KR101278534B1 - Small water power generation system - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 저수지의 담수부분의 하부레벨에 유입측이 위치하고 저수지의 외부로 연결되도록 배치되는 유입측 배관부(11)와, 저수지 외부에서 이 유입측 배관부(11)로부터 저수지의 최상부 레벨까지 경사지게 연장, 형성되는 경사배관부(12)로 이루어진 유체공급관(1); 상기 경사배관부(12)으로부터 소정 상하간격으로 분기되는 복수의 토출배관(2); 및 상기 토출배관(2)으로부터 배출되는 유체에 의해 회전되는 터빈(3)을 포함하는 소수력 발전시스템에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 장소적 제한이 없이도 낮은 설비 비용 및 유지/보수 비용으로 높은 전기량을 안정적으로 발생시킬 수 있을 뿐만 아니라, 환경 파괴의 우려가 없는 수력 발전시스템을 제공할 수 있다.According to the present invention, the inlet side pipe portion 11 is disposed at the lower level of the fresh water portion of the reservoir and is arranged to be connected to the outside of the reservoir, and from the inlet side pipe portion 11 to the top level of the reservoir outside the reservoir. A fluid supply pipe (1) consisting of an inclined pipe portion (12) extending and formed obliquely; A plurality of discharge pipes (2) branched from the inclined pipe portion (12) at predetermined vertical intervals; And a turbine 3 which is rotated by the fluid discharged from the discharge pipe 2.
According to the present invention, it is possible to provide a hydroelectric power generation system that can stably generate a high amount of electricity at a low facility cost and maintenance / repair cost without a location limitation, and that there is no fear of environmental destruction.

Description

소수력 발전시스템{SMALL WATER POWER GENERATION SYSTEM}SMALL WATER POWER GENERATION SYSTEM

본 발명은 소수력 발전시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 설치가 간단하고 비용이 저렴한 소수력 발전장치에 농업용 저수지 등에 담수되어 있는 유체를 이용함으로써 환경보존에 기여할 수 있는 그린에너지 발전시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a small hydro power generation system, and more particularly, to a green energy power generation system that can contribute to environmental preservation by using a fluid contained in an agricultural reservoir or the like in an easy and inexpensive small hydro power generation device.

국토보존, 환경파괴 및 자원고갈 등의 이유로, 태양광, 풍력 및 수력 등을 에너지원으로 하는 그린 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 그 중 수력을 이용하여 전기를 발전시키기 위하여는 댐을 건설하여야 하는데, 이는 넓은 토지를 잠식하고 환경의 파괴를 야기할 뿐만 아니라, 적지 않은 공사비가 소요되는 문제점이 있다. For reasons of national preservation, environmental destruction, and resource depletion, interest in green energy using solar, wind, and hydro is increasing. Among them, in order to generate electricity by using hydroelectric power, a dam must be constructed, which not only encroaches a large land and causes destruction of the environment, but also requires a lot of construction costs.

또한, 태양광을 이용하는 발전의 경우, 하루 동안 발전가용시간의 평균인 3.5시간을 고려하면 1년에 약 1,277시간의 발전이 가능하며, 풍력을 이용하는 발전의 경우, 하루 동안 발전가용시간의 평균인 4시간을 고려하면 1년에 약 1,460시간의 발전이 가능하여, 발전가용시간이 짧아 발전장치의 효율이 높지 않다는 단점이 있다.In addition, in the case of power generation using solar power, the power generation is possible for about 1,277 hours a year considering 3.5 hours, which is the average power available time during the day. Considering 4 hours, it is possible to generate about 1,460 hours in one year, and there is a disadvantage in that the efficiency of the power generation device is not high because the available power generation time is short.

그러나, 농업용 저수지와 같은 저수댐에서는 4월부터 10월까지 하루 24시간 동안 약 200일간 발전용수공급이 가능하여, 1년에 평균적으로 약 4,000시간 이상의 발전가용시간을 확보할 수 있으며, 특히 장마철인 7, 8월을 포함한 10월까지는 만수위의 방유가 가능하므로, 이와 같은 저수댐을 효율적으로 이용할 수 있는 소수력 발전시스템의 개발이 필요하다.
However, in reservoir dams such as agricultural reservoirs, it is possible to supply power for about 200 days for 24 hours a day from April to October, so that on average, more than 4,000 hours of power available can be obtained per year. Since flooding is possible until October, including July and August, it is necessary to develop a small hydro power generation system that can efficiently use such reservoirs.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 장소적 제한이 없이도 낮은 설비 비용 및 유지/보수 비용으로 높은 전기량을 안정적으로 발생시킬 수 있는 전기 발전시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an electric power generation system that can stably generate a high amount of electricity at a low equipment cost and maintenance / maintenance cost without a location limitation.

