KR101320601B1 - Hydroelectric power generator with spiral waterway - Google Patents

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Abstract

본 발명은 나선형 유로를 가진 수력 발전 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 나선형 유로를 가진 수력 발전 장치는 제1 발전기를 수용하는 제1 하우징과, 제2 발전기를 수용하는 제2 하우징과, 수직 방향으로 길게 뻗는 몸체와 상기 몸체의 상단면에 돌출 형성되는 상부 회전축과 상기 몸체의 하단면에 돌출 형성되는 하부 회전축을 포함하여 구성되고 상기 몸체는 내통과 상기 내통과 일정한 간격을 두고 상기 내통을 둘러싸는 외통을 포함하여 구성되며 상기 몸체의 내통과 외통 사이 공간의 상단면에는 유입구가 구비되고 상기 몸체의 내통과 외통 사이 공간의 하단면에는 배출구가 구비되며 상기 상부 회전축은 축베어링에 의해 회전 가능하게 지지되고 상기 제1 발전기와 결합하여 회전되면 상기 제1 발전기를 가동하고 상기 하부 회전축은 축베어링에 의해 회전 가능하게 지지되고 상기 제2 발전기와 결합하여 회전되면 상기 제2 발전기를 가동하도록 구성되는 원통형 회전체와, 상기 원통형 회전체를 수용하고 상단부에 물 입구가 형성되고 하단부에 물 출구가 형성되는 제 3 하우징과, 외측단은 상기 원통형 회전체의 외통과 결합하고 내측단은 상기 원통형 회전체의 내통과 결합하여 상기 원통형 회전체의 내통과 외통 사이 공간에서 상기 내통을 수회 감싸면서 나선을 이루도록 설치되고 상기 원통형 회전체의 상단부에서 하단부까지 연장되면서 나선형 경사를 이루는 유로판과, 상기 원통형 회전체의 몸체의 외통과 상기 제3 하우징의 내측면 사이에 설치되는 다수 개의 원주 베어링 및 상기 제3 하우징 내부공간 중 상기 물 입구의 아래쪽 및 상기 원통형 회전체의 몸체의 위쪽에 설치되고 상방에서 하방으로 갈수록 좁아지는 노즐 구멍을 구비하는 노즐이 구비되어 상기 물 입구로 유입된 물이 상기 노즐 구멍을 통해서만 상기 원통형 회전체의 몸체의 유입구를 통해 상기 유로판으로 낙하하도록 하는 고정 노즐판을 포함하여 구성된다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hydroelectric generator having a spiral flow path, wherein the hydroelectric generator having a spiral flow path includes a first housing for accommodating a first generator, a second housing for accommodating a second generator, and a vertical direction. It includes a body extending elongated and the upper rotary shaft protruding on the upper surface of the body and the lower rotary shaft protruding on the lower surface of the body and the body surrounds the inner cylinder at regular intervals with the inner cylinder and the inner cylinder; It is configured to include an outer cylinder and the inlet is provided on the upper surface of the space between the inner cylinder and the outer cylinder of the body and the outlet is provided on the lower surface of the space between the inner cylinder and the outer cylinder of the body and the upper rotary shaft is rotatably supported by the shaft bearing And rotate with the first generator to operate the first generator and the lower rotating shaft is a shaft bearing. Is supported by the rotatable and rotated in combination with the second generator and the cylindrical rotating body configured to operate the second generator, and accommodates the cylindrical rotor and the water inlet is formed in the upper end and the water outlet is formed in the lower end The third housing and the outer end are coupled to the outer cylinder of the cylindrical rotor and the inner end is coupled to the inner cylinder of the cylindrical rotor to be installed to form a spiral while wrapping the inner cylinder several times in the space between the inner and outer cylinders of the cylindrical rotor. A plurality of circumferential bearings and a plurality of circumferential bearings installed between the outer cylinder of the body of the cylindrical rotating body and the inner surface of the third housing and extending from the upper end to the lower end of the cylindrical rotating body to form a spiral inclination; Installed above and below the water inlet and above the body of the cylindrical rotor in space Including a nozzle having a nozzle hole that becomes narrower toward the bottom to include a fixed nozzle plate to allow the water flowing into the water inlet to fall into the flow path plate through the inlet of the body of the cylindrical rotating body only through the nozzle hole It is composed.

Description

나선형 유로를 가진 수력 발전 장치 {HYDROELECTRIC POWER GENERATOR WITH SPIRAL WATERWAY}HYDROELECTRIC POWER GENERATOR WITH SPIRAL WATERWAY}

본 발명은 나선형 유로를 가진 수력 발전 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 물이 낙하할 때의 에너지를 나선형 유로를 구비한 회전체를 이용하여 발전하는 수력발전장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hydroelectric power generation apparatus having a spiral flow passage, and more particularly, to a hydroelectric power generation apparatus for generating energy when a water drops by using a rotating body having a spiral flow passage.

