조(506)를 통하여 내부저수조(507)방향으로 물을 보내는데 이는 초기 양수와 보조 양수관로가 아닌 양수관로에 공기가 유입될 시는 공기채집공간(511)을 두고 공기가 모이To this end, unlike the method of pumping by the wave force, the auxiliary pumping device 501 is installed in preparation for the case where the air pressure difference cannot be used due to initial pumping and air inflow. A double reservoir is installed in the upper part of the dam, and water is sent to the inner reservoir 507 through the external reservoir 506 of the double reservoir, which is an air collecting space when air is introduced into the pumping pipe instead of the initial pumping and auxiliary pumping pipe ( Leave the air 511)

면 공기배출밸브(505)를 연다. 공기배출구를 열면 자연적으로 외부저수조의 물이 내부저수조로 유입이 되면서 공기가 외부저수조 상부의 공기 채집공간(512)으로 모이게 되면 공기 배출구(504)를 통해 공기를 배출시키게 된다. Open the surface air discharge valve (505). When the air outlet is opened, the water of the external reservoir is naturally introduced into the internal reservoir, and when the air is collected into the air collecting space 512 of the upper portion of the external reservoir, the air is discharged through the air outlet 504.

이러한 방법으로 양수를 하면 초기 양수 후 송수관로(509)를 통해 발전을 시작하면 기압 차로 인한 자동 양수가 지속적으로 이루어진다.When pumping in this way, after the initial pumping, power generation starts through the water pipe 509, and automatic pumping due to the air pressure is continuously performed.

도1은 양수 발전의 전체 형태를 그린 기본 구조도 이다.1 is a basic structural diagram showing the overall form of positive power generation.

도2는 상부저수조의 간단한 도면이다.2 is a simple view of the upper reservoir.

도3은 파도를 이용한 양수시스템 도면이다.3 is a diagram of a pumping system using waves.

도4는 조수간만의 기압차를 이용한 양수의 원리를 설명하는 도면이다4 is a view for explaining the principle of pumping water using the pressure difference between tides only.

도5는 일반 댐의 경우 양수발전 구성도이다5 is a schematic diagram of a positive power generation in the case of a general dam;

도6은 일반 댐이나 저수지에 설치하는 양수발전소의 상부저수조의 구성도이다.6 is a configuration diagram of an upper reservoir tank of a pumping power plant installed in a general dam or a reservoir.

100은 상부 저수조이다. 밀폐 형 이중 구조로 이루어진다.100 is the upper reservoir. It is made of sealed double structure.

200은 보조양수기이다.200 is the auxiliary pump.

300은 파력을 이용한 양수시스템이다.300 is a wave pumping system.

400은 발전기이다.400 is a generator.

500은 발전 후 배수저장용 저수지이다.500 is a reservoir for drainage after power generation.

600은 댐의 저수구역이다.600 is the reservoir of the dam.

700은 취수구이다.700 is a water intake.

800은 보조양수기이다.800 is an auxiliary pump.

900은 상부저수조이다.900 is the upper reservoir.

1,000은 발전기이다.1,000 is a generator.

1,100은 댐 하부의 강이다.1,100 is the river below the dam.

101은 상부저수조의 양수관로이다 101 is the pumping line of the upper reservoir

102는 외부에서 조정이 가능한 밸브이다 102 is an externally adjustable valve

103은 상부저수조의 해수저장용 탱크로 이중 탱크 중 외부탱크이다.103 is a tank for seawater storage in the upper reservoir tank, which is the outer tank of the double tanks.

104는 상부저수조이다 104 is the upper reservoir

105는 발전기 방향의 해수관로이다.105 is a seawater pipe in the direction of the generator.

106은 공기배출구이다.106 is an air outlet.

301은 수량조절문의 지지구조물이다.301 is the supporting structure of the quantity control door.

302는 수문이다302 is a sluice

303은 수문작동기이다.303 is a hydrologic actuator.

304는 해수저장탱크이다.304 is a seawater storage tank.

305는 해수저장탱크밸브이다.305 is a seawater storage tank valve.

306은 펌프실린더이다.306 is a pump cylinder.

307은 직사각형태의 평판형 플레이트이다.307 is a rectangular flat plate.

308은 지지구조물이다308 is a support structure

309은 펌프의 실린더이다.309 is a cylinder of the pump.

310은 해수저장탱크의 배출구로서 일차발전용 터빈이다.310 is a turbine for primary generation as an outlet of the seawater storage tank.

311은 양수용 취수구이다.311 is a water intake port.

312는 보조양수기이다.312 is an auxiliary pump.

313은 양수로이다 313 is a conduit

501은 일반 댐 용 보조양수기이다501 is a submersible pump for general dam

502는 일반 댐 용 상부저수조의 보조양수기를 통한 양수관로이다.502 is a pumping line through an auxiliary pump of the upper reservoir for a general dam.

503은 수위감지장치이다.503 is a level sensor.

504는 공기배출구이다.504 is an air outlet.

505는 상부저수조 내부저수조의 공기배출구 겸 외부저수조에서 내부저수조로의 보충수 인입간이다.505 is the air outlet of the upper reservoir and between the external reservoir and the intake of replenishment water from the outer reservoir to the inner reservoir.

506은 상부저수조 중 외부저수조이다.506 is an external reservoir of the upper reservoir.

507은 상부저수조 중 내부저수조이다.507 is an internal reservoir of the upper reservoir.

508은 밸브이다.508 is a valve.

509는 발전기 방향으로의 송수관로이다.509 is a water pipeline in the direction of the generator.

510은 양수관로이다.510 is a pumping pipe.

Figure 112009073397068-PAT00001
Figure 112009073397068-PAT00001

Claims (3)

해수면에 파도를 이용한 양수기를 설치하고 고지대에 상부저수조를 설치하며 별도의 배수 저수지를 만들어 발전 후 배수를 저수할 수 있게 하여 만조 시에는 해수면의 높은 수위와 저수조의 낮은 수위에 따른 내부 압력차를 이용하여 발전을 하고 간조 시에는 발전 후 배수를 해수면으로 역 배출하게 하여 발전하므로 자동 양수 발전이 가능하게 하는 파력 및 조수간만의 차를 이용한 양수 발전장치A water pump using waves at sea level is installed, an upper reservoir tank is installed in the highlands, and a separate drainage reservoir is created so that drainage can be stored after power generation.In the case of high tide, it uses internal pressure difference according to the high level of the sea level and the low level of the reservoir. In the low tide, the drainage is generated by discharging the drainage back to the sea level. 청구항 1에서 도3과 같이 평판형 플레이트를 이용하여 실린더형 펌프를 작동하게 하여 파도를 이용하여 양수를 가능케 하고 이를 이용하여 발전을 하는 장치 .In claim 1 as shown in Figure 3 using a flat plate to operate the cylindrical pump to enable pumping by using the wave and to generate power using the same. 도5와 같이 보조양수기를 설치하고 이중의 상부저수지를 갖추며 이중의 공기배출구를 갖춘 기압차를 이용한 양수 발전 방법 및 장치Pumping power generation method and apparatus using a pressure difference with a secondary water pump and a double upper reservoir and a double air outlet as shown in FIG.
KR1020090116280A 2009-10-15 2009-11-28 Pumping water generating system using wave and atmospheric pressure difference without power KR20110041380A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104632518A (en) * 2014-12-15 2015-05-20 蔡乃成 Sea dam water storage ocean tidal power station

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