KR20180131364A - Water circulation type hydroelectric power generation - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a water circulation type hydroelectric power generation apparatus using water, such as rainwater, tap water supplied to each household in a city, and sewage, with an irregular flow rate as a power generation water to stably produce electric energy. To achieve this, according to the present invention, the water circulation type hydroelectric power generation apparatus comprises: a storage tank (110) to store water; a water supply pipe (120) to receive the water supplied from the outside; a water guide pipe (130) to downwardly guide the water supplied through the storage tank (110) or the water supply pipe (120); a generation impeller (132) installed in the water guide pipe (130) to produce electric power while being rotated by hydraulic power of the downwardly guided water; a second vertical guide pipe body (250) upwardly guiding the water dropped through the water guide pipe (130), including a second buffer tank (240) formed on a lower part to connect one side to the water guide pipe (130), and including a structure having an inner diameter gradually decreased toward the upper part while being integrally extended from the upper part of the second buffer tank (240); and a first vertical guide pipe body (150) having a first buffer tank (140) formed on a lower part to be connected to the second vertical guide pipe body (250) through a return pipe (260) and including a structure having an inner diameter gradually decreased toward the upper part while being integrally extended from the upper part of the first buffer tank (140).

Description

용수 순환식 수력 발전장치{WATER CIRCULATION TYPE HYDROELECTRIC POWER GENERATION}{WATER CIRCULATION TYPE HYDROELECTRIC POWER GENERATION}

본 발명은 수력 발전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 용수의 연속적인 순환 공급을 통해 전기에너지를 안정적으로 생산할 수 있도록 하는 용수 순환식 수력 발전장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hydraulic power generation apparatus, and more particularly, to a water circulation hydraulic power generation apparatus capable of stably producing electric energy through continuous circulation supply of water.

일반적으로, 수력발전이라 함은 높은 곳에 위치한 물의 위치에너지를 발전기 터빈의 운동에너지로 변환시키고 발전기 내부의 전자기유도 현상을 이용하여 전기에너지를 얻는 방법이다.Generally, hydroelectric power generation is a method of converting electric potential energy of water located at a high place into kinetic energy of a generator turbine and obtaining electric energy by using electromagnetic induction phenomenon in the generator.

보통 수력발전은 유량 수급이 일정한 강을 막아 댐을 짓고, 댐의 상류에 물을 가두었다가 수문을 열어 낙하하는 물로 터빈을 돌려, 터빈 내부의 로터 코일이 터빈을 따라서 회전되면서 전자기 유도가 발생되고, 이로써 전류를 생산하는 방식이다.Normally, hydroelectric power is generated by damming a river with a constant flow rate, confining water upstream of the dam, opening the gate and turning the turbine with falling water, and inducing electromagnetic induction as the rotor coil inside the turbine is rotated along the turbine , Thereby producing current.

그러나, 이러한 전통적인 방식의 수력발전은 대형 설비가 필요하고, 환경 파괴문제가 수반되어서 그 활용에 한계가 있는 문제점이 있었다.However, this conventional method of hydroelectric power generation has a problem in that it requires a large facility and is accompanied by an environmental destruction problem, which limits its utilization.

한편, 이러한 문제를 개선하기 위한 종래 기술로서, 특허등록 제1125235호에서는 특별한 장소와 지형적인 여건의 제약 없이 간편하게 설치가 가능한 소수력 발전장치에 관련된 기술이 개시된 바 있다.On the other hand, as a conventional technique for solving such a problem, Patent Registration No. 1125235 discloses a technique related to a small hydro-electric power generating apparatus which can be easily installed without restriction of a specific place and a geographical condition.

그러나, 상기한 종래 기술에서는 물의 공급이 연속적으로 이루어질 수 있는 환경에 설치가 이루어져야 하기 때문에, 빗물이나 일반 가정으로 공급되는 상수 또는 각 가정에서 사용된 후 배출되는 하수와 같이 불연속적인 유량을 갖는 환경에는 적용이 어려운 문제점이 있었다.However, in the above-mentioned prior art, since the water must be installed in an environment in which the supply of water can be continuously performed, an environment having a discontinuous flow rate such as rainwater, a constant supply to households, There is a problem that it is difficult to apply.

본 발명은 상기한 종래 기술에서의 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로서, 용수의 순환을 통해 물의 공급이 연속적으로 이루어질 수 있는 용수 순환식 수력 발전장치를 제공함으로서 안정적인 전기에너지의 생산이 이루어질 수 있도록 하는데 목적이 있다.The present invention has been proposed in order to solve the above-mentioned problems in the prior art, and it provides a water circulation type hydroelectric power generating apparatus in which supply of water can be continuously performed through circulation of water, so that stable electric energy can be produced There is a purpose.

