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Patent Searching and Data


Title:
WATER PUMPING DEVICE USING SPEED DIFFERENCE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/190443
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a water pumping device for colliding two fluids (water) different in both speed and flow direction from each other to cause all the fluids to flow in one direction. The water pumping device is characterized in that, when water in a tank continuously flows out of the tank and simultaneously water continuously flows into the tank from the outside thereof, the speed of water flowing out of the tank is configured to be higher than the speed of water flowing into the tank to collide the two fluids outside the tank so as to allow all the water to flow in only one direction, i.e., toward only the tank, and, as a result, water flowing into the tank continuously pushes up water existing in the tank, thereby continuously raising the level of water in the tank.

Inventors:
HEO, Kyu-hwe (Dongsan-green villa NO.401, Wachi-Ro 167-19Youngdo-Ku, Busan city, 49103, KR)
Application Number:
KR2017/003963
Publication Date:
October 18, 2018
Filing Date:
April 12, 2017
Export Citation:
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Assignee:
HEO, Kyu-hwe (Dongsan-green villa NO.401, Wachi-Ro 167-19Youngdo-Ku, Busan city, 49103, KR)
International Classes:
F04F7/02
Foreign References:
KR20130038998A2013-04-19
KR20130103035A2013-09-23
KR20160114483A2016-10-05
KR100681932B12007-02-06
JP2012237301A2012-12-06
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Claims:
청구의 범뷔

139 청^항 1

속력도 다르고, 흐름방향도 다른

두 유체를 충돌시켜 결과적으로 모든 유체가 한 방향으로만 흐르게 하는

140 것과,

¾크속의 물이 탱크외부로 계속적으로 흐르고 동시에 동 탱크외부에서 블이 동 탱크 쪽으로 계속적으로 흐를 때

동 탱크로 부터 유출되는 속도보다 동 탱크로 유입되는 속도를 더 크게 해:서, 흥 탱크 밖에서 두 유체를 충 "시켜 호든 물이 한 방향으로만 즉,

141 동 탱 H 쪽으로만 흐르게 하고, 결과적으 S ^ 탱크 내부로 유입된 물이 동 탱크 안에 있던 기존의 물을 계속적으로 위로 밀어 올림으로서 동 탱

크 내의 수위를 계속적으로 상승되게 하는 것을 특징으로 하는 양수장치 청구항 2 .

142 탱크의 최상부높이호 즉, 만수위로 수위를 항상 계속 유지하여, 탱크에 연 결된 관에서의 출구유속을 항상 계속 일정하게 하는 것을 특징으로 하는 양수장치

Description:
명 세 서

발명의 명칭: 속도차이를 이용한 양수장치

(1) 기술분야 (Technical Field)

위치에너지꽈 운동에너지간의 상관관계와 유체의 연속방정식

(2) 배경기술 (Background Art)

총래의 수력발전은 발전시간과 장소에 제한이 많았다. 여러가지 이유 S 발전 중단시간이 많았고,아무데나 발전소를 지을 수 없었다. 이들을 극복하고자 한다. 배경문헌

[문헌 1] 발전수력연습 감수:한전 발전처 발행처:구미기술 초판 94-07一 10

[문헌 2] 유체역학 Fluid Mechanics Fundamentals & Applications

김 내현꾀 6인공역 / 발행처: MCGRAW-HILL KOREA, 한국매그로힐 (주) 발행일 :2005—11-25 1쇄

저자: Yunus A. Cengel/ John M. Cimbala

(3) 발명의 상세한 설명 (Disclosure of Invention)

(3)-l 해결과제: 발전과 양수를 동시에 할 수 있게 하는 것과, 일간 24시간

연간 365일 발전을 계속 하게하는 것

(3)-2 해결수단

************** 과기해결수단 시작 ***************************

전제사항: 도 1 발전부 (1)는 본 발명의 일부는 아니지만,

본 발명을 잘 설명하기위해, 부득이하게 본 발명의 일부처럼

취급합니다.

도 1 상승탱크 (16)최상부 * 상향으로 통과한 불을 받아서 도 1 발전부 (1)로

하강시키는 도 1 상부관 (17) 및

도 1 상부관 (17)에서 하강한 물을 받아서 발전하는 도 1 발전부 (1) 및

도 1 발전부 (1)에서 발전한 후 낙하하는 물을 저장하고 또한, 그 물을

도 2 큰관 (7)으로 보내는 도 1 가속탱크 (6) 및

도 1 가속탱크 (6)의 수원지 역할을 하는 저수지탱크 (2) 및

도 1 저수지탱크 (2)에서 가속탱크 (6)로 물을 공급하는 도 1 공급펌프 (4)와 도 1 속탱크 (6)최상부를 넘쳐 물막이 (5)안으로 낙하한 물을

도 1 저수지탱크 (2)로 회수하는 회수펌프 (3) 및

도 1 가속탱크 (6)최상부를 넘쳐 낙하하는 물을 막는 도 1 물막이 (5) 및

도 2 가속탱크 (6)에서 도 2 상승탱크 (16)로 물을 보내기 위한 관 증에서

도 2 가속탱크 (6)에 직접 연결된 도 2 큰관 (7) 및 도 2 큰관 (7)을 통과하는 유량을 조절하는 도 2 유량조절밸브 (8) 및

도 2 큰관 (7)과 도 2 작은관 (10)을 연결하고 유속을 증가시키는

도 2 경사관 (9) 및

도 2 경사관 (9)을 통해 가속된 물을 받아서 발사하는 도 2 작은관 (10) 및

9 도 2 작은관 (10)을 흐르는 물을 차단 및 통과시키는 도 2 개폐밸브 1(11) 및

도 2 작은관 (10)에서 £2 층돌관 (14)으로 발사된 물과, 도 2 층돌관 (14)에

서 도 2 작은관 (10)으로 발사된 물이 서로 유속차이 (나중에 설명되겠지만

도 2 작은관 (10)에서의 발사속도가 도 2 충돌관 (14)에서의 발사속도보다 더 큼 도 2 참초바람)가 나면서 충돌하는 경우,두관의 치수와 중심선을 동일하게한다면 모든

10 물이 도 2 충돌관 (14)안으로 들어가야 하지만, 실제로는 도 2 충돌관 (14)의 실제치 수와 도 2 작은관 (10)의 실제치수가 미세하게 다홑 수 있고, 또한 두관의 실제 중 심선도 미세하게 다를 수 있어 소량의 물이 두 관을 벗어날 수 있는데 이 때 그 소량의 물을 두 관안으로 다시 들어가도록 유도하는 도 2 깔때기 1(12)과 도 2 깔 때 기 2(13) 및

11 도 2 깔때기 2(13)와 도 2 상승탱크 (16)를 연결하는 도 2 충돌관 (14) 및

도 2 충볼관 (14)을흐르는 물을 차단 및 통과시키는 개폐밸브 2(15) 및

도 2 층돌관 (14)에서 도 2 상승탱크 (16)쪽으로 흐르는 물이 위로 상승되게하는 길역할을 하는 도 2와 도 1 상승탱크 (16) 및

도 1 상승탱크 (16)최상부에 위치하여 상승탱크 (16)에 불을 공급하기위한

12 물주입구 (18) 및

도1 상부관 (17)의 유량을 체크하는 유량게이지 (19)로 구성된 양수장치로서, 작동원리는 다음과 같습니다. 우선 (3)-1의 과제를 해결하는데 있어서, 청구항의 역할을 설명합니다.

