KR20230066713A - Pumping-up power generation system using wind force - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a pumping-up power generation system using wind power and, more specifically, to a pumping-up power generation system using wind power, which uses wind power to pump seawater to maximize a head using the difference in tides to turn a water turbine, thereby generating electricity. The pumping-up power generation system comprises: a water tank which can store water and is provided at a higher position than a water source; a water turbine generator which is installed at a lower position than the water tank, is connected to the water tank through a drain pipe, and enables a turbine to be rotated by the flow of water falling from the water tank to generate electricity; a screw pump including a casing which has a cylindrical chamber formed therein to extend in an inclined direction inclined a predetermined angle with respect to the water surface, has an inlet part provided on a lower part thereof to allow water to flow into the chamber and installed to be submerged in the water source, and has an outlet part provided on an upper part thereof to allow water to be discharged, and connected to the water tank, a first shaft which is rotatably installed in the chamber, and a screw impeller which is formed on the outer peripheral surface of the first shaft to pump water as rotating together with the first shaft; and a wind power drive unit including a housing which has an inner space, a nacelle which has a rotor rotatable by wind power and is installed on an upper part of the housing, a first shaft which is installed inside the housing to rotate in conjunction with the rotor, and a gear assembly which transmits the driving force of a second shaft to the first shaft. Therefore, power generation can be adjusted.

Description

풍력 양수발전 시스템{Pumping-up power generation system using wind force}Wind power pumping system {Pumping-up power generation system using wind force}

본 발명은 풍력 양수발전 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 풍력을 이용하여 바닷물을 양수하여 조수간만의 차를 이용하여 고낙차를 만들어 발전하는 풍력 양수발전 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a wind power pumped storage power generation system, and more particularly, to a wind power pumped storage power system that pumps seawater using wind power and creates a high drop using a tidal difference to generate power.

최근 화석에너지의 고갈 및 지구의 기후변화로 인해 화석에너지를 대체할 수 있는 새로운 대체에너지를 이용한 발전기술의 중요성이 강조되고 있다. 이러한 대체에너지 중에서도 무공해이면서 무한하게 이용할 수 있는 태양에너지, 풍력, 수력, 조력을 이용한 발전기술에 대한 활발한 연구가 이루어지고 있다.Recently, due to the depletion of fossil energy and global climate change, the importance of power generation technology using new alternative energy that can replace fossil energy has been emphasized. Among these alternative energies, active research is being conducted on power generation technologies using solar energy, wind power, water power, and tidal power, which are non-polluting and can be used infinitely.

이중, 풍력을 이용한 풍력발전기는 바람의 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하는 장치이다.Among them, a wind turbine using wind power is a device that converts kinetic energy of wind into electrical energy.

일 예로, 대한민국 등록특허 제 10-1717131호에는 풍향을 추종하여 발전 효율을 향상시킬 수 있는 풍향 추적 풍력발전기가 개시되어 있고, 대한민국 공개특허 제 10-2021-0119765호에는 해상에 설치되어 발전설비 입지 문제를 해결할 수 있는 해상 부유식 풍력발전기가 개시되어 있다.For example, Korean Patent Registration No. 10-1717131 discloses a wind direction tracking wind turbine capable of improving power generation efficiency by following the wind direction, and Korean Patent Publication No. 10-2021-0119765 discloses a location of power generation facilities installed on the sea. An offshore floating wind power generator that can solve the problem is disclosed.

그리고, 대한민국 공개특허 제 10-2011-0058194호에는 풍력 터빈의 회전력을 동력원으로 하여 압축공기를 생산하는 풍력터빈을 이용한 압축공기 생산 시스템이 개시되어 있고, 대한민국 10-1179664호에는 공기를 압축하여 저장한 후 압축된 공기로 터빈을 돌려 발전하는 압축공기 에너지 저장 및 발전시스템이 개시되어 있다.In addition, Korean Patent Publication No. 10-2011-0058194 discloses a compressed air production system using a wind turbine that produces compressed air using the rotational force of the wind turbine as a power source, and Korean Patent Publication No. 10-1179664 compresses and stores air There is disclosed a compressed air energy storage and power generation system that generates power by turning a turbine with compressed air.

이러한 풍력발전기는 공기가 블레이드를 지나갈 때 양력이 발생하는 공기역학적 특성을 이용하여 로터가 회전되는데, 이때 발생하는 기계적 회전에너지가 발전기를 통해 전기에너지로 변환되게 된다.In these wind power generators, the rotor is rotated using aerodynamic characteristics in which lift is generated when air passes over the blades, and mechanical rotational energy generated at this time is converted into electrical energy through a generator.

한편, 국내 전기는 평소 60±0.2㎐의 일정한 주파수가 유지되어야 한다. 전기의 주파수가 오차범위를 초과하게 되면 전기를 사용하는 가전제품 또는 전기로 구동되는 기계가 오작동 하게 된다.On the other hand, domestic electricity must maintain a constant frequency of 60±0.2㎐. When the frequency of electricity exceeds the error range, electrical appliances or electrically driven machines malfunction.

이를 위해 매 순간 전력 수요량과 공급량이 일치해야만 하는데, 이때 발전을 위한 시설물은 전력 수요량의 변동에 대응되게 전력 생성량을 조절해야 한다. 그러나 종래의 풍력 발전기는 바람이 불어올 때에만 발전이 가능하며 기상상황이 시시각각 변화함에 따라 풍력 발전기의 전력생성량이 변동되기 때문에 전력 수요량의 변동에 대응되게 전력 생성량을 예측 및 조절하는 것이 어렵다는 문제점이 있다.To this end, the amount of power demand and the amount of supply must match at every moment, and at this time, the facility for power generation must adjust the amount of power generation to correspond to the change in the amount of power demand. However, conventional wind power generators can generate power only when the wind blows, and since the amount of power generated by the wind power generator fluctuates as the weather conditions change, it is difficult to predict and adjust the amount of power generation corresponding to the fluctuations in power demand. there is.

대한민국 등록특허 제 10-1717131호 : 풍향 추적 풍력발전기Korean Registered Patent No. 10-1717131: Wind direction tracking wind generator 대한민국 공개특허 제 10-2021-0119765호 : 해상 부유식 풍력발전기Republic of Korea Patent Publication No. 10-2021-0119765: Offshore floating wind power generator 대한민국 공개특허 제 10-2011-0058194호 : 풍력터빈을 이용한 압축공기 생산 시스템Republic of Korea Patent Publication No. 10-2011-0058194 : Compressed air production system using wind turbine 대한민국 공개특허 제 10-1179664호 : 풍력발전 연계형 압축공기저장 및 발전 시스템Republic of Korea Patent Publication No. 10-1179664 : Compressed air storage and generation system linked to wind power generation

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로서, 풍력을 전력 외의 물리력으로 저장한 후에 전력으로 변환 가능함으로써 전력 생성량을 조절할 수 있는 풍력 양수발전 시스템을 제공하는 것에 목적이 있다.The present invention has been devised to improve the above problems, and an object of the present invention is to provide a wind power pumped storage system capable of adjusting the amount of power generation by converting wind power into electric power after storing it as physical force other than electric power.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 풍력 양수발전 시스템은 물을 담아둘 수 있으며 수원보다 높은 위치에 마련되는 저수조와; 상기 저수조보다 낮은 위치에 설치되고 배수관을 통해 상기 저수조와 연결되어 상기 저수조로부터 하강하는 물의 흐름에 의해 터빈이 회전되며 발전하는 수차터빈발전기와; 수면에 대해 소정 각도로 기울어진 경사방향으로 연장된 원통형 챔버가 내부에 형성되고 상기 챔버로 물이 유입될 수 있도록 하부에 마련된 유입부가 수원에 잠기도록 설치되며 물이 배출될 수 있도록 상부에 마련된 배출부가 상기 저수조에 연결되는 케이싱과, 상기 챔버 내에 회전가능하게 설치되는 제 1샤프트와, 상기 제 1샤프트의 외주면에 형성되어 상기 제 1샤프트와 함께 회전함에 따라 물을 펌핑하는 스크류임펠러를 포함하는 스크류펌프와; 내부공간을 갖는 하우징과, 풍력에 의해 회전가능한 로터를 가지며 상기 하우징의 상부에 설치되는 나셀과, 상기 하우징의 내부에서 상기 로터와 연동되어 회전되게 설치되는 제 1샤프트와, 상기 제 2샤프트의 구동력을 상기 제 1샤프트로 전달시키기 위한 기어조립체를 포함하는 풍력구동유닛;을 구비한다.In order to solve the above technical problem, the wind power pumped storage system according to the present invention includes a water tank capable of storing water and provided at a higher position than the water source; an aberration turbine generator installed at a position lower than the water storage tank and connected to the water storage tank through a drain pipe so that a turbine rotates and generates power by the flow of water descending from the water storage tank; A cylindrical chamber extending in an inclined direction inclined at a predetermined angle with respect to the water surface is formed inside, and an inlet provided at the bottom is installed to be submerged in a water source so that water can flow into the chamber, and a discharge provided at the top so that water can be discharged. A screw including a casing connected to the water storage tank, a first shaft rotatably installed in the chamber, and a screw impeller formed on an outer circumferential surface of the first shaft and rotating together with the first shaft to pump water. with a pump; A housing having an inner space, a nacelle having a rotor rotatable by wind power and installed on top of the housing, a first shaft installed to rotate in conjunction with the rotor inside the housing, and a driving force of the second shaft and a wind power driving unit including a gear assembly for transferring the to the first shaft.

