KR100723258B1

KR100723258B1 - 소수력 발전용 배수밸브

Info

Publication number: KR100723258B1
Application number: KR1020060071605A
Authority: KR
Inventors: 문병권
Original assignee: 주식회사 도화종합기술공사
Priority date: 2006-07-28
Filing date: 2006-07-28
Publication date: 2007-05-31

Abstract

본 발명은 소수력 발전용 배수밸브를 개시한다. 본 발명에 소수력 발전용 배수밸브는 수압관의 단부 상측에 형성되어 있으며, 상기 수압관의 내부와 연통되도록 작동구멍이 형성되어 있는 실린더부와; 상기 수압관의 단부 내면에 접촉되어 상기 수압관을 밀폐시키는 개폐구와; 일단은 상기 개폐구에 회동가능하게 연결되어 있고, 타탄부는 그 외주면에 이송나사가 형성되어 상기 실리더부의 상측으로 노출되어 있으며, 상기 개폐구가 상기 수압관에서 개폐되도록 상기 작동구멍에서 상하로 이송되면서 상기 개폐구를 이동시키는 작동로드와; 상기 실린더부의 상측에 마련되어 있으며, 상기 작동로드가 자기 자신의 회전에 의하여 상기 실린더부에서 상하로 이동되도록 상기 작동로드의 이송나사부가 삽입되어 있는 이송나사너트를 포함하여 구성되어 있다. 따라서 개폐구의 제2 경사면 및 배수홈에 의하여 개폐구에 전달되는 수압을 저하시킬 수 있으므로, 개폐구를 수압관에 용이하게 개폐할 수 있는 효과가 있다.

소수력, 수압관, 발전기, 수차

Description

소수력 발전용 배수밸브{Draining Valve For Little Water-power Generating Equipment}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 소수력 발전용 배수밸브를 나타낸 단면도이고,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 소수력 발전용 배수밸브의 개폐구 및 작동로드를 나타낸 분해 사시도이다.

♠ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♠

1 : 발전기 3 : 수차

5 : 수압관 7 : 실린더부

10 : 배수밸브 20 : 작동로드

21 : 제1 작동로드 23 : 제2 작동로드

30 : 개폐구 40 : 이송나사너트

본 발명은 소수력 발전용 수차노즐에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지하에 건설되어 있는 건축구조물의 벽면에 설치하여 구조물의 벽면으로 흘러내리는 물을 배수시킬 수 있는 건축구조물의 벽체 배수구조에 관한 것이다.

소수력발전은 산간벽지의 작은 하천이나 폭포수의 낙차를 이용하여 전기를 일으키는 발전시설로 그 시설용량이 10,000kw 이하의 수력발전을 의미한다. 소수력발전은 82년 이후 정부의 지원으로 현재까지 30여개 지역에 설치되어 있으며, 연간전력생산량은 약 1kwh에 달하고 있다. 이러한 소수력발전은 전력의 생산 외에도 농업용 저수지, 농업용 보, 하수처리장, 정수장 및 다목적댐의 용수로 등에도 적용할 수 있다는 점을 감안할 때 국내의 개발 잠재량은 풍부하며, 또한 청정자원으로서 개발할 가치가 매우 크다 할 수 있다.

소수력발전은 설비용량, 낙차, 발전방식에 따라 분류되며, 발전방식에 따라 수로식, 댐식, 터널식으로 분류된다. 수로식은 하천을 따라 완경사의 수로를 결정하고 하천의 급경사와 굴곡 등을 이용하여 수로에 의한 낙차를 얻는 방식으로 하천경사가 급한 상류나 중류에 적합한 방식이다. 댐식은 댐에 의해서 낙차를 얻는 형식으로 발전소는 댐에 근접하게 건설하고 하천 경사가 작은 중하류의 유량이 풍부한 지점에 설치하는 것이 유리하다. 즉, 댐식은 하천의 구배가 완만하나 유량이 풍부한 곳, 또는 낙차는 크나 하천의 수위변동이 심한 지역에 설치되는 것이 유리하다. 터널식은 댐식과 수로식이 혼합된 방식으로 지형상 지하터널로 수로를 만들어 큰 낙차를 얻을 수 있는 곳에 설치하는 것이 바람직하며, 수로식의 변형이라 할 수 있다.

