KR101617332B1 - 소수력 발전장치 - Google Patents

소수력 발전장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101617332B1
KR101617332B1 KR1020150074209A KR20150074209A KR101617332B1 KR 101617332 B1 KR101617332 B1 KR 101617332B1 KR 1020150074209 A KR1020150074209 A KR 1020150074209A KR 20150074209 A KR20150074209 A KR 20150074209A KR 101617332 B1 KR101617332 B1 KR 101617332B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
water
aberration
vane
plate
wing
Prior art date
Application number
KR1020150074209A
Other languages
English (en)
Inventor
김기중
황규석
Original Assignee
(주)세니츠코퍼레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)세니츠코퍼레이션 filed Critical (주)세니츠코퍼레이션
Priority to KR1020150074209A priority Critical patent/KR101617332B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101617332B1 publication Critical patent/KR101617332B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B17/00—Other machines or engines
    • F03B17/06—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head"
    • F03B17/062—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head" with rotation axis substantially at right angle to flow direction
    • F03B17/065—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head" with rotation axis substantially at right angle to flow direction the flow engaging parts having a cyclic movement relative to the rotor during its rotation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B1/00—Engines of impulse type, i.e. turbines with jets of high-velocity liquid impinging on blades or like rotors, e.g. Pelton wheels; Parts or details peculiar thereto
    • F03B1/02—Buckets; Bucket-carrying rotors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B7/00—Water wheels
    • F03B7/003—Water wheels with buckets receiving the liquid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2220/00—Application
    • F05B2220/30—Application in turbines
    • F05B2220/32—Application in turbines in water turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/20—Rotors
    • F05B2240/24—Rotors for turbines
    • F05B2240/241—Rotors for turbines of impulse type
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20—Hydro energy
    • Y02E10/223—

Abstract

본 발명은 소수력 발전장치에 관한 것으로, 저낙차의 유수 조건에서 발전이 가능하도록 수로에 설치되어 회전 구동하도록 복수의 날개를 구비하며, 상기 수로를 따라 흐르는 물의 유동 방향과 동일한 방향으로 이동하는 상기 날개의 판면은 상기 물과의 접촉 면적이 상대적으로 증대되도록 하고 상기 물의 유동 방향과 반대 방향으로 이동하는 상기 날개의 판면은 상기 물과의 접촉 면적이 상대적으로 감소하도록 하는 가변부를 구비한 수차와; 상기 수차의 둘레면에 구비되며 일단이 개구 형성되어 상기 수로의 물이 상기 수차의 일측으로 유입되도록 하고, 타단이 개구 형성되어 유입된 물이 유출되도록 하는 가이드부와; 상기 수차가 회전 가능하게 상기 수로에 설치되도록 상기 수차를 지지하는 지지부를 포함함으로써, 수차의 날개와 수로를 따라 흐르는 물이 접촉되는 면적을 가변시켜 수차에 회전에 대한 물의 저항력을 감소시킴으로써 발전 효율을 증대시킬 수 있다.