상기 기어조립체는 상기 제 2샤프트의 하단에 설치되는 제 1베벨기어와, 상기 제 1베벨기어와 연동되며 상기 제 2샤프트과 직교하는 축선으로 회전가능하게 설치되는 제 2베벨기어와, 상기 제 2베벨기어의 회전에 연동되게 설치되는 웜기어와, 상기 제 1샤프트의 상단에 설치되며 상기 웜기어의 회전과 연동되어 상기 제 1샤프트를 회전시키도록 상기 웜기어와 치결합되는 피니언기어를 구비한다.The gear assembly includes a first bevel gear installed at the lower end of the second shaft, a second bevel gear interlocked with the first bevel gear and installed rotatably along an axis perpendicular to the second shaft, and the second bevel gear. A worm gear installed to interlock with the rotation of the gear, and a pinion gear installed on an upper end of the first shaft and coupled with the worm gear to rotate the first shaft in conjunction with the rotation of the worm gear.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 풍력구동유닛은 상기 챔버에 유입된 이물질로 인해 상기 스크류임펠러가 협착 시 상기 기어조립체의 파손을 방지하도록 상기 나셀과 상기 제 1샤프트의 연결을 해제하는 완충클러치를 더 구비하고, 상기 제 2샤프트는 하부가 상기 기어조립체와 연결된 제 1마디샤프트와, 상기 제 1마디샤프트의 상방에서 상기 제 1마디샤프트와 동일한 축선으로 회전가능하게 설치되며 상부가 상기 나셀과 연결된 제 2마디샤프트을 구비하고, 상기 완충클러치는 상기 제 1마디샤프트의 상단에서 상기 제 1마디샤프트와 일체로 회전되게 설치되며 상면에 원주방향을 따라 일정한 간격으로 이격된 복수 개의 체결홈이 형성된 제 1피동디스크와, 상기 제 2마디샤프트의 하단에서 상기 제 2마디샤프트와 일체로 회전되게 설치되며 하면에 상기 체결홈과 대응되는 위치로부터 상기 제 2마디샤프트의 길이방향을 따라 인입된 복수 개의 실린더공이 형성된 제 1구동디스크와, 상기 실린더공에 설치되어 하단이 상기 제 1구동디스크의 하면으로부터 하방으로 돌출되거나 상기 실린더공 내에 인입되도록 승강 가능한 체결부재와, 상기 체결부재가 상기 체결홈에 결합되도록 상기 실린더공에 설치되어 상기 체결부재를 하방으로 탄성 바이어스하는 탄성부재를 구비하고, 상기 체결부재의 하단은 상기 제 1구동디스크의 원주방향을 따르는 폭이 작아지게 형성된다.According to one aspect of the present invention, the wind power driving unit includes a buffer clutch for releasing the connection between the nacelle and the first shaft to prevent damage to the gear assembly when the screw impeller is stenotic due to foreign substances introduced into the chamber. Further, the second shaft has a first joint shaft connected to the gear assembly at a lower portion, and rotatably installed above the first joint shaft in the same axis as the first joint shaft, and at an upper portion connected to the nacelle. A second joint shaft is provided, and the shock absorber clutch is installed to rotate integrally with the first joint shaft at the upper end of the first joint shaft and has a plurality of fastening grooves spaced apart at regular intervals along the circumferential direction on the upper surface. A driven disk and a plurality of cylinder balls installed to rotate integrally with the second bar shaft at the lower end of the second bar shaft and introduced along the longitudinal direction of the second bar shaft from a position corresponding to the fastening groove on the lower surface A formed first driving disk, a fastening member installed in the cylinder hole and capable of moving up and down so that a lower end protrudes downward from the lower surface of the first driving disk or is inserted into the cylinder hole, and the fastening member is coupled to the fastening groove. An elastic member is installed in the cylinder hole to elastically bias the fastening member downward, and a lower end of the fastening member has a smaller width in a circumferential direction of the first driving disk.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 스크류펌프는 상기 케이싱 내 물이 오버플로우 되는 것을 방지하도록 상기 제 1샤프트에 설치되어 상기 케이싱 내에서 물이 상기 소정 높이 이상의 수위로 차오를 시 상기 스크류임펠러의 회전을 차단하는 부력클러치를 더 구비한다.According to another aspect of the present invention, the screw pump is installed on the first shaft to prevent water in the casing from overflowing, and the screw impeller rotates when water in the casing rises to a water level equal to or higher than the predetermined height. Further provided with a buoyancy clutch that blocks the.

상기 제 1샤프트는 상기 챔버의 하부에서 회전가능하게 설치되며 외주면에 상기 스크류임펠러가 형성된 제 3마디샤프트와, 상기 제 3마디샤프트의 상방에서 상기 제 3마디샤프트와 동일한 축선으로 회전가능하게 설치되며 상부가 상기 기어조립체와 연결된 제 4마디샤프트를 구비하고, 상기 제 4마디샤프트는 하단으로부터 길이방향을 따라 연장된 스플라인기어부가 외주면에 형성되며, 상기 부력클러치는 상기 제 3마디샤프트의 상단에서 상기 제 3마디샤프트와 일체로 회전되게 설치되며 상면에 원주방향을 따라 일정한 간격으로 이격되게 축연결홈이 형성된 제 2피동디스크와, 상기 스플라인기어부의 길이보다 짧은 길이를 가지며 내주면에 상기 스플라인기어부와 대응되는 스플라인홈이 형성된 원통 형상으로 형성되고 상기 스플라인기어부가 상기 스플라인홈에 결합되게 상기 제 4마디샤프트의 하단에 설치되며 하면에 상기 축연결홈에 끼움결합되는 축연결돌기가 형성된 제 2구동디스크와, 상기 제 2구동디스크에 설치되어 상기 챔버 내에서 물이 상기 제 4마디샤프트에 이르는 수위까지 차오르면 상기 축연결돌기가 상기 축연결홈으로부터 분리되게 상기 제 2구동디스크를 상방으로 이동시키도록 부력을 발생시키는 부력체를 구비한다.The first shaft is rotatably installed in the lower part of the chamber and is rotatably installed in the same axis as the third joint shaft and the third joint shaft formed above the screw impeller on the outer circumferential surface, The upper part has a fourth joint shaft connected to the gear assembly, the fourth joint shaft has a spline gear part extending along the longitudinal direction from the lower end is formed on the outer circumferential surface, and the buoyancy clutch is formed on the upper end of the third joint shaft. A second driven disk installed to be rotated integrally with the third joint shaft and having shaft connection grooves formed on the upper surface at regular intervals along the circumferential direction, and having a length shorter than the length of the spline gear portion, and the spline gear portion on the inner circumferential surface A second drive disk formed in a cylindrical shape with a corresponding spline groove formed thereon, installed at the lower end of the fourth joint shaft so that the spline gear part is coupled to the spline groove, and formed with a shaft connecting protrusion on a lower surface to be fitted into the shaft connecting groove. And, it is installed on the second drive disk to move the second drive disk upward so that the shaft connecting protrusion is separated from the shaft connecting groove when the water in the chamber rises to the level of the fourth joint shaft. It is provided with a buoyancy body that generates buoyancy.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 풍력 양수발전 시스템은 풍력구동유닛을 통해 스크류펌프를 구동하여 바람의 운동에너지를 저수조에 저장된 물의 위치에너지 형태로 저장하고, 이후 저수조에 담긴 물이 수차터빈발전기로 하강되어 터빈을 회전시키는 방식으로 전력을 생성함으로써 전력의 생성량을 예측하거나 전력생성량을 용이하게 조절할 수 있게 하는 이점을 갖는다.As described above, the wind power pumped storage system according to the present invention drives a screw pump through a wind power drive unit to store the kinetic energy of wind in the form of potential energy of water stored in a reservoir, and then the water in the reservoir descends to the water turbine generator. It has the advantage of predicting the amount of power generation or easily adjusting the amount of power generation by generating power in such a way as to rotate the turbine.

도 1은 본 발명의 제 1실시 예에 따른 풍력 양수발전 시스템을 도시한 측단면도이고,
도 2는 도 1의 나셀을 설명하기 위한 측단면도이고,
도 3은 도 1의 풍력구동유닛을 설명하기 위한 정단면도이고,
도 4는 도 3의 기어조립체와 및 제 1샤프트의 연결을 설명하기 위한 측단면도이고,
도 5는 도 3의 완충클러치를 설명하기 위한 분리사시도이고,
도 6은 도 6의 완충클러치의 작동을 설명하기 위한 측단면도이고,
도 7은 본 발명의 제 2실시 예에 따른 풍력 양수발전 시스템의 부력클러치를 설명하기 위한 측단면도이고,
도 8은 도 7의 부력클러치의 분리사시도이다.1 is a side cross-sectional view showing a wind power pumped storage system according to a first embodiment of the present invention;
2 is a side cross-sectional view for explaining the nacelle of FIG. 1;
Figure 3 is a front cross-sectional view for explaining the wind power driving unit of Figure 1,
4 is a side cross-sectional view for explaining the connection between the gear assembly of FIG. 3 and the first shaft;
5 is an exploded perspective view for explaining the shock absorber clutch of FIG. 3;
6 is a side cross-sectional view for explaining the operation of the shock absorber clutch of FIG. 6;
7 is a side cross-sectional view for explaining a buoyancy clutch of a wind power pumped storage system according to a second embodiment of the present invention;
8 is an exploded perspective view of the buoyancy clutch of FIG. 7;

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 제 1실시 예에 따른 풍력 양수발전 시스템에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, a wind power pumped storage system according to a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 도 6에는 본 발명의 제 1실시 예에 따른 풍력 양수발전 시스템(1)이 도시되어 있다.1 to 6 show a wind power pumped storage system 1 according to a first embodiment of the present invention.

본 발명의 제 1실시 예에 따른 풍력 양수발전 시스템(1)은 바다, 강, 호수, 저수지와 같은 물이 풍부한 수원(2, 3)과 인접한 위치에서 수원(2, 3)의 수위보다 높은 지대가 마련된 둑(5)에 설치된다.The wind power pumped storage system 1 according to the first embodiment of the present invention is located adjacent to water sources 2 and 3 rich in water such as seas, rivers, lakes, and reservoirs, and is located in an area higher than the water level of the water sources 2 and 3 is installed on the weir 5 provided.

본 발명의 제 1실시 예에 따른 풍력 양수발전 시스템(1)은 도시된 바와 다르게 육상, 댐, 간척지, 해상구조물 등 수원의 수위보다 높은 지대를 갖는 다른 어떤 장소에 설치됨에 무방하다.Unlike the drawings, the wind power pumped storage system 1 according to the first embodiment of the present invention may be installed in any other place having a land higher than the water level of a water source, such as a land, dam, reclaimed land, or offshore structure.

수원(2, 3)은 후술할 스크류펌프(30)를 이용해 취수할 수 있는 취수용 수원(2)과, 후술할 배수관(25)을 통해 배수할 수 있는 배수용 수원(3)으로 구분된다. 취수용 수원(2)과 배수용 수원(3)은 동일한 수위를 갖는다. 이와 다르게 하나의 수원에서 스크류펌프(30)를 이용한 취수와, 배수관(25)을 통한 배수가 함께 이루어지도록 구성될 수 있다.The water sources 2 and 3 are divided into a water intake source 2 capable of taking in water using a screw pump 30 to be described later and a water source 3 for draining water through a drain pipe 25 to be described later. The water intake source 2 and the drain water source 3 have the same water level. Alternatively, water intake using the screw pump 30 from one water source and drainage through the drain pipe 25 may be performed together.