13 청구항 1 역할의 설명:

지름이 동일한 관을 흐르는 두 유체가 속력이 서로 다르고, 흐름방향도 다른 경우, 그 두 유체가 정면충돌 하게 되면, 충돌 후 모든 유체가 충돌전의 속력이 큰 유체의 흐름방향으로 흐르게 된다는 물리적 사실을 채택하는 것을 특징으로 합니다.

14 도 2 작은관 (10)출구유속이 층돌관 (14)출구유속 보다 더 큰 경우, 도 2 작은관

(10)출구와 층돌관 (14)출구에서 발사된 물이 도 2하부 M에서 층돌하여 유속차이 에 의해 모든 물이 충돌관 (14)속으로 돌어가고 결국 물이 상승탱크 (16)로 들어 간다는 것이고, 위 과정이 계속적으로 일어난다면 상승탱크 (16)로 들어온 물이 기존의 물을 계속 밀어올려 상승탱크 (16)수위가 계속 높아진다는 것입니다.

15 물론 수위상승 의 한계는 있습니다.

이상과 같이 청구항 1은 (3)-1 해결과제의 해결에 결정적인 역할을 합니다.

연속되는 본설명을 정독하시면, 과제를 해결하는데 있어서, 청구항 1의 역할을 더 잘 알 수 있습니다. 16 청구항 2 역할의 설명:

탱크에 연결된 관출구에서 일정한 유속이 필요할때, 펌프를 사용하는 대신 동 탱크 최상부높이로 수위를 항상 계속적으로 유지시키면, 연결된 그 관에 서의 출구유속은 항상 일정하게 된다는 것입니다. 관출구 속도는 에너지 보존 법칙에 의거 하여, 질량 * g *낙차 =0.5*질량 *속도 2 이고 속도는 (¾*낙차) 이고

17 낙차 측, 관 중심선에서 동 탱크 최상부까지의 높이는 항상 일정하므로 동 탱 크 최상부로 수위가 유지되면 관출구 속도도 일정하다는 것임. 즉, 도 2 가속탱 크 (6)최상부로 수위를 계속 유지시키면 큰관 (7)으로 내려가는 유속이 일정하다 는 것입니다.

18 이상과 같이 청구항 2는 (3)-1 과제를 해결하기 위한 선결조건인

도 2 큰관 (7)의 최상부 유속을 일정하게 하므로서, 해결과제를 해결하는데 있어 서 기본적이지만 중요한 점을 해결하는 역할을 합니다.

연속되는 본설명을 정독하시면, 과제를 해결하는데 있어서, 청구항 2의 역할을 더 잘 알 수 있습니다.

19

본설명을시작합니다. 이하 본설명입니다 --

(순환되는 원리는 차후에 설명됩니다.)

아래의 CCR대로 물이 상하로 계속 순환합니다 (아래 Tip 참조)

20 그리고, CCR의 모든 흐름이 동시에 계속적으로 일어납니다. 계속 물이 순환합니 다.

도 1 가속탱크 (6)ᅳ->상승탱크 (16)ᅳ>상부관 (17)—>발전부 (1)

—― >가속탱크 (6) ..... ― .— . CCR 그리고, CCR 전과정에 유량이 동일하므로 위 순환유량이

21 곧 도 1 발전부 (1)의 발전유량입니다.

Tip: 위 CCR직전에, 도 2하부 깔때기 1(12)과 깔때기 2(13)사이에서 서≤ ·

대로 흐르는 두 유체가 층 하여, 최종적으로 한방향의 흐름을 가지는

하나의 유체가 되는 과정이 있습니다.

물 순환과정에 대한 소개 종 **************

22

도 2 유량조절밸브 (8)만 완전히 개방하고, 도 2 개폐벨브 1(11)과 개폐밸브 2(15) 는 완전히 잠근 상태에서, 도 1 가속탱크 (6)최상부로 물을 공급하여 가속탱크 (6) 최상부수위로 물을 완전히 채우고, 또한 도 1 물주입구 (18)를 통해 상승탱크 (16) 최상부 높이까지 물을 공급한다.

23

그리고 전술한 CCR이 시작된 후에도 항상 계속적으로 도 1 가속탱크 (6) 최상부 높이로 수위가 계속 유지되도록 하기위해

도 1 가속탱크 (6)의 수위가 최상부보다 다소 낮을 경우에, 그 수위를 가속탱크 (6) 최상부까지 신속히 올릴 수 있도록 도 1 저수지탱크 (2)에 충분한 양의 물을 미리

24 저장했다가 도 1 가속탱크 (6)에 신속히 공급해야 합니다ᅳ

(도 1 저수지탱크 (2)의 물 저장량은 발명의 실시를 위한 최선의 형태 또는 발명의 실시를 위한 형태에 서술되어 있습니다.)

그리고, 도 1 가속탱크 (6)에 물을 신속히 공급하다가 가속탱크 (6)최상부를 물이 넘치는 경우에는, 그 넘친 물은 곧 바로 도 1 물막이 (5)안으로 낙하되고,

25 관리자는 그 낙하 한 물을 즉시 도 1 저수지탱크 (2)로 회수하면 됩니다. 지금부터 본격적으로 작동원리 설명에 돌입합니다.

물흐름 즉 물순환의 세부사항을 설명하기위해

기준점을 도 1 가속탱크 (6)로 정합니다. 기준점

26 전술한대로,

도 2 유량조절밸브 (8)을 완전히 개방한 상태에서

도 1 가속탱크 (6)최상부 수위로 물을 완전히 채우고

도 1 상승탱크 (16)최상부까지 물로 완전히 채우고

도 1 저수지탱크 (2)에 충분히 물을 저장한 후에

27

도 2 개폐밸브 1(11)과 개폐벨브 2(15)를 동시에 열면,

앞서 정한 기준점민 도 2 가속탱크 (6)에서 물이 출발하여 도 2 큰관 (7), 경사관 (9), 작은관 (10)을 연속으로 통과하면서 도 2 충돌관 (14)을 향해 물이 발사되는데, 연속 방정식에 따라 물이 도 2 큰관 (7)통과속도보다 훨씬 가속된 속도로 도 2 작은관 (10)

28 에서 발사되어 도 2 충돌관 (14)으로 하강합니다.

반면에,도 2 충돌관 (14)에서는 물이 발사되어 도 2 작은관 (10)으로 상승합니다.

결국 도 2하부에 도시된 대로 정반대 방향으로 움직이는 두 유체가 깔때기

1(12)과 깔때기 2(13)사이에서 정면충돌하게되고 (도 2하부 큰점선화살표

와 작은 점선화살표가 두 유체속도의 방향과 크기를 의미함), 충돌후 최종적

29 으로 두 유체가 하나의 유체가 되고 한 방향으로만 움직이게 되는데 그 방향은 당연히 층돌전 속도가 강한 쪽의 방향이 됩니다.

