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KR102354316B1 - Energy-saving flow control system - Google Patents

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KR102354316B1
KR102354316B1 KR1020210112932A KR20210112932A KR102354316B1 KR 102354316 B1 KR102354316 B1 KR 102354316B1 KR 1020210112932 A KR1020210112932 A KR 1020210112932A KR 20210112932 A KR20210112932 A KR 20210112932A KR 102354316 B1 KR102354316 B1 KR 102354316B1
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KR
South Korea
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unit
energy
generation unit
power generation
control system
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Application number
KR1020210112932A
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Korean (ko)
Inventor
박병준
Original Assignee
박병준
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Publication date
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Abstract

Disclosed is an energy-saving flow control system. An energy-saving flow control system according to an embodiment of the present invention comprises: a water wheel rotating in response to a flow velocity and a flow rate of a fluid flowing into a pipe through a pump; a power generation unit rotating by the water wheel; and a housing in which a control unit for controlling the power generation unit is mounted. The control unit includes: a torque determination unit for detecting the number of rotations of the power generation unit and determining a rotation torque in response to the detected number of rotations; an energy generation unit including an energy conversion unit for converting rotational kinetic energy of the water wheel into electrical energy and a battery for storing the electric energy generated by the energy conversion unit; a monitoring unit for detecting the temperature of the energy generation unit and whether there is a leak, and controlling the energy generation unit to operate in an optimal environment; and a communication unit for transmitting data collected by the monitoring unit to a predetermined manager terminal and receiving a control signal from the manager terminal. According to the present invention, precise control of the velocity and the flow pressure of the fluid can be possible.

Description

에너지 저감형 유량 제어 시스템{ENERGY-SAVING FLOW CONTROL SYSTEM}Energy-saving flow control system {ENERGY-SAVING FLOW CONTROL SYSTEM}

본 발명은 유량 제어 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 펌프에 의해 관로로 유입되는 유체에 의해 회전하는 수차의 회전토크를 조절하여 유량을 제어하고, 수차의 회전 에너지로부터 전기 에너지를 저장하는 에너지 저감형 유량 제어 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a flow control system, and more particularly, to control the flow rate by controlling the rotational torque of a water wheel rotating by a fluid flowing into a pipeline by a pump, and to reduce energy for storing electrical energy from the rotational energy of the water wheel It relates to a type flow control system.

일반적으로 펌프는 압력 작용에 의해 유체를 관을 통해 수송하거나, 저압의 용기 속에 있는 유체를 관을 통하여 고압의 용기 속으로 압송하는 기계장치이다. In general, a pump is a mechanical device that transports a fluid through a pipe by a pressure action or pumps a fluid in a low-pressure vessel into a high-pressure vessel through a pipe.

이러한 펌프에는 왕복 펌프, 원심 펌프, 축류 펌프, 마찰 펌프 등이 있으며, 원심 펌프는 하나 이상의 임펠러를 밀폐된 케이싱 내에서 회전시킴으로써 발생되는 원심력을 이용하여 유체를 수송하거나 압송하게 된다. Such a pump includes a reciprocating pump, a centrifugal pump, an axial flow pump, a friction pump, and the like, and the centrifugal pump transports or pressurizes a fluid using centrifugal force generated by rotating one or more impellers in a sealed casing.

이때, 펌프 회전 속도에 대한 펌프 토출 유량의 변화율에 대응하여 작업기의 조작성 및 작업 효율이 결정될 수 있다. In this case, the operability and work efficiency of the work machine may be determined in response to a change rate of the pump discharge flow rate with respect to the pump rotation speed.

따라서, 작업기의 조작성 및 작업 효율을 확보하기 위해 유체의 수위를 변경하며 펌프의 성능을 시험하되, 일반적으로는 관로의 하부에 각종 밸브를 통하여 유량과 압력을 제어하는 방식을 사용하고 있다.Therefore, in order to secure the operability and work efficiency of the working machine, the fluid level is changed and the performance of the pump is tested, but in general, a method of controlling the flow rate and pressure through various valves in the lower part of the pipe is used.