종래의 수차를 이용한 양수 발전기는 심야에 하부지 댐에서 양수하여 상부지 댐에 저장한 후 전력수요가 큰 낮 시간에 하부지 댐으로 낙하시킴으로써 관수로를 따라 내려간 물이 낙하의 마지막 순간에 수차의 터빈 날개와 충돌함으로써 발전을 일으키는 방식으로서 물의 위치에너지를 운동에너지로 전환시켜 에너지를 얻는데, 마지막 일순간의 충돌만으로 터빈 날개를 회전시키므로 에너지 전환 비율이 낮아서 발전 효율이 떨어진다는 문제점이 있다.Pump generator using conventional aberration pumps water from lower dam in the middle of the night and stores it in upper dam, and then falls to lower dam during daytime when power demand is high. As a method of generating power by colliding with and converting the potential energy of water into kinetic energy, energy is obtained. However, since the turbine blade is rotated only by a collision of the last moment, the energy conversion ratio is low, resulting in a poor power generation efficiency.

대한민국 공개특허공보 제10-2003-0088105호(2003. 11. 17)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2003-0088105 (Nov. 17, 2003)

본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 본 발명은 물이 낙하하는 동안 계속적으로 발전기의 축을 돌리는 힘을 가함으로써 발전효율이 우수한 나선형 유로를 가진 수력 발전 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art, the present invention is to provide a hydroelectric power generating apparatus having a spiral flow path with excellent power generation efficiency by applying a force to continuously rotate the axis of the generator while the water falls. There is a purpose.

이와 같은 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 나선형 유로를 가진 수력 발전 장치는 제1 발전기를 수용하는 제1 하우징과, 제2 발전기를 수용하는 제2 하우징과, 수직 방향으로 길게 뻗는 몸체와 상기 몸체의 상단면에 돌출 형성되는 상부 회전축과 상기 몸체의 하단면에 돌출 형성되는 하부 회전축을 포함하여 구성되고 상기 몸체는 내통과 상기 내통과 일정한 간격을 두고 상기 내통을 둘러싸는 외통을 포함하여 구성되며 상기 몸체의 내통과 외통 사이 공간의 상단면에는 유입구가 구비되고 상기 몸체의 내통과 외통 사이 공간의 하단면에는 배출구가 구비되며 상기 상부 회전축은 축베어링에 의해 회전 가능하게 지지되고 상기 제1 발전기와 결합하여 회전되면 상기 제1 발전기를 가동하고 상기 하부 회전축은 축베어링에 의해 회전 가능하게 지지되고 상기 제2 발전기와 결합하여 회전되면 상기 제2 발전기를 가동하도록 구성되는 원통형 회전체와, 상기 원통형 회전체를 수용하고 상단부에 물 입구가 형성되고 하단부에 물 출구가 형성되는 제 3 하우징과, 외측단은 상기 원통형 회전체의 외통과 결합하고 내측단은 상기 원통형 회전체의 내통과 결합하여 상기 원통형 회전체의 내통과 외통 사이 공간에서 상기 내통을 수회 감싸면서 나선을 이루도록 설치되고, 상기 원통형 회전체의 상단부에서 하단부까지 연장되면서 나선형 경사를 이루는 유로판과, 상기 원통형 회전체의 몸체의 외통과 상기 제3 하우징의 내측면 사이에 설치되는 다수 개의 원주 베어링 및 상기 제3 하우징 내부공간 중 상기 물 입구의 아래쪽 및 상기 원통형 회전체의 몸체의 위쪽에 설치되고 상방에서 하방으로 갈수록 좁아지는 노즐 구멍을 구비하는 노즐이 구비되어 상기 물 입구로 유입된 물이 상기 노즐 구멍을 통해서만 상기 원통형 회전체의 몸체의 유입구를 통해 상기 유로판으로 낙하하도록 하는 고정 노즐판을 포함하여 구성된다.Hydroelectric power generation apparatus having a spiral flow path according to the present invention for achieving the above object is a first housing for accommodating the first generator, a second housing for accommodating the second generator, the body extending in the vertical direction and An upper rotary shaft protruding from the upper surface of the body and a lower rotary shaft protruding from the lower surface of the body, wherein the body includes an inner cylinder and an outer cylinder surrounding the inner cylinder at regular intervals from the inner cylinder And an inlet is provided at an upper end of the space between the inner and outer cylinders of the body, and an outlet is provided at the lower end of the space between the inner and outer cylinders of the body. When combined with the rotating the first generator and the lower rotating shaft is rotatable by the shaft bearing A cylindrical rotor configured to operate the second generator when supported and rotated in combination with the second generator, a third housing accommodating the cylindrical rotor and having a water inlet formed at an upper end thereof and a water outlet formed at a lower end thereof; , The outer end is coupled to the outer cylinder of the cylindrical rotor and the inner end is coupled to the inner cylinder of the cylindrical rotor is installed to form a spiral while wrapping the inner cylinder several times in the space between the inner and outer cylinder of the cylindrical rotor, the cylindrical A flow path plate extending from an upper end portion to a lower end portion of the rotating body and forming a spiral inclination, a plurality of circumferential bearings installed between the outer cylinder of the body of the cylindrical rotating body and the inner surface of the third housing, and the third housing inner space. It is installed below the water inlet and above the body of the cylindrical rotor, and becomes narrower from the top to the bottom. The aji includes a fixed nozzle plate having a nozzle having a nozzle hole so that water introduced into the water inlet falls through the inlet of the body of the cylindrical rotating body only through the nozzle hole to the flow path plate.

