WO2011019094A1 - 유체 배관을 이용한 발전장치 - Google Patents

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WO2011019094A1
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fluid pipe
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이영택
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20—Hydro energy

Definitions

  • the present invention relates to a power generation apparatus. More specifically, the present invention relates to a power generation apparatus using a fluid pipe which is installed inside a pipe through which fluid such as cold water, cooling water, oil, and air flows to obtain electricity.
  • a generator In general, a generator is a device that converts certain energy into electrical energy. Generators are divided into hydropower, thermal power, nuclear power, etc., according to their energy sources, and convert natural energy into electrical energy so that it can be used properly when needed.
  • the hydroelectric generator is a method of converting the potential energy of water located at a high place into the kinetic energy of a generator turbine and obtaining electricity by using electromagnetic induction inside the generator.
  • the river is built by blocking the river, confining water upstream of the dam, opening the gate, and dropping it downstream of the dam to turn the turbine.
  • the potential energy of water is converted into the kinetic energy of the turbine.
  • the rotor coil inside the turbine then rotates along the turbine to generate current through electromagnetic induction. This process converts the kinetic energy of the turbine into electrical energy.
  • the hydroelectric power generation requires a large-scale facility for power generation, and the power generation efficiency is lowered when there is no rain for a long time upstream of the dam.
  • thermal power generation also called thermal power generation, refers to a power generation method that turns a turbine using heat generated by burning fuel such as wood and coal, and obtains electricity using the power of the turbine.
  • Thermal power generation is a widely used power generation method at home, but it has limited fuel resources and causes environmental problems such as air pollution.
  • a generator is integrally installed with a wing at the center of a fluid flow.
  • the generator or the central axis of the generator rotates with power induced in the outer blades to generate power.
  • this is the current method used in general hydro, wind power, tidal power, etc. was limited.
  • the present applicant has proposed the present invention at the request of the times as described above, and an object thereof is to provide a power generation apparatus using a fluid pipe that can generate power by recycling resources that are more environmentally friendly and unnecessary.
  • the present invention is characterized in that the power generation by using a fluid flowing detachably coupled to the fluid pipe to the edge of the fluid pipe,
  • It includes a rotating body detachably coupled to the inner circumferential region of the fluid pipe to rotate by the fluid moving to the fluid pipe inner edge region; And a generator for generating electricity by receiving the rotation of the rotating body.
  • the generator is mounted at the edge region inside the pipe with various fluids having almost constant flow rates such as cold water, cooling water, air, and oil, power generation can be performed without disturbing the flow of the fluid.
  • the device that generates power can be easily removed and detached, it can be installed and used in an existing fluid pipe or a new fluid pipe, and can generate energy by utilizing existing waste resources. To provide.
  • FIG. 1 is a schematic side cross-sectional view of a rotating body installed in a fluid pipe according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a plan view showing the arrangement of the fluid pipe and the impeller of Figure 1;
  • FIG. 4 is a conceptual view illustrating the rotating body of FIG. 1 in a plan view
  • generator 10 rotor
  • FIG. 1 is a schematic side cross-sectional view of a rotating body installed in a fluid pipe according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a plan view showing the arrangement of the fluid pipe and the impeller of Figure 1
  • Figure 3 is a fluid 4 is a view illustrating the flow and rotation of the impeller
  • FIG. 4 is a conceptual view illustrating the power generator of FIG. 1 in a plan view.
  • the rotating body 10 is installed at the edge region of the pipe P through which fluid such as cold water, cooling water, oil, air, etc. flows to generate power by using a fluid flowing in the edge region inside the pipe P. And, to the central region of the pipe (P) to allow the fluid to move smoothly without disturbing the flow.
  • the fluid pipe P when there is any fluid pipe P installed vertically, the fluid pipe P is divided into an upper pipe P1 and a lower pipe P2. It is provided with a rotary induction device (1) which is installed in the space therebetween after cutting as much as possible.
  • the rotary induction apparatus 1 mounted to the fluid pipe P is provided between the insertion pipe 5 and the insertion pipe 5 and the fluid pipe P that largely partition the inner region of the fluid pipe P. It may include a rotating body 10 for converting the flow of the fluid into rotational kinetic energy, and guides 20 and 30 disposed on at least one side of the rotating body 10 to guide the flow of the fluid.
