KR100534546B1

KR100534546B1 - 수력발전장치

Info

Publication number: KR100534546B1
Application number: KR10-2003-0065923A
Authority: KR
Inventors: 이구식; 이대훈
Original assignee: 이구식; 이대훈
Priority date: 2003-09-23
Filing date: 2003-09-23
Publication date: 2005-12-08
Also published as: US20050147471A1; US7033111B2; CN1308593C; CN1601079A; KR20050029585A

Abstract

본 발명은 수력발전장치의 구성을 간소화하여 설비비용을 최소화시킬 수 있게 하고, 수력의 손실을 감소시켜 발전의 효율을 극대화시킬 수 있게 하며, 수력발전장치의 유지보수를 경제적이고도 편리하게 할 수 있게 한 수력발전장치에 관한 것이다.

종래에 있어서의 수력발전장치는 물을 담아두는 댐을 건설하는데 많은 비용이 소요되고, 넓은 지역에 걸쳐 담수를 하여야 되어 생태계 파괴는 물론 많은 역사유적과 함께 명승지가 침수되고 많은 사람이 고향을 잃는 실향민의 신세가 되는 문제점과 댐을 건설할 적당한 장소에 따른 제한이 있었던 바, 본 발명은 발전장치(1)를 수면에 설치시키는 부구(2)와, 상기 부구(2)와 발전장치(1)의 움직임을 억제시키는 고정장치(3)로 구성되고, 상기 발전장치(1)는 무한궤도의 레일(11)과, 상기 레일(11)을 따라 이동하는 다수의 활차(12)와, 상기 다수의 활차(12)를 서로 연결시키는 연결구(13)와, 상기 각각의 활차(12)에 설치되고 물의 흐름에너지를 흡수하여 활차(12)를 이동시키는 날개(15)와, 상기 활차(12)의 이동에너지를 동력전달장치(5)를 통하여 전달받아 전기를 발생시키는 발전기(4)로 구성함으로써, 장치의 내구성을 향상시킬 수 있게 하는 동시에 발전장치의 설치에 따른 장소의 제한을 받지 않으며, 수력발전장치의 유지보수를 경제적이고 편리하게 할 수 있는 효과가 있는 것임.

Description

수력발전장치{Water power plant}

본 발명은 조수간만에 의한 수위변화 및 물의 위치에너지를 이용하여 발전을 하는 수력발전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수력발전장치의 구성을 간소화하여 설비비용을 최소화시킬 수 있게 하고, 수력의 손실을 감소시켜 발전의 효율을 극대화시킬 수 있게 하며, 수력발전장치의 유지보수를 경제적이고도 편리하게 할 수 있게 한 수력발전장치에 관한 것이다.

수력발전은 높은 곳의 물이 가지고 있는 '위치에너지'를 이용해서 전기를 일으킨다. 즉, 물이 떨어지는 힘으로 수차(水車)를 돌리면, 수차의 축에 붙어있는 발전기가 돌아가게 되어 전기가 발생하는 것이다. 수차에도 여러 가지 종류가 있으나, 대부분의 발전소에서는 물의 압력을 이용하는 프랜시스 수차가 쓰이고 있다. 그러나 물의 낙차가 큰 곳에서는 분출시킨 물의 충동으로 회전시키는 펠톤 수차가 사용된다. 그밖에 프로펠러를 회전시키는 방식의 카플란 수차나 프로펠러 수차 등도 사용된다. 그러나 우리나라의 팔당수력발전소와 같이 흐르는 물의 양은 많으나 낙차가 적은 곳에는 발브(Bulb) 수차가 쓰인다.

이러한 수력발전의 장점으로는 자연적인 물위 위치에너지를 이용하여 발전을 함으로써, 화력발전에서와 같은 매연을 발생시키지 않아 오염이 적다는 것이다.

또한 지속적으로 에너지를 만들 수 있고, 발전장치의 운전비용이 적으며, 발전 소요시간도 짧은 장점이 있다.

