KR101098239B1 - 수력발전기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수력발전기에 관한 것이다.
본 발명은 물의 위치 이동에너지를 기계에너지로 변환 수집하는 에너지수집부; 상기 에너지수집부에서 수집된 물의 위치이동에너지를 전기에너지로 변환하는 발전부;를 포함하여 전기를 제공하는 수력발전기에 있어서, 내부에 상기 발전부를 수용하고, 발전부와 연결된 상기 에너지수집부 양측을 지지하면서 부력(浮力)을 제공하는 부유부; 물의 위치이동방향을 가로질러 고정 설치되어, 상기 부유부를 구속한 가운데, 수위에 따라 상기 부유부가 부유하는 경로를 제공하는 지지부; 상기 부유부의 무게중심을 하방에 위치시키는 중량부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 부유부가 부력을 제공하여 항상 에너지수집부를 물의 수면 부분에 위치시킴으로써, 수위 변화에도 대처 반응하여 상시 에너지를 수집할 수 있다. 또한, 부력을 제공하는 부유부가 부력 및 지지력을 동시에 제공하도록 함으로써, 수력발전기의 구성을 간소화할 수 있다. 또한, 부유부가 에너지수집부 양측에 위치하여 에너지수집부 방향으로의 물 흐름을 차단 간섭하지 않음으로써, 에너지수집부의 원활한 동작을 유도할 수 있다. 또한, 부유시 무게 중심이 하방에 위치하도록 함으로써, 파랑(波浪)에 안정적이고 일정한 발전 출력을 제공할 수 있다.

Description

수력발전기{HYDRO GENERATOR}
본 발명은 물의 위치이동에너지를 전기에너지로 변환하는 수력발전기에 관한 것이다.
일반적으로, 수력발전이란 하천 또는 호소(湖沼) 등에서 물이 갖는 위치에너지 또는 이동에너지를 수차를 이용하여 기계에너지로 변환하고 이것을 다시 전기에너지로 변환하는 발전방식이다. 즉, 물이 떨어지는 힘으로 수차(水車)를 돌리면 수차의 축에 붙어있는 발전기가 돌아가게 되어 전기가 발생하는 것이다. 이때의 발전기 출력은 낙차와 수량과의 곱에 비례하므로 수량은 지점별로 다르지만 그 양이 연간 강수량에 비례하므로, 수차에 큰 낙차가 작용할 수 있도록 인공적으로 댐을 막기도 하고 수로(水路)를 바꾸기도 한다.
상기와 같은 수력발전은 국내 부존자원인 물을 이용하여 전력을 생산하므로 무공해 청정에너지이며 발전연료 수입 대체효과, 양질의 전력공급에 기여하고 있다.
또한, 수력발전은 기동과 정지, 출력조정 시간이 원자력이나 화력 등 기타 전력설비에 비해 빨라 부하변동에 대한 속응성이 우수하므로 첨두부하를 담당하여 양질의 전력공급에 기여하고 있다.
이와 같은 수력발전은 물의 위치 이동 예컨대, 낙차 또는 흐름 그 자체에 의해 회전하는 수차와 상기 수차의 회전을 통해 연동 회전하는 터빈을 통해 기계에너지를 전기에너지로 변환하는 발전기를 포함하는 수력발전기를 통해 이루어진다.
그러나, 상기와 같은 종래 수력발전기는 일반적인 흐름을 가지는 도랑 또는 강 등에서 강수량에 따라 수위가 변할 경우, 예컨대, 가뭄 등으로 인해 수위가 낮아 물의 흐름이 수차에 미치지 못할 경우에는 물의 흐름이 수차를 회전시키지 못해 발전이 불가능하게 되며, 장마 등으로 인해 수위가 높아 수력발전기 자체가 물에 침수될 경우에도 수차가 회전하지 못해 발전기로서 기능을 상실하게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 물의 위치 이동에너지를 기계에너지로 변환 수집하는 에너지수집부; 상기 에너지수집부에서 수집된 물의 위치이동에너지를 전기에너지로 변환하는 발전부;를 포함하여 전기를 제공하는 수력발전기에 있어서, 내부에 상기 발전부를 수용하고, 발전부와 연결된 상기 에너지수집부 양측을 지지하면서 부력(浮力)을 제공하는 부유부; 물의 위치이동방향을 가로질러 고정 설치되어, 상기 부유부를 구속한 가운데, 수위에 따라 상기 부유부가 부유하는 경로를 제공하는 지지부; 상기 부유부의 무게중심을 하방에 위치시키는 중량부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 부유부가 부력을 제공하여 항상 에너지수집부를 물의 수면 부분에 위치시킴으로써, 수위 변화에도 대처 반응하여 상시 에너지를 수집할 수 있다.