*****Tip: 나중에 아시겠지만 도 2 작은관 (10)에서 층돌관 (14)으로 향하는 방향 즉, 도 2 가속탱크 (6)최상부에서 작은관 (10)과 충돌관 (14)과 상승탱크 (16)를 거쳐 상부관 (17)으로 향하는 방향이 충돌후 최종흐름방향이 됩니다.

30 **** ^ ip end* * * * *

그리고,도 2 작은관 (10)에서 층돌관 (14)으로 발사된 물과 도 2 충돌관 (14)에서 작은관 (10)으로 발사된 물이 충돌후, 모든 물이 도 2 충돌관 (14)안으로 자연스럽 게 흐르게 하기위해 도 2 층돌관 (14)과 작은관 (10)의 안지름과 증심선을 동일하게 하더라도, 실제치수와 실제증심선이 서로 미세하게 오차가 나서, 31 소량의 물이 그 두관 (도 2 10과 14)을 벗어날 수 있는데, 이런 경우 그 물이 두 관을 벗어나지 않도록 하기위해 도 2 깔때기 1(12)과 깔때기 2(13)를 사용합니다. 도 2하부 작은관 (10) 출구의 유체속도 (방향: 아래로 향함) 210 도 2하부 충돌관 (14) 출구의 유체속도 (방향: 위로 향함) -214 2 도 2하부 깔때기 1(12)과 깔때기 2(13)사이에 점선화살표로 도시된 대로, 210과 214 는 방향이 서로 정반대임.

나증에 210과 214를 구해보면, 210이 훨씬 커서 ^2에 도시된 대로, 두 유체의 층돌후 흐름방향은 210의 방향 즉, 작은관 (10)에서 충돌관 (14)으로 향하는 방향 이 되어, 물이 도 2 가속탱크 (6)에서 상승탱크 (16) 쪽으로만 흐르게 됩니다.

3 그런데 당초에 이미 도 2 상승탱크 (16) 최상부까지 물이 완전히 채워져

있으므로, 도 2 가속탱크 (6)에서 상승탱크 (16)로 이동한 물의 양만큼의 물이 도 1 상승탱크 (16)최상부를넘쳐 상부관 (17)으로 이동하고 결국 상부관 (17)에서 도 1 발전부 (1)로 물이 낙하하여 발전후 도 1 가속탱크 (6)로 물이 낙하합니다.

결국 물이 기준점인 가속탱크 (6)로 돌아왔습니다. 1.바퀴 순¾한 것입니다.

4 근데 기준점을 편의상 도 1 가속탱크 (6)로 정했지만 다음꾀 도 1 여러 장소가 기준점이 될 수 있는 것입니다.

도 1 가속탱크 (6)ᅳ>상숭탱크 (16)— >상부관 (17)ᅳ>발전부 (1)— ->가속탱크 (6)의 물순환과정에서 즉 CCR에서,

물이 도 1 가속탱크 (6)을 떠나서 가속탱크 (6)로 회귀하는 중에 동서에 상승탱크 5 (16), 상부관 (17), 발전부 (1)에서도 같은 일이 동시에 벌어진다는 것입니다. 여하른, 결국 물이 기준점인 도 1 가속탱크 (6)로 돌아왔습니다

그리고 도 2 모든 밸브들은 이미 열린 상태이므로, 전술한 유체순환과정 (CCR)이 계속되는 것입니다.

6 여기서, 주목해야할 점은 낮은 높이의 물 즉, 도 1 가속탱크 (6)의 물이 높은 위 치인 도 1 상승행크 (16)최상부를 넘어 상부관 (17)까지 상승한 것입니다.

즉, 도 1 가속탱크 (6)로부터 상승탱크 (16)하부로 계속적으로 물이 들어오고 들어 온 물의 양만큼 도 1 상승탱크 (16)최상부를 넘어 계속적으로 물이 상승하는 것 입니다.

7

지금부터 210과 214를 구하여 210이 더 큰 것을 보이겠습니다.

우선 210을 먼저 구합니다.

도 2 작은관 (10)의 출구속도 210은 도 2하부 12와 13 사이에 큰 점선화살표로 표시되어있습니다ᅳ

38 210계산순서와 방안:

첫째, 수두손실을 무시한 도 2 작은관 (10)출구속도를 구한다.

들째, 도 2 큰관 (7)최상부에서 작은관 (10)출구까지의 수두손실을 구하여 그 것에 해당하는 속도 (나증에 나오는 "수두손실 의미"에서 잘 설명됨) # 구 한다.

셋째 210= 첫째에 따른 속도— 둘째에 따른 속도— -一 ― 210 따라서, 우선 흐름층에 발생하는 수두손심을 무시한 도 2 작은과 (10) 출구속도 를 구합니다

1. 도 2 큰관 (7) 최하부유속

에너지보존법칙에 따라서, 질량 *g*낙차 ).5*질량 *속도 2 이므로 속도는

(2g*낙차)이 되: , 불이 도 2 가속탱크 (6)최상부 높이로 항상 차 있으므로 S.2 큰관 (7)최상부 유속은 낙차가 도 2 KSH이므로 V(2*9.8*KSH) 이고, 도 2 큰관 (7)최하부 유속은, 도 2 낙차 P에 해당하는 속도 즉 (2*9.8*P)만큼 속도가 총가하므토 (2*9.8*1 11)+ (2*9.8* ' :?)=도2 큰관 (7)최하부 유속—— PS

2. 도 2 경사관 (9)최하부 유속

도 2 경사관 (9)의 최상부유속은 도 2 큰관 (7) 최하부유속인 PS인데,

도 2 경사관 (9)는 물통과면적 감소가 있으므로 연속방정식메 따라

속도가 증가합니다. 도 3에 보시된대로 최상부면적 /최하부면적 =5 이므로 도 2 경사관 (9) 최하부유속은 연속방정식에 의거하여 경사관 (9)최상부 유속의

5배인 5PS 가됨 5PS 그리고, 도 2 경사관 (9)의 최하부 유속은 도 2 낙차 Q (도 3 참조)로 인해 유속이 추가로 더 증가합니다.질량 *g*낙차 =0.5*질량 *속도 2 에서 속도 = (2g*낙차)이 도 2 낙차 Q토 인한 경사관 (9)의 추가 유속증가분:

V(2g*도 2 Q) ——一 —IQ 그리하여, 최종 도 2 경사관 (9)최하부 유속은 위 두 가지를 합한값이 됩니다. 즉, IQ + 5PS 가 최종 도 2 경사관 (9)최하부 유속이 됩니다. IQ+5PS 3. 도 2 작은관 (10)최하부 유속

도 2 작은관 (10) 최상부유속은 경사관 (9)의 최하부유속인 IQ+5PS

이고, 작은관 (10) 최하부유속은 위 유속에 도 2 낙차 R로 인한 속도증가분 을 더해주면 됩니다. 질량 *g*낙차 =0.5*질량 *속도 2 에서 속도 =V(2g*낙차) 이므로 도 2 낙차 R로 인한 속도증가분 =V(2g*R) 이브로

5 도 2 작은관 (10) 최하부유속 = IQ+5PS + (2g*R)——— IGB 이 IGB가 바로 흐름중에 발생하는 수두손실을 무시한 도 2 작은관 (10)의 출구유속입니다. 지금부터는 유속감소를 초래하는 수두손실과 그 것에 해당하는 속도를 구하 겠습니다. 그래서, 도 2 큰관 (7)최상부에서 작은관 (10)출구까지의 수두손실을 계산합니다. 수두손실을 구할 때의 속도는 수두손실을 부사한 속도를 적용합 니다

1. 도 2 경계점의 수두손실을 구합니다.