상기 목적을 이루기 위한 본 발명의 수력 발전장치는, 용수가 저장되는 저장탱크와; 외부로 부터 용수의 공급이 이루어지는 용수 공급관과; 상기 저장탱크 또는 용수 공급관을 통해 공급되는 용수의 하향 안내가 이루어지는 용수 안내관과; 상기 용수 안내관 내에 설치되어 하향 안내되는 용수의 수력에 의해 회전이 이루어지면서 전력을 생산하는 발전 임펠러와; 상기 용수 안내관을 통해 낙하된 용수를 상향으로 유도하되, 하부에는 용수 안내관이 일측에 연결되는 제2버퍼탱크가 구비되고, 제2버퍼탱크 상부에 일체로 연장 형성되되, 상향으로 갈수록 내경이 점차 감소되는 구조를 이루어 구성된 제2수직유도관체와; 상기 제2수직유도관체와 복귀관을 통해 연결되는 제1버퍼탱크가 하부에 구비되고, 제1버퍼탱크 상부에 일체로 연장 형성되되, 상향으로 갈수록 내경이 점차 감소되는 구조를 이루어 구성된 제1수직유도관체;를 포함하는 구성을 이루는 것을 특징으로 한다.To achieve the above object, the present invention provides a hydroelectric power generating apparatus comprising: a storage tank for storing water; A water supply pipe for supplying water from the outside; A water guide pipe for guiding downward the water supplied through the storage tank or the water supply pipe; A power impeller installed in the water guide pipe to generate electric power by being rotated by a hydraulic force of downwardly directed water; A second buffer tank having a water guide pipe connected to one side of the water guide pipe is integrally formed at an upper portion of the second buffer tank and an inner diameter A second vertical induction tube having a gradually decreasing structure; A first buffer tank connected to the second vertical induction tube through a return pipe is provided at a lower portion of the first buffer tank, and an inner diameter of the first buffer tank is extended toward the upper portion of the first buffer tank, And an induction tube.

이때, 상기 제1수직유도관체 및 제2수직유도관체는 복수의 단위유도관체가 상방으로 연속적으로 연결된 구조를 이루되, 상기 각각의 단위유도관체는 상방으로 갈수록 내경이 점차 감소되는 형상을 이루며, 각각의 단위유도관체에는 용수를 상방으로 강제 이송시키기 위한 순환펌프가 구성된다.At this time, the first vertical induction tube and the second vertical induction tube may have a structure in which a plurality of unit induction tubes are continuously connected upward, and each of the unit induction tubes has a shape in which the inner diameter gradually decreases toward the upward direction, Each unit-guiding tube is constituted by a circulation pump for forcibly transferring the water upward.

그리고, 상기 제1수직유도관체 및 제2수직유도관체 내부에는 복수개의 단위관으로 형성되는 제1층류유도관 어셈블리 및 제2층류유도관 어셈블리가 구비되었다.A first laminar guide tube assembly and a second laminar guide tube assembly are formed in the first vertical guide tube and the second vertical guide tube, the first laminar guide tube assembly and the second laminar guide tube tube being formed of a plurality of unit tubes.

또한, 본 발명의 수력 발전장치는, 용수가 저장되는 저장탱크와; 상기 저장탱크로 부터 공급되는 용수가 하향 안내되어지는 용수 안내관과; 상기 용수 안내관 내에 설치되어 하향 안내되는 용수의 수력에 의해 회전이 이루어지면서 전력을 생산하는 발전 임펠러와; 상기 용수 안내관의 하단부에 연장 형성되어 하향 안내된 용수를 다시 상향으로 이동시켜서 저장탱크로 복귀시키기 위한 순환펌프가 구비된 용수 순환관과; 상기 저장탱크의 용수 보충을 위해 외부로 부터 용수의 공급이 이루어지는 용수 공급관;을 포함하는 구성을 이루는 것을 특징으로 한다.Further, the hydroelectric power generating device of the present invention comprises: a storage tank in which water is stored; A water guide pipe for guiding the water supplied from the storage tank downward; A power impeller installed in the water guide pipe to generate electric power by being rotated by a hydraulic force of downwardly directed water; A water circulation pipe extending from a lower end of the water guide pipe and having a circulation pump for moving the downwardly directed water upward to return to the storage tank; And a water supply pipe through which water is supplied from the outside to replenish the water in the storage tank.

이러한 본 발명의 순환식 수력 발전장치는, 빗물이나 도시의 각 가정으로 공급되는 상수 또는 하수와 같이 불규칙한 유량을 갖는 물을 발전 용수로 활용하여 안정적인 전기에너지의 생산이 이루어질 수 있도록 하는 효과를 나타낸다.The circulation type hydroelectric power generation apparatus of the present invention has the effect of enabling stable production of electric energy by using water having an irregular flow rate such as rainwater or water supplied to each household in the city as power generation water.

특히, 발전 용수로 하향 공급된 유량을 다시 상향으로 순환시켜서 연속적인 순환 사이클을 이루도록 함으로서 전기에너지가 연속적으로 발생되어질 수 있는 이점을 나타낸다.In particular, it shows the advantage that the electric energy can be generated continuously by circulating the flow rate downwardly supplied to the power generation water again upwards to form a continuous circulation cycle.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 순환식 수력 발전장치의 개략적인 단면 구조도.
도 2는 본 발명에서 수력 발전장치의 제1 수직유도관체 단면 상세도.
도 3은 도 1의 A-A부 단면 구조도.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 순환식 수력 발전장치 개략 구조도.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에서 도 4의 B-B부 단면 구조도.
도 6은 도 4의 C부 상세 구조도.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에서 용수 안내관의 상,하부 덕트 분해 측면도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic cross-sectional structural view of a circulation type hydroelectric power generating apparatus according to a first embodiment of the present invention; FIG.
2 is a detailed sectional view of a first vertical induction pipe section of the hydroelectric power generating apparatus according to the present invention.
3 is a cross-sectional view taken along line AA in Fig.
4 is a schematic structural view of a circulating hydraulic power generating apparatus according to a second embodiment of the present invention.
Fig. 5 is a cross-sectional structural view of the BB section in Fig. 4 in the second embodiment of the present invention. Fig.
Fig. 6 is a detailed structural view of part C of Fig.
7 is an exploded side view of the upper and lower ducts of the water guide pipe in the second embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 구체적인 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 살펴보기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 용수 순환식 수력 발전장치의 구성을 도 1 내지 도 3을 통해 살펴보면 다음과 같다.First, the construction of the water circulation type hydroelectric power generating apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1 through FIG.

