KR20110050573A - 직립식 소수력 복합 발전 플랜트와 발전단지 - Google Patents

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KR20110050573A
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Abstract

수상과 수중의 하부로부터 하부저수함, 상부저수함, 수소제조함, 제어실 그리고 상부저수함 주변에 다수의 보조저수함으로 구성되어 건조된 직립식 소수력 복합 발전 플랜트로 상부저수함 내부 발전실에 소정의 낙차고를 유지하는 소수력발전 시스템을 설치하여 물을 하부저수함과 보조저수함으로 유입하고 유입된 물을 하부저수함과 보조저수함의 유출과 배출 전동밸브의 작동에 의한 상호 피스톤 작용으로 외부로 배출함으로써 지속적인 발전을 실시하는 직립식 소수력 발전 플랜트와 직립식 소수력 발전 플랜트에 태양광 발전기와 풍력 발전기 등의 보조 발전기를 장착한 직립식 소수력 복합 발전 플랜트 그리고 직립식 소수력 복합 발전 플랜트가 집단으로 형성되는 직립식 소수력 복합 발전 단지
하부저수함, 상부저수함, 보조저수함, 제어실, 밸래스터실, 저수실, 발전실, 압축공기실, 실린더실, 유입수, 유출수, 배출수, 유입전동밸브, 유출전동밸브, 밸래스터전동밸브, 배출전동밸브, 피스톤, 공기 압축기, 압축공기

Description

직립식 소수력 복합 발전 플랜트와 발전단지 { STAND TYPE SMALL-HYDROELECTRIC COMPLEX POWERGENERATION PLANT AND ELECTRIC-GENERATION AREA }
수중 직립식 압축공기 유동 소수력 복합 발전 분야
수상과 수중에 직립한 구조물을 축조하고 내부로 물을 유입하여 소수력 발전기로 전기를 생산하고 본체 내부로 유입된 유입수를 압축공기를 활용한 보일의 법칙과 파스칼의 원리로 구조물 외부로 배출하는 기술
지금까지의 소수력발전과 조력발전은 일정한 위치에 댐을 막고 수로와 초지를 형성하여 댐의 수위차와 조수 간만의 차를 이용하여 소수력은 댐의 하단에서 조력은 창조시 또는 낙조시에만 발전이 가능하여 발전 효율이 낮고 댐을 막아 자연 생태계와 기후 환경에 많은 영향을 미쳐왔다.
이에 본 발명은 수상과 수중에 직립하는 구조물을 건조하여 내부에 소정의 낙차를 이용한 소수력 발전을 실시하고 유입된 유입수를 외부로 배출하여 발전 효율이 높고 환경친화적이며 지속 가능한 전기 생산
1년 365일 풍부한 수량의 수위가 유지되는 수상과 해상에 저수함을 직립으로 건조하고 저수함 내부의 발전실이 일정한 높이에 위치하여 내부로 유입되는 유입수로 지속적인 발전을 유지하고 저수함에 유입된 유입수를 보배출함으로 유도한후 배출함과 상부저수함 그리고 하부저수함에 압축공기를 주입하여 배출함과 저수함에 장착된 피스톤이 각 실의 전동밸브 개폐 조작으로 저수함실의 유출수가 상승과 하강에 기인하는 압축공기의 유동으로 배출함에 유동수가 배출수가 되어 배출함 외부로 배출하는 반복 작업으로 지속적인 전력 생산을 유도
소정의 높이를 유지하는 수상과 해상 그리고 기 완공된 조력발전소 초지와 수력발전소 내에서 24시간 효율적인 발전으로 전력 생산이 가능하고 직립식으로 조류와 수로에 지장없이 자연 환경과 생태계의 영향을 최소화하며 수상 및 해양 영토를 확장하여 복합 발전 단지를 조성하여 자생적인 인공 해양도시를 구축할 수 있는 경제적이고 유익한 수상 직립식 소수력 발전선으로 건조된 수상 직립식 소수력 발전선 본체에 태양광 발전기와 풍력 발전기 등의 보조 발전기를 장착함으로써 전력 생산과 타 산업 발전에 시너지 효과 유발
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 직립식 소수력 복합 발전 플랜트 대표도로서 상부 좌측은 내부 기계장치 평면도이고 우측은 외부 평면도이며 하부도는 기계장치 단면도 로 수중지반선(140) 저면에 정착된 닻(141)과 닻줄(142)로 수상에 고정된 하부저수함(10)과 다수의 보조저수함(40) 그리고 하부저수내부함(20), 상부저수함(30)을 건조하고 상부저수함(30) 상단에 수소제조플랜트(101)과 공기압축기(102)가 설치된 수소제조실(100)과 수소제조실(100) 상단에 인버터복합제어기(111)을 설치한 제어실(140)을 건조하며 보조저수함(40)과 하부저수함(10) 내부에 각 각 보조저수피스톤(70)과 하부저수피스톤(60)을 장착하고 하부저수내부함(20)의 발전실(21) 하단에 소수력발전기(90)과 입출수통로(92)를 설치하여 입출수통로(92) 끝단을 하부저수실(12)와 보조저수실(44)의 하부에 장착하고 하부저수실(12) 하부와 보조저수실(44) 하부에 배출수통로(46)을 장착하며 각 보조저수함(40) 상단에 다용도펌프(80)을 장착한 구조로 제어실(110) 상단에 태양광발전기(130)과 풍력발전기(131)을 설치한 직립식소수력복합발전플랜트(160)인 본 발명의 대표도 이다.