배경문헌 [분헌 2] 유체역학 Fluid Mechanics Fundamentals & Applications 김 내현외 6인 공역 발행처: 한국매그로힐 (주) 331쪽과 같은 쪽 우측상단의 그림에 따라 손실계수 =0.03 으로 정할수 있고

손실수두=손실계수 *속도 *속도 /(2*9.8) 임

아래 주) 1에 의해

도 2 경계점직전 속도 =V(2g*도 2 KSH) — SS 손실수두 식에 의거하여

수두손실 =0.03*SS*SS/(2*9.8) 도 2경계점수두손실 주) 1. 에너지 변환 (위치에너지와 속도에너지 간의 상호변환)

즉 질량 *g*낙차 =0.5*질량 *속도 2 에서 속도 =V(2g*낙차)

2. 도 2 큰관 (7)의 마찰 수두손실

Darcy-Weisbach 공식과 Manning 공식에 따른

배경문헌 [문헌 1] 발전수력연습 (한전발전처) 77,78쪽 참조

hf^(f*L/D)*V 2 /2g

용접강관 n값: 0.013, f=124.5*n*n/ (^D)

수두손실: (f*L/D)*(V*V)/(2*9.8), V: 평균유속

f는 마찰계수, L은 관길이 (도 2 P: 도 2 7의길이), D는관직경:도 2 7의안지름 V는, 중력가속도로 인해 시작점 (관입구)의 속도와 끝점 (관출구)의 속도 가 다르므로 그 두 속도의 평균을 적용해야합니다.

즉, V= (시작점속도 +끝점속도) /2 가 됩니다.

시작점속도는 1에서 적용한 속도인 SS이고

즉, V(2g*도 2 KSH) 이고

끝점 속도는 시작점 기준으로 낙차가 도 2 7의길이 (P)만큼

발생 했으므로 그 것에 해당하는 속도만큼 속도가 증가함

2 즉, 1의 주) 1에 따라 (2*9.8*도 2 Ρ)만큼 속도가 중가함

고로, 끝점속도는 V(2*g*도 2 KSH) +V(2*g*도 2 P) 이고 이를

ED 라하면 끝점 (관출구)속도 ED 고로, V= SS + ED

2

3 결국 수두손실이 다음식에 따라 계산됩니다.

수두손실: (f*L/D)*(V*V)/(2*9.8) 도 2 큰관 (7)의 마찰 수두손실 . 도 2 경사관 (9) 관점차축소 마찰 수두손실

Darcy Weisbach 공식과 Manning 공식에 따른

배경문헌 [문헌 1] 발전수력연습 (P84,P85, P77, P78) 참쵸

관축소 마찰수두손실ᅳ〉

13/3>— (1/D1 /V13/3)) n: 0.013 Dl: 도 2 7의 안지름 즉,큰안지

D2: 도 2 작은안지름 =10의안지름 =14의안지

D1과 D2관계 (D1^ 5*D2) : 큰안지름=^5*작은안지름 관계는 위서적 P84,P85의 그림 3.11중 면적비가 0.2이고, 각도 30 degree인 경우 에 따른 것입니다.

거리는 도 3 9의길이 (도 3 설명참조)—— Q 유량은 일정하므로 2의시작점 (큰관입구)유속에 따휸 유량을 적용함 유량 = 면적 *유속 이므로

유량 도2의 큰관 (7)의 유체통과넓이 *2의시작점 (큰관입구)유속

'={3.14* (도 3 a/2)* (도 3 a/2)}* SS 위의 내용에 의거하여, 도 2 경사관 (9) 관점차축소 마찰 수두손실이 계산될 수 있습니다. . 도 2 경사관 (9)의 관축소 수두손실 (와류,소음,기타에 의한 손실)

Darcy-Weisbach 공식증 아래서적 P83의 3.19식 (hgc=¾c*V 2 /2g, V는 점차축소후의 유속)과 아래서적 P84 Garden 손실계수표에 따라 수두손실: 손실계수 *축소직후유속 *축소직후유속 /(2*9.8)

축소계수:통과면적 변화에 따른 실험치:

0.04(^3 좁아지는각도: 30도 / 면적비 :0.2인 경우) 배경문헌 [문헌 1] 발전수력연습 (한전발전처) P83, P84, P77, P78 참조 도 2 경사관 (9)의 축소직전유속은

2의끝점 (큰관출구)유속인 ED 이고, 도 3에 언급된대로 큰반지름이 작은 것와 V5배 이브로,

큰지름관통과면적 /작은지름관통과면적

=7의 통과면적 /10의 통과면적 = 5

고로, 축소직후유속은 연속방정식에 따라

~ > 5*축소직전유속 = 5*ED 一 AP

AP는 유체통과넓이 변화에 따른 증가된 속도이고 여기에

도 2 경사관 (9)의 낙차 (3에서 언급된 Q)로 인한 속도증가분을

더해 주어야 최종 축소직후유속이 됩니다. 61 즉, 도 3 경사관 (9)시작점 (관입구) 기준으로 ¾이0만큼 낙차가 발생했으 므로 그 것에 해당하는 속도를 AP에 더해주어야함

그래서 1의 주) 1에 따라 V(2*g*도 2 Q) 만큼 더해집니다.

고로, 최종 축소직후유속: AP + V(2*g*Q) -— BP 고로, Ο.04*βΡ*ΒΡ/(2*9.8)——- 도 2 경사관 (9)의 관축소 수두손실

62

5. 도 2 작은관 (10) 마찰 수두손실

Darcy-Weisbach 공식과 Manning 공식에 따른

배경문헌 [문헌 1] 발전수력연습 (한전발전처) 77,78쪽 참조,

hf=(f*L/D)*V 2 /2g

63 용접강관 n값: 0.013, f=124.5*n*n/ (^D)

수두손실: (f*L/D)*(V*V)/(2*9.8), V; 평균속도

f는 마찰계수, L은 관길이 (도 2 10의 길이: 도 2 R),

D는 관안자름: 도 3 a/ 5

V는 층력가속도로 인해 시작점 (관입구)의 속도와 끝점 (관출구)의 속도

64 가 다르므로 그 두 속도의 평균을 적용해야합니다.

즉, V= (시작점속도 +끝점속도) /2 가 됩니다.

시작점속도는 최종 축소직후유속인 4의 BP 이고, 끝점 속도는 시작점 기준으로 도 2 10의 길이 (R)만큼 낙차가 발생했으므로 그 것에 해당 하는 속도만큼 속도가 층가합니다.