본 발명의 다른 목적은 환경 파괴의 우려가 없는 수력 발전시스템을 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide a hydroelectric power generation system that is free of environmental damage.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위한 것으로, 저수지의 담수부분의 하부레벨에 유입측이 위치하고 저수지의 외부로 연결되도록 배치되는 유입측 배관부(11)와, 저수지 외부에서 이 유입측 배관부(11)로부터 저수지의 최상부 레벨까지 경사지게 연장, 형성되는 경사배관부(12)로 이루어진 유체공급관(1); 상기 경사배관부(12)으로부터 소정 상하간격으로 분기되는 복수의 토출배관(2); 및 상기 토출배관(2)으로부터 배출되는 유체에 의해 회전되는 터빈(3)을 포함하는 소수력 발전시스템을 제공한다.The present invention is to achieve the above object, the inlet side pipe portion 11 is disposed so that the inlet side is located at the lower level of the fresh water portion of the reservoir and connected to the outside of the reservoir, and the inlet side pipe portion ( A fluid supply pipe (1) consisting of an inclined pipe portion (12) extending and inclined to the uppermost level of the reservoir from (11); A plurality of discharge pipes (2) branched from the inclined pipe portion (12) at predetermined vertical intervals; And a turbine 3 that is rotated by the fluid discharged from the discharge pipe 2.

또한, 상기 유체공급관(1)은 경사배관부(12)의 상단과 이어져 수직 하단으로 연장되는 수직하강부(13)를 더 포함하며, 상기 토출배관(2)은 상기 수직하강부(13)와 연결되어, 상기 경사배관부(12)로부터 상기 수직하강부(13)로 유입된 유체 또는 상기 토출배관(2)으로부터 토출된 유체에 의해 터빈(3)이 회전하는 것을 특징으로 한다.In addition, the fluid supply pipe 1 further includes a vertical lowering portion 13 extending from the upper end of the inclined pipe portion 12 to the vertical lower portion, the discharge pipe 2 is the vertical lowering portion 13 and The turbine 3 is rotated by the fluid flowing from the inclined pipe part 12 into the vertically lowering part 13 or the fluid discharged from the discharge pipe 2.

또한, 상기 토출배관(2)의 경사배관부(12)으로부터 분기되는 분기점측 일단에 스톱밸브(21)가 형성되어 있으며, 토출배관(2)의 토출구측 타단에 체크밸브(22)가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.In addition, a stop valve 21 is formed at one end of the branching point branched from the inclined pipe portion 12 of the discharge pipe 2, and a check valve 22 is formed at the other end of the discharge port 2 of the discharge pipe 2. It is characterized by being.

또한, 상기 소수력 발전시스템은 저수지의 수위에 따라 상기 스톱밸브(21)를 자동제어하는 수위조절센서를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the hydro-power generation system is characterized in that it further comprises a water level control sensor for automatically controlling the stop valve 21 according to the water level of the reservoir.

또한, 상기 터빈(3)은, 회전축(31); 상기 회전축(31)을 기준으로 등간격으로 회전축(31)의 옆면에 장착되는 복수개의 날개(32); 및 상기 날개(32)들의 양 측면에 장착되어, 유입되는 유체가 담기는 담수 공간을 형성하는 링 형상의 담수 고정틀(33)을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the turbine 3, the rotation shaft 31; A plurality of blades 32 mounted on side surfaces of the rotation shaft 31 at equal intervals based on the rotation shaft 31; And a ring-shaped fresh water fixing frame 33 mounted on both sides of the wings 32 to form a fresh water space in which the incoming fluid is contained.

또한, 상기 터빈(3)은, 상기 날개(32)들의 상부에 위치하고 상기 날개(32)들의 폭보다 큰 폭을 가져, 상기 터빈(3)에서 유출되는 유체를 막는 담수커버(34); 및 상기 담수커버(34) 내에 밀착되게 연결되어 상기 날개(32)들에 부딪쳐 반사되어 유출되는 유체를 상기 담수 공간으로 유도하는 유체 유도관을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.In addition, the turbine 3, the fresh water cover 34 which is located on the top of the blades (32) and has a width larger than the width of the blades (32) to block the fluid flowing out of the turbine (3); And a fluid induction pipe connected in close contact with the fresh water cover 34 to guide the fluid flowing out of the fresh water space by hitting the wings 32 and being reflected.

또한, 상기 터빈(3)은 복수개의 터빈(3)이 수직으로 배열되어 있는 것을 특징으로 한다.
In addition, the turbine 3 is characterized in that a plurality of turbines 3 are arranged vertically.

본 발명에 의하면, 장소적 제한이 없이도 낮은 설비 비용 및 유지/보수 비용으로 높은 전기량을 안정적으로 발생시킬 수 있을 뿐만 아니라, 환경 파괴의 우려가 없는 수력 발전시스템을 제공할 수 있다.
According to the present invention, it is possible to provide a hydroelectric power generation system that can stably generate a high amount of electricity at a low facility cost and maintenance / repair cost without a location limitation, and that there is no fear of environmental destruction.