본 발명의 제 1실시 예에 따른 풍력 양수발전 시스템(1)은 물을 담아둘 수 있으며 수원(2, 3)보다 높은 위치에 마련되는 저수조(10)와, 저수조(10)보다 낮은 위치에 설치되는 수차터빈발전기(20)와, 취수용 수원(2)의 물을 저수조(10)로 펌핑하기 위한 스크류펌프(30)와, 풍력을 이용하여 스크류펌프(30)를 구동하기 위한 풍력구동유닛(50)을 구비한다.The wind power pumped storage system 1 according to the first embodiment of the present invention includes a water storage tank 10 capable of storing water and provided at a higher position than the water sources 2 and 3, and installed at a lower position than the water storage tank 10. an aberration turbine generator 20, a screw pump 30 for pumping water from the water intake 2 into the water storage tank 10, and a wind power drive unit for driving the screw pump 30 using wind power ( 50) is provided.

저수조(10)는 물이 담길 수 있는 저수공간(11)이 내부에 마련된다. 본 발명의 제 1실시 예에서 저수조(10)는 둑(5)을 상면으로부터 굴착하여 넓은 저수공간(11)이 마련되게 형성된 구성이 적용된다.The water tank 10 has a water storage space 11 in which water can be contained. In the first embodiment of the present invention, the water storage tank 10 has a configuration formed by excavating the weir 5 from the upper surface to provide a wide water storage space 11.

이와 다르게 저수조(10)는 수원(2, 3)의 수위보다 높은 위치에 설치되는 물탱크(미도시)가 적용될 수도 있다.Alternatively, a water tank (not shown) installed at a position higher than the water level of the water sources 2 and 3 may be applied to the water storage tank 10 .

수차터빈발전기(20)는 배수용 수원(3)과 가까운 위치에 설치된다. 수차터빈발전기(20)는 배수관을 통해 저수조(10)와 연결된다. 수차터빈발전기(20)는 내부에 물의 흐름에 의해 회전가능하게 설치되는 터빈(21)이 마련된다. 수차터빈발전기(20)는 저수조로부터 하강하는 물의 흐름에 의해 터빈(21)이 회전되며 발전한다. 수차터빈발전기(20)는 외부상용전원(미도시)와 연결되어 터빈(21)의 회전에 의해 생성된 전력을 외부상용전원(미도시)으로 송전할 수 있다.The water turbine generator 20 is installed close to the water source 3 for drainage. The water turbine generator 20 is connected to the water storage tank 10 through a drain pipe. The water turbine generator 20 is provided with a turbine 21 installed rotatably by the flow of water therein. The water turbine generator 20 generates power while the turbine 21 is rotated by the flow of water descending from the water storage tank. The water turbine generator 20 may be connected to an external commercial power source (not shown) and transmit power generated by rotation of the turbine 21 to the external commercial power source (not shown).

배수관(25)은 내부에 물이 흐를 수 있는 중공부가 마련된 관상으로 형성된다. 배수관(25)은 길이방향을 따라 일측이 저수조(10)의 내부에 인입되는 흡입구간(26)과, 흡입구간(26)과 수차터빈발전기(20)를 연결하는 배수구간(27)으로 구분된다.The drain pipe 25 is formed in a tubular shape having a hollow part through which water can flow. The drain pipe 25 is divided into a suction section 26, one side of which is introduced into the water tank 10 along the longitudinal direction, and a drain section 27 connecting the suction section 26 and the water turbine generator 20. .

흡입구간(26)은 상하로 연장된다. 흡입구간(26)은 하단이 저수조(10)의 바닥면과 가깝게 설치된다. 흡입구간(26)의 상단(28)의 높이는 저수조(10) 내에 저수된 물이 자연배출 되는 설정수위이다. 흡입구간(26)의 상단(28)의 높이는 저수조(10)의 상단과 바닥면의 사이의 높이이다.The suction section 26 extends vertically. The lower end of the suction section 26 is installed close to the bottom surface of the water storage tank 10. The height of the upper end 28 of the suction section 26 is the set water level at which the water stored in the water tank 10 is naturally discharged. The height of the upper end 28 of the suction section 26 is the height between the upper end of the water tank 10 and the bottom surface.

배수구간(27)은 흡입구간(26)의 상단(28)으로부터 하방으로 연장된다. 도면에는 둑(5)의 경사면을 따라 수면에 대해 기울어진 각도로 연장된 구성이 도시되어 있으나 이와 다르게 수직 하방으로 연장된 구성이 적용될 수도 있다. 배수관(25)은 도시된 바와 다르게 다양한 형태로 형성될 수 있다.The drainage section 27 extends downward from the upper end 28 of the suction section 26. In the drawing, a configuration extending at an inclined angle with respect to the water surface along the slope of the weir 5 is shown, but a configuration extending vertically downward may be applied differently. Drain pipe 25 may be formed in various shapes different from those shown.

이와 다르게, 배수관(25)은 저수조(10)의 바닥면과 연결되어 저수조(10) 내의 물이 자중에 의해 배출되는 배수구간(27)만으로 이루어진 구성이 적용될 수도 있다.Alternatively, the drain pipe 25 may be connected to the bottom surface of the water storage tank 10 so that water in the water storage tank 10 is discharged by its own weight.

배수관(25)에는 배수구간(27)을 따라 물이 배출되는 것을 차단할 수 있게 배수구간(27)을 개폐가능한 개폐밸브(29)가 설치된다. 개폐밸브(29)는 작업자가 원격으로 조작할 수 있게 조작부(미도시)를 이용해 조작신호를 송신하여 배수관(25)을 개폐할 수 있는 컨트롤밸브가 적용된다. 이와 다르게 개폐밸브(29)는 작업자가 직접 손잡이를 회전시켜 배수관(25)을 개폐가능한 매뉴얼밸브가 적용될 수도 있다.An on/off valve 29 capable of opening and closing the drain section 27 is installed in the drain pipe 25 to block water from being discharged along the drain section 27 . A control valve capable of opening and closing the drain pipe 25 is applied to the opening/closing valve 29 by transmitting an operation signal using a control unit (not shown) so that a worker can operate it remotely. Alternatively, a manual valve capable of opening and closing the drain pipe 25 by directly rotating a handle may be applied to the opening/closing valve 29 .

또한, 배수관(25)으로부터 분기되게 설치되는 벤트관(23)이 더 구비될 수 있다. 벤트관(23)은 배수관(25) 내의 공기를 외부로 벤트시킬 수 있도록 배수관(25)의 내부와 외부를 연통한다. 벤트관(23)에는 벤트관(23)을 통한 공기의 배출을 조절할 수 있는 벤트밸브(24)가 설치됨이 바람직하다. 벤트밸브(24)는 개폐밸브(29)와 동일한 타입의 밸브가 적용될 수 있다.In addition, a vent pipe 23 branched from the drain pipe 25 may be further provided. The vent pipe 23 communicates the inside and outside of the drain pipe 25 so that air in the drain pipe 25 can be vented to the outside. It is preferable that a vent valve 24 capable of controlling the discharge of air through the vent pipe 23 is installed in the vent pipe 23 . The vent valve 24 may be the same type of valve as the open/close valve 29 .

스크류펌프(30)는 내부에 원통형 챔버(32)가 형성된 케이싱(31)과, 챔버(32) 내에 회전가능하게 설치되는 제 1샤프트(33)와, 제 1샤프트(33)의 외주면에 형성되어 제 1샤프트(33)와 함께 회전함에 따라 물을 펌핑하는 스크류임펠러(34)를 포함한다.The screw pump 30 is formed on a casing 31 having a cylindrical chamber 32 formed therein, a first shaft 33 rotatably installed in the chamber 32, and an outer circumferential surface of the first shaft 33 A screw impeller 34 for pumping water as it rotates together with the first shaft 33 is included.

케이싱(31)은 상하로 길게 연장되며 내부에 중공부가 형성된 원통 형상으로 형성된다. 케이싱은 둑(5)의 경사면 상에 지지되게 배치되어 내부의 중공부가 수면에 대해 기울어진 챔버(32)를 이룬다.The casing 31 extends vertically and has a cylindrical shape with a hollow inside. The casing is arranged to be supported on the inclined surface of the weir 5 so that the inner hollow part forms a chamber 32 inclined with respect to the water surface.

케이싱(31)은 하부에 챔버로 물이 유입될 수 있는 유입부(35)가 마련된다. 유입부(35)는 취수용 수원(2)과 챔버(32)를 상호 연통하도록 케이싱(31)의 하단에 형성된 관통공이 형성됨으로써 마련된다.Casing 31 is provided with an inlet 35 through which water can flow into the chamber at the bottom. The inlet 35 is provided by forming a through hole formed at the lower end of the casing 31 so that the water intake source 2 and the chamber 32 communicate with each other.

케이싱(31)은 유입부(35)가 취수용 수원(2)에 잠기도록 설치된다. 케이싱(31)은 상부에 챔버(32)의 물이 배출될 수 있는 배출부(36)가 마련된다. 배출부(36)는 저수조(10)의 바닥면보다 높은 위치에 마련된다. 배출부(36)는 저수조(10)의 상부로 연결되어 챔버(32)의 상부와 저수공간(11)의 상부를 상호 연통한다.The casing 31 is installed so that the inlet 35 is submerged in the water intake 2 . Casing 31 is provided with a discharge portion 36 through which water in the chamber 32 can be discharged at the top. The discharge unit 36 is provided at a position higher than the bottom surface of the water storage tank 10 . The discharge unit 36 is connected to the upper part of the water storage tank 10 so that the upper part of the chamber 32 and the upper part of the water storage space 11 communicate with each other.