도 2는 본 발명에 따른 하부 저수함 도로서 하부저수함(10)은 중간에 하부저수함스라브(10')가 설치되어 하부는 밸래스터실(11)과 상부는 하부저수실(12)로 구분되어 밸래스터실(11) 하부벽에 다수의 밸래스터밸브구(13)과 밸래스터실펌프구(14)가 형성되고 하부저수실(12) 하부벽에 다수의 하부저수배출밸브구(15)와 하부저수유출밸브구(16)과 하부센서홈(18) 그리고 상부벽에 다수의 상부센서홈(17)이 형성되어
밸래스터밸브구(13)에는 밸래스터전동밸브(13')가 장착되어 밸래스터전동밸브(13')의 개폐로 밸래스터실(11)에 유입수(121)가 충수되면 닻(141)과 닻줄(142)과 연계하여 직립식소수력발전플랜트(150)과 직립식소수력복합발전플랜트(160)을 수상 또는 해상에 고정 부유시켜 유입전동밸브(32')의 위치가 수중에 잠수 되면 유입전동밸브(32')의 개폐로 유입수(121)를 입출수통로(92)에 유입시키는 역할을 하고
밸래스터펌프구(14)에는 다용도펌프(80)의 밸래스터펌프파이프(82')가 장착되어 다용도펌프(80)의 작동으로 밸래스터실(11)의 유입수(121)을 충수 및 배수하여 필요시 직립식소수력발전플랜트(150) 또는 직립식소수력복합발전플랜트(160)의 흘수 수위를 조절하는 역할을 하며
하부저수배출밸브구(15)에는 하부저수배출전동밸브(15')가 장착되어 하부저수배출전동밸브(15')의 개폐로 하부저수실(12)에 저장된 유출수(122)가 배출수통로(46)을 통하여 하부저수실(12)에서 외부로 배츌 시키는 역할을 하며
하부저수유출밸브구(16)에는 하부저수유출전동밸브(16')가 장착되어 하부저수유출전동밸브(16')의 개폐로 유입전동밸브(32')로 유입된 유입수(121)이 수차(91)을 회전시켜 소수력발전기(90)이 전기를 생산하고 유출되어 하부저수함(10)의 하부저수실(12)에 저장하는 역할을 하고
상부센서홈(17)과 하부센서홈(18)에는 각 각 상부감지센서(17')와 하부감지센서(18')가 장착되어 하부저수실(12)에 장착된 하부저수피스톤(60)의 위치를 감지하여 제어실(110)의 인버터복합제어기(111)에 신호를 전달하여 인버터복합제어기(111)에서 하부저수배출전동밸브(15')와 하부저수유출전동밸브(16')와 보조저수배출전동밸브(41')와 그리고 보조저수유출전동밸브(42')를 통제 개폐하면 하부저수실(12)의 하부저수피스톤(60)과 보조저수실(44)의 보조저수피스톤(70)이 압축공 기(104)의 유동으로 연계 작동되어 하부저수실(12)과 보조저수실(44)에 저장된 유출수(122)는 유출수(123)이 되어 배출수통로(46)을 통하여 외부로 배출하는 역할을 한다.
도 3은 본 발명에 따른 하부저수 내부함 도로서 하부저수내부함(20)은 외부 밑판이 있는 원통형으로 상부 벽면에 다수의 발전공기구(23)이 형성되어 있고 하부저수함(10) 상단에 정착되고 하부저수내부전함(20) 상단에 상부저수함(30)이 정착되면 중앙 내부에 압축공기실(22)와 외부에 발전실(21)이 형성되어
발전실(21)은 하부에 소수력발전기(90)을 장착하는 역할을 하고
압축공기실(22)에는 수소제조실(100)에 설치된 공기압축기(102)의 작동과 상부저수함전동밸브(33')의 개폐로 압축공기실(22)와 보조저수함(40)의 실린더실(52)에 압축공기(104)가 주입되는 역할을 하며
발전공기구(23)에는 압축공기통로(102')가 장착되어 하부저수실(12)의 하부저수피스톤(60)과 보조저수함(40)의 보조저수피스톤(70)이 하부저수함(10)의 하부저수실(12)에 저장된 유출수(122)의 상승과 하강으로 압축공기(104)가 압축공기실(22)과 보조저수함(40)의 실린더실(52)로 유동 시키는 역할을 한다.
도 4는 본 발명에 따른 상부 저수함 도로서 상부저수함(30)은 하단이 없는 원형 탱크 형상으로 상단 중앙에 상부저수함밸브구(33)과 중앙 벽면에 다수의 유입밸브구(32) 그리고 하부 벽면에 다수의 입출수로구(31)가 형성되어
입출수로구(31)에는 소수력발전기(90)과 연계되는 입출수통로(92)를 장착시키는 역할을 하고
유입밸브구(32)에 유입전동밸브(32')가 장착되고 입출수통로(92)와 연계하여 유입전동밸브(32')의 개폐로 입출수통로(92)로 유입수(121)이 유입되어 수차(91)이 회전하면 소수력발전기(90)이 전기를 생산하는 역할을 하며
상부저수밸브구(33)에 상부저수전동밸브(33')가 장착되어 상부저수전동밸브(33')의 개폐와 수소제조실(100)의 공기압축기(102)의 작동으로 생성된 압축공기(104)를 상부저수함(30)의 압축공기실(22)와 보조저수함(40)의 실린더실(52)에 주입하는 역할을 한다.
도 5는 본 발명에 따른 보조 저수함 도로서 보조저수함(40)은 상단이 없는 원형 탱크 형상으로 상부벽에 보조저수공기구(45)와 하부벽에 보조저수유출밸브구(42)와 보조저수배출밸브구(41)가 형성되어 하부에 보조저수실(44)이 생성되고 중앙에 보조저수밸브구(43)이 형성된 보조저수함커버(40')가 보조저수함(40) 상단에 정착되며
보조저수배출밸브구(41)에 보조저수배출전동밸브(41')가 장착되고 배출수통로(46)과 연계하여 보조저수배출전동밸브(41')의 개폐로 보조저수실(44)에 저장된 유출수(122)가 하부저수함(10)의 하부저수피스톤(60)의 상승과 연계하여 보조저수피스톤(70)이 하강하여 배출수(123)이 되어 배출수통로(46)을 통하여 외부로 배출하는 역할을 하고
보조저수유출밸브구(42)에는 보조저수유출전동밸브(15')가 장착되고 보조저수유출전동밸브(15')의 개폐로 상부저수함(30)의 유입전동밸브(32')로 유입된 유입수(121)가 발전을 하고 하부저수함(10)의 하부저수실(12)에 유출수(122)가 되어 저 장되는 역할을 하며
보조저수커버밸브구(43)에 보조저수커버전동밸브(43')가 장착되어 필요시 보조저수커버전동밸브(43')의 작동으로 실린더실(52)의 압축공기(104)를 외부로 배기하는 역할을 하고
보조저수실(44)는 상부저수함(30)의 유입전동밸브(32')로 유입된 유입수(121)가 발전을 하고 하부저수함(10)의 하부저수실(12)에 유출수(122)가 되어 저장하는 역할을 한다.