Description

소수력 발전장치{SMALL HYDROPOWER DEVICE}
본 발명은 발전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 수로에 설치되어 수로를 따라 흐르는 물에 의하여 회전구동함으로써 발전이 이루어지도록 하는 소수력 발전장치에 관한 것이다.
일반적으로 소수력 발전은 하천이나 저수지 등에서 물의 낙차에 의한 위치 에너지를 이용하여 수차의 회전력을 발생시키고 그 회전력에 의해 수차와 직결되어 있는 발전기에 의해서 전기 에너지를 생산하는 발전 방식을 일컫는다.
소수력 발전은 물의 위치 에너지와 운동에너지를 이용하므로 수질 또는 대기에 주는 환경요인이 거의 없으며, 대수력 발전소 근처에서 생기는 기상에의 영향도 극히 미약한 무공해 자원이다.
소수력 발전은 우선 재생 가능한 부존자원으로서 전형적인 순환 에너지이므로 연료비가 없다. 또한, 간단한 유지관리 운전이 가능하며, 화력이나 원자력 발전소보다 수명이 3배이상 길어서 일단 건설되면 장기간 안정적으로 전기를 공급할 수 있다.
특히, 에너지 자원이 절대 부족한 우리 나라의 입장에서는 에너지 해외 의존도를 경감시키고 에너지를 안정화시키기 위하여 부존 에너지를 최대한 활용하는 것이 매우 중요하다. 소수력 자원은 다른 대체 에너지원에 비하여 에너지 밀도가 매우 크기 때문에 개발할 가치가 큰 부존 자원으로 평가되고 있다.
소수력 에너지의 활용 확대를 위해서는 국민의 인식변화, 관련 기술개발, 정부의 제도적 기반 확충, 및 관련 산업의 육성 등 다각적인 노력이 필요하다. 소수력 발전 개발 초기에는 주로 하천을 이용하여 개인 사업자에 의해 소수력 발전소가 건설 되었으나, 민원 등의 문제로 인하여 개발이 극히 위축되었다.
과거의 소수력 발전은 많은 설비투자비가 요구되어 초기 발전단가는 높아지는 경향이 있었으나 최근의 연구개발 성과로 시스템이 표준화, 간소화 됨으로써 많이 저렴화 되었으며, 운전관리도 무인화 내지 1인 제어가 가능해짐으로써 장기적으로 볼때 타 전원에 비해 저렴하고 전력 가격을 안정시키는 효과가 있으므로 소수력 발전장치의 필요성이 대두되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 수차의 날개와 수로를 따라 흐르는 물이 접촉되는 면적을 가변시켜 수차에 회전에 대한 물의 저항력을 감소시킴으로써 발전 효율을 증대시킬 수 있는 소수력 발전장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 소수력 발전장치는, 저낙차의 유수 조건에서 발전이 가능하도록 수로에 설치되어 회전 구동하도록 복수의 날개를 구비하며, 상기 수로를 따라 흐르는 물의 유동 방향과 동일한 방향으로 이동하는 상기 날개의 판면은 상기 물과의 접촉 면적이 상대적으로 증대되도록 하고 상기 물의 유동 방향과 반대 방향으로 이동하는 상기 날개의 판면은 상기 물과의 접촉 면적이 상대적으로 감소하도록 하는 가변부를 구비한 수차와; 상기 수차의 둘레면에 구비되며 일단이 개구 형성되어 상기 수로의 물이 상기 수차의 일측으로 유입되도록 하고, 타단이 개구 형성되어 유입된 물이 유출되도록 하는 가이드부와; 상기 수차가 회전 가능하게 상기 수로에 설치되도록 상기 수차를 지지하는 지지부를 포함한 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 날개의 판면에는 복수의 유공이 관통 형성되고, 상기 가변부는 상기 날개의 판면과 동일한 형상으로 형성되며 상기 수차를 구성하는 상기 날개의 단부에 힌지 결합되어, 상기 날개가 상기 물의 흐름 방향과 동일한 방향으로 이동시에는 상기 날개의 판면과 밀착되어 상기 유공을 폐쇄하고, 상기 물의 흐름 방향과 반대 방향으로 이동시에는 상기 날개의 판면에서 이탈되어 상기 유공을 개방하는 체크 플레이트로 구성될 수 있다.
그리고, 상기 날개와 상기 체크 플레이트의 판면은 굴곡지게 형성될 수 있다.
또한, 상기 가이드부는 상기 수차의 둘레면 일측에 구비되며 상대적으로 짧은 굴곡면으로 형성된 제1가이드판과, 상대적으로 긴 굴곡면으로 형성된 제2가이드판으로 구성될 수 있다.
아울러, 상기 제1가이드판과, 상기 제2가이드판의 양단부에는 외측으로 일정 길이 연장 형성된 연장부가 구비되되, 상기 수로의 물이 유입되는 방향에 구비된 연장부는 외측으로 벌어지게 형성될 수 있다.
그리고, 외측으로 벌어지게 형성된 상기 연장부의 단부에는 상기 수차측 상기 물이 집수되어 유입되도록 하는 별도의 차수판이 더 설치될 수 있다.
또한, 상기 지지부는 상기 가이드부가 안착되어 고정되고 상기 수차가 회전 가능하게 설치되며 복수의 가로프레임과 복수의 세로프레임이 교차되게 설치되는 안착프레임과, 상기 안착프레임을 수로에 고정시킬 수 있도록 상기 안착프레임의 꼭지점 영역에 결합되며 일정 높이를 갖는 복수의 고정바로 구성될 수 있다.