5 그래서 1의 주) 1에 따라 V(2*g*도 2 R) 만큼 증가합니다.

고로, 끝점 (관출구)속도 = 4의 BP + V(2*g*도 2 R)가 되고, 고로, N= 4의 BP + 4의 BP+V(2*g*도 2 R)

2

66 이상에서 도 2 작은관 (10)의 마찰 수두손실을 알 수 있습니다.

이상 수두손실 계산 1ᅳ 2,3,4,5를 통해, 도 2 큰관 (7)최상부에서 작은관 (10)출 구까지의 흐름 중에 발생하는 수두손실을 구했습니다.

앞서 구한 1~5의 수두손실합계 (총수두손실)을 L5(단위: m)라 하면

즉, : Γ5의 수두손실합계 (총수두손실) —ᅳ - -ᅳ L5

****** ***** 수두손실 의이 Λ] ^|-** ************ ******* 배경문헌 [문헌 2] 유체역학 Fluid Mechanics Fundamentals & Applications 김 내현외 6인 공역 / 발행처: MCGRAW— HILL KOREA, 한국매그로힐 (주) 발행일 :2005-11—25 1쇄

저자: Yunus A. Cengel/ John M. Cimbala

위서적 311page 하부에 언급된 "수두손실은 파이프 내부의 마찰손실을 이기기 위하여 펌프가 올려야하는 양정을 의미한다" 에 따라 물을 양수하는 경우에 목표지점까지 물을 양수하려면, 높이차를 극복하는 유속 외에 수두손실을 이겨내는 유속이 더 필요하다는

69 것입니다. 펌프를 이용해서 그 유속을 창출해야합니다.

수두손실 측ᅳ펌프가 올려야하는 양정을 h(m)라하고 마찰손실을 이겨내는 만큼의 유속을 v(m/sec)라하면, V 에너지 보존법칙에 따라, 위치에너지와 운동에너지의 상호관계 mgh=0.5mv 2 이므로 v= 2gh (m/sec)임. 적어도 v가 좌측속도는 되어야 물이 마찰을 이겨내고

70 목표지점까지 상승될 수 있습니다.

다시 설명드리면,

수두손실이 있으면 V(2*g*수두손실) 만큼의 추가 유속이 더 필요한데, 수두손실이 없으면 추가유속이 필요없다는 것입니다.

즉, 수두손실의 의미는 V(2*g*수두손실)만큼 유속을 줄이는 역할을 한다는 것입

71 니다. 따라서,

도 2 큰관 (7)최상부에서 작은관 (10)출구 까지의 흐름에 있어서의 총수두손^ (L5) 이, 수두손실을 무시한 작은관 (10)출구속도 즉, IGB를 감소시키고,

그 속도감소양은 V(2*g*L5) 가 됩니다. L5(총수두손심)

72 *******************수두손실의이 끝: 수두손실 의미에 따라서, 본 발명의 수두손실에 따른 속도감소분은 V(2*9.8*L5) 가 되고, 또한, 앞서 구한 수두손실을 무시한 도 2 작은관 (10)의 출구유속이 IGB이 므로 수두손실을 적용한 도 2 작은관 (10) 출구유속 즉, 210은 수두손실의미에 따라

73 210=IGB— (2*9.8*1 ) 임

= IGB- (2*9.8*L5) 210 TOZ 이상으로 210을 구하였고, 210은 도 2하부 12와 13 사이에 큰 점선화살표로 표 시되어있음

74 이어서 210과 흐름방향이 정반대인

도 2 충돌관 (14)의 출구지점 유속 즉, 214는 도 2하부 12와 13 사이에 작은 점 선화살표로 표시되어있음. 지금부터 214를 구하겠습니다.

도 2 충돌관 (14)속을 물이 상승할 때의 중력에 의한 속도감소와 마찰로 인한 속도감소를 무시한 경우의 도 2 충돌관 (14)의 출구지점 유속—— 214

75 214를 구합니다.

속도감소를 무시한 속도를 적용하는 이유는 214가 실제보다 더 강하게 210의 속도에 저항하더라도 210이 더 커서 214를 극복하고 두 유체충돌후 최종 흐름방향이 210의 방향이 된다는 것을 강조하기 위함입니다.

그리고 214를 구할때의 낙차로 도 2 SSH를 사용하는데 이 역시 214의 최대값 76 을 적용하기 위함입니다. 214 즉, 도 2하부 12와 13 사이에 작은 점선화살표로 표시된 유속을 구합니다. 에너지 변환 (위치에너지〈―ᅳ〉속도에너지로 변환)

즉, 질량 *g*낙차 =0.5*질량 *속도 2 에서 속도 =V(2g*낙차) 이고

결국 구하는 214 는

77 (2g*도 2 SSH) =도2 14의 출구지점 유속 (214) TOF 이상과 같이, 도 2 두 출구지점 (도 2하부 10과 14의 출구)속도 210과 214를 문 자로 구했습니다만 (흐름방향은 서로 반대방향임.), 어느 편이 큰지 한눈에 판 단이 안됩니다. 그래서, 210과 214의 차이를 확실히 느낄 수 있도록 실제 수 치를 적용하여 계산해보겠습니다. 즉, 210이 더 크다는 것을 실제수치를 써서 입증하겠습니다.

^| ^^: ¾:¾<>11 ! ¾ X] ************** ******** 다음의 수치들은 하나의 예시일 뿐이고, 여타의 수많은 다양한 수치들을 대 입해서 수많은 data를 만들 수 있습니다.

도 3 큰관 (7)의 안지름 : a, a=5 m

79 도 3작은관 (10)의 안지름: aA/5 = 도 2충돌관 (14)의 안지름

도 3 두 지름 관계: 7의안지름 =V5*10의안지름 관계는 배경문헌 문헌 [1],발전수 력연습 (한전발전처)

P84,P85의 그림 3.1 P84 Gardel의 fgc 손실계수표)중 좁아지는 각도 30 degree 이고 면적비가 0.2인 경우에 따른 것임

80

도 2 KSH : 20m 도 2 SSH: 50m

도 2 큰관 (7) 길이 P=2, 도 2 작은관 (10) 길이 R=4,

도 2 경사관 (9) 길이,즉 Q — > 도 3 참조

위 조건으로 계산하면

81 도 2 10 출구의 IGB 유속: 149.21 m/s (수두손실을 무시한 속도)

도 2 10출구의 수두손실을 적용한 유속은 TOZ에 따라

110.9 m/sec 210 도 2 14의 출구지점 유속은 TOF에 따라 : 31.30 m/sec 214

82 위 조건에 따른 계산치는 210이 214보다 더 큰 결과가 초래됨. 따라서, 도 2 하부 두 유체가 M에서 충돌후 최종 흐름방향은 도 2 작은관 (10)에서 층돌 관 (14)으로 향하는 방향이 되고,

그리고, 두유체가 층돌후 최종유체이동속도는 210에서 214를 차감한 속도인 79.54 m/sec 되고, 흐름방향은 한 방향이 되고 그 것은 도 2 10에서 14로 향 83 하는 방향이 됨.

