KR20130026797A - Hydro power generator system using water wheel and buoyancy - Google Patents

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KR20130026797A
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Abstract

PURPOSE: A water power generating system using waterwheels and buoyancy is provided to generate power by rotating the waterwheels by using falling water and to semi-permanently reuse the water by transferring the water stored in a storage tank by using a buoyant member moved upward and downward to a water tank along a circular pipe. CONSTITUTION: A water power generating system using waterwheels and buoyancy comprises a water tank(10), a first transferring pipe(13), a second transferring pipe(14), waterwheels(18), a generator(19), a first storage tank(20), a second storage tank(21), a circulation pipe(22), and a pump(23). The upper parts of the first and second transferring pipes are respectively connected to the water tank. The first and second transferring pipes include first and second buoyant members moving upward and downward by gravity. The first and second storage tank are connected to the lower parts of the first and second transferring pipes and stores water fallen from the water tank to the waterwheels for repetitively reusing the flowing water rotating the water wheels. Both ends of the circulation pipe are connected to the lower parts of the first and second transferring pipes, thereby connecting the same. The pump supplies the water of the first and second transferring pipes to the first and second transferring pipes through the circulation pipe according to a rotating direction in order to transfer the water discharged to the first and second buoyant members from the first and second storage tanks.

Description

수차와 부력을 이용한 수력 발전시스템{hydro power generator system using water wheel and buoyancy}Hydro power generator system using water wheel and buoyancy

본 발명은 수차와 부력을 이용한 수력 발전시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수력 발전용(소수력 발전을 포함함) 터빈(또는 "수차" 라고 말함)을 회전시키도록 저수조로부터 낙하되는 유수를 저장탱크에 저장하고, 저장탱크의 물을 원통형 관을 따라 승강되는 부력부재에 의해 저수조로 이동시켜 반복 재 사용할 수 있도록 한 수차와 부력을 이용한 수력 발전시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a hydroelectric power generation system using aberrations and buoyancy, and more particularly, a storage tank for flowing water from a reservoir to rotate a turbine (including a hydroelectric power generation) turbine (or "aberration"). It relates to a hydroelectric power generation system using aberrations and buoyancy that is stored in, and the water in the storage tank is moved to the reservoir by a buoyancy member that is elevated along the cylindrical tube to be reused repeatedly.

일반적으로, 수력 발전기는 댐으로부터 물이 낙하되는 수로의 도중에 터빈을 설치하여 물의 위치에너지를 전기에너지로 전환하는 장치로서, 터빈을 회전시키도록 수로를 통과시킨 한 번 사용한 물은 재 사용하지 못하며, 많은 양의 물을 모아두는 저수지 또는 댐이 필요하게 된다. 이로 인해 댐의 제한적인 입지 선정의 문제가 발생되며 지역 주민의 민원이 발생되며 용지 매입시 과다한 비용이 발생되며 환경 파괴의 부작용이 발생된다. 물의 낙하 량에 비해 생성되는 전기의 량은 기대치에 미치지 못해 많은 량의 전기를 생산할 수 없다. 또한 장마 및 가뭄의 영향을 크게 받게 되며(소수력 발전기(15,000kw미만의 발전이 가능함)의 경우 갈수기에는 발전이 어려움) 발전기를 설치할 수 있는 위치 또한 댐과 근접한 거리에 있어야 되는 문제점이 있다.In general, a hydroelectric generator is a device that installs a turbine in the middle of a waterway from which a water drops from a dam, and converts potential energy of the water into electric energy, and once the water has passed through the waterway to rotate the turbine, You will need a reservoir or a dam that collects large amounts of water. This creates a problem of limited location selection of dams, complains of local residents, excessive costs for land purchases, and side effects of environmental degradation. The amount of electricity generated compared to the amount of water falling is not as expected, and a large amount of electricity cannot be produced. In addition, it is greatly affected by the rainy season and drought (in the case of a small hydroelectric generator (possible to generate less than 15,000kw) is difficult to generate power in the low water) there is a problem that the location to install the generator should also be close to the dam.

양수력 발전기는 수력 발전의 일종으로 심야전력을 사용하여 위치가 낮은 하부저수지의 물을 위치가 높은 상부저수지로 끌어올려 저장한 후, 전력수요가 많은 시간대에 저장된 물을 하부저수지로 낙하시켜 발전하는 방식이다.A positive power generator is a kind of hydroelectric power generation that uses late-night power to store the water of the lower reservoir with low position to the upper reservoir with high position, and then drops the water stored at the time of high power demand to the lower reservoir. That's the way.

원자력 발전은 공사비가 많이 들고 공사 기간이 길며 대기오염과 방사능 누출 위험이 뒤따르는 문제점이 있다. 화력 발전은 가동을 위해 화석연료를 사용하게 되는 데 그 사용양의 한정성과 고가의 구입비용, 연소시 환경오염을 초래하게 되는 문제점이 있다.Nuclear power generation has the problems of high construction cost, long construction period, and risk of air pollution and radiation leakage. Thermal power generation uses fossil fuels for operation, which limits the amount of use, expensive purchase costs, and environmental pollution during combustion.

조력 발전은 조수간만의 차가 심하게 발생되는 바닷가에만 위치해야 되고 만조시에는 발전이 불가능한 문제점이 있다. 태양력 발전기는 흐린 날과 밤에는 에너지를 생성할 수 없다. 풍력 발전은 일정 세기 이상의 바람이 없을 때에는 에너지를 생성할 수 없다. 열병합 발전은 전기를 발전시킬 경우 추기열과 배열을 생산 공정 열이나 냉난방 방식의 열원으로 사용하는 증기 터빈방식으로서, 일반 상용 화력발전소와 같은 발전전용방식은 투입에너지의 1/3만 전력으로 생산하고 2/3에 해당하는 에너지는 복수기를 통해 강이나 바다로 버려지는 문제점이 있다.Tidal power generation should be located only at the seaside where the tidal difference is severely generated and there is a problem that power generation is impossible at high tide. Solar generators cannot produce energy on cloudy days and at night. Wind power cannot produce energy without wind above a certain intensity. Cogeneration is a steam turbine method that uses additional heat and heat as a heat source for production process or heating and cooling when generating electricity. The power generation method such as a general commercial thermal power plant generates only 1/3 of the input energy. Energy corresponding to / 3 has a problem that is discarded into the river or the sea through the condenser.

본 발명의 실시예는, 저수조로부터 낙하되는 유수에 의해 수차를 회전시켜 발전(發電)하고, 저장탱크에 저장되는 물을 원통형 관을 따라 승강되는 부력부재에 의해 저수조로 이동시켜 반복 재 사용함에 따라, 수차날개를 회전하기 위해 추가로 에너지 사용이 불필요한 수차와 부력을 이용한 수력 발전시스템과 관련된다.The embodiment of the present invention, by generating the aberration by the flow of water falling from the reservoir, the power is generated, and the water stored in the storage tank is moved to the reservoir by the buoyancy member which is elevated along the cylindrical pipe to be reused repeatedly In other words, it is related to hydroelectric power systems that use aberrations and buoyancy which require no additional energy to rotate the aberration vanes.

본 발명의 실시예는, 기존의 발전설비의 제작비용보다 상대적으로 원가비용이 절감되고, 전기를 생산하는 원가를 낮출 수 있도록 한 수차와 부력을 이용한 수력 발전시스템과 관련된다.Embodiments of the present invention are related to a hydroelectric power generation system using aberrations and buoyancy to reduce the cost of the cost relative to the production cost of the existing power generation equipment, and to lower the cost of producing electricity.

본 발명의 실시예는, 갈수기 또는 결빙기 등의 계절, 시간, 기후에 제한을 받지않고, 사막 등의 오지지역에서도 발전시스템을 가동하여 전기를 생산할 수 있도록 한 수차와 부력을 이용한 수력 발전시스템과 관련된다.Embodiment of the present invention, without being limited to the season, time, climate, such as the dry season or ice, and related to the hydroelectric power system using aberration and buoyancy to operate the power generation system to produce electricity in remote areas such as deserts do.

