KR101371602B1 - Power plant system - Google Patents

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KR101371602B1
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(주)큰나무
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Abstract

본 발명에 따른 소수력 발전시스템은, 용수유도관(30)과, 회전축(42) 및 회전축의 일측단 둘레에 배치되는 다수개의 블레이드(44)로 구성되며, 회전축의 일측단과 블레이드가 용수유도관내에 배치되어 용수의 흐름에 의해 회전작동되는 프로펠러(40)와, 용수유도관을 통과하는 용수의 흐름을 블레이드가 기울어진 방향과 대응되는 방향으로 유도하여 프로펠러의 회전효율을 높이는 가이드수단(50)과, 프로펠러의 회전작동에 의해 가동되는 발전장치(60)를 포함하여 이루어진다.
상기 가이드수단은 용수유도관의 축방향 중심과 일치하도록 배치되는 센터보스(52)와, 센터보스의 측면둘레를 따라 배치되며, 프로펠러의 블레이드의 기울어진 방향과 대향되도록 기울어지게 구성된 다수개의 가이드핀(54)을 포함하여 이루어진다.
상기 프로펠러의 회전축은 타측단이 용수유도관 외부로 연장된 구조로 이루어지고, 발전장치는 용수유도관 외부에서 프로펠러 회전축의 타측단에 연결되는 회전자(62)와, 회전자와 상호작용하는 고정자(64)를 포함하여 이루어진다.
이상과 같이 본 발명에 따른 소수력 발전시스템에 의하면 용수의 유동량이 제한적인 수처리 시설 등에서도, 가이드수단에 의해 용수의 수력이 효과적으로 사용되어 발전효율이 향상되고, 발전장치가 용수유도관의 외부에 배치되는 특성상 제작이 용이하다는 이점이 있다.The hydrophobic power generation system according to the present invention includes a water induction pipe 30, a rotation shaft 42, and a plurality of blades 44 arranged around one end of the rotation shaft, and one end and the blade of the rotation shaft are in the water induction pipe. The guide means 50 is disposed and rotated by the flow of water, and guide means 50 for guiding the flow of water passing through the water induction pipe in a direction corresponding to the direction in which the blade is inclined, and increasing the rotational efficiency of the propeller. , The generator 60 is operated by the rotation operation of the propeller.
The guide means includes a center boss 52 disposed to coincide with the axial center of the water induction pipe, and a plurality of guide pins disposed along a side circumference of the center boss and inclined to face an inclined direction of the blade of the propeller. And 54.
The rotating shaft of the propeller is made of a structure in which the other end is extended to the outside of the water induction pipe, the generator is a rotor 62 connected to the other end of the propeller rotation shaft outside the water induction pipe, and the stator interacting with the rotor Including 64.
As described above, according to the hydrophobic power generation system according to the present invention, even in a water treatment facility where water flow is limited, the hydropower of the water is effectively used by the guide means, so that the power generation efficiency is improved, and the power generation device is disposed outside the water induction pipe. There is an advantage that it is easy to manufacture due to the characteristics.

Description

소수력 발전시스템{Power plant system}Small power generation system {Power plant system}

본 발명은 정수처리장과 같은 수처리시설에서 용수를 활용하여 발전작용을 수행하는 소수력 발전시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a small hydro power generation system that performs power generation by utilizing water in a water treatment facility such as a water treatment plant.

일반적으로 수력발전은 물의 흐름에 따른 낙차현상을 이용하여 발전을 행하는 것으로서, 규모에 따라 하천의 댐에 구성되는 이른바 대용량 수력발전시스템과, 소하천과 농수로 및 각종 수처리시설 등에 구성되는 소용량 수력발전시스템(이하 소수력 발전시스템으로 칭함)으로 구분될 수 있다. In general, hydroelectric power generation is performed by using a drop phenomenon due to water flow, and according to the scale, a so-called large-scale hydroelectric power generation system constituted in a dam of a river, and a small capacity hydroelectric power generation system composed of small rivers, agricultural waterways, and various water treatment facilities ( Hereinafter referred to as a hydrophobic power generation system).