또한, 상기 원통형 회전체의 내통의 직경은 상기 원통형 회전체의 외통의 직경의 2/4∼3/4인 것이 바람직하다.Moreover, it is preferable that the diameter of the inner cylinder of the said cylindrical rotating body is 2/4-3/4 of the diameter of the outer cylinder of the said cylindrical rotating body.

또한, 상기 원통형 회전체 및 상기 유로 판을 수직 단면을 따라 자른다고 가정할 때 상기 유로 판과 상기 원통형 회전체의 외통의 결합 지점들 중 위아래로 최근접된 두개의 결합 지점들 사이에 위치하는 상기 외통의 부분 중 바로 위쪽의 결합 지점과 가까운 곳에 형성되는 외통 공기구멍이 다수 개 형성되는 것이 바람직하다.Further, assuming that the cylindrical rotor and the flow path plate are cut along a vertical cross section, the flow path is located between two joining points closest up and down among the joining points of the outer cylinder of the flow path plate and the cylindrical rotor. It is preferable that a plurality of outer cylinder air holes are formed near the coupling point just above of the portion of the outer cylinder.

또한, 상기 고정 노즐판에 다수 개의 에어구멍이 형성되고 상기 에어구멍으로부터 상방으로 공기가 빠져나갈 수 있도록 하는 에어배출관이 상기 고정 노즐판과 결합되는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that a plurality of air holes are formed in the fixed nozzle plate, and the air discharge pipe for allowing the air to escape upward from the air hole is combined with the fixed nozzle plate.

또한, 상기 유로판의 경사각은 수평면에 대하여 40∼50° 인 것이 바람직하다.In addition, the inclination angle of the flow path plate is preferably 40 to 50 degrees with respect to the horizontal plane.

이상에서와 같이, 본 발명에 의한 나선형 유로를 가진 수력 발전 장치에 의하면 유입된 물이 원통형 회전체의 외통과 내통 사이의 공간을 통해 낙하하는 동안 지속적으로 회전 가능한 유로판과 접촉하면서 유로판에 힘을 가하여 회전력을 발생시키기 때문에 물의 낙하로 인한 위치에너지의 감소량이 높은 효율로 발전기의 전기에너지로 전환되고, 직접 힘을 받게 되는 유로판이 원통형 회전체 및 발전기 축의 회전 중심으로부터 멀리 이격되어 있기 때문에 원통형 회전체가 높은 토크의 힘을 받게 되어 강한 회전력을 얻을 수 있으며, 외통 공기구멍과 에어 구멍 및 노즐 등의 구성으로 인해 유로판에 충돌되는 물의 압축된 정도가 높게 유지되므로 발전 장치의 효율이 우수하다는 장점이 있다.As described above, according to the hydroelectric apparatus having a spiral flow path according to the present invention, while the inflow of water falls through the space between the outer and inner cylinders of the cylindrical rotor, the force is applied to the flow path plate while continuously contacting the rotatable flow path plate. Since the rotational force is applied to the generator, the reduction of potential energy due to the drop of water is converted into the electrical energy of the generator with high efficiency, and the cylindrical plate is directly spaced apart from the center of rotation of the cylindrical rotor and generator shaft. Strong torque can be obtained by the whole torque. Also, because the structure of the outer cylinder air hole, air hole and nozzle keeps the compressed degree of water colliding with the flow path plate high, the efficiency of the power generator is excellent. There is this.

도 1은 본 발명에 의한 나선형 유로를 가진 수력 발전 장치를 나타낸 정단면도.
도 2는 고정 노즐판을 따라 자른 모습을 나타낸 평단면도.
도 3은 본 발명에 의한 나선형 유로를 가진 수력 발전 장치의 일부 정면도.1 is a front sectional view showing a hydroelectric generator having a spiral flow path according to the present invention.
Figure 2 is a plan sectional view showing a state cut along the fixed nozzle plate.
3 is a partial front view of a hydroelectric generator having a spiral flow path according to the present invention.

이하, 본 발명의 구체적인 실시 예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 의한 나선형 유로를 가진 수력 발전 장치를 나타낸 정단면도이다.1 is a front sectional view showing a hydroelectric generator having a spiral flow path according to the present invention.

본 발명에 의한 나선형 유로를 가진 수력 발전 장치는 제1 발전기(100), 제2 발전기(110), 제1 하우징(200), 제2 하우징(210), 제3 하우징(220), 원통형 회전체(300), 유로판(400), 고정 노즐판(500), 축 베어링(600) 및 원주 베어링(700)을 포함하여 구성된다.Hydroelectric power generation device having a spiral flow path according to the present invention is the first generator 100, the second generator 110, the first housing 200, the second housing 210, the third housing 220, cylindrical rotating body 300, the flow path plate 400, the fixed nozzle plate 500, the shaft bearing 600, and the circumferential bearing 700 are configured.