또한, 본 발명은 부력을 제공하는 부유부가 부력 및 지지력을 동시에 제공하도록 함으로써, 수력발전기의 구성을 간소화할 수 있다.
또한, 본 발명은 부유부가 에너지수집부 양측에 위치하여 에너지수집부 방향으로의 물 흐름을 차단 간섭하지 않음으로써, 에너지수집부의 원활한 동작을 유도할 수 있다.
또한, 본 발명은 부유시 무게 중심이 하방에 위치하도록 함으로써, 파랑(波浪)에 안정적이고 일정한 발전 출력을 제공할 수 있다.
본 발명을 설명하기에 앞서 기술의 이해를 돕도록 제시하는 첨부 도면 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 구성을 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 구성을 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명 중 부유부의 다른 실시예 에 따른 구성을 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 설치상태를 도시한 단면도이고, 도 5 및 도 6은 본 발명의 수위에 따른 부유 상태를 도시한 단면도이고, 도 7은 본 발명에 수력이 미치지 못할 때 풍력에 의해 동작하는 상태를 도시한 단면도이고, 도 8은 본 발명 중 에너지수집부의 다른 실시예를 도시한 평면도이고, 도 9는 본 발명 중 에너지수집부의 또 다른 실시예의 구성 및 동작상태를 도시한 개략도이고, 도 10은 본 발명 중 에너지수집부의 또 다른 실시예의 구성을 도시한 사시도이고, 도 11은 본 발명 중 지지부의 다른 실시예를 도시한 사시도이고, 도 12는 본 발명 중 부유부와 지지부의다른 실시예를 도시한 단면도이고, 도 13은 본 발명의 설치에 따른 일실시예를 도시한 평면도이며, 이중 도면 부호 10은 본 발명인 수력발전기를 나타낸 것이다.
이와 같이 제시한 첨부 도면을 참고로 하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명은 첨부 도면 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 물의 위치 이동에너지를 기계에너지로 변환 수집하는 에너지수집부(11); 상기 에너지수집부(11)에서 수집된 물의 위치이동에너지를 전기에너지로 변환하는 발전부(12);를 포함하여 전기를 제공하는 수력발전기(10)에 있어서, 내부에 상기 발전부(12)를 수용하고, 발전부(12)와 연결된 상기 에너지수집부(11) 양측을 지지하면서 부력을 제공하는 부유부(13); 물의 위치이동방향을 가로질러 고정 설치되어, 상기 부유부(13)를 구속한 가운데, 수위에 따라 상기 부유부(13)가 부유하는 경로를 제공하는 지지부(14); 상기 부유부(13)의 무게중심을 하방에 위치시키는 중량부(15);를 포함하여서 될 수 있다.
여기서, 본 발명 중 상기 에너지수집부(11)는 회전축(11a)에 날개(11b)가 형성된 수차, 임펠러(Impeller)일 수 있다.
이때, 상기 에너지수집부(11)의 회전축(11a) 양단은 베어링에 축설되고, 각 선단부는 톱니바퀴(기어)의 치합을 통해 상기 발전부(12)의 구동수단과 연결될 수 있다.
이와 같이 되면, 물이 흐르면서 발생되는 이동에너지에 의해 날개(11b)가 회전하면서 기계적인 에너지로 변환되고, 상기 기계에너지는 회전축(11a)과 톱니바퀴를 통해 발전부(12)로 전달되어 전기에너지로 변환된다.