여기서, 대용량 수력발전시스템은 발전용량은 크지만, 대규모의 댐과 함께 구성되어야 하므로 시설 가능 지역이 극히 제한적이다. Here, the large-capacity hydroelectric power generation system has a large power generation capacity, but since it must be configured with a large dam, the facility available area is extremely limited.

반면에 소수력 발전시스템은 대용량 수력발전시스템과 달리 주변 자연환경에 대하여 큰 영향을 미치지 않으며, 설비가 비교적 간단하기 때문에 친환경 에너지원으로서 새롭게 주목받고 있다.On the other hand, unlike the high-capacity hydroelectric power generation system, the small hydro power generation system does not have a great influence on the surrounding natural environment and is newly attracted attention as an environmentally friendly energy source because the facility is relatively simple.

특히, 정수처리장과 같은 수처리 시설에 소수력 발전시스템을 도입하는 경우에는, 자연하천에서보다 설비구성이 용이하고, 수처리 시설의 가동에 필요한 동력을 확보할 수 있는 등 많은 장점이 있다.In particular, in the case of introducing a hydroelectric power generation system in a water treatment facility such as a water treatment plant, there are many advantages such as easier facility configuration than in a natural river and securing power required for operation of the water treatment facility.

일반적으로 정수처리장에 갖추어지는 종래의 소수력 발전시스템은 도 1에 나타난 것과 같이 집수정(10)으로부터 하향 경사지게 이어지는 용수유도관(12)상에 배치된 발전터어빈(20) 및 발전장치(22) 등을 포함하여 이루어져 있다. In general, a hydrophobic power generation system equipped in a water treatment plant has a power turbine 20 and a generator 22 disposed on a water induction pipe 12 which is inclined downwardly from a sump well 10 as shown in FIG. 1. Consists of including.

발전장치(22)는 용수의 수력에 의해 회전되는 발전터어빈(20)에 연결되어 가동됨으로써 전류를 생성하는 것으로서 회전자 및 회전자와 상호 작용하는 고정자 등을 포함하여 이루어져 있다.The generator 22 is connected to the generator turbine 20 that is rotated by the hydraulic power of water to generate a current, and includes a rotor and a stator that interacts with the rotor.

이와 같은 종래의 소수력 발전시스템에 의하면 집수정(10)에서 용수유도관(12)을 통해 유동되는 용수의 수력에 의하여 발전터어빈(20)이 회전하게 되고, 발전장치(22)가 발전터어빈(20)에 의해 가동됨으로써 발전장치(22)에서 전류가 생성되는 것이다. According to the conventional hydrophobic power generation system as described above, the power generation turbine 20 is rotated by the water power flowing through the water induction pipe 12 in the sump well 10, and the power generation device 22 is the power generation turbine 20. Is generated by the power generator 22.

한편, 수처리시설에 갖추어진 소수력 발전시스템의 발전량은 용수의 유동량과 용수유도관(12)의 낙차 등의 요인에 의해 좌우되는 반면, 수처리시설에서의 용수 유동량은 제한적일 수 밖에 없으며, 용수유도관(12) 또한 수처리시설 본래의 목적에 부합되는 범위를 벗어나도록 변형될 수 없다.On the other hand, the amount of power generated by the hydropower generation system installed in the water treatment facility depends on factors such as the amount of water flow and the drop of the water induction pipe 12, while the amount of water flow in the water treatment facility is inevitably limited. 12. Also, it should not be modified beyond the scope of the water treatment plant's original purpose.

즉, 수처리시설에 갖추어진 소수력 발전시스템은 수처리시설의 고유목적을 저해하지 않는 한도내에서 그 구성이 이루어지는 만큼, 제한된 조건하에서 최대한의 발전효율을 이끌어내는 것이 중요하다고 볼 수 있다. In other words, it is important to derive the maximum power generation efficiency under limited conditions, as the small hydro power generation system equipped in the water treatment facility is composed within the limit that does not impair the unique purpose of the water treatment facility.

