명 세 서 발 s의 s청: 관속 유체통과면적을 조절하여 유속을 증가시키는 시스템과 그 시스템을 이용하여 동력 (전기 및 추진력)을 생산하는 교통수단 및 그 교통수단과 유사한 방식으로 움직이는 모든물체와, 역시 그 시스템을 이용하면서 발전과 양수를 동시에 하는 100% 물 을 재사용하는 물순환식 발전시스템 및 발전소

(1) 기술분야 (Technical Field)

유량과 유속과 유체 통과면적 간의 상관관계에 관한 유체역학.

(2) 배경기술 (Background Art)

(3) 발명의 상세한 설명 (Disclosure of Invention) (3)-1 ：해결과제

지구 에너지 자원을 절약해야하는 지구인들은 고민에 빠져있다. 화석연료 절감， 에너지 효을증대에 노력해 보지만 어렵습니다. 환경과 안전 문제도 큰 문제입니다. 그래서， 곧 어느 순간에 원자력발전소

신규 건설 증단이라는 UN 결의가 나올 수 있고， 게다가수력발전은더 이상할곳이 없다는 것이 문제입니다.

이에 이러한 현황을 개선하고자 하는 것이 해결과제입니다ᅳ

(3)-2.해결수단

3-2-1： [청구항 1에 대한해결수단]

(도면 1/8의 도 1 참조)

관 (파이 ) 입구 속으 ^유체를 유입시키고 출구통과면적을 입구보다 작 게하면 유속은 반대로 증가됩니다. (유량 =속도 *통과면적 이고 유량은 항상 동일하므로) 결국 출구에서 고속의 유체가 되고， 최종으로 얻어진 고속 유체의 속도에너지를 이용하는 것임. 즉， 고속으로 유체를 (도면 1/8의 도 1，2)분사하여 동력을 얻습니다.

예) 발전 동력， 추진 동력 (부수적 엔진)， 기타 목적으로 사용가능함.

(도면 1/8 도 4 참조)선박， 기차， 자동차， 기타의 교통수단에 그림처럼 관 을 부착하고 그 교통수단 (운항체)이 달리는 경우 유체는 정지해 있고, 그 유체 속을 관이 움직이는 경우임. 특수한 경우입니다.

(도면 1/8 도 3과도 4)의 두 경우 모두 유체는， 출구에서 가속된 유체를 분 사할 수 있습니다.

3-2-2: [청구항 3예 대한 해결수단]

거의 무한대의 수력 발전소를 만들수 있는 방안입니다.

핵심은속도에너지를이용하여， 기존수력발전보다전력을훨썬 더 많이 생산하고 그중일부전력만물을원래높이로퍼올리는데사 용하고，최종나머지가 전력생산이 §니다.그런데，그나머지 전력이 대단하여 인류에게큰도움을줍니다. (도면 7/8과 도면 8/8 참조)

상부탱크의 물이 맨 좌측 관으로 유입되고 낙하완료 직후 유체통과면적이 다른 여러 개의 관 (도면 7/8， 8/8 참조)을 거치면서 훨씬 더 가속됩니다. 그래서， 낙하직후의 물 속도를 V라고 하면

도면 8/8의 출구 속도 (분사속도)는 2V, 3V, 4V...등이 될 수 있습니다.. 적어도 낙하직후 속도 V보다는 훨씬 빨라 집니다.

당초 낙차 A에의한 우 |치 에너지 (mgAH ⁾ .5*m*V*V (운동에너지) 이지만 발전기를 가동하는 수차에 분사되는 에너지는 물이 가속되었기 때문에

0.5*m* (3V)*(3V)(가속후 속도가 3V이라면). 즉， 9* 0.5*m*V제곱， 즉 9*mgA 가 됨. 발전기 가동 (수차에 물 분사)후 물이 하부탱크 /지하탱크에 도착하자 마자 곧 펌프에 의해 퍼 올려져서 그림과 같이 상부탱크로 /지상탱크 로 돌아간다. 그리하여， 물은 무한정 재사용되고 전기 발전이 영원 히 계속됩니다. 이 때 퍼 을리는 에너지는 mgB가 됩니다. B와 A 의 높이 차이는 A의 높이에 비해 매우 작으므로 mgB 와 mgA 를 동일하게 볼 수 있습니다. 결론적으로， 총 득실을 계산해보면: 얻은 이너지: 9배의 mgA

-소모된 에너지: mgA (물을 퍼 올리는 에너지) 실제로 얻은 에너지: 8 * mgA 결론 값 (V가가속되어 3VS. 된 경우) *** V가가숙 30| 2VB! aoiE 얻은 MU«: 3Wg| maA B얻 습 ua

수차 (터빈)및 발전기최저효율 72%적용하면 (발전수력연습 5쪽참조，저 한전발전 처) 위의 에너지의 72% 정도 는 유효 에너지로 볼수 있습니다.

