KR20130111120A - 수중력 수차순환동력 복합발전 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수력과 중력 자원을 이용하여 전력을 생산하기 위한 수차 제작과 수차 궤도순환장치 그리고 수차순환 동력전환 장치를 이용한 발전 시스템에 관한 것으로
수자원에서 전력을 생산하는 지금까지의 방식은 강에 댐을 쌓거나 조수 간만의 차가 심한 해안에 방조제를 쌓는 낙차를 이용한 방법을 사용하여 왔으나
본 발명은 사다리꼴 형상의 폐합 궤도순환 틀에 궤도 순환 수대차틀을 장착하여 수자원의 유속과 중력을 이용한 폐합궤도 순환장치를 구성하고 궤도순환 장치에 동력전환 장치와 발전기를 결합하여 전력을 생산하는 수차 궤도순환 무한동력을 발전시스템에 이용하는 활용 기술로서
수자원의 낙차를 이용한 방식은 물의 진행 방향의 직각 방향으로 댐이나 방조제를 쌓아 자연 생태계의 흐름을 단절시키고 과도한 수압이 특정 지역에 작용함으로써 주변 지역의 지진을 유발시키며 또한 광대역의 저수지는 지역의 기후에 악 영향을 주는 등의 피해로 점진적으로 환경 단체나 지역 주민들의 반대에 봉착하고 있는 실정에 있다.
이에 본 발명은 물의 진행 방향과 같은 방향으로 최적의 구조물을 형성하여 물의 흐름을 지속하고 자연 생태계에 영향을 최소화하는 방식으로 수자원을 활용하고 더불어 중력자원을 추가한 복합 자원으로 전력을 자연 친화적으로 생산하기 위하여
지구의 유동 수자원의 유속에너지와 중력에너지를 이용하기 위하여 사다리꼴 모양의 폐합 궤도순환 틀을 제작하고 각 수대차들과 이를 연결하는 수차연결대로 결합된 수대차틀을 장착하는 궤도순환틀의 수차순환동력 시스템과
수차순환동력 시스템의 무한동력을 발전기로 전환하는 동력전환체인기어와 증속기어 그리고 종속기어의 동력전환 장치와 동력전달장치가 전환동력발전기와 결합 되고 수소제조 플랜트와 수소연료전지 발전기를 장착하는 복합발전 시스템과
수차순환동력 시스템의 내부와 결합하여 발전실을 형성, 정박장치와 수문장치 그리고 선체로 구성된 부력순환함이 결합된 수차순환 무한동력 메커니즘을 이용하여 복합발전 시스템과 연계하여 활용함으로써
유동하는 수자원의 유속에너지와 중력에너지의 융합 자원을 이용하는 자연친화적 발전설비로써 중, 소규모 발전 모듈과 이를 집대성한 대규모 발전 단지 등으로 다양한 용도로 활용이 가능하고 설비 이용률이 높으며 육상의 하천이나 바다의 해상 띄우는 부유식 설비로써 필요에 따라 이동이 용이하고 별도의 발전소 부지가 필요 없는 등의 이점과 효과가 있다

Description

수중력 수차순환동력 복합발전 시스템{COMPLEX GENERATION SYSTEM BY CIRCULATION POWER OF WATER ATTACH CART FOR HYDRO AND GRAVITY}
본 발명은 수력과 중력 자원을 이용하여 전력을 생산하기 위한 수차 제작과 수차 궤도순환장치 그리고 수차순환 동력전환 장치를 이용한 발전 시스템에 관한 것이다.
수자원에서 전력을 생산하는 지금까지의 방식은 강에 댐을 쌓거나 조수 간만의 차가 심한 해안에 방조제를 쌓는 낙차를 이용한 방법을 사용하여 왔으나
본 발명은 사다리꼴 형상의 폐합 궤도순환 틀에 궤도 순환 수대차틀을 장착하여 수자원의 유속과 중력을 이용한 폐합궤도 순환장치를 구성하고 궤도순환 장치에 동력전환 장치와 발전기를 결합하여 전력을 생산하는 수차 궤도순환 무한동력을 발전시스템에 이용하는 활용 기술
수자원의 낙차를 이용한 방식은 물의 진행 방향의 직각 방향으로 댐이나 방조제를 쌓아 자연 생태계의 흐름을 단절시키고 과도한 수압이 특정 지역에 작용함으로써 주변 지역의 지진을 유발시키며 또한 광대역의 저수지는 지역의 기후에 악 영향을 주는 등의 피해로 점진적으로 환경 단체나 지역 주민들의 반대에 봉착하고 있는 실정에 있다.
이에 본 발명은 물의 진행 방향과 같은 방향으로 최적의 구조물을 형성하여 물의 흐름을 지속하고 자연 생태계에 영향을 최소화하는 방식으로 수자원을 활용하고 더불어 중력자원을 추가한 복합 자원으로 자연 친화적으로 전력을 생산코저 한다,
지구의 유동 수자원의 유속에너지와 중력에너지를 이용하기 위하여 사다리꼴 모양의 폐합 궤도순환 틀을 제작하고 각 수대차들과 이를 연결하는 수차연결대로 결합된 수대차틀을 장착하는 궤도순환틀의 수차순환동력 시스템과
수차순환동력 시스템의 무한동력을 발전기로 전환하는 동력전환체인기어와 증속기어 그리고 종속기어의 동력전환 장치와 동력전달장치가 전환동력발전기와 결합 되고 수소제조 플랜트와 수소연료전지 발전기를 장착하는 복합발전 시스템과
수차순환동력 시스템의 내부와 결합하여 발전실을 형성, 정박장치와 수문장치 그리고 선체로 구성된 부력순환함이 결합된 수차순환 무한동력 메커니즘을 이용하여 복합발전 시스템과 연계하여 활용.