  • the insertion pipe 5 has a diameter smaller than the upper pipe (P1) and is fixed to the upper pipe (P1) to have a space spaced inside the upper pipe (P1).
  • the insertion pipe (5) is made of a cylinder like the shape of the fluid pipe (P) as shown in FIG.
  • the insertion pipe (5) is fixed to the upper pipe (P1) and the lower pipe (P2) is installed for convenience in assembling the inlet guide 20, which will be described later for the purpose of assembly, and the outlet guide 30 is formed so that the part is divided 2 It is preferred to consist of dogs.
  • the inner wall of the insertion pipe (5) may be unpatterned, and may be processed so that the fluid flow in the vertical downwards through the uneven structure slightly more firmly.
  • the inside of the insertion pipe 5 becomes hollow (H), so that the inflowing fluid can flow smoothly without interrupting the course.
  • the inflow guide 20 installed in the upper region of the insertion pipe 5 is introduced between the upper pipe P1 and the insertion pipe 5, that is, from the upper edge region of the fluid pipe P. It serves to guide the flow of the fluid to the rotating body (10).
  • the inflow guide 20 is fixed to the insertion pipe (5), it is formed integrally with the insertion pipe (5) having a plurality of guide vanes (20a) arranged downward at a predetermined angle along the outside of the insertion pipe (5). Can be. As shown in FIG. 3, the inflow guide 20 guides the flow of the fluid flowing from the upper side in the direction in which the induction blade 20a guides using the induction blade 20a. In addition, the fluid flowing from the upper portion passes vertically downwardly into the inside H of the insertion pipe 5 in which the guide vane 20a is not formed.
  • the size, length, quantity, and shape of the guide vane 20a may be variously designed, and the thickness of the insertion pipe 5 may be variously designed along with the structure of the material and the guide vane 20a.
  • the fluid flowing from the upper portion of the fluid pipe (P) is inclined direction of the left or right right or right in the existing straight down through the inlet guide (5) inserted into the inside and the inlet guide (20) formed outside the insertion pipe (5) To be induced.
  • the mechanical seal 40 is coupled between the upper pipe P1 and the lower pipe P2. Guided to the lower rotating body (10).
  • the mechanical yarn may be replaced by another type of yarn serving the above-mentioned role.
  • the rotating body 10 is rotated by receiving the flow rate and pressure of the fluid introduced by the inlet guide 20 described above, and converts the flow of the fluid into rotational kinetic energy.
  • the rotary body 10 is equipped with a rotary blade 10a to rotate under the force of the fluid guided through the guide blade 20a of the inlet guide 20 from the top.
  • Rotating blade 10a of the rotating body 10 has an approximately symmetrical structure with respect to the guide blade 20a of the upper inlet guide 20 on the horizontal plane, but can be devised in various shapes, quantities, heights, and lengths. have.
  • the rotary body 10 is the upper pipe (P1) and the lower pipe (P2) as shown in Figure 3 to reduce the friction through the fluid between the insertion pipe 5 and the rotation during its rotation, its resistance, etc.
  • the outer diameter can be made larger than).
  • an area in which the rotating body 10 is installed may be provided as a separate housing to be coupled to the upper pipe P1 and the lower pipe P2.
  • the pressure of the fluid required for the rotation of the rotating body 10 is temporarily lowered, thereby reducing the rotational resistance of the rotating body 10.
  • the rotor 10 may vary in the number and direction of installation of the rotor blades 10a so as to maintain a constant rotational force for a long time, and the material, thickness, weight, etc. of the rotor 10 may be selectively designed.
  • the outflow guide 30 for guiding the flow of the fluid passing through the rotating body 10 is provided at the lower portion of the rotating body 10, that is, the lower pipe (P).
  • the outflow guide 30 has a configuration similar to the inflow guide 20 described above, and a plurality of guide vanes 30a may be integrally formed in the insertion pipe 5. Therefore, the outflow guide 30 may efficiently adjust the direction of the fluid so that the fluid passing through the rotating body 10 smoothly moves downward.
  • the fluid generating the rotational force while passing through the rotating body 10 is guided so as to be in a vertical downward direction through the guide vanes 30a of the outflow guide 30 located directly below, and the inside of the inserted internal insertion pipe 5. It merges again with the fluid flowing down vertically along (H).
  • the generator 50 for generating electricity by receiving the rotational force of the rotating body 10 is disposed outside the fluid pipe (P).