특히, 에너지수집부(11)가 톱니바퀴로 발전부(12)와 연결되면, 그 치합 구조에 따라 날개(11b)의 회전수 보다 발전부(12)로의 회전수를 증대시키거나 절감시킬 수 있으며, 회전력 전달 각도를 전환시킬 수 도 있다.
또한, 상기 에너지수집부(11)의 날개(11b)는 실시예적으로는 도시된 바와 같이, 4개를 마련하였으나 두개 이상이 등각도(등간격)를 가지며 마련될 수 있으며, 그 날개 개수의 상한선은 중량이 무거워져 부력을 이겨내고 에너지수집부(11)가 침수되지 않는 범위 이내이면 만족한다.
이때, 상기 에너지수집부(11)의 재질은 중량(부력과 관련하여 너무 무거우면 가라앉거나 초기회전 반응이 늦을 수 있음)과 강도(물의 흐름에 따른 압력을 고려) 및 부식 등을 고려한 재질이면 만족하며, 예시적으로 PVC를 들 수 있다.
한편, 본 발명 중 상기 발전부(12)는 회전축(11a)에 날개(11b)가 형성된 상 기 에너지수집부(11)의 회전축(11a) 양단과 연결된 발전기용 터빈과 발전회로를 포함하는 발전기일 수 있다.
이때, 상기 발전부(12)는 자극 N, S로 만들어진 자기장 속에 직선도체 C를 두고 이 C를 자기장과 직각 방향으로 운동시키면, C에 e= BZV[V]로 표시되는 기전력이 생긴다. 상기, 식에서 B는 자기장의 자속밀도(T；테슬라), Z는 자기장 속에 있는 도체의 길이(m), V는 자기장에 대한 도체의 상대속도(㎧)이다.
예시적으로, 직류발전기일 경우, 고정 측에 전자석 N, S를 설치하고(이것은 2극의 예이며, 실제에는 4ㆍ6ㆍ8극과 같은 다극이 많다) 그 안쪽으로 원통모양의 철심 바깥둘레에 설치한 슬롯(slot)에 코일을 넣어, 원통을 외력으로 회전시킨다. 이 회전부분을 전기자(armature)라 한다.
상기 전기자를 회전시킴으로써 코일에 발생하는 기전력은 교류기전력이 된다. 직류발전기에서는 이 교류기전력을 직류로 변환시키기 위해 전기자에 정류자(commutator)를 설치하고, 이것에 브러시를 접촉시켜 두면 브러시를 통해 기전력이 나와 직류전압을 얻게 된다.
양/음 브러시 사이에서 얻어지는 직류전압의 크기는, 자극에 의해 갭 부분에 생긴 자속수(자기력선속수) ??와 전기자의 회전속도 n의 곱에 비례한다. 따라서 전압을 바꿀 때에는 계자코일로 흐르는 직류인 여자전류(exciting current)의 크기나 회전속도 n을 변화시키면 된다.
상기 직류발전기는 당연히 직류전원으로 사용되지만, 근래 직류전원은 교류전원으로부터 정류기를 거쳐서 만들어질 수 도 있다.
또한, 교류발전기(동기발전기(synchro-generator))의 경우, 전압의 파형은 사인파가 되도록 고안되었다.
이중, 3상교류발전기의 구성은 고정자 쪽 원통형 철심 안쪽 면에 슬롯을 만들고, 이들 슬릇에 3상인 a상ㆍb상ㆍc상에 속하는 전기자코일을 넣는다. 회전자 쪽에는 직류로 여자된 자극을 설치하고 이것을 원동기로 회전시키면, 각상의 코일에는 회전속도에 비례한 주파수의 교류전압이 발생한다.
또 한편, 본 발명 중 상기 부유부(13)는 첨부 도면 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 내부에 공간을 갖는 양단이 밀폐된 파이프(13a)와 부력체(13b)의 결합일 수 도 있고 파이프(13b) 그 자체일 수 도 있다.