본 실시 예에서의 순환식 수력 발전장치(1000)는, 용수가 저장되는 저장탱크(110)와, 외부로 부터 용수의 공급이 이루어지는 용수 공급관(120)과, 상기 저장탱크(110) 또는 용수 공급관(120)을 통해 공급되는 용수의 하향 안내가 이루어지는 용수 안내관(130)과, 상기 용수 안내관(130) 내에 설치되어 하향 안내되는 용수의 수력에 의해 회전이 이루어지면서 전력을 생산하는 발전 임펠러(132)와, 상기 용수 안내관(130)을 통해 낙하된 용수를 상향으로 유도하되, 하부에는 용수 안내관(130)이 일측에 연결되는 제2버퍼탱크(240)가 구비되고, 제2버퍼탱크(240) 상부에 일체로 연장 형성되되, 상향으로 갈수록 내경이 점차 감소되는 구조를 이루어 구성된 제2수직유도관체(250)와, 상기 제2수직유도관체(250)와 복귀관(260)을 통해 연결되는 제1버퍼탱크(140)가 하부에 구비되고, 제1버퍼탱크(140) 상부에 일체로 연장 형성되되, 상향으로 갈수록 내경이 점차 감소되는 구조를 이루어 구성된 제1수직유도관체(150)로 구성된다.The circulation hydraulic power generation apparatus 1000 according to the present embodiment includes a storage tank 110 in which water is stored, a water supply pipe 120 in which water is supplied from the outside, (130) for guiding downward the water supplied through the water guide pipe (120), a power impeller (130) installed in the water guide pipe (130) for generating electric power by being rotated by hydraulic power of downwardly directed water A second buffer tank 240 for guiding the water dropped down through the water guide pipe 130 upward and connected to one side of the water guide pipe 130 at a lower portion thereof, A second vertical induction tube 250 integrally formed on the upper portion of the first vertical induction tube 240 and having an inner diameter gradually reduced toward the upper side and a second vertical induction tube 250 extending through the second vertical induction tube 250 and the return tube 260 A first buffer tank 140 to be connected is provided at a lower portion, And a first vertical induction pipe body 150 integrally formed on the upper portion of the first buffer tank 140 and having an inner diameter gradually reduced toward the upper side.

상기 용수 안내관(130)은 지면과 약 40~90°범위의 각도를 이루게 되는데, 바람직하게는 60~70°를 이루도록 함으로서 최대의 발전효율을 달성할 수 있게된다.The water guide pipe 130 has an angle of about 40 to 90 degrees with the ground, and preferably 60 to 70 degrees, thereby achieving maximum power generation efficiency.

그리고, 저장탱크(110)의 입구측에는 저장탱크 게이트(111)가 구비되고, 상기 저장탱크(110)는 저장탱크 연결관(112)에 의해 용수 공급관(120)과 연결된다. 이러한 저장탱크 게이트(111)는 관내 발전용수의 압력을 조절할 수 있는 게이트밸브가 사용됨이 바람직하다.A storage tank gate 111 is provided at an inlet side of the storage tank 110 and the storage tank 110 is connected to the water supply pipe 120 by a storage tank connection pipe 112. It is preferable that the storage tank gate 111 is a gate valve that can control the pressure of the power generation water in the pipe.

또한, 용수 공급관(120)의 하류측에는 관내 발전 용수의 압력을 조절함과 함께 용수량 조절을 위한 용수 공급관 게이트(121)가 구비된다.In addition, a water supply pipe gate 121 for regulating the pressure of the power generation water in the pipe and regulating the water amount is provided on the downstream side of the water supply pipe 120.

그리고, 용수 안내관(130)은 용수가 통과되는 부분(발전부)과 용수가 통과되지 않는 부분(비 발전부)이 회전축(131)을 기준으로 연장된 격벽에 의해 구분되어지게 된다.The portion of the water guide pipe 130 where the water passes (the power generating portion) and the portion where the water does not pass (the non-power generating portion) are separated by the partition wall extending with respect to the rotation shaft 131.

한편, 제1수직유도관체(150) 및 제2수직유도관체(250)는 복수의 단위유도관체(150a~150e)가 상방으로 연속적으로 연결된 구조를 이루되, 상기 각각의 단위유도관체(150a~150e)는 상방으로 갈수록 내경이 점차 감소되는 형상을 이루며, 각각의 단위유도관체(150a~150e)에는 용수를 상방으로 강제 이송시키기 위한 순환펌프(151,152,153,154)가 구성된다.The first vertical induction pipe body 150 and the second vertical induction pipe body 250 have a structure in which a plurality of unit induction tubes 150a to 150e are continuously connected upwardly, 150e are formed such that their inner diameters gradually decrease toward the upper part. Circulating pumps 151, 152, 153, 154 for forcedly transferring water upward are formed in the unit guiding tubes 150a to 150e.