도 6은 본 발명에 따른 보조저수 내부함 도로서 외부 밑면이 있는 원통 형상으로 상부 벽면에 실린더공기구(51)과 중앙에 실린더실(52)로 형성되어
실린더공기구(51)에 압축공기통로(102')가 장착되어 압축공기(104)가 실린더실(52)와 상부저수함(30)의 압축공기실(22)로 유동하는 통로 역할을 하고
실린더실(52)는 보조저수피스톤(70)의 보조저수상부피스톤(73)이 하부저수함(10)의 하부저수피스톤(60)과 연계하여 상승과 하강함으로써 보조저수함(40)의 보조저수실(44)에 저장된 유출수(122)가 보조저수배출전동밸브(41')의 개폐로 배출수(123)가 되어 외부로 배출하는 역할을 한다.
도 7은 본 발명에 따른 피스톤도로서 좌측은 하부저수 피스톤도이고 우측은 보조저수 피스톤도이며 하부저수피스톤(60)은 원형봉 상.하부에 원형판이 정착된 형상으로 하부저수하부피스톤(61)과 하부저수피스톤봉(62) 그리고 하부저수상부피스톤(63)으로 구성되고 하부저수상부피스톤(63)에 다수의 하부저수피스톤밸브구(64)가 형성되어 하부저수피스톤전동밸브(64')가 장착되며 하부저수하부피스 톤(61)과 하부저수상부피스톤(63) 외곽 옆면에 각 각 하부저수하부피스톤씰재(61')와 하부저수상부피스톤씰재(63')가 정착되어
하부저수하부피스톤씰재(61')와 하부저수상부피스톤씰재(63')는 하부저수하부피스톤(61)과 하부저수상부피스톤(63)의 옆면과 압축공기실(22) 벽면의 공극을 막아 압축공기(104)의 유동을 원활히 하는 역할을 하고
보조저수피스톤(70)은 원형봉 상.하부에 원형판이 정착된 형상으로 보조저수하부피스톤(71)과 보조저수피스톤봉(72) 그리고 보조저수상부피스톤(73)으로 구성되어 보조저수상부피스톤(73)에 다수의 보조저수피스톤밸브구(74)가 형성되어 보조저수피스톤전동밸브(74')가 장착되며 보조저수하부피스톤(71)과 보조저수상부피스톤(73) 외곽 옆면에 각 각 보조저수하부피스톤씰재(71')와 보조저수상부피스톤씰재(73')가 정착되어
보조저수하부피스톤씰재(71')와 보조저수상부피스톤씰재(73')는 보조저수하부피스톤(71)과 보조저수상부피스톤(73)의 옆면과 실린더실(52) 벽면의 공극을 막아 압축공기(104)의 유동을 원활히 하는 역할을 하며
하부저수피스톤전동밸브(64')와 보조저수피스톤전동밸브(74')는 필요시 개폐되어 하부저수실(12)과 보조저수실(44)의 압축공기(104)가 공급되고 하부저수피스톤(60)과 보조저수피스톤(70)은 연계되는 압축공기(104)의 실린더실(52)와 압축공기실(22) 유동으로 상호 반대 방향으로 승강과 하강하여 하부저수배출전동밸브(15')와 하부저수유출전동밸브(16')와 보조저수배출전동밸브(41')와 그리고 보조저수유출전동밸브(42')의 개폐로 유출수(122)와 배출수(123)를 통제하는 역할을 한 다.
도 8은 본 발명에 따른 배출통로 및 다용도펌프 도로서 좌측은 배출통로 도이고 우측은 다용도 펌프 도로서 배출수통로(46) 상단에 배출구(47)와 하단에 하부저수배출전동밸브(15')와 보조저수배출전동밸브(41')가 장착되어 배출구(47)은 상부저수함(30)의 상단 수상 또는 해상 위에 정착되고 하부저수배출전동밸브(15')는 하부저수함(10)의 하부저수실(12)의 하부저수배출밸브구(15)에 장착되고 보조저수배출전동밸브(41')는 보조저수함(40)의 보조저수실(44)의 보조저수배출밸브구(41)에 장착되어
하부저수배출전동밸브(15')와 보조저수배출전동밸브(41')의 개폐와 하부저수피스톤(60)과 보조저수피스톤(70)의 상.하 연계작동으로 하부저수실(12)와 보조저수실(44)에 저장된 유출수(122)가 배출수(123)가 되어 배출수통로(46)을 통하여 외부로 배출하는 역할을 하고
다용도펌프(80)는 수소제조펌프밸브(81)과 밸래스터펌프밸브(82) 그리고 유입출수펌프밸브(83)이 장착되고 수소제조펌프밸브(81)에 수소제조펌프파이프(81')가 밸래스터펌프밸브(82)에 밸래스터펌프파이프(82') 그리고 유입출수펌프밸브(83)에 유입출수펌프파이프(83')가 정착되어 각 보조저수함(40)의 보조저수함커버(40') 상단에 설치되고
수소제조실펌프파이프(81')는 수소제조실(100)의 수소제조플랜트(101)에 연결되어 밸래스터펌프밸브(82) 또는 유입출수펌프밸브(83)의 개폐로 수소제조플랜트(101)에 물을 공급하여 수소제조플랜트(1010)가 생산된 전력으로 공급된 물의 전 기분해를 통하여 수소를 제조하는 역할을 하고
밸래스터펌프파이프(82')는 하부저수함(10)의 밸래스터실(11)에 밸래스터펌프구(14)에 장착되어 수소제조펌프밸브(81) 또는 유입출수펌프밸브(83)의 개폐로 수소제조플랜트(101)에 물을 공급하여 수소를 제조하거나 밸래스터실(11)의 유입수(121)을 배수 또는 충수하는 역할을 하며
유출입수밸브파이프(83')는 다용도펌프(80)에 연결되어 수소제조펌프밸브(81) 또는 밸래스터펌프밸브(82)의 개폐로 수소제조실플랜트(101)에 물을 공급하여 수소를 제조하거나 밸래스터실(11)에 유입수(121)를 배수 또는 충수하여 직립식소수력발전플랜트(150) 또는 직립식소수력복합발전플랜트(160)의 흘수 수위를 조절하는 역할을 한다.