이때, 상기 파이프(13a)와 부력체(13b)의 결합은 부력체(13b) 하부면에서부터 관통하여 파이프(13a) 하부면에 나사 결합되는 볼트에 의해 이루어질 수 도 있으나, 도시된 바와 같이, 후기하는 중량부(15)의 장볼트(15b)가 부력체(13b)를 관통하여 나사 결합될 수 도 있다.
상기, 파이프(13a) 내부 공간 상부에는 발전부(12)를 수용하는 공간과 기체가 수용되는 공간으로 구획될 수 도 있다.
상기, 부력체(13b)는 공간 내부에 충전되는 기체일 수 도 있고, 스티로폼(압축스티로폼 포함) 또는 고무재일 수 도 있다.
또한, 상기 기체는 공기 그 자체일 수 도 있으나, 부력을 증대시키기 위한 헬륨가스일수 도 있다.
또한, 상기 부유부(13)는 상기 에너지수집부(11) 양단을 지지하도록 간격을 두고 양측에 위치할 수 있다.
또 한편, 본 발명 중 상기 지지부(14)는 상기 부유부(13)의 승강 경로를 제공하는 파이프일 수 있다.
이때, 상기 지지부(14)의 상부면은 중앙이 관통되어 상기 부유부(13)의 승강 통로를 제공할 수 있다.
또한, 상기 지지부(14)의 외주면에는 물이 연통되는 통공(14a)이 형성될 수 있다.
상기 통공(14a)은 지지부(14)의 하방에 하나 이상이 형성될 수 도 있고, 길이 방향을 따라 세로로 절결되어 이루어질 수 도 있다.
또한, 상기 지지부(14)의 하부면은 도시된 바와 같이, 수중 바닥면에 박혀서 고정될 수 도 있고(단부가 쐐기형으로 형성될 수 도 있음), 도시하지는 않았으나 지지부(14) 단부에 콘크리트 블록이 형성되어 침수 설치될 수 도 있고, 수중 바닥면에 콘크리트면을 타설하고 그 상부에 수력발전기(10)를 설치할 수 도 있다.
또 한편, 본 발명 중 상기 중량부(15)는 금속재 또는 석재 블록(15a)과 상기 블록(15a)의 일측 단에 장볼트(15b)가 마련되어서 이루어질 수 있다.
이때, 상기 중량체(15)의 중량 특히, 블록(15a)의 중량은 상기 에너지수집부(11)와 발전부(12) 및 부유부(13)의 중량과 동일하거나 무거울 수 있다. 상기에서 무거운 상한선은 상기 에너지수집부(11)의 회전축(11a) 부분이 침수되지 않는 범위이면 만족한다.
이와 같이 되면, 상기 중량부(15) 특히, 블록(15a)의 중량에 의해 부유체(에 너지수집부(11)와 발전부(12) 및 부유부(13))의 무게중심이 하방에 위치하여 안정적인 부유 승강동작이 이루어진다.
이때, 상기 중량부(15)가 없을 경우, 수위가 높아져 상기 부유부(13)의 하단부분이 지지부(14)의 상단부분에 위치하였다가 수위가 낮아져 하강하게 되면, 무게 중심이 상방에 위치하여 일측으로 기울어지게 되고, 결국 지지부(14) 상단 중앙 관통공에 끼이게 되어 하강하지 못하는 문제점이 발생할 수 있다.
또한, 상기 중량부(15)는 부유부(13)의 공간에 채워지는 액체(물) 또는 모레 등일 수 도 있다. 상기 액체 또는 모레 등은 부유부(13)의 내부 공간에 일부가 채워지게 되는데, 이는 중량의 인위적으로 미세하게 조절하여 부력을 미세 조절할 수 있어 수력발전기(10)의 재질에 따라 또는 설치 환경에 따라 선택적으로 부력을 조절하는데 유용하다.
이와 같이 구성되는 본 발명은 첨부 도면 도 4에 도시된 바와 같이, 도랑 또는 강 등 흐르는 물에 설치되어, 물이 흐르면서 에너지수집부(11)의 날개(11b)를 회전시킴으로써, 발전부(12)가 연동하여 전기에너지를 발생시키게 된다.
