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KR200455277Y1 - 수관용 발전기 - Google Patents

수관용 발전기 Download PDF

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KR200455277Y1
KR200455277Y1 KR2020110004456U KR20110004456U KR200455277Y1 KR 200455277 Y1 KR200455277 Y1 KR 200455277Y1 KR 2020110004456 U KR2020110004456 U KR 2020110004456U KR 20110004456 U KR20110004456 U KR 20110004456U KR 200455277 Y1 KR200455277 Y1 KR 200455277Y1
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심덕보
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Abstract

본 고안은 유체가 이동하는 수관에 설치하여 유체에 의한 임펠러의 회전 에너지로 전기를 발생하는 수관용 발전기에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 하우징(10) 내부에 양측 상하로 높이 편차를 갖도록 입수구(11)와 출수구(12)를 연통 형성하는 공간부(15)를 형성하고, 상기 공간부(15)에 하부 원주상에 입수구(11)로 유입되는 유체를 내부로 안내하는 유입공(21)과 상부 원주상에 내부의 유체를 출수구(12)로 안내하는 유출공(22)을 형성하는 조립 몸체(20)를 삽입 설치하되, 상기 조립 몸체의 내부에는 유입공과 유출공을 통해 유입, 유출되는 유체에 의해 회전하도록 원주상에 다수의 회전익(32)을 갖는 임펠러(30)를 설치하여 상기 임펠러의 회전에 의해 회전축(31)에 연결된 발전장치에서 전기를 생성하므로 상기 유체의 체류시간을 길게 확보함과 함께 유체의 와류 발생에 의해 임펠러를 효과적으로 회전시켜 임펠러의 회전에 의한 전기 발생 효율을 향상시키도록 하는데 그 특징이 있다.