예로) 낙차 A: 50m, 입구유입속도 1 m/sec,

입구지름 10m/반지름 5m ==> 입구 면적: 3.14*5*5=78 m제곱 초당유입유량: 78 * 1= 78 m3승 / sec,

초당유입질량 = 78*1000 =78,000 kg mass/sec

(물 m3승은 1,000kg의 질량을 가지고 있음: 1,000 kg mass/m3승) 그러면， 위의 결론 it에 의해

실제로 얻은 에너지 = 8 * (78,000*9.8*50)=8 * 38,220,000 W

= 8 * 38,220 KW = 305J60KW = 8 * 51 ,302 HP = 410,416 HP (이중 72%가유효 전력임) 단우 I 정리: kg mass/sec * meter/sec제곱 * meter

=(kg mass*meter제곱 /sec제곱) /sec = Toule/sec=Watt 참고: 쇼양장댐: 200,000 KW (워의 값과 비슷)

(3)-3·해결수단의 호과 및 장점

청구항 1과 2에 있어서는기존의 이미 달리고 있는교통수단 (운항체)에 간단한 설치만 해도 달리는 발전소가 (발전연료사용없이) 되므로 대단합니 다. 엄청난 큰 전력생산이 되어 지구가 크게 활짝 웃게 됩니다. 청구항 3에서는

발전과 양수를 동시에 하는， 100%물 순환식 발전 시스템 또는 발전 소이므로 지상예，지하에，작은공터 01 모두 설 ¾가능하므로 전 세계적 으로 천만개이상 (소형 중형 대형 초대형) 설치가능함.

"결국 원자력 발전을 대 ¾하¾ §니다."

(4)도면의 간단한 설명

도면 1/8 도 1：

유체통과면적이 서로 다른 관 (파이프) 여러개를 출구통과면적이 입구보다 작게 연결한다. 관 내의 유량은 항상 동일하고，

8 유량 =유속 *통과면적 이므로， 통과면적이 가장작은최종출구의 속력이 가장큼

도 ^" 1/8 도 : 가속된 출구의 유체가 분사되는 회전날개 (impeller) 도면 1/8 도 3: 관 (파이프)이 고정 된 상태에서 유체가 관 속으로 유 입 되는 경우임: 일반적인 경우입니다.

도면 1/8 도 4: 선박， 기차, 자동차， 기타의 교통수단 (운항체)에 그 림처럼 관을 부착하고 그 교통수단 (운항체)이 달리는 경우로서， 유 체는 정지해 있고 그 유체 속을 관이 움직이는 경우임: 특수한 경우 도면 1/8 (도 3과도 4)의 두 경우 모두 유체는 출구에서, 입구유입속도 보다 더 빠른 고속의 유체를 분사 (도면 1/8 도 1도 2)할 수 있습니다, 도면 2/8

관의 뷴 ⁽ 후택두，리 양, ，바 두，리，모，양은^ᅵ 이 없， 고， 안쪽테두 증심과 바깥쪽테두리 중심이 일치하지 않을추도 있 습니다. 그리고 관의 단면모양들 (안쪽 테두리모양 과 바깥쪽 테두리 모양)에 관해서는， 어떠한 모양이라도 모두 다 포함하고 적용이 가능하 며 직선과 곡선으로， 또는 직선만으로, 또는 곡선만으로 된 모든 형 태를 다 포함한다. 그리고 대칭형 과 비대칭형 모두를 포함한다. 그 리고， 모든 단면모양들 (안쪽테두리모양 과 바깥쪽테두리모양)이 가능 하므

로 각 파이프 단계별로 적당한 모양을 선택 하면 됩니다. 단면이 파이 프 속에 파이프가 있는 경우나 또는 파이프 속에 속이 찬 봉이 았 는 형태도 포함합니다.

위에서 언급한 단면에 관한 모든 사항은， 파이프 입구에서 출구까지 의 모든 무한대의 단면에서 공통적으로 다 적용됩니다.