도 9는 본 발명에 따른 소수력발전기도로서 소수력발전기(90)은 수차(91)과 입출수통로(92)로 구성되어 입출수통로(92)의 상단 입구에 유입전동밸브(32')가 장착되고 하단 출구에 하부저수유출전동밸브(16')와 보조저수유출전동밸브(42')가 장착되어
소수력발전기(90)은 수차(91)과 연결되어 입출수통로(92)로 유입되는 유입수(121)의 낙차에 의한 압력으로 수차(91)가 회전하면 소수력발전기(90)을 가동하여 전기를 생산하는 역할을 하고
수차(91)은 소수력발전기(90)과 입출수통로(92)와 연결되어 유입전동밸브(32')와 하부저수유출전동밸브(16')와 보조저수유출전동밸브(42')의 개폐로 입출수통로(92)에 유입수(121)이 유입되어 낙차고의 압력에 의하여 수차(91)가 회전하 면 소수력발전기(90)을 가동시키는 역할을 하며
입출수통로(92)는 유입구에 유입전동밸브(32')를 장착하여 상부저수함(30)의 유입밸브구(32)에 장착되고 중간은 수차(91)과 연결되고 상부저수함(30)의 입출수로구(31)에 장착되며 유출구에 유출전동밸브(16')와 보조저수유출전동밸브(42')를 장착하여 하부저수함(10)의 저수실(12) 하부에 하부저수유출밸브구(16)과 보조저수유출밸브구(42)에 장착되어 유입전동밸브(32')의 개폐로 외부 수중에서 유입수(121)을 유입하여 수차(91)을 회전시키고 하부저수유출전동밸브(16')와 보조저수유출전동밸브(42')의 작동으로 하부저수실(12)과 보조저수실(44)에 유출수(122)를 저장하는 역할을 한다.
도 10은 본 발명에 따른 복합도로서 상부는 제어실도 이고 하부는 수소제조실도로 수소제조실(100)은 하면이 없는 원형탱크 형상으로 창문(도면에 도시되지 않음)과 출입문(도면에 도시되지 않음)으로 구성되어 하부 벽에 다수의 수소제조실펌프구(103)가 형성되고 수소제조플랜트(101)과 공기압축기(102)가 내부에 설치되어
수소제조플랜트(101)는 다용도펌프(80)의 수소제조실펌프파이프(81')와 연결되어 다용도펌프(80)의 작동과 수소제조실펌프밸브(81) 그리고 밸래스터실펌프밸브(82) 또는 유입출수펌프밸브(83)의 개폐로 물을 공급받아 생산된 전력으로 물을 전기분해하여 수소를 제조하는 역할을 하고
공기압축기(102)는 공기를 압축하여 상부저수함전동밸브(33')의 개폐로 상부저수함(30)의 압축공기실(22)과 압축공기통로(103') 그리고 배출함(40)의 실린더 실(52)에 압축공기(104)를 주입하여 하부저수함(10)의 저수실피스톤(60)과 배출함(40)의 배출함피스톤(70)의 작동을 원활히 하는 역할을 하며
수소제조실펌프구(103)에는 다용도펌프(80)의 수소제조실펌프파이프(81')가 장착되어 수소제조실펌프밸브(81)의 개폐로 수소제조플랜트(101)에 물을 공급하는 역할을 한다.
제어실(110)은 하면이 없는 원형탱크 형상으로 창문(도면에 도시되지 않음)과 출입문(도면에 도시되지 않음)으로 구성되고 내부에 인버터복합제어기(111)를 내장하여
인버터복합제어기(111)가 소수력발전기(90)과 태양광발전기(130) 그리고 풍력발전기(131)에서 생산되는 전기를 일정한 규격과 양질의 전기로 전환하여 저장 및 공급하고 직립식소수력발전플랜트(150) 또는 직립식소수력복합발전플랜트(160)에서 작동되는 모든 전기 기기에 전력을 공급하고 제어하는 역할을 한다.
도 11~21은 본 발명에 따른 직립식 소수력 복합 발전 플랜트 축조도로서
도 11은 축조된 하부저수함(10)의 밸래스터구(13)에 밸래스터전동밸브(13')를 장착하고
도 12는 하부저수함(10) 내부 중간에 하부저수함스라브(10')를 설치하여 밸래스터실(11)과 저수실(12)로 구분하여 하부저수배출밸브구(15)에 하부저수배출전동밸브(15')를 장착하고 상부센서홈(17)과 하부센서홈(18)에 상부감지센서(17')와 하부감지센서(18')를 장착하며
도 13은 하부저수함(10)의 하부저수실(12)에 조립완료된 하부저수피스톤(60) 을 장착하고 하부저수피스톤(60)의 하부저수상부피스톤밸브구(64)에 하부저수피스톤전동밸브(64')를 장착하고
도 14는 하부저수내부함(20)을 하부저수함(10) 상단에 정착시켜 하부저수내부함(20) 하단에 소수력발전기(90)을 설치하고 조립완료된 입출수통로(92)의 하단 하부저수유출전동밸브(16') 측을 하부저수실(12)의 하부저수유출밸브구(16)에 장착 시키며
도 15는 하부저수내부함(20) 하단부 상단에 상부저수함(30)을 입출수통로(92)의 중간부와 상단 유입전동밸브(32')가 상부저수함(30)의 입출수로구(31)과 유입밸브구(32)와 일치되게 정착하고 상부저수함(30)의 상단 상부저수밸브구(33)에 상부저수전동밸브(33')를 장착하고
도 16은 하부저수함(10)과 밀착하여 다수의 보조저수함(40)을 상부저수함(30)의 상부저수공기구(34)와 보조저수함(40)의 보조저수공기구(45)와 일치하게 정착 설치하고 하부저수함(10)의 하부저수실(12)의 하부저수유출밸브구(16)에 하부저수유출전동밸브(16')를 장착하여
도 17은 보조저수함(40) 내부에 조립완료된 보조저수피스톤(70)을 장착하고 하부저수내부함(20)과 상부저수함(30) 그리고 보조저수함(40) 상부에 형성된 발전공기구(23)과 상부저수공기구(34) 그리고 보조저수공기구(45)에 압축공기통로(102')를 장착하여 압축공기실(22) 측으로 밀어내고 실린더함(50)을 보조저수함(40)내부 상부에 실린더공기구(51)과 보조저수공기구(45)가 일치되고 실린더실(52)에 보조저수피스톤(70)의 보조저수상부피스톤(73)이 돌출되도록 정착하여 보 조저수피스톤(70)의 보조저수상부피스톤밸브구(74)에 보조저수피스톤전동밸브(74')를 장착하며 압축공기통로(102')를 실린더공기구(51)에 정착하고 보조저수함커버(40')를 보조저수함(40) 상단에 정착하여 보조저수커버밸브구(43)에 보조저수커버전동밸브(43')를 장착하며