그러나, 종래기술에서는 발전효율을 높이기 위한 특별한 구성이 없을 뿐만 아니라, 발전장치(22)가 발전터어빈(20)과 근접 연결되어 용수유도관(10) 내에 구비된 특성상, 발전장치(22) 등의 방수(防水)구성을 위하여 복잡한 구조로 이루어져야 하기 때문에 제작이 어렵다는 문제점이 있다.
However, in the prior art, there is no special configuration for increasing the power generation efficiency, and the power generation device 22 is connected to the power generation turbine 20 in close proximity and is provided in the water induction pipe 10. There is a problem in that it is difficult to manufacture because it must be made of a complex structure for the waterproof (防水) configuration.

본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 정수처리장과 같은 수처리시설에서 용수의 흐름을 유도하여 높은 발전효율을 얻을 수 있는 소수력 발전시스템을 제공하기 위한 것이다.
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and to provide a hydroelectric power generation system that can obtain a high power generation efficiency by inducing the flow of water in a water treatment facility, such as a water treatment plant.

상기 목적을 달성하기 위하여 제공되는 본 발명에 따른 소수력 발전시스템은, 낙차를 갖도록 형성되는 용수유도관과, 회전축 및 상기 회전축의 일측단 둘레에 배치되는 다수개의 블레이드로 구성되며, 상기 회전축의 일측단과 블레이드가 상기 용수유도관내에 배치되어 용수의 흐름에 의해 회전작동되는 프로펠러와, 상기 용수유도관을 통과하는 용수의 흐름을 상기 프로펠러의 블레이드가 기울어진 방향과 대응되는 방향으로 유도하여 프로펠러의 회전효율을 높이는 가이드수단과, 상기 프로펠러의 회전작동에 의해 가동되는 발전장치를 포함하여 이루어진다.The hydrophobic power generation system according to the present invention provided to achieve the above object comprises a water induction pipe formed to have a drop, a rotating shaft and a plurality of blades arranged around one end of the rotating shaft, and one side end of the rotating shaft. A blade is disposed in the water induction pipe and the propeller rotates by water flow, and the flow of water passing through the water induction pipe is guided in a direction corresponding to the direction in which the blade of the propeller is inclined to rotate the propeller. It comprises a guide means for increasing the, and a power generator that is operated by the rotation operation of the propeller.

상기 가이드수단은 센터보스와, 상기 센터보스의 측면둘레를 따라 배치되며, 상기 프로펠러의 블레이드의 기울어진 방향과 대향되도록 기울어지게 구성된 다수개의 가이드핀(guide fin)과, 상기 각 가이드핀의 외경측 선단을 둘러서 감싸는 형태의 테두리링을 포함하여 이루어지며, 상기 테두리링이 용수유도관의 내주면에 밀착되도록 상기 용수유도관내에 장착된다.The guide means is disposed along a side boss of the center boss, the center boss, and a plurality of guide fins configured to be inclined to face the inclined direction of the blade of the propeller, and the outer diameter side of each guide pin It comprises a rim ring of the shape surrounding the tip, it is mounted in the water induction pipe so that the rim ring is in close contact with the inner peripheral surface of the water induction pipe.

상기 가이드수단의 센터보스는 용수유도관 내경의 1/2에 해당되는 직경을 갖도록 구성되며, 상기 프로펠러의 회전축은 그 일측단이 상기 가이드수단의 센터보스와 회전 가능하게 결합되며, 상기 센터보스와 근접되는 선단에서부터 시작하여 블레이드가 구비된 부위까지는 센터보스와 동일한 직경으로 구성된다.The center boss of the guide means is configured to have a diameter corresponding to one-half of the inner diameter of the water induction pipe, and the rotation shaft of the propeller is rotatably coupled to one end of the guide shaft with the center boss of the guide means. Starting from the proximal end, the blade is provided with the same diameter as the center boss.

상기 가이드수단의 가이드핀은 그 표면을 타고 흐르는 용수의 유속이 빨라지도록 횡단면이 유선형으로 이루어진다.The guide pin of the guide means has a streamlined cross section so that the flow rate of the water flowing through the surface is faster.