이와 관련하여, 종래기술인 한국공개특허공보 제10-2019-0020214호는 구동부를 이용하여 밸브를 회전시키고, 밸브의 회전각도에 따라 각 포트와 연통되도록 유량조절홀이 형성되는 유량제어밸브에 대하여 개시하고 있고, 한국등록특허공보 제10-1702253호는 유체가 흐르는 신호압 통로에 장착되는 저항기 및 레귤레이터에 의해 조정되는 제어압을 이용하여 펌프의 토출 유량을 제어하는 펌프 토출 유량 제어 장치에 대하여 개시하고 있다.In this regard, the prior art Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2019-0020214 discloses a flow control valve in which a flow rate control hole is formed so as to rotate the valve using a driving unit and communicate with each port according to the rotation angle of the valve. Korea Patent Publication No. 10-1702253 discloses a pump discharge flow control device that controls the discharge flow rate of the pump using a control pressure adjusted by a resistor and a regulator mounted on a signal pressure passage through which a fluid flows. have.

그러나, 정밀한 유량제어를 위해서는 밸브 개방도가 작아져서 제어할 수 있는 범위가 작아지고, 광범위한 유량을 제어하기 위해서는 정밀도를 향상시키는데 한계가 있다.However, for precise flow rate control, the valve opening degree becomes small, thereby reducing the controllable range, and in order to control a wide range of flow rates, there is a limit in improving the precision.

따라서, 높은 범위에서 유량의 정밀 제어가 가능하고, 유량 제어를 위해 발생되는 전기 에너지를 저장하여 에너지 절약이 가능한 유량 제어 장치에 관한 연구가 필요하다.Therefore, there is a need for a study on a flow control device capable of precisely controlling the flow rate in a high range and saving energy by storing electrical energy generated for flow control.

본 발명은 출력 부하율을 조정하여 수차의 회전 속도를 제어함으로써, 유체의 속도 및 유량 압력의 정밀한 제어가 가능한 에너지 저감형 유량 제어 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide an energy-saving flow rate control system capable of precisely controlling the speed and flow pressure of a fluid by controlling the rotation speed of the water wheel by adjusting the output load ratio.

또한, 유입되는 유체에 의해 회전하는 수차의 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하여 저장함으로써, 유량 제어를 위해 소모되는 에너지의 재사용이 가능하고 에너지 효율을 개선할 수 있는 에너지 저감형 유량 제어 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.In addition, by converting and storing the kinetic energy of the water wheel rotating by the incoming fluid into electrical energy, the energy consumed for flow control can be reused and energy efficiency can be improved. it has its purpose

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 여기에 언급되지 않은 본 발명이 해결하려는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems to be solved by the present invention not mentioned here are to those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the description below. can be clearly understood.

본 발명의 일실시례에 따른 에너지 저감형 유량 제어 시스템은 펌프를 통해 관로로 유입되는 유체의 유량 및 유속에 대응하여 회전하는 수차, 수차에 의해 회전하는 발전부 및 발전부를 제어하는 제어부가 실장되는 하우징을 포함하되, 제어부는 발전부의 회전수를 감지하고, 감지된 회전수에 대응하여 회전 토크를 결정하는 토크결정부, 수차의 회전 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하는 에너지변환부 및 에너지변환부에서 생성되는 전기 에너지를 저장하는 배터리를 포함하는 에너지생성부, 에너지생성부의 온도 및 누수 여부를 감지하고, 에너지생성부가 최적환경에서 운전되도록 제어하는 모니터링부 및 모니터링부에서 수집된 데이터를 기지정된 관리자 단말로 송신하고, 관리자 단말로부터 제어 신호를 수신하는 통신부를 포함한다.Energy reduction type flow control system according to an embodiment of the present invention is a water wheel rotating in response to the flow rate and flow rate of a fluid flowing into a conduit through a pump, a power generation unit rotating by the water wheel, and a control unit for controlling the power generation unit is mounted Including a housing, wherein the control unit detects the number of rotations of the power generation unit, and a torque determination unit that determines a rotation torque in response to the sensed number of rotations, an energy conversion unit that converts rotational kinetic energy of the water wheel into electrical energy, and an energy conversion unit An energy generation unit including a battery for storing the generated electrical energy, a monitoring unit that detects the temperature and leakage of the energy generation unit, and a monitoring unit that controls the energy generation unit to operate in an optimal environment and a communication unit for transmitting and receiving a control signal from the manager terminal.