즉, 도 2 M에서 두 유체가 충돌후 최종적인 흐름: 도 2 가속탱크 (6)에서 작은 관 (10)과 층돌관 (14)과 상승탱크 (16)를 거쳐 상부관 (17)을 거쳐 도 1 발

전부 (1)로 유체가 이동함. 84 충돌후 이동유량= 층돌후이동속도 (210-214) * 도 2 충돌관 (14)의 통과넓이 = 79.54 *3.14* (5/(2*V5))* (5/(2*75)) = 312 m 3 /sec

결국 초당 312 m 3 (312 ton/sec) 의물이 계속 이동하고 상승하는 것입니다ᅳ 이동방향:도 2 6에서 10과 14를거쳐 16하부로 계속 16최상부로 17로 이동함 도 2 6 > 도 2 16하부 —— >도2 16 최상부—— 〉도 2 17

85 물이 하강 물이상승 물이상승

위의 두 유체 충돌후 유체이동속도와 이동유량은 수많은 경우 중의 한 경우 일 뿐이고 실제수치를 다양하게 변경하면 여러 가지 다양한 수~수많은 값 이 나옵니다.

86 참고) 도 2 츤관 (7) 안지름을 증가시킴에 따라 CCR의 순환유량 즉, 발전유량 이 다음과 같이 대폭 증가됩니다.

도 1 발전부 (1)의 발전유량 = CCR의 순환유량

도 2 큰관 (7) 안지름 :5m ~ > 발전유량: 312 (m 3 /s-ton/s)

도 2 큰관 (7) 안지름 :10m 〉 발전유량: 1,383 (m 3 /s=ton/s)

87 도 2 큰관 (7) 안지름 :12m ~ > 발전유량: 2ᅳ 035 (m 3 /s=ton/s) 발전유량이 1,000 (ton/sec)만 되어도 대량의 전력이 생산됩니다.

****************실제수치조건에 의한 계산 끝: 1

88 실제수치조건에 의한 계산에서 210이 214보다 큰 것을 확인하였습니다.

도 2하부에서 두 유체가 M에서 충돌후 최종흐름은 도 2 작은관 (10)에서 충돌 관 (14)으로 향하는 방향 즉, 도 2 가속탱크 (6)최상부에서 작은관 (10)과 층돌관 (14)을 거쳐 상승탱크 (16)하부와 최상부를 통해, 상부관 (17)으 S 향하는 방 향임.

89

결론은 다음과 같습니다.

도 1 각 탱크에 물을 충분히 채우고 난 뒤 흐르게하면 물이 상하로 계속 순 환되어서 결국, 도 1 발전부 (1)가 외부로 부터 물공급이 없어도 계속 가동된다 는 것입니다.

90 즉, 외부토 부터 물동급없이도 수력발전이 계속 된다는 것입니다.

고로, 본 발명의 양수장치를 사용하면 물공급없이 수력발전이 계속 가능하 여 발전소 입지가 무한하게 넓어져서, 무한대의 수력발전소가 창출된다는 것 입니다. 즉, 산에, 사막에, 공장에, 부두에, 학교에, 병원에 기타 지역에 무수 히 많은 수력발전소가 가동된다는 것입니다.

91 게다가, 각각의 발전소 발전량도 초초초대량으로 할 수 있습니다.

더구나, 하루 24시간으로 연간 365일 계속 발전이 가능하게 됩니다. Illlll 이상으로 과제해결수단을 완료 하였습니다. 즉, (3)-2를 완료함 IIIII

92 (3)-3 해결수단의 효과 및 장점

1. 수력발전 전력을 지금의 100배 이상으로 증가시킬 수 있습니다.

과제 해결수단에서 언급한대로 본 발명을 이용하면, 물이 동시에 상하로 계 속 순환하면서 발전하므로, 발전소 외부로 부터의 불공급이 없어도 발전소 자체의 물만으로 발전이 지속적으로 가능하다는 것입니다. 즉, 아무 봇이나

93 수력발전소를 지을 수 있다는 것입니다.

즉, 수력발전소의 입지제한이 없어집니다.이는 곧 초대형 /대형 /층형 /소형 수력 발전소가 무수히 /수도없이 /많이 만들어질 수 있다는 것입니다.

발전소 가등시간도 무제한 (일간 24시간 연간 365일 가동가능함)이 됩니다 결론적으로 수력발전 전력을 지금의 100배 이상으로 증가시킵니다.

94

2. 저렴한 전력을 공급합니다.

에너지를 조금만 쓰고 양수하므로 대폭 비용절감이 가능하고,

전력사용처 (공장,가정, 학교, 부두, 병원 농장, 기타..ᅳ.)바로 옆에 발전소를 지을 수 있으므로, 송전비용이 대폭 절감되어 전력요금이 내려갑니다.

95

3. 지구의 공해가 개선되고 지구의 환경이 좋아집니다.

1의 결과로 무공해 수력전력이 거의 무한대로 생산되므로 지구가 숨쉬게 됩 니다. 화력발전을 대폭 축소시켜 C02와 미세먼지를 대폭 축소시킵니다. 결 국, 기상이변이 사라져 지구가 청량하고 맑게 됩니다. 따라서 지구가 건강해 96 집니다.

4. 안전한 지구가 만들어집니다.

1과 2의 결과로, 원자력발전이 사라지게 되어 안전한 지구가 만들어집니다.

97 5. 지구수명 연장

1~4의 결과로, 인류가 살기 좋은 맑고 깨끗한 지구가 영원히 지속됩니다. (4)도면의 간단한 설명 및 부호설명

도 1 : 유체흐름도 및 발전소

98 도 2 : 도 1 가속탱크 (6)와 상승탱크 (16)의 연결부분상세도

도 3: 도 2 경사관 (9) 주변 참고도

도 4: 과제해결수단의 CCR이 발생하고 난 후 도 1 상승탱크 (16)최상부 연장 선과 가속탱크 ( 6 )최상부 사이에 항상 존재하는 물의 양을 설명하는 그림 도 5: 도 1 가속탱크 (6)와 상승탱크 (16)의 연결부분이 2개 이상 적용된 그림 99

부호설명

1.발전부 2.저수지탱크 3.회수펌프 4 공급펌프

5.불막이 6.가속탱크

7.큰관 8. 유량조절밸브 9.경사관 10. 작은관

100 11. 개폐밸브 1 12. 깔때기 1 13. 깔때기 2

14. 층 관 15. 개폐밸브 2 16.상승탱크

17. 상부관 18. 물주입구 19 유량게이지

(5) 발명의 실시를 위한 최선의 형태 또는 발명의 실시를 위한 형태

101

1.본 발명 실시 및 적용방법:

기본치수 시작 ——기본치수 시작 도 1 KSH=20m SSH=80m 아고 도 2 큰관 (7)안지름 =5 이라면

도 3 큰관 (7)의 안지름 : a, a=5 m

102 도 3 작은관 (10)의 안지름: a/ 5 = 도 2 충돌관 (14)의 안지름

도 3 두 지름 관계: 7의안지름= 5*10의안지름 관계는 배경문헌 [문헌 1],발 전수력연습 (한전발전처) P84,P85의 그림 3.1 P84 Gardel의 fgc 손실계수 표)중 좁아지는 각도 30 degree 이고 면적비가 0.2인 경우에 따른 것임 도 2 큰관 (7) 길이 P=3, 도 2 작은관 (10) 길이 R=4,

103 도 2 경사관 (9) 길이,즉 Q > 도 3 참조

도 1 상부관 (17)지름은 도 2 큰관 (7)지름과 같게한다.