도 18은 상부저수함(30) 상단에 공기압축기(102)와 수소제조플랜트(101)을 설치하고 수소제조실(100)을 정착하고
도 19는 다용도펌프(80)을 배출함(40)의 배출함커버(40') 상단에 설치하여 수소제조펌프파이프(81')를 수소제조플랜트(101)과 연결하고 밸래스터펌프파이프(82')를 밸래스터실(11)의 밸래스터펌프구(14)에 장착하며 유입출수펌프파이프(83')를 외부에 노출시키고
도 20은 배출수통수로(46)의 상단 배출구(47)을 상부저수함(30)의 상단에 정착하고 하단의 하부저수패충전동밸브(15')와 보조저수배출전동밸브(41')를 하부저수함(10) 하부저저수실(12)의 하부저수배출밸브구(15)와 보조저수함(40) 보조저수실(44)의 보조저수배출밸브구(41)에 장착하며 수소제조실(100) 상단에 인버터복합제어기(111)을 설치하고 제어실(110)을 정착하여 완성된 직립식소수력발전플랜트(150)이며
도 21은 직립식소수력발전플랜트(150)의 제어실(110) 상단에 태양광발전기(130)과 풍력발전기(131)을 설치한 직립식소수력복합발전플랜트(160)
도 22~23은 본 발명에 따른 직립식 소수력 복합 발전 플랜트 진수도로서
도 22는 상기와 같이 건조된 직립식소수력복합발전플랜트(160)을 수상이나 해상에 진수하고 선정된 지점에 도착하면 입출수통로(92)의 유입전동밸브(32')는 외부수위(120)의 상부에 위치하게 되고 하부저수함(10) 밸래스터실(11)의 밸래스터전동밸브(13')를 열고 밸래스터실(11)에 유입수(121)을 유입하면서 동시에 입출수통로(92)의 유입전동밸브(32')와 보조저수유출전동밸브(42')를 열어 입출수통로(92)를 통하여 보조저수실(44)에 유출수(122)을 충수를 하면 직립식소수력복합발전플랜트(160)은 서서히 하강하여 유입전동밸브(32')가 외부수위(120) 아래로 잠수 되면 다용도펌프(80)의 밸래스터펌프밸브(82)와 유입출수펌프벨브(83)을 열고 다용도펌프(80)을 작동하여 적정 흘수의 수위로 조절하고
도 23은 수위가 조절된 직립식소수력복합발전플랜트(160)의 하부저수함(10)과 보조저수함(40)의 하단에 닻줄(142)를 정착하고 닻(141)을 수중지반선(140) 저면에 부착하여 닻줄(142)와 정착시켜 직립식소수력복합발전플랜트(160)을 수상에 정박 시켜 밸래스터전동밸브(13')와 보조저수유출전동밸브(42')와 보조저수배출전동밸브(41')와 하부저수유출밸브(16')와 하부저수배출밸브(15')를 잠그고 발전에 대비한다.
도 24~26은 본 발명에 따른 발전 계통도로서
도 24의 상부좌측 도는 유출수(122)가 보조저수실(44)에 충만한 상태로 보조저수피스톤(70)은 실린더실(52)의 상단에 하부저수실피스톤(60)은 하부저수실(12) 하단에 위치하게 되면 상부저수함전동밸브(33')를 열고 수소제조실(100)의 공기압축기(102)를 가동하며
상부우측 도는 압축공기(104)를 상부저수함(30)의 압축공기실(22)와 보조저 수함(50)의 실린더실(52)에 주입하여 공기압력이 충만 되면
하부좌측 도는 공기압축기(102)의 가동을 중단하여 상부저수함전동밸브(33') 잠그고 입출수통로(92)의 유입전동밸브(32')와 하부저수유출전동밸브(16') 그리고 보조저수배출전동밸브(41')를 열면
하부우측 도는 입출수통로(92)에 유입수(122)가 유입되고 높이 차에의한 수압으로 수차(91)가 회전하여 소수력발전기(90)이 가동되면서 전력생산이 지속되고 유출수(122)이 하부저수실(12)에 저장되어 하부저수피스톤(60)이 상승하면 압축공기(104)가 압축공기실(22)에서 압축공기통로(102')를 통하여 실린더실(52)로 유동되어 보조저수피스톤(70)이 하강하면서 보조저수실(44)의 유출수(122)는 배출수(123)가 되어 배출수통로(46)의 배출구(47)을 통하여 보조저수함(40) 외부로 배출되며
도 25의 상부좌측 도는 하부저수피스톤(60)이 하부저수내부함(20) 하단까지 상승하면 보조저수피스톤(70)의 보조저수하부피스톤(71)은 보조저수배출전동밸브(41')의 상단까지 도달하여 배출실(44)의 유동수(123)을 거의 배출하게 되는데 하부저수함(10)의 하부저수실(12) 체적과 다수의 보조저수함(40)의 보조저수실(44)의 합계 체적과 상부저수함(30)의 압축공기실(22)의 체적과 다수의 보조저수함(40) 실린더실(52)의 합계 체적이 같게 형성하는 특징이 있으며
상부우측 도는 하부저수피스톤(60)이 상승하여 상부감지센서(17')가 이를 감지하면 제어실(110)의 인버터복합제어기(111)에 신호가 전달되어 인버터복합제어기(111)은 보조저수배출전동밸브(41')와 하부저수유출전동밸브(16')를 닫고 보조저 수유출밸브(42')와 하부저수배출전동밸브(15')를 열면
하부좌측 도는 하부저수피스톤(60)은 하강하고 보조저수피스톤(70)은 상승하여 압축공기(104)가 실린더실(52)에서 압축공기통로(102')를 통하여 압축공기실(22)로 이동하여 하부저수실(12)의 유출수(122)가 배출수(123)이 되어 배출수통로(46)의 배출구(47)을 통하여 보조저수함(40)의 외부로 배출되며
하부우측 도는 하부저수실(12)의 하부저수피스톤(60)이 입출수통로(92)의 하단 하부저수유출전동밸브(16') 상단에 도달하면 보조저수피스톤(70)은 상승하여 하부감지센서(18')가 하부저수피스톤(60)을 감지하여 제어실(110)의 인버터복합제어기(111)에 신호를 전송하면
도 26은 인버터복합제어기(111)은 하부저수배출전동밸브(15')와 보조저수유출밸브(42')를 닫고 보조저수배출전동밸브(41')와 하부저수유출전동밸브(16')를 열어 도 25의 하부좌측 도와 같은 상황이 반복되는 것을 특징으로 지속 가능한 전력을 생산하는 직립식소수력발전플랜트(150) 또는 소수력복합발전플랜트(160)
도 27은 본 발명에 따른 직립식 소수력 복합 발전단지로서 각 각의 직립식소수력복합발전플랜트(160)이 상호 결합하여 직립식소수력복합발전단지(170)을 형성한 평면도이다.