상기 프로펠러의 회전축은 타측단이 용수유도관 외부로 연장된 구조로 이루어지고, 상기 발전장치는 상기 용수유도관 외부에서 상기 프로펠러 회전축의 타측단에 연결되어 회전축에 의해 회전작동되는 회전자와, 상기 회전자와 상호작용하여 전류를 생성하는 고정자를 포함하여 이루어진다.
The rotating shaft of the propeller is made of a structure in which the other end is extended to the outside of the water induction pipe, the generator is connected to the other end of the propeller rotation shaft in the outside of the water induction pipe and rotated by the rotating shaft, the It includes a stator that interacts with the rotor to generate a current.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 소수력 발전시스템에 의하면 용수의 유동량이 제한적인 수처리 시설 등에서도, 가이드수단에 의해 용수의 수력이 효과적으로 사용되어 발전효율이 향상되고, 발전장치가 용수유도관의 외부에 배치되는 특성상 제작이 용이하다는 이점이 있다.
As described above, according to the hydrophobic power generation system according to the present invention, the hydropower of the water is effectively used by the guide means even in a water treatment facility in which the flow amount of the water is limited, so that the power generation efficiency is improved, and the power generation device is external to the water induction pipe. There is an advantage that the production is easy due to the properties arranged in.

도 1은 종래기술에 따른 소수력 발전시스템의 구성을 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 소수력 발전시스템의 요부구성을 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 소수력 발전시스템의 전체구성을 나타낸 개략도이다.
도 4는 본 발명에 따른 소수력 발전시스템의 요부구성을 나타낸 단면도이다.1 is a schematic view showing the configuration of a hydrophobic power generation system according to the prior art.
2 is a perspective view showing the main part of the hydrophobic power generation system according to the present invention.
Figure 3 is a schematic diagram showing the overall configuration of a small hydro power generation system according to the present invention.
4 is a cross-sectional view showing the main part of the hydrophobic power generation system according to the present invention.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 첨부된 도 2부터 도 4 까지 참조로 하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 4.

본 발명에 따른 소수력 발전시스템은, 도 2와 도 3에 나타난 것과 같이, 낙차를 갖도록 형성되는 용수유도관(30)과, 상기 용수유도관(30) 내에 배치되는 프로펠러(40)와, 상기 프로펠러(40)의 회전효율을 높이는 가이드수단(50)과, 상기 프로펠러(40)의 회전작동에 의해 가동되는 발전장치(60)를 포함하여 이루어진다.In the hydrophobic power generation system according to the present invention, as shown in Figs. 2 and 3, a water induction pipe 30 formed to have a drop, a propeller 40 disposed in the water induction pipe 30, and the propeller It comprises a guide means 50 for increasing the rotational efficiency of the 40, and the generator 60 is operated by the rotation operation of the propeller (40).

상기 프로펠러(40)는 회전축(42) 및 상기 회전축(42)의 일측단 둘레에 배치되는 다수개의 블레이드(44)로 구성되는데, 상기 회전축(42)의 일측단과 블레이드(44)는 상기 용수유도관(30)내에 배치되고, 회전축(42)의 타측단은 용수유도관(30)의 외부로 연장되는 구조로 이루어진다.The propeller 40 is composed of a rotating shaft 42 and a plurality of blades 44 arranged around one side end of the rotating shaft 42, one end and the blade 44 of the rotating shaft 42 is the water induction pipe It is disposed in the (30), the other end of the rotating shaft 42 is made of a structure extending to the outside of the water induction pipe (30).

상기 블레이드(44)는 그 표면에 저항요소(441)가 구비된 형태로 이루어질 수 있는데, 상기 저항요소(441)는 블레이드(44)의 표면을 따라 흐르는 용수에 대한 저항이 커지도록 함으로써 블레이드(44)의 회전속도를 높이기 위한 것으로서, 단순한 엠보싱 형태 내지는 십자돌기 형태 등으로 다양하게 이루어질 수 있다.The blade 44 may have a form in which a resistance element 441 is provided on a surface thereof. The resistance element 441 has a blade 44 by increasing resistance to water flowing along the surface of the blade 44. In order to increase the rotational speed of), it can be made in various ways such as a simple embossing or cross-shaped projection.