이때, 첨부 도면 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 수위가 달라지더라도, 물에 의해 부력이 작용하는 조건이면 부유부(13)가 지지부(14)의 지지를 받으며 제공되는 경로(경로는 지지부의 형상에 따라 제공되나, 수직선상으로 제공됨)를 따라 부유하면서, 에너지수집부(11)를 항상 수면 부분에 위치시킨다.
이때, 파랑이 발생하더라도 중량부(15)가 무게 중심을 하방에 위치시켜 안정적으로 발전출력을 제공한다.
그러나, 만약, 첨부 도면 도 7에 도시된 바와 같이, 도랑 또는 강 등이 바닥을 보일 경우에는 부력이 작용하지 않아, 상기 부유부(13)가 바닥면에 안착되어 바람에 의해 에너지수집부(11)가 회전하게 된다.
이때, 상기 바람은 사방 어디에서든지 불수 있기 때문에, 첨부 도면 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 날개(11b)가 프로펠러와 같이 사선(각도는 예시적으로 45도)으로 마련될 수 도 있다. 이와 같이 되면, 바람이 어느 방향에서 불더라도 날개(11b)의 면에 접할 수 있어 바람이 부는 한 연속회전 가능하며, 물의 흐름에 의해 회전할 경우에는 물과의 마찰을 줄여 회전력 손실을 최소화할 수 있다.
또한, 상기 날개(11b)는 첨부 도면 도 9에 도시된 바와 같이, 회전 방향으로 만곡져서 될 수 도 있다. 이와 같이 되면, 회전하는 방향의 면이 물과 마찰하더라도 미끄러지면서 회전이 이루어져 즉, 물과의 마찰을 줄여 회전력 손실을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명은 첨부 도면 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 날개(11b)가 하나의 회전축(11a)에 두개 이상 마련되고, 각각의 날개(11b)는 서로 각도가 어긋나게 마련될 수 도 있다.
이와 같이 되면, 하나의 날개(11b)가 물에 밀려 수면 위로 부상할 때, 타측의 날개(11b)가 수면 밑으로 입수하면서 물의 흐름에 의해 밀리는 동작을 반복하게 된다. 그러므로, 물의 흐름이 느려서 가압력이 낮아 날개(11b)의 회전력이 미약할 경우, 회전하는 날개(11b)가 물의 저항에 의해 수면 밑으로 입수하지 못하는 문제점을 해결할 수 있다.
또한, 본 발명은 첨부 도면 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 지지부(14)의 마주보는 외주면에 상단부로부터 하방으로 절결된 부분(A)을 형성시켜서 될 수 도 있다.
이와 같이 되면, 수위가 최저 상태가 될 경우에도, 상기 절결된 부분(A)을 따라 상기 에너지수집부(11)가 최대한 낮은 위치로 하강할 수 있어 낮은 수위에서도 회전력을 얻어낼 수 있다.
또한, 본 발명은 첨부 도면 도 12에 도시된 바와 같이, 중량부(15) 하단 부분에 돌출편(15c)을 마련하고, 상기 돌출편(15c)이 승강되는 절결장공(14b)을 지지부(14)에 마련하여서 될 수 도 있다.
이와 같이 되면, 전술한 부유과정에서 부유부(13)의 하단부분이 요동없이 승강 동작할 수 있게 된다.
이와 같이 되는 본 발명은 첨부 도면 도 13에 도시된 바와 같이, 여러개의 수력발전기(10)가 직/병렬로 연결되어 각각의 발전부(12)에서 발전된 전기에너지를 피소비처로 직접 공급하거나, 전기에너지를 충전하는 충전처(충전장치 등)로 공급하게 된다.
상기와 같은 본 발명은 상기 부유부(13)가 부력을 제공하여 항상 에너지수집부(11)를 물의 수면 부분에 위치시킴으로써, 수위 변화에도 대처 반응하여 상시 에너지를 수집 가능하다.
또한, 본 발명은 부력을 제공하는 상기 부유부(13)가 부력 및 지지력을 동시에 제공하도록 함으로써, 수력발전기(10)의 구성이 간소화된다.