도 1은 본 발명에 따른 소수력 발전시스템의 개략적인 구성을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 소수력 발전시스템의 구체적인 구성을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 스톱밸브(21) 및 체크밸브(22)가 형성된 토출배관(2)을 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명의 발전시스템의 메카니즘을 설명하기 위한 도식도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 터빈(3)의 일부를 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 터빈(3)의 담수 고정틀(33) 및 담수커버(34)를 나타낸 도면.
도 7은 도 6의 터빈(3)의 전기에너지를 생성하는 발전부(4)의 일실시예로 사용되는 증속기를 나타낸 도면.1 is a view showing a schematic configuration of a hydrophobic power generation system according to the present invention.
2 is a view showing a specific configuration of a hydrophobic power generation system of the present invention.
3 is a perspective view showing a discharge pipe 2 in which a stop valve 21 and a check valve 22 according to the present invention are formed.
Figure 4 is a schematic diagram for explaining the mechanism of the power generation system of the present invention.
5 shows a part of a turbine 3 according to an embodiment of the invention.
6 is a view showing a fresh water fixing frame 33 and a fresh water cover 34 of the turbine 3 according to the embodiment of the present invention.
7 is a view showing a speed increaser used as an embodiment of the power generation unit 4 for generating electrical energy of the turbine 3 of FIG. 6.

본 발명은, 저수지의 담수부분의 하부레벨에 유입측이 위치하고 저수지의 외부로 연결되도록 배치되는 유입측 배관부(11)와, 저수지 외부에서 이 유입측 배관부(11)로부터 저수지의 최상부 레벨까지 경사지게 연장, 형성되는 경사배관부(12)로 이루어진 유체공급관(1); 상기 경사배관부(12)으로부터 소정 상하간격으로 분기되는 복수의 토출배관(2); 및 상기 토출배관(2)으로부터 배출되는 유체에 의해 회전되는 터빈(3)을 포함하는 소수력 발전시스템에 관한 것이다.
According to the present invention, the inlet side pipe portion 11 is disposed at the lower level of the fresh water portion of the reservoir and is arranged to be connected to the outside of the reservoir, and from the inlet side pipe portion 11 to the top level of the reservoir outside the reservoir. A fluid supply pipe (1) consisting of an inclined pipe portion (12) extending and formed obliquely; A plurality of discharge pipes (2) branched from the inclined pipe portion (12) at predetermined vertical intervals; And a turbine 3 which is rotated by the fluid discharged from the discharge pipe 2.

이하, 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the present invention will be described in detail.

도 1은 본 발명에 따른 소수력 발전시스템의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.1 is a view showing a schematic configuration of a small hydro power generation system according to the present invention.

본 발명의 발전시스템은 유입측 배관부(11)와 경사배관부(12)가 연결된 유체공급관(1), 상기 유체공급관(1)으로부터 분기된 토출배관(2) 및 상기 토출배관(2)으로부터 토출된 유체에 의해 회전되는 터빈(3)으로 구성되어 있다.The power generation system of the present invention includes a fluid supply pipe (1) to which the inlet side pipe part (11) and the inclined pipe part (12) are connected, the discharge pipe (2) branched from the fluid supply pipe (1), and the discharge pipe (2). It consists of the turbine 3 rotated by the discharged fluid.

좀 더 상세히 설명하면 본 발명은 농업용 저수지와 같은 소규모의 저수댐에 설치되는 수력발전시스템에 관한 것으로, 상기 유입측 배관부(11)에 의하여, 저수댐의 안쪽, 즉 저수지의 담수된 부분(I)으로부터 저수지의 바깥쪽으로 유체(물)을 이송시키며, 이를 위하여 저수지의 담수부분의 하부의 레벨에 그 유입측이 위치하도록 배치되고, 상기 유입측 배관부(11)는 상기 저수댐(0)을 통과하여 외부에 저수지의 물을 배출할 수 있도록 하며, 물의 배출이 용이하도록 하기 위하여 유입측보다 저수댐(0)을 통과하는 부분이 낮게 경사지게 배치되는 것이 바람직하다.In more detail, the present invention relates to a hydroelectric power system installed in a small reservoir dam, such as an agricultural reservoir, by the inlet pipe 11, the inside of the reservoir dam, that is, the fresh water portion of the reservoir (I) ) To transfer the fluid (water) to the outside of the reservoir, so that the inlet side is located at the lower level of the fresh water portion of the reservoir, and the inlet pipe portion 11 is connected to the reservoir dam (0). It is preferable that the portion passing through the reservoir dam (0) is inclined lower than the inflow side in order to pass through and discharge the water of the reservoir to the outside, and to facilitate the discharge of water.

상기 유입측 배관부(11)는 저수지의 외부에서 경사배관부(12)로 연장되어 형성하는데, 상기 경사배관부(12)는 저수지의 최상부 높이까지 연장되며, 경사지게 연장되는 것이 바람직하다. The inlet-side pipe portion 11 is formed to extend from the outside of the reservoir to the inclined pipe portion 12, the inclined pipe portion 12 is extended to the top height of the reservoir, it is preferable to extend inclined.