상기 가이드수단(50)은 센터보스(52)와, 상기 센터보스(52)의 측면둘레를 따라 배치되는 다수개의 가이드핀(guide fin)(54)과, 상기 각 가이드핀(54)의 외경측 선단을 둘러서 감싸는 형태의 테두리링(56)을 포함하여 이루어진다.The guide means 50 includes a center boss 52, a plurality of guide fins 54 arranged along the side circumference of the center boss 52, and an outer diameter side of each of the guide pins 54. It comprises a border ring 56 of the shape surrounding the tip.

여기서, 상기 테두리링(56)은 용수유도관(30)의 내경을 고려하여 끼움장착 가능한 정도의 외경을 갖도록 구성되어야 한다.Here, the rim ring 56 should be configured to have an outer diameter that can be fitted in consideration of the inner diameter of the water induction pipe (30).

따라서, 상기 가이드수단(50)은 테두리링(56)이 용수유도관(30)의 내주면에 밀착되는 형태로 용수유도관(30) 내에 끼움 장착되며, 장착된 상태에서 상기 센터보스(52)는 용수유도관(30)의 축방향 중심과 일치하도록 배치된다.Therefore, the guide means 50 is fitted in the water induction pipe 30 in a form in which the rim ring 56 is in close contact with the inner circumferential surface of the water induction pipe 30, the center boss 52 in the mounted state It is arranged to coincide with the axial center of the water induction pipe (30).

그리고, 상기 각 가이드핀(54)은 상기 프로펠러(40)의 블레이드(44)가 기울어진 방향과 대향되도록 기울어진 형태로 구성되며, 그 표면을 타고 흐르는 용수의 유속이 빨라지도록 횡단면이 유선형으로 이루어지는 것이 바람직하다. In addition, each of the guide pins 54 is configured to be inclined to face the direction in which the blade 44 of the propeller 40 is inclined, and the cross section is streamlined so that the flow velocity of water flowing on the surface thereof is accelerated. It is preferable.

도 4에 나타난 것과 같이 상기 가이드수단(50)의 센터보스(52)는 용수유도관(30) 내경(D)의 약 1/2에 해당되는 직경(d)을 갖도록 구성됨과 더불어 그 앞부분 선단은 둥글게 만곡된 형태로 이루어지는 것이 바람직하다.As shown in Figure 4, the center boss 52 of the guide means 50 is configured to have a diameter (d) corresponding to about 1/2 of the inner diameter (D) of the water induction pipe (30) and the front end thereof is It is preferred to have a rounded shape.

그리고, 프로펠러(40) 회전축(42)은 상기 센터보스(52)와 근접되는 선단에서부터 시작하여 블레이드(44)가 구비된 부위까지는 센터보스(52)와 동일한 직경으로 구성되고, 그 이후부터는 점차 직경이 감소되어, 동력전달이 가능한 최소한의 직경으로 일정하게 이루어지는 것이 바람직하다.In addition, the propeller 40 rotating shaft 42 has the same diameter as the center boss 52 starting from the front end of the propeller 40 close to the center boss 52 and provided with the blade 44. This is preferably reduced, so that power transmission is made constant to the minimum diameter possible.

그리고, 상기 프로펠러(40) 회전축(42)의 일측단은 상기 가이드수단(50)의 센터보스(52)와 회전 가능하게 결합되는데, 이는 프로펠러(40)의 회전축(42)이 용수유도관(30)의 외부로 길게 연장구성된 특성상, 발전장치(60) 측에서만 회전축(42)을 지지하게 되면, 회전축(42)의 하중에 의해 휨현상이 발생할 우려가 있기 때문에 이를 방지하기 위한 것이다. And, one side end of the propeller 40 rotation shaft 42 is rotatably coupled with the center boss 52 of the guide means 50, which is the rotation shaft 42 of the propeller 40 is the water induction pipe 30 In order to support the rotating shaft 42 only on the power generating device 60 side, the bending phenomenon may occur due to the load of the rotating shaft 42.

