KR20220082785A - 보 없는 수력발전 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보 없는 수력발전시스템으로 경사도가 높은 곳에 보를 막지 않고 집 수조와 수로를 길게 설치하여 물의 낙차를 높여 보 없는 수력발전 하는 시스템으로 하천이나 강의 물밑바닥 높이와 같게 집 수조를 설치하고 수로를 하천 변(강변) 바닥이나 제방에 인접하여 철관 콘크리트 터널형식의 구조물 형태로 수로를 발전실까지 설치하여 집 수조 위로 물이 항상 넘치도록 형성되어 수로를 통하여 하천이나 강물을 흘러가게 하면서 철관 수로 위에 구멍을 뚫고 공기를 뺄 수 있는 호수를 넣고 하류 말단부터 상부의 집 수조 근처에 수로가 밖으로 드러난 곳에 외부로 공기를 뺄 수 있게 수로 밖으로 호스를 노출하여 물의 흐름을 빠르게 하고 물이 깊고 넓은 강에는 보를 설치하기 매우 어려워 강변 양측에 집 수조와 수로를 설치하여 발전하므로 어느 큰 강이든 어느 곳이든 설치비를 크게 줄이고 자유롭고 안전하게 설치할 수 있으므로 상습침수구역의 홍수피해를 막을 수 있고 많은 전력을 생산할 수 있으므로 전 세계가 수력발전으로 지구의 온난화를 막을 수 있는 보 없는 수력발전시스템이다.

Description

보 없는 수력발전 시스템{omitted}

본 발명은 보를 막지 않고 수력발전의 물의 낙차를 높이기 위하여 경사도가 높은 곳에 수로를 집 수조에서부터 발전실까지 멀리 설치하면 경사도에 의해 낙차가 높아지므로 하천이나 강에 보를 막지 않고 하천 바닥이나 강바닥 높이와 똑같이 하천이나 강바닥을 파고 집 수조를 설치하고 집 수조에 수로를 연결하여 하천, 강바닥에서부터 제방에 인접하여 철관 콘크리트로 터널형식의 발전용 수로를 발전소까지 연결하여 낙차를 높여 발전하는 수력발전시스템에 관한 것이다.

일반적으로 수력전기를 생산하기 위하여 댐을 막는 수력발전, 양수 수력발전을 하고, 보를 막아 소수력발전을 하고 있다.

이들 중 보를 막아 이용하는 소수력발전은 낙차가 너무 낮아 발전량이 저조하고 경제성이 낮아, 설치장소는 무궁무진한데 현재까지 극소수만 설치되어 있다.

그리고 보를 막고 수로를 길게 설치하면 낙차는 높아져 경제성은 좋으나 보 막은 위로 어패류가 자유롭게 이동할 수 없는 문제점이 있다.

즉, 종래의 소수력발전은 보를 막고 인근에 발전소를 설치하므로 보의 높이가 5m이면, 5m의 낙차로 발전할 수밖에 없어 발전량이 저조하여 경제성이 매우 낮은 문제점이 있었다.

한편, 종래의 수력발전 기술(댐 수로 식 수력발전, 수로 식 소수력발전, 유역변경식 소수력발전 등)은 어느 정도 발전할 수 있는 낙차만 있으면(낮은 낙차에) 발전기를 설치하여 발전하므로 경제성이 낮으며 특히, 수로 식 소수력발전소를 설치한 곳은 찾아볼 수 없고, 유역변경식 소수력발전소는 높은 산에 위치한 도암댐을 제외하고 모두 낙차가 낮으며, 유역변경 발전소를 설치할 수 있는 장소도 극소수에 불과하다.

종래에는 물의 양도 많고 물이 깊은 곳에 하류 방향으로 내려가며 경사도가 높은 곳이 많은 데도, 단순히 보를 막거나 댐을 막아 수력발전에 이용하고 있었으나 보를 막기 어렵고 댐은 환경파괴원인으로 민원이 많아 못한 문제점이 있다.

종래의 기술은 보 나 댐을 막지 않고는 발전소를 설치할 수 없었고 또 강이 크고 강물이 깊으면 보를 막기 어려워 발전시설을 갖출 수 없었다.