본 발명의 실시예는, 발전시스템의 가동시 환경오염물질을 배출하지않아 환경친화적인 수차와 부력을 이용한 수력 발전시스템과 관련된다.Embodiments of the present invention relate to a hydroelectric power generation system that uses environmentally friendly aberration and buoyancy without emitting environmental pollutants during operation of the power generation system.

본 발명의 일 실시예에 의한 수차와 부력을 이용한 수력 발전시스템은,Hydroelectric power generation system using aberration and buoyancy according to an embodiment of the present invention,

소정 높이를 유지하고 물이 저장되는 저수조와,A reservoir for maintaining a predetermined height and storing water;

저수조에 상부가 각각 연통되며, 부력에 의해 상승되며 중력에 의해 하강되는 제1부력부재 및 제2부력부재가 승강가능하게 각각 내설되는 제1이동관 및 제2이동관과,A first moving tube and a second moving tube communicating with an upper portion of the reservoir, respectively, which are lifted by buoyancy and lowered by gravity, so that the first buoyancy member and the second buoyancy member can be elevated, respectively;

저수조로부터 낙하되는 유수에 의해 회전되도록 수차날개가 원통형상의 회전체 외주면에 회전축 방향으로 형성되는 수차와,An aberration blade formed in the direction of the rotation axis on the outer circumferential surface of the cylindrical rotor to be rotated by running water falling from the reservoir,

수차의 회전축에 연결되며, 수차 회전시 저수조로부터 낙하되는 유수의 위치에너지를 전기에너지로 변환시켜 발전하는 발전기와,A generator which is connected to the rotating shaft of the aberration and generates electric power by converting the potential energy of the flowing water falling from the water tank during the rotation of the aberration into electric energy;

제1이동관 및 제2이동관 하측에 각각 연통되며, 수차를 회전시키는 유수를 반복 재사용할 수 있도록 저수조로부터 수차에 낙하되는 유수를 저장하는 제1저장탱크 및 제2저장탱크와,A first storage tank and a second storage tank communicating with each other under the first moving pipe and the second moving pipe, respectively, for storing the flowing water falling from the water tank to the aberration so as to repeatedly reuse the flowing water for rotating the aberration;

제1이동관 및 제2이동관 하단부에 양단이 연통되어 이들을 연통시키는 순환관과,A circulation pipe having both ends communicating with lower ends of the first moving pipe and the second moving pipe so as to communicate them;

순환관에 설치되며, 제1저장탱크 및 제2저장탱크로부터 제1부력부재와 제2부력부재 상에 유출되는 물을 저수조에 옮길 수 있도록, 회전 방향에 따라 제1이동관 및 제2이동관의 물을 순환관을 통하여 각각 제2이동관 및 제1이동관으로 공급하는 펌프를 포함한다.It is installed in the circulation pipe, the water of the first moving tube and the second moving tube in accordance with the rotation direction to move the water flowing on the first buoyancy member and the second buoyancy member from the first storage tank and the second storage tank in the reservoir. It includes a pump for supplying to the second moving tube and the first moving tube through the circulation pipe, respectively.

바람직한 실시예에 의하면, 전술한 제1부력부재 및 제2부력부재 중 어느 하나가 제1이동관 및 제2이동관 중 어느 하나의 하단부에 위치하고, 제1부력부재 및 제2부력부재 중 다른 하나는 제1이동관 및 제2이동관 중 어느 하나의 상단부에 위치하는 초기조건에서,According to a preferred embodiment, any one of the above-described first buoyancy member and the second buoyancy member is located at the lower end of any one of the first moving tube and the second moving tube, the other of the first buoyancy member and the second buoyancy member In the initial conditions located at the upper end of any one of the first moving tube and the second moving tube,

제1저장탱크 및 제2저장탱크 중 어느 하나에 저장된 물이 제1이동관 및 제2이동관 중 어느 하나의 하단부에 위치한 제1부력부재 및 제2부력부재 중 어느 하나 위에 유출되어 설정된 높이를 유지하는 경우,The water stored in any one of the first storage tank and the second storage tank is discharged on any one of the first buoyancy member and the second buoyancy member located on the lower end of any one of the first and second moving tubes to maintain a set height. Occation,

순환관에 설치된 제1개폐밸브를 조작하여 개방할 경우, 제1이동관 및 제2이동관에 채워진 물이 수위 차에 따라 순환관을 따라 수위가 낮은 쪽으로 이동되어 제1이동관 및 제2이동관측의 수위가 조절되며,When opening by operating the first opening / closing valve installed in the circulation pipe, the water filled in the first moving pipe and the second moving pipe is moved to the lower level along the circulation pipe according to the water level difference, so that the water level of the first moving pipe and the second moving pipe Is adjusted,

제1이동관 및 제2이동관의 수위가 일치되는 경우 순환관에 설치된 펌프를 구동시켜, 제1부력부재 및 제2부력부재 중 어느 하나가 하단부에 위치한 제1이동관 또는 제2이동관쪽으로 펌핑하여 제1부력부재 또는 제2부력부재 상에 쌓인 물을 저수조에 이동시키는 것이다.When the water level of the first moving tube and the second moving tube is matched, by driving the pump installed in the circulation pipe, any one of the first buoyancy member and the second buoyancy member pumped toward the first moving tube or the second moving tube located in the lower end of the first The water accumulated on the buoyancy member or the second buoyancy member is to move to the reservoir.

전술한 제1부력부재 및 제2부력부재는 고밀도 압축 발포스치로폼재로서 원통형상으로 이뤄진다.The first buoyancy member and the second buoyancy member described above are formed in a cylindrical shape as a high-density compression foam foam material.

전술한 제1부력부재 및 제2부력부재는 헬륨가스 및 질소가스 중 어느 하나가 충진되는 내부가 빈 원통형상으로 이뤄진다.The first buoyancy member and the second buoyancy member described above are formed in a hollow cylindrical shape in which any one of helium gas and nitrogen gas is filled.

전술한 저수조의 체적 크기는 제1이동관 및 제2이동관 중 어느 하나의 체적보다 3배 이상을 갖도록 형성된다.The above-described volume of the reservoir is formed to have three times or more than the volume of any one of the first and second moving tubes.

전술한 수차의 회전체 양측면에 형성되는 측판의 원주면에 장착되는 기어 잇수가 큰 제1기어와, 제1기어의 기어 잇수에 대해 상대적으로 작은 기어 잇수로 이뤄져 제1기어와 치합되며, 발전기의 동력전달축에 회전축이 연결되는 제2기어를 포함한다.The first gear having a large number of gear teeth mounted on the circumferential surface of the side plate formed on both sides of the rotating body of the aberration described above and a gear tooth relatively smaller than the number of gear teeth of the first gear are meshed with the first gear. It includes a second gear connected to the rotating shaft to the power transmission shaft.

전술한 순환관의 통로를 개폐시키는 제1개폐밸브를 구비하며, 제1개폐밸브는 외부로부터 전기적 신호의 인가에 따라 작동되는 솔레노이드밸브가 사용된다.A first open / close valve is provided to open and close the passage of the circulation pipe, and the first open / close valve is used as a solenoid valve operated according to the application of an electrical signal from the outside.

전술한 펌프를 구동시키는 동력원으로 수차 회전으로 인해 제1기어 및 제2기어의 회전운동시 발생되는 동력이 사용된다.As a power source for driving the aforementioned pump, power generated during rotational movement of the first gear and the second gear due to aberration rotation is used.

전술한 펌프는 발전기에 의해 생성되는 또는 외부로부터의 공급되는 상용전원에 의해 구동되는 모터/펌프가 사용된다.The pump described above uses a motor / pump generated by a generator or driven by commercial power supplied from the outside.

전술한 제1이동관과 제1저장탱크사이의 통로를 개폐시키는 제2개폐밸브를 구비하며, 제2개폐밸브는 외부로부터 전기적 신호의 인가에 따라 작동되는 솔레노이드밸브가 사용된다.A second opening / closing valve for opening and closing a passage between the first moving pipe and the first storage tank described above is provided, and the second opening / closing valve uses a solenoid valve operated according to an application of an electrical signal from the outside.