  • the generator 50 receives the rotational kinetic energy of the rotating body 10 to generate electricity.
  • a pulley 55 and a belt 53 are installed to connect the rotor 10 and the generator 50 to transmit power.
  • the generator 50 fixed to the outside of the rotor 10 may be a direct current or alternator and is not specified as either.
  • the generator 50 together with the above-described rotating body 10 constitutes a power generator.
  • the outside of the above-described rotating body 10 may be a saw tooth, irregularities, gear shape processing in the circumferential direction, it can be processed into a V-shaped groove or the like without such processing. This may be a method of reducing energy loss when transmitting the rotational force of the rotor 10 to the generator 50.
  • the generator 50 body rotates to generate power can do.
  • the shape, number, and number of rows, such as teeth, irregularities, and gears that can be processed in the rotating body 10 are not specified, it may be selected from one to many according to the minimum requirements of the force and internal resistance of the rotating body 10. .
  • the power generation apparatus of the present invention is installed in the pipe P through which fluids such as cold water, cooling water, oil, and air flow, and generates power by receiving the flow rate of the fluid flowing in the edge region of the pipe P.
  • the region allows the fluid to flow smoothly so that power generation can be performed without disturbing the flow of the fluid.
  • the power generation apparatus of the present invention can be applied to various vertical and horizontal pipes on existing and new facilities, and it is understood that the type of fluid and the flow direction in vertical or horizontal pipes are not related in any direction.
  • the fluid flowing along the pipe maintains a constant speed and may be applied to the present invention in a condition where there is no variation or a slight variation.
  • both the inflow guide 20 disposed on the side where the fluid is introduced and the outflow guide 30 disposed on the side where the fluid flows out are provided, but only the rotating body 10 for power generation may be provided.
  • the guide may be provided only at one of the upper and lower parts of the rotating body 10.
  • the rotating body 10 may be provided by using a plurality of rotational power by providing a plurality to be further developed.

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Abstract

본 발명은 유체 배관을 이용한 발전장치에 관한 것이다. 본 발명은 유체 배관에 착탈가능하게 결합되어 상기 유체 배관의 가장자리에 흐르는 유체를 이용하여 발전을 수행하는 것을 특징으로 하는 유체 배관을 이용한 발전장치를 제공한다. 본 발명에 의하면 냉수, 냉각수, 공기, 오일 등 거의 일정한 유속을 갖고 있는 다양한 유체가 있는 배관 내부에 가장자리 영역에 장착되므로 유체의 흐름을 방해하지 않으면서 발전을 수행할 수 있다.

Description

유체 배관을 이용한 발전장치
본 발명은 발전장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 냉수, 냉각수, 오일, 공기 등 유체가 흐르는 배관의 내부에 장착되어 전기를 얻을 수 있는 유체 배관을 이용한 발전장치에 관한 것이다.
일반적으로 발전장치(發電裝置)는 어떤 에너지를 전기 에너지로 바꾸는 장치를 말한다. 발전장치는 그 에너지원에 따라 수력, 화력, 원자력 등으로 나뉘며 자연 상태의 에너지를 전기 에너지로 바꾸어 필요할 때 적절하게 사용할 수 있도록 하고 있다.
그 가운데 수력 발전장치는 높은 곳에 위치한 물의 위치에너지를 발전기 터빈의 운동에너지로 변환시키고 발전기 내부의 전자기 유도 현상을 이용하여 전기를 얻는 방법이다.
보통 수력발전을 위해서는 강을 막아 댐을 짓고, 댐의 상류에 물을 가두었다가 수문을 열고 이를 댐의 하류로 떨어뜨려서 터빈을 돌리게 된다. 이 과정에서 물의 위치에너지가 터빈의 운동 에너지로 전환된다. 이어서 터빈 내부의 로터 코일이 터빈을 따라 회전하면서 전자기 유도 현상을 통해 전류가 발생된다. 이 과정을 통해 터빈의 운동에너지가 전기에너지로 변환되는 것이다.
이와 같은 수력 발전의 경우에 발전 용량을 늘리려면 물이 더 큰 위치 에너지를 가지도록 해야 하므로 보다 큰 낙차를 확보하기 위해서는 댐에 많은 유량의 물을 확보해야 한다.