그리고 우리나라에서 건설되는 대부분의 소수력발전 시설은 토건비 부담 등의 이유로 터널식보다는 기존의 농사용 댐을 사용할 수 있는 댐식을 주로 건설하고 있는 실정이다. 댐식은 농업용 저수지, 농업용 보를 건설하여 이용하게 되므로, 물을 저수할 수 있어 가뭄이나 집중호우시 그 피해를 줄일 수 있는 이점이 있다. 그러나 지형상 물의 낙차를 얻을 수 없기 때문에 이를 그대로 이용하게 되면 발전용량이 적어지는 단점이 내포되어 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 여러 가지 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 수압관을 개폐시키는 개폐구에 전달되는 수압을 저하시켜 개폐구를 용이하게 작동시킬 수 있을 뿐만 아니라, 수압관에서 배출되는 물의 수압을 증가시켜 발전기의 발전용량을 증대시킬 수 있는 소수력 발전용 배수밸브를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 소수력 발전용 배수밸브는 농업용 저수지 또는 농업용 보의 내부에 저수되어 있는 물을 수차로 유도할 수 있도록 마련되어 있는 수압관의 상측에 형성되어 있으며, 상기 수압관의 내부와 연통되도록 작동구멍이 형성되어 있는 실린더부와; 일단은 상기 개폐구에 회동가능하게 연결되어 있고, 타탄부는 그 외주면에 이송나사가 형성되어 상기 실리더부의 상측으로 노출되어 있으며, 상기 개폐구가 상기 수압관에서 개폐되도록 상기 작동구멍에서 상하로 이송되면서 상기 개폐구를 이동시키는 작동로드와; 상기 실린더부의 상측에 마련되어 있으며, 상기 작동로드가 자기 자신의 회전에 의하여 상기 실린더부에서 상하로 이동되도록 상기 작동로드의 이송나사부가 삽입되어 있는 이송나사너트를 포함하여 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 소수력 발전용 배수밸브에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면들에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 농업용 저수지 또는 농업용 보에 저수되어 있는 물이 발전기(1)의 수차(3)로 배출되도록 수압관(5)이 마련되어 있다. 수압관(5)의 내부로 유입된 물이 배출되는 수압관(5)의 단부는 수차(3)로 배출되는 물의 수압이 증가되도록 내측으로 테이퍼(5a)지게 형성되어 있다. 그리고 수압관(5)의 단부에는 수압관(5)을 개폐할 수 있도록 배수밸브(10)가 설치되어 있으며, 상측에는 배수밸브(10)를 설치할 수 있도록 실린더부(7)가 형성되어 있다.

실린더부(7)에는 수압관(5)의 내부와 연통되도록 작동구멍(7a)이 형성되어 있다. 실린더부(7)의 작동구멍(7a)에는 작동로드(20)가 이송가능하게 삽입되어 있으며, 작동로드(20)에는 수압관(5)을 밀폐시킬 수 있도록 개폐구(30)가 회동가능하게 연결되어 있다. 실린더부(7)의 단부에는 작동로드(20)가 회전되면서 작동구멍(7a)에서 이송되도록 작동로드(20)가 삽입되는 이송나사너트(40)가 부착되어 있다. 한편, 작동구멍(7a)에는 수압관(5) 내부의 물이 작동구멍(7a)을 통하여 누수되는 것이 방지되도록 실링부재(7b)가 내장되어 있다. 본 실시예에 따른 실린더부(7)는 수압관(5)의 중심선(C1)과 작동구멍(7a)의 중심선(C2)이 이루는 각도(θ)가 45°보다 작은 각을 이루도록 구성되는 것이 바람직하다.