유동하는 수자원의 유속에너지와 중력에너지의 융합 자원을 이용하는 자연친화적 발전설비로써 중, 소규모 발전 모듈과 이를 집대성한 대규모 발전 단지 등으로 다양한 용도로 활용이 가능하고 설비 이용률이 높으며 육상의 하천이나 바다의 해상 띄우는 부유식 설비로써 필요에 따라 이동이 용이하고 별도의 발전소 부지가 필요 없는 등의 이점과 효과가 있다
제 1도 수차 부속도
제 2도 수대차 제작도
제 3도 수대차틀 제작도
제 4도 궤도순환 틀 및 수차 장착 단면도
제 5도 수차 순환동력 시스템 단면도
제 6도 부력 궤도함 및 수차궤도순환틀 정면도
제 7도 수중력 수차순환동력 복합발전시스템 정박도
제 8도 수차 순환동력 운동에너지 계통도
제 9도 전환동력 발전 계통도
제 10도 수중력 수차순환동력 복합발전 시스템도
제 11도 수중력 수차순환동력 복합발전 결합 시스템도
제 12도 수중력 수차순환동력 복합발전 시스템 메커니즘도
제 1도는 수차 부속도로 1행은 수차 전판, 2행 1열은 수차 내측판, 2열은 수차 외측판, 3열은 수차상판, 3행 1열은 수차 하판, 2열은 롤러베어링 및 롤러베어링축, 3열과 4열은 수차연결대 및 피스볼트도로서
수차면판(1210)은 상부와 하부 양 측면에 궤도순환틀(2000)의 외부궤도레일(2110)과 내부궤도레일(2210) 폭보다 크고 높이 보다 적은 레일홈(1211) 그리고 레일홈(1211)와 레일홈(1211) 사이에 수차통류구(1212)이 형성된 사각형상이고
수차내측판(1220)은 수차면판(1210)과 높이가 같고 수차면판(1210)과 수차면판(1210)의 간격과 폭이 같으며 수차롤러(1300) 장착시 수차롤러(1300) 끝단이 수차면판(1210)의 레일홈(1211) 외부로 돌출되도록 하는 위치에 롤러축홈(1221)이 형성된 사각형상이며
수차외측판(1230)은 수차면판(1210)과 높이가 같고 수차면판(1210)과 수차면판(1210)의 간격과 폭이 같으며 수차롤러(1300) 장착시 수차롤러(1300) 끝단이 수차면판(1210)의 레일홈(1211) 외부로 돌출되도록 하는 위치에 롤러축구(1231)이 형성된 사각형상이고
수차상판(1240)은 수차면판(1210)의 양측 레일홈(1211) 내측에 수차내측판(1220)이 장착되면 양 수차내측판(1220)의 내측 길이와 같고 수차면판(1210)과 수차면판(1210)의 간격과 폭이 같은 사각형상이며
수차하판(1250)은 수차면판(1210)의 양측 레일홈(1211) 내측에 수차내측판(1220)이 장착되면 양 수차내측판(1220)의 내측 길이와 같고 수차면판(1210)과 수차면판(1210)의 간격과 폭이 같으며 중앙부에 다수의 수차키구(1251)가 형성된 사각형상이고
롤러베어링(1310)은 원형형상으로 중앙에 롤러베어링축(1330)을 장착하는 롤러베어링구(1320)이 형성되어 있으며
수차연결대(1400)은 양측에 연결대구(1410)이 형성된 사각형상으로 각 수차(1200)를 피스볼트(1430)의 결합, 연결시키고 사각형상의 연결보조대는 수차(1200)의 회전 방지와 수차연결대(1400)의 지지하는 역할을 한다.
제 2도는 수대차 제작도로 1행은 제작 평면도이고 2행은 제작 단면도 3행은 제작 완성도로써
레일홈(1211)과 수차통류구(1212)이 형성된 수차면판(1210)이 소정의 두께 폭을 사이에 두고 전, 후로 배열하고
수차외측판(1230)과 수차내측판(1220) 상,하부에 형성된 롤러축구(1231)과 롤러축홈(1221)에
롤러베어링(1310)의 롤러베어링구(1320)에 롤러베어링축(1330)이 좌,우 대칭으로 정착된 수차롤러(1300)을 장착한 후
수차내측판(1220)이 수차전판(1210)의 레일홈(1211) 내측에 위치하도록 양측 수차전판(1210) 내부에 정착하고
수차전판(1210) 하부와 상부의 수차내측판(1220) 사이에 각 각 수차상판(1240)과 수차하판(1250)을 정착시키고 수차하판(1250)에 형성된 수차키구(1251)에 수차키(1270)을 어태치먼트체인(5120)의 어태치먼트(5121) 간격과 일치하게 정착하여 수차(1200)가 궤도를 순환하면서 어태치먼트(5121)과 맞물려 어태치먼트체인(5120)을 회전시키는 역할을 하는 수차(1200)와 수대차(1100) 제작도 이다.
제 3도는 수대차틀 제작도로 제 2도와 같이 제작된 각 각의 수대차(1100), 수차내측판(1220)과 수차외측판(1230)의 피스볼트홈(1222)와 피스볼트구(1232)에 수대차연결대(1400)의 연결대구(1410)과 일치시켜 피스볼트(1430)으로 결합 연결하여 수대차틀(1000)을 제작한다.
