KR101528474B1 - 베어링의 물유입과 배출홀 막힘 방지구조를 갖는 소수력발전장치 - Google Patents

베어링의 물유입과 배출홀 막힘 방지구조를 갖는 소수력발전장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 베어링의 물유입 방지구조를 갖는 소수력발전장치에 관한 것으로, 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 베어링 유닛의 내부로 물 유입을 방지하기 위하여 베어링 유닛의 후단에 물 유입 방지유닛이 설치되고, 그 물 유입 방지유닛의 후단에 물 유입 방지유닛 내부로 이물질 유입을 방지하기 위한 이물질 유입 방지유닛이 설치됨으로써, 이물질 유입 방지유닛에서 일차로 물과 이물질을 걸러내고 물 유입 방지유닛에서 재차 물을 걸러내기 때문에 샤프트 진동에도 베어링 안으로 물이 전혀 침투하지 않고 윤활유(grease)가 유출되지 않아 베어링이 샤프트를 안정적으로 지지할 수 있다.

Description

베어링의 물유입과 배출홀 막힘 방지구조를 갖는 소수력발전장치{SMALL WATER POWER GENERATION APPARATUS HAVING PREVENTION FUNCTION FOR WATER INFLOW STRUCTURE AND DISCHARGE HOEE BLOCKAGE OF BEARING UNIT}
본 발명은 수로를 흐르는 유량의 유속을 이용하여 임펠러를 회전시켜 전력을 생산하는 소수력발전장치에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 샤프트 회전 및 진동시 베어링에 걸리는 수압을 압력을 감소시키고, 베어링 안으로 물이 침투하지 않도록 함은 물론 윤활유(grease)가 물과 혼합되어 배출홀을 통해서 배출되는 경우에 그 배출홀을 막게 되는 기존 문제점을 해소함으로써, 베어링이 샤프트를 안정적으로 지지할 수 있는 소수력발전장치에 관한 것이다.
일반적으로 소수력발전은 산간벽지의 작은 하천이나 폭포수의 낙차를 이용하여 전기를 일으키는 발전시설로 그 시설용량이 10,000kw 이하의 수력발전을 의미한다.
소수력발전은 대수력 발전에 비해 친환경적이고, 연간 유지비가 투자비의 3.63%로 아주 낮으며, 비교적 설계 및 시공기간이 짧고, 주위의 인력이나 자재를 이용하기가 쉬우며, 민간 주도의 반영구적 공익 사업으로서 지역 개발의 촉진과 이로 인한 경제적 파급 효과를 극대화시킬 수 있다.
소수력발전은 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 하천의 급경사와 굴곡 등을 이용하여 수로에 의한 낙차를 얻는 방식으로 하천 경사가 급한 상류나 중류에 적합한 방식이다.
댐식은 하천의 본류에 댐을 설치하여 댐의 상하류 사이에 발생되는 수위차를 이용하는 방식으로 중상류의 유량이 풍부한 지점에 설치하는 것이 유리하다. 즉, 댐식은 하천의 구배가 완만하나 유량이 풍부한 곳, 또는 낙차는 크고 하천의 수위변동이 심하지 않은 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.
소수력 발전은 발전 방법에 따라 충동수차와 반동수차로 분류할 수 있으며, 충동수차의 종류로는 펠톤(pelton) 수차, 튜고(turgo)수차 및 오스버그(ossberger)수차 등이 있으며, 반동수차의 종류로는 프란시스(francis) 수차와 프로펠러 수차로 나눌 수 있다.
소수력 발전에 사용되는 기존의 프로펠러 형태의 수차는 유동장 내에 발전기를 두는 구조를 가지고 있거나, 또는 유동장 내부의 동력원을 외부로 기어나 벨트로 연결하는 구조를 가지도록 형성되어 있다.
특히, 유동장 내에 발전기 등을 설치하는 구조에서는 수밀과 관련된 문제가 가장 중요한 사항으로 알려져 있다.