상기와 같은 유입측 배관부(11)와 경사배관부(12)로 이루어진 유체공급관(1)에 의하여 저수지에 저수된 물이 외부로 이송되며, 저수지의 수위에 따라 경사배관부(12)에 차오르는 물의 수위가 결정된다. 즉, 저수지의 물의 압력에 의하여 저수지 수위와 동일한 높이로 경사배관부(12)에 물이 채워진다. 경사배관부(12)는 저수지의 최상부 레벨까지 연장되어 있으므로, 저수지의 물이 만수위까지 차오르면 경사배관부(12)의 최상부까지 물이 차게 되고, 저수지의 물이 만수위보다 밑에 저장되어 있으면 경사배관부(12)의 각각 동일한 높이까지 물이 차게 된다. 이와 같이, 경사배관부(12)의 중간부위까지 물이 차 있을 때, 물을 토출시키기 위한 구성으로 하기의 토출배관(2)이 형성되어 있다.The water stored in the reservoir is transferred to the outside by the fluid supply pipe 1 including the inlet-side pipe part 11 and the inclined pipe part 12 as described above, and is filled in the inclined pipe part 12 according to the water level of the reservoir. The water level is determined. That is, water is filled in the inclined pipe part 12 at the same height as the reservoir level by the pressure of the water of the reservoir. Since the inclined pipe portion 12 extends to the top level of the reservoir, when the water in the reservoir rises to the full water level, the water fills up to the top of the inclined pipe portion 12, and the inclined pipe is stored below the full water level. Water is filled up to the same height of each of the portions 12. As described above, when water is filled up to the middle portion of the inclined pipe portion 12, the discharge pipe 2 described below is formed to discharge the water.

상기 토출배관(2)은 상기 경사배관부(12)의 중간에 소정의 상하 간격으로 분기되어 있는 것으로, 바람직하게는 2개 이상 설치되는 것이 좋다. 상기 경사배관부(12)에 차 오른 물은 상기 토출배관(2)을 통하여 외부로 토출되게 되며, 경사배관부(12)에 차 오른 물의 높이에 따라 토출되는 높이가 달라지므로 소정의 간격을 두고 여러개가 형성되는 것이 바람직하다.The discharge pipes 2 are branched at predetermined vertical intervals in the middle of the inclined pipe portions 12, and preferably two or more discharge pipes are provided. The water filled in the inclined pipe part 12 is discharged to the outside through the discharge pipe (2), the height is discharged in accordance with the height of the water filled in the inclined pipe part 12 at a predetermined interval It is preferable that several are formed.

또한, 상기 유체공급관(1)은 바람직하게 상기 경사배관부(12)의 최상부에서 연결되며 수직하단방향으로 연장되어 말단이 개방되어 있는 수직하강부(13)를 포함하고 있다. 저수지가 만수위일 때, 상기 경사배관부(12)의 최상단까지 차오른 물은 상기 수직하강부(13)를 통하여 수직 하단방향으로 배출된다.In addition, the fluid supply pipe (1) preferably includes a vertical lowering portion 13 which is connected at the top of the inclined pipe portion 12 and extends in the vertical lower end direction and has an open end. When the reservoir is at full water level, water filled up to the top of the inclined pipe part 12 is discharged in the vertical lower direction through the vertical lowering part 13.

상기 경사배관부(12) 및 토출배관(2)을 통하여 배출된 물은 낙하하여 하부에 위치한 터빈(3)을 회전시키게 된다. 상기 터빈(3)은 터빈(3)에 연동되어 있는 발전부(미도시)에 의하여 상기 낙하하는 물의 에너지를 전기에너지로 변환하도록 한다. The water discharged through the inclined pipe part 12 and the discharge pipe 2 drops to rotate the turbine 3 located below. The turbine 3 converts the energy of the falling water into electrical energy by a power generation unit (not shown) interlocked with the turbine 3.

상기 터빈(3)은 지면과 가까운 낮은 위치에 하나가 설치될 수도 있고, 수직으로 위치한 복수개의 터빈(3)이 설치될 수도 있다. 상기 터빈(3)의 상부에는 경사배관부(12) 또는 수직하강부(13)의 배출구측이 위치하여 이로부터 배출된 물이 터빈(3)을 회전시키도록 하며, 터빈(3)이 복수개 설치되어 있는 경우, 상기 복수개의 토출배관(2) 중 일부는 복수개가 수직 배열된 터빈(3)의 사이에 위치하여 최상부의 터빈(3)이 아닌 중간부분의 터빈(3)부터 회전시킬 수 있다.
One turbine 3 may be installed at a low position close to the ground, or a plurality of turbines 3 positioned vertically may be installed. The discharge side of the inclined pipe portion 12 or the vertical lower portion 13 is located at the upper portion of the turbine 3 so that the water discharged therefrom rotates the turbine 3, and a plurality of turbines 3 are installed. In this case, some of the plurality of discharge pipes 2 may be positioned between the turbines 3 in which the plurality of discharge pipes 2 are vertically arranged, and may rotate from the turbine 3 in the middle portion instead of the top turbine 3.

도 2는 본 발명의 소수력 발전시스템의 구체적인 구성을 나타낸 도면이다.2 is a view showing a specific configuration of a small hydro power system of the present invention.

본 발명에 따른 소수력 발전시스템은 상기의 유입측 배관부(11), 경사배관부(12) 및 수직하강부(13)로 이루어진 유체공급관(1); 토출배관(2); 및 터빈(3)의 구성에 더하여, 수위에 따라 발전시스템의 작동을 조절하는 밸브를 포함하고 있다.Hydrophobic power generation system according to the present invention is a fluid supply pipe (1) consisting of the inlet side pipe portion 11, the inclined pipe portion 12 and the vertical lower portion (13); Discharge piping (2); And a valve for adjusting the operation of the power generation system in accordance with the water level, in addition to the configuration of the turbine 3.

