KR101341546B1

KR101341546B1 - 이동식 수력발전장치

Info

Publication number: KR101341546B1
Application number: KR1020120049978A
Authority: KR
Inventors: 김선수
Original assignee: 김선수
Priority date: 2012-05-11
Filing date: 2012-05-11
Publication date: 2013-12-13
Also published as: KR20130126135A

Abstract

본 발명은 이동식 수력발전장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 흐르는 물에 의해 회전되는 수차의 회전력을 전달받아 발전하는 수력발전장치로서, 물이 이동되는 통로를 갖으며 일측 저면에 이동을 위한 한쌍의 캐스터가 설치되고, 타측에 한쌍의 높이조절다리와 이송손잡이가 설치된 관로부와 상기 통로에 회전되게 설치되는 수차와 상기 수차의 회전력을 전달받아 발전되는 발전기로 이루어지되, 상기 수차는 회전축과 상기 회전축에 설치되는 회전차로 구성되고, 상기 회전차는 상기 회전축에 설치되는 몸체와 상기 몸체의 외주면에 설치되는 회전날개로 이루어진 이동식 수력발전장치에 있어서, 상기 회전축에는 외면에 다수의 걸림돌부가 형성되고, 상기 몸체에는 상기 회전축에 끼움된 후 상기 걸림돌부에 걸림되게 체결되도록 내주연에 걸림턱부를 갖는 체결공이 형성되어, 관로부에 지지축을 형성하고 지지축에 회전관로가 회동가능하게 설치되어 다양한 방향에서 흐르는 물을 유입시킬 수 있는 효가가 있다.

Description

이동식 수력발전장치 { A HYDROELECTRIC PLANT }

본 발명은 이동식 수력발전장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 관로부에 캐스터와 이송손잡이를 구비시켜 이동이 용이하고 환경오염이 없으며, 관로부에 높이조절다리가 구비되어 관로부의 경사를 조절하여 유속을 조절함으로써, 일정하게 전기를 얻을 수 있는 이동식 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 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 관로부에 캐스터와 이송손잡이를 구비시켜 이동이 용이하고 환경오염이 없으며, 관로부에 높이조절다리가 구비되어 관로부의 경사를 조절하여 유속을 조절함으로써, 일정하게 전기를 얻을 수 있는 이동식 수력발전장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 관로부에 지지축을 형성하고 지지축에 회전관로가 회동가능하게 설치되어 다양한 방향에서 흐르는 물을 유입시킬 수 있게 되는 이동식 수력발전장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

본 발명은 흐르는 물에 의해 회전되는 수차의 회전력을 전달받아 발전하는 수력발전장치로서, 물이 이동되는 통로를 갖으며 일측 저면에 이동을 위한 한쌍의 캐스터가 설치되고, 타측에 한쌍의 높이조절다리와 이송손잡이가 설치된 관로부와 상기 통로에 회전되게 설치되는 수차와 상기 수차의 회전력을 전달받아 발전되는 발전기로 이루어지되, 상기 수차는 회전축과 상기 회전축에 설치되는 회전차로 구성되고, 상기 회전차는 상기 회전축에 설치되는 몸체와 상기 몸체의 외주면에 설치되는 회전날개로 이루어진 이동식 수력발전장치에 있어서, 상기 회전축에는 외면에 다수의 걸림돌부가 형성되고, 상기 몸체에는 상기 회전축에 끼움된 후 상기 걸림돌부에 걸림되게 체결되도록 내주연에 걸림턱부를 갖는 체결공이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 회전차는 내부에 공기를 주입한 후 밀폐시켜 형성되는 튜브구조로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 관로부에는 내측 저면에 지지축이 형성되고, 상기 지지축의 상부에는 상기 수차로 물을 이동시키는 회동관로가 회동가능하게 설치되어, 상기 지지축의 상부에는 회동된 상기 회동관로를 고정시키는 고정부가 마련되되, 상기 고정부는 다수의 고정공이 형성된 환형의 고정판과 상기 고정공에 나사체결되어 상기 회동관로의 하부를 가압하여 고정시키는 가압볼트로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명인 이동식 수력발전장치는 관로부에 캐스터와 이송손잡이를 구비시켜 이동이 용이하고 환경오염이 없으며, 관로부에 높이조절다리가 구비되어 관로부의 경사를 조절하여 유속을 조절함으로써, 일정하게 전기를 얻을 수 있는 효과가 있다.

또한, 관로부에 지지축을 형성하고 지지축에 회전관로가 회동가능하게 설치되어 다양한 방향에서 흐르는 물을 유입시킬 수 있는 효가가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 이동식 수력발전장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 이동식 수력발전장치를 나타낸 분해사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 이동식 수력발전장치의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 작동상태를 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 이동식 수력발전장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 고안에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

또한, 하기 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 단지 예시로 제시하는 것이며, 본 기술 사상을 통해 구현되는 다양한 실시예가 있을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 이동식 수력발전장치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 이동식 수력발전장치를 나타낸 분해사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 이동식 수력발전장치의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.