전술한 제2이동관과 제2저장탱크사이의 통로를 개폐시키는 제3개폐밸브를 구비하며, 제3개폐밸브는 외부로부터 전기적 신호의 인가에 따라 작동되는 솔레노이드밸브가 사용된다.A third open / close valve is provided to open and close a passage between the second moving pipe and the second storage tank, and the third open / close valve is used as a solenoid valve operated according to the application of an electrical signal from the outside.

전술한 수차는 저수조로부터 낙하되는 유수에 의해 회전되는 제1수차와, 제1수차 하방으로 회전가능하게 설치되며 제1수차를 회전시킨 후 재 낙하되는 유수에 의해 회전되는 제2수차로 이뤄진다.The above-described aberration is composed of a first aberration rotated by running water falling from the reservoir and a second aberration rotatably installed below the first aberration and rotated by running water falling again after rotating the first aberration.

전술한 바와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 의한 수차와 부력을 이용한 수력 발전시스템은 아래와 같은 이점을 갖는다.Hydroelectric power generation system using aberration and buoyancy according to an embodiment of the present invention configured as described above has the following advantages.

저수조로부터 낙하되는 유수에 의해 수차를 회전시켜 발전하고, 저장탱크에 저장된 물을 원통형 관을 따라 승강되는 부력부재에 의해 저수조로 이동시켜 반영구적으로 재 사용함에 따라, 수차를 회전하기 위해 추가로 에너지 사용이 불필요하므로 유지관리비용을 최소화할 수 있다.Power is generated by rotating the aberration by the running water falling from the reservoir, and the water stored in the storage tank is moved to the reservoir by the buoyancy member which is elevated along the cylindrical tube and reused semi-permanently, so that additional energy is used to rotate the aberration. Since this is unnecessary, maintenance costs can be minimized.

또한, 기존의 발전설비의 제작 및 설치비용보다 상대적으로 원가비용이 절감되고, 전기를 생산하는 원가를 낮추어 저렴한 비용으로 전기를 사용할 수 있다.In addition, the cost of production is relatively reduced compared to the cost of manufacturing and installing the existing power generation equipment, it is possible to use electricity at a low cost by lowering the cost of producing electricity.

또한, 갈수기 또는 결빙기 등의 계절, 시간, 기후에 제한을 받지않고, 사막 등의 오지지역에서도 발전시스템을 가동하여 전기를 생산할 수 있다.In addition, it is possible to produce electricity by operating a power generation system in remote areas such as deserts without being limited by seasons, times and climates such as dry seasons or icebreakers.

또한, 발전시스템의 가동시 환경오염물질을 배출하지않고, 발전시스템을 설치시 주변환경을 파괴하지않아 환경친화적이다.In addition, it is environmentally friendly because it does not emit environmental pollutants when the power generation system is operated and does not destroy the surrounding environment when the power generation system is installed.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 수차와 부력을 이용한 수력 발전시스템의 개략적인 사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 수차와 부력을 이용한 수력 발전시스템에서, 수차가 회전되는 초기상태를 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 수차와 부력을 이용한 수력 발전시스템에서, 제1저장탱크에 저장된 물이 제1이동관에 유출되는 것을 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 수차와 부력을 이용한 수력 발전시스템에서, 제1저장탱크에 저장된 물을 재 사용하기 위하여 제1저장탱크로부터 제1이동관의 제1부력부재 상에 유출된 물을 저수조로 옮기는 것을 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 수차와 부력을 이용한 수력 발전시스템에서, 제2저장탱크에 저장된 물이 제2이동관에 유출되는 것을 설명하기 위한 도면,
도 6는 본 발명의 일 실시예에 의한 수차와 부력을 이용한 수력 발전시스템에서, 제2저장탱크에 저장된 물을 재 사용하기 위하여 제2저장탱크로부터 제2이동관의 제2부력부재 상에 유출된 물을 저수조로 옮기는 것을 설명하기 위한 도면,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 수차와 부력을 이용한 수력 발전시스템에서, 수차에 의한 발전 효율을 높이도록 수차 외측면에 기어부가 장착되는 것을 나타내는 도면이다.
1 is a schematic perspective view of a hydroelectric power generation system using aberration and buoyancy according to an embodiment of the present invention;
2 is a view for explaining an initial state in which aberration is rotated in a hydroelectric power generation system using aberration and buoyancy according to an embodiment of the present invention;
3 is a view for explaining that the water stored in the first storage tank in the hydroelectric power generation system using aberration and buoyancy according to an embodiment of the present invention flows out to the first moving pipe,
Figure 4 is a hydroelectric power generation system using aberration and buoyancy according to an embodiment of the present invention, in order to reuse the water stored in the first storage tank flows from the first storage tank on the first buoyancy member of the first moving tube Drawing to explain the transfer of water to the reservoir,
5 is a view for explaining that the water stored in the second storage tank in the hydroelectric power generation system using aberration and buoyancy according to an embodiment of the present invention flows out to the second moving pipe,
Figure 6 is a hydroelectric power generation system using aberration and buoyancy according to an embodiment of the present invention, flowed out on the second buoyancy member of the second moving tube from the second storage tank to reuse the water stored in the second storage tank Drawing to explain the transfer of water to the reservoir,
7 is a view showing that the gear unit is mounted on the outer surface of the aberration to increase the power generation efficiency by the aberration in the hydroelectric power generation system using aberration and buoyancy according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, which are intended to describe in detail enough to enable those skilled in the art to easily practice the invention, It is not intended that the technical spirit and scope of the invention be limited.

도 1 내지 도 7에 도시된 본 발명의 일 실시예에 의한 수차와 부력을 이용한 수력 발전시스템은,Hydroelectric power generation system using aberration and buoyancy according to an embodiment of the present invention shown in Figure 1 to 7,

바닥면으로부터 소정 높이를 유지하고 물이 저장되는 저수조(10)와,Reservoir 10 to maintain a predetermined height from the bottom surface and the water is stored,

저수조(10)에 상부가 각각 연통되며, 부력에 의해 상승되며 중력에 의해 하강되는 제1부력부재(11) 및 제2부력부재(12)가 수위 변화에 따라 상하 방향으로 슬라이딩 이동가능하게 각각 내설되는 제1이동관(13) 및 제2이동관(14)과,The upper part is in communication with the reservoir 10, respectively, the first buoyancy member 11 and the second buoyancy member 12, which is lifted by buoyancy and lowered by gravity, respectively, so as to be slidably movable in the vertical direction as the water level changes. The first moving tube 13 and the second moving tube 14,

저수조(10)로부터 낙하되는 유수에 의해 회전되도록 수차날개(15)가 원통형상의 회전체(16) 외주면에 회전축(17) 방향으로 형성되는 수차(18)와,Aberration blades (18) in which the aberration blades (15) are formed in the direction of the rotation axis (17) on the outer circumferential surface of the cylindrical rotor (16) so as to be rotated by running water falling from the reservoir (10),

수차(18)의 회전축(17)에 연결되며, 수차(18) 회전시 저수조(10)로부터 낙하되는 유수의 위치에너지를 전기에너지로 변환시켜 발전하는 발전기(19)와,A generator 19 connected to the rotary shaft 17 of the aberration 18 and generating electric power by converting the potential energy of the flowing water falling from the water tank 10 into electric energy when the aberration 18 rotates,

제1이동관(13) 및 제2이동관(14) 하측에 각각 연통되며, 수차(18)를 회전시키는 유수를 반복 재 사용할 수 있도록 저수조(10)로부터 수차(18)에 낙하되는 유수를 저장하는 제1저장탱크(20) 및 제2저장탱크(21)와,A first communication pipe communicating with the lower side of the first moving pipe 13 and the second moving pipe 14, respectively, and storing the flowing water falling from the reservoir 10 to the aberration 18 so that the water flowing to rotate the aberration 18 can be reused. The first storage tank 20 and the second storage tank 21,

제1이동관(13) 및 제2이동관(14) 하단부에 양단이 연통되어 이들을 연통시키는 순환관(22)과,A circulation tube 22 having both ends communicating with lower ends of the first moving tube 13 and the second moving tube 14 so as to communicate them;

순환관(22)에 설치되며, 제1저장탱크(20) 및 제2저장탱크(21)로부터 제1부력부재(11)와 제2부력부재(12) 상에 유출되는 물을 저수조(10)에 옮길 수 있도록, 회전 방향에 따라 제1이동관(13) 및 제2이동관(14)의 물을 순환관(22)을 통하여 각각 제2이동관(14) 및 제1이동관(13)으로 공급하며, 양방향으로 구동되는 펌프(23)를 포함한다.It is installed in the circulation pipe 22, and the water flowing out from the first storage tank 20 and the second storage tank 21 on the first buoyancy member 11 and the second buoyancy member 12 reservoir 10 In order to transfer to the water, the first moving tube 13 and the second moving tube 14 in accordance with the direction of rotation is supplied to the second moving tube 14 and the first moving tube 13 through the circulation pipe 22, respectively, It includes a pump 23 driven in both directions.