본 발명은 상기와 같은 설명과 도면에서 예시된 사례뿐 아니라 예시하지 못한 이와 유사한 사례도 본 발명의 범주에 속하는 것으로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 직립식 소수력 복합 발전 플랜트 대표도
도 2는 본 발명에 따른 하부 저수함도
도 3은 본 발명에 따른 하부저수 내부함도
도 4는 본 발명에 따른 상부 저수함도
도 5는 본 발명에 따른 보조 저수함도
도 6은 본 발명에 따른 보조저수 내부함도
도 7은 본 발명에 따른 피스톤도
도 8은 본 발명에 따른 배출통로 및 다용도펌프도
도 9는 본 발명에 따른 소수력발전기도
도 10은 본 발명에 따른 복합도
도 11~21은 본 발명에 따른 직립식 소수력 복합 발전 플랜트 축조도
도 22~23은 본 발명에 따른 직립식 소수력 복합 발전 플랜트 진수도
도 24~26은 본 발명에 따른 발전 계통도
도 27은 본 발명에 따른 직립식 소수력 복합 발전단지도
<도면의 주요 부분에 대한 간단한 설명>
10 : 하부저수함 10' : 하부저수함스라브
11 : 밸래스터실 12 : 하부저수실
13 : 밸래스터밸브구 13' : 밸래스터전동밸브
14 : 밸래스터펌프구
15 : 하부저수배출밸브구 15' : 하부저수배출전동밸브
16 : 하부저수유출밸브구 16' : 하부저수유출전동밸브
17 : 상부센서홈 17' : 상부감지센서
18 : 하부센서홈 18' : 하부감지센서
20 : 하부저수내부함 21 : 발전실
22 : 압축공기실 23 : 발전공기구
30 : 상부저수함 31 : 입출수로구
32 : 상부저수유입밸브구 32' : 상부저수유입전동밸브
33 : 상부저수밸브구 33' : 상부저수전동밸브
34 : 상부저수공기구
40 : 보조저수함 40' : 보조저수함커버
41 : 보조저수배출밸브구 41' : 보조저수배출전동밸브
42 : 보조저수유출밸브구 42' : 보조저수유출전동밸브
43 : 보조저수커버밸브구 43' : 보조저수커버전동밸브
44 : 보조저수실 45 : 보조저수공기구
46 : 배출수통로 47 : 배출구
50 : 보조저수내부함 51 : 실린더공기구
52 : 실린더실
60 : 하부저수피스톤
61 : 하부저수하부피스톤 61' : 하부저수하부피스톤씰재
62 : 하부저수피스톤봉
63 : 하부저수상부피스톤 63' : 하부저수상부피스톤씰재
64 : 하부저수피스톤밸브구 64' : 하부저수피스톤전동밸브
70 : 보조저수피스톤
71 : 보조저수하부피스톤 71' : 보조저수하부피스톤씰재
72 : 보조저수피스톤봉
73 : 보조저수상부피스톤 73' : 보조저수상부피스톤씰재
74 : 보조저수피스톤밸브구 74' : 보조저수피스톤전동밸브
80 : 다용도펌프
81 : 수소제조펌프밸브 81' : 수소제조펌프파이프
82 : 밸래스터펌프밸브 82' : 밸래스터펌프파이프
83 : 유입출수펌프밸브 83' : 유입출수펌프파이프
90 : 소수력발전기 91 : 수차
92 : 입출수통로
100 : 수소제조실 101 : 수소제조플랜트
102 : 공기압축기 102' : 압축공기통로
103 : 수소제조실펌프구 104 : 압축공기
110 : 제어실 111 : 인버터복합제어기
120 : 외부수위 121 : 유입수
122 : 유출수 123 : 배출수
130 : 태양광발전기 131 : 풍력발전기
140 : 수중지반선 141 : 닻
142 : 닻줄
150 : 직립식소수력발전플랜트
160 : 직립식소수력복합발전플랜트
170 : 직립식소수력복합발전단지

Claims (3)

  1. 하부저수함(10)은 중간에 하부저수함스라브(10')가 설치되어 하부는 밸래스터실(11)과 상부는 하부저수실(12)로 구분되어 밸래스터실(11) 하부벽에 다수의 밸래스터밸브구(13)과 밸래스터실펌프구(14)가 형성되고 하부저수실(12) 하부벽에 다수의 하부저수배출밸브구(15)와 하부저수유출밸브구(16)과 하부센서홈(18) 그리고 상부벽에 다수의 상부센서홈(17)이 형성되고
    하부저수내부함(20)은 외부 밑판이 있는 원통형으로 상부 벽면에 다수의 발전공기구(23)이 형성되어 있고 하부저수함(10) 상단에 정착되고 하부저수내부전함(20) 상단에 상부저수함(30)이 정착되면 중앙 내부에 압축공기실(22)와 외부에 발전실(21)이 형성되며
    상부 저수함 도로서 상부저수함(30)은 하단이 없는 원형 탱크 형상으로 상단 중앙에 상부저수함밸브구(33)과 중앙 벽면에 다수의 유입밸브구(32) 그리고 하부 벽면에 다수의 입출수로구(31)가 형성되고
    보조저수함(40)은 상단이 없는 원형 탱크 형상으로 상부벽에 보조저수공기구(45)와 하부벽에 보조저수유출밸브구(42)와 보조저수배출밸브구(41)가 형성되어 하부에 보조저수실(44)이 생성되고 중앙에 보조저수밸브구(43)이 형성된 보조저수함커버(40')가 보조저수함(40) 상단에 정착되며
    보조저수내부함(50)은 외부 밑면이 있는 원통 형상으로 상부 벽면에 실린더공기구(51)과 중앙에 실린더실(52)로 형성되고
    하부저수피스톤(60)은 원형봉 상.하부에 원형판이 정착된 형상으로 하부저수하부피스톤(61)과 하부저수피스톤봉(62) 그리고 하부저수상부피스톤(63)으로 구성되고 하부저수상부피스톤(63)에 다수의 하부저수피스톤밸브구(64)가 형성되어 하부저수피스톤전동밸브(64')가 장착되며 하부저수하부피스톤(61)과 하부저수상부피스톤(63) 외곽 옆면에 각 각 하부저수하부피스톤씰재(61')와 하부저수상부피스톤씰재(63')가 정착되며