도 1 상승탱크 (16)최상부의 지름은 도 1 상부관 (17)지름보다는 크게 한다. 도 2 층돌관 (14) 높이는 2m 로 한다.

Etc: 유효낙차를 줄이는 기타사항의 높이: 2m로 정한다

104 도 2작은관 (10)출구와 충돌관 (14)출구 사이거리:도 2작은관 (10)안지름의 2.5배

—— _ 기본치수 끝 기본치수 끝

1-1. 본 발명을 건설하기 전의 전략

위 기본치수와 과제해결수단에 의거하여, CCR발생후 유량은 300ton(fn 3 )/sec

105 이 됩니다. 이 유량은 예상발전유량으로 본 발명을 건설후 실제 가동했을 때의 발전유량 (이하 "실제 발전유량" 또는 "실제유량" 으로 칭함)과 다소 다 를 수 있습니다. 전력회사는 위 예상발전유량과 기본치수와 본 발명의 구조와

106 발전에 관계되는 모든 사항을 세밀히 빠짐없이 고려하여 예상최대발전량을 계산하고, 그 것이 요구발전량의 1.5배 (3즐아래 Tip 참조)와 큰 차이가 나면, 아래 사항들을 조정 합니다. 계속 조정계산을 반복하여 그 것이 요구발전 량의 1.5배에 근접하게 하는 여러가지 치수들을 찾아 ¾나다.

Tip:예상최대발전량을 요수발전량의 1.5배로 하는 이유는 층분한 여유를 확

107 보하기 위함입니다.

*****조정사항: 도 2 큰관 (7)치수조정과 그에 수반되는 치수초정,

KSH와 SSH, 그 외 기본치수, 도 2 유량조절밸브 (8), 기타 발명과관련된 모든 사항, 조정 후에는 당연히 예상발전유량도 변경됩니다.

가능하면 도 2 KSH와 SSH는 변동하지 않도록 합니다.

108 ****** 조정 "항 끝 **************************************

그리고, 도 1과 도 2 여러 탱크를에 대하여 말씀드리겠습니다. 도 2 가속탱크 (6)면적은 큰관 (7)의 물통과면적보다 훨씬 크게 설정한다.

:!리고, 나중쎄 나타날 "2.도 1 저수지탱크 (2)에 저장하는 물의 양"

109 에 따라 도 1 저수지탱크 (2)를 설정한다.

도 1 상승탱크 (16)는 높이와 유량을 고려하여 구조적으로 안정되게 설정한다. 도 1 상승탱크 (16)최상부의 지롬은 도 1 상부관 (17)지름보다는 크게 한다.

≡1 상부관 (17)지름은 도 2 큰관 (7)지름과 같게한다.

이상은 본 발명을 건설하기 전의 전략입니다.

110

1-2. 본 발명의 건설및 건설후의 전략

전력회사는 1-1에서 결정된 내용에 따라 본 발명을 건설합니다

(도 5 기본연결은 최소 2개는 설치ᅳ〉 다음 page상부 참조).

본 발명의 제작 및 설치는 각 분야별로 해당 수압과 수층격에 견디는 파이

111 프와 탱크와 기타사항을 준비하면 쉽게 제작및설치가 가능합니다ᅳ 플랜트 112 공사 전문가와 전력회사에게는 매우 쉬운 일입니다.

도 1 발전부 (1)를 제외한 도 1 전부를 건설한후, 본발명을 실제로 가동시켜 도 1 유량게이지 (19)를 통해 상부관 (17)의 실제유량을 측정해본다. 그 실제 유량이 전력회사가 보기에 요구발전량을 창출하기에 부족할 때는, 도 5 기본연결 1 과 기본연결 2 를 동시에 가동하여 실제유량을 올리고,

113 도 5 기본연결 1 만으로 문제가 없을 때는, 일정기간 기본연결 1만 사용하다 가 그 후 기본연결 2만 사용한다. 즉, 2개의 기본연결을 교대로 사용한다. 반면에,

도 5 기본연결 1만 사용해도 도 1 상부관 (17)의 실제유량이 요구발전량을 창 출하고도 남을 정도로 크다면 초과되는 유량으로 별도 발전을 하든지, 아 114 니면 도 2 유량조절밸브 (8)를 조정하여 그 실제유량을 출이면 됩니다.

최종적으로 전력회사가 보기에 요구발전량이 창출될 수 있는 실제유량이 도 1 유량게이지 (19)에서 확인되면 도 2 유량조절밸브 (8)는 고정하고 개폐밸 브는 모두 잠군 상태쎄서, 건설을 보류했든 도 1 발전부 (1)를 건설하여 발 전소를 완공시키면 됩니다. 115 이상을 통해 요구발전량이 생산되도록 하는 양수장치 측, 본발명의 건설이 완료되었고, ^한, 도 1 발전부 (1)도 건설완료되어 본발명을 적용한 수력 발전소가 완성되었습니다.

2. 도 1 저수지탱크 (2)에 저장해야하는 물의 양

116

과제해결수단의 CCR과 같이 물순환이 시작된 후, 물순환과정에 있는 모든 파이프와 탱크에서 물이 계속 흐르게 된다. 심지어 공간이라도 물이 항상 흐르게 된다. 이는 곧 물이 그 공간에 항상 촌재함을 뜻합니다ᅳ

도 1 상승탱크 (16)와 가속탱크 (6)는 기본적으로 미리 각각의 최상부까지 물

117 을 채우 H로 신경 쓸 필요가 없고,

도 1 저수지탱크 (2)에 저장해야 하는 물의양은 다음에 따라 구해진다.

<가>도 1 상부관 (17)전체의 관속 부피만큼의 불양

<나〉도 4에 도시된 도 1 상승탱크 (16)최상부연장선과 가속탱크 (6)최상부 사

118 이 공간에서 낙하하는 물양

<다〉도 2 작은관 (10)출구와 충돌관 (14)출구 사이공간쎄서 낙하하는 물의 양 (1-2에 따라 도 5 기본연결을 2개로 하므로 <다> 물양의 2배가 필요함)

<가〉와 <다>는 <나>에 비해 미미하므로 무시하고, 대신 <나> 물양 보 다 더 많은 물양을 저장하도록 합니다.

119 우선 <나〉의 물양을 구합니다.

도 4에 도시된, 도 1 상승탱크 (16)최상부 연장선과 가속탱크 (6)최상부 사이의 공간에서 낙하하는 물의양 즉, 그 공간에 항상 존재하는 전체 물의 양 을 구합니다.