이때, 전술한 제1이동관(13) 및 제2이동관(14)은 이들의 단면형상이 원형 또는 타원형 등의 원기둥, 다각형으로 형성된다.At this time, the above-described first moving tube 13 and the second moving tube 14 is formed in a cylindrical, polygonal shape, such as a circular or oval cross section thereof.

전술한 제1부력부재(11) 및 제2부력부재(12)는 고밀도 압축 발포스치로폼재로서 원통형상으로 이뤄진다.The first buoyancy member 11 and the second buoyancy member 12 described above are formed in a cylindrical shape as a high density compression foam foam material.

전술한 제1부력부재(11) 및 제2부력부재(12)는 헬륨가스 및 질소가스 중 어느 하나가 충진되는 내부가 빈 원통형상, 또는 사각형상으로 이뤄진다.The first buoyancy member 11 and the second buoyancy member 12 described above are formed in a cylindrical shape or a rectangular shape in which any one of helium gas and nitrogen gas is filled.

전술한 저수조(10)의 체적 크기는 제1이동관(13) 및 제2이동관(14) 중 어느 하나의 체적보다 3배 이상을 갖도록 형성된다. 이로 인해 제1저장탱크(20)에 저장된 물이 제1이동관(13)의 제1부력부재(11) 상에 유출되거나(이때 제1저장탱크(20)에 저장된 물이 제1이동관(13)에 유출되어 저수조(10)에 이동될 때까지 기다리는 대기모드임), 또는 제2저장탱크(21)에 저장된 물이 제2이동관(14)의 제2부력부재(12) 상에 유출되는 동안에도(이때 제2저장탱크(21)에 저장된 물이 제2이동관(14)에 유출되어 저수조(10)에 이동될 때까지 기다리는 대기모드임), 저수조(10)에 저장된 물이 수차(18)에 계속적으로 낙하되어 발전기(19)를 구동시킬 수 있게 된다.The volume of the above-described reservoir 10 is formed to have three times or more than the volume of any one of the first moving tube 13 and the second moving tube (14). As a result, water stored in the first storage tank 20 flows out on the first buoyancy member 11 of the first moving tube 13 (in this case, the water stored in the first storage tank 20 is transferred to the first moving tube 13). In the standby mode waiting for it to flow out into the reservoir 10), or while the water stored in the second storage tank 21 flows out on the second buoyancy member 12 of the second moving tube 14. (At this time, the water stored in the second storage tank 21 is in the standby mode waiting for the flow out of the second moving pipe 14 to be moved to the reservoir 10), the water stored in the reservoir 10 to the aberration 18 It is continuously dropped so that the generator 19 can be driven.

전술한 수차(18)의 회전체(16) 양측면에 형성되는 측판(24)의 원주면에 장착되는 기어 잇수가 큰 제1기어(25)와, 제1기어(25)의 기어 잇수에 대해 상대적으로 작은 기어 잇수로 이뤄져 제1기어(25)와 치합되며, 발전기(19)의 동력전달축(27)에 회전축(28)이 연결되는 제2기어(29)를 포함한다.The first gear 25 having a large number of gear teeth mounted on the circumferential surface of the side plate 24 formed on both sides of the rotating body 16 of the aberration 18 described above, and relative to the number of gear teeth of the first gear 25. It consists of a small number of gear teeth and meshes with the first gear 25, and includes a second gear 29 is connected to the power transmission shaft 27 of the generator 19, the rotary shaft 28.

전술한 순환관(22)의 통로를 개폐시키는 제1개폐밸브(30)를 구비하며, 제1개폐밸브(30)는 외부로부터 전기적 신호의 인가에 따라 작동되는 솔레노이드밸브가 사용된다.The first opening / closing valve 30 which opens and closes the passage of the circulation pipe 22 described above is provided, and the first opening / closing valve 30 uses a solenoid valve operated according to the application of an electrical signal from the outside.

전술한 펌프(23)를 구동시키는 동력원으로 수차(18) 회전으로 인해 제1기어(25) 및 제2기어(29)의 회전운동시 발생되는 동력이 사용된다.As a power source for driving the aforementioned pump 23, the power generated during the rotational movement of the first gear 25 and the second gear 29 due to the rotation of the aberration 18 is used.

전술한 펌프(23)는 발전기(19)에 의해 생성되는 전기 또는 외부로부터의 공급되는 상용전원에 의해 구동되는 모터/펌프가 사용된다.The pump 23 described above uses a motor / pump driven by electricity generated by the generator 19 or commercial power supplied from the outside.

전술한 제1이동관(13)과 제1저장탱크(20)사이의 통로를 개폐시키는 제2개폐밸브(31)를 구비하며, 제2개폐밸브(31)는 외부로부터 전기적 신호의 인가에 따라 작동되는 솔레노이드밸브가 사용된다.And a second opening / closing valve 31 for opening and closing a passage between the first moving tube 13 and the first storage tank 20 described above, and the second opening / closing valve 31 operates according to the application of an electrical signal from the outside. Solenoid valve is used.

전술한 제2이동관(14)과 제2저장탱크(21)사이의 통로를 개폐시키는 제3개폐밸브(32)를 구비하며, 제3개폐밸브(32)는 외부로부터 전기적 신호의 인가에 따라 작동되는 솔레노이드밸브가 사용된다.And a third opening / closing valve 32 for opening and closing a passage between the above-described second moving tube 14 and the second storage tank 21, and the third opening / closing valve 32 operates according to the application of an electrical signal from the outside. Solenoid valve is used.

전술한 수차(18)는 저수조(10)로부터 낙하되는 유수에 의해 회전되는 제1수차(18a,18b)와, 제1수차(18a,18b) 하방으로 회전가능하게 설치되며 제1수차(18a,18b)를 회전시킨 후 재 낙하되는 유수에 의해 회전되는 제2수차(18c,18d)로 이뤄진다.The above-described aberration 18 is installed to be rotatable under the first aberrations 18a and 18b and the first aberrations 18a and 18b rotated by running water falling from the reservoir 10. The second aberration 18c, 18d rotated by running water falling again after rotating 18b).

전술한 수차(18)를 형성하는 회전체(16) 외주면에 형성되는 수차날개(15)는 일 예를 나타낸 것으로, 수차(18)에 의한 운동에너지를 증대시킬 수 있도록 이들의 구조 및 형상을 당해분야에서 다양하게 변형시킬 수 있음은 물론이다.The aberration blade 15 formed on the outer circumferential surface of the rotating body 16 forming the aberration 18 described above is an example, and corresponds to the structure and shape thereof so as to increase the kinetic energy caused by the aberration 18. Of course, it can be variously modified in the field.

한편 도면에는 미 도시되었으나, 수차(18)가 설치되는 지역, 장소에 따라 다수의 수차(18)를 병렬형으로 조합하여 배치할 경우 수차(18)에 의한 발전효율을 높일 수 있다.On the other hand, although not shown in the drawings, according to the region, the place where the aberration 18 is installed, when a plurality of aberrations 18 are arranged in parallel in combination to increase the power generation efficiency by the aberration 18.