파 프 총단계수 즉， 파이프 개수는 제한이 없고 (1개부터 무한대까지). 원하는 최종유출속도와 제반사항을 고려하여 적절히 조정합니다. 단계 별 각 파이프 사양 (길이，모양，재료,치수，두께)들은 서로 다를 수도 있습 니다.

도면 3/8 도 2:

여러 개의 파이프를 연결하는 대신， 주물로 제작하면 1개의 파이프로 도 원하는 출구속도가 나올 수 있습니다. 도면 4/8 도 1 도 2:

KTX 등 기차의 (12-20)열차 증 한 개의 차량을 완전히 오픈하고 열차 바닥에 공기 흡입구 여러 개를 설치한 상태에서， 열차주행하면 엄청나게 많은 공기량이 관내로 유입 됩니다. 즉， 매우 엄청난 동력을 얻을 수 있음. 도면 5/8 ：

유체가 유입되는 관 (파이프) 시스템에서 중간과정의 모든

것 (통과면적， 그 외 모든사항)과 관계없이, 입구 통과면적보다

출구통과면적이 작은 모든 형태를 다포함함.파이프 개수는 1개 이상이면 됨, 즉 제한이 없음

그리고, 또한 발명의 유체출구 방향은 제한이 없습니다. 도면 6/8 ：

파이프 입구에서 출구까지의 모든 무한대의 단면에서 단면모양 (안쪽 테두리 모양과 바깔쪽 테두리 모양)과 크기 (치수,두께)는 연속적으로 또는 부분적으로 변할 수 있습니다. 물론 변화가 없을 수도 있습니다.

파이프 재료도， 파이프 입구에서 출구까지의 모든 무한대의 단면에서 연속적으로 또는 부분적으로 변할 수 있습니다. 물론 변화가 없을 수도 있습니다 그리고， 연결된 파이프들의 중심선이 부분적으로 또는 전체적으로 일치하지 않을 수 있습니다. 물론 일치 할 수도 있습니다.

특히 파이프가 한개일 경우에도， 중심선이 직선 또는 곡선 또는 두 가지 선으로 될 수 있습니다.

파이프가 여러 개일 경우에도， 각 개별 파이프를 전체와 분리하여 별도로 볼 때는 바로 위의 경우와 같이 중심선이 직선 또는 곡선 또는 두 가지 선으로 될 수 있습니다.

도면 7/8:

발전소와 발전 시스템에 대한원리와 전체 흐름

물 흐름 ； 화살표 방향

A: (하부 /지하)표면 에서 (상부 /지상) 표면 까지의 높이

B: (하부 /지하)표면에서 물 재사용 파이프 까지의 높이

낙하직후의 물 속도를 ： V

상부탱크의 물이 좌측 관으로 유입되고 낙하완료 직후 유체통과면적 이 다른 여러 개의 관을 (도면 8/8) 거치면서 훨씬 더 가속됩니다. 그래서， 낙하직후의 불 속도를 V라고 하면

도면 8/8의 출구속도는 7N, 3V, 4V...등이 될 수 있습니다.. 적어도 낙 하직후 속도 V보다는 훨씬 빨라 집니다 (도면 1/8 도 1 설명 참조) 발전기 가동 (수차에 물 분사)후 물은 하부탱크 /지하탱크에 도착하자마 자 곧 바로 펌프에 의해 퍼 을려져서 도면 7/8과 같이 상부탱크로 /지 상탱크로 돌아간다. 그리하여， 물은 무한정 재사용되고 전기 발전이 영원히 계속됩니다. ¾ 시를 위한 최선의 형태 또는 발명의 실시 (도면 4/8과 그 도면 설명 참조) 하시고

(6)산업상이용가능성중 2.(KTX, 전철，전기구동기차, 엔진구동기차...기 타…) 를 참조 히시기 바랍니다.

매우 큰트랙 (30km ~ 70 km거리)의 완전하 & 71 발전만하는, 전용기차용 순환식 전용레일 트랙을 설치해서 한 열차 차량수 15개로 하고， 전체 동 시 운행 열차편을 20편만 해도 우리나라 전체 전기량을 대부분 감당할 수 있습니다. 15*20=300개의 차량이 동시에 공기를 마시고 발전을 합 니다. 여하른 상상불허의 큰 a청난 전기가생산됩니다.

(6) 산업상 이용가능성 (Industrial Applicability)

비용대비 효과가 너무 대단하여 가능성 매우 높습니다.