1-1 의 예상발전유량, 즉 순환유량을 FM (m 3 /sec ;)이라하고, 도 4에 도 120 사된, 도 1 상승탱크 (16)최상부 연장선과 가속탱크 (6)최상부 사이의 공

간을 물이 자유낙하하는 시간을 t초라고 하면, 물이 초당 FM(m 3 )만 큼 그 공간을 계속 끊임없이 낙하하므로, 낙하시작후 t초에 이르면 그 공간전체가 물로 채워지고, 그 공간전체를 채운 물의 양은 FM*t (m 3 ) 가 됩니다. 즉, 이 FM*t (m 3 ) 양만큼의 불이 그 공간에 항상 존재하 121 므로 이 양만큼 도 1 저수지탱크 (2)에 저장하면 되지만, 물은 자연증발

이 되고, 위의 낙하공간에서 물이 완전히 수직으로 낙하하는 것이 아니 므로 위에서 계산된 FM*t의 3배를 도 1 저수지탱크 (2)에 저장하면 충분 합니다.

도 1과 도 2에 도시된, 각 탱크와 관의 치수를 정하면 도 4 t (총 자유낙하 122 시간)는 쉽게 구해지므로 구하는 물의양도 쉽게 구해집니다.

<나〉의 물양^ FM*t의 3배 참고로 위 공간에서 물이 완전히 수직으로 낙하하는 것은 아니지만, 도 4에 도시된대로 일정시간 물이 자유낙하한 후, 낙하한 물이 차지하는 공간을 상징적으로 수직 직사각형 모양으로 표시해보았습니다.

3. 본 발명을 실제로 적용한 예를 소개하겠습니다.

124 모든 치수를 전력회사에서 정해야 되는데, 여기에서는 본 발명에 대한 전력회사의 이해를 돕기 위하여' 발명자가 임의로 모든 치수 (다소 rough 한 치수)를 정하여 서술해보았습니다.

1의 기본치수에 따라,

도 1 KSH=20m SSH=80m 이고 도 2 큰관 (7)안지름 =5

125 도 3 큰관 (7)의 안지름 : a, a=5 m

도 3 작은관 (10)의 안지름: a/V5 = 도 2 충를관 (14)의 안지름

도 2 큰관 (7) 길이 1^3, 도 2 작은관 (10) 길이 R=4,

도 2 경사관 (9) 길이,즉 Q — > 도 3 참조

도1 상부관 (17)지름은 도 2 큰관 (7)지름과 같게한다.

126 도 1 상승탱크 (16)최상부의 지름을 도 1 상부관 (17)지름보다는 크게 한다. 도 2 충돌관 (14) 높이는 2m 로 한다.

Etc: 유효낙차를 줄이는 기타사항의 높이: 2m로 정.한다

도 2 작은관 (10)출구와 충돌관 (14)출구 사이거리:도 2작은관 (10)안지름의

2.5배

127

배경문헌 [문헌 1] 발전수력연습 감수:한전 발전처 발행처:구미기술 초판 94-07-10 P2,P4,P5에 따라

유량단위: mVsec I유효낙차단위: m

Page 2의 (1.2)에따라, 이론수력= 9.8*유량 *유효낙차 (KW)— PA

!8

Page 4의 (1.5)에따라, 발전기출력 =

이론수력 *수차효율 *발전기효을 (KW)- — PB Page 5의 표 1.1에따라, 수차효율 *발전기효을 =0.85 PC

129 발명자는 다음 계산에 따라 유효낙차를 정함

(정확한 유효낙차는 전력희사가 잘 알 수 있음)

1의 기본치수에 따른 발명자의 유효낙차 계산방식:

발명자의 유효낙차= SSH— KSH -P-Q-R

130 —도 2 작은관 (10)출구와 층돌관 (14)출구 사이거리 -도 2 충돌관 (14)높이 -Etc 발명자의 유효낙차= 80-20—3-5.15-4—5.59—2 2= 38.26 m 예) 요구발전량이 60 MW 라면,

1의 기본치수와, PA,: PB,PC와 발명자의 유효낙차 (38.26 m)와 해결수단에 따 라, 1-1의 CCR발생후의 예상발전유량과 예상최대발전량은

131 예상발전유량 =300 (m 3 /sec) 이고, PA,PB,PC 에 따라

예상최대발전량= 96 MW 이는 요구발전량의 약 1.5배에 해당하므로 현 상태의 치수들을 그대로 1-2로 넘긴다. 만일 예상최대발전량이

. 요구발전량의 1.5배와 너무 차이가 나면 치수들을 조정하여 요구발전량의 1.5배에 근접시킨다. 이 경우 당연히 조정된 치수를을 1-2로 넘긴다.

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1-1의 모든 과정을 거쳐서, 넘어온 치수들에 따라

1-2에서 도 1 발전부 (1)만 제외하고, 모든 것을 설치한다. 그리고 본발명을 실 제로 가동시켜 도 1 유량게이지 (19)의 유량을 체크한다. 체크된 그 유량과뵐 명자의 유효낙차 (정확한 유효낙차는 전력회사가 잘 알수 있음)로서 발전량을

133 계산하여 그 값이 요구발전량보다 크면, 그 값이 요구발전량에 근접하도록 도 2 유량조절밸브 (8)을 서서히 조절하여 도 1 유량게이지 (19)유량을 서서히 줄 이면 됩니다. 그리하면 결국 요구발전량이 창출됩니다. 그 후에, 도 1 발전부 (1)를 마지막으로 설치하고, 양수하면서 동시에 전력을 생산하면 됩니다.

134 반대로,

도 1 유량게이지 (19)에서 체크된 유량과 발명자의 유효낙차 (정확한 유효낙차는 저력회사가 잠 알수 있음)로서 계산된 발전량의 값이, 요구발전량보다 작으면 그 값이 요구발전량에 근접하도록,도 5 기본연결 2를 추가로 적절히 가동하여 도 1 유량게이지 (19)의 유량을 서서히 증가시키면 됩니다.

135 그리하면 결국 요구발전량이 창출됩니다. 그 후에, 도 1 발전부 (1)를 마지막 으로 설치하고, 양수하면서 동시에 전력을 생산하면 됩니다.

3.에서 적용한 치수와 방식은 전력회사의 이해를 돕기 위해 발명자

가 정한 것이므로, 보다 정확한 치수와 방식에 대해서는 전문가인 전력회

136 사에서 잘 판단하시면 됩니다.

(6) 산업상 이용가능성 (Industrial Applicability)

1.건설하기가 매우 쉽다.

2.기본적으로 건설비용이 작고, 효과대비 건설비용은 더욱 더 작다.

137 3. 본 발명을 적용한 발전소는 설치장소에 제한이 없어, 부지비용이 작고, 수없이 많은 발전소 (1,000,000개 이상)가 생길 수 있고,

수력발전이라서 환경공해가 없다.

이상 1~3의 이유로 지구촌 어디서나 쉽게 이용되고, 환영받을 수 있습니다. 설치와 운용에 대해서는 (3)-2 해결수단과 (5)발명의 실시를 위한 최선의 형

138 태 또는 발명의 실시를 위한 형태에서 서술하였으므로 여기서는 생략함. (7) 서열목록 (Sequence Listing)

(8) ' 서열목록 . 의..프리텍스트 (Sequence Listing Free Text)