종래의 소수력발전장치는 샤프트를 지지하는 베어링 유닛 안으로 물이 침투하여 베어링 유닛 내부의 윤활유(grease, 일명 구리스)가 유출되어 샤프트의 베어링 기능이 저하되는 문제가 있다.
한국공개특허 제2012-0038816호 한국공개특허 제2007-0109577호
전술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 베어링 유닛의 내부로 물 유입을 방지하기 위하여 베어링 유닛의 후단에 물 유입 방지유닛이 설치되고, 그 물 유입 방지유닛의 후단에 물 유입 방지유닛 내부로 이물질 유입을 방지하기 위한 이물질 유입 방지유닛이 설치됨으로써, 베어링에 걸리는 수압을 감소(감압)시키고, 이물질 유입 방지유닛에서 일차로 물과 이물질(모래, 찌거기)을 걸러내고 물 유입 방지유닛에서 재차 물을 걸러내기 때문에 샤프트의 회전 및 진동시 베어링 안으로 물이 침투하지 않을 뿐만 아니라 윤활유(grease)가 물과 혼합되어 배출홀을 막는 기존 문제점을 해소할 수 있고, 베어링이 샤프트를 안정적으로 지지할 수 있는 소수력발전장치를 제공한다.
전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 유량을 내부로 유입시키기 위하여 수로에 설치되는 유입관; 상기 유입관 내부에 고정 설치되는 본체; 상기 본체의 내부에 설치되는 샤프트; 상기 유입관의 내부로 유입된 유량에 의하여 회전하도록 상기 샤프트에 고정 설치되는 임펠러; 상기 임펠러의 회전에 의해서 전력을 생산하기 위하여 상기 본체 내부에 설치되는 발전유닛; 상기 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 베어링 유닛; 상기 베어링 유닛 내부로 물 유입을 방지하기 위하여 상기 베어링 유닛의 후단에 설치되는 물 유입 방지유닛을 포함한다.
상기 유입관은 상기 임펠러의 회전을 위해서 입구가 넓고 출구가 좁게 형성되며, 중간에는 점검구가 형성될 수 있다.
상기 베어링 유닛은 상기 본체의 내주면을 따라 설치되는 서포트; 상기 서포트에 볼트 체결되며 내부에는 윤활유홀이 형성되고 센터에는 상기 샤프트가 관통하는 센터홀이 형성되는 베어링 블록; 및 상기 베어링 블록의 내부에 설치되는 롤러 베어링을 포함한다.
상기 물 유입 방지유닛은 내부에 물 배출홀이 형성되고 센터에는 상기 샤프트가 관통하는 센터홀이 형성되는 리테이너 블록; 및 상기 리테이너 블록과 상기 샤프트 사이에 위치하여 물 유입을 방지하는 복수개의 리테이너를 포함한다.
상기 물 배출홀은 상기 리테이너 블록과 상기 베어링 블록을 경유하여 형성될 수 있다.
상기 물 유입 방지유닛의 후단에는 상기 물 유입 방지유닛 내부로 이물질 유입을 방지하기 위한 이물질 유입 방지유닛이 설치될 수 있다.
상기 이물질 유입 방지유닛은 내부에 이물질 배출홀이 형성되고 센터에는 상기 샤프트가 관통하는 센터홀이 형성되는 리테이너 블록; 및 상기 리테이너 블록과 상기 샤프트 사이에 위치하여 이물질 유입을 방지하는 복수개의 리테이너를 포함할 수 있다.