제 4도는 궤도순환 틀 및 수차 장착 단면도로 제 2도에서와 같이 제작된 수대차(1100)은 외부궤도(2100)과 내부궤도(2200)으로 구성된 궤도순환틀(2000)에 장착되는데 그 구조는 궤도순환틀(2000)의 내부 폭과 높이는 수대차(1100)의 폭과 높이 보다 넓고 높으며
외부궤도(2100)은 내측으로부터 수차(1200)의 수차전판(1210)의 레일홈(1211) 폭보다 좁고 높이보다 높은 외부궤도레일(2110)이 양측에 수차전판(1210)에 형성된 양측 레일홈(1211)의 중심선 폭과 같게 정착되어 있고 그 상단에 차례로 외부궤도판(2120)과 외부궤도빔(2130) 그리고 외부판(2140)이 정착되어 있으며
내부궤도(2200)은 부력궤도함(4000)의 발전실(4100)의 궤도함외판(4110)에 수차(1200)의 수차전판(1210)의 레일홈(1211) 폭보다 좁고 높이보다 높은 외부궤도레일(2110)이 양측에 수차전판(1210)에 형성된 양측 레일홈(1211)의 중심선 폭과 같게 정착되어 있으며
궤도순환틀(2000)의 외부궤도레일(2110) 끝단과 내부궤도레일(2210) 끝단의 높이는 수대차(1100)에 장착된 수차롤러(1300)의 양 끝단의 높이보다 높고
궤도순환틀(2000)의 외부궤도판(2120)과 부력궤도함(4000)의 궤도함외판(4110)의 높이는 수차(1200)의 수차전판(1210)의 높이보다 높고 수차전판(1210)의 높이는 외부궤도레일(2110)과 내부궤도레일(2210)의 중간 높이와 비슷하다.
또한 외부궤도레일(2110)과 내부궤도레일(2210) 끝단에는 궤도레일커버(2300)이 장착되어 외부궤도레일(2110)과 내부궤도레일(2210)의 마모를 방지하는 역할을 하고
궤도순환틀(3000)에 장착된 수대차(1100) 하부의 부력궤도함(4000)의 발전실(4100)의 궤도함외판(4110)과 궤도함내판(4130)에는 각 각 궤도함외판체인구(4111)과 궤도함내판체인구(4131)가 어태치먼트체인(5120)의 폭과 길이 보다 넓고 길게 형성되어 있어 복합발전시스템(5000)의 동력전환체인기어(5110)과 어태치먼트체인(5120)이 설비되고 전환기어축(5112)가 궤도함빔(4120)에 축베어링(550)과 함께 정착되어 진다.
제 5도는 수차 순환동력 시스템 단면도로 1행은 수대차틀, 2행은 궤도순환틀, 3행은 수차순환동력틀(3000'). 4행은 부력궤도함(4000'), 5행은 수차궤도순환무한동력모듈(100) 도로써
수대차틀(1000)은 제 3도와 같이 제작되어 궤도순환틀(2000)과 동일한 형상을 한 단면도이고
궤도순환틀(2000)은 수대차(1100)이 궤도순환틀(2000)에 장착되어 걸림이나 막힘이 없이 최적의 조건으로 운동에너지를 발휘할 수 있도록 형상화한 단면도이며
수차순화동력틀(3000')는 수차대틀(1000)이 궤도순환틀(2000)에 장착된 단면도이고
부력궤도함(4000')는 궤도순환틀(2000)의 중공에 궤도함외판(4110)과 궤도함빔(4120)과 궤도함내판(4130) 그리고 궤도함기둥(4140)으로 구성된 발전실(4100)이 형성되고 발전실(4100) 하단 전면부와 후면부에 이물빔(4211)과 이물수문장치(4212)와 이물빔(4211)과 나팔관빔(4214)에 의하여 고정 정착된 나팔관(4213) 그리고 정박장치(4300)으로 구성된 이물부(4210)과 고물빔(4221)과 고물수문장치(4222)로 구성된 고물부(4220)로 형성된 부력궤도함(4000') 단면도로써
나팔관(4213)은 수중궤도틀(2010) 보다 면적이 커서 수중궤도틀(2010) 내부로 유입되는 유입수(430)의 밀도를 높여 압력이 커지면서 유속(520)을 가속하는 역할을 한다.
수차궤도순환무한동력모듈(100)은 수차대틀(1000)이 장착된 궤도순환틀(2000)의 수차순환틀(3000')에 부력순환함(4000)이 결합된 단면도이다.