Description

수관용 발전기{Generator for water tube}
본 고안은 유체가 이동하는 수관에 설치하여 유체에 의한 임펠러의 회전 에너지로 전기를 발생하는 수관용 발전기에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 하우징 양측에 높이 차이를 갖는 입수구 및 출수구와, 상기 하우징 내부에 삽입되는 조립 몸체의 상,하부 외주연의 유입공 및 유출공을 통해 유체가 유입, 유출되는 과정을 반복하면서 조립 몸체 내부에 위치하는 임펠라를 회전시키되, 상기 조립 몸체 내부의 유체 체류시간을 길게 확보함과 함께 유체의 와류 현상에 의해 임펠러를 효과적으로 회전시켜 임펠러의 회전에 의한 전기 발생 효율을 향상시키는 수관용 발전기에 관한 것이다.
일반적으로 발전기는 전기를 생성하는 기계이다.
이러한 발전기는 주로 엔진의 기계적 운동에 의해 발생되는 에너지를 발전장치에서 전기 에너지로 변환시켜 사용하는 것이다.
이 경우 엔진의 기계적 운동을 발생하기 위해 석탄, 석유, 원자력 등의 에너지를 이용하기 때문에 전기 생성에 많은 비용이 소요된다.
이에 반해 가정이나 사무실, 공동주택, 공장, 지방자치단체, 수자원공사, 광역상수도 등지에서 수관에 설치하여 수관을 통해 흐르는 유체를 이용하여 발전기를 가동하므로 저압, 고압의 전기를 저가에 생성하여 활용하는 기술이 종래 다수의 형태로 개시된 바 있다.
예를 들면 등록실용신안 제20-250618호에서와 같이 입수구로 유입되어 출수구로 배출되는 유체의 유압에 의해 내부 터빈을 회전시키고, 상기 터빈의 회전에 의해 발생되는 운동 에너지를 발전장치에서 전기 에너지로 변환시켜 사용하는 것이다.
그러나 상기한 종래 수관용 발전기는 입수구로 유입되는 유체가 터빈을 회전시킨 후, 바로 출수구로 배출되는 구조를 갖기 때문에 유체의 체류시간이 짧고 터빈을 회전시키는 효율성이 떨어져 터빈의 회전에 의한 전기 생성 효율이 저하되는 한계를 갖고 있었다.
본 고안은 상기한 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 해결하고자 고안된 것으로서, 유체가 이동하는 수관에 설치하는 하우징 양측에 높이 차이를 갖는 입수구 및 출수구와, 상기 하우징 내부에 삽입되는 조립 몸체 상,하부 외주연의 유입공 및 유출공을 통해 유체가 유입, 유출되는 과정을 반복하면서 조립 몸체 내부에 위치하는 임펠라를 회전시키되, 상기 조립 몸체 내부의 유체 체류시간을 길게 확보함과 함께 유체의 와류 현상에 의해 임펠러를 효과적으로 회전시켜 임펠러의 회전에 의한 전기 발생 효율을 향상시키는데 그 목적이 있다.
이러한 본 고안은 하우징 내부에 양측 상하로 높이 편차를 갖도록 입수구와 출수구를 연통 형성하는 공간부를 형성하고, 상기 공간부에 하부 원주상에 입수구로 유입되는 유체를 내부로 안내하는 유입공과 상부 원주상에 내부의 유체를 출수구로 안내하는 유출공을 형성하는 조립 몸체를 삽입 설치하되, 상기 조립 몸체의 내부에는 유입공과 유출공을 통해 유입, 유출되는 유체에 의해 회전하도록 원주상에 다수의 회전익을 갖는 임펠러를 설치하여 상기 임펠러의 회전에 의해 회전축에 연결된 발전장치에서 전기를 생성하도록 함에 그 특징이 있다.
본 고안 상기 조립 몸체의 유입공과 유출공은 내외측 회전방향으로 경사지게 형성함에 그 특징이 있다.
본 고안 상기 임펠러의 회전축에는 회전축의 회전 원심력을 증대시키기 위한 플라이휘일을 더 설치함에 그 특징이 있다.
본 고안 상기 하우징 내부의 공간부는 입수구와 출수구에 연통되는 상,하부 공간부를 구분하도록 중앙 내주연에 단턱부를 돌출 형성하고, 상기 공간부에 삽입되는 조립 몸체의 중앙 외주연에 상기 단턱부에 안착 설치되는 안착돌기를 돌출 형성하되, 상기 단턱부 상부의 걸림돌기가 안착돌기의 걸림요홈에 삽입되어 회전 제한되도록 결합 구성함에 그 특징이 있다.
이러한 본 고안은 유체가 이동하는 수관에 설치하는 하우징 양측에 높이 차이를 갖는 입수구 및 출수구와, 상기 하우징 내부에 삽입되는 조립 몸체 상,하부 외주연의 유입공 및 유출공을 통해 유체가 유입, 유출되는 과정을 반복하면서 조립 몸체 내부에 위치하는 임펠라를 회전시키되, 상기 조립 몸체 내부의 유체 체류시간을 길게 확보함과 함께 유체의 와류 현상에 의해 임펠러를 효과적으로 회전시켜 임펠러의 회전에 의한 전기 발생 효율을 향상시키므로 경제성과 함께 사용 만족성을 우수하게 제공하는 효과를 갖는 것이다.
도 1은 본 고안의 측 단면도.
도 2는 본 고안 조립 몸체의 분해 사시도.
도 3은 본 고안 조립 몸체의 결합 상태를 보여주는 평면도.
도 4 및 도 5는 본 고안 조립 몸체의 평 단면도.
도 6은 본 고안의 다른 실시 예를 보여주는 측 단면도.
도 7은 본 고안의 작동 상태도.
이하, 상기한 본 고안의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 구체적으로 살펴보기로 한다.
본 고안의 수관용 발전기는 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이 하우징(10) 내부에 양측 상하로 높이 편차를 갖도록 입수구(11)와 출수구(12)를 연통 형성하는 공간부(15)를 형성하고,