이러한 밸브로 상기 경사배관으로부터 토출배관(2)이 분기되는 분기점 부분의 토출배관(2)측에 스톱밸브(21)가 형성되어 있으며, 그 반대편측 타단, 즉 토출배관(2)의 토출구측에 체크밸브(22)가 형성되어 있다.A stop valve 21 is formed at the discharge pipe 2 side of the branch point where the discharge pipe 2 is branched from the inclined pipe by such a valve, and the other end of the opposite side, that is, at the discharge port side of the discharge pipe 2, is provided. The check valve 22 is formed.

도 3은 상기 스톱밸브(21) 및 체크밸브(22)가 형성된 토출배관(2)을 나타낸 사시도이다.3 is a perspective view showing the discharge pipe 2 in which the stop valve 21 and the check valve 22 are formed.

상기 스톱밸브(21)는 저수지의 수위에 따라 조절되는 밸브로서, 상기 경사배관부(12)로부터 상기 토출배관(2)으로 유입되는 물의 흐름을 조절한다. 터빈(3)을 회전시키는 힘은 높이가 높을수록 커지기 때문에, 상기 스톱밸브(21)는 경사배관부(12)에 차 있는 물의 수위보다 낮은 위치에 있는 토출배관(2)으로 물이 토출되지 않도록 조절하는 역할을 한다. 따라서, 낮은 위치의 토출배관(2)으로는 물이 토출되지 않고 보다 높은 위치에 있는 토출배관(2)으로 물을 토출시켜서 물이 가지고 있는 위치에너지를 최대한으로 사용할 수 있도록 한다. The stop valve 21 is a valve adjusted according to the water level of the reservoir, and adjusts the flow of water flowing from the inclined pipe portion 12 to the discharge pipe (2). Since the force for rotating the turbine 3 increases as the height increases, the stop valve 21 prevents water from being discharged to the discharge pipe 2 at a position lower than the level of the water filled in the gradient pipe 12. It plays a role in controlling. Therefore, water is not discharged to the discharge pipe 2 at the lower position, and water is discharged to the discharge pipe 2 at the higher position so that the potential energy of the water can be used to the maximum.

또한, 상기 유입측 배관부(11)의 저수지 내부 유입구 말단에 스톱밸브(23)를 설치하여 저수지 물의 유입을 조절할 수 있으며, 상기 유입측 배관부(11)와 경사배관부(12)의 연결부분에 외부로 물을 유출할 수 있도록 또 다른 스톱밸브(24)를 구비한 관을 설치할 수 있다.In addition, by installing a stop valve 23 at the end of the inlet of the reservoir inlet of the inlet pipe portion 11 to control the inflow of the reservoir water, the connection portion of the inlet pipe 11 and the inclined pipe 12 In order to allow the water to flow out to the outside can be provided with a pipe provided with another stop valve (24).

이러한 스톱밸브(21, 23, 24)는 수동식으로 작동할 수 있고, 또한 수위조절센서를 사용하여 자동적으로 작동할 수 있다. 상기 수위조절센서(미도시)는 저수지의 수위 또는 경사배관부(12)의 수위를 체크하여 자동으로 스톱밸브(21)를 제어하는 방식을 사용하는 것이 바람직하다.These stop valves 21, 23, 24 can be operated manually and can also be operated automatically using a level control sensor. The water level control sensor (not shown) is preferably used to check the water level of the reservoir or the water level of the inclined pipe 12 to automatically control the stop valve (21).

상기 체크밸브(22)는 토출배관(2)의 토출구측에 형성되어, 상기 경사배관부(12), 수직하강부(13) 또는 상부에 위치한 토출배관(2)에서 배출된 물이 낙하하면서 그 압력에 의하여 토출배관(2)측으로 역류하는 것을 방지하는 역할을 한다.
The check valve 22 is formed at the discharge port side of the discharge pipe 2, and the water discharged from the discharge pipe 2 located at the inclined pipe 12, the vertical lowering portion 13 or the upper portion thereof is dropped. It serves to prevent the back flow to the discharge pipe (2) by the pressure.

도 4는 본 발명의 발전시스템의 메카니즘을 설명하기 위한 도식도이다.4 is a schematic view for explaining the mechanism of the power generation system of the present invention.

도 4의 (a)는 저수댐에 저수된 물이 만수위에 도달했을 때의 본 발명의 발전시스템의 작동 모습이다. 물이 만수위에 도달하였을 경우에는 경사배관부(12)의 최상부까지 물이 가득 차게 된다. 이때 수위조절센서에 의하여 토출배관(2)에 위치한 스톱밸브(21)들은 모두 차단이 되어 토출배관(2)으로 물이 흐르지 못하게 되며, 경사배관부(12)의 최상부에서 연결된 수직하강부(13)로 물이 흘러 h1의 높이의 위치에너지(mgh1)를 가진 물에 의하여 터빈(3)을 작동하게 되어, 가장 많은 전기에너지를 발생하게 된다.Figure 4 (a) is an operation of the power generation system of the present invention when the water stored in the reservoir dam reaches the full water level. When the water reaches the full water level, the water is filled up to the top of the inclined pipe 12. At this time, all of the stop valves 21 located in the discharge pipe 2 are blocked by the water level control sensor so that no water flows into the discharge pipe 2, and the vertical lowering part 13 connected to the uppermost part of the inclined pipe part 12. Water flows into the) to operate the turbine 3 by water having a potential energy (mgh1) of the height of h1, thereby generating the most electric energy.