제 6도는 부력 궤도함 및 수차궤도순환틀 정면도로 1행 1열은 낮은궤도틀 단면도, 2열은 수직축 수차동력발전기 설비도, 2행은 수평축 수차동력발전기 설비도, 3행 1열은 높은궤도틀 단면도 2열은 해상 부력순환함 단면도, 4행은 수상 부력순환함 단면도로써
낮은궤도틀(2040)의 궤도순환틀(2000)에 장착된 수대차(1100)의 수차키(1270)이 부력궤도함(4000')에 설치된 동력전환장치(5100)의 어태치먼트체인(5120)의 어태치먼트(5121)과 맞물려 어태치먼트체인(5120)과 동력전환체인기어(5110)이 회전하고 따라서 증속베벨기어(5130')와 종속베벨기어(5140')가 회전하여 동력전달장치(5200)에 의하여 수직축 수차동력발전기(5310)가 가동되어 전력을 생산하는 수직축 수차동력발전기(5310) 설치 단면도이고
낮은궤도틀(2040)의 궤도순환틀(2000)에 장착된 수대차(1100)의 수차키(1270)이 부력궤도함(4000')에 설치된 동력전환장치(5100)의 어태치먼트체인(5120)의 어태치먼트(5121)과 맞물려 어태치먼트체인(5120)과 동력전환체인기어(5110)이 회전하고 따라서 증속기어(5130)와 종속기어(5140)가 회전하여 동력전달장치(5200)에 의하여 수평축 수차동력발전기(5310)가 가동되어 전력을 생산하는 수평축 수차동력발전기(5310) 설치 단면도이고
높은궤도틀(2020)의 궤도순환틀(2000)에 장착된 수대차(1100)과 부력궤도함(4000')에 복합발전시스템(5000)의 수소제조플랜트(5400)과 수소연료전지발전기(5320)이 설치되고 부력궤도함(4000') 하단에 선체(4200)이 정착된 해상용 부력궤도함(4000')의 단면도이며
높은궤도틀(2020)의 궤도순환틀(2000)에 장착된 수대차(1100)과 부력궤도함(4000')에 복합발전시스템(5000)의 수소제조플랜트(5400)과 수소연료전지발전기(5320)이 설치되고 부력궤도함(4000') 육상의 수상용 부력궤도함(4000')의 단면도이다
제 7도는 수중력 수차순환동력 복합발전시스템 정박도로 제 5도와 제 6도에서와 같이 제작된 수차궤도순환무한동력모듈(100)의 발전실(4100)에 복합발전시스템(5000)이 설치된 수중력수차순환동력복합발전시스템(6000)이 소정의 수상과 해상에 부력궤도함(4000')의 정박장치(4300)를 가동하여 정박시키고 발전실(4100)에 설치된 펌프를 가동하여 선체(4200) 또는 부력궤도함(4000')의 궤도함외판(4110)과 궤도함내판(4130) 사이의 바닥 격벽에 담수 또는 배수하면 선체(4200)의 선체빔(4240)에 형성된 선체빔통류구(4241)와 궤도함빔(4120)에 형성된 궤도함빔통류구(4121)을 통하여 선체(4200) 내부와 부력궤도함(4000') 바닥 격벽에 전체적으로 고르게 중량이 분배되면서 적정한 흘수선을 조절하게 되어
이물수문장치(4212)와 고물수문장치(4222)를 열면 수중궤도틀(2010)의 외부유입구(2150)과 외부유출구(2160)으로 유입수(430)이 유입되고 와 유출수(431)가 유출되면서 유속에너지(512)가 발생하여 궤도순환틀(2000)의 수대차틀(1000)이 수중궤도틀(2010)에 높은궤도틀(2020) 상단까지 이동하고 중력에너지(513)에 의하여 수상궤도틀(2030)에서 낮은궤도틀(2040) 하단까지 이동하는 무한 순환이 지속 되면 수대차(1100)의 수차키(1270)이 어태치먼트체인(5120)의 어태치먼트(5121)을 일정한 속도로 지속적으로 이동 회전시켜 그 무한 동력이 동력전환체인기어(5110)과 증속베벨기어(5130')와 종속베벨기어(5140')와 동력전달장치(5200) 그리고 수차동력발전기(5310)으로 전달되어 전기에너지(511)가 생산된다.
제 8도는 수차 순환동력 운동에너지 계통도로 수중력수차순환동력복합발전시스템(6000)이 전력을 생산하기 위한 궤도순환 무한동력을 얻기 위하여
설치되는 장소의 하천 또는 해상의 유속(520)과 유량(521) 그리고 수심을 조사하여 요구되는 발전 용량 즉 생산할 전력에너지(511) 수량을 결정하고
첫째, 수중수대차틀총중량(1011)과 높은수대차틀총중량(1021)과 발전기회전자중량(6320)을 합한 중량 값보다 수중궤도틀(2010)의 가로와 세로 높이를 곱한 체적에 물의 단위 중량을 곱한 수중궤도틀물중량(2011) 값이 크게 수중궤도틀(2010)의 규격을 설정한다.
둘째, 수중수대차틀운동에너지(1010') 값 또는 수상수대차틀운동에너지(1030') 값이 높은수대차틀운동에너지(1020') 값보다 크게 수중수대차틀(1010)과 수상수대차틀(1030)의 길이와 경사도 그리고 높은수대차틀(1020)의 높이와 경사도의 규격을 설정한다.
셋째, +수중궤도틀운동에너지(2010') 또는 +수중수대차틀운동에너지(1010') - 높은수대차틀운동에너지(1020') + 수상수대차틀운동에너지(1030') + 낮은수대차틀운동에너지(1040') = 잉여에너지(510) 값이 발전기회전자중량(6310)을 에너지로 환산한 값 값보다 크게 하는 수차순환동력시스템(3000) 규격을 설정한다.
넷째 수중력수차순환동력복합발전시스템(6000)의 흘수선(401)이 부력순환함(4000')의 배면 즉 수중궤도틀(1010)의 상단이 되도록 부력순환함(4000')의 폭을 설정한다.
다섯째, 수차순환동력시스템(3000)의 궤도순환틀(2000) 내측 폭이 수차(1200)의 폭보다 커서 수중궤도틀(1010) 내부 외측 사방에 유속(520) 흐름에 지장을 주지않는 규격 설정한다.