상기 물 유입 방지유닛과 상기 이물질 유입 방지유닛은 독립된 구성 또는 일체의 구성중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 베어링 유닛의 내부로 물 유입을 방지하기 위하여 베어링 유닛의 후단에 물 유입 방지유닛이 설치되고, 그 물 유입 방지유닛의 후단에 물 유입 방지유닛 내부로 이물질 유입을 방지하기 위한 이물질 유입 방지유닛이 설치됨으로써, 베어링에 걸리는 수압을 대폭 낮추어주고(감압시키고), 이물질 유입 방지유닛(180)에서 일차로 물과 이물질(모래, 찌거기)을 걸러내고 물 유입 방지유닛(170)에서 재차 물을 걸러내기 때문에 샤프트(130)의 회전 및 진동에도 베어링 안으로 물이 전혀 침투하지 않게 됨은 물론 기존과 같이 침투한 물이 윤활유와 혼합되어 점성을 갖게 된 상태에서 기존 물배출홀을 통해서 누출되므로 물배출홀이 막히게 되는 문제를 해소할 수 있으며, 베어링이 샤프트를 안정적으로 지지할 수 있으므로 제품에 대한 신뢰성을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 베어링의 물유입과 배출홀 막힘 방지구조를 갖는 소수력발전장 치 설치를 보인 측면도
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 베어링의 물유입과 배출홀 막힘 방지구조를 갖는 소수력발전장치 내부를 보인 단면도
도 3은 도 2의 요부 발췌 확대도
도 4는 본 발명의 유입관의 설치를 보인 사시도
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 베어링의 물유입과 배출홀 막힘 방지구조를 갖는 소수력발전장치 내부를 보인 단면도
도 6은 도 5의 요부 발췌 확대도
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 소수력발전장치에 대하여 상세하게 설명한다.
주지하는 바와 같이, 소수력발전은 대수력 발전에 비해 친환경적이고, 연간 유지비가 투자비의 3.63%로 아주 낮으며, 비교적 설계 및 시공기간이 짧고, 주위의 인력이나 자재를 이용하기가 쉬우며, 민간 주도의 반영구적 공익 사업으로서 지역 개발의 촉진과 이로 인한 경제적 파급 효과를 극대화시킬 수 있다.
소수력발전은 발전방식에 따라 수로식, 댐식, 터널식으로 분류되는바, 본 발명의 소수력발전장치는 설계조건에 따라 수로식, 댐식, 터널식에 적용될 수 있다.
도 1은 물의 낙차를 이용하는 댐식 소수력발전장치를 보인 것으로, 본 발명의 소수력발전장치(100)는 댐(10)의 하부의 수로 안에 설치될 수 있다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 베어링의 물유입 방지구조를 갖는 소수력발전장치 내부를 보인 단면도이고, 도 3은 도 2의 요부 발췌 확대도이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 소수력발전장치(100)는 유량을 내부로 유입시키기 위하여 수로에 설치되는 유입관(110)을 포함한다. 유입관(110)은 도 4에 보인 바와 같이 다수의 단위 유입관들이 서로 볼트로 체결되도록 구성된다. 유입관(110)은 입구가 넓고 출구가 상대적으로 좁게 형성되어 유입관(110) 내부로 유입된 유량이 출구 측에서 가속되어 흐르도록 구성되며, 가속된 유량을 이용하여 임펠러(140)를 회전시켜서 전력을 생산하도록 구성된다.
상기 유입관(110) 내부에는 본체(하우징)(120)가 고정 설치되며, 본체(120)의 상부에는 작업자의 출입을 위한 점검구(121)가 형성된다. 점검구(121)는 유지보수를 위해서 작업자가 출입할 수 있는 입출구로서, 이 점검구(121)를 통해서 물 배출홀과 이물질 배출홀을 통해 배출되는 물과 이물질(모래,찌거기 등)을 배출할 수 있다.
상기 본체(120)의 내부에는 샤프트(130)가 설치된다. 상기 샤프트(130)는 서포트(미도시)에 의해서 회전 가능하게 설치되며, 상기 유입관(110)의 내부로 유입된 유량에 의하여 회전하도록 상기 샤프트(130)에는 임펠러(140)가 고정 설치된다.