또한, 본 발명은 상기 부유부(13)가 에너지수집부(11) 양측에 위치하여 에너지수집부(11) 방향으로의 물 흐름을 차단 간섭하지 않음으로써, 에너지수집부(11)의 원활한 동작을 유도한다.
또한, 본 발명은 부유 시 무게 중심이 하방에 위치하게 됨으로써, 파랑(波浪)에 안정적이고 일정한 발전 출력을 제공한다.
또한, 본 발명은 수력발전기(10)의 물이 유입되는 방향의 전방이 넓고 수력발전기(10) 부분이 좁게 병목 구조물을 설치함으로써, 수력발전기(10) 부분의 유속을 빠르게 유도할 수 도 있다.
상기, 병목 구조물은 유도판 또는 유도벽면일 수 있고, "＜" 형상으로 마련될 수 있으며, 상기 "＜"의 꼭지점 부분에 본 발명인 수력발전기(10)가 설치된다.
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다.
오히려, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 구성을 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 구성을 도시한 단면도.
도 3은 본 발명 중 부유부의 다른 실시예에 따른 구성을 도시한 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 설치상태를 도시한 단면도.
도 5 및 도 6은 본 발명의 수위에 따른 부유 상태를 도시한 단면도.
도 7은 본 발명에 수력이 미치지 못할 때 풍력에 의해 동작하는 상태를 도시한 단면도.
도 8은 본 발명 중 에너지수집부의 다른 실시예를 도시한 평면도.
도 9는 본 발명 중 에너지수집부의 또 다른 실시예의 구성 및 동작상태를 도시한 개략도.
도 10은 본 발명 중 에너지수집부의 또 다른 실시예의 구성을 도시한 사시도.
도 11은 본 발명 중 지지부의 다른 실시예를 도시한 사시도.
도 12는 본 발명 중 부유부와 지지부의다른 실시예를 도시한 단면도.
도 13은 본 발명의 설치에 따른 일실시예를 도시한 평면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 수력발전기 11 : 에너지수집부
11a : 회전축 11b : 날개
12 : 발전부 13 : 부유부
13a : 파이프 13b : 부력체
14 : 지지부 14a : 통공
14b : 절결장공 15 : 중량부
15a : 블록 15b : 장볼트
15c :돌출편 A : 절결된 부분

Claims (28)

  1. 물의 위치 이동에너지를 기계에너지로 변환 수집하는 에너지수집부(11); 상기 에너지수집부(11)에서 수집된 물의 위치이동에너지를 전기에너지로 변환하는 발전부(12);를 포함하여 전기를 제공하는 수력발전기(10)에 있어서, 내부에 상기 발전부(12)를 수용하고, 발전부(12)와 연결된 상기 에너지수집부(11) 양측을 지지하면서 부력을 제공하는 부유부(13); 물의 위치이동방향을 가로질러 고정 설치되어, 상기 부유부(13)를 구속한 가운데, 수위에 따라 상기 부유부(13)가 부유하는 경로를 제공하는 지지부(14); 상기 부유부(13)의 무게중심을 하방에 위치시키는 중량부(15);를 포함하여서 됨을 특징으로 하는 수력발전기.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 부유부(13)는 내부에 공간을 갖는 양단이 밀폐된 파이프(13a)와 부력체(13b)의 결합으로 구성됨을 특징으로 하는 수력발전기.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 부유부(13)는 파이프(13b) 그 자체로 이루어짐을 특징으로 하는 수력발전기.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 파이프(13a)와 부력체(13b)의 결합은 부력체(13b) 하부면에서부터 관통하여 파이프(13a) 하부면에 나사 결합되는 볼트에 의해 이루어짐을 특징으로 하는 수력발전기.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 부력체(13b)는 공간 내부에 충전되는 기체임을 특징으로 하는 수력발전기.
  6. 제 2항에 있어서, 상기 부력체(13b)는 스티로폼임을 특징으로 하는 수력발전기.
  7. 제 2항에 있어서, 상기 파이프(13a) 내부 공간 상부에는 발전부(12)를 수용하는 공간과 기체가 수용되는 공간으로 구획되어 구성됨을 특징으로 하는 수력발전기.