상기 단위유도관체(150a~150e)의 연결 부위를 유선형으로 형성시킴으로서, 발전 용수의 운동에너지 손실이 최소화 될 수 있게 되며, 각 단위유도관체(150a~150e)의 직경(D1,D2,D3,D4,D5))은 선형적으로 감소되도록 형성시킬 수 있다.D2, D3, and D4 of each of the unit induction tubes 150a to 150e can be minimized by forming a connection portion of the unit induction tubes 150a to 150e in a streamlined manner, , D5) may be formed to be linearly reduced.

또한, 제1수직유도관체(150) 및 제2수직유도관체(250) 내부에는 복수개의 단위관으로 형성되는 제1층류유도관 어셈블리(171,172,173,174) 및 제2층류유도관 어셈블리(271)가 구비되었다.The first vertical induction pipe assemblies 171, 172, 173, and 174 and the second laminar induction pipe assemblies 271, which are formed of a plurality of unit pipes, are provided in the first vertical induction pipe body 150 and the second vertical induction pipe body 250 .

상기 제2수직유도관체(250)는 제1수직유도관체(150)와 동일한 구성을 이루는 것으로서, 높이 별로 다수의 순환펌프(도면부호 미표시) 및 단위유도관체(도면부호 미표시)가 구비된 것을 도 1을 통해 확인할 수 있다.The second vertical induction tube 250 has the same configuration as the first vertical induction tube 150 and includes a plurality of circulation pumps (not shown) and a unit induction tube (not shown) 1.

도면 중 미설명 부호 260은 복귀관이고, 141과 241은 제1버퍼탱크(140) 및 제2버퍼탱크(240)의 바닥면을 각각 나타낸다.Reference numeral 260 denotes a return pipe, and reference numerals 141 and 241 denote the bottom surfaces of the first buffer tank 140 and the second buffer tank 240, respectively.

이와 같은 구성을 이루는 본 발명 수력 발전장치(1000)의 동작에 따른 작용효과를 살펴보기로 한다.Hereinafter, the operation and effect of the hydroelectric power generating apparatus 1000 according to the present invention will be described.

본 발명의 순환식 수력 발전장치(1000)는 외부로 부터 용수가 용수 공급관(120)을 통해 공급되어지면, 용수 안내관(130)을 통해 용수가 낙하되어지는 수력에 의해 발전 임펠러(132)가 회전되어지면서 전기 에너지의 생산이 이루어지게 된다.When the water is supplied from the outside through the water supply pipe 120, the water generated by the water drops through the water guide pipe 130 causes the power generation impeller 132 So that the electric energy is produced.

이때, 용수 공급관(120)을 통해 공급되는 용수의 양이 충분하여 수력 발전장치(1000)의 용량을 초과하는 경우에는 저장탱크 게이트(111)는 완전 개방하고, 용수 공급관 게이트(121)는 일부 개방함으로서 외부로 공급되는 용수의 일부를 저장탱크(110)에 저장시키게 된다.At this time, when the amount of the water supplied through the water supply pipe 120 is sufficient and exceeds the capacity of the hydroelectric power generator 1000, the storage tank gate 111 is fully opened and the water supply pipe gate 121 is partially opened So that a part of the water supplied to the outside is stored in the storage tank 110.

또한, 용수 공급관(120)을 통해 공급되는 용수의 양이 부족한 경우에는 저장탱크 게이트(111)와 용수 공급관 게이트(121)를 완전 개방하여, 저장탱크(110)의 저장 용수를 수력 발전에 보충하여 사용할 수 있게 된다.When the amount of the water supplied through the water supply pipe 120 is insufficient, the storage tank gate 111 and the water supply pipe gate 121 are completely opened to supplement the storage water of the storage tank 110 to the hydroelectric power generation .

따라서, 용수 공급관(120)으로 부터 유입되는 발전 용수의 유량이 불규칙적이더라도 저장탱크 게이트(111)와 용수 공급관 게이트(121)의 개폐 조절을 통해 발전 용수의 유량을 안정화시킬 수 있게 됨을 알 수 있다.Accordingly, even if the flow rate of the power generation water flowing from the water supply pipe 120 is irregular, the flow rate of the power generation water can be stabilized by opening / closing the storage tank gate 111 and the water supply pipe gate 121.

한편, 용수 안내관(130)으로 유입된 용수는 경사면을 따라 하향 이동되어지면서 용수의 흐름이 층류(laminar-flow)화 되어 발전 임펠러(132)의 회전이 이루어지고, 이러한 임펠러(132)의 회전동작에 따른 전자기유도가 발생되어 전력이 생산될 수 있다.On the other hand, the water introduced into the water guide pipe 130 is moved downward along the inclined surface to make the flow of the water laminar-flow so that the power impeller 132 rotates, and the rotation of the impeller 132 The electromagnetic induction according to the operation can be generated and electric power can be produced.

이후, 용수 안내관(130)을 통과한 용수는 제2 버퍼탱크(240)에서 1차 상승 유도가 이루어진 후 제2 복귀관(260)을 통해 제1 버퍼탱크(140)으로 유입되어 2차 상승유도가 이루어져서 다시 용수 공급관(120)으로 공급 되어짐으로서 순환식의 수력 발전이 반복되어지게 된다.Then, the water having passed through the water guide pipe 130 is introduced into the first buffer tank 140 through the second return pipe 260 after the first rising is induced in the second buffer tank 240, And then the water is supplied to the water supply pipe 120 again, so that the circulation hydraulic power generation is repeated.