그러나 상기 수력발전은 발전을 위해서 대규모의 설비가 필요하고 댐의 상류에 비가 오랜 기간 오지 않은 경우에 있어서 발전 효율은 낮아지게 된다.
또다른 예로서 화력발전은 기력발전(汽力發電)이라고도 하며 목재, 석탄 등의 연료를 연소시켜 발생하는 열을 이용하여 터빈을 돌리고, 그 터빈의 동력을 이용하여 전기를 얻는 발전 방법을 말한다.
화력 발전은 현재 가정 널리 이용하고 있는 발전방법이기는 하나 연료가 되는 자원이 한정되어 있고 대기오염 등 환경문제를 야기한다.
최근에는 에너지에 대한 관심이 높아져 보다 친환경적이고 자원의 활용도를 높일 수 있는 발전방법이 학계에서 연구되고 있다.
이런 측면에서 수력, 풍력 등 유체를 이용한 새로운 발전방법이 주목받고 있다. 기존의 수력, 풍력 발전기기는 유체가 흐르는 중심에 발전기가 날개와 일체형으로 설치된다. 즉, 외부 날개에 유도된 힘으로 중심의 발전기 혹은 발전기 중심축이 회전해 발전을 얻는 방식이다. 그리고 이는 현재 일반적인 수력 발전과 풍력 발전, 조력 발전 등에 사용되는 방식으로서 한계가 있었다.
즉, 다양한 빌딩과 산업 공장 등에는 냉수, 냉각수, 오일, 가스, 공기 등 다양한 용도의 유체들이 여러 형태의 펌프를 통해 이송되고 있으며, 이러한 유체들은 펌프를 통해 압력과 유속을 갖고 있어 에너지를 갖고 있음에도 불구하고 이를 재활용하여 회전력을 얻거나 직접 발전에 사용할 수 없었다.
따라서 본 출원인은 상기와 같은 시대적 요청에 의해 본 발명을 제안한 것으로서, 보다 친환경적이면서도 불필요하게 낭비하는 자원을 재활용하여 발전을 할 수 있는 유체 배관을 이용한 발전장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 유체 배관에 착탈가능하게 결합되어 상기 유체 배관의 가장자리에 흐르는 유체를 이용하여 발전을 수행하는 것을 특징으로 하며,
이는 유체 배관 내측 가장자리 영역으로 이동하는 유체에 의해 회전하도록 상기 유체 배관 내부 둘레 영역에 착탈 결합되는 회전체; 및 상기 회전체의 회전을 전달받아 전기를 발생시키는 발전기를 포함하여 이루어진다.
본 발명의 유체 배관을 이용한 발전장치에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 발전장치가 냉수, 냉각수, 공기, 오일 등 거의 일정한 유속을 갖고 있는 다양한 유체가 있는 배관 내부에 가장자리 영역에 장착되므로 유체의 흐름을 방해하지 않으면서 발전을 수행할 수 있다.
둘째, 발전을 수행하는 장치를 쉽게 착탈 분리할 수 있으므로 기존에 설치된 유체 배관이나 신설하는 유체 배관에 설치하여 사용할 수 있고, 기존 낭비되는 자원을 활용하여 에너지를 창출해 낼 수 있으므로 새로운 형태의 발전 모델을 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전체가 유체 배관에 설치된 상태의 개략적인 측단면도.
도 2는 도 1의 유체 배관과 임펠러의 배치상태를 도시한 평면도.
도 3은 유체의 흐름과 임펠러의 회전을 도시한 도면.
도 4는 도 1의 회전체를 평면에서 도시한 개념도.
1 : 발전장치 10 : 회전체
10a : 날개 20 : 유입가이드
20a : 유도날개 30 : 유출가이드
30a : 유도날개 40 : 실(seal)
50 : 발전기 53 : 벨트
55 : 풀리 P : 배관
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전체가 유체 배관에 설치된 상태의 개략적인 측단면도이고, 도 2는 도 1의 유체 배관과 임펠러의 배치상태를 도시한 평면도이며, 도 3은 유체의 흐름과 임펠러의 회전을 도시한 도면이고, 도 4는 도 1의 발전장치를 평면에서 도시한 개념도이다.
본 발명의 발전장치는 냉수, 냉각수, 오일, 공기 등 유체가 흐르는 배관(P)의 가장자리 영역에 회전체(10)가 설치되어 배관(P) 내부의 가장자리 영역에 흐르는 유체를 이용하여 발전을 수행하고, 배관(P)의 중앙 영역으로는 유체가 흐름을 방해받지 않고 원활하게 이동할 수 있도록 한다.