또한, 발전부를 둘러싸는 나선 형상으로 마련되고, 수차를 통과한 유체가 유입되는 제1 이동관 및 제1 이동관을 통과한 유체를 외부로 배출시키는 제2 이동관을 더 포함하되, 제2 이동관은 배출되는 유체가 이송되는 과정에서 낙차가 발생하도록 기설정된 각도로 경사진 형태로 마련되는 것을 특징으로 한다.In addition, it is provided in a spiral shape surrounding the power generation unit, further comprising a first moving pipe through which the fluid passing through the water wheel is introduced and a second moving pipe through which the fluid passing through the first moving pipe is discharged to the outside, the second moving pipe being discharged It is characterized in that it is provided in a inclined form at a preset angle so that a fall occurs in the process of transferring the fluid.

또한, 하우징은 수차와 발전부의 회전축을 결합시키는 결합부재, 결합부재를 지지하며 회전하는 베어링 및 결합부재와 베어링 사이로 유체의 침입을 방지하고 기밀을 유지시키는 실링부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the housing is characterized in that it includes a coupling member for coupling the water wheel and the rotating shaft of the power generation unit, a bearing supporting the coupling member and rotating, and a sealing member for preventing the intrusion of fluid between the coupling member and the bearing and maintaining airtightness.

또한, 모니터링부는 에너지생성부에서 발생되는 온도를 측정하고, 측정된 온도가 기설정된 기준 온도를 초과하는 경우, 에너지생성부의 냉각 제어를 수행하는 발전기냉각부 및 에너지생성부 내부에 누수 발생한 경우, 에너지변환부에 인가되는 전원을 차단하는 전원차단부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the monitoring unit measures the temperature generated by the energy generating unit, and when the measured temperature exceeds a preset reference temperature, the generator cooling unit that performs cooling control of the energy generating unit and a leak occurs inside the energy generating unit, energy It is characterized in that it includes a power cut-off unit for cutting off the power applied to the conversion unit.

또한, 발전기냉각부는 에너지생성부의 발전부 및 배터리가 결합되는 체결홈 및 다수의 펀치홀이 마련되는 제1 플레이트, 제1 플레이트 하측에 기설정된 간격만큼 이격되어 평행하게 배치되고, 다수의 펀치홀이 마련되는 제2 플레이트 및 제2 플레이트의 각도를 제어하는 틸팅제어부를 포함하고, 틸팅제어부는 에너지생성부에서 발생되는 온도가 기준 온도를 초과하는 경우, 제2 플레이트의 각도를 조절하는 것을 특징으로 한다.In addition, the generator cooling unit is a first plate provided with a fastening groove and a plurality of punch holes to which the power generation unit and the battery of the energy generating unit are coupled, and the first plate is spaced apart and parallel to each other by a predetermined distance below the first plate, and a plurality of punch holes are provided. A second plate and a tilting control unit for controlling the angle of the second plate are provided, and the tilting control unit is characterized in that when the temperature generated by the energy generating unit exceeds the reference temperature, the angle of the second plate is adjusted. .

본 발명의 에너지 저감형 유량 제어 시스템은 출력 부하율을 조정하여 수차의 회전 속도를 제어함으로써, 유체의 속도 및 유량 압력의 정밀한 제어가 가능한 효과가 있다.The energy-reducing flow rate control system of the present invention has the effect that precise control of the speed and flow pressure of a fluid is possible by controlling the rotation speed of the water wheel by adjusting the output load factor.

또한, 유입되는 유체에 의해 회전하는 수차의 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하여 저장함으로써, 유량 제어를 위해 소모되는 에너지의 재사용이 가능하고 에너지 효율을 개선할 수 있는 효과가 있다.In addition, by converting and storing the kinetic energy of the water wheel rotating by the flowing fluid into electrical energy, the energy consumed for flow control can be reused and energy efficiency can be improved.