도면중 미 설명부호 26은 베이스플레이트(34)에 대해 수차(18)를 회전가능하게 지지하는 브라킷이다.In the figure, reference numeral 26 denotes a bracket for rotatably supporting the aberration 18 with respect to the base plate 34.

이하에서, 본 발명의 일 실시예에 의한 수차와 부력을 이용한 수력 발전시스템의 사용예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a use example of a hydroelectric power generation system using aberration and buoyancy according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 전술한 저수조(10)로부터 낙하되는 유수에 의해 수차(18)가 회전되는 초기상태를 설명하기 위한 도면이다. 저수조(10)에는 2/3정도로 물이 채워져 있고, 제1저장탱크(20)에는 1/3정도로 물이 채워져 있으며 제2저장탱크(21)에는 물이 비워져 있다.FIG. 2 is a view for explaining an initial state in which the aberration 18 is rotated by the flowing water falling from the above-described water tank 10. The reservoir 10 is filled with water about 2/3, the first storage tank 20 is filled with water about 1/3, and the second storage tank 21 is empty.

전술한 제1이동관(13)에는 물이 비워져 있고(제1부력부재(11)가 중력에 의해 제1이동관(13)의 하단부에 위치함), 제2이동관(14)에는 물이 꽉 차 있다(제2부력부재(12)가 부력에 의해 제2이동관(14)의 상단부에 위치함).Water is emptied in the first moving tube 13 described above (the first buoyancy member 11 is located at the lower end of the first moving tube 13 by gravity), and the second moving tube 14 is filled with water. (The second buoyancy member 12 is located at the upper end of the second moving tube 14 by the buoyancy).

도 2 및 도 3에서와 같이, 전술한 제1이동관(13) 및 제1저장탱크(20)사이의 통로에 설치된 제2개폐밸브(31)를 조작하여 개방시킴에 따라, 제1저장탱크(20)에 저장된 물이 제2개폐밸브(31)를 통과하여 제1이동관(13) 하단부에 위치한 제1부력부재(11) 상에 떨어진다. 이때 저수조(10)로부터 배출구(10a,10b)를 통하여 배출되는 물이 제1수차(18a,18b)의 수차날개(15)에 각각 낙하된다.As shown in FIGS. 2 and 3, as the second opening / closing valve 31 installed in the passage between the first moving tube 13 and the first storage tank 20 is operated and opened, the first storage tank ( Water stored in 20 passes through the second opening / closing valve 31 and falls on the first buoyancy member 11 positioned at the lower end of the first moving tube 13. At this time, the water discharged from the reservoir (10) through the outlet (10a, 10b) falls to the aberration blades (15) of the first aberration (18a, 18b), respectively.

전술한 제1부력부재(11) 상에 쌓이는 물이 미리 설정된 수위에 도달되는 경우(일 예로서 제1저장탱크(20)의 바닥면 수위에 도달되는 경우를 말함), 전술한 제2개폐밸브(31)를 조작하여 잠금상태로 전환시킨다.When the water accumulated on the above-mentioned first buoyancy member 11 reaches a predetermined level (for example, when the water level reaches the bottom surface of the first storage tank 20), the above-described second opening / closing valve Operate (31) to switch to the locked state.

이때, 전술한 순환관(22)에 설치된 제1개폐밸브(30)를 조작하여 이를 개방시킴에 따라, 제1이동관(13) 및 제2이동관(14)에 채워진 물의 수위 차에 의해 제2이동관(14)에 가득 채워진 물이 순환관(22)을 따라 제1이동관(13)측으로 이동된다. 이때 제1부력부재(11)는 제1이동관(13)의 높아지는 수위를 따라 상부쪽으로 이동되고, 제2부력부재(12)는 중력에 의해 제2이동관(14)의 수위를 따라 내려온다.At this time, by operating the first opening and closing valve 30 installed in the above-described circulation pipe 22 to open it, the second moving pipe by the water level difference of the water filled in the first moving pipe 13 and the second moving pipe (14) Water filled in 14 is moved along the circulation pipe 22 to the first moving pipe 13 side. At this time, the first buoyancy member 11 is moved upward along the level of the first moving tube 13, the second buoyancy member 12 is lowered along the level of the second moving tube 14 by gravity.

제1이동관(13)의 수위와 제2이동관(14)의 수위가 일치될 경우 제2이동관(14) 내의 물이 더 이상 제1이동관(13) 측으로 이동되지 않는다. 순환관(22)에 설치된 펌프(23)를 구동시켜 제2이동관(14) 내의 물을 순환관(22)을 통하여 제1이동관(13)에 강제적으로 이동시킨다(이때 제2저장탱크(21)와 제2이동관(14)사이의 제3개폐밸브(32)는 닫힌 상태를 유지하므로 수차(18b,18d)로부터 떨어지는 물이 제2저장탱크(21)에 저장된다). 이때 제1부력부재(11)의 위쪽 및 아래쪽에 물이 채워진 상태이다.When the level of the first moving tube 13 and the level of the second moving tube 14 coincide with each other, the water in the second moving tube 14 is no longer moved toward the first moving tube 13. The pump 23 installed in the circulation pipe 22 is driven to forcibly move the water in the second movement pipe 14 to the first movement pipe 13 through the circulation pipe 22 (at this time, the second storage tank 21). And the third opening / closing valve 32 between the second moving pipe 14 and the second moving pipe 14 remain closed, so that water falling from the aberrations 18b and 18d is stored in the second storage tank 21). At this time, the water is filled up and down the first buoyancy member (11).

도 4는 수차(18)를 회전시키도록 저수조(10)로부터 낙하되어 제2저장탱크(21)에 저장된 물을 제1이동관(13)을 통해 저수조(10)에 옮겨 재 사용하는 것을 설명하기 위한 도면으로서, 제1이동관(13)에 이동되는 물의 수위 증가에 따라 제1부력부재(11)가 제1이동관(13)의 상단부에 위치할 경우(이때 제2부력부재(12)는 제2이동관(14)의 하단부로 내려옴), 제1부력부재(11) 상에 채워진 물을 저수조(10)에 옮길 수 있게 된다. 이때 순환관(22)에 설치된 제1개폐밸브(30)를 조작하여 닫힌상태로 전환시킨다.FIG. 4 illustrates that water dropped from the reservoir 10 to rotate the aberration 18 and stored in the second storage tank 21 is transferred to the reservoir 10 through the first moving tube 13 for reuse. As shown in the drawing, when the first buoyancy member 11 is positioned at the upper end of the first movable tube 13 as the water level of the first movable tube 13 is increased (in this case, the second buoyancy member 12 is the second movable tube). 14, the water filled on the first buoyancy member 11 can be transferred to the reservoir (10). At this time, the first opening and closing valve 30 installed in the circulation pipe 22 is operated to switch to the closed state.

이와 같이 제1부력부재(11) 상에 쌓인 물을 저수조(10)로 이동시키기 위하여, 펌프(23)를 구동시켜 제2이동관(14) 내의 물을 제1이동관(213)으로 이동시킬 경우, 제1이동관(13)의 수위를 따라 제1부력부재(11)가 높아지므로, 펌프(23)에 부하 발생되는 것을 최소화할 수 있다.As described above, in order to move the water accumulated on the first buoyancy member 11 to the reservoir 10, the pump 23 is driven to move the water in the second movable tube 14 to the first movable tube 213. Since the first buoyancy member 11 increases along the level of the first moving tube 13, it is possible to minimize the occurrence of load on the pump 23.