아울러, 상기 안착프레임은 상기 고정바의 높이 방향을 따라 이동 가능하도록 상기 안착프레임의 상기 꼭지점 영역에는 관상의 관형부재가 설치되고, 상기 관형부재는 상기 고정바의 외면에 슬라이딩 이동 가능하도록 삽입될 수 있다.
그리고, 상기 고정바는 상기 수차가 설치되는 상기 수로의 깊이에 따라 길이가 가변되도록 인입출 가능하게 설치될 수 있다.
또한, 상기 날개가 부착되는 상기 수차의 몸통에는 외부와 차폐되는 밀폐공간부가 형성될 수 있다.
아울러, 상기 밀폐공간부에는 물에 부상하는 재질로 형성된 별도의 부력부재가 충진될 수 있다.
그리고, 상기 수차는 상기 수로의 바닥면과 수직을 이루도록 배치되는 회전축을 중심으로 회전 가능하도록 상기 수로에 횡방향으로 설치될 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의한 소수력 발전장치는, 수차의 날개와 수로를 따라 흐르는 물이 접촉되는 면적을 가변시켜 수차에 회전에 대한 물의 저항력을 감소시킴으로써 발전 효율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
그리고, 수차의 회전축이 수면과 직각으로 배치되도록 하여 수차 대부분이 수중에 설치되도록 함으로써 운전 중에 발생되는 소음을 현저하게 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 수차가 수중에 설치되도록 함으로써 수차 상부에 공간을 확보함으로써 증속기, 발전기 등을 설치할 수 있도록 함으로써 동급의 발전 설비에 비하여 설치 공간과 크기를 대폭 줄이고 일체화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소수력 발전장치 전체의 구조를 도시한 사시도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 소수력 발전장치의 구조를 도시한 사시도이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 소수력 발전장치의 수차의 구조를 도시한 평면도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 소수력 발전장치의 수차의 구조를 도시한 사시도이며,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 소수력 발전장치가 동작되는 과정을 도시한 작동도이다.
이하에서 본 발명의 일 실시예에 따른 소수력 발전장치를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소수력 발전장치 전체의 구조를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 소수력 발전장치의 구조를 도시한 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 소수력 발전장치의 수차의 구조를 도시한 평면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 소수력 발전장치의 수차의 구조를 도시한 사시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 소수력 발전장치가 동작되는 과정을 도시한 작동도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 소수력 발전장치는, 저낙차의 유수 조건에서 발전이 가능하도록 수로에 설치되어 회전 구동하도록 복수의 날개(110)를 구비하며, 상기 수로를 따라 흐르는 물의 유동 방향과 동일한 방향으로 이동하는 상기 날개(110)의 판면은 상기 물과의 접촉 면적이 상대적으로 증대되도록 하고 상기 물의 유동 방향과 반대 방향으로 이동하는 상기 날개(110)의 판면은 상기 물과의 접촉 면적이 상대적으로 감소하도록 하는 가변부(120)를 구비한 수차(100)와, 상기 수차(100)의 둘레면에 구비되며 일단이 개구 형성되어 상기 수로의 물이 상기 수차(100)의 일측으로 유입되도록 하고, 타단이 개구 형성되어 유입된 물이 유출되도록 하는 가이드부(200)와, 상기 수차가 회전 가능하게 상기 수로에 설치되도록 상기 수차(100)를 지지하는 지지부(300)를 포함한 것을 특징으로 한다.
수차(100)는 수로를 따라 흐르는 물과 접촉되어 물의 흐름에 의하여 회전 구동하면서 실질적으로 발전이 이루어지도록 하는 역할을 하는데, 이러한 수차(100)는 회전축(101)이 결합되는 몸통(130)과, 몸통(130)의 둘레 방향을 따라 복수로 배치되어 물과 접촉되어 수차가 회전 구동하도록 하는 날개(110)로 구성되어 있다.
날개(110)가 부착되는 수차(100)의 몸통(130)에는 외부와 차폐되는 밀폐공간부가 형성되어 있으며, 밀폐공간부에는 물에 부상하는 재질로 형성된 별도의 부력부재가 충진되는 것이 효과적이다.