도 1은 본 발명의 일실시례에 따른 에너지 저감형 유량 제어 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시례에 따른 에너지 저감형 유량 제어 시스템의 제어부를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시례에 따른 에너지 저감형 유량 제어 시스템의 하우징을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시례에 따른 에너지 저감형 유량 제어 시스템의 에너지생성부를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시례에 따른 에너지 저감형 유량 제어 시스템의 모니터링부를 설명하기 위한 도면이다.1 is a block diagram of an energy reduction type flow rate control system according to an embodiment of the present invention.
2 is a view for explaining the control unit of the energy reduction type flow control system according to an embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining the housing of the energy reduction type flow control system according to an embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining an energy generating unit of the energy reduction type flow control system according to an embodiment of the present invention.
5 is a view for explaining the monitoring unit of the energy reduction type flow control system according to an embodiment of the present invention.

이상과 같은 본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제의 해결 수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시례 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시례들을 참조하면 명확해질 것이다. Specific details including problems to be solved, means for solving the problems, and effects of the invention for the present invention as described above are included in the examples and drawings to be described below. Advantages and features of the present invention, and a method of achieving them, will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시례에 따른 에너지 저감형 유량 제어 시스템의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일실시례에 따른 에너지 저감형 유량 제어 시스템의 제어부를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일실시례에 따른 에너지 저감형 유량 제어 시스템의 하우징을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일실시례에 따른 에너지 저감형 유량 제어 시스템의 에너지생성부를 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일실시례에 따른 에너지 저감형 유량 제어 시스템의 모니터링부를 설명하기 위한 도면이다.1 is a block diagram of an energy reduction type flow control system according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram for explaining a control unit of an energy reduction type flow rate control system according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a view for explaining the housing of the energy reduction type flow control system according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a view for explaining the energy generation unit of the energy reduction type flow control system according to an embodiment of the present invention , Figure 5 is a view for explaining the monitoring unit of the energy reduction type flow control system according to an embodiment of the present invention.

<실시례 1><Example 1>

도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 일실시례에 따른 에너지 저감형 유량 제어 시스템(100)은 펌프를 통해 관로로 유입되는 유체의 유량 및 유속에 대응하여 회전하는 수차(110), 상기 수차(110)에 의해 회전하는 발전부(120) 및 상기 발전부(120)를 제어하는 제어부(130)가 내부에 실장되는 하우징(140)을 포함할 수 있다.1 and 2, the energy reduction type flow control system 100 according to an embodiment of the present invention includes a water wheel 110 that rotates in response to the flow rate and flow rate of a fluid flowing into a pipeline through a pump, the The power generation unit 120 rotated by the water wheel 110 and the control unit 130 for controlling the power generation unit 120 may include a housing 140 mounted therein.

보다 상세하게는, 상기 제어부(130)는 상기 발전부(120)의 회전수를 감지하고, 상기 감지된 회전수에 대응하여 회전 토크를 결정하는 토크결정부(131), 상기 수차(110)의 회전 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하는 에너지변환부 및 상기 에너지변환부에서 생성되는 전기 에너지를 저장하는 배터리를 포함하는 에너지생성부(132), 상기 에너지생성부(132)의 온도 및 누수 여부를 감지하고, 상기 에너지생성부(132)가 최적환경에서 운전되도록 제어하는 모니터링부(133) 및 상기 모니터링부(133)에서 수집된 데이터를 기지정된 관리자 단말로 송신하고, 상기 관리자 단말로부터 제어 신호를 수신하는 통신부(134)를 포함할 수 있다.In more detail, the control unit 130 detects the number of rotations of the power generation unit 120 , and a torque determination unit 131 that determines a rotation torque in response to the sensed number of rotations, and the water wheel 110 . An energy conversion unit that converts rotational kinetic energy into electrical energy, and an energy generation unit 132 including a battery for storing electrical energy generated by the energy conversion unit, detects the temperature and leakage of the energy generation unit 132 and a monitoring unit 133 controlling the energy generating unit 132 to operate in an optimal environment and transmitting the data collected by the monitoring unit 133 to a predetermined manager terminal, and receiving a control signal from the manager terminal It may include a communication unit 134 that

일례로, 상기 발전부(120)는 출력 부하를 변경하여 전기 에너지 환원율을 조절하되, 상기 출력 부하에 대응하여 상기 회전 토크를 결정할 수 있다. As an example, the power generation unit 120 may change the output load to adjust the electrical energy reduction rate, and determine the rotation torque in response to the output load.