따라서 제1저장탱크(20)로부터 제1이동관(13)의 제1부력부재(11) 상에 옮겨진 물을 제1부력부재(11)의 부력 기능과 펌프(23) 구동에 의해 저수조(10)에 채울 수 있게 된다. 이와 동시에 저수조(10)로부터 낙하되는 유수에 의해 수차(18;18a,18b,18c,18d)가 각각 회전되므로, 저수조(10)로부터 낙하되는 유수의 위치에너지를 전기에너지로 변환시키는 발전기(19)에 의해 전기를 생산할 수 있게 된다. 이때 수차(18) 회전시 이의 회전축(17)에 연결되는 동력전달축(27)을 통해 발전기(19)의 구동축을 구동시켜 발전시키는 기술내용은 당해분야에서 사용되는 것이므로 이들의 구성 및 작동의 상세한 설명은 생략한다.Accordingly, the water transferred from the first storage tank 20 to the first buoyancy member 11 of the first moving tube 13 is stored in the reservoir 10 by the buoyancy function of the first buoyancy member 11 and the pump 23. To fill in. At the same time, since the aberrations 18; 18a, 18b, 18c, and 18d are respectively rotated by the flowing water falling from the reservoir 10, the generator 19 converting the potential energy of the flowing water falling from the reservoir 10 into electrical energy. It will be able to produce electricity. At this time, the technology for driving and driving the drive shaft of the generator 19 through the power transmission shaft 27 connected to its rotary shaft 17 when the aberration 18 rotates is used in the art, so the details of their configuration and operation Description is omitted.

한편, 전술한 저수조(10)로부터 낙하되는 유수에 의해 제1수차(18a)의 수차날개(15)를 회전시켜 제1수차(18a,18b)를 회전시키고, 이와 동시에 제1수차(18a,18b)로부터 낙하되는 유수에 의해 제2수차(18c,18d)의 수차날개(15)를 회전시킨다. 따라서 단차지도록 설치된 제1수차(18a,18b) 및 제2수차(18c,18d)의 구조에 의해 발전기(19)에 의해 발전되는 전기량을 증대시킬 수 있다.On the other hand, the aberration blades 15 of the first aberration 18a are rotated by the flow of water falling from the water tank 10 described above to rotate the first aberrations 18a, 18b, and at the same time the first aberrations 18a, 18b. The aberration blades 15 of the second aberrations 18c and 18d are rotated by running water falling from Therefore, the amount of electricity generated by the generator 19 can be increased by the structure of the first aberrations 18a and 18b and the second aberrations 18c and 18d provided to be stepped.

도 5는 제2저장탱크(21)에 저장된 물을 저수조(10)로 이동시켜 재 사용할 수 있도록 제1이동관(13) 및 제2이동관(14)의 초기 상태를 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 저수조(10)로부터 낙하되어 제2저장탱크(21)에 저장된 물을 저수조(10)로 옮겨 재 사용하는 것을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 5 is a view for explaining an initial state of the first moving tube 13 and the second moving tube 14 so that the water stored in the second storage tank 21 may be moved to the reservoir 10 and reused. FIG. 6 2 is a view for explaining that water dropped from the reservoir 10 and stored in the second storage tank 21 is transferred to the reservoir 10 for reuse.

도 5에서와 같이, 전술한 제3개폐밸브(32)를 조작하여 개방시킬 경우, 제2저장탱크(21)에 저장된 물이 제3개폐밸브(32)를 경유하여 제2이동관(14)의 하단부에 위치한 제2부력부재(12) 상에 유출된다. 제2부력부재(12) 상에 유출된 물의 수위가 제2이동관(14)의 설정높이에 도달될 경우(일 예로서 제2저장탱크(21)의 바닥면 수위에 도달되는 경우를 말함) 제3개폐밸브(32)를 잠근다.As shown in FIG. 5, when the third opening / closing valve 32 is operated and opened, water stored in the second storage tank 21 passes through the third opening / closing valve 32. Outflow is on the second buoyancy member 12 located at the lower end. When the water level of the water flowing out on the second buoyancy member 12 reaches the set height of the second moving tube 14 (for example, when the water level reaches the bottom surface of the second storage tank 21) Close the three open valves (32).

전술한 제1개폐밸브(20)를 조작하여 개방시킬 경우, 제1이동관(13) 및 제2이동관(14)의 수위 차에 의해 제1이동관(13)의 물이 순환관(22)을 통하여 제2이동관(14)으로 이동된다. 이때 제1부력부재(11)는 제1이동관(13)의 낮아지는 수위를 따라 밑으로 내려오고 이와 반대로 제2부력부재(12)는 제2이동관(14)의 높아지는 수위를 따라 올라간다. 제1이동관(13)의 수위와 제2이동관(14)의 수위가 일치되는 경우 펌프(23)를 구동시킴에 따라, 제1이동관(13)의 물이 순환관(22)을 통하여 제2이동관(14)측으로 강제적으로 이동된다.When the first opening / closing valve 20 is operated and opened, the water of the first moving tube 13 flows through the circulation pipe 22 due to the difference in the water level between the first moving tube 13 and the second moving tube 14. It is moved to the second moving tube (14). At this time, the first buoyancy member 11 is lowered along the lowered water level of the first moving tube 13, and on the contrary, the second buoyancy member 12 is raised along the higher water level of the second moving tube 14. When the level of the first moving tube 13 and the level of the second moving tube 14 coincides with the pump 23, the water of the first moving tube 13 flows through the circulation tube 22 to the second moving tube. It is forcibly moved to (14) side.

전술한 제1부력부재(11)가 제1이동관(13)의 하단부로 내려올 경우에 제2부력부재(12)는 제2이동관(14)의 상단부로 이동된다. 이로 인해 제1이동관(13)으로부터 순환관(22)을 통하여 제2이동관(14)으로 이동되는 물의 압력과, 제2부력부재(12)의 부력에 의해 제2이동관(14)의 제2부력부재(12) 상에 유출된 물을 저수조(10)로 옮길 수 있게 된다.When the first buoyancy member 11 described above descends to the lower end of the first moving tube 13, the second buoyancy member 12 is moved to the upper end of the second moving tube 14. Accordingly, the second buoyancy of the second moving tube 14 by the pressure of the water moved from the first moving tube 13 to the second moving tube 14 through the circulation tube 22 and the buoyancy of the second buoyancy member 12. The water spilled on the member 12 can be transferred to the reservoir 10.

전술한 바와 같이, 제1저장탱크(20)에 저장된 물을 제1이동관(13)의 제1부력부재(11) 상에 유출시켜 펌프(23)의 토출압력 및 제1부력부재(11)의 부력에 의해 제1이동관(13)을 따라 저수조(10)로 이동시키고, 제2저장탱크(21)에 저장된 물을 제2이동관(14)의 제2부력부재(12) 상에 유출시켜 펌프(23)의 토출압력 및 제2부력부재(12)의 부력에 의해 제2이동관(14)을 따라 저수조(10)로 이동시키는 1싸이클이 종료된다.As described above, water stored in the first storage tank 20 flows out on the first buoyancy member 11 of the first moving tube 13 to discharge pressure of the pump 23 and the first buoyancy member 11. The buoyant force is moved to the reservoir 10 along the first moving tube 13, and the water stored in the second storage tank 21 flows out on the second buoyancy member 12 of the second moving tube 14 to pump ( One cycle of moving to the reservoir 10 along the second moving tube 14 by the discharge pressure of 23 and the buoyancy of the second buoyancy member 12 is finished.

따라서 저수조(10)로부터 수차날개(15)에 낙하되는 유수에 의해 수차(18)를 회전시키고 제1저장탱크(20) 및 제2저장탱크(21)에 저장되는 물을 저수조(10)로 옮기는 과정을 반복하게 되므로, 수차(18)의 회전시 발생되는 회전력에 의해 발전기(19)를 구동시켜 전기를 생산할 수 있게 된다.Therefore, the aberration 18 is rotated by the running water falling from the water tank 10 to the aberration wing 15, and the water stored in the first storage tank 20 and the second storage tank 21 is transferred to the water storage tank 10. Since the process is repeated, it is possible to produce electricity by driving the generator 19 by the rotational force generated when the aberration 18 rotates.