상기의 요소를 만족하게 수차순환동력시스템(3000)의 궤도순환틀(2000)과 수대차틀(1000)의 설계와 제작을 기반으로 하는 수차궤도순환무한동력모듈(100)의 수중력수차순환동력복합발전시스템(6000)으로써
도면에 도시한 수대차틀(1000)의 수대차틀운동에너지(500)의 값은 수중수대차틀운동에너지(1010') - 높은수대차틀운동에너지(1020') + 수상수대차틀운동에너지(1030') + 낮은수대차틀운동에너지(1040') = 잉여에너지(510)의 수식에서
+수중궤도틀운동에너지(2010') = (수중궤도틀물중량(2011) - 수중수대차틀중량(1011)) x 유속(520) x 에너지흡수율(502)과 +수중수대차틀운동에너지(1010') = 수중수대차틀총중량(1011) x 유속(520) 중 높은값을 적용하고
-높은수대차틀운동에너지(1020') = 높은수대차틀총중량(1021) x 중력가속도(530) x 높은궤도틀높이(1023) x 높은궤도틀경사도(540) x 경사도계수(542)
+수상수대차틀운동에너지(1030') = 수상수대차틀총중량(1031) x 중력가속도(530) x 수상궤도틀높이(1031) x 수상궤도틀경사도(541) x 경사도계수(542)
+낮은수대차틀운동에너지(1040') = 낮은수대차틀총중량(1041) x 중력가속도(530) x 낮은궤도틀높이(1041)의 계산을 기본으로
총합에너지(500)을 계산함으로써 잉여에너지(510) 값을 산출하여 설비 전력에너지(511) 값으로 산정하게 되는데
여기서 경사도계수(542)는 길이 1, 높이 1을 기준으로 0.5로 정한 상수로써
길이 > 높이의 경우 (높이 / 높이) * 경사도상수(542)로 계산하고
길이 < 높이의 경우 1 - ((길이 / 높이) * 경사도상수(542))로 계산하며
에너지흡수율(502)는 실험에 의하여 구해지는 계수로서 유속(520)에 따른 수력에너지가 운동에너지로 흡수되어 수중궤도틀운동에너지(2010')로 변환하는 일상적으로 적용되는 계수로써 기어의 효율과 발전기 효율의 상수도 에너지흡수율(502)에 포함하여 계상할 수도 있다.
상기의 요소를 만족하게 수차순환동력시스템(3000)의 궤도순환틀(2000)과 수대차틀(1000) 그리고 부력순환함(4000')가 설계하여 수차궤도순환무한동력모듈(100)을 제작한다.
제 9도는 전환동력 발전 계통도로 수차순환동력시스템(3000)의 무한동력의 수대차(1100)의 수차키(1270)이 어태치먼트체인(5120)의 어태치먼트(5121)을 일정한 속도로 지속적으로 이동 회전시켜 그 무한 동력이 동력전환체인기어(5110)의 동력전환기어치차(5111)에 전달되고 전달된 동력은 동력전환체인기어축(5112)와 동일한 축에 장착된 증속베벨기어(5130')를 회전시키고 따라서 증속베벨기어치차(5131')와 종속베벨기어치차(5141')가 맞물려 종속베벨기어(5140')가 회전하면 동력전달장치(5200)에 전달되어 동력전달장치(5200)가 중립(5210)인 경우 수차동력발전기(5310)은 정지하고 하절기와 우기 그리고 태풍의 영향에 따라 저속(5220), 중저속(5230) 그리고 초저속(5240)을 조절하여 수차동력발전기(5310)으로 전달하여 전기에너지(511)을 생산한다.
제 10도는 수중력 수차순환동력 복합발전 시스템도로 상기와 같이 제작되어 정박하고 운전되는 수중력수차순환동력복합발전시스템(6000)의 정박 평면도와 단면도 및 정면도로 본 발명의 대표도 이다.
제 11도는 수중력 수차순환동력 복합발전 결합 시스템도로 수중력수차순환동력복합발전시스템(6000)의 부력궤도함(4000')를 연장하여 수차순환동력시스템(3000)과 복합발전시스템(5000)을 추가 설치한 수중력수차순환동력복합발전결합시스템(6000) 단면도이다.
제 12도는 수중력 수차순환동력 복합발전 시스템 메커니즘도로 수차(1200)과 수차롤러(1300)으로 구성된 각 수대차(1100)이 수차연결대(1400)으로 결합 연결되어진 수대차틀(1000)이
외부궤도(2100)과 내부궤도(2200)으로 구성된 궤도순환틀(2000)의 외부궤도레일(2110)과 내부궤도레일(2210)에 장착되어 결합된 수차순환동력시스템(3000)과
그리고 발전실(4100)과 선체(4200)으로 구성되어 궤도순환틀(2000) 중공에 결합 정착된 부력궤도함시스템(4000)의 수차궤도순환무한동력모듈(100)의 발전실(4100)에
동력전환장치(5100)과 동력전달장치(5200)과 복합발전기(5300) 그리고 수소제조플랜트(5400)으로 구성된 복합발전시스템(5000)이 설비되어 지는 것을 특징으로 하는 수중력수차순환동력복합발전시스템(6000) 메커니즘도 이다.
미설명부호 수중력수차순환동력복합발전결합시스템단지(6200)은 수중력수차순환동력복합발전결합시스템(6100)이 해상에 모듈화된 형상의 발전단지이며 출입문(600)과 창문(610) 그리고 펌프(630)은 필요에 따라 궤도순환함(4000)의 내, 외부에 장착하여 인원 및 자재의 출입을 원활히 하는 역할을 하게 된다.
본 발명에 관한 구체적인 실시 예를 설명하였으나 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 톤상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 모든 범위의 변경을 포함한다.