제 1샤프트(33)는 챔버(32)와 나란하게 연장된 원기둥 형상으로 형성된다. 제 1샤프트(33)는 상하로 연장되며 챔버(32) 내에 회전가능하게 지지된다. 제 1샤프트(33)는 하단이 취수용 수원(2)의 바닥면에 설치되며 베어링이 내장된 받침대(33a)에 결합된다. 제 1샤프트(33)는 상단이 후술할 기어박스(54)의 내부공간(55) 내에 인입되며 기어박스(54)에 설치된 베어링블럭(33b)에 결합된다.The first shaft 33 is formed in a cylindrical shape extending parallel to the chamber 32 . The first shaft 33 extends vertically and is rotatably supported in the chamber 32 . The lower end of the first shaft 33 is installed on the bottom surface of the water intake 2 and is coupled to a support 33a having a built-in bearing. The upper end of the first shaft 33 is inserted into the inner space 55 of the gearbox 54, which will be described later, and is coupled to a bearing block 33b installed in the gearbox 54.

스크류임펠러(34)는 제 1샤프트(33)의 외주면에 제 1샤프트(33)의 길이방향을 따르는 나선 방향으로 연장된다. 스크류임펠러(34)는 제 1샤프트(33)와 일체로 회전함에 따라 챔버(32) 내에서 물을 상방으로 펌핑한다.The screw impeller 34 extends on the outer circumferential surface of the first shaft 33 in a spiral direction along the longitudinal direction of the first shaft 33 . The screw impeller 34 pumps water upward in the chamber 32 as it rotates integrally with the first shaft 33 .

풍력구동유닛(50)은 하우징(51)과, 하우징(51)의 상부에 설치되는 나셀(60)과, 하우징(51)의 내부에서 회전가능하게 설치되는 제 2샤프트(57)와, 제 2샤프트(57)의 구동력을 제 1샤프트(33)로 전달시키기 위한 기어조립체(70)와, 챔버(32)에 유입된 이물질로 인해 스크류임펠러(34)가 협착 시 기어조립체(70)의 파손을 방지하도록 나셀(60)과 제 1샤프트(33)의 연결을 해제하는 완충클러치(80)를 포함한다.The wind power driving unit 50 includes a housing 51, a nacelle 60 installed on top of the housing 51, a second shaft 57 rotatably installed inside the housing 51, and a second The gear assembly 70 for transmitting the driving force of the shaft 57 to the first shaft 33 and the screw impeller 34 due to foreign matter introduced into the chamber 32 are prevented from being damaged when the screw impeller 34 is stricken. It includes a buffer clutch 80 that releases the connection between the nacelle 60 and the first shaft 33 to prevent this.

하우징(51)은 둑(5)에 지지되게 설치되며 내부에 기어조립체(70)가 수용될 수 있는 기어박스(54)와, 상하로 연장되며 중공부(53)를 갖는 원통 형상의 지주부(52)를 구비한다.The housing 51 is installed to be supported on the weir 5 and has a gear box 54 in which the gear assembly 70 can be accommodated, and a cylindrical post extending vertically and having a hollow part 53 ( 52) is provided.

기어박스(54)는 내부공간(55)을 갖는 함체 형상으로 형성된다. 기어박스(54)는 둑(5)의 상방에 설치된다. 기어박스(54)는 케이싱(31)의 상단이 내부공간(55)에 인입되게 케이싱(31)의 상단을 감싸도록 설치된다.The gearbox 54 is formed in the shape of an enclosure having an inner space 55 . The gearbox 54 is installed above the weir 5. The gearbox 54 is installed to surround the upper end of the casing 31 so that the upper end of the casing 31 is introduced into the inner space 55 .

지주부(52)는 기어박스(54)의 상단으로부터 상방으로 연장된다. 지주부(52)의 중공부(53)는 기어박스(54)의 내부공간(55)과 상호 연통된다. 지주부(52)는 상하방향을 따라 연장된 복수 개의 원통형 부재가 직렬로 연결되어 형성된다. 이와 다르게 지주부(52)는 단일의 원통형 부재로 이루어질 수도 있다.The post portion 52 extends upward from the top of the gearbox 54 . The hollow part 53 of the support part 52 communicates with the inner space 55 of the gearbox 54. The holding portion 52 is formed by serially connecting a plurality of cylindrical members extending in the vertical direction. Alternatively, the holding portion 52 may be formed of a single cylindrical member.

나셀(60)은 지주부(52)의 상단에 설치되는 나셀프레임(61)과, 일측이 나셀프레임(61) 내에서 회전가능하게 지지되며 타측이 나셀프레임(61)의 외부로 돌출되게 설치되는 나셀샤프트(62)와, 나셀샤프트(62)의 타측에 고정 설치되며 풍력에 의해 회전되는 로터(65)를 구비한다.The nacelle 60 is provided with a nacelle frame 61 installed on the upper end of the holding portion 52, one side rotatably supported in the nacelle frame 61 and the other side protruding out of the nacelle frame 61 A nacelle shaft 62 and a rotor 65 fixed to the other side of the nacelle shaft 62 and rotated by wind power are provided.

나셀프레임(61)은 내부공간을 갖는 함체 형상으로 형성된다.The nacelle frame 61 is formed in a housing shape having an inner space.

로터(65)는 나셀샤프트(62)와 일체로 회전되게 설치된다. 로터(65)는 불어오는 바람에 의해 나셀샤프트(62)를 회전구동시킬 수 있도록 회전중심으로부터 방사방향으로 연장된 블레이드(66)를 갖는다.The rotor 65 is installed to rotate integrally with the nacelle shaft 62. The rotor 65 has blades 66 extending radially from the center of rotation so that the nacelle shaft 62 can be rotationally driven by the blowing wind.

나셀샤프트(62)에는 나셀샤프트(62)와 일체로 회전되게 설치되는 제 3베벨기어(67)가 설치된다. 제 3베벨기어(67)는 후술할 제 4베벨기어(56)와 치결합되어 로터(65)의 회전력을 제 2샤프트(57)로 전달한다.A third bevel gear 67 installed to rotate integrally with the nacelle shaft 62 is installed on the nacelle shaft 62 . The third bevel gear 67 is tooth-coupled with a fourth bevel gear 56 to be described later, and transmits the rotational force of the rotor 65 to the second shaft 57.

제 2샤프트(57)는 상하방향을 따라 2 개의 마디로 분할된 원통의 축이다. 제 2샤프트(57)는 하부가 기어조립체(70)와 연결된 제 1마디샤프트(58)와, 제 1마디샤프트(58)의 상방에서 제 1마디샤프트(58)와 동일한 축선으로 회전가능하게 설치되며 상부가 나셀과 연결된 제 2마디샤프트(59)를 구비한다.The second shaft 57 is a cylindrical shaft divided into two nodes along the vertical direction. The second shaft 57 is rotatably installed on the same axis as the first joint shaft 58 and the first joint shaft 58 above the first joint shaft 58, the lower portion of which is connected to the gear assembly 70. And has a second joint shaft 59, the upper part of which is connected to the nacelle.

제 1 및 제 2마디샤프트(58, 59)는 동일한 직경의 원기둥 형상으로 형성된다. 제 1 및 제 2마디샤프트(58)는 지주부(52)의 중공부(53)에 설치되는 베어링에 의해 상방으로 지지되게 설치된다.The first and second joint shafts 58 and 59 are formed in the shape of a cylinder having the same diameter. The first and second joint shafts 58 are installed to be supported upward by bearings installed in the hollow part 53 of the support part 52.

제 1마디샤프트(58)는 상하로 길게 연장된다. 제 1마디샤프트(58)는 하단이 기어박스(54)의 내부공간(55)으로 인입되게 설치된다.The first node shaft 58 extends vertically and long. The lower end of the first joint shaft 58 is installed to be drawn into the inner space 55 of the gearbox 54.

제 2마디샤프트(59)는 제 1마디샤프트(58)의 상방에서 회전가능하게 설치된다. 제 2마디샤프트(59)는 상부에 제 3베벨기어(67)와 치결합되어 제 3베벨기어(67)의 회전에 연동되어 회전되는 제 4베벨기어(56)가 설치된다.The second joint shaft 59 is rotatably installed above the first joint shaft 58 . The second joint shaft 59 is coupled with the third bevel gear 67 at the top, and a fourth bevel gear 56 that rotates in conjunction with the rotation of the third bevel gear 67 is installed.

제 4베벨기어(56)는 제 2마디샤프트(59)의 상단에 고정 설치되어 제 2마디샤프트(59)와 일체로 회전된다. 제 4베벨기어(56)는 제 3베벨기어(67)로부터 회전력을 전달받아 제 2마디샤프트(59)를 회전구동한다.The fourth bevel gear 56 is fixedly installed on the upper end of the second joint shaft 59 and rotates integrally with the second joint shaft 59. The fourth bevel gear 56 receives rotational force from the third bevel gear 67 and drives the second joint shaft 59 to rotate.

제 1 및 제 2마디샤프트(58, 59)는 상호 이격되게 설치된다. 제 1 및 제 2마디샤프트(58, 59)는 완충클러치(80)를 통해 회전력을 상호 전달하도록 축연결 되거나 축연결이 해제될 수 있다.The first and second joint shafts 58 and 59 are installed spaced apart from each other. The first and second joint shafts 58 and 59 may be axially connected or disengaged so as to transmit rotational force to each other through the shock absorber clutch 80.

완충클러치(80)는 제 1마디샤프트(58)의 상단에서 제 1마디샤프트(58)와 일체로 회전되게 설치된 제 1피동디스크(81)와, 제 2마디샤프트(59)의 하단에서 제 2마디샤프트(59)와 일체로 회전되게 설치되는 제 1구동디스크(84)와, 제 1구동디스크(84)에 승강 가능하게 설치되는 체결부재(90)와, 체결부재(90)가 체결부재(90)를 하방으로 탄성 바이어스하는 탄성부재(95)를 구비한다.The shock absorber clutch 80 includes a first driven disk 81 installed to rotate integrally with the first joint shaft 58 at the upper end of the first joint shaft 58, and a second driven disk 81 installed at the lower end of the second joint shaft 59. The first driving disk 84 installed to rotate integrally with the joint shaft 59, the fastening member 90 installed to be able to move up and down on the first driving disk 84, and the fastening member 90 are fastening members ( 90) is provided with an elastic member 95 that elastically biases it downward.