상기 공간부(15)에 하부 원주상에 입수구(11)로 유입되는 유체를 내부로 안내하는 유입공(21)과 상부 원주상에 내부의 유체를 출수구(12)로 안내하는 유출공(22)을 형성하는 조립 몸체(20)를 삽입 설치하되,
상기 조립 몸체의 내부에는 유입공과 유출공을 통해 유입, 유출되는 유체에 의해 회전하도록 원주상에 다수의 회전익(32)을 갖는 임펠러(30)를 설치하여 상기 임펠러의 회전에 의해 회전축(31)에 연결된 발전장치에서 전기를 생성하도록 이루어진다.
이때, 상기 조립 몸체(20)의 유입공(21)과 유출공(22)은 내외측 회전방향으로 경사지게 형성하여 유입되는 유체이 원심력 부여와 함께 유출되는 유체가 원활히 유출되도록 구성된다.
또한, 상기 임펠러(30)의 회전축(31)에는 회전축의 회전 원심력을 증대시키기 위한 플라이휘일(또는 편심캠)(35)이 더 설치 구성된다.
특히, 상기 임펠러(30)가 설치되는 몸체(20)는 수관보다 큰 직경을 갖도록 함으로서 유입관으로 유입되는 유체가 저항을 받지 않도록 이루어져 있다.
그리고 상기 임펠러(30)의 회전익(32)은 도 1 및 도 2에서와 같이 상하 수직 또는 도 6에서와 같이 회전방향으로 상하 경사지게 형성할 수 있음은 물론이다.
또한, 상기 하우징(10) 내부의 공간부(15)는 입수구(11)와 출수구(12)에 연통되는 상,하부 공간부(15a)(15b)를 구분하도록 중앙 내주연에 단턱부(16)를 돌출 형성하고, 상기 공간부에 삽입되는 조립 몸체(20)의 중앙 외주연에 상기 단턱부에 안착 설치되는 안착돌기(26)를 돌출 형성하되, 상기 단턱부 상부의 걸림돌기(16a)가 안착돌기(26)의 걸림요홈(26a)에 삽입되어 회전 제한되도록 결합 구성된다.
또한, 상기 하우징(10) 양측의 입수구(11)와 출수구(12)의 단부에는 수관 연결을 위한 연결부(13)를 형성하되, 상기 연결부는 도 1에서와 같이 플랜지 형태나 그 밖에 다양한 형태로 구성할 수 있음은 물론이다.
그리고 상기 하우징(10) 상부에는 마감캡(18)이 기밀 결합되고, 상기 마감캡 상부 위치로 발전장치(40)를 마련하도록 구성된다.
다음은 상기와 같이 구성되는 본 고안의 작동 및 작용에 대해 살펴보기로 한다.
본 고안은 하우징 양측의 연결부(13)를 가정이나 사무실, 공동주택, 공장, 지방자치단체, 수자원공사, 광역상수도 등의 수관에 연결 설치하여 사용한다.
이와 같이 설치된 상태에서 상기 수관을 통해 흐르는 유체는 하우징의 입수구(11)를 통해 내부 공간부(15)로 유입된다.
이때 상기 내부 공간부(15)에는 조립 몸체(20)가 삽입되되, 상기 내부 공간부의 중앙 내주연에 돌출된 단턱부(16)에 조립 몸체(20)의 중앙 외주연에 돌출된 안착돌기(26)가 안착되어 내부 공간부(15)를 상,하부 공간부(15a)(15b)로 구분하기 때문에 상기 하우징의 입수구(11)를 통해 유입된 유체는 하부 공간부(15b)로 유입되는 것이다.
이와 같이 하부 공간부(15b)로 유입된 유체는 조립 몸체(20)의 하부 원주상에 형성된 유입공(21)을 통해 조립 몸체 내부로 유입된다.
이때, 상기 유입공(21)은 회전방향으로 경사지게 형성되어 유체의 와류 현상에 의해 회전력을 부여하므로 조립 몸체 내부의 임펠라(30)를 효과적으로 회전시키게 되는 것이다.
이와 같이 상기 조립 몸체(20)의 내부 하부 위치로 유입된 유체는 충분한 체류시간을 갖으면서 임펠러(30)를 회전한 후, 조립 몸체(20)의 상부 원주상에 위치하는 유출공(22)을 통해 상부 공간부(15a)로 유출된다.
이때, 상기 유출공(22)은 내부에서 회전방향으로 경사지게 형성되어 회전력을 갖고 있는 유체가 원활히 배출되게 되는 것이다.
그리고 상기 조립 몸체(20)에 유체의 유입 및 배출과정에서 하우징의 단턱부(16)에 조립 몸체의 안착돌기(26)가 안착되되, 상기 단턱부 상부의 걸림돌기(16a)가 안착돌기의 걸림요홈(26a)에 삽입되게 안착되기 때문에 조립 몸체의 회전이 제한되어 유체의 유입 및 배출 과정이 원활히 제공되는 것이다.
이와 같이 본 발명의 하우징은 내부 공간부를 상하로 구분하는 상,하부 공간부(15a)(15b)와, 상기 내부 공간부에 삽입되는 조립 몸체(20) 상,하부 원주상의 유입공(21)과 유출공(22)을 통해 유체가 유입, 유출을 반복하기 때문에 유체의 체류시간을 길게 확보함은 물론 유체의 와류 현상에 의해 임펠러의 회전 구동을 효과적으로 행하게 되는 것이다.
더우기, 상기 임펠러(30)의 회전축(31)에는 플라이휘일(35)을 설치하여 상기 회전축의 회전시 플라이휘일에 의한 원심력으로 회전축의 회전력을 더 상승시키게 되는 것이다.
이와 같은 회전축(31)의 회전에 의한 회전 에너지를 발전장치(40)에서 전기 에너지로 변환하여 전기를 생성하므로 활용하는 것이다.
한편, 상기 회전축(31)의 단부에는 도면에 도시되지 않았지만 회전축의 회전을 증대시키는 증속기어부(미도시)를 더 마련하여 회전축의 증속 회전을 유도하므로 전기 생성 효율을 더 증대시키도록 사용할 수도 있음은 물론이다.
10: 하우징 11: 입수구
12: 출수구 15: 공간부
20: 조립 몸체 21: 유입공
22: 유출공 30: 임펠라
31: 회전축 35: 편심캠
15a,15b: 상,하 공간부
16: 단턱부 26: 안착돌기

