KR20120025752A - 공기류를 활용한 무동력 양수 시스템 - Google Patents

공기류를 활용한 무동력 양수 시스템 Download PDF

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KR20120025752A
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Abstract

수면의 물이 낙하하는 운동에너지를 활용하기 위하여 낙하지점에 다수의 저장탱크를 적절하게 설치하여 낙하하는 취수를 일차로 좌저장탱크에 채우고 이차로 우저장탱크로 유도하여 취수를 저장하는 과정에서 발생하는 우저장탱크의 공기류를 좌저장탱크에 주입함으로써 좌저장탱크의 저장수를 수면 위로 양수하는 과정을 상호 반복하는 무동력 양수 시스템

Description

공기류를 활용한 무동력 양수 시스템 {NONE-POWER PUMPING SYSTEM FOR AIR-CURRENTS}
본 발명은 물을 취수하여 수력발전에 사용하고 낙하된 저장취수를 다시 수면위로 양수하기 위한 시스템에 관한 것이다.
혼합되지 않는 서로 다른 중량의 공기와 물을 다수의 저장실에 각기 상이한 수위로 저장하고 상호 밸브가 장착된 관을 연결하여 높은 수위에서 물을 취수하면서 밸브를 제어하여 발생하는 각기 다른 각 저장실 물의 승강 작용과 연동하는 공기류의 유동압력을 응용하여 저장실의 물을 취수 수위보다 높게 양수하는 시스템
수면의 물을 지하로 낙하시키고 낙하된 저장수를 무동력으로 수면으로 양수
취수가 채워진 저장탱크와 빈 저장탱크 다수를 준비하여 낙하하는 취수를 빈 저장탱크로 유도하여 취수를 저장하는 과정에서 발생하는 공기류를 취수가 채워진저장탱크에 유입하여 저장수를 수면위로 양수하는 과정을 반복
하천, 댐, 호수, 저수지, 바다에서 직립식으로 구조물을 축조하고 수력발전기를 설비하여 무동력 양수 시스템으로 무한 청정 전력 생산
도 1은 본 발명의 구조물 상세도
도 2는 본 발명의 구조물 설비 장착도
도 3은 본 발명의 대표도
도 4는 본 발명의 무동력 양수 시스템 계통도
도 5는 본 발명의 육상 무동력 양수발전 설비 개략도
도 6은 본 발명의 해상 무동력 양수발전 설비선 개략도
이하 본 발명의 구체적인 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 구조물 상세도로서 상부도는 평면도이고 하부도는 단면도로 중앙케이싱(100)과 좌케이싱(200) 그리고 우케이싱(300)으로 구성되어
중앙케이싱(100)은 하부 바닥은 있고 상부는 없는 원통형으로 하부 중간에 발전스라브(130)이 있고 발전스라브(130) 위쪽 벽에 발전좌취수관구(121) 그리고 대칭되는 벽면에 발전우취수관구(121')가 형성되어 있으며 그 상부에 발전우공기관구(122') 그리고 대칭되는 벽면에 발전좌공기관구(122)가 형성되어 있고
좌케이싱(200)은 하부 바닥은 있고 상부는 없는 원통형으로 양쪽 말부에 대칭으로 좌배수관구(231)과 좌취수관구(233)그리고 중앙에 좌공기관구(232)이 형성된 좌상부스라브(230)이 하부 중간에 있고 좌상부스라브(230) 위쪽 벽에 좌취수관벽구(234) 그리고 그 상부에 좌공기관벽구(235)가 형성되어 있으며
우케이싱(300)은 하부 바닥은 있고 상부는 없는 원통형으로 양쪽 말부에 대칭으로 우배수관구(331)과 우취수관구(333)그리고 중앙에 우공기관구(332)이 형성된 우상부스라브(330)이 하부 중간에 있고 우상부스라브(330) 위쪽 벽에 우취수관벽구(334) 그리고 그 상부에 우공기관벽구(335)가 형성되어 있다.
도 2는 본 발명의 구조물 설비 장착도로서 상부도는 평면도이고 하부도는 단면도로 도 1과 같이 형성된 중앙케이싱(100)의 발전좌취수관구(121)과 발전우취수관구(121')에 취수관(800)이 장착되어 취수된 물이 좌낙수전동밸브(810)과 우낙수전동밸브(820)의 제어로 좌케이싱(200)의 좌저장실(210) 또는 우케이싱(300)의 우저장실(310)으로 유입시키는 역할을 하고 발전우공기관구(122')와 발전좌공기관구(122)에는 공기관(1000)이 장착되어 좌케이싱(200)의 좌저장실(210)에 물이 상승하면 좌저장실(210)의 공기류(1400)이 우저장실(310)으로 유입되어 우저장실(310)의 물을 취수 수위보다 높게 외부로 양수시키고 반대로 우케이싱(300)의 우저장실(310)에 물이 상승하면 우저장실(310)의 공기류(1400)이 좌저장실(210)로 유입되어 좌저장실(210)의 물이 취수 수위보다 높게 양수시키고