제 1피동디스크(81)는 상하로 연장된 원통 형상으로 형성된다. 제 1피동디스크(81)는 중공부를 가지며 제 1마디샤프트(58)가 제 1피동디스크(81)의 중공부에 끼움결합된다. 제 1피동디스크(81)는 제 1마디샤프트(58)의 외경보다 더 큰 외경을 갖는다. 제 1피동디스크(81)는 상면이 제 2 마디샤프트(59)의 축선과 직교하는 평면으로 형성된다.The first driven disk 81 is formed in a cylindrical shape extending vertically. The first driven disk 81 has a hollow portion, and the first joint shaft 58 is fitted into the hollow portion of the first driven disk 81 . The first driven disk 81 has an outer diameter larger than that of the first joint shaft 58. The upper surface of the first driven disk 81 is formed in a plane orthogonal to the axis of the second joint shaft 59.

제 1피동디스크(81)의 상면에는 원주방향을 따라 일정한 간격으로 이격된 복수 개의 체결홈(82)이 형성된다. 체결홈(82)은 제 1피동디스크(81)의 원주방향을 따르는 폭이 작아지게 인입된다. 체결홈(82)은 체결부재(90)의 하단이 결합될 수 있게 체결부재(90)의 하단과 대응되는 형상으로 형성된다.A plurality of fastening grooves 82 spaced at regular intervals along the circumferential direction are formed on the upper surface of the first driven disk 81 . The fastening groove 82 is inserted so that the width along the circumferential direction of the first driven disk 81 becomes small. The fastening groove 82 is formed in a shape corresponding to the lower end of the fastening member 90 so that the lower end of the fastening member 90 can be coupled.

제 1구동디스크(84)는 상하로 연장된 원통 형상으로 형성된다. 제 1구동디스크(84)는 중공부를 가지며 제 2마디샤프트(59)가 제 1구동디스크(84)의 중공부에 끼움결합된다. 제 1구동디스크(84)는 제 2마디샤프트(58)의 외경보다 더 큰 외경을 갖는다. 제 1구동디스크(84)는 제 1피동디스크(81)의 외경과 동일한 외경을 갖는다. 제 1구동디스크(84)는 하면이 제 1피동디스크(81)의 상면과 평행한 평면으로 형성된다. 제 1구동디스크(84)는 하면이 제 1피동디스크(81)의 상면과 가깝게 설치된다.The first drive disk 84 is formed in a cylindrical shape extending vertically. The first driving disk 84 has a hollow part and the second joint shaft 59 is fitted into the hollow part of the first driving disk 84 . The first drive disk 84 has a larger outer diameter than the outer diameter of the second joint shaft 58. The first driving disk 84 has the same outer diameter as that of the first driven disk 81 . The lower surface of the first driving disk 84 is formed in a plane parallel to the upper surface of the first driven disk 81 . The lower surface of the first driving disk 84 is installed close to the upper surface of the first driven disk 81 .

제 1구동디스크(84)는 체결홈(82)과 대응되는 제 1구동디스크(84)의 하면으로부터 상방으로 인입된 실린더공(85)이 형성된다.The first drive disk 84 is formed with a cylinder hole 85 drawn upward from the lower surface of the first drive disk 84 corresponding to the fastening groove 82 .

실린더공(85)은 제 1구동디스크(84)의 원주방향을 따라 복수 개가 일정한 간격으로 이격되게 형성된다. 실린더공(85)은 제 1구동디스크(84)의 축선으로부터 방사방향을 따라 복수 개가 형성된다. A plurality of cylinder holes 85 are formed spaced apart at regular intervals along the circumferential direction of the first drive disk 84 . A plurality of cylinder holes 85 are formed along the radial direction from the axial line of the first drive disk 84 .

실린더공(85)의 내주면에는 체결부재(90)의 이탈을 방지하도록 돌출된 걸림돌기(86)가 형성된다. 걸림돌기(86)는 실린더공(85)과 외부를 상호 연통하며 실린더공(85)의 내경보다 작은 돌출공을 형성한다. 돌출공(87)은 사각 단면으로 형성된다.A protruding protrusion 86 is formed on the inner circumferential surface of the cylinder hole 85 to prevent the fastening member 90 from being separated. The locking protrusion 86 communicates with the outside of the cylinder hole 85 and forms a protruding hole smaller than the inner diameter of the cylinder hole 85. The protruding hole 87 is formed in a square cross section.

체결부재(90)는 돌출공(87)과 대응되는 단면을 가지며 상하로 연장된 사각기둥 형상으로 형성된다. 체결부재는 상단에 폭이 커지게 연장되어 체결부재(90)의 하강을 제한하는 하강제한부(91)가 형성된다. 체결부재(90)의 하단은 제 1구동디스크(90)의 원주방향을 따르는 폭이 작아지게 연장되어 원주방향을 따르는 측면에 연장방향에 대해 소정 각도로 기울어진 축연결해제유도경사면(92)이 마련된 뾰족한 형상으로 형성된다. 체결부재(90)는 하강제한부(91)가 실린더공(85)에 인입되어 실린더공(85)을 따라 승강 가능하게 설치된다.The fastening member 90 has a cross section corresponding to the protruding hole 87 and is formed in a rectangular column shape extending vertically. The fastening member is extended to increase in width at the top, the lowering limiting portion 91 for limiting the lowering of the fastening member 90 is formed. The lower end of the fastening member 90 is extended so that the width along the circumferential direction of the first drive disk 90 becomes smaller, and on the side along the circumferential direction, an axis disconnection guide slope 92 inclined at a predetermined angle with respect to the extension direction is formed. It is formed in a pointed shape provided. The fastening member 90 is installed such that the lowering limiting part 91 is inserted into the cylinder hole 85 so as to move up and down along the cylinder hole 85 .

체결부재(90)는 하단이 돌출공(87)을 통해 제 1구동디스크(84)의 하면으로부터 하방으로 돌출되게 하강되거나, 실린더공(85)에 인입되는 상방으로 상승할 수 있다.The fastening member 90 may descend so that its lower end protrudes downward from the lower surface of the first driving disk 84 through the protruding hole 87, or may rise upward to be inserted into the cylinder hole 85.

탄성부재(95)는 실린더공(85)에 설치된다. 탄성부재(95)는 외력에 의해 길이가 짧아지도록 압축되면 길이가 길어지는 방향으로 복원력을 발휘하는 코일 스프링이 적용된다. 탄성부재(95)는 실린더공(85) 내에서 일측이 실린더공(85) 내 상면을 지지하고 타측이 하강제한부(95)의 상면을 지지하도록 설치된다.The elastic member 95 is installed in the cylinder hole 85. When the elastic member 95 is compressed to have a shorter length by an external force, a coil spring that exerts a restoring force in a direction in which the length becomes longer is applied. The elastic member 95 is installed so that one side supports an upper surface within the cylinder hole 85 and the other side supports an upper surface of the lowering limiting part 95 within the cylinder hole 85 .

체결부재(90)는 탄성부재(95)에 의해 하방으로 탄성바이어스되어 하단이 체결홈(82)에 결합됨으로써 제 1구동디스크(84)와 제 1피동디스크(81)가 상호 체결된다. 이를 통해 제 2마디샤프트(59)의 회전력을 제 1마디샤프트(58)로 전달할 수 있도록 제 1, 2마디샤프트(58, 59)가 상호 축연결된다.The fastening member 90 is elastically biased downward by the elastic member 95 so that the lower end is coupled to the fastening groove 82 so that the first driving disk 84 and the first driven disk 81 are fastened to each other. Through this, the first and second bar shafts 58 and 59 are axially connected to each other so that the rotational force of the second bar shaft 59 can be transmitted to the first bar shaft 58.

기어조립체(70)는 제 2샤프트(57)의 하단에 설치되는 제 1베벨기어(71)와, 제 1베벨기어(71)와 연동되며 제 2샤프트(57)과 직교하는 축선으로 회전가능하게 설치되는 제 2베벨기어(72)와, 제 2베벨기어(72)의 회전에 연동되게 설치되는 웜기어(73)와, 제 1샤프트(33)의 상단에 설치되며 웜기어(73)의 회전과 연동되어 제 1샤프트(33)를 회전시키도록 웜기어(73)와 치결합되는 피니언기어(74)를 구비한다.The gear assembly 70 interlocks with the first bevel gear 71 installed at the lower end of the second shaft 57 and the first bevel gear 71 to be rotatable in an axis perpendicular to the second shaft 57. The second bevel gear 72 installed, the worm gear 73 installed to interlock with the rotation of the second bevel gear 72, and installed at the upper end of the first shaft 33 and interlocked with the rotation of the worm gear 73 and a pinion gear 74 that is tooth-coupled with the worm gear 73 so as to rotate the first shaft 33.

제 1베벨기어(71)는 제 1마디샤프트(58)의 하단에 설치된다. 제 1베벨기어(71)는 제 1마디샤프트(58)의 회전에 연동되어 회전되게 설치된다.The first bevel gear 71 is installed at the lower end of the first joint shaft 58. The first bevel gear 71 is installed to rotate in conjunction with the rotation of the first joint shaft 58.

제 2베벨기어(72) 및 웜기어(73)는 기어박스(54)에 회전가능하게 지지되는 제 3샤프트(75)에 설치된다. 제 3샤프트(75)는 제 1 및 제 2샤프트(33, 57)의 길이방향과 직교하는 수평방향으로 연장된 원기둥 형상으로 형성된다. 제 1및 제 샤프트(33, 57)는 기어박스(54)의 양측에 설치되는 베어링에 의해 회전가능하게 지지된다. 제 2베벨기어(72) 및 웜기어(73)는 제 3샤프트(75)에 고정 설치되어 일체로 회전되게 설치된다.The second bevel gear 72 and the worm gear 73 are installed on the third shaft 75 rotatably supported by the gear box 54. The third shaft 75 is formed in a cylindrical shape extending in a horizontal direction perpendicular to the longitudinal direction of the first and second shafts 33 and 57 . The first and second shafts 33 and 57 are rotatably supported by bearings installed on both sides of the gearbox 54. The second bevel gear 72 and the worm gear 73 are fixedly installed on the third shaft 75 and installed to rotate integrally.

제 2베벨기어(72)는 제 1베벨기어(72)와 치결합되어 제 1베벨기어(72)의 회전에 연동하여 회전된다.The second bevel gear 72 is tooth-coupled with the first bevel gear 72 and rotates in conjunction with the rotation of the first bevel gear 72 .

피니언기어(74)는 기어박스(54)의 내부공간(55) 내로 인입된 제 1샤프트(33)의 상단에 설치된다. 피니언기어(74)는 제 1샤프트(33)와 끼움결합되어 제 1샤프트(33)와 함께 일체로 회전된다.The pinion gear 74 is installed on the upper end of the first shaft 33 drawn into the inner space 55 of the gearbox 54. The pinion gear 74 is fitted with the first shaft 33 and rotates together with the first shaft 33 integrally.