외부와 차폐되는 밀폐공간부에는 공기가 충진되어 있기 때문에 본 발명의 일 실시예에 따른 소수력 발전장치가 수로에 설치되어 작동시에 수로를 따라 흐르는 물의 깊이에 따라 수차가 위치하는 높이가 조절될 수 있다.
그리고, 부력부재는 수차가 위치하는 높이가 수로를 따라 흐르는 물의 깊이에 따라 조절시에 부력의 정도를 조절할 수 있도록 함으로써 수차가 위치하는 높이를 더욱 신속하고 용이하게 조절될 수 있도록 한다.
본 발명의 경우에는 부력부재에 의하여 수차(100) 자체의 비중이 0.8 이 되도록 함으로써 수차(100)가 수면에서 항상 일정한 깊이를 유지하도록 하여 수량의 변동에 관계없이 안정적으로 발전이 이루어지도록 할 수 있다.
날개(110)의 판면에는 복수의 유공(111)이 관통 형성되고, 가변부(120)는 날개(110)의 판면과 동일한 형상으로 형성되며 수차(100)를 구성하는 날개(110)의 단부에 힌지 결합되어, 날개(110)가 상기 물의 흐름 방향과 동일한 방향으로 이동시에는 날개(110)의 판면과 밀착되어 유공(111)을 폐쇄하고, 상기 물의 흐름 방향과 반대 방향으로 이동시에는 날개(110)의 판면에서 이탈되어 유공(111)을 개방하는 체크 플레이트(121)로 구성될 수 있다.
날개(110)는 판면이 굴곡지게 형성되며 수로를 따라 흐르는 물이 날개(110)의 판면에 가하는 압력이 지속될 수 있도록 별도의 측면이 형성되어 있다.
측면을 제외한 날개(110)의 판면에는 일정 면적이 절개되어 관통 형성된 복수의 유공(111)이 열과 행을 이루도록 배치되어 있으며, 날개(110)의 단부에는 체크 플레이트(121)가 힌지 결합되어 있다.
체크 플레이트(121)는 날개(110)의 판면과 동일한 면적과 형상을 갖도록 굴곡지게 형성되어 있으며, 날개(110)의 단부에 힌지 결합되어 수차(100)의 회전에 따라 선택적으로 날개(110)의 판면과 접촉되어 유공(111)을 폐쇄시키거나 혹은 날개(110)의 판면으로부터 이탈되어 유공(111)을 개방시키는 역할을 한다.
그리고, 체크 플레이트(121)에 의한 유공(111)의 폐쇄 동작이 정확하게 이루어질 수 있도록 체크 플레이트(121)의 배면에는 고무 또는 실리콘 재질에 의하여 코팅이 이루어지도록 하는 것이 효과적이다.
체크 플레이트(121)가 유공(111)을 폐쇄시키도록 날개(110)의 판면과 접촉되는 동작은 수로를 따라 흐르는 물의 흐름 방향과 날개(110)가 이동하는 방향이 동일한 순방향으로 이동하는 날개(110)에 설치된 체크 플레이트(121)의 동작이다.
체크 플레이트(121)가 날개(110)에 형성된 유공(111)을 폐쇄시킴으로써 물과의 접촉 면적을 증대시킴으로써 수로를 따라 흐르는 물이 날개(110)에 가하는 압력을 높일 수 있으므로 발전 효율을 향상시킬 수 있다.
체크 플레이트(121)가 유공(111)을 개방시키도록 날개(110)의 판면으로부터 이탈되는 동작은 수로를 따라 흐르는 물의 흐름 방향과 날개(110)가 이동하는 방향이 반대인 역방향으로 이동하는 날개(110)에 설치된 체크 플레이트(121)의 동작이다.
체크 플레이트(121)가 날개(110)에 형성된 유공(111)을 개방시킴으로써 물과의 접촉 면적을 감소시킴으로써 수로를 따라 흐르는 물이 날개(110)에 가하는 압력을 줄일 수 있으므로 저항력을 줄여서 발전 효율을 향상시킬 수 있다.
가이드부(200)는 수차(100)의 둘레면 일측에 구비되며 상대적으로 짧은 굴곡면으로 형성된 제1가이드판(210)과, 상대적으로 긴 굴곡면으로 형성된 제2가이드판(220)으로 구성된다.
제1가이드판(210)과 제2가이드판(220)의 판면에 수차(100)의 둘레를 감쌀 수 있도록 굴곡면이 형성됨으로써 유입된 물이 원심력을 갖게 되고, 원심력에 의하여 물의 흐름에 난류를 줄여주며 물을 작동모멘트가 큰 날개(110)의 단부로 유도하여 수차(100)의 효율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
그리고, 제1가이드판(210)과, 제2가이드판(220)의 양단부에는 외측으로 일정 길이 연장 형성된 연장부(211, 221)가 구비되되, 상기 수로의 물이 유입되는 방향에 구비된 연장부(211, 221)는 외측으로 벌어지게 형성되는 것이 효과적이다.
또한, 외측으로 벌어지게 형성된 연장부(211, 221)의 단부에는 수차(100) 측으로 상기 물이 집수되어 유입되도록 하는 별도의 차수판(230)이 더 설치되는 것이 바람직하다.
이러한 구조에 의하여 수로를 따라 흐르는 물이 수차(100) 측으로 집수되어 수차(100)의 날개(110)와 접촉되어 수차(100)를 회전시킴으로써 수압 및 유속을 높임으로써 발전 효율을 향상시킬 수 있다.