보다 상세하게는 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 발전장치는 수직으로 설치된 임의의 유체 배관(P)이 있을 경우, 유체 배관(P)을 상부배관(P1)과 하부배관(P2)으로 분리되도록 절단한 후 그 사이 공간에 설치되는 회전유도장치(1)를 구비한다.
상기 유체 배관(P)에 장착되는 회전유도장치(1)는 크게 유체 배관(P)의 내부영역을 구획하는 삽입배관(5)과, 삽입배관(5)과 유체 배관(P) 사이에 설치되어 유체의 흐름을 회전운동 에너지로 전환시키는 회전체(10)와, 상기 회전체(10)의 적어도 어느 일측에 배치되어 유체의 흐름을 안내하는 가이드(20, 30)를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 삽입배관(5)은 상부배관(P1)보다 작은 직경을 가지며 상기 상부배관(P1) 내부에 이격된 공간을 갖도록 상부배관(P1)에 고정 설치된다. 상기 삽입배관(5)은 도 2에 도시된 바와 같이 유체 배관(P)의 형상처럼 원통으로 제작된다.
상기 삽입배관(5)은 상부배관(P1) 및 하부배관(P2)에 고정 설치되는데 조립상 편의를 위해 후술할 유입가이드(20)가 형성된 부분과, 유출가이드(30)가 형성된 부분이 나누어지도록 2개로 구성되는 것이 바람직하다.
삽입배관(5)의 내벽은 아무런 무늬가 없을 수 있으며, 약간의 요철 구조를 통해 수직 하방의 유체 흐름이 더욱 공고히 될 수 있도록 가공될 수도 있다.
유체 배관(P) 내부에 삽입배관(5)이 설치되면, 도 3에 도시된 바와 같이 삽입배관(5) 내부는 중공(H)이 되므로 유입되는 유체가 진로를 방해 받지 않고 원활하게 흐를 수 있고, 삽입배관(5)의 외부에는 상기 유입가이드(20), 유출가이드(30)가 형성되고, 삽입배관(5)과 유체 배관(P)이 이루는 공간에는 회전체(10)가 장착되므로 가장자리로 유입되는 유체를 이용하여 발전을 할 수 있게 된다.
이를 상세하게 설명하면, 삽입배관(5)의 상부 영역에 설치되는 유입가이드(20)는 상기 상부배관(P1)과 삽입배관(5)의 사이, 즉 유체 배관(P)의 가장자리 영역 상부로부터 유입된 유체의 흐름을 회전체(10)로 안내하는 역할을 한다.
상기 유입가이드(20)는 삽입배관(5)에 고정되는데, 삽입배관(5)의 외부를 따라 일정한 각도로 하향 배열되는 다수의 유도날개(20a)를 구비하여 삽입배관(5)과 일체로 형성될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이 유입가이드(20)는 상부로부터 유입되는 유체의 흐름을 상기 유도날개(20a)를 이용하여 유도날개(20a)가 유도하는 방향으로 유도하게 된다. 그리고 유도날개(20a)가 형성되지 않은 삽입배관(5) 내부(H)로는 상부로부터 유입되는 유체가 수직 하방으로 통과하게 된다.
상기 유도날개(20a)의 크기와 길이, 수량, 형상은 다양하게 설계될 수 있으며 삽입배관(5)의 두께는 재질 및 유도날개(20a)의 구조와 함께 다양하게 고안될 수 있다.
이렇게 유체 배관(P)의 상부로부터 유입된 유체는 내부에 삽입된 삽입배관(5)과 삽입배관(5) 외부에 형성된 유입가이드(20)를 통해 기존의 직하방에서 직좌 혹은 직우의 경사진 방향으로 유도되게 된다.
이렇게 직좌, 직우의 경사진 방향으로 유도된 유체가 내부 유입가이드(20)를 통과하게 되면 상부배관(P1)과 하부배관(P2) 사이에 메카니컬 실(40, mechanical seal) 등을 통해 결합되어 있는 하부의 회전체(10)로 유도된다. 여기서 메카니컬 은 회전체(10)의 상부와 하부를 연결하면서 유체가 외부로 새어나오지 않도록 기밀을 유지하며, 회전체(10)의 회전에 따른 마찰 손실을 최소화하는 역할을 한다. 물론, 상기 메카니컬 실은 전술한 역할을 하는 다른 형태의 실로 대체가능할 것이다.