특히, 제1 버퍼탱크(140)의 상부에 일체로 구성된 제1 수직유도관체(150)는 하부에서 유입된 용수를 상방으로 유도하여 최상단부에 연결된 제1 복귀관(160)을 통해 용수 공급관(120)으로 재공급이 이루어지게 된다.In particular, the first vertical induction pipe body 150 integrally formed on the upper portion of the first buffer tank 140 guides the water introduced from the lower portion to the upper side through the first return pipe 160 connected to the upper end, 120, respectively.

한편, 상기의 용수 복귀 순환 과정에서 제1 수직유도관체(150)에서는 상방으로 갈수록 내경이 점차 감소되는 형상을 이루는 다단 형태의 단위유도관체(150a~150e)에서 순환펌프(151,152,153,154)의 구동이 이루어짐으로서, 베르누이 정리에 의하여 내부를 통과하는 용수의 속도가 점차 상승하여 운동에너지가 향상될 수 있게 된다.Meanwhile, in the water returning circulation process, the circulation pumps 151, 152, 153, and 154 are driven in the multi-stage unit induction tubes 150a to 150e having a shape in which the inner diameter gradually decreases toward the upward direction in the first vertical induction tube body 150 As a result of the Bernoulli theorem, the speed of the water passing through the inside gradually increases, and the kinetic energy can be improved.

또한, 제1 층류유도관 어셈블리(171,172,173,174)는 발전 용수의 층류(laminar-flow)를 유도하기 위한 것으로서, 관류하는 발전 용수가 서로 혼합되어 난류가 형성됨에 따라 저항이 상승되고 발전 용수가 갖는 운동에너지가 손실되는 현상을 방지할 수 있게 된다.In addition, the first laminar flow guide assemblies 171, 172, 173, and 174 are for inducing laminar-flow of the power generation water. As the flowable power generation water is mixed with each other to form a turbulent flow, resistance increases and kinetic energy It is possible to prevent the phenomenon of loss of the signal.

이와 같은 작용효과는 하부의 제2 버퍼탱크(240) 및 제2 수직유도관체(250)에서도 동일하게 이루어지게 된다.The same effect is obtained in the second buffer tank 240 and the second vertical induction tube 250 in the lower part.

따라서, 본 발명의 순환식 수력발전장치(1000)는 다층 형태로 구성된 제1,2 버퍼탱크(140,240) 및 제1,2 수직유도관체(150,250)의 구성을 통해 상향으로 복귀되는 발전 용수의 속도(운동에너지)를 향상시킴으로서 용수의 순환이 보다 원활하게 이루어질 수 있게 됨을 알 수 있다.Therefore, the circulation type hydroelectric power generation apparatus 1000 of the present invention is configured such that the speed of the power generation water that is returned upward through the first and second buffer tanks 140 and 240 and the first and second vertical induction tubes 150 and 250, (Kinetic energy) is improved so that circulation of the water can be smoothly performed.

한편, 도 4 내지 도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 순환식 수력발전장치(2000)를 나타낸 것이다.4 to 7 show a circulation type hydroelectric power plant 2000 according to a second embodiment of the present invention.

먼저, 그 구성을 살펴보면 용수가 저장되는 저장탱크(110)와, 상기 저장탱크(110)로 부터 공급되는 용수가 하향 안내되어지는 용수 안내관(130)과, 상기 용수 안내관(130) 내에 설치되어 하향 안내되는 용수의 수력에 의해 회전이 이루어지면서 전력을 생산하는 발전 임펠러(132)와, 상기 용수 안내관(130)의 하단부에 연장 형성되어 하향 안내된 용수를 다시 상향으로 이동시켜서 저장탱크(110)로 복귀시키기 위한 순환펌프(181)가 구비된 용수 순환관(180)과, 상기 저장탱크(110)의 용수 보충을 위해 외부로 부터 용수의 공급이 이루어지는 용수 공급관(120)의 구성을 이루는 것을 확인할 수 있다.The water guide pipe 130 guides the water supplied from the storage tank 110 downward. The water guide pipe 130 is installed in the water guide pipe 130. A power generation impeller 132 that generates power by being rotated by a hydraulic force of the water being guided downward and a power impeller 132 extending from the lower end of the water guide pipe 130 to move downwardly guided water upward, A water circulation pipe 180 provided with a circulation pump 181 for returning the water to the storage tank 110 and a water supply pipe 120 for supplying water from the outside in order to replenish the water in the storage tank 110 .

특히, 이러한 용수 안내관(130) 및 용수 순환관(180)은 저장탱크(110)의 높이를 따라 다수개가 일정 간격의 층상으로 설치되는 다층형 구조를 이룸으로서, 하나의 저장탱크(110)를 활용하여 보다 많은 양의 전기에너지를 동시에 얻을 수 있도록 하였다.Particularly, the water guide pipe 130 and the water circulation pipe 180 have a multi-layer structure in which a plurality of water guide pipes 130 and a water circulation pipe 180 are installed in layers at regular intervals along the height of the storage tank 110, So that more electric energy can be obtained at the same time.

또한, 용수 순환관(180) 내부에는 다수의 내부 유도관(182)이 다발 형태를 이루어 구비됨으로서, 용수의 순환 복귀가 보다 원활하게 이루어짐과 함께 역류 현상을 감소시킬 수 있도록 하였다.In addition, a plurality of internal induction pipes 182 are formed in the water circulation pipe 180 in a bundle shape, so that the circulation return of the water can be smoothly performed and the reverse flow phenomenon can be reduced.