즉, 상기 토크결정부(131)에서 상기 출력 부하를 증가시킬 경우, 상기 상기 발전부(120)의 회전 토크가 증가하게 되며, 상기 수차(110)가 회전하는 속도가 감소하게 된다. 따라서, 상기 수차(110)를 통해 상기 관로로 유입되는 유체의 속도를 감소시킬 수 있다.That is, when the output load is increased by the torque determining unit 131 , the rotational torque of the power generating unit 120 is increased, and the rotational speed of the water wheel 110 is decreased. Accordingly, the speed of the fluid flowing into the conduit through the water wheel 110 may be reduced.

한편, 상기 에너지 저감형 유량 제어 시스템(100)은 상기 발전부(120)를 둘러싸는 나선 형상으로 마련되고, 상기 수차(110)를 통과한 유체가 유입되는 제1 이동관(150) 및 상기 제1 이동관(150)을 통과한 유체를 외부로 배출시키는 제2 이동관(160)을 더 포함할 수 있다. Meanwhile, the energy reduction type flow rate control system 100 is provided in a spiral shape surrounding the power generation unit 120 , and a first moving pipe 150 and the first fluid passing through the water wheel 110 are introduced. A second moving pipe 160 for discharging the fluid passing through the moving pipe 150 to the outside may be further included.

또한, 상기 제2 이동관(160)은 상기 배출되는 유체가 이송되는 과정에서 낙차가 발생하도록 기설정된 각도로 경사진 형태로 마련될 수 있다.In addition, the second moving pipe 160 may be provided in a shape inclined at a preset angle so that a fall occurs while the discharged fluid is transported.

따라서, 상기 관로로 유입된 유체가 상기 제2 이동관(160)의 경사진 구조에 의해 빠른 속도로 배출됨으로써, 상기 관로 내부에서 유체가 역류하는 등의 문제를 미연에 방지할 수 있다. Accordingly, since the fluid introduced into the pipe is discharged at a high speed by the inclined structure of the second moving pipe 160 , it is possible to prevent problems such as a reverse flow of the fluid inside the pipe.

도 3을 참고하면, 상기 하우징(140)는 내부 기밀을 유지하기 위해 상기 수차(110)와 상기 발전부(120)의 회전축을 결합시키는 결합부재(141), 상기 결합부재(141)를 지지하며 회전하는 베어링(142) 및 상기 결합부재(141)와 상기 베어링(142) 사이로 유체의 침입을 방지하고 기밀을 유지시키는 실링부재(143)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3 , the housing 140 supports a coupling member 141 that couples the rotation shaft of the water turbine 110 and the power generation unit 120 to maintain internal airtightness, and the coupling member 141 , It may include a rotating bearing 142 and a sealing member 143 that prevents the intrusion of fluid between the coupling member 141 and the bearing 142 and maintains airtightness.

또는, 기밀성 향상을 위해 상기 보조 실링부재를 더 포함하여, 상기 베어링의 전면과 후면 각각에 실링부재가 마련될 수도 있다.Alternatively, the sealing member may be provided on each of the front and rear surfaces of the bearing by further including the auxiliary sealing member to improve airtightness.

한편, 도 4 및 도 5를 참고하면, 상기 모니터링부(133)는 상기 에너지생성부(132)에서 발생되는 온도를 측정하고, 상기 측정된 온도가 기설정된 기준 온도를 초과하는 경우, 상기 에너지생성부(132)의 냉각 제어를 수행하는 발전기냉각부(310) 및 상기 에너지생성부(132) 내부에 누수 발생한 경우, 상기 에너지변환부(210)에 인가되는 전원을 차단하는 전원차단부(320)를 포함할 수 있다.Meanwhile, referring to FIGS. 4 and 5 , the monitoring unit 133 measures the temperature generated by the energy generating unit 132 , and when the measured temperature exceeds a preset reference temperature, the energy is generated When a water leak occurs inside the generator cooling unit 310 and the energy generating unit 132 that performs cooling control of the unit 132, the power cutoff unit 320 to cut off the power applied to the energy conversion unit 210. may include