상기 임펠러(140)의 회전에 의해서 전력을 생산하기 위하여 상기 본체 (120) 내부에는 발전유닛(150)이 설치된다. 샤프트(130)의 회전력을 이용하여 전력을 생산하는 발전유닛은 공지(公知)의 기술에 해당하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
상기 샤프트(130)를 회전 가능하게 지지하기 위하여 상기 본체(120) 내부에는 베어링 유닛(160)이 설치된다.
상기 베어링 유닛(160)은 상기 본체(120)의 내주 면을 따라 설치되는 서포트(161), 상기 서포트(161)에 볼트 체결되며 내부에는 윤활유 홀(162a)이 형성되고 센터에는 상기 샤프트(130)가 관통하는 센터 홀(162b)이 형성되는 베어링 블록(162), 및 상기 베어링 블록(162)의 내부에 설치되는 롤러 베어링(163)으로 구성된다.
상기 샤프트(130)가 지속적으로 회전하면서 샤프트(130)의 진동 및 열이 발생하므로 상기 샤프트(130)와 상기 베어링 유닛(160) 사이에는 미세한 유격이 발생하고, 그 미세한 유격을 통해서 수압이 작용하여 물이 상기 베어링 유닛(160) 안으로 침투될 수 있다. 물이 상기 베어링 유닛(160) 안으로 침투될 경우 물과 윤활유가 혼합된 후에 유출되어 상기 베어링 유닛(160)의 윤활유가 점차 감소하여 베어링 기능이 저하되는 문제, 또한 윤활유와 침투한 물이 혼합되어 기존 배출홀을 막게 되는 문제점이 있다.
이러한 베어링 기능 저하를 방지하기 위하여 본 발명에서는 상기 베어링 유닛(160) 내부로 물 유입을 방지하기 위하여 상기 베어링 유닛(160)의 후단에 물 유입 방지유닛(170)을 구비한다.
상기 물 유입 방지유닛(170)은 내부에 물 배출홀(171a)이 형성되고 센터에는 상기 샤프트(130)가 관통하는 센터홀(171b)이 형성되는 리테이너 블록(171); 및 상기 리테이너 블록(171)과 상기 샤프트(130) 사이에 위치하여 물 유입을 방지하는 복수개의 리테이너(172)를 포함한다. 리테이너(172)의 갯수는 3개로 한정되지 않으며 설계조건에 따라 변경될 수 있다.
상기 물 배출홀(171a)은 상기 리테이너 블록(171)과 상기 베어링 블록(162)을 경유하여 형성될 수 있다.
본 발명의 특징으로서, 상기 물 유입 방지유닛(170)의 후단에는 상기 물 유입 방지유닛(170) 내부로 이물질 유입(침투)을 방지하기 위한 이물질 유입 방지유닛(180)이 더 설치될 수 있다. 상기 물 유입 방지유닛(170)과 이물질 유입 방지유닛(180)은 통상의 체결수단, 예를 들어, 볼트 혹은 용접 등으로 연결될 수 있으며, 상기 물 유입 방지유닛과 상기 이물질 유입 방지유닛은 독립된 구성 또는 일체의 구성으로 이루어질 수 있다.
상기 이물질 유입 방지유닛(180)은 내부에 이물질 배출홀(181a)이 형성되고 센터에는 상기 샤프트(130)가 관통하는 센터홀(181b)이 형성되는 리테이너 블록(181); 및 상기 리테이너 블록(181)과 상기 샤프트(130) 사이에 위치하여 이물질 유입을 방지하는 복수개의 리테이너(182)를 포함할 수 있다.
참고로, 본 발명은, 유입관(110) 입구측이 2M이고 출구측이 1M로 형성될 수 있으며, 임펠러는 분당 720회의 회전수(RPM)를 갖도록 설계될 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 제1 실시 예에 따른 소수력발전장치(100)의 작동에 대하여 설명한다.