도 4의 (b)의 경우 저수댐에 저수된 물이 만수위까지 도달하지 못했을 때의 모습이다. 이때 물의 수위는 A 토출배관(2)과 B 토출배관(2)의 높이 사이에 위치하며, 수위조절센서에 의하여 B 토출배관(2) 보다 낮은 위치에 존재하는 C 토출배관(2)에 위치한 스톱밸브(21)는 차단이 되며, A 토출배관(2), B 토출배관(2) 및 이보다 높은 위치에 존재하는 스톱밸브(21)는 모두 개방이 된다. 따라서, 결과적으로 B 토출배관(2)으로 물이 흐르게 되어 h2의 높이의 위치에너지(mgh2)를 가진 물에 의하여 터빈(3)이 작동되며, 물이 가진 위치에너지를 최대한 활용한 전기에너지를 발생하도록 한다.In the case of Figure 4 (b) is a state when the water stored in the reservoir dam did not reach the full water level. At this time, the water level is located between the height of the A discharge pipe (2) and the B discharge pipe (2), the stop located in the C discharge pipe (2) present in the lower position than the B discharge pipe (2) by the water level control sensor The valve 21 is shut off, and the A discharge pipe 2, the B discharge pipe 2, and the stop valve 21 existing at a higher position are all opened. Therefore, as a result, water flows into the B discharge pipe 2, and the turbine 3 is operated by the water having the potential energy mgh2 of the height of h2, thereby generating electric energy that makes the most of the potential energy of the water. Do it.

이와 같이 물의 수위에 따라 수위보다 낮은 위치에 있는 스톱밸브(21)는 그 중 최상위의 것을 제외하고 모두 차단함으로써, 물이 가진 위치에너지를 최대한 이용하여 전기에너지를 발생시킬 수 있을 뿐만 아니라, 기존의 수력 발전 시스템이 일정 높이 이하의 수위인 경우 방류 자체가 불가능하여 발전 시스템을 가동시킬 수 없었음에 비하여, 본 발명의 발전시스템의 경우, 수위에 따라 발전시스템을 조절하여 다양한 수위에서 모두 발전이 가능하도록 하였다.
As such, the stop valve 21 at a position lower than the water level according to the water level blocks all except the uppermost one, thereby generating electric energy using the potential energy of water as well as the existing water. When the hydroelectric power generation system is at a level below a certain height, the discharge itself is impossible and the power generation system cannot be operated. In the case of the power generation system of the present invention, the power generation system can be adjusted according to the water level to generate power at various levels. I did it.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 터빈(3)의 일부를 나타내는 도면이다.5 shows a part of a turbine 3 according to an embodiment of the invention.

도 5를 참조하면, 터빈(3)은 유입되는 유체(물)에 의하여 회전한다. Referring to FIG. 5, the turbine 3 rotates by the incoming fluid (water).

터빈(3)은 회전축(31)을 기준으로 등간격으로 회전축(31)의 옆면에 장착되는 날개(32)들을 구비한다. 이때, 본 발명의 실시예에 따른 날개(32)는 단면이 반원형인 구부러진 형상으로 되어 효과적으로 물을 담을 수 있도록 하는 것이 바람직하다.The turbine 3 has wings 32 mounted on the side surfaces of the rotation shaft 31 at equal intervals with respect to the rotation shaft 31. At this time, it is preferable that the wing 32 according to the embodiment of the present invention becomes a curved shape having a semicircular cross section to effectively contain water.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 터빈(3)의 담수 고정틀(33) 및 담수커버(34)를 나타낸 도면이다.6 is a view showing a fresh water fixing frame 33 and a fresh water cover 34 of the turbine 3 according to the embodiment of the present invention.

터빈(3)은 날개(32)들의 양 측면에 하나씩 위치하는 담수 고정틀(33)을 더 구비한다. 즉, 터빈(3)을 정면에서 바라본 도 6은 비록 하나의 담수 고정틀(33)만을 도시하고 있으나, 도시되지 아니하는 뒷면에도 하나의 담수 고정틀(33)이 더 구비된다.The turbine 3 further comprises a freshwater fixing frame 33 which is located one on each side of the wings 32. That is, although FIG. 6, which viewed the turbine 3 from the front, illustrates only one freshwater fixing frame 33, one freshwater fixing frame 33 is further provided on the rear surface which is not shown.