전술한 저수조(10)로부터 낙하되어 제1수차(18a,18b)를 회전시키고, 제1수차(18a,18b)로부터 낙하되어 제2수차(18c,18d)를 회전시키는 유수가 제1저장탱크(20) 및 제2저장탱크(21)에 저장되며, 이를 제1이동관(13) 및 제2이동관(14)을 통하여 저수조(10)로 반복적으로 이동시킬 수 있다. 즉 저수조(10)로부터 낙하되는 유수는 제1수차(18a,18b) 및 제2수차(18c,18d) → 제1저장탱크(20) 및 제2저장탱크(21) → 제1이동관(13) 및 제2이동관(14) → 저수조(10)로 이동되는 과정을 반복하여 순환하게 된다. 이로 인해 수차(18)를 회전시키도록 저수조(10)로부터 낙하되는 물을 반복 재 사용하므로 외부로부터 저수조(10)에 물을 채워넣는 작업이 불필요하다.Flowing water falling from the above-described water storage tank 10 to rotate the first aberrations 18a and 18b, and falling from the first aberrations 18a and 18b to rotate the second aberrations 18c and 18d, the first storage tank ( 20) and the second storage tank 21, which may be repeatedly moved to the reservoir 10 through the first moving tube 13 and the second moving tube 14. That is, the flow of water falling from the reservoir 10 is the first aberration (18a, 18b) and the second aberration (18c, 18d) → the first storage tank 20 and the second storage tank 21 → the first moving tube (13) And the second moving tube (14) → the cycle to move to the reservoir (10) is repeated repeatedly. For this reason, since the water dropped from the reservoir 10 is repeatedly reused to rotate the aberration 18, the operation of filling the reservoir 10 with water from the outside is unnecessary.

도 7에서와 같이, 전술한 수차(18)를 이루는 회전체(16)의 측판(24)의 원주면에 형성된 기어 잇수가 큰 제1기어(25)와, 제1기어(25)의 기어 잇수에 대해 상대적으로 작은 기어 잇수로 이뤄져 제1기어(25)와 치합된 제2기어(29)의 회전축(28)이 발전기(19)의 동력전달축(27)에 연결된다. 이로 인해 수차(18) 회전시 연동되어 구동되는 제1기어(25) 및 제2기어(29)에 의해 발전기(19)에 의해 발전되는 전기량을 증대시키므로 수차(18)를 이용한 발전 효율을 극대화시킬 수 있다.As shown in FIG. 7, the number of gear teeth of the first gear 25 and the number of gear teeth of the first gear 25 having a large number of gear teeth formed on the circumferential surface of the side plate 24 of the rotating body 16 forming the aberration 18 described above. The rotating shaft 28 of the second gear 29 meshed with the first gear 25 is connected to the power transmission shaft 27 of the generator 19. This increases the amount of electricity generated by the generator 19 by the first gear 25 and the second gear 29 driven in conjunction with the rotation of the aberration 18, thereby maximizing power generation efficiency using the aberration 18. Can be.

전술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 의한 수차와 부력을 이용한 수력 발전시스템에 의하면, 수차를 회전시키도록 저수조로부터 낙하되는 유수를 저장탱크에 저장하고 저장탱크의 물을 원통형 관을 따라 승강되는 부력부재에 의해 저수조로 이동시켜 반복 재 사용할 수 있다(수차를 회전시킨 유수를 부력부재 및 펌프구동에 의해 저수조로 이동시켜 반복 순환시키므로 외부에서 저수조에 물을 채워넣는 작업이 불필요함). 기존 발전설비의 제작 및 설치 비용보다 상대적으로 원가비용이 절감되어 저렴한 가격의 전기를 생산할 수 있다. 발전시스템 가동시 환경오염물질을 배출하지않아 환경친화적이다. 지역, 장소, 시간, 기후 등에 제한을 받지않고 발전시스템을 설치 및 가동하여 전기를 생산할 수 있다.According to the hydroelectric power generation system using the aberration and buoyancy according to an embodiment of the present invention as described above, the running water falling from the reservoir to rotate the aberration in the storage tank and the water in the storage tank is elevated along the cylindrical tube It can be reused by repeatedly moving to the reservoir by the buoyancy member. (It is unnecessary to fill water in the reservoir from the outside because the water flow rotated by the aberration is moved to the reservoir by the buoyancy member and pump driving.) It is possible to produce low-cost electricity by reducing the cost cost compared to the production and installation cost of existing power generation facilities. It is environmentally friendly as it does not emit environmental pollutants when operating the power generation system. Electricity can be generated by installing and operating a power generation system without being restricted by region, place, time and climate.

10; 저수조 11; 제1부력부재
12; 제2부력부재 13; 제1이동관
14; 제2이동관 15; 수차날개
16; 회전체 17; 회전축
18; 수차 19; 발전기
20; 제1저장탱크 21; 제2저장탱크
22; 순환관 23; 펌프
24; 측판 25; 제1기어
26; 브라킷 27; 동력전달축
28; 회전축 29; 제2기어
30; 제1개폐밸브 31; 제2개폐밸브
32; 제3개폐밸브
10; Reservoir 11; First buoyancy member
12; Second buoyancy member 13; First moving tube
14; Second moving tube 15; Aberration
16; Rotating body 17; Rotating shaft
18; Aberration 19; generator
20; First storage tank 21; 2nd storage tank
22; Circulatory tube 23; Pump
24; Shroud 25; The first gear
26; Bracket 27; Power transmission shaft
28; Axis of rotation 29; The second gear
30; A first open / close valve 31; 2nd open / close valve
32; 3rd open / close valve

Claims (12)