댐(10)에서 낙하한 수로의 유량이 유입관(110)으로 유입되고, 유량의 형상에 의해서 유입관(110)의 토출 측에서 유량이 가속된다. 낙차는 예를 들어, 17 미터가 될 수 있으며, 이때 임펠러(140)가 회전하여 샤프트(130)를 회전시킨다. 발전기(150)는 샤프트(130)의 회전을 이용하여 전력을 생산한다. 주지하는 바와 같이 발전기(150)는 도체(導體)가 자기장에서 운동할 때 전기가 발생하는 것을 이용하여, 회전 에너지를 전기 에너지로 바꾸는 장치를 통틀어 이르는 말로서, 수력 터빈, 증기 터빈, 디젤 기관을 포함한다.
베어링 유닛의 롤러 베어링(163)은 회전하는 샤프트(130)를 지지하는 역할을 하며, 베어링 블록(162)은 발전기(150) 쪽으로 물이 유입되지 못하도록 한다. 윤활유 홀(162a) 안에는 윤활유가 채워져서 롤러 베어링(163)의 작동을 원활하게 한다.
샤프트(130)를 회전 가능하게 지지하는 베어링 유닛(160)의 내부로 물 유입을 방지하기 위하여, 베어링 유닛(160)의 후단에는 물 유입 방지유닛(170)이 설치되고, 그 물 유입 방지유닛(170)의 후단에는 물 유입 방지유닛(170) 내부로 이물질 유입을 방지하기 위한 이물질 유입 방지유닛(180)이 설치되는바, 베어링 유닛(160)에 걸리는 수압이 대폭 감소하며, 이물질 유입 방지유닛(180)에서 일차로 물과 이물질을 걸러내고 물 유입 방지유닛(170)에서 재차 물을 걸러내기 때문에 샤프트(130)의 회전 및 진동에도 베어링 안으로 물이 전혀 침투하지 않으며, 기존과 같이 침투한 물이 윤활유와 혼합되어 점성을 갖게 된 상태에서 기존 물배출홀을 통해서 누출되므로 물배출홀이 막히게 되는 문제를 해소할 수 있다.
다시 말해서, 기존에는 베어링에 매우 큰 수압이 걸리고, 샤프트의 회전 및 진동 그리고 열이 발생하므로, 이때 발생한 틈새를 통해서 물이 베어링 안으로 침투함은 물론 침투한 물이 윤활유와 혼합되어 점성을 갖게 된 상태에서 기존 물배출홀을 통해서 배출될 때에 물배출홀이 막히게 되는 심각한 문제가 있으며, 또한 베어링 및 리테이너가 쉽게 마모되는 문제가 있었다.
본 발명에서는 물 유입 방지유닛(170)의 후단에 이물질 유입 방지유닛(180)이 설치됨으로써, 베어링 유닛에 걸리는 수압을 대폭 낮추어주고(감압시키고), 이물질 유입 방지유닛(180)에서 일차로 물과 이물질(모래, 찌거기)을 걸러내고 물 유입 방지유닛(170)에서 재차 물을 걸러내기 때문에 샤프트(130)의 회전 및 진동에도 베어링 유닛 안으로 물이 전혀 침투하지 않게 됨은 물론 기존과 같이 침투한 물이 윤활유와 혼합되어 점성을 갖게 된 상태에서 기존 물배출홀을 통해서 배출되면서 물배출홀이 막히게 되는 문제를 근본적으로 해소할 수 있다.
본 발명에서는, 복수 개의 리테이너(182)에 의해서 물과 이물질 유입이 방지되며, 그럼에도 불구하고 샤프트(130)의 회전 및 진동에 의하여 유입된 물과 이물질은 이물질 배출홀(181a)을 통해서 이동하여 외부로 신속하고 원활하게 배출된다. 샤프트(130)의 회전 및 진동에 의해서 소량의 물이 물 유입 방지유닛(170) 내부로 유입될 수 있다. 이렇게 유입된 물은 이물질이 모두 걸러진 상태로 물 유입 방지유닛(170) 안으로 유입된 후, 상기 물 배출홀(171a)을 통해서 이동하여 외부로 신속하고 원활하게 배출된다.