도면에 도시된 바와 같이 본 발명인 이동식 수력발전장치(10)(이하 수력발전장치)는 흐르는 물에 의해 회전되는 수차의 회전력을 전달받아 발전하는 수력발전장치로서, 이에 이와 같은 수력발전장치(10)는 관로부(20)와 수차(30)와 발전기(40)로 이루어진다.

상기 관로부(20)는 합성수지 또는 금속재로 이루어진 반원의 관형태로 형성되고, 내부에는 물이 이동되는 통로(21)를 갖으며 일측 저면에는 이동을 위한 한쌍의 캐스터(22)가 설치되고, 타측에는 측벽(23)에 한쌍의 높이조절다리(24)가 설치되며 상기 측벽(23) 상부에는 이송손잡이(25)가 설치된다.

상기한 높이조절다리(24)는 관로부(20)의 측벽(23)에 설치되는 고정부재(231)에 용접 또는 볼트체결에 따른 압박에 의해 고정된다.

또한, 상기 높이조절다리(24)는 다단으로 절첩되게 구성되고 볼트에 의해 고정되어 길이를 조절함으로써, 통로(21)에 유입된 물의 유속을 조절할 수 있게 되고 상기 캐스터(22)에는 스토퍼(도시생략)가 마련되어 이동된 관로부(20)를 고정시키게 된다.

이때, 상기 관로부(20)의 측벽(23)에는 상기 수차(30)가 회전되도록 한쌍의 관통공(232)이 형성되고, 상기 관통공(232)에는 베어링(B)이 설치된다.

상기 수차(30)는 상기 통로(21)에 회전되게 설치되어 유입되는 물에 의해 회전되는 것으로, 이에 이와같은 수차(30)는 상기 회전축(31)과 상기 회전축(31)에 설치되는 회전차(32)로 구성된다.

상기 회전축(31)은 합성수지재로 형성되고 상기 회전차(32)는 끼움공을 갖는 경량의 합성수지재로 형성되어, 상기 회전축(31)에 억지끼움 또는 끼움된 후 융착되어 고정된다. 다르게는 상기 회전축(31)과 상기 회전차(32)를 일체로 형성시키는 것도 가능하다.

상기 회전차(32)는 상기 회전축(31)에 설치되는 몸체(321)와 상기 몸체(321)의 외주면에 형성되는 회전날개(322)로 이루어진다.

이때, 상기 회전차(32)는 합성수지재 시트로 형성되어, 내부에 공기를 주입한 후 밀폐시켜 형성되는 튜브구조로 구성된다.

즉, 상기 회전차(32)의 몸체에 형성되는 주입구를 통해 공기를 주입하여 몸체(321) 및 회전날개(322)를 팽팽하게 유지시킨 다음 주입구를 폐쇄하게 된다.

여기서, 상기 회전축(31)에는 외면에 기어형태로 다수의 걸림돌부(311)가 형성되고, 상기 몸체(321)에는 상기 회전축(31)에 끼움된 후 상기 걸림돌부(311)에 걸림되게 체결되도록 내주연에 걸림턱부(321b)를 갖는 체결공(321a)이 형성된다.

즉, 회전축(31)에 공기 주입전 상태의 회전차(32)를 끼운 후 회전차(32)에 공기를 주입하여 상기 걸림돌부(311)들 사이에 상기 걸림턱부(321b)가 끼움됨과 아울러 가압하여 고정됨으로서, 회전차(32)의 파손시 교체가 용이하고 유지보수가 용이하며 보관 및 이동이 용이하게 된다.

다시말해, 상기 회전축(31)에 회전차(32)를 끼운 후 회전차(32)에 공기를 주입하면 몸체(321a)와 회전날개(322)가 팽팽하게 유지되며 팽창하면서, 체결공(321b)의 내주연이 상기 걸림돌부(311)를 가압함과 아울러 상기 걸림턱부(321b)가 상기 걸림돌부(311)들 사이에 걸림됨과 아울러 상기 회전축(31)의 외면을 가압하여 고정된다.

이때, 상기 회전축(31)에 공기가 충진된 상기 회전차(32)를 끼운 후 접착하여 고정시키는 것도 가능하다.

상기 발전기(40)는 상기 회전축(31)의 회전력을 전달받아 전기를 발생시키는 통상의 것으로서, 상기 관로부(20)에 설치된 수차(30)의 회전축(31)에 설치되며, 상기 발전기(40)에서 생산된 전기는 충전기(도시생략)를 통해 충전되게나 발전소에 송전된다.

상기와 같이 구성된 이동식 수력발전장치(10)는 단차를 가진 하천이나 계곡 등에 설치되어 낙차를 가지고 떨어지는 물을 상기 관로부(20)의 통로(21)로 유입시키게 된다.

이러한 수력발전장치(10)는 높이조절다리(24)의 길이를 조절하여 물의 유속을 증가 또는 감소시켜 상기 회전축(31)의 회전속도를 조절함으로써, 과부하가 발생되지 않고 일정하게 전기를 얻을 수 있게 된다.