제1 하우징(200) 내부에 제1 발전기(100)가 설치되고, 제2 하우징(210) 내부에 제2 발전기(120)가 설치되며, 제3 하우징(220) 내부에 원통형 회전체(300)와 유로판(400), 고정 노즐판(500)이 설치된다. 수력 발전 장치의 상단부에는 제1 하우징(200)이, 하단부에는 제2 하우징(210)이, 제1 하우징(200)과 제2 하우징(210) 사이에는 제3 하우징(220)이 설치되어 전체적으로 수직 방향으로 길게 뻗는 형태를 가진다. 제3 하우징(220)의 상단부 측면에는 외부에서 물이 유입될 수 있도록 수평관 형태의 물 입구(221)가 구비되고, 제3 하우징(100)의 하단부 측면에는 외부로 물이 배출될 수 있도록 수평관 형태의 물 출구(222)가 구비된다.The first generator 100 is installed in the first housing 200, the second generator 120 is installed in the second housing 210, and the cylindrical rotor 300 is disposed in the third housing 220. And a flow path plate 400 and a fixed nozzle plate 500 are provided. The first housing 200 is installed at the upper end of the hydroelectric generator, the second housing 210 is installed at the lower end, and the third housing 220 is installed between the first housing 200 and the second housing 210. It has a form extending in the direction. The upper side of the third housing 220 is provided with a water inlet 221 in the form of a horizontal tube so that water can be introduced from the outside, the lower side of the third housing 100 is horizontal so that the water can be discharged to the outside A tubular water outlet 222 is provided.

원통형 회전체(300)는 몸체(310), 상부 회전축(320) 및 하부 회전축(330)을 포함하여 구성된다.Cylindrical rotating body 300 is configured to include a body 310, the upper rotary shaft 320 and the lower rotary shaft 330.

원통형 회전체(300)의 상단면에는 상부 회전축(320)이 돌출 형성되고, 원통형 회전체(300)의 하단면에는 하부 회전축(330)이 돌출 형성되며, 상부 회전축(320)은 제1 발전기(100)의 축과 결합하고 하부 회전축(330)은 제2 발전기(110)의 축과 결합된다. 상부 회전축(320)은 제1 하우징(200)과 제3 하우징(220) 사이에 설치된 축 베어링(600)에 의해 회전 가능하게 지지되고, 하부 회전축(330)은 제2 하우징(210)과 제3 하우징(220) 사이에 설치된 축 베어링(600)에 의해 회전 가능하게 지지된다.An upper rotating shaft 320 protrudes from the upper surface of the cylindrical rotating body 300, a lower rotating shaft 330 protrudes from the lower surface of the cylindrical rotating body 300, and the upper rotating shaft 320 includes a first generator ( Coupling with the shaft of the 100 and the lower rotary shaft 330 is coupled to the shaft of the second generator (110). The upper rotating shaft 320 is rotatably supported by the shaft bearing 600 provided between the first housing 200 and the third housing 220, and the lower rotating shaft 330 is the second housing 210 and the third housing. It is rotatably supported by an axial bearing 600 provided between the housing 220.

원통형 회전체(300)의 몸체는 내통(311)과 외통(312)의 두 개의 원통으로 이루어지는데, 외통(312)이 내통(311)과 일정한 간격을 유지하며 내통(311)을 둘러싸는 형태로 구성된다. 외통(312)의 직경은 내통(311) 직경의 두 배 이상이 되도록 구성한다. 몸체(310)의 상단면에는 내통(311)과 외통(312) 사이 공간과 통하는 유입구(314)가 형성되고, 몸체(310)의 하단면에는 내통(311)과 외통(312) 사이 공간과 통하는 배출구(315)가 형성된다. 원통형 회전체(300)의 외통(312)의 외측면과 제3 하우징(220)의 내측면 사이에는 높이를 달리하는 다수 개의 원주 베어링(700)이 설치되어 있어 원통형 회전체(300)가 원주 베어링(700)에 의해 회전 가능하게 지지되어 고속 회전시에도 안정된 동작이 가능하다.The body of the cylindrical rotating body 300 is composed of two cylinders of the inner cylinder 311 and the outer cylinder 312, the outer cylinder 312 in a shape surrounding the inner cylinder 311 while maintaining a constant distance from the inner cylinder 311 It is composed. The diameter of the outer cylinder 312 is configured to be more than twice the diameter of the inner cylinder 311. An inlet 314 is formed on the upper surface of the body 310 to communicate with the space between the inner cylinder 311 and the outer cylinder 312, and the lower surface of the body 310 communicates with the space between the inner cylinder 311 and the outer cylinder 312. An outlet 315 is formed. Between the outer surface of the outer cylinder 312 of the cylindrical rotor 300 and the inner surface of the third housing 220, a plurality of circumferential bearings 700 having different heights are installed so that the cylindrical rotor 300 is a circumferential bearing. It is rotatably supported by the 700 to allow stable operation even at high speed.