이와 같이 샤프트(130)를 회전 가능하게 지지하는 베어링 유닛(160)의 내부로 물 유입을 방지하기 위하여 베어링 유닛(160)의 후단에 물 유입 방지유닛(170)이 설치되고, 그 물 유입 방지유닛(170)의 후단에 물 유입 방지유닛(170) 내부로 이물질 유입을 방지하기 위한 이물질 유입 방지유닛(180)이 설치됨으로써, 이물질 유입 방지유닛(180)에서 일차로 물과 이물질을 걸러내고 물 유입 방지유닛(170)에서 재차 물을 걸러내기 때문에 샤프트의 회전 진동에도 베어링 안으로 물이 전혀 침투하지 않고 윤활유(grease)가 유출되지 않아 베어링이 샤프트(130)를 안정적으로 지지할 수 있다.
이하에서는, 물 유입 방지유닛과 이물질 유입 방지유닛이 일체로 구성된 제2 실시 예를 간략하게 설명한다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 소수력발전장치(200)는 물 유입 방지유닛(270)과 이물질 유입 방지유닛(280)이 일체로 구성된다. 물 유입 방지유닛(270)과 이물질 유입 방지유닛(280) 이외의 구성을 동일하므로 그에 대한 설명과 도면번호는 제1 실시예를 참조한다.
즉, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 소수력발전장치(200)는 상기 베어링 유닛(260) 내부로 물 유입을 방지하기 위하여 상기 베어링 유닛(260)의 후단에 물 유입 방지유닛(270)을 구비한다.
상기 물 유입 방지유닛(270)은 내부에 물 배출홀(271a)이 형성되고 센터에는 상기 샤프트(130)가 관통하는 센터홀(271b)이 형성되는 리테이너 블록(271); 및 상기 리테이너 블록(271)과 상기 샤프트(130) 사이에 위치하여 물 유입을 방지하는 복수개의 리테이너(272)를 포함한다.
상기 물 배출홀(271a)은 상기 리테이너 블록(271)과 상기 베어링 블록(262)을 경유하여 형성될 수 있다.
본 발명의 특징으로서, 상기 물 유입 방지유닛(270)의 후단에는 상기 물 유입 방지유닛(270) 내부로 이물질 유입을 방지하기 위한 이물질 유입 방지유닛(280)이 더 설치될 수 있다.
상기 이물질 유입 방지유닛(280)은 내부에 이물질 배출홀(281a)이 형성되고 센터에는 상기 샤프트(130)가 관통하는 센터홀(281b)이 형성되는 리테이너 블록(281); 및 상기 리테이너 블록(281)과 상기 샤프트(130) 사이에 위치하여 이물질 유입을 방지하는 복수개의 리테이너(282)를 포함할 수 있다.
본 발명의 제2 실시 예에 따른 소수력발전장치(200)의 작동은 전술한 제1 실시예와 동일하므로 그에 대하여는 생략한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 베어링 유닛의 내부로 물 유입을 방지하기 위하여 베어링 유닛의 후단에 물 유입 방지유닛이 설치되고, 그 물 유입 방지유닛의 후단에 물 유입 방지유닛 내부로 이물질 유입을 방지하기 위한 이물질 유입 방지유닛이 설치됨으로써, 베어링에 걸리는 수압을 대폭 낮추어주고(감압시키고), 이물질 유입 방지유닛(180)에서 일차로 물과 이물질(모래, 찌거기)을 걸러내고 물 유입 방지유닛(170)에서 재차 물을 걸러내기 때문에 샤프트(130)의 회전 및 진동에도 베어링 안으로 물이 전혀 침투하지 않게 됨은 물론 기존과 같이 침투한 물이 윤활유와 혼합되어 점성을 갖게 된 상태에서 기존 물배출홀을 통해서 누출되므로 물배출홀이 막히게 되는 문제를 해소할 수 있으며, 베어링이 샤프트를 안정적으로 지지할 수 있으므로 제품에 대한 신뢰성을 높일 수 있다.