    보조저수피스톤(70)은 원형봉 상.하부에 원형판이 정착된 형상으로 보조저수하부피스톤(71)과 보조저수피스톤봉(72) 그리고 보조저수상부피스톤(73)으로 구성되어 보조저수상부피스톤(73)에 다수의 보조저수피스톤밸브구(74)가 형성되어 보조저수피스톤전동밸브(74')가 장착되며 보조저수하부피스톤(71)과 보조저수상부피스톤(73) 외곽 옆면에 각 각 보조저수하부피스톤씰재(71')와 보조저수상부피스톤씰재(73')가 정착되고
    배출수통로(46)는 상단에 배출구(47)와 하단에 하부저수배출전동밸브(15')와 보조저수배출전동밸브(41')가 장착되며
    다용도펌프(80)는 수소제조펌프밸브(81)과 밸래스터펌프밸브(82) 그리고 유입출수펌프밸브(83)이 장착되고 수소제조펌프밸브(81)에 수소제조펌프파이프(81')가 밸래스터펌프밸브(82)에 밸래스터펌프파이프(82') 그리고 유입출수펌프밸브(83)에 유입출수펌프파이프(83')가 정착되고
    소수력발전기(90)은 수차(91)과 입출수통로(92)로 구성되어 입출수통로(92)의 상단 입구에 유입전동밸브(32')가 장착되고 하단 출구에 하부저수유출전동밸 브(16')와 보조저수유출전동밸브(42')가 장착되며
    수소제조실(100)은 하면이 없는 원형탱크 형상으로 창문(도면에 도시되지 않음)과 출입문(도면에 도시되지 않음)으로 구성되어 하부 벽에 다수의 수소제조실펌프구(103)가 형성되고 수소제조플랜트(101)과 공기압축기(102)가 내부에 설치되고
    제어실(110)은 하면이 없는 원형탱크 형상으로 창문(도면에 도시되지 않음)과 출입문(도면에 도시되지 않음)으로 구성되고 내부에 인버터복합제어기(111)를 내장하는 것을 특징으로 하는 직립식소수력발전플랜트(150)의 구성
  2. 청구항 제1항에서
    축조된 하부저수함(10)의 밸래스터구(13)에 밸래스터전동밸브(13')를 장착하고
    하부저수함(10) 내부 중간에 하부저수함스라브(10')를 설치하여 밸래스터실(11)과 저수실(12)로 구분하여 하부저수배출밸브구(15)에 하부저수배출전동밸브(15')를 장착하고 상부센서홈(17)과 하부센서홈(18)에 상부감지센서(17')와 하부감지센서(18')를 장착하며
    하부저수함(10)의 하부저수실(12)에 조립완료된 하부저수피스톤(60)을 장착하고 하부저수피스톤(60)의 하부저수상부피스톤밸브구(64)에 하부저수피스톤전동밸브(64')를 장착하고
    하부저수내부함(20)을 하부저수함(10) 상단에 정착시켜 하부저수내부함(20) 하단에 소수력발전기(90)을 설치하고 조립완료된 입출수통로(92)의 하단 하부저수유출전동밸브(16') 측을 하부저수실(12)의 하부저수유출밸브구(16)에 장착 시키며
    하부저수내부함(20) 하단부 상단에 상부저수함(30)을 입출수통로(92)의 중간부와 상단 유입전동밸브(32')가 상부저수함(30)의 입출수로구(31)과 유입밸브구(32)와 일치되게 정착하고 상부저수함(30)의 상단 상부저수밸브구(33)에 상부저수전동밸브(33')를 장착하고
    하부저수함(10)과 밀착하여 다수의 보조저수함(40)을 상부저수함(30)의 상부저수공기구(34)와 보조저수함(40)의 보조저수공기구(45)와 일치하게 정착 설치하고 하부저수함(10)의 하부저수실(12)의 하부저수유출밸브구(16)에 하부저수유출전동밸브(16')를 장착하여
    보조저수함(40) 내부에 조립완료된 보조저수피스톤(70)을 장착하고 하부저수내부함(20)과 상부저수함(30) 그리고 보조저수함(40) 상부에 형성된 발전공기구(23)과 상부저수공기구(34) 그리고 보조저수공기구(45)에 압축공기통로(102')를 장착하여 압축공기실(22) 측으로 밀어내고 실린더함(50)을 보조저수함(40)내부 상부에 실린더공기구(51)과 보조저수공기구(45)가 일치되고 실린더실(52)에 보조저수피스톤(70)의 보조저수상부피스톤(73)이 돌출되도록 정착하여 보조저수피스톤(70)의 보조저수상부피스톤밸브구(74)에 보조저수피스톤전동밸브(74')를 장착하며 압축공기통로(102')를 실린더공기구(51)에 정착하고 보조저수함커버(40')를 보조저수함(40) 상단에 정착하여 보조저수커버밸브구(43)에 보조저수커버전동밸브(43')를 장착하며
    상부저수함(30) 상단에 공기압축기(102)와 수소제조플랜트(101)을 설치하고 수소제조실(100)을 정착하고
    다용도펌프(80)을 배출함(40)의 배출함커버(40') 상단에 설치하여 수소제조펌프파이프(81')를 수소제조플랜트(101)과 연결하고 밸래스터펌프파이프(82')를 밸래스터실(11)의 밸래스터펌프구(14)에 장착하며 유입출수펌프파이프(83')를 외부에 노출시키고
    배출수통수로(46)의 상단 배출구(47)을 상부저수함(30)의 상단에 정착하고 하단의 하부저수패충전동밸브(15')와 보조저수배출전동밸브(41')를 하부저수함(10) 하부저저수실(12)의 하부저수배출밸브구(15)와 보조저수함(40) 보조저수실(44)의 보조저수배출밸브구(41)에 장착하며
    수소제조실(100) 상단에 인버터복합제어기(111)을 설치하고 제어실(110)을 정착하여 완성하는 것을 특징으로 하는 직립식소수력발전플랜트(150)과