또한, 용수 안내관(130)은 용수의 이동이 이루어지는 하부덕트(130a)와, 상기 하부덕트(130a) 상부에 안착 설치되는 상부덕트(130b)의 결합으로 인해 구성되며, 상기 하부덕트(130a)와 상부덕트(130b)에는 상호간 착탈을 위한 플렌지부(130')가 구비되고, 상기 용수 순환관(180)은 하부덕트(130a)와 연결이 이루어지게 된다.The water guide pipe 130 is formed by a combination of a lower duct 130a in which water is moved and an upper duct 130b that is seated on the lower duct 130a. And the upper duct 130b are provided with a flange 130 'for attachment and detachment to each other and the water circulation pipe 180 is connected to the lower duct 130a.

그리고, 상부덕트(130b)의 하단부에는 외부공기의 유입을 위한 개폐 조절이 가능하도록 에어개폐밸브(135)가 구성되고, 하부덕트(130a)의 하단부에는 낙하되어진 용수의 선택적인 배출을 위한 배출 조절밸브(136)가 구성된 것을 확인할 수 있다.An air opening / closing valve 135 is formed at the lower end of the upper duct 130b so as to control the opening and closing of the air for inflow of outside air. An air discharge control valve 130 is provided at the lower end of the lower duct 130a. It can be confirmed that the valve 136 is formed.

이와 같은 구성을 이루는 본 발명의 순환식 수력 발전장치(2000)는 용수탱크(110) 내에 일정 수위로 저장되어 있는 용수의 순환에 따른 전기에너지의 생산이 이루어지게 된다.In the circulation type hydroelectric power plant 2000 having the above-described structure, electric energy is produced according to the circulation of the water stored in the water tank 110 at a certain water level.

즉, 용수탱크(110)의 용수가 하향의 일정 각도를 이루고 있는 용수 안내관(130)으로 안내되어지면, 하향 안내되는 수류의 힘으로 인해 발전 임펠러(132)가 회전축(131)을 중심으로 회전되어짐으로서 전자기유도가 발생되어 전력이 생산될 수 있다.That is, when the water in the water tank 110 is guided to the water guide pipe 130 at a predetermined downward angle, the power impeller 132 is rotated about the rotation axis 131 due to the downward- So that electromagnetic induction can be generated and electric power can be produced.

이후, 용수 안내관(130)을 통과한 용수는 용수 순환관(180)에 구성된 순환펌프(181)에 의해 용수탱크(110)로 복귀되어지고, 복귀된 용수는 다시 용수 공급관(120)을 통해 공급 되어짐으로서 이러한 사이클에 의해 순환식의 수력 발전이 반복되어지게 된다.Thereafter, the water having passed through the water guide pipe 130 is returned to the water tank 110 by the circulation pump 181 formed in the water circulation pipe 180, and the returned water is again supplied through the water supply pipe 120 The circulation hydraulic power generation is repeated by this cycle.

특히, 이러한 용수 순환 과정에서는 도 6에서 나타내어지는 바와 같이 에어 개폐밸브(135) 조절을 통해 에어 유입이 가능토록 하여 발전 임펠러(132)의 회전이 보다 원활하게 이루어질 수 있게 된다.Particularly, in this water circulation process, as shown in FIG. 6, air can be introduced through the air opening / closing valve 135 and the rotation of the power impeller 132 can be smoothly performed.

또한, 용수 순환관(180)을 통한 용수의 순환이 원활하지 못하여 용수 안내관(130) 하단부에서 용수의 정체현상이 발생되는 경우에는 하부덕트(130a)의 하단부에 구성된 배출 조절밸브(136)를 개방하여 용수를 외부로 배출시킴으로서, 용수 안내관(130)을 통한 용수의 이동 및 이에 따른 발전 임펠러(132)의 회전동작이 원활하게 이루어질 수 있도록 함이 바람직하다.When the circulation of the water through the water circulation pipe 180 is not smooth and the water is stagnated at the lower end of the water guide pipe 130, the discharge control valve 136 formed at the lower end of the lower duct 130a So that water can be moved through the water guide pipe 130 and the rotation of the power impeller 132 can be smoothly performed.

또한, 본 발명에서의 용수 안내관(130)은 도 7에서 나타내어지는 바와 같이 하부덕트(130a)와 상부덕트(130b)가 플렌지부(130')에 의해 상호 조립 체결이 이루어지는 구조를 이룸으로서, 발전 임펠러(132)에 이물질이 유입되는 등의 고장 발생시 내부 청소가 용이하게 이루어짐과 함께 부품의 교체가 가능한 이점을 나타내게 된다.7, the water guide pipe 130 of the present invention has a structure in which the lower duct 130a and the upper duct 130b are assembled together by the flange 130 ' It is possible to easily clean the inside of the power generating impeller 132 when a fault such as the inflow of foreign matter occurs, and to replace the parts.

따라서, 빗물이나 도시의 각 가정으로 공급되는 상수 또는 하수와 같이 불규칙한 유량을 갖는 물을 발전 용수로 활용하여 안정적인 전기에너지의 생산이 이루어질 수 있도록 하는 효과를 나타내게 됨을 알 수 있다.Accordingly, it can be seen that the water having an irregular flow rate such as rainwater or water supplied to each household in the city can be used as the power generation water, and the stable electric energy can be produced.

그리고, 상기에서 본 발명의 특정한 실시 예가 설명 및 도시되었지만 본 발명의 순환식 수력발전장치의 구조가 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 수 있음은 자명한 일이다. Although specific embodiments of the present invention have been described and illustrated above, it is apparent that the structure of the circulating hydroelectric power generation apparatus of the present invention can be variously modified by those skilled in the art.