원통형 회전체(300)의 외통(312)과 내통(311) 사이 공간에는 나선형의 유로판(400)이 구비된다. 유로판(400)은 바깥쪽 가장자리가 외통(312)과 결합하고 안쪽 가장자리가 내통(311)과 결합하여 내통(311)과 외통(312) 사이 공간에 설치되고, 원통형 회전체(300)의 상단부에서 하단부까지 연장되면서 몸체(310)의 내통(311)을 둘러싸면서 나선형 경사를 이루며 위아래로 길게 연장된다. 이때 유로판(400)은 수평면에 대하여 45° 경사를 이루는 것이 바람직하다. 유로판(400)은 원통형 회전체(300)의 직경이 큰 경우에는 직경에 비례하여 여러 개를 설치하는 것이 바람직하다.A spiral flow path plate 400 is provided in the space between the outer cylinder 312 and the inner cylinder 311 of the cylindrical rotor 300. The flow path plate 400 has an outer edge coupled to the outer cylinder 312 and an inner edge coupled to the inner cylinder 311 and installed in a space between the inner cylinder 311 and the outer cylinder 312, and an upper end portion of the cylindrical rotor 300. While extending from the lower end to surround the inner cylinder 311 of the body 310 to form a spiral inclined extending up and down long. At this time, it is preferable that the flow path plate 400 is inclined at 45 ° with respect to the horizontal plane. When the diameter of the cylindrical rotating body 300 is large, it is preferable to provide several flow path plates 400 in proportion to the diameter.

고정 노즐판(500)은 가장자리가 제3 하우징(220)의 내측면과 결합하여 원통형 회전체(300)의 바로 위에 고정 설치된다. 고정 노즐판(500)은 도 2에 도시된 것과 같이, 위에서 볼 때 바로 아래쪽에 원통형 회전체(300)의 유입구(314)가 있게 되도록 원주와 가까운 가장자리 부근에 네 개의 길고 원호 형태로 구부러진 노즐(510) 구멍이 형성된다. 노즐(510)이 고정 노즐판(500)과 일체로 형성되어 노즐(510) 구멍이 위쪽에서 아래쪽으로 갈수록 점점 좁아지는 형태를 가진다. 또한, 고정노즐판(500) 중 노즐(510) 구멍 안쪽으로 노즐(510) 구멍과 인접하는 부위에 네 개의 에어구멍(520)이 형성되며 에어구멍(520)은 위로 길게 연장되어 관 형태를 가진다.Fixed nozzle plate 500 is coupled to the inner surface of the third housing 220, the edge is fixedly installed directly on the cylindrical rotor (300). As shown in FIG. 2, the fixed nozzle plate 500 has four long arc-shaped bent nozzles near an edge close to the circumference such that the inlet 314 of the cylindrical rotor 300 is directly below when viewed from above. 510 a hole is formed. The nozzle 510 is integrally formed with the fixed nozzle plate 500 so that the hole of the nozzle 510 becomes narrower from the top to the bottom. In addition, four air holes 520 are formed in a portion of the fixed nozzle plate 500 adjacent to the holes of the nozzle 510 in the nozzle 510, and the air holes 520 extend upwardly to have a tubular shape. .

한편, 도 3에 도시된 것과 같이, 외통(312)에는 다수 개의 외통 공기구멍(313)이 형성된다. 본 실시 예에서는 외통 공기구멍(313)이 수직 방향으로 일정한 간격을 두고 띄엄띄엄 다수 개가 형성된다. 외통 공기구멍(313)은 물이 유로판(400)을 타고 내려갈 때 어느 일부분의 물이라도 위쪽 유로판(400) 부분과 아래쪽 유로판(400) 부분 사이에 위치하게 되는데, 이때 그 일부분의 물은 위쪽 유로판(400) 부분과 아래쪽 유로판(400) 부분 사이의 거리의 80％ 미만 정도로 차있게 되어 위쪽 유로판(400) 부분의 바로 아래쪽 공간은 물이 차있지 않는 공간이 형성되며, 이 물이 차있지 않은 공간의 공기를 배출하기 위해 외통 공기구멍(313)이 구비된다. 따라서 외통 공기구멍(313)의 위치는 서로 높이를 달리하며 위아래로 마주보는 유로판(400)의 각 부분의 바로 아래쪽에 위치하는 외통(312) 부분에 형성된다.On the other hand, as shown in Figure 3, the outer cylinder 312 is formed with a plurality of outer cylinder air holes 313. In the present embodiment, a plurality of outer cylinder air holes 313 are spaced apart at regular intervals in the vertical direction. The outer cylinder air hole 313 is located between any portion of the upper passage plate 400 and the lower passage plate 400 when water flows down the passage plate 400, wherein the portion of water is The gap between the upper flow path 400 and the lower flow path 400 is less than 80% of the distance, so that the space immediately below the upper flow path 400 forms a space that is not filled with water. An outer cylinder air hole 313 is provided for discharging air in this unoccupied space. Therefore, the position of the outer cylinder air hole 313 is formed in the outer cylinder 312 portion which is located directly below each portion of the flow path plate 400 facing each other up and down and the height of each other.