즉, 차수판(230)의 설치로 인하여 수로를 따라 흐르는 대부분의 물이 수차(100) 측으로 유입되도록 함으로써 물의 운동에너지에 대한 흡수율을 높이고 발전설비의 입구측과 출구측 수위차를 증대시켜 수차(100) 측으로 유입되는 물의 흐름속도를 빠르게 하여 발절 효율을 높일 수 있다.
한편, 지지부(300)는 가이드부(200)가 안착되어 고정되고 수차(100)가 회전 가능하게 설치되며 복수의 가로프레임(311)과 복수의 세로프레임(312)이 교차되게 설치되는 안착프레임(310)과, 안착프레임(310)을 수로에 고정시킬 수 있도록 안착프레임(310)의 꼭지점 영역에 결합되며 일정 높이를 갖는 복수의 고정바(320)로 구성될 수 있다.
그리고, 안착프레임(310)은 고정바(320)의 높이 방향을 따라 이동 가능하도록 안착프레임(310)의 상기 꼭지점 영역에는 관상의 관형부재(311)가 설치되고, 관형부재(313)는 고정바(320)의 외면에 슬라이딩 이동 가능하도록 삽입되어 있다.
가이드부(200)가 안착되어 고정되며 수차(100)가 회전 가능하게 설치되는 안착프레임(310)이 고정바(320)의 높이 방향을 따라 이동 가능하도록 구비됨으로써 소수력 발전장치가 수로에 설치되어 구동시에 수차(100)가 수중에 위치하는 높이가 조절됨으로써 가장 빠른 유속이 수차(100)에 가해지도록 함으로써 발전 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 고정바(320)에 별도의 조정필라를 설치하여 수차(100)의 상면이 수면에 평행을 유지하도록 함으로써 물의 운동에너지에 대한 벡터량이 수차(100)의 날개(110)에 직각 방향으로 작용하도록 함으로써 벡터 분력을 최소화시켜 수차(100)의 발전 효율을 증대시킬 수 있다.
그리고, 고정바(320)는 수차(100)가 설치되는 상기 수로의 깊이에 따라 길이가 가변되도록 인입출 가능하게 설치되는 것이 바람직하며, 수차(100)는 상기 수로의 바닥면과 수직을 이루도록 배치되는 회전축을 중심으로 회전 가능하도록 상기 수로에 횡방향으로 설치된다.
상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 소수력 발전장치가 작동하는 과정을 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
우선, 안착프레임(310)에 가이드부(200)가 고정 배치되고, 가이드부(200)의 중앙에 수차(100)를 회전 가능하도록 설치한 상태에서 안착프레임(310)에 구비된 관형부재(313)를 수로의 바닥면에 직립되게 배치된 4개의 고정바(320)에 삽입시킴으로써 수차(100)를 수중에 설치한다.
소수력 발전장치의 설치가 완료되면 수로를 따라 흐르는 물이 차수판(230)에 의하여 집수되면서 수차(100) 측으로 유입되면서 수차(100)를 회전시키고 가이드부(200)의 연장부(221)를 통하여 외부로 유출된다.
그리고, 수로를 따라 흐르는 물이 수차(100) 측으로 유입되면서 수차(100)의 밀폐공간부에 충진된 부력부재에 의하여 안착프레임(310)은 유속이 가장 빠른 높이로 위치가 가변하게 된다.
이때, 수로를 따라 흐르는 물과 동일한 방향으로 이동하는 날개(110)의 단부에 힌지 결합된 체크 플레이트(120)는 날개(110)의 판면과 밀착된 상태가 되어 수로를 따라 흐르는 물의 압력을 최대로 날개(110) 측으로 가압하게 된다.
그리고, 수로를 따라 흐르는 물과 반대 방향으로 이동하는 날개(110)의 단부에 힌지 결합된 체크 플레이트(120)는 물의 저항에 의하여 날개(110)의 판면으로부터 이탈된 상태가 되어 수로를 따라 흐르는 물의 압력이 최소로 날개(110) 측으로 가압되도록 하여 날개(110)가 받는 저항을 줄이게 됨으로써 발전 효율을 향상시킬 수 있다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 소수력 발전장치는 수차의 날개와 수로를 따라 흐르는 물이 접촉되는 면적을 가변시켜 수차에 회전에 대한 물의 저항력을 감소시킴으로써 발전 효율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 일 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 일 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
100 : 수차 101 : 회전축
110 : 날개 111 : 유공
120 : 가변부 121 : 체크 플레이트
130 : 몸통 200 : 가이드부
210 : 제1가이드판 211 : 연장부
220 : 제2가이드판 221 : 연장부
230 : 차수판 300 : 지지부
310 : 안착프레임 311 : 가로프레임
312 : 세로프레임 313 : 관형부재
320 : 고정바