상기 담수 고정틀(33)은 날개(32)의 양 측면을 충분히 커버할 수 있는 직경으로 이루어져, 터빈(3)으로 유입된 물이 담수 고정틀(33)에 의하여 날개(32)의 양 측면으로 유출되지 않도록 하여 회전력을 크게 하는 역할을 한다.The fresh water fixing frame 33 has a diameter capable of sufficiently covering both sides of the wing 32, so that water introduced into the turbine 3 is not leaked to both sides of the wing 32 by the fresh water fixing frame 33. To increase the rotational force.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 터빈(3)은 상기와 같은 구부러진 오목한 형상의 날개(32), 및 날개(32)의 양 측면에 위치하는 담수 고정틀(33)에 의한 담수 공간을 구비함으로써 유입되는 유체에 대한 담수 능력을 향상시킬 수 있다. 터빈(3)의 담수 능력이 향상되면 회전 하중의 증가에 따른 터빈(3)의 회전력이 증가되므로, 전기 생산량을 증가시킬 수 있다.That is, the turbine 3 according to the embodiment of the present invention is introduced by having a fresh water space by the bent concave wing 32 and the fresh water fixing frame 33 located on both sides of the wing 32 as described above. It can improve the fresh water capacity for the fluid. When the fresh water capacity of the turbine 3 is improved, the rotational force of the turbine 3 increases with the increase of the rotational load, thereby increasing the amount of electricity produced.

다시 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 터빈(3)은 담수커버(34)를 더 구비할 수 있다. 담수커버(34)는 터빈(3)의 외부를 덮어 터빈(3)에서 유출되는 유체를 막을 수 있는 형상으로 이루어져 있으며, 터빈(3)의 상단의 물이 유입되는 유입구측과 하단의 물이 배출되는 배출구측에 물의 흐름을 가이드하는 보조판(36)을 구비하는 것이 바람직하다. 담수커버(34)는 담수커버 지지대(35)에 의해 고정될 수 있다. Referring back to FIG. 6, the turbine 3 according to the embodiment of the present invention may further include a fresh water cover 34. The fresh water cover 34 is configured to cover the outside of the turbine 3 to prevent the fluid flowing out of the turbine 3, and the water at the inlet side and the bottom of the top of the turbine 3 are discharged. It is preferable to have an auxiliary plate 36 for guiding the flow of water on the outlet side. The fresh water cover 34 may be fixed by the fresh water cover support 35.

이때, 담수커버(34)는 상기 날개(32)의 폭 이상의 폭을 구비하고, 상기 담수 고정틀(33)의 측면과 접하도록 하는 것이 물의 유출을 방지하는데 더 효율적일 수 있다.At this time, the fresh water cover 34 has a width or more than the width of the wing 32, it may be more efficient to prevent the outflow of water to be in contact with the side of the fresh water fixing frame 33.

바람직하게는, 터빈(3)은, 담수커버(34)와 연결되고 날개(32)에 부딪쳐 반사되어 유출되는 유체를 막아 터빈(3)으로 유입되는 유체의 중량을 최대화할 수 있는 유체 유도판(37)을 더 구비할 수 있다.
Preferably, the turbine 3 is a fluid guide plate that is connected to the fresh water cover 34 and hits the wing 32 to prevent the fluid flowing out of the turbine 3 to maximize the weight of the fluid flowing into the turbine 3 ( 37) may be further provided.

도 7은 도 6의 터빈(3)의 전기에너지를 생성하는 발전부(4)의 일실시예로 사용되는 증속기를 나타낸 도면이다. FIG. 7 is a view showing a speed increaser used as an embodiment of the power generation unit 4 for generating electrical energy of the turbine 3 of FIG. 6.

상기 증속기는 상기 터빈(3)의 회전축(31)의 회전에 연동하여 함께 회전하는 제1기어(41), 상기 제1기어(41)에 연동하여 함께 회전하는 제2기어(42) 및 상기 제2기어(42)에 연동하여 함께 회전하는 제3기어(43)를 포함하며, 제2기어(42)는 반지름이 다른 두 개의 기어가 동일한 중심축을 중심으로 함께 회전하여, 작은 반지름 기어(421)는 상기 제1기어(41)에 연동하여 회전하며, 큰 반지름 기어(422)는 상기 제3기어(43)에 연동하여 회전하면서 그 회전력을 증폭하는 역할을 한다. 또한, 상기 제3기어(43)에 접속하여 전기에너지를 발생시키는 발전기(44)를 구비한다.
The speed reducer includes a first gear 41 that rotates together with the rotation of the rotary shaft 31 of the turbine 3, a second gear 42 that rotates together with the first gear 41, and the first gear 41. And a third gear 43 that rotates in conjunction with the second gear 42, and the second gear 42 rotates together with two gears having different radii about the same central axis. Rotate in conjunction with the first gear 41, the large radius gear 422 rotates in conjunction with the third gear 43 serves to amplify the rotational force. In addition, the generator 44 is connected to the third gear 43 to generate electrical energy.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해진다.
As described above, an optimal embodiment has been disclosed in the drawings and specification. Although specific terms have been used herein, these terms are only used for the purpose of describing the present invention and are not used to limit the scope of the present invention as defined in the meaning or claims. Therefore, the true technical protection scope of the present invention is defined by the technical spirit of the appended claims.