좌케이싱(200)의 좌공기관구(235)에 공기관(1000)이 장착되어 좌저장실(210)과 우저장실(310)의 공기류(1400)을 유동시키고 좌취수관벽구(234)와 좌취수관구(233)에 취수관(800)이 장착되어 좌취수전동밸브(810)이 열리면 좌저장실(210)에 물이 상승하여 공기류(1400)이 우저장실(310)으로 유동 되며 좌배수관구(231)에 좌배수관(1100)이 장착되어 좌배수전동밸브(1110)이 열리면 우저장실(310)에서 좌저장실(210)으로 유입된 공기류(1400)의 압력에 의하여 좌저장실(210)에 물을 취수 수위 보다 높게 양수시키며
우케이싱(300)의 우공기관구(335)에 공기관(1000)이 장착되어 좌저장실(210)과 우저장실(310)의 공기류(1400)을 유동시키고 우취수관벽구(334)와 우취수관구(333)에 취수관(800)이 장착되어 우취수전동밸브(820)이 열리면 우저장실(310)에 물이 상승하여 공기류(1400)이 좌저장실(210)으로 유동 되며 우배수관구(331)에 우배수관(1200)이 장착되어 우배수전동밸브(1210)이 열리면 좌저장실(210)에서 우저장실(310)으로 유입된 공기류(1400)의 압력에 의하여 우저장실(310)에 물을 취수 수위 보다 높게 양수시키는 역할을 한다.
도 3은 본 발명의 대표도로서 상부도는 평면도이고 하부도는 단면도로 도 1과 같이 형성된 각 구에 도 2와 같이 각 장치들을 장착하여 완성된 본 발명의 대표도로 가운데 중앙케이싱(100)을 중심으로 좌와 우측에 좌케이싱(200)과 우케이싱(300)이 결합 되어 중앙케이싱(100)과 좌케이싱(200) 그리고 우케이싱(300) 내부에 좌취수전동밸브(810)과 우취수전동밸브(820)이 장착된 취수관(800)과 공기관(1000)이 설비되고 좌배수전동밸브(1110)이 장착된 조배수관(1110)이 좌케이싱(210)에 설비되고 우배수전동밸브(1210)이 장착된 우배수관(1200)이 우케이싱(300)에 설비된 무동력양수시스템(1800) 이다.
도 4는 본 발명의 무동력 양수 시스템 계통도로서 1행 좌측도는 도 3과 같은 무동력양수시스템(1800)에서 좌케이싱(200)과 우케이싱(200)의 좌배수관(1100)과 우배수관(1200)의 좌배수전동밸브(1110)과 우배수전동밸브(1210)을 열고 취수관(800)에 취수를 하여 통수하고 1행 우측도와 같이 좌취수전동밸브(810)을 열어 좌케이싱(200)의 좌저장실(210)에 상부까지 물이 상승되면 2행 좌측도와같이 좌취수전동밸브(810)을 닫고 우취수전동밸브(820)을 열어 우케이싱(300)의 우저장실(310) 하부까지 물을 채워 2행 우측도 같이 좌배수전동밸브(1110)과 우배수전동밸브(1210) 그리고 우취수전동밸브(820)을 닫고 3행 좌측도와 같이 좌배수전동밸브(1110)과 우취수전동밸브(820)을 차례로 열면 3행 우측도와 같이 우저장실(310)의 물이 상승하여 공기류(1400)가 공기관(1000)을 통하여 좌저장실(210)으로 유동하여 좌저장실(210)의 물이 좌배수관(1110)을 통하여 상승하여 4행 좌측도와 같이 취수 수위보다 높게 외부로 배수되며 4행 우측도와 같이 우저장실(310)에 물이 상부까지 상승 되면 우취수전동밸브(820)과 좌배수전동밸브(1110)을 차례로 잠그고 우배수전동밸브(1210)과 좌취수밸브(810)을 차례로 열면 5행 좌측도와 같이 좌저장실(210)에 물이 상승하여 공기류(1400)이 공기관(1000)을 통하여 우저장실(310)으로 유동하여 우저장실(310)의 물이 우배수관(1210)을 통하여 상승하고 5행 우측도와 같이 취수 수위보다 높게 외부로 배수되면 처음 상황과 같은 조건이 되어 상기와 같은 방법으로 각 밸브를 제어하면 연속적으로 취수되어 낙하된 저장수를 무동력으로 취수의 수면보다 높게 양수하는 것을 예시한 계통도이다.