  8. 제 5항에 있어서, 상기 기체는 공기 그 자체임을 특징으로 하는 수력발전기.
  9. 제 5항에 있어서, 상기 기체는 헬륨가스임을 특징으로 하는 수력발전기.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 부유부(13)는 상기 에너지수집부(11) 양단을 지지하도록 간격을 두고 양측에 위치함을 특징으로 하는 수력발전기.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 지지부(14)는 상기 부유부(13)의 승강 경로를 제공하는 파이프로 구성됨을 특징으로 하는 수력발전기.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 지지부(14)의 상부면은 중앙이 관통되어 상기 부유부(13)의 승강 통로를 제공함을 특징으로 하는 수력발전기.
  13. 제 11항에 있어서, 상기 지지부(14)의 외주면에는 물이 연통되는 통공(14a)이 형성됨을 특징으로 하는 수력발전기.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 통공(14a)은 지지부(14)의 하방에 하나 이상이 형성됨을 특징으로 하는 수력발전기.
  15. 제 13항에 있어서, 상기 통공(14a)은 지지부(14)의 길이 방향을 따라 세로로 절결되어 이루어짐을 특징으로 하는 수력발전기.
  16. 제 1항에 있어서, 상기 지지부(14)의 하단부분은 수중 바닥면에 박혀서 고정됨을 특징으로 하는 수력발전기.
  17. 제 1항에 있어서, 상기 지지부(14)의 하단부분에 콘크리트 블록이 마련되어 이루어짐을 특징으로 하는 수력발전기.
  18. 제 1항에 있어서, 상기 중량부(15)는 금속재 또는 석재 블록(15a)과 상기 블록(15a)의 일측 단에 장볼트(15b)가 마련되어서 이루어짐을 특징으로 하는 수력발전기.
  19. 제 1항에 있어서, 상기 중량부(15)의 중량은 상기 에너지수집부(11)와 발전부(12) 및 부유부(13)의 중량과 동일함을 특징으로 하는 수력발전기.
  20. 제 1항에 있어서, 상기 중량부(15)의 중량은 상기 에너지수집부(11)와 발전부(12) 및 부유부(13)의 중량보다 무거운 것을 특징으로 하는 수력발전기.
  21. 제 1항에 있어서, 상기 중량부(15)는 부유부(13)의 공간 내부에 충전되는 액체임을 특징으로 하는 수력발전기.
  22. 제 1항에 있어서, 상기 중량부(15)는 부유부(13)의 공간 내부에 충전되는 액체임을 특징으로 하는 수력발전기.
  23. 제 1항에 있어서, 상기 에너지수집부(11)는 회전축(11a)에 날개(11b)가 형성된 수차로 이루어지되, 상기 날개(11b)가 프로펠러와 같이 사선으로 마련됨을 특징으로 하는 수력발전기.
  24. 제 23항에 있어서, 상기 날개(11b)의 사선 각도는 45도임을 특징으로 하는 수력발전기.
  25. 제 23에 있어서, 상기 날개(11b)는 회전 방향으로 만곡져서 됨을 특징으로 하는 수력발전기.
  26. 제 23항에 있어서, 상기 날개(11b)가 하나의 회전축(11a)에 두개 이상 마련되고, 각각의 날개(11b)는 서로 각도가 어긋나게 마련됨을 특징으로 하는 수력발전기.
  27. 제 1항에 있어서, 상기 지지부(14)의 마주보는 외주면에 상단부로부터 하방으로 절결된 부분(A)을 형성시켜서 됨을 특징으로 하는 수력발전기.
  28. 제 1항에 있어서, 상기 중량부(15) 하단 부분에 돌출편(15c)을 마련하고, 상기 돌출편(15c)이 승강되는 절결선(14b)을 지지부(14)에 마련하여서 됨을 특징으로 하는 수력발전기.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101256822B1 (ko) * 2012-11-13 2013-04-23 주식회사 다텍 수력 또는 풍력을 이용한 직접구동형 발전장치
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