1 : 유체공급관 2 : 토출배관
3 : 터빈 4 : 발전부
11 : 유입측 배관부 12 : 경사배관부
13 : 수직하강부 21, 23 : 스톱밸브
22 : 체크밸브 31 : 회전축
32 : 날개 33 : 담수 고정틀
34 : 담수커버1: fluid supply pipe 2: discharge pipe
3: turbine 4: power generation unit
11: inflow pipe 12: inclined pipe
13: vertical lowering portion 21, 23: stop valve
22: check valve 31: rotating shaft
32: wing 33: freshwater fixing frame
34: freshwater cover

Claims (7)

저수지의 담수부분의 하부레벨에 유입측이 위치하고 저수지의 외부로 연결되도록 배치되는 유입측 배관부(11)와, 저수지 외부에서 이 유입측 배관부(11)로부터 저수지의 최상부 레벨까지 경사지게 연장, 형성되는 경사배관부(12)로 이루어진 유체공급관(1);
상기 경사배관부(12)으로부터 소정 상하간격으로 분기되는 복수의 토출배관(2);및
상기 토출배관(2)으로부터 배출되는 유체에 의해 회전되는 터빈(3)
을 포함하며,
상기 토출배관(2)의 경사배관부(12)으로부터 분기되는 분기점측 일단에 스톱밸브(21)가 형성되어 있으며, 토출배관(2)의 토출구측 타단에 체크밸브(22)가 형성되어 있고, 저수지의 수위에 따라 상기 스톱밸브(21)를 자동제어하는 수위조절센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소수력 발전시스템.
An inlet pipe portion 11 disposed at a lower level of the freshwater portion of the reservoir and arranged to be connected to the outside of the reservoir, and inclined to extend from the inlet pipe portion 11 to the top level of the reservoir outside the reservoir; A fluid supply pipe (1) consisting of inclined pipe portions (12);
A plurality of discharge pipes 2 branched from the inclined pipe part 12 at predetermined intervals; and
Turbine 3 rotated by the fluid discharged from the discharge pipe (2)
/ RTI >
A stop valve 21 is formed at one end of the branching point branched from the inclined pipe part 12 of the discharge pipe 2, and a check valve 22 is formed at the other end of the discharge port 2 of the discharge pipe 2. Small hydro power generation system, characterized in that it further comprises a water level control sensor for automatically controlling the stop valve (21) in accordance with the water level of the reservoir.
제 1항에 있어서,
상기 유체공급관(1)은 경사배관부(12)의 상단과 이어져 수직 하단으로 연장되는 수직하강부(13)를 더 포함하며, 상기 토출배관(2)은 상기 수직하강부(13)와 연결되어,
상기 경사배관부(12)로부터 상기 수직하강부(13)로 유입된 유체 또는 상기 토출배관(2)으로부터 토출된 유체에 의해 터빈(3)이 회전하는 것을 특징으로 하는 소수력 발전시스템.
The method of claim 1,
The fluid supply pipe 1 further includes a vertical lowering portion 13 extending from the top of the inclined pipe portion 12 to a vertical lower portion, and the discharge pipe 2 is connected to the vertical lowering portion 13. ,
A hydrophobic power generation system, characterized in that the turbine (3) is rotated by the fluid introduced from the inclined pipe portion (12) to the vertical down portion (13) or the fluid discharged from the discharge pipe (2).
삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 터빈(3)은,
회전축(31);
상기 회전축(31)을 기준으로 등간격으로 회전축(31)의 옆면에 장착되는 복수개의 날개(32);및
상기 날개(32)들의 양 측면에 장착되어, 유입되는 유체가 담기는 담수 공간을 형성하는 링 형상의 담수 고정틀(33)
을 포함하는 것을 특징으로 하는 소수력 발전시스템.
The method of claim 1,
The turbine 3,
Rotary shaft 31;
A plurality of blades 32 mounted on side surfaces of the rotation shaft 31 at equal intervals with respect to the rotation shaft 31; and
Mounted on both sides of the wings 32, ring-shaped fresh water fixing frame 33 to form a fresh water space containing the incoming fluid
Small hydro power generation system comprising a.
제 5항에 있어서,
상기 터빈(3)은,
상기 날개(32)들의 상부에 위치하고 상기 날개(32)들의 폭보다 큰 폭을 가져, 상기 터빈(3)에서 유출되는 유체를 막는 담수커버(34);및
상기 담수커버(34) 내에 밀착되게 연결되어 상기 날개(32)들에 부딪쳐 반사되어 유출되는 유체를 상기 담수 공간으로 유도하는 유체 유도관
을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 소수력 발전시스템.
6. The method of claim 5,
The turbine 3,
A fresh water cover 34 positioned above the blades 32 and having a width greater than that of the blades 32 to prevent fluid flowing out of the turbine 3; and
The fluid induction pipe connected in close contact with the fresh water cover 34 to induce the fluid flowing out reflected and hit the wings 32 to the fresh water space
Small power generation system characterized in that it further comprises.
제 5항에 있어서,
상기 터빈(3)은 복수개의 터빈(3)이 수직으로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 소수력 발전시스템.
6. The method of claim 5,
Said turbine (3) is characterized in that a plurality of turbines (3) are arranged vertically.
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