이러한 장점에 반하여 물을 담아두는 댐을 건설하는데 많은 비용이 소요되고, 넓은 지역에 걸쳐 담수를 하여야 되어 생태계 파괴는 물론 많은 역사유적과 함께 명승지가 침수되고 많은 사람이 고향을 잃는 실향민의 신세가 되는 문제점이 있는 것이다.

그리고 댐을 건설할 적당한 장소에 따른 제한과 함께 물의 양에 따라 에너지량이 달라진다는 단점이 있는 것이다.

본 발명은 자연 그대로의 상태로 흐르는 물을 이용하여 발전을 할 수 있게 함으로써, 수력발전장치의 최초 건설비용을 최소화하고, 담수로 인한 생태계 파괴는 물론 많은 역사유적과 함께 명승지가 침수되고 많은 사람이 고향을 잃는 실향민의 신세가 되는 문제점을 해결하며, 발전장치의 설치에 따른 장소의 제한을 받지 않는 수력발전장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위해서 다음과 같이 구성된다. 즉, 본 발명은 발전장치를 수면에 설치시키는 부구와, 상기 부구와 발전장치의 움직임을 억제시키는 고정장치로 구성되고, 상기 발전장치는 무한궤도의 레일과, 상기 레일을 따라 이동하는 다수의 활차와, 상기 다수의 활차를 서로 연결시키는 연결구와, 상기 각각의 활차에 설치되고 물의 흐름에너지를 흡수하여 활차를 이동시키는 날개와, 상기 레일에 설치되고 활차의 이동에너지를 전달받아 전기를 발생시키는 발전기로 구성되는 것에 특징을 둔 것이다.

이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

첨부된 도면 도 1 은 본 발명에 따른 수력발전장치를 도시한 측면도이고, 도 2 는 본 발명의 요부를 발췌하여 확대 도시한 사시도이며, 도 3 은 본 발명의 고정장치에 발전장치가 설치된 상태를 도시한 단면도이고, 도 4 는 본 발명의 활차 부위를 확대 도시한 단면도이며, 도 5 은 본 발명의 또 다른 요부인 날개를 확대 도시한 단면도이고, 도 6 은 본 발명의 또 다른 고정장치를 도시한 측면도이다.

도 1 내지 도 6 에 도시된 바와 같이, 본 발명은 발전장치(1)를 수면에 설치시키는 부구(2)와, 상기 부구(2)와 발전장치(1)의 움직임을 억제시키는 고정장치(3)로 구성되고, 상기 발전장치(1)는 무한궤도의 레일(11)과, 상기 레일(11)을 따라 이동하는 다수의 활차(12)와, 상기 다수의 활차(12)를 서로 연결시키는 연결구(13)와, 상기 각각의 활차(12)에 설치되고 물의 흐름에너지를 흡수하여 활차(12)를 이동시키는 날개(15)와, 상기 활차(12)의 이동에너지를 동력전달장치(5)를 통하여 전달받아 전기를 발생시키는 발전기(4)로 구성되는 것이다.

상기 고정장치(3)는 첨부된 도면 도 2 에서와 같이 발전장치(1)와 결합되는 플레이트(30)와 상기 플레이트에 관통되는 고정기둥(31)으로 구성시킬 수 있으며, 도면 6 에서와 같이 부구(2)에 와이어(33)의 일단을 연결하고, 와이어(33)의 타단에 닻(34)을 달아 물속의 바닥에 고정시킬 수도 있는 것이다.

그리고 상기 날개(15)는 테두리벽체(150)의 내부에 물맞이판(151)을 설치시켜 흘러가는 물이 테두리벽체(150)의 내부에 담겨진 상태로 날개(15)를 이동시킬 수 있게 구성된다.

상기 물맞이판(151)은 테두리벽체(150)의 내부에서 움직일 수 있게 설치하는 것이 바람직하다.