상부 회전축(320)과 하부 회전축(330) 둘레 각각에는 회전축을 둘러싸는 칸막이(214)가 구비되어 유입 또는 유출되는 물의 효과적 흐름을 조절 유도 하고, 아울러 패킹 기능도 한다.Partitions 214 surrounding the rotary shaft are provided around the upper rotary shaft 320 and the lower rotary shaft 330 to control the effective flow of inflow or outflow water, and also serve as a packing function.

상기한 것과 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the present invention configured as described above are as follows.

이미 펌핑하여 모아놓은 상부 저수지의 물 또는 상류에서 자연적으로 흘러 내려오는 물이 본 발명에 따른 수력 발전 장치의 물 입구(221)를 통해 유입되도록 한다. 이때 물 입구(221)를 형성하는 관의 위쪽에 공기배출구(223)가 구비되어 물 입구(221)에 급작스럽게 유입된 물의 기포에 있는 공기가 공기배출구(223)를 통해 빠져나갈 수 있다.The water of the upper reservoir already collected by pumping or water flowing down naturally upstream is introduced through the water inlet 221 of the hydroelectric generator according to the present invention. At this time, the air outlet 223 is provided on the upper portion of the pipe forming the water inlet 221, the air in the bubble of water suddenly introduced into the water inlet 221 may escape through the air outlet 223.

물 입구(221)를 통해 유입된 물은 고정 노즐판(500)의 노즐(510)을 통해 원통형 회전체(300)의 유입구(314)를 지나 원통형 회전체(300)의 외통(312)과 내통(311) 사이 공간으로 낙하하게 된다. 고정 노즐판(500)에도 다수 개의 에어 구멍(520)이 구비되어 있어서 갑작스럽게 고정 노즐판(500)으로 몰려들어 노즐(510)을 통해 낙하된 물에 있는 기체들이 에어구멍(520)을 통해 제1 하우징(200)으로 빠져나갈 수 있다. 이와 같이 물에 있는 공기들이 빠질 수 있도록 구멍이 형성된 이유는 물이 기포들에 의해 흩어지지 않고 가급적 덩어리져서 밀도가 높아지도록 함으로써 물이 낙하하여 유로판(400)과 충돌하는 힘이 크도록 하기 위함이다. 또한, 노즐(510)을 통해 물을 낙하시키는 이유는 물이 낙하하여 처음으로 유로판(400)과 충돌하면 물이 사방으로 퍼져 분산되기 때문에 미리 낙하되는 물을 노즐(510)에 의해 모아줌으로써 물이 과도하게 퍼지는 것을 방지하여 물의 낙하로 인해 발생되는 힘이 최대한 분산되지 않도록 하기 위한 것이다.Water introduced through the water inlet 221 passes through the inlet 314 of the cylindrical rotor 300 through the nozzle 510 of the fixed nozzle plate 500 and the inner cylinder 312 of the cylindrical rotor 300. It falls to the space between 311. The fixed nozzle plate 500 is also provided with a plurality of air holes 520 so that the gas in the water dropped through the nozzle 510 suddenly flocked to the fixed nozzle plate 500 is removed through the air hole 520. 1 may exit to the housing 200. The reason why the holes are formed to allow air in the water to fall out is to increase the density of the water by collapsing as much as possible without being scattered by the bubbles, so that the water falls and collides with the flow path plate 400. to be. In addition, the reason for dropping the water through the nozzle 510 is that when the water falls and collides with the flow path plate 400 for the first time, water is spread out in all directions and is dispersed. This is to prevent excessive spreading so that the force generated by the drop of water is not dispersed as much as possible.

물이 원통형 회전체(300)의 외통(312)과 내통(311) 사이 공간에 유입되면 나선형의 유로판(400)을 타고 낙하하면서 지속적으로 유로판(400)을 위에서 아래로 밀어내므로 45° 경사를 이루는 유로판(400)이 측방으로 힘을 받게 되어 회전하게 되며 이와 결합된 원통형 회전체(300)도 함께 회전한다. 원통형 회전체(300)의 회전에 의해 원통형 회전체(300)의 상부 회전축(320)과 하부 회전축(330)에 각각 결합된 제1 발전기(100)와 제2 발전기(110)의 축이 회전하여 발전을 하게 된다.When water flows into the space between the outer cylinder 312 and the inner cylinder 311 of the cylindrical rotor 300, the flow falls through the spiral flow path plate 400 and continuously pushes the flow path plate 400 from the top to the bottom 45 ° The inclined flow path plate 400 is rotated by receiving the force to the side and the cylindrical rotating body 300 coupled thereto also rotates. By the rotation of the cylindrical rotor 300, the shafts of the first generator 100 and the second generator 110 coupled to the upper rotary shaft 320 and the lower rotary shaft 330 of the cylindrical rotor 300 rotates, respectively. It will develop.