보다 상세하게는, 상기 발전기냉각부(310)는 상기 에너지생성부(132)의 상기 에너지변환부(210) 및 상기 배터리(220)가 결합되는 체결홈 및 다수의 펀치홀이 형성된 제1 플레이트, 상기 제1 플레이트 하측에 기설정된 간격만큼 이격되어 평행하게 배치되고, 다수의 펀치홀이 형성되는 제2 플레이트 및 상기 제2 플레이트의 각도를 제어하는 틸팅제어부;를 포함할 수 있다.In more detail, the generator cooling unit 310 includes a first plate having a fastening groove and a plurality of punch holes to which the energy conversion unit 210 and the battery 220 of the energy generating unit 132 are coupled; It may include; a second plate spaced apart from the lower side of the first plate by a predetermined interval and disposed in parallel, a second plate having a plurality of punch holes, and a tilting control unit controlling an angle of the second plate.

또한, 상기 틸팅제어부는 상기 에너지생성부(132)에서 발생되는 온도가 상기 기준 온도를 초과하는 경우, 상기 제2 플레이트의 각도를 조절하여 상기 에너지변환부(210) 및 상기 배터리(220)에서 발생된 열기를 빠르게 분산시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트가 이루는 최초 각도가 10도로 설정되어 있는 상태에서 상기 에너지생성부(132)에서 발생되는 온도가 상기 기준 온도를 초과하는 경우, 상기 틸팅제어부는 상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트가 이루는 각도가 45도가 되도록 상기 제2 플레이트의 각도를 조절하여 상기 제1 플레이트에 결합된 상기 에너지생성부(132)에서 발생되는 열기가 상기 제1 플레이트의 펀치홀과 상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트 사이에 형성된 공간을 통해 빠르게 분산되도록 유도할 수 있다. In addition, when the temperature generated by the energy generating unit 132 exceeds the reference temperature, the tilting control unit adjusts the angle of the second plate to generate the energy conversion unit 210 and the battery 220 . The heat can be dissipated quickly.
For example, when the temperature generated by the energy generating unit 132 exceeds the reference temperature in a state in which the initial angle between the first plate and the second plate is set to 10 degrees, the tilting control unit may By adjusting the angle of the second plate so that the angle between the first plate and the second plate is 45 degrees, the heat generated by the energy generating unit 132 coupled to the first plate is generated by the punch hole of the first plate. and rapid dispersion through the space formed between the first plate and the second plate may be induced.

일례로, 상기 에너지생성부(132)는 상기 관로 내부에 마련되되, 상기 관로 내벽에 마련된 레일 또는 승하강 장치에 의해 상기 관로로 유입되는 유량에 기초하여 승하강 이동하며 상기 에너지생성부(132) 내부로의 누수를 차단할 수 있다. For example, the energy generating unit 132 is provided inside the conduit, and moves up and down based on the flow rate flowing into the conduit by a rail or elevating device provided on the inner wall of the conduit, and the energy generating unit 132 It is possible to prevent leakage into the interior.

일례로, 상기 에너지생성부(132)는 상기 배터리(220)의 충전 상태를 관리는 배터리관리모듈(미도시)를 더 포함하며, 상기 배터리관리모듈(미도시)은 상기 배터리(220)에 충전 상태를 관리하되, 상기 배터리(220)에 충전되는 전기용량이 기설정된 충전 최대 용량을 초과하는 경우, 기설정된 시간동안 상기 배터리(220)의 방전 과정이 수행되도록 제어할 수 있다. For example, the energy generator 132 further includes a battery management module (not shown) for managing the state of charge of the battery 220 , and the battery management module (not shown) charges the battery 220 . The state may be managed, but when the electric capacity charged in the battery 220 exceeds a preset maximum charging capacity, it is possible to control the discharging process of the battery 220 to be performed for a preset time.

또한, 방전 과정이 수행되지 않는 상태에서 상기 배터리(220)에 충전되는 전기 용량에 변화가 없는 경우, 상기 에너지생성부(132)에 이상이 발생한 것으로 판단하여, 상기 모니터링부(133)를 통해 관리자 호출 신호를 송신할 수도 있다. In addition, when there is no change in the electric capacity charged in the battery 220 in a state in which the discharging process is not performed, it is determined that an abnormality has occurred in the energy generating unit 132 , and a manager through the monitoring unit 133 It may transmit a call signal.