이러한 구성을 통해 로터(65)가 풍력에 의해 회전 시 제 2샤프트(57)가 회전하게 되고, 제 2샤프트(57)의 회전력이 제 1, 2베벨기어(71, 72)와 웜기어(73)를 통해 피니언기어(74)를 회전시키게 되며 피니언기어(74)가 회전에 연동되어 제 1샤프트(33)가 회전되게 된다.Through this configuration, when the rotor 65 is rotated by wind power, the second shaft 57 rotates, and the rotational force of the second shaft 57 is applied to the first and second bevel gears 71 and 72 and the worm gear 73 Through this, the pinion gear 74 is rotated, and the first shaft 33 is rotated by interlocking with the rotation of the pinion gear 74.

이하 본 발명의 제 1실시 예에 따른 풍력 양수발전 시스템의 작용효과에 대해 설명한다.Hereinafter, operational effects of the wind power pumped storage system according to the first embodiment of the present invention will be described.

본 발명의 제 1실시 예에 따른 풍력 양수발전 시스템는 나셀(60)을 향해 바람이 불면 나셀(60)이 풍력에 의해 회전하게 되며 제 2샤프트(57)가 회전한다. 기어조립체(70)은 제 2샤프트(57)의 회전력을 제 1샤프트(33)로 전달한다. 제 1샤프트(33)가 회전함에 따라 스크류임펠러(34)가 회전하게 되며 취수용 수원(2)의 물을 챔버(32)를 따라 물을 펌핑하게 된다.In the wind power pumped storage system according to the first embodiment of the present invention, when wind blows toward the nacelle 60, the nacelle 60 rotates by the wind force and the second shaft 57 rotates. The gear assembly 70 transmits the rotational force of the second shaft 57 to the first shaft 33. As the first shaft 33 rotates, the screw impeller 34 rotates, and water from the water intake source 2 is pumped along the chamber 32 .

챔버(32)를 따라 펌핑된 물이 배출부(36)에 이르게 되면 물은 자중에 의해 배출부(36)를 통해 저수조(10)의 저수공간(11)으로 유입된다.When the water pumped along the chamber 32 reaches the discharge part 36, the water flows into the storage space 11 of the water storage tank 10 through the discharge part 36 due to its own weight.

스크류펌프(30)가 지속적으로 작동하여 저수조(10) 내에 담긴 물이 흡입구간(26)의 상단(28)의 높이 이상의 수위로 차오르게 되면 저수조(10) 내 담긴 물의 수압에 의해 배출관(25)을 따라 수차터빈발전기(20) 측으로 물이 배출되기 시작한다.When the screw pump 30 continuously operates and the water contained in the reservoir 10 rises to a water level higher than the height of the upper end 28 of the suction section 26, the discharge pipe 25 is opened by the water pressure of the water contained in the reservoir 10 Water starts to be discharged to the water turbine generator 20 side along the.

저수조(10) 내에 담긴 물은 배출이 시작되면 사이펀 작용에 의해 배출관의 흡입구간(26)의 하단의 높이 이하의 높이로 수위가 하강할때까지 배출된다. 배출관(25)의 배출구간(27)을 통해 배출되는 물은 수차터빈발전기의 터빈을 회전시키며 전력을 발생시킨다.When the water contained in the water storage tank 10 starts to be discharged, it is discharged by a siphon action until the water level drops to a height equal to or less than the height of the lower end of the suction section 26 of the discharge pipe. The water discharged through the discharge section 27 of the discharge pipe 25 rotates the turbine of the water turbine generator to generate electric power.

한편, 스크류펌프(30)는 챔버(32) 내에 이물질이 유입되어 스크류임펠러(34)가 협착되면 제 1, 2샤프트(33, 57)에는 나셀(60)로부터 전달되는 회전력의 반대방향의 반발력이 작용하게 된다.On the other hand, in the screw pump 30, when foreign matter enters the chamber 32 and the screw impeller 34 is narrowed, the first and second shafts 33 and 57 have a repulsive force in the opposite direction to the rotational force transmitted from the nacelle 60. It works.

이때, 제 1피동디스크(81)가 체결부재(90)의 축연결해제유도경사면(92)을 밀어내는 힘이 상승하게 되며 탄성부재(95)가 압축됨과 함께 체결부재(90)는 도 6에 도시된 바와 같이 상승하게 된다. 체결부재(90)가 상승하게 됨에 따라 제 1, 2마디샤프트(58, 59)의 축연결이 해제된다.At this time, the force by which the first driven disk 81 pushes the shaft disconnection guiding inclined surface 92 of the fastening member 90 increases, and the elastic member 95 is compressed, and the fastening member 90 is shown in FIG. 6. As shown, it rises. As the fastening member 90 rises, the shaft connection of the first and second joint shafts 58 and 59 is released.

이와 같은 본 발명의 제 1실시 예에 따른 풍력 양수발전 시스템(1)은 풍력구동유닛(50)을 통해 스크류펌프(30)를 구동함으로써 바람의 운동에너지를 저수조(10)에 저장된 물의 위치에너지 형태로 저장하고, 이후 저수조(10)에 담긴 물을 배수하여 터빈(21)을 회전시키는 방식으로 전력을 생성함으로써 전력의 생성 시점과 생성량을 예측하거나 전력생성량을 용이하게 조절할 수 있게 하는 이점을 갖는다.The wind power pumped storage system 1 according to the first embodiment of the present invention drives the screw pump 30 through the wind power drive unit 50 to convert the kinetic energy of wind into the form of potential energy of water stored in the water storage tank 10. It has the advantage of predicting the time and amount of power generation or easily adjusting the amount of power generation by generating power by rotating the turbine 21 by draining the water contained in the reservoir 10 thereafter.

또한, 본 발명의 제 1실시 예에 따른 풍력 양수발전 시스템(1)은 유입부(35)를 통해 챔버(32) 내로 유입되는 물에 이물질이 편승하여 스크류임펠러(34)가 협착되면 완충클러치(80)에 의해 제 1, 2마디샤프트(58, 59)의 축연결이 해제됨으로써 로터(60)와 제 1샤프트(33)간의 연결이 해제되어 기어조립체(70) 또는 제 1, 2샤프트(33, 57)가 파손되는 현상을 방지할 수 있는 이점을 갖는다.In addition, in the wind power pumped storage system 1 according to the first embodiment of the present invention, when the screw impeller 34 is narrowed due to foreign matter riding on the water flowing into the chamber 32 through the inlet 35, the buffer clutch ( 80), the shaft connection of the first and second joint shafts 58 and 59 is released, so that the connection between the rotor 60 and the first shaft 33 is released and the gear assembly 70 or the first and second shafts 33 , 57) has the advantage of preventing damage.

이하 도 7 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 제 2실시 예에 따른 풍력 양수발전 시스템에 대해 상세히 설명한다.A wind power pumped storage system according to a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 7 and 8 .

본 발명의 제 2실시 예에 따른 풍력 양수발전 시스템의 스크류펌프(100)는 제 1샤프트(110) 및 부력클러치(120) 외의 구성이 본 발명의 제 1실시 예와 동일함에 중복 설명은 생략한다.Since the screw pump 100 of the wind power pumped storage system according to the second embodiment of the present invention has the same configuration as the first embodiment except for the first shaft 110 and the buoyancy clutch 120, redundant description will be omitted. .

본 발명의 제 2실시 예에 따른 풍력 양수발전 시스템의 스크류펌프(100)는 상기 케이싱(31) 내 물이 오버플로우 되는 것을 방지하도록 상기 제 1샤프트(110)에 설치되어 케이싱(31) 내에서 물이 상기 소정 높이 이상의 수위로 차오를 시 상기 스크류임펠러(34)의 회전을 차단하는 부력클러치(120)를 더 구비한다.The screw pump 100 of the wind power pumped storage system according to the second embodiment of the present invention is installed on the first shaft 110 to prevent overflow of water in the casing 31, and A buoyancy clutch 120 is further provided to block rotation of the screw impeller 34 when water rises to a water level equal to or higher than the predetermined height.

도면을 참조하면, 제 1샤프트(110)는 상하방향을 따라 2 개의 마디로 분할된 제 3, 4마디샤프트(111, 112)를 구비한다. 제 3, 4마디샤프트(111, 112)는 동일한 직경의 원기둥 형상으로 형성된다. 제 3, 4마디샤프트(111, 112)는 챔버의 길이방향을 따라 연장된 원기둥 형상으로 형성된다.Referring to the drawing, the first shaft 110 includes third and fourth joint shafts 111 and 112 divided into two nodes along the vertical direction. The third and fourth joint shafts 111 and 112 are formed in a cylindrical shape having the same diameter. The third and fourth joint shafts 111 and 112 are formed in a cylindrical shape extending along the longitudinal direction of the chamber.

제 3마디샤프트(111)는 챔버의 하부에서 회전가능하게 설치된다. 제 3마디샤프트(111)는 외주면에 길이방향을 따라 제 1실시 예와 동일한 스크류임펠러(34)가 설치된다.The third joint shaft 111 is rotatably installed in the lower part of the chamber. The third joint shaft 111 is provided with the same screw impeller 34 as in the first embodiment along the longitudinal direction on the outer circumferential surface.

제 4마디샤프트(112)는 챔버의 상부에 설치된다. 제 4마디샤프트(112)는 제 3마디샤프트(111)의 상방에서 제 3마디샤프트(111)와 동일한 축선으로 회전가능하게 설치된다. 제 4마디샤프트(112)는 기어박스에 설치된 필로우블럭(112a)과 기어박스(54)의 내부에 설치된 필로우블럭(112b)에 의해 회전가능하게 지지된다. 제 4마디샤프트(112)는 상부가 기어조립체(70)와 연결되어 기어조립체(70)를 통해 제 2샤프트로(57)부터 회전력을 전달받을 수 있다.The fourth joint shaft 112 is installed in the upper part of the chamber. The fourth joint shaft 112 is rotatably installed in the same axis as the third joint shaft 111 above the third joint shaft 111 . The fourth joint shaft 112 is rotatably supported by a pillow block 112a installed in the gearbox and a pillow block 112b installed inside the gearbox 54. The upper part of the fourth joint shaft 112 is connected to the gear assembly 70 to receive rotational force from the second shaft 57 through the gear assembly 70 .