따라서 하천이나 강에 보를 막지 않고 하천 바닥 높이와 똑같이 집 수조와 수로만 설치하여 전기를 생산하는 수력발전에 있어, 가장 시급한 건 발전할 수 있는 낙차를 높이는 것이며 물이 많고 깊은 강에 보를 막기 어려운 곳에 보 없는 발전시설을 할 수 있는 것이며, 또 더욱 발전되게는 어패류가 자연스럽게 이동할 수 있게 보호하여야 한다고 본다. 또 비가 많이 올 때 부유물이 발전소로 들어가지 않게 안전하게 물이 충분히 발전소까지 들어갈 수 있게 집 수조 상단에 기둥을 간격을 띄워 세우고 거름망을 설치하면 수구를 통하여 깨끗한 물이 집 수조로 들어간 물은 수로를 통하여 발전실까지 흐르게 하는 것을 중점으로 하여 보를 막지 않고 물밑바닥 높이와 똑같이 바닥을 파내고 집 수조와 함께 수로를 설치하는 보 없는 수력발전 시스템 설치기술이 절실히 필요한 실정이다.

본 발명은 수력발전의 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안 출 된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 경사도가 높은 하천이나 강에 보를 설치하지 않고 전기를 생산하는 수력발전에 있어, 하천 물밑바닥에 집 수조와 수로만 설치하여 발전소까지의 물의 낙차를 높이고 어패류가 자유롭게 이동할 수 있도록 자연보호와 생태계보호를 위하여 보 없는 수력발전 시스템을 제공하는 것이다.

또한, 강물이 깊고 물이 많으면 보를 설치하기 어렵고 설치비도 많이 들어가는 어려운 과제를 해결하기 위하여 보 없는 수력발전시스템을 제공하는 것이다.

또한, 경사도가 높은 하천이나 강이 많아 수력발전소를 설치할 장소가 풍부한 우리나라, 또는 전 세계에 적용할 경우 전력을 쉽게 확보할 수 있고 생태계를 보호하고 자연환경도 최대한 살리는 보 없는 수력발전 시스템을 제공하는 것이다.

또한, 강물 수위가 높아 장마철이나 집중호우로 인한 상습침수지역의 피해를 막을 수 있는 보 없는 수력발전 시스템을 제공하는 것이다.

또한, 원자력발전은 폐기물처리가 어렵고 화력발전으로 인한 지구 대기 환경오염을 크게 줄일 수 있고 전 세계가 수력발전으로 전기를 쓰고남을 수 있어 지구의 온난화를 막을 수 있는 보 없는 수력발전 시스템을 제공하는 것이다.

1. 상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 물이 얕은 하천이나 강에 보를 막지 않고 집 수조 1개와 수로 1개를 설치하여 전기를 생산하는 보 없는 수력발전의 물의 낙차를 높여 발전하는 시스템으로 경사도가 높은 하천이나 강의 물밑바닥을 깊게 파고 집 수조 상 하부의 높이가 물밑바닥 높이와 똑같이 집 수조 상부와 하부가 바닥에 드러나게 하여 집 수조에서 멀리 있는 발전소까지 수로를 하천, 강변 바닥이나 제방에 인접하여 철관을 콘크리트로 덧씌운 터널형식의 구조물로 수로를 설치하므로 어패류이동이 쉽고 자연환경을 최대한 보존하고 보를 설치하지 않고 집 수조와 수로만을 발전실까지 설치하는 것을 특징으로 하는 보 없는 수력발전 시스템을 제공한다.

2. 물이 깊고 많은 곳은 강변 양쪽에 집 수조 1개와 수로 1개와 발전소 1개씩 각각 설치하여 많은 물로 많은 전기를 생산할 수 있는 것을 특징으로 하는 보 없는 수력발전시스템을 제공한다.

3. 집 수조 위로 물이 넘치도록 형성되고 집 수조 상단에 콘크리트 기둥을 간격을 띄워 세우고 기둥과 기둥 사이의 수구로 물이 흘러 집 수조 내부로 들어가게 하며 기둥 위에 거름망을 설치하면 물이 적을 때는 거름망 밑으로 물이 흐르고 비가 많이 오면 거름망 위로 부유물이 물과 함께 흐르게 되면 거름망에서 부유물을 걸러주고 발전할 수 있는 물은 수구를 통하여 안전하게 발전실까지 충분한 물이 흘러갈 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 보 없는 수력발전 시스템을 제공한다.

4. 발전소가 설치된 수로의 하류 말단부의 수로 상단에 수로 내부의 공기를 제거하여 수압을 높이는 공기 배출 호수를 수로 철관의 상단부위에 구멍을 뚫어 수로 내부로 호수의 한쪽 끝을 집어넣고 철관 외부로 길게 호수를 설치하고 콘크리트로 철관을 덧씌워 집 수조 근처에 호수가 콘크리트 밖으로 나오게 하여 수로 내부의 공기를 빼주어 물속의 공기로 인하여 문에 물의 흐름을 방해하지 않게 하는 것을 특징으로 하는 보 없는 수력발전 시스템을 제공한다.