작동로드(20)는 작동구멍(7a)에서 상하로 이송되며, 개폐구(30)와 연결되어 있는 제1 작동로드(21)와, 이 제1 작동로드(21)에 회전가능하게 연결되어 있는 제2 작동로드(23)와, 이 제2 작동로드(23)를 회전시킬 수 있도록 마련된 작동손잡이(25)로 이루어져 있다. 제1 작동로드(21)의 일단에는 개폐구(30)가 힌지핀(31)에 의하여 회동가능하게 연결되어 있다. 제2 작동로드(23)의 외면에는 이송나사너트(40)에 삽입되어 회전되도록 이송나사(23a)가 형성되어 있으며, 일단부는 베어링(27)에 의하여 제1 작동로드(21)에 회동가능하게 연결되어 있다. 본 실시예에 따른 베어링(27)으로는 제1 및 제2 작동로드(21, 23)의 축 방향으로 작용하는 하중 및 회전을 지지할 수 있는 스러스트 베어링을 사용하는 것이 바람직하다. 제2 작동로드(23)의 타단부에는 제2 작동로드(23)를 용이하게 회전시킬 수 있도록 작동손잡이(25)가 부착되어 있다. 제2 작동로드(23)는 이송나사너트(40)에서 회전됨과 동시에 상하로 이송되면서 제1 작동로드(21)를 작동구멍(7a)에서 상하로 이송시킨다. 이때, 제2 작동로드(23)가 제1 작동로드(21)에 회전가능하게 결합되어 있으므로, 제1 작동로드(21)는 작동구멍(7a)에서 회전되지 않고 상하로만 이송되는 것이다.

개폐구(30)는 제1 및 제2 경사면(31a, 31b)을 가지는 몸체(31)와, 이 몸체(31)에서 돌출 형성되어 제1 작동로드(21)에 연결되어 있는 연결바(33)로 이루어져 있다. 몸체(31)의 제1 경사면(31a)은 수압관(5)의 테이퍼면(5a)에 접촉되어 있으며, 제2 경사면(31b)은 몸체(31)에 전달되는 수압을 줄일 수 있도록 제1 경사면(31a)의 단부에서 하향 경사지게 형성되어 있다. 몸체(31)에는 개폐구(30)가 수압관(5)에서 개방되었을 때 개폐구(30)에 전달되는 수압이 저하되도록 배수홈(35)이 형성되어 있다. 배수홈(35)은 제1 경사면(31a)에서 제2 경사면(31b)측으로 관통되게 형성되어 있다. 배수홈(35)은 제1 경사면(31a)이 수압관(5)의 테이퍼면(5a)에 완전하게 접촉하게 되면 테이퍼면(5a)에 의하여 밀폐된다. 한편, 연결바(33)에는 제1 작동로드(21)가 삽입되어 고정도록 결합홈(33a)이 형성되어 있다. 본 실시예에 서는 개폐구(30)에 의해서만 수압관(5)이 밀폐되는 것이 도시되어 있지만, 제1 경사면(31a)과 테이퍼면(5a) 사이에 개스킷(도시생략)을 부착하여 개폐구(30)와 수압관(5)의 밀폐력을 더욱 향상시킬 수도 있는 것이다.

지금부터는 상기와 같이 제작된 본 발명의 실시예에 따른 소수력 발전용 배수밸브에 대한 작용을 상세히 설명한다.

개폐구(30)의 제1 경사면(31a)이 수압관(5)의 테이퍼면(5a)에 완전하게 접촉되어 개폐구(30)가 수압관(5)을 완전하게 밀폐시킨 상태에서 제2 작동로드(23)를 회전시키면, 제2 작동로드(23)가 이송나사너트(40)에서 회전됨과 동시에 상측으로 이송된다.

제2 작동로드(23)의 이송에 의하여 제1 작동로드(21)도 제2 작동로드(23)와 함께 이송되면서 작동구멍(7a)의 상측으로 이송된다. 이때, 제2 작동로드(23)가 제1 작동로드(21)에 회전가능하게 연결되어 있으므로, 제1 작동로드(21)가 작동구멍(7a)에서 회전되지 않고 상하로만 이송되는 것이다.