소정 높이를 유지하고 물이 저장되는 저수조와,
상기 저수조에 상부가 각각 연통되며, 부력에 의해 상승되며 중력에 의해 하강되는 제1부력부재 및 제2부력부재가 승강가능하게 각각 내설되는 제1이동관 및 제2이동관과,
상기 저수조로부터 낙하되는 유수에 의해 회전되도록 수차날개가 원통형상의 회전체 외주면에 회전축 방향으로 형성되는 수차와,
상기 수차의 회전축에 연결되며, 상기 수차 회전시 저수조로부터 낙하되는 유수의 위치에너지를 전기에너지로 변환시켜 발전하는 발전기와,
상기 제1이동관 및 제2이동관 하측에 각각 연통되며, 상기 수차를 회전시키는 유수를 반복 재 사용할 수 있도록 상기 저수조로부터 수차에 낙하되는 유수를 저장하는 제1저장탱크 및 제2저장탱크와,
상기 제1이동관 및 제2이동관 하단부에 양단이 연통되어 이들을 연통시키는 순환관과,
상기 순환관에 설치되며, 제1저장탱크 및 제2저장탱크로부터 상기 제1부력부재와 제2부력부재 상에 유출되는 물을 상기 저수조에 옮길 수 있도록, 회전 방향에 따라 상기 제1이동관 및 제2이동관의 물을 상기 순환관을 통하여 각각 제2이동관 및 제1이동관으로 공급하는 펌프를 구비하여 이뤄지는 것을 특징으로 하는 수차와 부력을 이용한 수력 발전시스템.
A reservoir for maintaining a predetermined height and storing water;
A first moving tube and a second moving tube communicating with an upper portion of the reservoir and being lifted by buoyancy and descending by gravity, respectively;
An aberration blade formed in the direction of the rotation axis on the outer circumferential surface of the cylindrical body so as to be rotated by running water falling from the water tank;
A generator connected to the rotational shaft of the aberration and converting the potential energy of the flowing water falling from the water tank during the rotation of the aberration into electric energy;
A first storage tank and a second storage tank communicating with each of the first moving tube and the second moving tube, respectively, for storing the running water falling from the water tank to the aberration so as to repeatedly use the running water for rotating the aberration;
A circulation pipe having both ends communicating with lower ends of the first moving pipe and the second moving pipe so as to communicate them;
The first moving pipe and the first moving tube and the first along the rotational direction to be installed in the circulation pipe, so that the water flowing on the first buoyancy member and the second buoyancy member from the first storage tank and the second storage tank to the reservoir Hydroelectric power generation system using aberration and buoyancy, characterized in that it comprises a pump for supplying the water of the two pipes to the second pipe and the first pipe through the circulation pipe, respectively.
제1항에 있어서, 상기 제1부력부재 및 제2부력부재 중 어느 하나가 상기 제1이동관 및 제2이동관 중 어느 하나의 하단부에 위치하고, 상기 제1부력부재 및 제2부력부재 중 다른 하나는 상기 제1이동관 및 제2이동관 중 어느 하나의 상단부에 위치하는 초기조건에서,
상기 제1저장탱크 및 제2저장탱크 중 어느 하나에 저장된 물이 상기 제1이동관 및 제2이동관 중 어느 하나의 하단부에 위치한 제1부력부재 및 제2부력부재 중 어느 하나 위에 유출되어 설정된 높이를 유지하는 경우,
상기 순환관에 설치된 제1개폐밸브를 조작하여 개방할 경우, 상기 제1이동관 및 제2이동관에 채워진 물이 수위 차에 따라 순환관을 따라 수위가 낮은 쪽으로 이동되어 제1이동관 및 제2이동관측의 수위가 조절되며,
상기 제1이동관 및 제2이동관의 수위가 일치되는 경우 상기 순환관에 설치된 펌프를 구동시켜, 상기 제1부력부재 및 제2부력부재 중 어느 하나가 하단부에 위치한 제1이동관 또는 제2이동관쪽으로 펌핑하여 제1부력부재 또는 제2부력부재 상에 쌓인 물을 저수조에 이동시키는 것을 특징으로 하는 수차와 부력을 이용한 수력 발전시스템.
The method of claim 1, wherein any one of the first buoyancy member and the second buoyancy member is located at the lower end of any one of the first and second moving tube, the other of the first buoyancy member and the second buoyancy member In the initial conditions located in the upper end of any one of the first and second moving tube,
Water stored in any one of the first storage tank and the second storage tank is discharged on any one of the first buoyancy member and the second buoyancy member located on the lower end of any one of the first and second moving pipes If you keep
When opening by operating the first opening and closing valve installed in the circulation pipe, the water filled in the first moving pipe and the second moving pipe is moved to the lower level along the circulation pipe according to the water level difference, the first moving pipe and the second moving tube The water level will be adjusted,
When the water level of the first moving tube and the second moving tube is matched to drive the pump installed in the circulation pipe, any one of the first buoyancy member and the second buoyancy member pumped toward the first moving tube or the second moving tube located at the lower end Hydroelectric power generation system using aberration and buoyancy, characterized in that for moving the water accumulated on the first buoyancy member or the second buoyancy member to the reservoir.
제1항에 있어서, 상기 제1부력부재 및 제2부력부재는 고밀도 압축 발포스치로폼재로서 원통형상으로 이뤄지는 것을 특징으로 하는 수차와 부력을 이용한 수력 발전시스템.The hydroelectric power generation system using aberration and buoyancy according to claim 1, wherein the first buoyancy member and the second buoyancy member are formed in a cylindrical shape as a high-density compression foam foam material. 제1항에 있어서, 상기 제1부력부재 및 제2부력부재는 헬륨가스 및 질소가스 중 어느 하나가 충진되는 내부가 빈 원통형상으로 이뤄지는 것을 특징으로 하는 수차와 부력을 이용한 수력 발전시스템.According to claim 1, wherein the first buoyancy member and the second buoyancy member hydroelectric system using aberration and buoyancy, characterized in that the inside of which is filled with any one of helium gas and nitrogen gas is hollow cylindrical. 제1항에 있어서, 상기 저수조의 체적 크기는 상기 제1이동관 및 제2이동관 중 어느 하나의 체적보다 3배 이상을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 수차와 부력을 이용한 수력 발전시스템.The hydroelectric power generation system using aberration and buoyancy according to claim 1, wherein the volume of the water tank is formed to have three times or more than the volume of any one of the first and second moving tubes. 제1항에 있어서, 상기 수차의 회전체 양측면에 형성되는 측판의 원주면에 장착되는 기어 잇수가 큰 제1기어와, 상기 제1기어의 기어 잇수에 대해 상대적으로 작은 기어 잇수로 이뤄져 상기 제1기어와 치합되며, 발전기의 동력전달축에 회전축이 연결되는 제2기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 수차와 부력을 이용한 수력 발전시스템.The first gear of claim 1, wherein the first gear includes a first gear having a large number of gear teeth mounted on circumferential surfaces of a side plate formed on both sides of the rotor of the aberration, and a gear tooth that is relatively small relative to the gear teeth of the first gear. Hydroelectric power generation system using aberration and buoyancy, characterized in that it is meshed with the gear, the second gear is connected to the rotating shaft of the power transmission shaft of the generator. 제1항에 있어서, 상기 순환관의 통로를 개폐시키는 제1개폐밸브를 구비하며, 상기 제1개폐밸브는 외부로부터 전기적 신호의 인가에 따라 작동되는 솔레노이드밸브가 사용되는 것을 특징으로 하는 수차와 부력을 이용한 수력 발전시스템.The aberration and buoyancy of claim 1, further comprising a first opening / closing valve for opening and closing a passage of the circulation pipe, wherein the first opening / closing valve uses a solenoid valve operated according to the application of an electrical signal from the outside. Hydroelectric power system using. 제6항에 있어서, 상기 펌프를 구동시키는 동력원으로 상기 수차 회전으로 인해 상기 제1기어 및 제2기어의 회전운동시 발생되는 동력이 사용되는 것을 특징으로 하는 수차와 부력을 이용한 수력 발전시스템.7. The hydroelectric power generation system using aberration and buoyancy according to claim 6, wherein power generated during rotational movement of the first gear and the second gear due to the aberration rotation is used as a power source for driving the pump. 제1항에 있어서, 상기 펌프는 상기 발전기에 의해 생성되는 전기 또는 외부로부터의 공급되는 상용전원에 의해 구동되는 모터/펌프가 사용되는 것을 특징으로 는 수차와 부력을 이용한 수력 발전시스템.The hydroelectric power generation system using aberration and buoyancy according to claim 1, wherein the pump uses a motor / pump driven by electricity generated by the generator or commercial power supplied from the outside. 제1항에 있어서, 상기 제1이동관과 제1저장탱크사이의 통로를 개폐시키는 제2개폐밸브를 구비하며, 상기 제2개폐밸브는 외부로부터 전기적 신호의 인가에 따라 작동되는 솔레노이드밸브가 사용되는 것을 특징으로 하는 수차와 부력을 이용한 수력 발전시스템.According to claim 1, A second opening and closing valve for opening and closing the passage between the first moving pipe and the first storage tank, the second opening and closing valve is a solenoid valve which is operated in response to the application of an electrical signal from the outside is used Hydroelectric power system using aberration and buoyancy, characterized in that. 제1항에 있어서, 상기 제2이동관과 제2저장탱크사이의 통로를 개폐시키는 제3개폐밸브를 구비하며, 상기 제3개폐밸브는 외부로부터 전기적 신호의 인가에 따라 작동되는 솔레노이드밸브가 사용되는 것을 특징으로 하는 수차와 부력을 이용한 수력 발전시스템.According to claim 1, It has a third opening and closing valve for opening and closing the passage between the second moving tube and the second storage tank, wherein the third opening and closing valve is a solenoid valve which is operated in response to the application of an electrical signal from the outside is used Hydroelectric power system using aberration and buoyancy, characterized in that. 제1항에 있어서, 상기 수차는 상기 저수조로부터 낙하되는 유수에 의해 회전되는 제1수차와, 상기 제1수차 하방으로 회전가능하게 설치되며 상기 제1수차를 회전시킨 후 재 낙하되는 유수에 의해 회전되는 제2수차로 이뤄지는 것을 특징으로 하는 수차와 부력을 이용한 수력 발전시스템.The aberration of claim 1, wherein the aberration is rotated by a first aberration rotated by the flowing water falling from the water tank, and a flowing water that is rotatably installed below the first aberration, and then falls again after rotating the first aberration. Hydroelectric power generation system using aberration and buoyancy, characterized in that the second aberration is made.
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