또 다른 일례로, 상기 배터리(220)에 충전되는 전기용량이 기설정된 충전 최소 용량 미만인 경우, 상기 토크결정부(131)의 토크의 크기가 제한되며, 상기 에너지 저감형 유량 제어 시스템(100)이 최소 전력을 이용하여 구동되도록 제어할 수도 있다. As another example, when the electric capacity charged in the battery 220 is less than a preset minimum charging capacity, the torque of the torque determining unit 131 is limited, and the energy-reducing flow rate control system 100 is It can also be controlled to be driven using the minimum power.

상기와 같은 본 발명의 효과에 따르면, 출력 부하율을 조정하여 수차의 회전 속도를 제어함으로써, 유체의 속도 및 유량 압력의 정밀한 제어가 가능한 에너지 저감형 유량 제어 시스템이 제공될 수 있다.According to the effect of the present invention as described above, by controlling the rotation speed of the water wheel by adjusting the output load factor, an energy-saving flow rate control system capable of precisely controlling the speed and flow pressure of a fluid can be provided.

또한, 유입되는 유체에 의해 회전하는 수차의 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하여 저장함으로써, 유량 제어를 위해 소모되는 에너지의 재사용이 가능하고 에너지 효율을 개선할 수 있는 에너지 저감형 유량 제어 시스템이 제공될 수 있다.In addition, by converting and storing the kinetic energy of the water wheel rotating by the incoming fluid into electrical energy, an energy reduction type flow control system capable of reusing energy consumed for flow control and improving energy efficiency will be provided. can

또한, 본 발명의 일실시례에 따른, 에너지 저감형 유량 제어 방법은 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.In addition, the energy reduction type flow rate control method according to an embodiment of the present invention may be recorded in a computer-readable medium including program instructions for performing various computer-implemented operations. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. The medium may be specially designed and configured for the present invention, or may be known to those skilled in the art of computer software and available for use. Examples of the computer-readable recording medium include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic such as floppy disks. - includes magneto-optical media, and hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine language codes such as those generated by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like.

이상과 같이 본 발명의 일실시례는 비록 한정된 실시례와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 일실시례는 상기 설명된 실시례에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서 본 발명의 일실시례는 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.As described above, although one embodiment of the present invention has been described with reference to limited examples and drawings, one embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, which is common knowledge in the field to which the present invention pertains. Various modifications and variations are possible from such a base material. Therefore, one embodiment of the present invention should be understood only by the claims described below, and all equivalents or equivalent modifications thereof will fall within the scope of the spirit of the present invention.

110 : 수차
120 : 발전부
130 : 제어부 131 : 토크결정부
132 : 에너지생성부
133 : 모니터링부
134 : 통신부
140 : 하우징
150 : 제1 이동관
160 : 제2 이동관110: aberration
120: power generation unit
130: control unit 131: torque determination unit
132: energy generation unit
133: monitoring unit
134: communication department
140: housing
150: first moving tube
160: second moving tube

Claims (5)

펌프를 통해 관로로 유입되는 유체의 유량 및 유속에 대응하여 회전하는 수차;
상기 수차에 의해 회전하는 발전부; 및
상기 발전부를 제어하는 제어부가 실장되는 하우징;을 포함하되,

상기 제어부는,
상기 발전부의 회전수를 감지하고, 상기 감지된 회전수에 대응하여 회전 토크를 결정하는 토크결정부;
상기 수차의 회전 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하는 에너지변환부 및 상기 에너지변환부에서 생성되는 전기 에너지를 저장하는 배터리를 포함하는 에너지생성부;
상기 에너지생성부의 온도 및 누수 여부를 감지하고, 상기 에너지생성부가 최적환경에서 운전되도록 제어하는 모니터링부; 및
상기 모니터링부에서 수집된 데이터를 기지정된 관리자 단말로 송신하고, 상기 관리자 단말로부터 제어 신호를 수신하는 통신부;를 포함하고,

상기 발전부를 둘러싸는 나선 형상으로 마련되고, 상기 수차를 통과한 유체가 유입되는 제1 이동관; 및
상기 제1 이동관을 통과한 유체를 외부로 배출시키는 제2 이동관;을 더 포함하되,
상기 제2 이동관은,
상기 배출되는 유체가 이송되는 과정에서 낙차가 발생하도록 기설정된 각도로 경사진 형태로 마련되는 것을 특징으로 하는 에너지 저감형 유량 제어 시스템.a water wheel rotating in response to the flow rate and flow rate of the fluid flowing into the pipeline through the pump;
a power generation unit rotating by the aberration; and
Including; a housing in which a control unit for controlling the power generation unit is mounted;