제 4마디샤프트(112)는 상부에 피니언기어(74)가 설치된다. 제 4마디샤프트(112)는 하단에 스플라인기어부(113)가 형성된다. 스플라인기어부(113)는 제 4마디샤프트(112)의 원주방향을 따라 일정한 간격으로 이격되게 인입된 스플라인홈이 제 4마디샤프트(112)의 길이방향을 따라 평행하게 연장되어 형성된다.A pinion gear 74 is installed on the upper portion of the fourth joint shaft 112. The fourth joint shaft 112 is formed with a spline gear portion 113 at the bottom. The spline gear unit 113 is formed by extending in parallel along the longitudinal direction of the fourth joint shaft 112 the spline grooves drawn in at regular intervals in the circumferential direction of the fourth joint shaft 112.

스플라인기어부(113)는 제 4마디샤프트(112)의 외주면에 형성된다. 스플라인기어부(113)는 제 4마디샤프트(112)의 하단으로부터 제 4마디샤프트(112)의 길이방향을 따라 연장된다. 스플라인기어부(113)의 연장길이는 후술할 제 2피동디스크(121)의 길이와 후술할 축연결돌기의 돌출길이의 합보다 길게 형성된다.The spline gear unit 113 is formed on the outer circumferential surface of the fourth joint shaft 112 . The spline gear unit 113 extends from the lower end of the fourth joint shaft 112 along the longitudinal direction of the fourth joint shaft 112 . The extension length of the spline gear unit 113 is longer than the sum of the length of the second driven disk 121 to be described later and the protruding length of the shaft connecting projection to be described later.

제 3, 4마디샤프트(111, 112)는 상호 마주하는 단부가 상호 이격되게 설치된다. 제 3, 4마디샤프트(111, 112)는 부력클러치(120)를 통해 회전력을 상호 전달하도록 축연결 되거나 축연결이 해제될 수 있다.The ends of the third and fourth joint shafts 111 and 112 facing each other are spaced apart from each other. The third and fourth joint shafts 111 and 112 may be axially connected or disconnected from each other to transmit rotational force to each other through the buoyancy clutch 120.

부력클러치(120)는 제 3마디샤프트(111)의 상단에서 제 3마디샤프트(111)와 일체로 회전되게 설치되며 상면에 축연결홈(122)이 형성된 제 2피동디스크(121)와, 제 4마디샤프트(112)의 하단에 스플라인기어부(113)를 따라 이동가능하게 설치되며 하면에 축연결홈(122)에 끼움결합되는 축연결돌기(127)가 형성된 제 2구동디스크(125)와, 제 2구동디스크(125)에 설치되어 챔버(32) 내에서 물이 제 4마디샤프트(112)에 이르는 수위까지 차오르면 축연결돌기(127)가 축연결홈(122)으로부터 분리되게 제 2구동디스크(125)를 상방으로 이동시키도록 부력을 발생시키는 부력체(130)를 구비한다.The buoyancy clutch 120 is installed to rotate integrally with the third joint shaft 111 at the upper end of the third joint shaft 111 and includes a second driven disk 121 having a shaft connection groove 122 formed on the upper surface, The second drive disk 125 is installed to be movable along the spline gear part 113 at the lower end of the four-joint shaft 112 and has a shaft connection protrusion 127 fitted to the shaft connection groove 122 on the lower surface. , Installed on the second driving disk 125, when the water in the chamber 32 rises to the level of the fourth joint shaft 112, the shaft connecting protrusion 127 is separated from the shaft connecting groove 122. A buoyancy body 130 is provided to generate buoyancy so as to move the drive disk 125 upward.

제 2피동디스크(121)는 상하로 연장되며 원통 형상으로 형성된다. 제 2피동디스크(121)는 제 3마디샤프트(111)의 상단에 고정 설치되어 제 3마디샤프트(111)와 일체로 회전된다. 축연결홈(122)은 제 2피동디스크(121)의 상면으로부터 하방으로 인입된다. 축연결홈(122)은 복수 개가 원주방향을 따라 일정한 간격으로 이격되게 형성된다.The second driven disk 121 extends vertically and is formed in a cylindrical shape. The second driven disk 121 is fixedly installed on the upper end of the third bar shaft 111 and rotates integrally with the third bar shaft 111. The shaft connecting groove 122 is drawn downward from the upper surface of the second driven disk 121 . A plurality of shaft connecting grooves 122 are formed to be spaced apart at regular intervals along the circumferential direction.

제 2구동디스크(125)는 스플라인기어부(113)의 길이보다 짧은 길이로 연장된 원통 형상으로 형성된다. 제 2구동디스크(125)는 중공부를 갖는 원통 형상으로 형성된다. 제 2구동디스크(125)는 내주면에 스플라인기어부(113)와 대응되는 스플라인홈(126)이 형성된다. 제 2구동디스크(125)는 스플라인기어부(113)가 스플라인홈(126)에 결합되게 끼움결합됨으로써 제 2구동디스크(125)가 스플라인기어부(113)의 연장방향을 따라 이동가능하게 설치된다.The second driving disk 125 is formed in a cylindrical shape extending with a length shorter than the length of the spline gear unit 113 . The second driving disk 125 is formed in a cylindrical shape having a hollow part. A spline groove 126 corresponding to the spline gear part 113 is formed on the inner circumferential surface of the second driving disk 125 . The second drive disk 125 is installed such that the spline gear portion 113 is fitted into the spline groove 126 so that the second drive disk 125 is movable along the extension direction of the spline gear portion 113. .

제 2구동디스크(125)는 제 2구동디스크(125)의 하면과 마주하는 제 2구동디스크(125)의 일면으로부터 축연결홈(122)과 대응되는 형상으로 돌출된 축연결돌기(127)가 형성된다. 축연결돌기(127)는 복수 개가 원주방향을 따라 일정한 간격으로 이격되게 형성된다.The second driving disk 125 has a shaft connecting protrusion 127 protruding in a shape corresponding to the shaft connecting groove 122 from one side of the second driving disc 125 facing the lower surface of the second driving disc 125. is formed A plurality of shaft coupling protrusions 127 are formed to be spaced apart at regular intervals along the circumferential direction.

부력체(130)는 제 2구동디스크(125)의 외경과 대응하는 내경을 갖는 환형으로 형성된다. 부력체(130)는 제 2구동디스크(125)의 외주면에 고정설치된다. 부력체(130)는 내부에 부력공간(131)이 형성된다. 이와 다르게 부력체(130)는 부력공간(131)에 부력을 발생시킬 수 있도록 비중이 낮은 스티로폼이 충진된 구성이 적용될 수도 있다.The buoyancy body 130 is formed in an annular shape having an inner diameter corresponding to the outer diameter of the second driving disk 125 . The buoyancy body 130 is fixedly installed on the outer circumferential surface of the second driving disk 125 . The buoyancy body 130 has a buoyancy space 131 formed therein. Alternatively, the buoyancy body 130 may have a structure filled with styrofoam having a low specific gravity so as to generate buoyancy in the buoyancy space 131 .

상기와 같은 본 발명의 제 2실시 예에 따른 풍력 양수발전 시스템은 저수조(10)의 물이 배출부(36)에 이르는 수위까지 차올라 챔버(32) 내의 물이 원활하게 배출되지 않게 되어 배출부(36)의 높이 이상의 수위로 차오르게 되면, 부력체(130)가 발생시키는 부력에 의해 제 2구동디스크(125)가 상방으로 이동하게 되며 축연결돌기(127)가 축연결홈(122)으로부터 분리됨으로써 제 3, 4마디샤프트(111, 112)의 축연결이 해제된다.In the wind power pumped storage system according to the second embodiment of the present invention as described above, the water in the water storage tank 10 rises to the water level reaching the discharge unit 36, so that the water in the chamber 32 is not smoothly discharged, and the discharge unit ( 36), the second drive disk 125 is moved upward by the buoyancy generated by the buoyancy body 130, and the shaft connecting protrusion 127 is separated from the shaft connecting groove 122. As a result, the shaft connection of the third and fourth joint shafts 111 and 112 is released.

제 3, 4마디샤프트(111, 112)의 축연결이 해제됨에 따라 제 4마디샤프트(112)를 통해 전달되는 회전력이 제 3마디샤프트(111)로 전달되는 것이 차단되며 로터(65)가 회전하더라도 스크류임펠러(34)가 회전하지 않게 되며 펌핑작동이 중단된다.As the shaft connection of the third and fourth joint shafts 111 and 112 is released, the transmission of the rotational force transmitted through the fourth joint shaft 112 to the third joint shaft 111 is blocked, and the rotor 65 rotates. Even so, the screw impeller 34 does not rotate and the pumping operation is stopped.

또한, 케이싱(31)의 챔버(33) 내 수위가 낮아지면 제 2구동디스크(125)가 자중에 의해 스플라인기어부(113)를 따라 하강하여 축연결돌기(127)가 축연결홈(122)에 삽입 결합됨으로써 제 3, 4마디샤프트(111, 112)가 축연결된다.In addition, when the water level in the chamber 33 of the casing 31 is lowered, the second driving disk 125 descends along the spline gear part 113 due to its own weight, so that the shaft connecting protrusion 127 moves along the shaft connecting groove 122. The third and fourth joint shafts 111 and 112 are axially connected by being inserted into and coupled to.

상술한 바와 같은 본 발명의 제 2실시 예에 따른 풍력 양수발전 시스템은 수차터빈발전기(20)의 정비 또는 발전량 조절을 위해 저수조(10) 내의 물의 배수를 차단하여 저수조(10) 내의 수위가 수용한계에 이른 상태에서 제 3, 4마디샤프트(111, 112) 간의 연결을 해제하여 스크류펌프(100)의 펌핑작동을 정지시킴으로써 물이 기어박스(54)의 내부로 오버플로우되거나, 저수조(10) 내의 물이 넘치는 현상을 방지할 수 있는 이점을 갖는다.As described above, the wind power pumped storage power generation system according to the second embodiment of the present invention blocks the drainage of water in the reservoir 10 to maintain the water turbine generator 20 or adjust the amount of power generation, so that the water level in the reservoir 10 reaches the acceptance limit. In the state reached, the connection between the third and fourth joint shafts 111 and 112 is disconnected to stop the pumping operation of the screw pump 100, so that water overflows into the gear box 54 or in the water reservoir 10 It has the advantage of preventing water overflow.