상기 회전체(10)는 상술한 유입가이드(20)에 의해 유입된 유체의 유속 및 압력을 전달받아 회전하며, 유체의 흐름을 회전운동 에너지로 전환시킨다. 이를 위해 상기 회전체(10)는 상부로부터 유입가이드(20)의 유도날개(20a)를 통해 유도된 유체의 힘을 받아 회전할 수 있도록 회전날개(10a)가 장착되어 있다.
상기 회전체(10)의 회전날개(10a)는 상부의 유입가이드(20)의 유도날개(20a)와는 수평면을 기준으로 대략적인 대칭 구조를 갖게 되나 다양한 형상과 수량, 높이, 길이로 고안될 수 있다.
상기 회전체(10)는 회전 중 삽입배관(5)과의 사이의 유체를 통한 마찰과 회전 중의 자체 마찰, 저항 등을 줄이기 위해 도 3에 도시된 바와 같이 상부배관(P1) 및 하부배관(P2) 보다 외경이 더 크게 이루어질 수 있다. 이를 위해 상기 회전체(10)가 설치된 영역을 별도의 하우징으로 마련하여 상부배관(P1)과 하부배관(P2)에 결합할 수 있다.
이처럼 회전체(10)의 직경이 실제 배관(P)보다 크게 설계되면, 회전체(10)의 회전에 필요한 유체의 압력은 일시적으로 강하되므로 회전체(10)의 회전 저항이 감소하게 된다.
그러므로 기존 및 신규 빌딩이나 산업 현장 등에 펌프에 의해 그 용도에 따라 일정 시간 혹은 24시간 운전되는 유체 배관(P)의 유속과 압력을 중간에서 큰 저항을 받지 않고 이용할 수 있으며, 이렇게 회전체(10)를 통해 유도된 회전력을 이용해 발전기 등을 돌려 축전이나, 조명, 일반적인 전기로 사용될 수 있다.
상기 회전체(10)는 일정한 회전력을 오랫동안 유지할 수 있도록 회전날개(10a)의 개수 및 설치방향 등이 달라질 수 있으며 회전체(10)의 재질이나 두께, 중량 등도 선택적으로 설계 가능할 것이다.
상기 회전체(10)의 하부, 즉, 하부배관(P)이 위치한 영역에는 상기 회전체(10)를 통과한 유체의 흐름을 가이드 하는 유출가이드(30)가 마련된다. 상기 유출가이드(30)는 전술한 유입가이드(20)와 유사한 구성으로 가지며 다수의 유도날개(30a)가 삽입배관(5)에 일체로 형성될 수 있다. 따라서 유출가이드(30)는 회전체(10)를 통과한 유체가 원활하게 하부로 이동하도록 유체의 방향을 효율적으로 조절할 수 있다.
회전체(10)를 통과하면서 회전력을 발생시킨 유체는 직하방에 위치한 유출가이드(30)의 유도날개(30a)를 지나서 수직 하방의 방향이 되도록 유도되고, 삽입된 내부 삽입배관(5)의 내부(H)를 따라 그대로 수직하방으로 흐르는 유체와 다시 합쳐진다.
한편, 유체 배관(P)의 외측에는 상기 회전체(10)의 회전력을 전달받아 전기를 발생시키는 발전기(50)가 배치된다. 상기 발전기(50)는 회전체(10)의 회전운동 에너지를 전달받아 전기를 발생킨다. 이를 위해 상기 회전체(10)와 발전기(50)를 연결하여 동력을 전달하는 풀리(55)와 벨트(53)가 설치된다.
여기서 회전체(10) 외부에 고정된 발전기(50)는 직류 혹은 교류 발전기일 수 있으며 어느 하나로 특정하지 않는다. 상기 발전기(50)는 전술한 회전체(10)와 함께 발전장치를 구성한다.
그리고 도 4에 도시된 바와 같이 상술한 회전체(10)의 외부는 원주 방향으로 톱니, 요철, 기어 모양의 가공이 되어 있을 수도 있으며, 그러한 가공 없이 V자의 홈 등으로 가공될 수 있다. 이는 회전체(10)의 회전력을 발전기(50)로 전달할 경우 에너지 손실을 줄일 수 있는 방법이 될 수 있다.