4. 보 없는 수력발전시스템으로 물이 많고 깊은 강에는 강바닥에 집 수조를 강을 가로질러 길게 막기 어렵고 비용이 많이 들어가므로 강가 강변에 집 수조와 수로를 강바닥 가까이 깊이 파고 설치하면 경사도에 의해 낙차가 높아지며 낙차가 높을수록 유속은 더 빨라지며 유속이 빠른 만큼 중력에 의해 물을 빨아들이는 힘이 강해져 충분한 발전용수가 흐를 수 있고 낙차가 높은 만큼 수압이 발생하여 수압에 의해 보를 막지 않아도 발전할 수 있는 보 없는 수력발전시스템을 제공한다

1, 본 발명에 따른 보 없는 수력발전시스템은 물이 많고 경사도가 높은 곳이면 어디든지 설치할 수 있는 효과가 있다,

2, 또한 보를 설치하면 보위로 퇴적물이 쌓여 부유물이 부식하여 환경오염 되는데 보가 없으면 환경피해가 전혀 없는 친환경 발전소를 건설하는 효과가 있다.

3, 또한, 경사도가 높은 하천이나 강물이 많고 깊은 곳의 강가를 깊이 파고 집 수조를 설치하여 수로를 멀리 있는 발전소까지 연결하므로 공사비를 대폭 줄일 수 있고 어느 곳이든 쉽게 수력발전소를 설치할 수 있는 큰 효과가 있다.

4, 또한, 수력발전은 신재생에너지로 전력을 크게 확보할 수 있고, 원자력발전, 화력발전 등으로 인한 대기 환경오염을 크게 줄일 수 있고 전력을 전 세계가 쓰고 남을 수 있어 지구온난화를 막을 수 있는 큰 효과가 있다.

5, 또한, 홍수기에 강물 수위가 높아지는 것 발전소를 설치하므로 수위를 낮을 수 있어 장마철이나 집중호우로 상습침수구역의 홍수피해를 막을 수 있는 효과가 있다.

6, 또한, 수로와 수문을 설치하므로 설치공사비가 저렴하고 편하고 안전하게 설치할 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 따른 보 없는 수력발전의 도 1과 도2에 따라 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 하천이나 강물이 적은 곳에 보 없는 수력발전 구조를 나타내는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 강물이 많고 깊은 곳에 강변에 집 수조 2개와 수로 2개씩 설치하여 도1과 같이 발전하는 개념도이다.
도 3은 발전기 7)이다.
도 4는 수차 8)이다.
도 5는 거름망으로서 집 수조 상단에 콘크리트 기둥을 간격을 띄워 세우고 기둥과 기둥 사이의 수구로 물이 흘러 집 수조 내부로 들어가게 하며 기둥 위에 거름망을 설치하면 물이 적을 때는 거름망 밑으로 물이 흐르고 비가 많이 오면 거름망 위로 부유물이 물과 함께 흐르게 되면 거름망에서 부유물을 걸러주고 발전할 수 있는 물은 수구를 통하여 안전하게 발전실까지 흘러갈 수 있다.

본 발명은 강이나 하천이나 강물 밑바닥 높이와 같이 집 수조를 설치하므로 집 수조 위로 어패류가 자유롭게 이동할 수 있게 하며 집 수조 위에 거름망을 설치하여 동물이나 사람이 빨려 들어가는 것을 방지하는 것과 수문을 장착하여 발전실 내부의 작업을 안전하게 하며 수로를 집 수조에서 멀리 있는 발전실까지 수로를 설치하여 경사도에 의해 물의 낙차를 높게 하여 수차를 돌려 수차에 연결된 발전기를 돌려 전기를 생산하는 보 없는 수력발전 시스템이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명한다. 그리고 본 발명의 설명에 있어 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 통상의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명은 경사도가 높은 하천이나 강에 보를 막지 않고 전기를 생산하는 수력발전시스템에 있어서, 하천이나 강바닥 높이와 같게 집 수조 1) 상단이 되게 바닥을 깊게 파고 집 수조 1)를 설치하여 물이 집 수조 1) 위로 물이 항상 넘쳐흘러 어패류가 이동을 쉽게 하며 환경을 최대한 보존하며 집 수조 1) 위에 거름망 2)을 설치하여 동물이나 사람이 수로 내로 빨려들지 않게 하고 수문 3)을 설치하여 발전실에서 작업을 안전하게 하며 수로 4)는 집 수조 1)에서부터 발전실까지 설치하되 기초 콘크리트 위에 철관을 놓고 철관 위에 구멍을 뚫고 호스를 수로 4) 내부의 공기빼기 5)로 물속에 공기를 뺄 수 있게 호스를 넣고 철관을 콘크리트로 덧씌워 호스를 묻어 수로 4)가 상부에서 대기에 나오는 곳에 호스를 수로 4) 콘크리트 바깥으로 호스를 끌어내어 수로 4) 내부의 공기를 빼내어 유속을 빠르게 하여 집 수조 1)에서 멀리 있는 발전실 6)까지 설치하면 경사도에 의해 낙차가 높아지게 되며 낙차가 높으면 유속은 빨라지고 중력과 수압이 생기므로 중력으로 물을 빨아들여 수압으로 발전기 7)를 수차 8)로 돌려 발전하며 하천 변(강변) 바닥이나 제방에 인접하여 수로 4)를 설치하면 보를 막지 않으므로 보 설치비용이 절감되고 어패류가 자유롭게 이동할 수 있고 자연환경을 최대한으로 보존할 수 있고 강물이 깊고 넓은 곳에 양측으로 1개씩 2개의 집 수조 1)와 수로 4) 2개로 발전소 2개 구성되어 설치하므로 종래와 같이 보를 설치하려면 설치하기 어려움과 설치비용이 많이 들었으나 보를 설치하지 않아 어느 곳이든 아무리 큰 강에도 보 없는 수력발전소를 저비용으로 안전하게 건설할 수 있어 수없이 많은 전력을 생산할 수 있으며 장마철이나 집중호우로 인하여 강물 수위가 높아져 하수구로 물이 역류 되어 저지대의 상습침수구역의 피해를 막고 수력발전으로 전 세계가 전기를 쓰고 남을 수 있으므로 지구온난화를 막기 위하여 착안 된 것이다.