10: 댐
100: 소수력발전장치
110: 유입관
140: 임펠러
120: 본체
121: 점검구
130: 샤프트
140: 임펠러
150: 발전유닛
160: 베어링 유닛
161: 서포트
162a: 윤활유 홀
162b: 센터 홀
163: 롤러 베어링
170: 물 유입 방지유닛
171: 리테이너 블록
171a: 물 배출홀
171b: 센터홀
172: 리테이너
180: 이물질 유입 방지유닛
181: 리테이너 블록
181a: 이물질 배출홀
181b: 센터홀
182: 리테이너

Claims (7)

  1. 유량을 내부로 유입시키기 위하여 수로에 설치되는 유입관;
    상기 유입관 내부에 고정 설치되는 본체;
    상기 본체의 내부에 설치되는 샤프트;
    상기 유입관의 내부로 유입된 유량에 의하여 회전하도록 상기 샤프트에 고정 설치되는 임펠러;
    상기 임펠러의 회전에 의해서 전력을 생산하기 위하여 상기 본체 내부에 설치되는 발전유닛;
    상기 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 베어링 유닛; 및
    상기 베어링 유닛 내부로 물 유입을 방지하기 위하여 상기 베어링 유닛의 후단에 설치되는 물 유입 방지유닛;을 포함하되,
    상기 베어링 유닛은
    상기 본체의 내주면을 따라 설치되는 서포트;
    상기 서포트에 볼트 체결되며 내부에는 윤활유홀이 형성되고 센터에는 상기 샤프트가 관통하는 센터홀이 형성되는 베어링 블록; 및
    상기 베어링 블록의 내부에 설치되는 롤러 베어링;을 포함하고,
    상기 물 유입 방지유닛은
    내부에 물 배출홀이 형성되고 센터에는 상기 샤프트가 관통하는 센터홀이 형성되는 리테이너 블록; 및
    상기 리테이너 블록과 상기 샤프트 사이에 위치하여 물 유입을 방지하는 복수개의 리테이너;를 포함하는 소수력발전장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 유입관은 상기 임펠러의 회전을 위해서 입구가 넓고 출구가 좁게 형성되며, 중간에는 점검구가 형성되는 것을 특징으로 하는 소수력발전장치.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 물 배출홀은 상기 리테이너 블록과 상기 베어링 블록을 경유하여 형성되는 것을 특징으로 하는 소수력발전장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 물 유입 방지유닛의 후단에는 상기 물 유입 방지유닛 내부로 이물질 유입을 방지하기 위한 이물질 유입 방지유닛이 설치되는 것을 특징으로 하는 소수력발전장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 이물질 유입 방지유닛은
    내부에 이물질 배출홀이 형성되고 센터에는 상기 샤프트가 관통하는 센터홀이 형성되는 리테이너 블록; 및
    상기 리테이너 블록과 상기 샤프트 사이에 위치하여 이물질 유입을 방지하는 복수개의 리테이너;를 포함하는 소수력발전장치.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 물 유입 방지유닛과 상기 이물질 유입 방지유닛은 독립된 구성 또는 일체의 구성중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 소수력발전장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20110006357A (ko) * 2009-07-14 2011-01-20 이승수 이물질 유입이 가능한 잠수형 수차 발전기
KR101455033B1 (ko) * 2014-06-27 2014-10-27 코오롱글로벌 주식회사 유량 대응형 소수력발전장치의 제어방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110006357A (ko) * 2009-07-14 2011-01-20 이승수 이물질 유입이 가능한 잠수형 수차 발전기
KR101455033B1 (ko) * 2014-06-27 2014-10-27 코오롱글로벌 주식회사 유량 대응형 소수력발전장치의 제어방법

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