물이 유로판(400)을 타고 맨 아래까지 내려오게 되면 원통형 회전체(300)의 배출구(315) 및 제3 하우징(220)의 물 출구(222)를 통해 유출 한다.When water comes down to the bottom in the flow path plate 400 flows out through the outlet 315 of the cylindrical rotor 300 and the water outlet 222 of the third housing 220.

상부지댐(펌프)의 낙차높이 10[m]확보 상기 유로판(400)상방부에 유속 10[m/s]로 유입 효과적 유지가 바람직하다. 상기 상부지 댐(펌프)의 낙차높이 10[m]재외 부분이 나선형의 유로판(400)이 되어 유로판(400)내 물 80％ 미만으로 차서 상기 유로판(400)상방부에 유속 10[m/s] 유입하는 관성력과, 중력에 의해 45도 경사진 나선형 유로판(400)의 전체를 일일이 위에서 눌러주어 자유낙하 유출 작용하는 반작용에 의해 원통형 회전체(300)가 회전된다.Securing the drop height 10 [m] of the upper dam (pump) It is preferable to effectively maintain the flow rate 10 [m / s] above the flow path plate 400. The outside portion of the upper ground dam (pump) drop height 10 [m] becomes a spiral flow path plate 400 and fills less than 80% of the water in the flow path plate 400 so that a flow velocity of 10 [m] is provided above the flow path plate 400. m / s] The cylindrical rotary body 300 is rotated by the reaction of the inertial force and the entire spiral flow path plate inclined by 45 degrees by gravity to press freely and freely flow out.

이때 물은 유입 지점에서부터 유출 지점까지 수직 방향으로 똑바로 낙하하게 되어 원통형 회전체(300)의 외통(312)과 내통(311) 사이의 물의 낙하력 작용의 총 파워효과가 발전기 축의 회전력으로 전환된다.In this case, the water falls straight from the inflow point to the outflow point in the vertical direction, so that the total power effect of the drop force action of the water between the outer cylinder 312 and the inner cylinder 311 of the cylindrical rotor 300 is converted into the rotational force of the generator shaft.

이상의 설명에서와 같이 본 발명은 바람직한 구체적인 예들에 대해서만 기술하였으나, 상기의 구체적인 예들을 바탕으로 한 본 발명의 기술사상 범위 내에서의 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 또한, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구 범위에 속함은 당연한 것이다.As described above, the present invention has been described only with respect to specific examples, but it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the technical spirit of the present invention based on the above specific examples. And modifications belong to the appended claims.

100: 제1 발전기 110: 제2 발전기
200: 제1 하우징 210: 제2 하우징
220: 제3 하우징 221: 물 입구
222: 물 출구 223: 공기 배출구
300: 원통형 회전체 310: 몸체
311: 내통 312: 외통
313: 외통 공기구멍 314: 유입구
315: 배출구 320: 상부 회전축
330: 하부 회전축 400: 유로판
500: 고정 노즐판 510: 노즐
520: 에어구멍 600: 축 베어링
700: 원주 베어링100: first generator 110: second generator
200: first housing 210: second housing
220: third housing 221: water inlet
222: water outlet 223: air outlet
300: cylindrical rotating body 310: body
311: inner cylinder 312: outer cylinder
313: outer cylinder air hole 314: inlet
315: outlet 320: upper rotary shaft
330: lower axis of rotation 400: flow path plate
500: fixed nozzle plate 510: nozzle
520: air hole 600: shaft bearing
700: circumferential bearing

Claims (5)