도 5는 본 발명의 육상 무동력 양수발전 설비 개략도로서 무동력양수시스템(1800)을 육상의 하천(강)에 적용한 예시로서 하천 수중지반선(1300)에 최고수위(1310) 보다 높게 케이슨(400)을 거치하고 내부에 중앙케이싱(100)과 좌케이싱(200)그리고 우케이싱(300)을 장착하여 무동력시스템(1800)과 같이 장치를 설비하되 취수관 상단은 최저수위(1320) 하부에 위치하고 취수관(800) 말미에 발전기(700)를 장착하며 발전기(700) 하부 배수구에 좌낙수전동밸브(910)과 우낙수밸브(920)을 장착한 낙수관(900)을 설비하고 중앙케이싱(100) 상단 케이슨(400) 상부에 제어실(140)을 설치하며 케이슨(400) 외부 하천에 설치된 좌배수관(1100)과 우배수관(1200) 보호와 고정을 위한 배수고전구조물(1330)을 설치한 육상무동력양수발전설비(1900)의 예시도로서 작동원리는 무동력양수시스템(1800)과 같다.
도 6은 본 발명의 해상 무동력 양수발전 설비선 개략도로서 무동력양수시스템(1800)을 해상에 적용한 예시로서 중앙케이싱(100)과 다수의 좌케이싱(200) 그리고 우케이싱(300)을 보호하는 외부케이싱(500)이 최고수위(1320) 보다 높게 설치되고 외부케이싱(500) 하부에 설비선의 무게 중심을 유지하는 밸래스터(600)이 설치되며 외부케이싱(500)과 밸래스터(600) 하단에 닻줄(1600)과 닻(1700)이 장착되어 닻(1700)이 수중지반선(1300)에 고정 정착되어 해상 초대형 부유 발전선이 정박되고 외부케이싱(500) 내부에 중앙케이싱(100)과 다수의 좌케이싱(200)그리고 우케이싱(300)을 장착하여 무동력시스템(1800)과 같이 장치를 설비하되 취수관 상단은 최고수위(1310)과 최저수위(1320) 하부에 위치하고 취수관(800) 말미에 발전기(700)를 장착하며 발전기(700) 하부 배수구에 좌낙수전동밸브(910)과 우낙수밸브(920)을 장착한 낙수관(900)을 설비하며 다수의 좌배수관(1100)과 우배수관(1200)의 말미에 폰툰(1500)을 장착하여 조석차에 각 배수관이 유동을 유도하고 중앙케이싱(100) 상단 외부케이싱(500) 상부에 제어실(140)을 설치한 해상무동력양수발전설비선(2000)의 예시도로서 작동원리는 무동력양수발전시스템(1800)과 같다
본 발명에 관한 구체적인 실시 예를 설명하였으나 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 자에 의하여 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 모든 범위의 변경을 포함한다.
100 : 중앙 케이싱 110 : 하부실
120 : 발전실 121 : 발전좌취수관구
121' : 발전우취수관구 122 : 발전우공기관구
122' : 발전우공기관구
130 : 발전스라브 140 : 제어실
200 : 좌케이싱 210 : 좌취수저장실
220 : 좌상부실
230 : 좌상부스라브 231 : 좌배수관구
232 : 좌공기관구 233 : 좌취수관구
234 : 좌취수관벽구 235 : 좌공기관벽구
300 : 우케이싱 310 : 우취수저장실
320 : 우상부실
330 : 우상부스라브 331 :우배수관구
332 : 우공기관구 333 : 우취수관구
334 : 우취수관벽구 335 : 우공기관벽구
400 : 케이슨 500 : 외부케이싱
600 : 밸래스터 700 : 발전기
800 : 취수관 810 : 좌취수전동밸브
820 : 우취수전동밸브 830 : 취수관스크린
900 : 낙수관 910 : 좌낙수전동밸브
920 : 우낙수전동밸브 1000 : 공기관
1100 : 좌배수관 1110 : 좌배수전동밸브
1200 : 우배수관 1210 : 우배수전동밸브
1300 : 수중지반 1310 : 최고수위
1320 : 최저수위 1330 : 배수관고정구조물
1400 : 공기류 1500 : 폰툰
1600 : 닻줄 1700 : 닻
1800 : 무동력양수시스템 1900 : 육상무동력양수발전설비
2000 : 해상무동력양수발전설비선