The control unit is
a torque determination unit for detecting the number of rotations of the power generation unit and determining a rotation torque in response to the sensed number of rotations;
an energy generating unit including an energy converting unit converting the rotational kinetic energy of the water wheel into electrical energy and a battery for storing the electric energy generated by the energy converting unit;
a monitoring unit that detects the temperature and leakage of the energy generating unit and controls the energy generating unit to operate in an optimal environment; and
Including; and a communication unit for transmitting the data collected by the monitoring unit to a predetermined manager terminal, and receiving a control signal from the manager terminal,

a first moving tube provided in a spiral shape surrounding the power generation unit and through which the fluid passing through the water wheel flows; and
A second moving pipe for discharging the fluid that has passed through the first moving pipe to the outside; further comprising,
The second moving tube,
Energy reduction type flow control system, characterized in that provided in a inclined form at a preset angle so that a fall occurs in the process in which the discharged fluid is transferred. 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 하우징은,
상기 수차와 상기 발전부의 회전축을 결합시키는 결합부재;
상기 결합부재를 지지하며 회전하는 베어링; 및
상기 결합부재와 상기 베어링 사이로 유체의 침입을 방지하고 기밀을 유지시키는 실링부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저감형 유량 제어 시스템.The method of claim 1,
The housing is
a coupling member coupling the aberration and the rotation shaft of the power generation unit;
a bearing supporting the coupling member and rotating; and
and a sealing member for preventing fluid from entering between the coupling member and the bearing and maintaining airtightness. 제 1항에 있어서,
상기 모니터링부는,
상기 에너지생성부에서 발생되는 온도를 측정하고, 상기 측정된 온도가 기설정된 기준 온도를 초과하는 경우, 상기 에너지생성부의 냉각 제어를 수행하는 발전기냉각부; 및
상기 에너지생성부 내부에 누수 발생한 경우, 상기 에너지변환부에 인가되는 전원을 차단하는 전원차단부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저감형 유량 제어 시스템.The method of claim 1,
The monitoring unit,
a generator cooling unit that measures the temperature generated by the energy generating unit, and performs cooling control of the energy generating unit when the measured temperature exceeds a preset reference temperature; and
Energy reduction type flow control system comprising a; when a water leak occurs inside the energy generating unit, the power cutoff unit to cut off the power applied to the energy conversion unit. 제 4항에 있어서,
상기 발전기냉각부는,
상기 에너지생성부의 상기 발전부 및 상기 배터리가 결합되는 체결홈 및 다수의 펀치홀이 마련되는 제1 플레이트;
상기 제1 플레이트 하측에 기설정된 간격만큼 이격되어 평행하게 배치되고, 다수의 펀치홀이 마련되는 제2 플레이트; 및
상기 제2 플레이트의 각도를 제어하는 틸팅제어부;를 포함하고,

상기 틸팅제어부는,
상기 에너지생성부에서 발생되는 온도가 상기 기준 온도를 초과하는 경우, 상기 제2 플레이트의 각도를 조절하는 것을 특징으로 하는 에너지 저감형 유량 제어 시스템.
5. The method of claim 4,
The generator cooling unit,
a first plate provided with a fastening groove and a plurality of punch holes to which the power generation unit and the battery of the energy generating unit are coupled;
a second plate spaced apart from the lower side of the first plate by a predetermined interval and disposed in parallel, the second plate having a plurality of punch holes; and
Including; a tilting control unit for controlling the angle of the second plate;

The tilting control unit,
When the temperature generated by the energy generator exceeds the reference temperature, the energy reduction type flow rate control system, characterized in that for adjusting the angle of the second plate.
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KR20160117359A (en) * 2015-03-31 2016-10-10 아즈빌주식회사 Turbine type flow rate control apparatus
KR20200087261A (en) * 2017-12-20 2020-07-20 다이킨 고교 가부시키가이샤 Fluid device

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