제1 발전기를 수용하는 제1 하우징;
제2 발전기를 수용하는 제2 하우징;
수직 방향으로 길게 뻗는 몸체와 상기 몸체의 상단면에 돌출 형성되는 상부 회전축과 상기 몸체의 하단면에 돌출 형성되는 하부 회전축을 포함하여 구성되고, 상기 몸체는 내통과 상기 내통과 일정한 간격을 두고 상기 내통을 둘러싸는 외통을 포함하여 구성되며, 상기 몸체의 내통과 외통 사이 공간의 상단면에는 유입구가 구비되고 상기 몸체의 내통과 외통 사이 공간의 하단면에는 배출구가 구비되며, 상기 상부 회전축은 축베어링에 의해 회전 가능하게 지지되고 상기 제1 발전기와 결합하여 회전되면 상기 제1 발전기를 가동하고, 상기 하부 회전축은 축베어링에 의해 회전 가능하게 지지되고 상기 제2 발전기와 결합하여 회전되면 상기 제2 발전기를 가동하도록 구성되는 원통형 회전체;
상기 원통형 회전체를 수용하고 상단부에 물 입구가 형성되고 하단부에 물 출구가 형성되는 제 3 하우징;
외측단은 상기 원통형 회전체의 외통과 결합하고 내측단은 상기 원통형 회전체의 내통과 결합하여 상기 원통형 회전체의 내통과 외통 사이 공간에서 상기 내통을 수회 감싸면서 나선을 이루도록 설치되고, 상기 원통형 회전체의 상단부에서 하단부까지 연장되면서 나선형 경사를 이루는 유로판;
상기 원통형 회전체의 몸체의 외통과 상기 제3 하우징의 내측면 사이에 설치되는 다수 개의 원주 베어링; 및
상기 제3 하우징 내부공간 중 상기 물 입구의 아래쪽 및 상기 원통형 회전체의 몸체의 위쪽에 설치되고, 상방에서 하방으로 갈수록 좁아지는 노즐 구멍을 구비하는 노즐이 구비되어 상기 물 입구로 유입된 물이 상기 노즐 구멍을 통해서만 상기 원통형 회전체의 몸체의 유입구를 통해 상기 유로판으로 낙하하도록 하는 고정 노즐판을 포함하여 구성되는 나선형 유로를 가진 수력 발전 장치.A first housing containing a first generator;
A second housing for receiving a second generator;
It includes a body extending in the vertical direction and the upper rotary shaft protruding on the upper surface of the body and the lower rotary shaft protruding on the lower surface of the body, the body is the inner cylinder and the inner cylinder at regular intervals from the inner cylinder It is configured to include an outer cylinder, the upper surface of the space between the inner cylinder and the outer cylinder of the body is provided with an inlet port, the lower surface of the space between the inner cylinder and the outer cylinder of the body is provided with an outlet, the upper rotating shaft is in the shaft bearing It is rotatably supported by the first generator when the rotation is coupled with the first generator to operate the first generator, the lower rotating shaft is rotatably supported by the shaft bearing and when coupled with the second generator to rotate the second generator A cylindrical rotor configured to move;
A third housing accommodating the cylindrical rotor and having a water inlet formed at an upper end thereof and a water outlet formed at a lower end thereof;
The outer end is coupled to the outer cylinder of the cylindrical rotor and the inner end is coupled to the inner cylinder of the cylindrical rotor is installed to form a spiral while wrapping the inner cylinder several times in the space between the inner and outer cylinder of the cylindrical rotor, the cylindrical rotor A flow path plate extending from the upper end to the lower end of the whole and forming a spiral inclination;
A plurality of circumferential bearings installed between the outer cylinder of the body of the cylindrical rotating body and the inner surface of the third housing; And
A nozzle is provided below the water inlet of the third housing and above the body of the cylindrical rotating body, and has a nozzle hole that becomes narrower from the upper side to the lower side so that the water introduced into the water inlet is A hydroelectric generator having a spiral flow passage configured to include a fixed nozzle plate to fall through the inlet of the body of the cylindrical rotating body only through the nozzle hole to the flow path plate. 제1항에 있어서,
상기 원통형 회전체의 내통의 직경은 상기 원통형 회전체의 외통의 직경의 2/4∼3/4인 것을 특징으로 하는 나선형 유로를 가진 수력 발전 장치.The method of claim 1,
A hydroelectric generator having a spiral flow passage, wherein the inner cylinder of the cylindrical rotor has a diameter of 2/4 to 3/4 of the diameter of the outer cylinder of the cylindrical rotor. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 원통형 회전체 및 상기 유로 판을 수직 단면을 따라 자른다고 가정할 때 상기 유로판과 상기 원통형 회전체의 외통의 결합 지점들 중 위아래로 최근접된 두개의 결합 지점들 사이에 위치하는 상기 외통의 부분 중 바로 위쪽의 결합 지점과 가까운 곳에 형성되는 외통 공기구멍이 다수 개 형성되는 것을 특징으로 하는 나선형유로를 가진 수력 발전 장치.3. The method according to claim 1 or 2,
Assuming that the cylindrical rotor and the flow path plate are cut along a vertical section, the outer cylinder is located between two joining points closest up and down among the joining points of the flow path plate and the outer cylinder of the cylindrical rotor. A hydroelectric apparatus having a spiral flow path, characterized in that a plurality of outer cylinder air holes are formed close to the coupling point immediately above the portion. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 고정 노즐판에 다수 개의 에어구멍이 형성되고 상기 에어구멍으로부터 상방으로 공기가 빠져나갈 수 있도록 하는 에어배출관이 상기 고정 노즐판과 결합되는 것을 특징으로 하는 나선형 유로를 가진 수력 발전 장치.3. The method according to claim 1 or 2,
And a plurality of air holes are formed in the fixed nozzle plate, and an air discharge pipe for allowing air to escape upward from the air holes is coupled with the fixed nozzle plate. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 유로판의 경사각은 수평면에 대하여 40∼50° 인 것을 특징으로 하는 나선형 유로를 가진 수력 발전 장치.3. The method according to claim 1 or 2,
The inclination angle of the flow path plate is a hydroelectric generator having a spiral flow path, characterized in that 40 to 50 ° with respect to the horizontal plane.
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