Claims (12)

  1. 저낙차의 유수 조건에서 발전이 가능하도록 수로에 설치되어 회전 구동하도록 복수의 날개(110)를 구비하며, 상기 수로를 따라 흐르는 물의 유동 방향과 동일한 방향으로 이동하는 상기 날개(110)의 판면은 상기 물과의 접촉 면적이 상대적으로 증대되도록 하고 상기 물의 유동 방향과 반대 방향으로 이동하는 상기 날개(110)의 판면은 상기 물과의 접촉 면적이 상대적으로 감소하도록 하는 가변부(120)를 구비한 수차(100)와;
    상기 수차(100)의 둘레면에 구비되며 일단이 개구 형성되어 상기 수로의 물이 상기 수차(100)의 일측으로 유입되도록 하고, 타단이 개구 형성되어 유입된 물이 유출되도록 하는 가이드부(200)와;
    상기 수차가 회전 가능하게 상기 수로에 설치되도록 상기 수차(100)를 지지하는 지지부(300)를; 포함하고,
    상기 날개(110)의 판면에는 복수의 유공(111)이 관통 형성되고, 상기 가변부(120)는 상기 날개(110)의 판면과 동일한 형상으로 형성되며 상기 수차(100)를 구성하는 상기 날개(110)의 단부에 힌지 결합되어, 상기 날개(110)가 상기 물의 흐름 방향과 동일한 방향으로 이동시에는 상기 날개(110)의 판면과 밀착되어 상기 유공(111)을 폐쇄하고, 상기 물의 흐름 방향과 반대 방향으로 이동시에는 상기 날개(110)의 판면에서 이탈되어 상기 유공(111)을 개방하는 체크 플레이트(121)로 구성되며,
    상기 날개(110)가 부착되는 상기 수차(100)의 몸통(130)에는 외부와 차폐되는 밀폐공간부가 형성되고, 상기 밀폐공간부에는 물에 부상하는 재질로 형성된 별도의 부력부재가 충진되며, 상기 수차(100)는 상기 수로의 바닥면과 수직을 이루도록 배치되는 회전축을 중심으로 회전 가능하도록 상기 수로에 횡방향으로 설치되고,
    상기 지지부(300)는 상기 가이드부(200)가 안착되어 고정되고 상기 수차(100)가 회전 가능하게 설치되며 복수의 가로프레임(311)과 복수의 세로프레임(312)이 교차되게 설치되는 안착프레임(310)과, 상기 안착프레임(310)을 수로에 고정시킬 수 있도록 상기 안착프레임(310)의 꼭지점 영역에 결합되며 일정 높이를 갖는 복수의 고정바(320)로 구성되며,
    상기 안착프레임(310)은 상기 고정바(320)의 높이 방향을 따라 이동 가능하도록 상기 안착프레임(310)의 상기 꼭지점 영역에는 일정 높이를 갖도록 관상으로 형성되어 상기 고정바(320)와 면접촉하는 관형부재(313)가 설치되고, 상기 관형부재(313)는 상기 고정바(320)의 외면에 슬라이딩 이동 가능하도록 삽입된 것을 특징으로 하는 소수력 발전장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 날개(110)와 상기 체크 플레이트(121)의 판면은 굴곡진 형상으로 동일하게 형성된 것을 특징으로 하는 소수력 발전장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가이드부(200)는 상기 수차의 둘레면 일측에 구비되며 상대적으로 짧은 굴곡면으로 형성된 제1가이드판(210)과, 상대적으로 긴 굴곡면으로 형성된 제2가이드판(220)으로 구성된 것을 특징으로 하는 소수력 발전장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1가이드판(210)과, 상기 제2가이드판(220)의 양단부에는 외측으로 일정 길이 연장 형성된 연장부(211, 221)가 구비되되, 상기 수로의 물이 유입되는 방향에 구비된 연장부(211, 221)는 외측으로 벌어지게 형성된 것을 특징으로 하는 소수력 발전장치.
  6. 제5항에 있어서,
    외측으로 벌어지게 형성된 상기 연장부(211, 221)의 단부에는 상기 수차(100) 측으로 상기 물이 집수되어 유입되도록 하는 별도의 차수판(230)이 더 설치된 것을 특징으로 하는 소수력 발전장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 고정바(320)는 상기 수차가 설치되는 상기 수로의 깊이에 따라 길이가 가변되도록 인입출 가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 소수력 발전장치.