1. 선박

도면 1/8 참조

1-1. 발전기: 고속의 물을 수차 (터빈)에 분사하여 전기를 생산 (발전)

1-2.추진력:고속의 물을 다양한 방식으로 활용하여 부수적 엔진 역할을 한다. 즉, 부수적 추진력을 얻는다.

Example: 터빈 (turbine) 구동용 회전날개에 고속으로물을 분사하여 동력 획득 IF가정하여,

수차에 분사되는 최종속도 =30m/sec 이고, 유체입구 관 안지름: 3 meter 이면 운항체 (선박)속도 30km/hour,즉 8.3meter/sec (관 입구 유입속도)

입구의 초당유입유량은 ===> 통과면적 * 유입속도=

= 3.14*1.5*1.5 * 8.3= 58m3승 /sec 이 됩니다. 질량은 1000 kg mass/m3승 이므로 초당 해당질량 = 58*1000 kg mass/sec= 58,000 kgmass/sec

*** (위의 모든 치수와 값은 필요에 따라 + or -가능합니다. )***

운동에너지 =0.5*mass * (v제곱) = 0.5 *58,000 * 30*30 kg mass/sec *(m/sec)제곱

=26,100,000 (Joule/sec = Watt) Joule^ kg mass *(m/sec)제곱 =26,100 KW=35,033 HP 수차 (터빈)및 발전기 초 I저효음 72% 적용하고 (발전수력연습 5쪽 참조, 저 한전발전처) 파이프와 물사이의 마찰로 인한선박속도감소를 감안하더라도 위의 전력의 60% 정도는 유효 에너지로 볼 수 있습니다. 또한 선박좌우 2군데에 적용하면

2배인 70,066 HP가 됩니다.비용은 다소의 내마모성 고압파이프와 동력전달축， 수차 (회전날개)， 그리고， 발전기 뿐입니다.

2. KTX, 전철 _¾ 전기궁 기차， 2!진구동기차.ᅳ 7|타...

달리는 발전 i가수¾ ^만들어 집니다.

***도면 · / ₈ , 4/8참

2-1.

KTX: 300Wh= 300,000/3600 m/sec =83m/sec (공기유입속도)

현재 사양: 구동모터: l,130kw X 12 = 13,560 kw =18,200마력 (HP)으로

현재 막대한 전기를 소모하고 있습니다.

유체가물이면 물의 질량이 1,000kg mass/m3승 인데， 여기

2-1 , 2-2， 2-3 0|서는유¾가공기입니다. 공기질량은

1.25 kg mass/m3승으로 모든 면에서 같은 조건이면 선박의 경우 보다 출력이 작습니다.그러나 공기 (유입속도와 최종 분사속도)에서 엄청나게 훨씬 빠르게 할 수 있습니다. 그래서 선박 못지않은 출력을 얻을 수 있 습니다. 특히, 배에 비해 유입유량을 엄청나게 크게 할 수 있습니다.

왜냐하면, 매우 길게 늘어선 12개~20 객차 or화차 전 표면에서 공기유 입이 가능하기 때문입니다.

공기유 ¾ 대폭증대의 다른 방석도 ¾습니다.

한 개의 차량을 완전히 오픈하면 열차주행시 엄청나게 많은 공기량이 관내로 유입 (도면 4/8참조) 됩니다.즉, 매우 초대량의 동력을 얻을수 있 다는 것입니다.

공기 분사속도에 있어서도, 공기질량은 물질량의 1/800 이므로 물속 도의 800배 까지는 아니라도 20배 ~100배 정도는 내마모성에 문제가 없

을 것으로 보입니다.

*** 수압 절단기 물속도: 2-3 배 음속 = 680 m/s-l,020m/s (YTN뉴스

2013-10-17)

그러나, 실제 적용상의 형편을 고려하여

물의 실제 분사속도를 100m/sec로 한다면，

공기 최대분사속도는 = 100 X (20-100) (절량이 1/800 이 S로)

= 2， 000 m/sec ~ 10,000 m/sec 로 해도무리는 없어 보입니다만， 역시， 실제 적용상의 형편을 고려하여

공기 분사속도: 800 m/sec로 위 보다훨씬 작게하고,

입구 유입속도: 300,000/3600=83 m/sec (차량 속도)

입구공기유입면적: 3.14*0.5*0.5*4*10 = 31.4 m제곱

(지름 1 m관 기준, 가로 4개, 세로 10개)

입구공기 초당총유입량: 31.4*83=2,606 m3승 /sec,

공기 질량 = 1.25 kg mass/m3승,

고로， 초당총질량유입 = 1.25*2606 kg mass /sec=3,257 kg mass/sec 출력 = 0.5*mass*v*v=0.5*3257*800*800 kg mass/sec* meter제곱 /sec제곱 (Joule=kg mass* meter제곱 /sec제곱, Joule/sec=watt 이므로)

출력 = 1 ,042,240,000 W = 1 ,042,240 KW = 1 ,042 MW

위 수치들을 더 작게 or약하 ¾ 해도 상당히 큰 출력을 얻습니다.