제1 작동로드(21)가 작동구멍(7a)의 상측으로 이송되면, 개폐구(30)가 수압관(5)이 테이퍼면(5a)에서 이격되면서 수압관(5)이 개방되고, 이에 의하여 수압관(5) 내부의 물이 수차(3)로 배출되는 것이다. 그리고 제2 작동로드(23)를 이송나사너트(40)의 상측으로 완전하게 이송시켜 개폐구(30)를 수압관(5)에서 완전하게 개방시켜 농업용 저수지 또는 농업용 보에 저수되어 있는 물을 발전기(1)의 수차(3)로 배출시킨다.

그리고 수압관(5) 내부를 흐르는 물에 의하여 개폐구(30)에 큰 수압이 전달 되는데, 이때, 개폐구(30)의 제2 경사면(31b) 및 배수홈(35)에 의하여 개폐구(30)에 전달되는 물의 수압이 저하되는 것이다. 또한, 수압관(5)의 테이퍼면(5a)에 의하여 수차(3)로 배출되는 물의 수압이 증가하게 되어 수차(3)의 회전량이 증가하게 되므로, 발전기(1)의 발전용량이 증가되는 것이다.

이상에서는, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형한 것도 본 발명의 권리범위에 속함은 당연하다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 소수력 발전용 배수밸브에 의하면, 개폐구의 제2 경사면 및 배수홈에 의하여 개폐구에 전달되는 수압을 저하시킬 수 있으므로, 개폐구를 수압관에 용이하게 개폐할 수 있는 효과가 있다.

또한, 수압관의 테이퍼면에 의하여 수차로 배출되는 물의 수압이 증가하게 되므로, 수차의 회전량이 증가하게 되어 발전기의 발전용량이 증대되는 효과도 있다.

Claims

농업용 저수지 또는 농업용 보의 내부에 저수되어 있는 물을 수차로 유도하는 수압관에 설치되어 상기 수압관에서 상기 수차로 배출되는 물의 양을 조절하는 수력 발전용 배수밸브에 있어서,

상기 수압관은 물이 배출되는 단부가 내측으로 테이퍼지게 형성되어 있으며;

상기 수압관의 단부 상측에 형성되어 있으며, 상기 수압관의 내부와 연통되도록 작동구멍이 형성되어 있는 실린더부와;

상기 수압관의 테이퍼면에 접촉되는 제1 경사면과, 상기 제1 경사면의 단부에서 하향 경사지게 형성되어 있는 제2 경사면을 가지며, 수압을 줄일 수 있도록 상기 제1 경사면에서 상기 제2 경사면측으로 배수홈이 형성되어 상기 수압관의 단부 내면에 접촉되어 상기 수압관을 밀폐시키는 개폐구와;

일단은 상기 개폐구에 회동가능하게 연결되어 있고, 타탄부는 그 외주면에 이송나사가 형성되어 상기 실리더부의 상측으로 노출되어 있으며, 상기 개폐구가 상기 수압관에서 개폐되도록 상기 작동구멍에서 상하로 이송되면서 상기 개폐구를 이동시키는 작동로드와;

상기 실린더부의 상측에 마련되어 있으며, 상기 작동로드가 자기 자신의 회전에 의하여 상기 실린더부에서 상하로 이동되도록 상기 작동로드의 이송나사부가 삽입되어 있는 이송나사너트를 포함하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 소수력 발전용 배수밸브.
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 작동로드는, 상기 개폐구에 연결되어 있는 제1 작동로드와, 일단부가 상기 제1 작동로드에 회전가능하게 연결되어 있으며, 상기 제1 작동로드가 상기 작동구멍에서 이송되도록 상기 이송나사너트에서 회전됨과 동시에 상기 이송나사너트에서 이송되는 제2 작동로드와, 상기 제2 작동로드의 타단부에 부착되어 있는 작동손잡이로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 소수력 발전용 배수밸브.