100 - 수차궤도순환무한동력모듈
200 - 수중궤도틀분기점 210 - 높은궤도틀분기전
300 - 수상궤도틀분기점 310 - 낮은궤도틀분기점
400 - 수위선 401 - 흘수선
410 - 수중 411 - 수상
412 - 수중지반선
420 - 물흐름방향 421 - 상류
422 - 하류 423 - 밀물
424 - 썰물
430 - 유입수 431 - 유출수
500 - 총합운동에너지 501 - 운동에너지진행방향
502 - 에너지흡수율
510 - 잉여에너지 511 - 전기에너지
512 - 유속에너지 513 - 중력에너지
520 - 유속 521 - 유량
530 - 중력가속도 531 - 중력진행방향
540 - 높은궤도틀경사도 541 - 낮은궤도틀경사도
542 - 경사도상수
550 - 축베어링(도면에 도시되지 않음)
600 - 출입문(도면에 도시되지 않음) 610 - 창문(도면에 도시되지 않음)
1000 - 수대차틀
1010 - 수중수대차틀 1010' - 수중수대차틀운동에너지
1011 - 수중수대차틀총중량
1020 - 높은수대차틀 1020' - 높은수대차틀운동에너지
1021 - 높은수대차틀총중량 1022 - 에너지순방향높은수대차틀
1023 - 에너지역방향높은수대차틀
1030 - 수상수대차틀 1030' - 수상수대차틀운동에너지
1031 - 수상수대차틀총중량
1040 - 낮은수대차틀 1040' - 낮은수대차틀운동에너지
1041 - 낮은수대차틀총중량
1050 - 수대차틀중심선
1100 - 수대차
1200 - 수차
1210 - 수차면판 1211 - 레일홈
1212 - 수차통류구
1220 - 수차내측판 1221 - 롤러축홈
1222 - 피스볼트홈
1230 - 수차외측판 1231 - 롤러축구
1232 - 피스볼트구
1240 - 수차상판
1250 - 수차하판 1251 - 수차키구
1270 - 수차키
1300 - 수차롤러 1310 - 롤러베어링
1320 - 베어링구 1330 - 베어링축
1400 - 수차연결대 1410 - 연결대구
1420 - 연결보조대 1430 - 피스볼트
2000 - 궤도순환틀 2000' - 궤도틀
2010 - 수중궤도틀 2010' - 수중궤도틀운동에너지
2011 - 수중궤도틀물중량 2012 - 수중궤도틀체적
2020 - 높은궤도틀 2021 - 에너지순방향높은궤도틀
2022 - 에너지역방향높은궤도틀 2023 - 높은궤도틀높이
2030 - 수상궤도틀 2031 - 수상궤도틀높이
2040 - 낮은궤도틀 2041 - 낮은궤도틀높이
2050 - 궤도틀중심선
2100 - 외부궤도 2110 - 외부궤도레일
2120 - 외부궤도판 2130 - 외부궤도빔
2140 - 외부판 2150 - 외부유입구
2160 - 외부유출구
2200 - 내부궤도 2210 - 내부궤도레일
2300 - 레일커버
3000 - 수차순환동력시스템 3000' - 수차순환동력틀
3010 - 수차순환동력중심선
4000 - 부력궤도함시스템 4000' - 부력궤도함
4100 - 발전실
4110 - 궤도함외판 4111 - 궤도함내판체인구
4120 - 궤도함빔 4121 - 궤도함빔통류구(도면에 도시되지 않음)
4130 - 궤도함내판 4131 - 궤도함내판체인구
4140 - 궤도함기둥
4200 - 선체
4210 - 이물부 4211 - 이물빔
4212 - 이물수문장치 4213 - 나팔관
4214 - 나팔관빔
4220 - 고물부 4221 - 고물빔
4222 - 고물수문장치
4230 - 선체외판
4240 - 선체빔 4241 - 선체빔통류구(도면에 도시되지 않음)
4250 - 펌프(도면에 도시되지 않음)
4300 - 정박장치 4310 - 닻권양기
4320 - 닻줄 4330 - 닻
5000 - 복합발전시스템 5100 - 동력전환장치
5110 - 동력전환체인기어 5111 - 전환기어치차
5112 - 전환기어축
5120 - 어태치먼트체인 5121 - 어태치먼트
5130 - 증속기어 5131 - 증속기어치차
5130' - 증속베벨기어 5131' - 증속베벨기어치차
5140 - 종속기어 5141 - 종속기어치차
5140' - 종속베벨기어 5141' - 종속베벨기어치차
5200 - 동력전달장치 5210 - 중립
5220 - 저속 5230 - 중저속
5240 - 초저속
5300 - 복합발전기 5310 - 수차동력발전기
5320 - 수소연료전지발전기
5400 - 수소제조플랜트 5410 - 역삼투압정수기
5420 - 수소제조기 5430 - 수소저장탱크
6000 - 수중력수차순환동력복합발전시스템
6100 - 수중력수차순환동력복합발전결합시스템
6200 - 수중력수차순환동력복합발전시스템단지(도면에 도시되지않음)

Claims (7)

  1. 수차(1200)과 수차롤러(1300)으로 구성된 각 수대차(1100)이 수차연결대(1400)으로 결합 연결되어진 수대차틀(1000)이
    외부궤도(2100)과 내부궤도(2200)으로 구성된 궤도순환틀(2000)의 외부궤도레일(2110)과 내부궤도레일(2210)에 장착되어 결합된 수차순환동력시스템(3000)과
    그리고 발전실(4100)과 선체(4200)으로 구성되어 궤도순환틀(2000) 중공에 결합 정착된 부력궤도함시스템(4000)의 수차궤도순환무한동력모듈(100)의 발전실(4100)에
    동력전환장치(5100)과 동력전달장치(5200)과 복합발전기(5300) 그리고 수소제조플랜트(5400)으로 구성된 복합발전시스템(5000)이 설비되어 지는 것을 특징으로 하는 수중력수차순환동력복합발전시스템(6000)
  2. 제 1항에 있어서
    수중력수차순환동력복합발전시스템(6000)이 전력을 생산하기 위한 궤도순환 무한동력을 얻기 위하여
    설치되는 장소의 하천 또는 해상의 유속(520)과 유량(521) 그리고 수심을 조사하여 요구되는 발전 용량 즉 생산할 전력에너지(511) 수량을 결정하고
    첫째, 수중수대차틀총중량(1011)과 높은수대차틀총중량(1021)과 발전기회전자중량(6320)을 합한 중량 값보다 수중궤도틀(2010)의 가로와 세로 높이를 곱한 체적에 물의 단위 중량을 곱한 수중궤도틀물중량(2011) 값이 크게 수중궤도틀(2010)의 규격을 설정한다.