예로，공기 분사속도: 800 =>300m/sec로 줄여도 출력 =146,565 KW 임

참고) 소양강 댐 발전: 200,000 KW

(도면 4/8참조) 열차중 27B차량예서 공기를홉입하면 발전량이 2BB가 §니다.

공기유입을 위해 오 된 열차와 공기간의 마찰로 인한 손실과 기타 손실，그리고 투입 비용을 감안 하더하도 많은 이익이 있습니다. ***SPECIAL장점: 철로를 따라, 설치된 전선으로 부터

공급받는 기존 전기에 더해, 본발명 시스템을 통해 만들어진 전

기가모두 기차，전철 구동에 사용되고, 공급 총전력이 필요사용량을 넘는 다면 습니다-달리는 발전소가 기차 운행중 (KTX,기타) 본 발명 시스템을 통해 만들어진 전기를 기차운 행과 관계없이 발전소로 보낼수도 있습니다. 잔기 선로도 기존선로를 이용 하거나 아니면 별도 전기 선로를 설치해도 됩니다. 지속적 si a청난큰 대량의 전기 생산울 고려하면무¾이든 가능합니다.

2-2. 전철 및 전기구동기차 및 전동차

！!! 전철은주 S기리는 지만중요한 ¾은 주¾시간이고 운행희수입니다. 전국이서 수 전철이 동시에 달리므로 기차보다 더 위력적일 수 있습 니다.

2-3. 엔진구동기차 및 열차, 기타....

내부조명용， 에어콘용, 기타용 전기를 절감

3.자동차

(도면 1/8참 )

소형 발전기를 차내 (적당한 장소)에 설치하고, 자동차에

도면과 같이하여 주행중 유입되는 공기를 초고속으로 만들어 그 발전기 날개에 분사하고 회전시켜 전기를 생산한다. 그 전기를 밧데리 (battery)에 주행중

에 공급 (충전)하는 것입니다.특히, 에어콘사용시 or음악 및 라디오를 장시 간 들을 때 큰 도움 될 것으로사료됩니다. 4. 신개 a 발전소 (무한대의 수력 발전소가능함) 발전과양수를동시에하는， 100%물 ¾사용물순환석 발전 A스 S 또는 발전소 "결국 원자력발전을 4체하계 §4다."

***도면 1/8의 (도 1,2,3)， 7/8， 8/8 참조 ***

입구유입속도보다 더 빠른 속도의 유체가 파이프출구를 통과하여， 고속으 로 회전날개에 분사되고 따라서 희전날개는 강하게 회전한다. 결국 동력 (전기 또는 추진력)을 얻는다. 청구항 1의 시스템을 이용해서 물 낙하직 후 속도보다

더 빠른 물 분사 속도를 발생시켜, 회전날개를 더욱 강하게 돌린다. 결 국 일반 수력발전보다 훨씬 더 큰 전기를 생산하고 그 중 일부를 물을 퍼 올리는데 사용합니다. 그래도

최종 나머지 전력이 엄청나므로 산업발전에 큰 도움이 됩니다.

소형발전기부터 초대형 발전기까지 수많은 발전기가 생산 /판매되어 고 용， GNP증가됨.조그만공터예도 견설되므로 발전소건설 (소 /중 /대)이 붐 을 이루게 됩니다.

특히，본발명의 발전소는지하 0| 건설될 수도 있기때문에 그런경우 지상에 는 운동시설, 위락시설， 심지어 공장,사무실을 만들 수도 있습니다.

그런 장점과 더불어, 규모에서 소형ᅳ초대형까지 가능하므로, 세계적으로는 천만개 (10,000,000)도 건설이 가능합니다. 결국 원자력발전을 대 ¾하 7| 됩 니다.

발전과 양수를 동시에 하는 방식이므로，일단 발전하기 위한 물의 양만 한 번 채워주면 비가 안와도，물을 재사용하므로 1년

365일 주야로 계속 가동됩니다. 발전단가도 매우 저렴할 것으로사료됩니다.