또한, 관로부(20)의 하부에 캐스터(22)를 구비시키고, 상부에 이송손잡이(25)가 형성되어 이동이 용이하게 된다.

상기한 수력발전장치(10)는 하천이나 계곡이외에 물이 흐르는 강의 지류 등에 설치하는 것도 가능하다. 다르게는 하천이나 계곡 및 강의 지류에 낙차가 형성되게 단차를 형성시키거나 지면을 파 홈을 형성한 후 수력발전장치를 설치하는 것도 가능하다.

도 3은 본 발명에 따른 이동식 수력발전장치의 다른 실시예를 나타낸 도면이고, 도 4는 도 3의 작동상태를 나타낸 도면이다.

도면을 참조하면, 상기 관로부(20)에는 내측 저면에 지지축(26)이 용접,고정되고, 상기 지지축(26)의 상부에는 상기 수차(30)로 물을 이동시키는 회동관로(50)가 회동가능하게 설치되어, 상기 지지축(26)의 상부에는 회동된 상기 회동관로(50)를 고정시키는 고정부(261)가 마련되되, 상기 고정부(261)는 다수의 고정공이 형성된 환형의 고정판(261a)과 상기 고정공에 나사체결되어 상기 회동관로(50)의 하부를 가압하여 고정시키는 가압볼트(261b)로 이루어진다.

이러한, 회동관로(50)가 적용되는 것은 주로 경사를 갖는 산이나 계곡등에서 상기 관로부(20)로 공급되는 물줄기보다 상부에서 다른 방향으로 흐르는 물줄기의 물을 공급받게 된다.

즉, 지면에 설치되어 물을 공급받는 상기 관로부(20)의 지지축(26)에 회동관로의 일측 하부에 형성되는 끼움홈(27)을 끼운 후 상기 고정부(261)의 가압볼트(261b)로 상기 회동관로(50)의 하부를 가압하여 고정시켜 상기 관로부(20)로 유입되는 물줄기와 다른 물줄기의 물을 상기 회동관로(50)로 물을 유입시킨 다음 상기 수차(30)로 물을 공급시키게 된다.

상기와 같이 구성되는 회동관로(50)를 상기 지지축(26)에 설치함으로서, 다른 줄기로 흐르는 물을 공급할 수 있게 되고, 수차(30)의 상부로 물을 공급하여 낙차에 의해 상기 수차(30)를 용이하게 회전시킬 수 있게 된다.

흐르는 물을 공급받는데 적용하게 된다.

이때, 상기 끼움홈(27)에는 베어링을 설치하여 상기 회동관로(50)를 회동되도록 하는 것이 바람직하다.

10 : 수력발전장치 20 : 관로부
30 : 수차 40 : 발전기
50 : 회동관로 21 : 통로
211 : 보조통로 22 : 캐스터
23 : 측벽 231 : 고정부재
232 : 관통공 24 : 높이조절다리
25 : 이송손잡이 26 : 지지축
261 : 고정부 261a : 고정판
261b : 가압볼트 27 : 끼움홈
31 : 회전축 311 : 걸림돌부
32 : 회전차 321 : 몸체
321a : 체결공 321b : 걸림턱부
322 : 회전날개 B : 베어링

Claims

흐르는 물에 의해 회전되는 수차의 회전력을 전달받아 발전하는 수력발전장치로서, 물이 이동되는 통로를 갖으며 일측 저면에 이동을 위한 한쌍의 캐스터가 설치되고, 타측에 한쌍의 높이조절다리와 이송손잡이가 설치된 관로부와 상기 통로에 회전되게 설치되는 수차와 상기 수차의 회전력을 전달받아 발전되는 발전기로 이루어지되, 상기 수차는 회전축과 상기 회전축에 설치되는 회전차로 구성되고, 상기 회전차는 상기 회전축에 설치되는 몸체와 상기 몸체의 외주면에 설치되는 회전날개로 이루어지며, 상기 회전축에는 외면에 다수의 걸림돌부가 형성되고, 상기 몸체에는 상기 회전축에 끼움된 후 상기 걸림돌부에 걸림되게 체결되도록 내주연에 걸림턱부를 갖는 체결공이 형성된 이동식 수력발전장치에 있어서,
상기 관로부에는 내측 저면에 지지축이 형성되고, 상기 지지축의 상부에는 상기 수차로 물을 이동시키는 회동관로가 회동가능하게 설치되어, 상기 지지축의 상부에는 회동된 상기 회동관로를 고정시키는 고정부가 마련되되, 상기 고정부는 다수의 고정공이 형성된 환형의 고정판과 상기 고정공에 나사체결되어 상기 회동관로의 하부를 가압하여 고정시키는 가압볼트로 이루어진 것을 특징으로 하는 이동식 수력발전장치.
제 1 항에 있어서,
상기 회전차는 내부에 공기를 주입한 후 밀폐시켜 형성되는 튜브구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 이동식 수력발전장치.
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