    둘째, 수중수대차틀운동에너지(1010') 값 또는 수상수대차틀운동에너지(1030') 값이 높은수대차틀운동에너지(1020') 값보다 크게 수중수대차틀(1010)과 수상수대차틀(1030)의 길이와 경사도 그리고 높은수대차틀(1020)의 높이와 경사도의 규격을 설정한다.
    셋째, +수중궤도틀운동에너지(2010') 또는 +수중수대차틀운동에너지(1010') - 높은수대차틀운동에너지(1020') + 수상수대차틀운동에너지(1030') + 낮은수대차틀운동에너지(1040') = 잉여에너지(510) 값이 발전기회전자중량(6310)을 에너지로 환산한 값 값보다 크게 하는 수차순환동력시스템(3000) 규격을 설정한다.
    넷째 수중력수차순환동력복합발전시스템(6000)의 흘수선(401)이 부력순환함(4000')의 배면 즉 수중궤도틀(1010)의 상단이 되도록 부력순환함(4000')의 폭을 설정한다.
    다섯째, 수차순환동력시스템(3000)의 궤도순환틀(2000) 내측 폭이 수차(1200)의 폭보다 커서 수중궤도틀(1010) 내부 외측 사방에 유속(520) 흐름에 지장을 주지않는 규격 설정한다.
    상기의 요소를 만족하게 수차순환동력시스템(3000)의 궤도순환틀(2000)과 수대차틀(1000)의 설계와 제작을 기반으로 하는 수차궤도순환무한동력모듈(100)의 수중력수차순환동력복합발전시스템(6000)으로써
    도면에 도시한 수대차틀(1000)의 수대차틀운동에너지(500)의 값은 수중수대차틀운동에너지(1010') - 높은수대차틀운동에너지(1020') + 수상수대차틀운동에너지(1030') + 낮은수대차틀운동에너지(1040') = 잉여에너지(510)의 수식에서
    +수중궤도틀운동에너지(2010') = (수중궤도틀물중량(2011) - 수중수대차틀중량(1011)) x 유속(520) x 에너지흡수율(502)과 +수중수대차틀운동에너지(1010') = 수중수대차틀총중량(1011) x 유속(520) 중 높은값을 적용하고
    -높은수대차틀운동에너지(1020') = 높은수대차틀총중량(1021) x 중력가속도(530) x 높은궤도틀높이(1023) x 높은궤도틀경사도(540) x 경사도계수(542)
    +수상수대차틀운동에너지(1030') = 수상수대차틀총중량(1031) x 중력가속도(530) x 수상궤도틀높이(1031) x 수상궤도틀경사도(541) x 경사도계수(542)
    +낮은수대차틀운동에너지(1040') = 낮은수대차틀총중량(1041) x 중력가속도(530) x 낮은궤도틀높이(1041)의 계산을 기본으로
    총합에너지(500)을 계산함으로써 잉여에너지(510) 값을 산출하여 설비 전력에너지(511) 값으로 산정하게 되는데
    여기서 경사도계수(542)는 길이 1, 높이 1을 기준으로 0.5로 정한 상수로써
    길이 > 높이의 경우 (높이 / 높이) * 경사도상수(542)로 계산하고
    길이 < 높이의 경우 1 - ((길이 / 높이) * 경사도상수(542))로 계산하며
    에너지흡수율(502)는 실험에 의하여 구해지는 계수로서 유속(520)에 따른 수력에너지가 운동에너지로 흡수되어 수중궤도틀운동에너지(2010')로 변환하는 일상적으로 적용되는 계수로써 기어의 효율과 발전기 효율의 상수도 에너지흡수율(502)에 포함하여 계상할 수도 있다
    상기의 요소를 만족하게 수차순환동력시스템(3000)의 궤도순환틀(2000)과 ㅅ수대차틀(1000) 그리고 부력순환함(4000')가 설계와 제작되는 것을 특징으로 하는 수차궤도순환무한동력모듈(100)의 수중력수차순환동력복합발전시스템(6000)
  3. 제 1항에 있어서
    수대차(1100)과 수차연결대(1400)으로 구성된 수대차틀(1000)이 외부궤도(2100)과 내부궤도(2200)으로 구성된 궤도순환틀(2000)에 장착되어 수중궤도틀분기점(200)에서 높은궤도틀분기점(210)을 지나 수상궤도틀분기점까지(300)는 유속에너지(512)로 이동하고 수상궤도틀분기점(300)에서 낮은궤도틀분기점(310)을 지나 수중궤도틀분기점(200)까지는 중력에너지(513)으로 이동하는 것을 특징으로 하는 수차순환동력시스템(3000)
  4. 제 1항에 있어서
    발전실(4100)과 선체(4200) 그리고 정박장치(4300)으로 구성된 부력궤도함(4000')의 기본 흘수선(401)이 수중궤도틀(2010)의 상부 즉 부력궤도함(4000')의 배면이 되도록 부력궤도함(4000') 폭이 설정되고
    발전실(4100)에 설비된 펌프(4250)을 가동하여 궤도함외판(4110)과 궤도함내판(4130) 사이의 격벽 또는 선체(4200)에 담수 또는 배수를 하여