Claims (4)

  1. 수관에 연결 설치되어 유체에 의해 임펠러를 회전하는 에너지에 의해 발전장치에서 전기를 발생하는 수관용 발전기에 있어서,
    하우징(10) 내부에 양측 상하로 높이 편차를 갖도록 입수구(11)와 출수구(12)를 연통 형성하는 공간부(15)를 형성하고,
    상기 공간부(15)에 하부 원주상에 입수구(11)로 유입되는 유체를 내부로 안내하는 유입공(21)과 상부 원주상에 내부의 유체를 출수구(12)로 안내하는 유출공(22)을 형성하는 조립 몸체(20)를 삽입 설치하되,
    상기 조립 몸체의 내부에는 유입공과 유출공을 통해 유입, 유출되는 유체에 의해 회전하도록 원주상에 다수의 회전익(32)을 갖는 임펠러(30)를 설치하여 상기 임펠러의 회전에 의해 회전축(31)에 연결된 발전장치에서 전기를 생성하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 수관용 발전기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 조립 몸체(20)의 유입공(21)과 유출공(22)은 내외측 회전방향으로 경사지게 형성되어 구성된 것을 특징으로 하는 수관용 발전기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 임펠러(30)의 회전축(31)에는 회전축의 회전 원심력을 증대시키기 위한 플라이휘일(35)이 더 설치하여 구성된 것을 특징으로 하는 수관용 발전기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하우징(10) 내부의 공간부(15)는 입수구(11)와 출수구(12)에 연통되는 상,하부 공간부(15a)(15b)를 구분하도록 중앙 내주연에 단턱부(16)를 돌출 형성하고, 상기 공간부에 삽입되는 조립 몸체(20)의 중앙 외주연에 상기 단턱부에 안착 설치되는 안착돌기(26)를 돌출 형성하되, 상기 단턱부 상부의 걸림돌기(16a)가 안착돌기(26)의 걸림요홈(26a)에 삽입되어 회전 제한되도록 결합 구성한 것을 특징으로 하는 수관용 발전기.
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