예를 들면, 상기 제1 실시 예에서 버퍼탱크-수직유도관체의 조합으로 이루어지는 모듈이 2단 형태로 구성되었으나, 이는 발전이 이루어지는 용수 안내관(130)의 길이에 따라 증가 또는 감소되어질 수 있게 된다.For example, in the first embodiment, the module consisting of the combination of the buffer tank and the vertical induction tube is configured in a two-stage configuration, but this can be increased or decreased according to the length of the water guide tube 130 in which electricity is generated .

따라서, 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 첨부된 특허청구범위 내에 포함된다 해야 할 것이다. Therefore, it should be understood that such modified embodiments should not be individually understood from the technical spirit and scope of the present invention, and such modified embodiments should be included in the appended claims of the present invention.

110 : 용수탱크 111 : 저장탱크 게이트
112 : 저장탱크 연결관 120 : 용수 공급관
130 : 용수 안내관 130': 플렌지부
130a: 하부덕트 130b: 상부덕트
131 : 회전축 132 : 발전 임펠러
135 : 에어 개폐밸브 136 : 배출 조절밸브
140 : 제1 버퍼탱크 141,241 : 바닥면
150 : 제1 수직유도관체 150a~150e: 단위유도관체
151~154 : 순환펌프 160 : 제1 복귀관
171~174 : 제1층류유도관 어셈블리
180 : 용수 순환관 181 : 순환펌프
240 : 제2 버퍼탱크 250 : 제2 수직유도관체
260 : 제2 복귀관 271 : 제2층류 어셈블리
1000,2000 : 수력발전장치110: Water tank 111: Storage tank gate
112: Storage tank connection pipe 120: Water supply pipe
130: water guide pipe 130 ': flange portion
130a: Lower duct 130b: Upper duct
131: rotation shaft 132: power generation impeller
135: air opening / closing valve 136: exhaust adjusting valve
140: first buffer tank 141, 241: bottom surface
150: first vertical induction tube bodies 150a to 150e: unit induction tubes
151 to 154: circulation pump 160: first return pipe
171 to 174: First Laminar Flow Induction Tube Assembly
180: water circulation pipe 181: circulation pump
240: second buffer tank 250: second vertical induction tube
260: second return pipe 271: second laminar flow assembly
1000, 2000: Hydroelectric power plant

Claims (10)