예를 들어 회전체(10)에 직접 닿는 톱니, 요청, 기어 모양의 풀리(55)를 통해 회전체(10)에서 근접한 거리에 있는 고정된 발전기(50)의 동체가 회전력을 얻어 발전을 하게 할 수 있다. 그리고 V 벨트, 요철이 있는 벨트, 평평한 벨트 등을 통해 회전체(10)에서 근접한 거리에 있는 발전기(50) 동체 축과 연결된 풀리(55)를 통해 회전력을 얻어 발전기(50) 동체가 회전하여 발전을 할 수 있다.
여기서 회전체(10)에 가공될 수 있는 톱니, 요철, 기어 등 형상 및 개수, 줄 수는 특정되지 않으므로 회전체(10)의 힘 및 내부 저항의 최소요건에 따라 1 개에서 다수 로 선택가능하다.
또한, 회전체(10)의 외부의 원주와 발전기(50) 동체와 연결된 축에 고정된 풀리(55)의 크기를 다양하게 하여 다양한 유체 및 유속에 따라 상술한 풀리(55)와 벨트(53)는 변경적용이 가능하다.
이와 같이 본 발명의 발전장치는 냉수, 냉각수, 오일, 공기 등 유체가 흐르는 배관(P)의 내부에 설치되어, 배관(P) 내부의 가장자리 영역에 흐르는 유체의 유속을 받아 발전을 수행하고, 중앙 영역에는 유체가 원활하게 흐를 수 있도록 하여 유체의 흐름을 방해하지 않으면서 발전을 수행할 수 있다.
또한, 착탈 분리가 용이하므로 기존에 설치된 유체 배관이나 신설하는 유체 배관에 용이하게 설치하여 사용할 수 있으므로 기존 자원을 활용하여 에너지를 창출해 낼 수 있을 뿐만 아니라 새로운 형태의 발전 모델로서 역할할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
본 발명의 발전장치는 기존 및 신규 설비상의 다양한 수직, 수평의 배관에 적용할 수 있으며, 유체의 종류와 수직이나 수평 배관에서의 흐름 방향은 어느 방향에서든 관계가 없음은 이해가능하다. 또한, 배관을 따라 흐르는 유체는 일정한 속도를 유지하며 변동이 없는 조건이나 약간의 변동이 있는 조건에서이나 본 발명이 적용됨에 있어서는 무방하다.
전술한 실시예에서는 유체가 유입되는 측에 배치되는 유입가이드(20)와 유체가 유출되는 측에 배치되는 유출가이드(30)가 모두 구비되나, 발전을 위한 회전체(10)만을 구비할 수 있고, 회전체(10)의 상부 또는 하부 어느 하나에만 가이드를 마련할 수도 있을 것이다. 그리고 상기 회전체(10)는 복수로 마련되어 연속으로 배치되게 함으로써 더 많은 회전력을 이용하여 발전할 수도 있을 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (7)

  1. 유체 배관에 착탈가능하게 결합되어 상기 유체 배관의 가장자리에 흐르는 유체를 이용하여 발전을 수행하되,
    상기 유체 배관 내측 가장자리 영역으로 이동하는 유체에 의해 회전하도록 상기 유체 배관 내부 둘레 영역에 착탈 결합되는 회전체; 및
    상기 회전체의 회전을 전달받아 전기를 발생시키는 발전기를 포함하는 유체 배관을 이용한 발전장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 회전체의 적어도 어느 일측에 배치되어 유체의 흐름을 안내하는 가이드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 배관을 이용한 발전장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 가이드는,
    유체가 유입되는 측에 배치되는 유입가이드와, 유체가 유출되는 측에 배치되는 유출가이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 배관을 이용한 발전장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 회전체와 가이드가 설치되는 공간을 형성하도록 상기 유체 배관에 삽입되는 삽입배관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 배관을 이용한 발전장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 삽입배관과 유체 배관은 메커니컬 실(mechanical seal)에 의해 실링되는 것을 특징으로 하는 유체 배관을 이용한 발전장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 회전체와 발전기를 연결하는 풀리와 벨트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 배관을 이용한 발전장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 회전체는 복수로 마련되는 것을 특징으로 하는 유체 배관을 이용한 발전장치.
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