상기 발전장치(60)는 상기 용수유도관(30) 외부에 배치되며 상기 프로펠러(40)의 회전축(42)의 타측단에 연결되어 회전축(42)에 의해 회전 작동되는 회전자(62)와, 상기 회전자(62)와 상호 작용하여 전류를 생성하는 고정자(64)를 포함하여 이루어진다.The generator 60 is disposed outside the water induction pipe 30 and is connected to the other end of the rotation shaft 42 of the propeller 40 is rotated by the rotation shaft 42 and 62, And a stator 64 which interacts with the rotor 62 to generate a current.

회전자(62)는 요크 및 요크 내에 구비된 다수개의 영구자석 등을 포함하여 이루어지며, 고정자(64)는 회전자(62) 둘레에 배치되는 전기자철심과, 상기 전기자철심에 권선되는 전기자코일 등으로 구성되는 바, 이 같은 회전자(62) 및 고정자(64)의 구성은 이른바 회전형 발전장치를 이루는 일반적인 것이다.The rotor 62 includes a yoke and a plurality of permanent magnets provided in the yoke, and the stator 64 includes an armature core disposed around the rotor 62 and an armature coil wound around the armature core. The configuration of the rotor 62 and the stator 64 is a general configuration of the so-called rotary power generator.

이와 같이 발전장치(60)가 프로펠러(40)와 직결되거나 근접 결합되지 않고 비교적 원거리에서 용수유도관(30)의 외부에 설치되는 경우에는 발전장치(60)가 용수유도관(30)내에 설치되는 경우와 달리 발전장치의 방수(防水)를 위한 수밀(水密)구성 내지는 차폐구성을 필요로 하지 않게 된다.As such, when the generator 60 is not directly connected to or closely coupled to the propeller 40, and is installed outside the water induction pipe 30 at a relatively long distance, the generator 60 is installed in the water induction pipe 30. Unlike the case, a watertight or shielded configuration for waterproofing the power generator is not required.

그리고, 상기 발전장치(60)는 생성된 전류를 정류하여 안정되게 공급되도록 하는 정류회로장치 내지는 생성된 전류량이 소모되는 전류량 보다 많을 경우 이를 저장하는 축전장치 등을 더욱 포함하여 이루어질 수 있다.In addition, the generator 60 may further include a rectifier circuit device for rectifying the generated current and stably supplied, or a power storage device for storing the generated current when the generated current amount is larger than the consumed current amount.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 소수력 발전시스템의 작동에 대하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the hydrophobic power generation system according to the present invention configured as described above are as follows.

우선, 용수유도관(30)내부로 흘러들어온 용수는 가이드수단(50)을 거쳐서 프로펠러(40)의 블레이드(44)와 부딪히게 되는데, 일정직경 이상의 센터보스(52)를 둘러싸는 형태로 가이드핀(54)이 배치되고, 프로펠러(40)의 회전축(42) 역시 상기 센터보스(52)와 접하는 부위에서는 센터보스(52)와 동일한 직경으로 이루어지는 특성상 용수의 흐름은 가이드수단(50)을 거치면서 용수유도관(30)의 가장자리측으로 편향된다.First, the water flowing into the water induction pipe 30 is hit by the blade 44 of the propeller 40 through the guide means 50, the guide pin in the form surrounding the center boss 52 of a predetermined diameter or more (54) is disposed, and the flow of water flows through the guide means (50) due to the characteristics of the same diameter as that of the center boss (52) at the portion of the rotation shaft 42 of the propeller (40) also in contact with the center boss (52). It is deflected to the edge side of the water induction pipe 30.

그리고, 센터보스(52)에 의해 용수의 흐름이 용수유도관(30) 내에서 가장자리 측으로 편향됨과 더불어 가이드핀(54)에 의해 흐름방향이 프로펠러(40)의 블레이드(44)의 경사면과 대향되도록 가이드된다.In addition, the flow of water is deflected toward the edge in the water induction pipe 30 by the center boss 52, and the flow direction is opposed to the inclined surface of the blade 44 of the propeller 40 by the guide pin 54. Guided.