이상에서 본 발명에 대한기술 사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 일실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 이들 실시 예가 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방 가능할 것임은 명백한 사실이다.

1: 집 수조 2: 거름망
3: 수문 4: 수로
5: 공기빼기 6: 발전실
7: 발전기 8: 수차

Claims (3)

1. 본 발명은 집 수조, 수문, 수로, 거름망, 공기빼기, 발전실, 수차, 발전기로 구성되어 경사도가 높은 하천이나 강의 바닥 높이와 같이 집 수조를 설치하고 집 수조 위에 거름망을 설치하여 동물의 위험이나 사람의 위험을 방지하고 수문을 설치하여 발전실의 응급조치를 할 수 있게 하고 물이 항상 집 수조 위를 흘러넘치게 하여 어패류가 자연스럽게 이동할 수 있게 하며 집 수조에서부터 발전실까지 4각 또는 다각으로 철관을 제작하여 기초 콘크리트 위에 철관을 올리고 콘크리트로 덧씌우기 전에 공기를 뺄 수 있는 호스를 철관을 뚫어 수로 내부에 넣고 철관 윗부분 콘크리트 속에 호스가 묻히게 하여 상부의 집 수조 근처에 호스를 수로 콘크리트 외부로 노출 시켜 수로 내부의 공기를 빼내어 유속을 빠르게 하며 낙차가 높을수록 유속은 더 빨라지며 유속이 빠른 만큼 중력에 의해 물을 빨아들이는 속도가 빨라져 충분한 발전용수가 흐를 수 있고 낙차가 높은 만큼 수압이 발생하여 수압에 의해 보를 막지 않고 발전할 수 있는 것을 특징으로 하는 보 없는 수력발전시스템.
2. 제1항에 있어서, 강물이 많고 깊은 곳에 강바닥에 집 수조를 강을 가로질러 설치하기는 어려운 점이 많고 위험성도 많고 공사비도 많이 들어 발전소를 설치 못 하던 걸 강변 양측에 각각 집 수조 1개씩 2개와 수로 각각 1개씩 2개와 발전소 각각 1개씩 2개를 강물 가까이 있는 강변에 물 바닥 가까이 깊이 파고 집 수조와 수로를 멀리 있는 발전실까지 설치하면 경사도에 의해 낙차가 높아지고 낙차가 높을수록 유속은 더 빨라지고 유속이 빠를수록 중력과 수압은 높아지므로 물을 빨아들이는 힘이 강해지고 강한 수압으로 발전하므로 어느 곳이든 발전소를 설치할 수 있는 것을 특징으로 하는 보 없는 수력발전시스템.
3. 제1항에 있어서 집 수조 위로 물이 넘치도록 형성되고 집 수조 상단에 콘크리트 기둥을 간격을 띄워 세우고 기둥과 기둥 사이의 수구로 물이 흘러 집 수조 내부로 들어가게 하며 콘크리트 기둥 위에 거름망을 설치하면 물이 적을 때는 거름망 밑으로 물이 흐르고 비가 많이 오면 거름망 위로 부유물이 물과 함께 흐르게 되면 거름망에서 부유물을 걸러주면 발전할 수 있는 맑은 물만 수구를 통하여 안전하게 발전실까지 충분한 물이 흘러갈 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 보 없는 수력발전 시스템.

Images