    직립식소수력발전플랜트(150)의 제어실(110) 상단에 태양광발전기(130)과 풍력발전기(131)을 설치하는 것을 특징으로 하는 직립식소수력복합발전플랜트(160)
  3. 청구항 제2항에서
    건조된 직립식소수력복합발전플랜트(160)을 수상이나 해상에 진수하고 선정된 지점에 도착하면 입출수통로(92)의 유입전동밸브(32')는 외부수위(120)의 상부에 위치하게 되고 하부저수함(10) 밸래스터실(11)의 밸래스터전동밸브(13')를 열고 밸래스터실(11)에 유입수(121)을 유입하면서 동시에 입출수통로(92)의 유입전동밸브(32')와 보조저수유출전동밸브(42')를 열어 입출수통로(92)를 통하여 보조저수실(44)에 유출수(122)을 충수를 하면 직립식소수력복합발전플랜트(160)은 서서히 하강하여 유입전동밸브(32')가 외부수위(120) 아래로 잠수 되면 다용도펌프(80)의 밸래스터펌프밸브(82)와 유입출수펌프벨브(83)을 열고 다용도펌프(80)을 작동하여 적정 흘수의 수위로 조절하고
    수위가 조절된 직립식소수력복합발전플랜트(160)의 하부저수함(10)과 보조저수함(40)의 하단에 닻줄(142)를 정착하고 닻(141)을 수중지반선(140) 저면에 부착하여 닻줄(142)와 정착시켜 직립식소수력복합발전플랜트(160)을 수상에 정박 시켜 밸래스터전동밸브(13')와 보조저수유출전동밸브(42')와 보조저수배출전동밸브(41')와 하부저수유출밸브(16')와 하부저수배출밸브(15')를 잠그고 발전에 대비하여
    유출수(122)가 보조저수실(44)에 충만한 상태로 보조저수피스톤(70)은 실린더실(52)의 상단에 하부저수실피스톤(60)은 하부저수실(12) 하단에 위치하게 되면 상부저수함전동밸브(33')를 열고 수소제조실(100)의 공기압축기(102)를 가동하며
    압축공기(104)를 상부저수함(30)의 압축공기실(22)와 보조저수함(50)의 실린더실(52)에 주입하여 공기압력이 충만 되면
    공기압축기(102)의 가동을 중단하여 상부저수함전동밸브(33') 잠그고 입출수통로(92)의 유입전동밸브(32')와 하부저수유출전동밸브(16') 그리고 보조저수배출전동밸브(41')를 열면
    입출수통로(92)에 유입수(122)가 유입되고 높이 차에 의한 수압으로 수 차(91)가 회전하여 소수력발전기(90)이 가동되면서 전력생산이 지속되고 유출수(122)이 하부저수실(12)에 저장되어 하부저수피스톤(60)이 상승하면 압축공기(104)가 압축공기실(22)에서 압축공기통로(102')를 통하여 실린더실(52)로 유동되어 보조저수피스톤(70)이 하강하면서 보조저수실(44)의 유출수(122)는 배출수(123)가 되어 배출수통로(46)의 배출구(47)을 통하여 보조저수함(40) 외부로 배출되며
    하부저수피스톤(60)이 하부저수내부함(20) 하단까지 상승하면 보조저수피스톤(70)의 보조저수하부피스톤(71)은 보조저수배출전동밸브(41')의 상단까지 도달하여 배출실(44)의 유동수(123)을 거의 배출하게 되는데 하부저수함(10)의 하부저수실(12) 체적과 다수의 보조저수함(40)의 보조저수실(44)의 합계 체적과 상부저수함(30)의 압축공기실(22)의 체적과 다수의 보조저수함(40) 실린더실(52)의 합계 체적이 같게 형성하는 특징이 있으며
    하부저수피스톤(60)이 상승하여 상부감지센서(17')가 이를 감지하면 제어실(110)의 인버터복합제어기(111)에 신호가 전달되어 인버터복합제어기(111)은 보조저수배출전동밸브(41')와 하부저수유출전동밸브(16')를 닫고 보조저수유출밸브(42')와 하부저수배출전동밸브(15')를 열면
    하부저수피스톤(60)은 하강하고 보조저수피스톤(70)은 상승하여 압축공기(104)가 실린더실(52)에서 압축공기통로(102')를 통하여 압축공기실(22)로 이동하여 하부저수실(12)의 유출수(122)가 배출수(123)이 되어 배출수통로(46)의 배출구(47)을 통하여 보조저수함(40)의 외부로 배출되며
    하부저수실(12)의 하부저수피스톤(60)이 입출수통로(92)의 하단 하부저수유출전동밸브(16') 상단에 도달하면 보조저수피스톤(70)은 상승하여 하부감지센서(18')가 하부저수피스톤(60)을 감지하여 제어실(110)의 인버터복합제어기(111)에 신호를 전송하면
    인버터복합제어기(111)은 하부저수배출전동밸브(15')와 보조저수유출밸브(42')를 닫고 보조저수배출전동밸브(41')와 하부저수유출전동밸브(16')를 열어 상기와 같은 상황이 반복되는 것을 특징으로 지속 가능한 전력을 생산하는 직립식소수력발전플랜트(150) 또는 소수력복합발전플랜트(160)와 각 각의 직립식소수력발전플랜트(150) 또는 직립식소수력복합발전플랜트(160)이 상호 결합하는 것을 특징으로 하는 직립식소수력복합발전단지(170)
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110185590A (zh) * 2019-05-30 2019-08-30 贾建龙 一种能量转移电力能源系统
CN115158911A (zh) * 2022-07-11 2022-10-11 江怡琪 一种石油化工生产用压力缓冲罐

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