즉, 용수의 흐름은 상기 가이드핀(54)에 의해 블레이드(44)의 저항력이 최대가 되는 방향으로 형성되며, 가이드핀(54)의 표면을 따라 흐르는 과정에서 가이드핀(54)의 유선형 단면구조상 용수의 유속은 더욱 빨라지게 된다.That is, the flow of water is formed in the direction in which the resistance of the blade 44 is maximized by the guide pins 54, and in the streamlined cross-sectional structure of the guide pins 54 in the process of flowing along the surface of the guide pins 54. The flow rate of the water will be faster.

가이드수단(50)을 통과한 용수는 프로펠러(40)의 블레이드(44)와 부딪히게 됨으로써 블레이드(44)에 의해 저항력을 유발하게 되고, 이에 따라 블레이드(44)와 회전축(42)이 회전되는데, 에너지효율이 낮은 용수유도관(30)의 중심 측으로 불필요하게 용수의 흐름이 유도되지 않기 때문에 프로펠러(40)의 회전효율은 더욱 높아진다. Water passing through the guide means 50 is hit by the blade 44 of the propeller 40 to cause a resistance by the blade 44, thereby rotating the blade 44 and the rotating shaft 42, The rotational efficiency of the propeller 40 is further increased because the flow of water is not induced unnecessarily to the center side of the water induction pipe 30 having low energy efficiency.

그리고, 용수가 블레이드(44)의 표면을 따라 흐르는 도중에도 블레이드(44)의 표면에 형성된 저항요소(441)에 의해 부가적인 저항이 형성됨으로써, 결과적으로 회전자(62)의 회전작동에 필요한 용수의 에너지가 효율적으로 사용된다.Further, even while the water flows along the surface of the blade 44, additional resistance is formed by the resistance element 441 formed on the surface of the blade 44, so that the water required for the rotational operation of the rotor 62 is consequently formed. Energy is used efficiently.

이어서, 프로펠러(40)가 회전함에 따라 프로펠러(40)의 회전축(42)에 연결된 발전장치(60)의 회전자(62)가 회전하게 되며, 회전자(62)가 회전하게 되면 회전자(62)의 영구자석이 형성하는 자계가 회전자(62)와 근접한 고정자(64)의 전기자철심에 자속변화를 유도하여 전기자코일에 전압이 형성됨으로써 발전작용이 이루어지게 된다.Subsequently, as the propeller 40 rotates, the rotor 62 of the power generator 60 connected to the rotating shaft 42 of the propeller 40 rotates, and when the rotor 62 rotates, the rotor 62 rotates. The magnetic field formed by the permanent magnet of) induces a magnetic flux change in the armature core of the stator 64 adjacent to the rotor 62, thereby generating a voltage in the armature coil.

이와 같이, 본 발명에 의하면 정수처리장과 같은 수처리 시설에서 용수의 흐름을 이용하여 내부적으로 필요한 전기를 효율적으로 생성할 수 있다.
Thus, according to the present invention, it is possible to efficiently generate electricity necessary internally by using the flow of water in a water treatment facility such as a water treatment plant.

30: 용수유도관 40: 프로펠러
42: 회전축 44: 블레이드
441: 저항요소 50: 가이드수단
52: 센터보스 54: 가이드핀
56: 테두리링 60: 발전장치
62: 회전자 64: 고정자30: water induction pipe 40: propeller
42: axis of rotation 44: blade
441: resistance element 50: guide means
52: center boss 54: guide pin
56: rim ring 60: generator
62: rotor 64: stator

Claims (5)

낙차를 갖도록 형성되는 용수유도관과,
회전축 및 상기 회전축의 일측단 둘레에 배치되는 다수개의 블레이드로 구성되며, 상기 회전축의 일측단과 블레이드가 상기 용수유도관내에 배치되어 용수의 흐름에 의해 회전작동되는 프로펠러와,
상기 용수유도관을 통과하는 용수의 흐름을 상기 프로펠러의 블레이드가 기울어진 방향과 대응되는 방향으로 유도하여 프로펠러의 회전효율을 높이는 가이드수단과,
상기 프로펠러의 회전작동에 의해 가동되어 전류를 생성하는 발전장치,
를 포함하여 이루어지며,