    수상과 해상에 수중력수차순환동력복합발전시스템(6000)이 정박시 외부 환경에 대응하도록 흘수선(401)을 조정하는 것을 특징으로 하는 부력궤도함시스템(4000)
  5. 제 1항에 있어서
    동력전환장치(5100)과 동력전달장치(5200)과 복합발전기(5300) 그리고 수소제조플랜트(5400)으로 구성되어 수차순환동력시스템(3000)으로부터 무한순환동력을 전환하고 변환하여 수차동력발전기(5310)에서 전력에너지(511)을 생산하여 송전하고
    비 송전시 생산되는 잉여전력(510)을 이용하여 수소제조플랜트(5400)에서 주변의 물을 역삼투압정수기(5410)에서 정수하여 수소제조기(5420)에서 수소를 생산하여 공급하거나 수소탱크(5430)에 보관하였다가 필요시 수소연료전지발전기(5320)에서 전력에너지(511)을 재생산하여 송전하는 것을 특징으로 하는 복합발전시스템(5000)
  6. 제 1항에 있어서
    상부와 하부 양 측면에 궤도순환틀(2000)의 외부궤도레일(2110)과 내부궤도레일(2210) 폭보다 크고 높이 보다 적은 레일홈(1211) 그리고 레일홈(1211)와 레일홈(1211) 사이에 수차통류구(1212)이 형성된 사각형상의 수차면판(1210)과
    수차면판(1210)과 높이가 같고 수차면판(1210)과 수차면판(1210)의 간격과 폭이 같으며 수차롤러(1300) 장착시 수차롤러(1300) 끝단이 수차면판(1210)의 레일홈(1211) 외부로 돌출되도록 하는 위치에 롤러축홈(1221)이 형성된 사각형상의 수차내측판(1220)과
    수차면판(1210)과 높이가 같고 수차면판(1210)과 수차면판(1210)의 간격과 폭이 같으며 수차롤러(1300) 장착시 수차롤러(1300) 끝단이 수차면판(1210)의 레일홈(1211) 외부로 돌출되도록 하는 위치에 롤러축구(1231)이 형성된 사각형상의 수차외측판(1230)과
    수차면판(1210)의 양측 레일홈(1211) 내측에 수차내측판(1220)이 장착되면 양 수차내측판(1220)의 내측 길이와 같고 수차면판(1210)과 수차면판(1210)의 간격과 폭이 같은 사각형상의 수차상판(1240)
    그리고 수차면판(1210)의 양측 레일홈(1211) 내측에 수차내측판(1220)이 장착되면 양 수차내측판(1220)의 내측 길이와 같고 수차면판(1210)과 수차면판(1210)의 간격과 폭이 같으며 중앙부에 다수의 수차키구(1251)가 형성된 사각형상의 수차하판(1251)으로 구성되어
    수차면판(1210)이 소정의 두께 폭을 사이에 두고 전, 후로 배열하고
    수차외측판(1230)과 수차내측판(1220) 상,하부에 형성된 롤러축구(1231)과 롤러축홈(1221)에
    롤러베어링(1310)의 롤러베어링구(1320)에 롤러베어링축(1330)이 좌,우 대칭으로 정착된 수차롤러(1300)을 장착한 후
    수차내측판(1220)이 수차전판(1210)의 레일홈(1211) 내측에 위치하도록 양측 수차전판(1210) 내부에 정착하고
    수차전판(1210) 하부와 상부의 수차내측판(1220) 사이에 각 각 수차상판(1240)과 수차하판(1250)을 정착시키고 수차하판(1250)에 형성된 수차키구(1251)에 수차키(1270)을 어태치먼트체인(5120)의 어태치먼트(5121) 간격과 일치하게 정착하여 수차(1200)가 궤도를 순환하면서 어태치먼트(5121)과 맞물려 어태치먼트체인(5120)을 회전시키는 것을 특징으로 하는 수대차(1100)
  7. 제작된 각 수대차(1100)이 수차연결대(1400)으로 결합 연결된 수대차틀(1000)의 각 수대차(1100)에 정착된 수차키(1270) 간격과 어태치먼트체인(5120)에 형성된 어태치먼트(5121) 간격이 동일하게 정착되어
    수대차(1100)들이 유속에너지(512)와 중력에너지(513)으로 인하여 궤도순환틀(2000)을 무한 순환하면 수대차키(1270)이 어태치먼트(5121)을 일정한 속도로 이동 회전시켜
    수대차(1100)들의 궤도순환 무한동력이 어태치먼트체인(5120)와 동력전환체인기어(5110)에 전달되는 것을 특징으로 하는 수차순환동력시스템(3000)과 복합발전시스템(5000)
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20210038491A (ko) 2021-03-19 2021-04-07 정재희 물을 이용한 회전동력 발생장치

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