1 : 풍력 양수발전 시스템 2, 3 : 수원
10 : 저수조 20 : 수차터빈발전기
30 : 스크류펌프 50 : 풍력구동유닛
60 : 나셀1: Wind power pumped storage system 2, 3: Suwon
10: water tank 20: water turbine generator
30: screw pump 50: wind power drive unit
60 : nacelle

Claims (5)

물을 담아둘 수 있으며 수원보다 높은 위치에 마련되는 저수조와;
상기 저수조보다 낮은 위치에 설치되고 배수관을 통해 상기 저수조와 연결되어 상기 저수조로부터 하강하는 물의 흐름에 의해 터빈이 회전되며 발전하는 수차터빈발전기와;
수면에 대해 소정 각도로 기울어진 경사방향으로 연장된 원통형 챔버가 내부에 형성되고 상기 챔버로 물이 유입될 수 있도록 하부에 마련된 유입부가 수원에 잠기도록 설치되며 물이 배출될 수 있도록 상부에 마련된 배출부가 상기 저수조에 연결되는 케이싱과, 상기 챔버 내에 회전가능하게 설치되는 제 1샤프트와, 상기 제 1샤프트의 외주면에 형성되어 상기 제 1샤프트와 함께 회전함에 따라 물을 펌핑하는 스크류임펠러를 포함하는 스크류펌프와;
내부공간을 갖는 하우징과, 풍력에 의해 회전가능한 로터를 가지며 상기 하우징의 상부에 설치되는 나셀과, 상기 하우징의 내부에서 상기 로터와 연동되어 회전되게 설치되는 제 1샤프트와, 상기 제 2샤프트의 구동력을 상기 제 1샤프트로 전달시키기 위한 기어조립체를 포함하는 풍력구동유닛;을 구비하는 것을 특징으로 하는 풍력 양수발전 시스템.a water storage tank capable of holding water and provided at a higher position than the water source;
an aberration turbine generator installed at a position lower than the water storage tank and connected to the water storage tank through a drain pipe so that a turbine rotates and generates power by the flow of water descending from the water storage tank;
A cylindrical chamber extending in an inclined direction inclined at a predetermined angle with respect to the water surface is formed inside, and an inlet provided at the bottom is installed to be submerged in a water source so that water can flow into the chamber, and a discharge provided at the top so that water can be discharged. A screw including a casing connected to the water storage tank, a first shaft rotatably installed in the chamber, and a screw impeller formed on an outer circumferential surface of the first shaft and rotating together with the first shaft to pump water. with a pump;
A housing having an inner space, a nacelle having a rotor rotatable by wind power and installed on top of the housing, a first shaft installed to rotate in conjunction with the rotor inside the housing, and a driving force of the second shaft Wind power pumped storage power generation system comprising a; wind power drive unit including a gear assembly for transmitting to the first shaft. 제 1항에 있어서, 상기 기어조립체는
상기 제 2샤프트의 하단에 설치되는 제 1베벨기어와,
상기 제 1베벨기어와 연동되며 상기 제 2샤프트과 직교하는 축선으로 회전가능하게 설치되는 제 2베벨기어와,
상기 제 2베벨기어의 회전에 연동되게 설치되는 웜기어와,
상기 제 1샤프트의 상단에 설치되며 상기 웜기어의 회전과 연동되어 상기 제 1샤프트를 회전시키도록 상기 웜기어와 치결합되는 피니언기어를 구비하는 것을 특징으로 하는 풍력 양수발전 시스템.The method of claim 1, wherein the gear assembly
A first bevel gear installed at the lower end of the second shaft;
A second bevel gear interlocked with the first bevel gear and installed rotatably along an axis perpendicular to the second shaft;
A worm gear installed to interlock with the rotation of the second bevel gear;
and a pinion gear installed at an upper end of the first shaft and interlocked with the rotation of the worm gear to rotate the first shaft. 제 1항에 있어서,
상기 풍력구동유닛은 상기 챔버에 유입된 이물질로 인해 상기 스크류임펠러가 협착 시 상기 기어조립체의 파손을 방지하도록 상기 나셀과 상기 제 1샤프트의 연결을 해제하는 완충클러치를 더 구비하고,
상기 제 2샤프트는
하부가 상기 기어조립체와 연결된 제 1마디샤프트와,
상기 제 1마디샤프트의 상방에서 상기 제 1마디샤프트와 동일한 축선으로 회전가능하게 설치되며 상부가 상기 나셀과 연결된 제 2마디샤프트을 구비하고,
상기 완충클러치는
상기 제 1마디샤프트의 상단에서 상기 제 1마디샤프트와 일체로 회전되게 설치되며 상면에 원주방향을 따라 일정한 간격으로 이격된 복수 개의 체결홈이 형성된 제 1피동디스크와,
상기 제 2마디샤프트의 하단에서 상기 제 2마디샤프트와 일체로 회전되게 설치되며 하면에 상기 체결홈과 대응되는 위치로부터 상기 제 2마디샤프트의 길이방향을 따라 인입된 복수 개의 실린더공이 형성된 제 1구동디스크와,
상기 실린더공에 설치되어 하단이 상기 제 1구동디스크의 하면으로부터 하방으로 돌출되거나 상기 실린더공 내에 인입되도록 승강 가능한 체결부재와,
상기 체결부재가 상기 체결홈에 결합되도록 상기 실린더공에 설치되어 상기 체결부재를 하방으로 탄성 바이어스하는 탄성부재를 구비하고,
상기 체결부재의 하단은 상기 제 1구동디스크의 원주방향을 따르는 폭이 작아지게 형성된 것을 특징으로 하는 풍력 양수발전 시스템.According to claim 1,
The wind power driving unit further includes a buffer clutch for releasing the connection between the nacelle and the first shaft to prevent damage to the gear assembly when the screw impeller is constricted due to foreign substances introduced into the chamber,
The second shaft is
A first joint shaft having a lower portion connected to the gear assembly;
A second joint shaft rotatably installed above the first joint shaft in the same axis as the first joint shaft and having an upper portion connected to the nacelle,
The shock absorber clutch
A first driven disk installed to rotate integrally with the first joint shaft at an upper end of the first joint shaft and having a plurality of fastening grooves spaced apart at regular intervals along the circumferential direction on the upper surface thereof;
A first drive formed of a plurality of cylinder holes inserted along the longitudinal direction of the second joint shaft from a position corresponding to the fastening groove on the lower surface and installed to rotate integrally with the second joint shaft at the lower end of the second joint shaft with a disk,
A fastening member installed in the cylinder hole and capable of moving up and down so that its lower end protrudes downward from the lower surface of the first driving disk or is drawn into the cylinder hole;
An elastic member installed in the cylinder hole so that the fastening member is coupled to the fastening groove and elastically biases the fastening member downward;
The wind power pumped storage system, characterized in that the lower end of the fastening member is formed to have a smaller width along the circumferential direction of the first drive disk. 제 1항에 있어서,
상기 스크류펌프는 상기 케이싱 내 물이 오버플로우 되는 것을 방지하도록 상기 제 1샤프트에 설치되어 상기 케이싱 내에서 물이 상기 소정 높이 이상의 수위로 차오를 시 상기 스크류임펠러의 회전을 차단하는 부력클러치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 풍력 양수발전 시스템.According to claim 1,
The screw pump further includes a buoyancy clutch installed on the first shaft to prevent water in the casing from overflowing and blocking rotation of the screw impeller when water in the casing rises to a water level equal to or higher than the predetermined height. Wind power pumped storage system, characterized in that to do. 제 4항에 있어서, 상기 제 1샤프트는
상기 챔버의 하부에서 회전가능하게 설치되며 외주면에 상기 스크류임펠러가 형성된 제 3마디샤프트와,
상기 제 3마디샤프트의 상방에서 상기 제 3마디샤프트와 동일한 축선으로 회전가능하게 설치되며 상부가 상기 기어조립체와 연결된 제 4마디샤프트를 구비하고,
상기 제 4마디샤프트는 하단으로부터 길이방향을 따라 연장된 스플라인기어부가 외주면에 형성되며,
상기 부력클러치는
상기 제 3마디샤프트의 상단에서 상기 제 3마디샤프트와 일체로 회전되게 설치되며 상면에 원주방향을 따라 일정한 간격으로 이격되게 축연결홈이 형성된 제 2피동디스크와,
상기 스플라인기어부의 길이보다 짧은 길이를 가지며 내주면에 상기 스플라인기어부와 대응되는 스플라인홈이 형성된 원통 형상으로 형성되고 상기 스플라인기어부가 상기 스플라인홈에 결합되게 상기 제 4마디샤프트의 하단에 설치되며 하면에 상기 축연결홈에 끼움결합되는 축연결돌기가 형성된 제 2구동디스크와,
상기 제 2구동디스크에 설치되어 상기 챔버 내에서 물이 상기 제 4마디샤프트에 이르는 수위까지 차오르면 상기 축연결돌기가 상기 축연결홈으로부터 분리되게 상기 제 2구동디스크를 상방으로 이동시키도록 부력을 발생시키는 부력체를 구비하는 것을 특징으로 하는 풍력 양수발전 시스템.
The method of claim 4, wherein the first shaft
A third joint shaft rotatably installed in the lower part of the chamber and having the screw impeller formed on the outer circumferential surface;
A fourth joint shaft rotatably installed on the same axis as the third joint shaft above the third joint shaft and having an upper portion connected to the gear assembly,
The fourth joint shaft is formed on the outer circumferential surface of the spline gear extending along the longitudinal direction from the lower end,
The buoyancy clutch
A second driven disk installed to rotate integrally with the third joint shaft at the upper end of the third joint shaft and having shaft connecting grooves formed on the upper surface at regular intervals along the circumferential direction;
It has a length shorter than the length of the spline gear part and is formed in a cylindrical shape with a spline groove corresponding to the spline gear part formed on the inner circumferential surface, and the spline gear part is installed at the lower end of the fourth joint shaft so that the spline gear part is coupled to the spline groove, and is installed on the lower surface A second driving disk formed with a shaft connection protrusion fitted into the shaft connection groove;
It is installed on the second driving disk, and when the water in the chamber rises to the level reaching the fourth joint shaft, the shaft connecting protrusion is separated from the shaft connecting groove, and buoyancy is applied to move the second driving disc upward. A wind power pumped storage system comprising a buoyancy body that generates.
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