상기 가이드수단은
센터보스와,
상기 센터보스의 측면둘레를 따라 배치되며, 상기 프로펠러의 블레이드의 기울어진 방향과 대향되도록 기울어지게 구성된 다수개의 가이드핀(guide fin)과,
상기 각 가이드핀의 외경측 선단을 둘러서 감싸는 형태의 테두리링을 포함하여 이루어지며,
상기 테두리링이 용수유도관의 내주면에 밀착되도록 상기 용수유도관내에 장착되어 상기 센터보스가 용수유도관의 축방향 중심과 일치되도록 배치되는 것
을 특징으로 하는 소수력 발전시스템.
A water induction pipe formed to have a drop,
A propeller configured with a rotating shaft and a plurality of blades arranged around one side end of the rotating shaft, and one side end and the blade of the rotating shaft are disposed in the water induction pipe to be rotated by water flow;
Guide means for guiding the flow of water passing through the water induction pipe in a direction corresponding to the direction in which the blade of the propeller is inclined, and for increasing the rotational efficiency of the propeller;
A power generation device that is operated by the rotation operation of the propeller to generate a current,
And,

The guide means
Center Boss,
A plurality of guide fins disposed along a side circumference of the center boss and configured to be inclined to face an inclined direction of the blade of the propeller;
It is made to include a rim ring of wrapping around the outer diameter side end of each guide pin,
The rim ring is mounted in the water induction pipe to be in close contact with the inner circumferential surface of the water induction pipe so that the center boss is arranged to coincide with the axial center of the water induction pipe.
Small power generation system characterized in that.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 가이드수단의 센터보스는
용수유도관 내경의 1/2에 해당되는 직경을 갖도록 구성되며,
상기 프로펠러의 회전축은
그 일측단이 상기 가이드수단의 센터보스와 회전 가능하게 결합되며,
상기 센터보스와 근접되는 선단에서부터 시작하여 블레이드가 구비된 부위까지는 센터보스와 동일한 직경으로 구성됨으로써
상기 센터보스에 의해 용수의 흐름이 용수유도관의 가장자리측으로 편향되어 용수에 대한 프로펠러의 블레이드의 저항효율이 향상되도록 하는 소수력 발전시스템.
The method of claim 1,
The center boss of the guide means
It is configured to have a diameter corresponding to 1/2 of the inner diameter of the water induction pipe,
The axis of rotation of the propeller
One end thereof is rotatably coupled with the center boss of the guide means,
Starting from the tip close to the center boss to the blade is provided with the same diameter as the center boss
The hydrophobic power generation system for the water flow is deflected toward the edge of the water induction pipe by the center boss to improve the resistance efficiency of the blade of the propeller against the water.
제3항에 있어서,
상기 가이드수단의 가이드핀은 그 표면을 타고 흐르는 용수의 유속이 빨라지도록 횡단면이 유선형으로 이루어지는 것
을 특징으로 하는 소수력 발전시스템.
The method of claim 3,
The guide pin of the guide means is made of a streamline cross section so that the flow rate of water flowing through the surface is faster
Small power generation system characterized in that.
제1항에 있어서,
상기 프로펠러의 회전축은 타측단이 용수유도관 외부로 연장된 구조로 이루어지고,
상기 발전장치는
상기 용수유도관 외부에서 상기 프로펠러 회전축의 타측단에 연결되어 회전축에 의해 회전작동되는 회전자와,
상기 회전자와 상호작용하여 전류를 생성하는 고정자
를 포함하여 이루어지는 소수력 발전시스템.The method of claim 1,
The rotating shaft of the propeller is made of a structure in which the other end is extended to the outside of the water induction pipe,
The generator is
A rotor connected to the other end of the propeller rotating shaft outside the water induction pipe and rotating by the rotating shaft;
Stator interacting with the rotor to generate a current
Small hydro power generation system comprising a.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20040073897A (en) * 2003-02-15 2004-08-21 주식회사 두레테크 Apparatus for protecting water-meter's being frozen to burst
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