용수가 저장되는 저장탱크(110)와;
외부로 부터 용수의 공급이 이루어지는 용수 공급관(120)과;
상기 저장탱크(110) 또는 용수 공급관(120)을 통해 공급되는 용수의 하향 안내가 이루어지는 용수 안내관(130)과;
상기 용수 안내관(130) 내에 설치되어 하향 안내되는 용수의 수력에 의해 회전이 이루어지면서 전력을 생산하는 발전 임펠러(132)와;
상기 용수 안내관(130)을 통해 낙하된 용수를 상향으로 유도하되, 하부에는 용수 안내관(130)이 일측에 연결되는 제2버퍼탱크(240)가 구비되고, 제2버퍼탱크(240) 상부에 일체로 연장 형성되되, 상향으로 갈수록 내경이 점차 감소되는 구조를 이루어 구성된 제2수직유도관체(250)와;
상기 제2수직유도관체(250)와 복귀관(260)을 통해 연결되는 제1버퍼탱크(140)가 하부에 구비되고, 제1버퍼탱크(140) 상부에 일체로 연장 형성되되, 상향으로 갈수록 내경이 점차 감소되는 구조를 이루어 구성된 제1수직유도관체(150);
를 포함하는 구성을 이루는 것을 특징으로 하는 용수 순환식 수력 발전장치.A storage tank (110) in which water is stored;
A water supply pipe 120 for supplying water from the outside;
A water guide pipe 130 for guiding downward the water supplied through the storage tank 110 or the water supply pipe 120;
A power generating impeller 132 installed in the water guide pipe 130 to generate electric power by being rotated by hydraulic power of downwardly directed water;
A second buffer tank 240 is connected to one side of the water guide pipe 130 and a lower portion of the second buffer tank 240 is connected to the lower portion of the second buffer tank 240, A second vertical induction pipe body 250 integrally extended from the first vertical induction pipe body 250 and having an inner diameter gradually decreasing upward;
A first buffer tank 140 connected to the second vertical induction tube 250 through a return pipe 260 is provided at a lower portion of the first buffer tank 140 so as to extend integrally with the first buffer tank 140, A first vertical induction tube body 150 configured to have a gradually decreasing inner diameter;
Wherein the water circulation type hydroelectric power generating apparatus comprises: 청구항 1에 있어서,
상기 제1수직유도관체(150) 및 제2수직유도관체(250)는 복수의 단위유도관체(171,172,173,174)가 상방으로 연속적으로 연결된 구조를 이루되, 상기 각각의 단위유도관체(171,172,173,174)는 상방으로 갈수록 내경이 점차 감소되는 형상을 이루며, 각각의 단위유도관체(171,172,173,174)에는 용수를 상방으로 강제 이송시키기 위한 순환펌프(151,152,153,154)가 구성된 것을 특징으로 하는 용수 순환식 수력 발전장치.The method according to claim 1,
The first vertical induction pipe body 150 and the second vertical induction pipe body 250 have a structure in which a plurality of unit induction pipe bodies 171, 172, 173 and 174 are continuously connected upwardly, and each of the unit induction pipe bodies 171, 172, 173, Wherein each of the unit guiding tubes (171, 172, 173, 174) has a circulation pump (151, 152, 153, 154) for forcedly transferring the water upward. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 제1수직유도관체(150) 및 제2수직유도관체(250) 내부에는 복수개의 단위관으로 형성되는 제1층류유도관 어셈블리(171,172,173,174) 및 제2층류유도관 어셈블리(271)가 구비된 것을 특징으로 하는 용수 순환식 수력 발전장치.The method according to claim 1 or 2,
In the first vertical induction tube 150 and the second vertical induction tube 250, a first laminar guide tube assembly 171, 172, 173, and 174 and a second laminar guide tube assembly 271 formed of a plurality of unit tubes are provided Water circulation hydropower generator characterized by. 청구항 1에 있어서,
상기 저장탱크(110)의 입구측에는 저장탱크 게이트(111)가 구비되고, 상기 저장탱크(110)는 저장탱크 연결관(112)에 의해 용수 공급관(120)과 연결되며, 상기 용수 공급관(120) 일측에는 용수량 조절을 위한 용수 공급관 게이트(121)가 구비된 것을 특징으로 하는 용수 순환식 수력 발전장치.The method according to claim 1,
The storage tank 110 is connected to the water supply pipe 120 by the storage tank connection pipe 112 and the water supply pipe 120 is connected to the reservoir tank 110. [ And a water supply pipe gate (121) for controlling the amount of water is provided at one side of the water circulation type hydroelectric power generation device. 용수가 저장되는 저장탱크(110)와;
상기 저장탱크(110)로 부터 공급되는 용수가 하향 안내되어지는 용수 안내관(130)과;
상기 용수 안내관(130) 내에 설치되어 하향 안내되는 용수의 수력에 의해 회전이 이루어지면서 전력을 생산하는 발전 임펠러(132)와;
상기 용수 안내관(130)의 하단부에 연장 형성되어 하향 안내된 용수를 다시 상향으로 이동시켜서 저장탱크(110)로 복귀시키기 위한 순환펌프(181)가 구비된 용수 순환관(180)과;
상기 저장탱크(110)의 용수 보충을 위해 외부로 부터 용수의 공급이 이루어지는 용수 공급관(120);
을 포함하는 구성을 이루는 것을 특징으로 하는 용수 순환식 수력 발전장치.A storage tank (110) in which water is stored;
A water guide pipe 130 for guiding the water supplied from the storage tank 110 downward;
A power generating impeller 132 installed in the water guide pipe 130 to generate electric power by being rotated by hydraulic power of downwardly directed water;
A water circulation pipe 180 extending from a lower end of the water guide pipe 130 and having a circulation pump 181 for moving the downwardly directed water upward to return to the storage tank 110;
A water supply pipe 120 for supplying water to the storage tank 110 from the outside in order to replenish the water in the storage tank 110;
Wherein the water circulation type hydroelectric power generating apparatus comprises: 청구항 5에 있어서,
상기 용수 안내관(130) 및 용수 순환관(180)은 저장탱크(110)의 높이를 따라 다수개가 층상으로 설치되는 다층형 구조를 이루는 것을 특징으로 하는 용수 순환식 수력 발전장치.The method of claim 5,
Wherein the water guide pipe (130) and the water circulation pipe (180) have a multi-layer structure in which a plurality of water pipes are layered along the height of the storage tank (110). 청구항 5에 있어서,
상기 용수 순환관(180) 내부에는 다수의 내부 유도관(182)이 다발 형태를 이루어 구비된 것을 특징으로 하는 용수 순환식 수력 발전장치.The method of claim 5,
Wherein a plurality of internal induction pipes (182) are formed in a bundle shape in the water circulation pipe (180). 청구항 5에 있어서,
상기 용수 안내관(130)은 용수의 이동이 이루어지는 하부덕트(130a)와, 상기 하부덕트(130a) 상부에 안착 설치되는 상부덕트(130b)의 결합으로 인해 구성되며, 상기 하부덕트(130a)와 상부덕트(130b)에는 상호간 착탈을 위한 플렌지부(130')가 구비되고, 상기 용수 순환관(180)은 하부덕트(130a)와 연결이 이루어진 것을 특징으로 하는 용수 순환식 수력 발전장치.The method of claim 5,
The water guide pipe 130 is formed by a combination of a lower duct 130a through which water is moved and an upper duct 130b which is seated on the lower duct 130a. Wherein the upper duct (130b) is provided with a flange part (130 ') for attachment and detachment, and the water circulation pipe (180) is connected to the lower duct (130a). 청구항 8에 있어서,
상기 상부덕트(130b)의 하단부에는 외부공기의 유입을 위한 개폐 조절이 가능하도록 에어 개폐밸브(135)가 구성된 것을 특징으로 하는 용수 순환식 수력 발전장치.The method of claim 8,
And an air opening / closing valve (135) is provided at a lower end of the upper duct (130b) so as to control opening and closing for the inflow of outside air. 청구항 8에 있어서,
상기 하부덕트(130a)의 하단부에는 낙하되어진 용수의 선택적인 배출을 위한 배출 조절밸브(136)가 구성된 것을 특징으로 하는 용수 순환식 수력 발전장치.The method of claim 8,
And a discharge control valve (136) for selectively discharging the dropped water is formed at a lower end of the lower duct (130a).
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