Claims (3)

  1. 중앙케이싱(100)과 좌케이싱(200) 그리고 우케이싱(300)으로 구성되어 중앙케이싱(100)을 중심으로 좌와 우측에 좌케이싱(200)과 우케이싱(300)이 결합 되어 중앙케이싱(100)과 좌케이싱(200) 그리고 우케이싱(300) 내부에 좌취수전동밸브(810)과 우취수전동밸브(820)이 장착된 취수관(800)과 공기관(1000)이 설비되고 좌배수전동밸브(1110)이 장착된 조배수관(1110)이 좌케이싱(210)에 설비되고 우배수전동밸브(1210)이 장착된 우배수관(1200)이 우케이싱(300)에 설비되는 것을 특징으로 하는 무동력양수시스템(1800) 구조
  2. 청구항 1의 무동력양수시스템(1800)에서 좌케이싱(200)과 우케이싱(200)의 좌배수관(1100)과 우배수관(1200)의 좌배수전동밸브(1110)과 우배수전동밸브(1210)을 열고 취수관(800)에 취수를 하여 통수하고 좌취수전동밸브(810)을 열어 좌케이싱(200)의 좌저장실(210)에 상부까지 물이 상승되면 좌취수전동밸브(810)을 닫고 우취수전동밸브(820)을 열어 우케이싱(300)의 우저장실(310) 하부까지 물을 채우고 좌배수전동밸브(1110)과 우배수전동밸브(1210) 그리고 우취수전동밸브(820)을 닫고 좌배수전동밸브(1110)과 우취수전동밸브(820)을 차례로 열면 우저장실(310)의 물이 상승하여 공기류(1400)가 공기관(1000)을 통하여 좌저장실(210)으로 유동하여 좌저장실(210)의 물이 좌배수관(1110)을 통하여 상승하여 취수 수위보다 높게 외부로 배수되며 우저장실(310)에 물이 상부까지 상승 되면 우취수전동밸브(820)과 좌배수전동밸브(1110)을 차례로 잠그고 우배수전동밸브(1210)과 좌취수밸브(810)을 차례로 열면 좌저장실(210)에 물이 상승하여 공기류(1400)이 공기관(1000)을 통하여 우저장실(310)으로 유동하여 우저장실(310)의 물이 우배수관(1210)을 통하여 상승하고 취수 수위보다 높게 외부로 배수되면 처음 상황과 같은 조건이 되어 상기와 같은 방법으로 각 밸브를 제어하면 연속적으로 취수되어 낙하된 저장수를 무동력으로 취수의 수면보다 높게 양수하는 것을 특징으로 하는 무동력양수시스템(1800)의 속성.
  3. 청구항 1에서 하천 수중지반선(1300)에 최고수위(1310) 보다 높게 케이슨(400)을 거치하고 내부에 중앙케이싱(100)과 좌케이싱(200)그리고 우케이싱(300)을 장착하여 무동력시스템(1800)과 같이 장치를 설비하되 취수관 상단은 최저수위(1320) 하부에 위치하고 취수관(800) 말미에 발전기(700)를 장착하며 발전기(700) 하부 배수구에 좌낙수전동밸브(910)과 우낙수밸브(920)을 장착한 낙수관(900)을 설비하고 중앙케이싱(100) 상단 케이슨(400) 상부에 제어실(140)을 설치하며 케이슨(400) 외부 하천에 설치된 좌배수관(1100)과 우배수관(1200) 보호와 고정을 위한 배수고전구조물(1330)을 설치한 육상무동력양수발전설비(1900)과
    중앙케이싱(100)과 다수의 좌케이싱(200) 그리고 우케이싱(300)을 보호하는 외부케이싱(500)이 최고수위(1320) 보다 높게 설치되고 외부케이싱(500) 하부에 설비선의 무게 중심을 유지하는 밸래스터(600)이 설치되며 외부케이싱(500)과 밸래스터(600) 하단에 닻줄(1600)과 닻(1700)이 장착되어 닻(1700)이 수중지반선(1300)에 고정 정착되어 해상 초대형 부유 발전선이 정박되고 외부케이싱(500) 내부에 중앙케이싱(100)과 다수의 좌케이싱(200)그리고 우케이싱(300)을 장착하여 무동력시스템(1800)과 같이 장치를 설비하되 취수관 상단은 최고수위(1310)과 최저수위(1320) 하부에 위치하고 취수관(800) 말미에 발전기(700)를 장착하며 발전기(700) 하부 배수구에 좌낙수전동밸브(910)과 우낙수밸브(920)을 장착한 낙수관(900)을 설비하며 다수의 좌배수관(1100)과 우배수관(1200)의 말미에 폰툰(1500)을 장착하여 조석차에 각 배수관이 유동을 유도하고 중앙케이싱(100) 상단 외부케이싱(500) 상부에 제어실(140)을 설치한 해상무동력양수발전설비선(2000)이 무동력양수발전시스템 (1800)의 작동 원리와 같게 전력을 생산하는 것을 특징으로 하는 육상무동력양수발전설비(1900)과 해상무동력양수발전설비선(2000)
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