즉, 테두리벽체(150)의 내부에 가이드바(152)를 설치시키고, 상기 가이드바(152)에 물맞이판(151)을 관통설치시키고, 가이드바(152)의 양측에 저지턱(153)을 형성시켜 물의 흐름방향에 따라 물맞이판(151)이 가이드바(152)를 따라 이동되면서 물이 담겨지는 방향을 변환시킬 수 있게 구성하였다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 발전장치는 조류의 밀물과 썰물시 물의 이동 에너지를 이용하여 발전할 수 있어 바다에도 설치시켜 발전을 할 수 있는 것이다.

그리고 활차(12)를 레일에 설치시킴에 있어서는 활차(12)에 상하 한쌍의 바퀴(120)를 복수열로 설치시키고, 한쌍의 바퀴(120)가 레일(11)의 상하면에 각각 접촉되어 이동될 수 있게 구성한다.

또한 상기 동력전달장치(5)는 활차(12)의 일측에 기어(51)를 형성시키고, 상기 기어(51)에 발전기(4) 축(40)에 설치되는 기어(41)를 맞물리게 하여 활차(12)의 이동에너지를 발전기(4)의 회전동력으로 변환시킬 수 있게 구성한다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 동작관계를 설명하면 다음과 같다.

날개(15)가 흐르는 물을 맞아 저항이 생기면 날개(32)가 설치된 활차(12)가 레일(11)을 따라 이동되기 시작한다.

이동하는 활차(12)에 설치된 기어(51)가 발전기(4)의 기어(41)와 맞물려 있어 발전기(4)가 회전되면서 전기를 발생시킨다.

각각의 활차(12)에 설치된 기어(51)들이 연속적으로 발전기(4)의 기어(41)와 맞물리게 되어 발전기(4)는 계속 회전하면서 전기를 발생시킨다.

본 발명은 전술한 실시 예에 국한되지 않고 본 발명의 기술사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 따르면 수력발전장치를 개량하여 장치의 내구성을 향상시킬 수 있게 하는 동시에 발전장치의 설치에 따른 장소의 제한을 받지 않으며, 수력발전장치의 유지보수를 경제적이고 편리하게 할 수 있는 효과가 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 수력발전장치를 도시한 측면도

도 2 는 본 발명의 요부를 발췌하여 확대 도시한 사시도

도 3 은 본 발명의 고정장치에 발전장치가 설치된 상태를 도시한 단면도

도 4 는 본 발명의 활차 부위를 확대 도시한 단면도

도 5 은 본 발명의 또 다른 요부인 날개를 확대 도시한 단면도

도 6 은 본 발명의 또 다른 고정장치를 도시한 측면도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1. 발전장치 2. 부구

3. 고정장치 4. 발전기

5. 동력전달장치 11. 레일

12. 활차 15. 날개

Claims

발전장치(1)를 수면에 설치시키는 부구(2)와, 상기 부구(2)와 발전장치(1)의 움직임을 억제시키는 고정장치(3)로 구성되고, 상기 발전장치(1)는 무한궤도의 레일(11)과, 상기 레일(11)을 따라 이동하는 다수의 활차(12)와, 상기 다수의 활차(12)를 서로 연결시키는 연결구(13)와, 상기 각각의 활차(12)에 설치되고 물의 흐름에너지를 흡수하여 활차(12)를 이동시키는 날개(15)와, 상기 활차(12)의 이동에너지를 동력전달장치(5)를 통하여 전달받아 전기를 발생시키는 발전기(4)로 구성되는 것에 있어서, 상기 날개(15)가 테두리벽체(150)의 내부에 물맞이판(151)을 설치시켜 구성되고, 상기 테두리벽체(150)의 내부에 가이드바(152)를 설치시키며, 상기 가이드바(152)에 물맞이판(151)을 관통 설치시키고, 가이드바(152)의 양측에 저지턱(153)을 형성시켜 구성되는 것을 특징으로 하는 수력발전장치.
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