  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
KR1020150074209A 2015-05-27 2015-05-27 소수력 발전장치 KR101617332B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150074209A KR101617332B1 (ko) 2015-05-27 2015-05-27 소수력 발전장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150074209A KR101617332B1 (ko) 2015-05-27 2015-05-27 소수력 발전장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101617332B1 true KR101617332B1 (ko) 2016-05-02

Family

ID=56021759

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150074209A KR101617332B1 (ko) 2015-05-27 2015-05-27 소수력 발전장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101617332B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101665421B1 (ko) * 2016-05-02 2016-10-12 (주)세니츠코퍼레이션 착저식 수상구조물의 승강장치
KR102617366B1 (ko) * 2023-05-22 2023-12-21 주식회사 씨앤에이에너지 유속조절유닛을 가진 수력발전장치

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014134190A (ja) * 2013-01-08 2014-07-24 Masahito Saito 反転羽根式水車

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014134190A (ja) * 2013-01-08 2014-07-24 Masahito Saito 反転羽根式水車

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101665421B1 (ko) * 2016-05-02 2016-10-12 (주)세니츠코퍼레이션 착저식 수상구조물의 승강장치
KR102617366B1 (ko) * 2023-05-22 2023-12-21 주식회사 씨앤에이에너지 유속조절유닛을 가진 수력발전장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2987997A1 (en) Air-cushioned small hydraulic power generating device
KR102107839B1 (ko) 수상 복합 발전시스템
KR20100135579A (ko) 소수력 발전장치
KR101617332B1 (ko) 소수력 발전장치
JP2016527440A (ja) 発電装置
JP6508361B2 (ja) 河川用水力発電装置
KR101567263B1 (ko) 소수력 발전장치
KR102236015B1 (ko) 조수에 의해 작동하는 에너지 발생 장치 및 이 장치를 제공하는 방법
KR101318480B1 (ko) 고효율 다단 조류 발전기
KR20200002084A (ko) 무전력 양수 및 소수력발전 시스템
KR101510603B1 (ko) 회전축의 회전수가 일정한 회전발전장치
KR20150140057A (ko) 수차를 이용한 수력발전기
CN209261723U (zh) 桥式可移动卧式水轮机发电机组
KR101208613B1 (ko) 하이브리드형 마이크로 소수력 발전장치
KR101922237B1 (ko) 수차 터빈을 이용한 이동 및 반잠수식 발전기
KR20120068136A (ko) 풍력발전장치
CN206681902U (zh) 一种江河流叶片可变角水轮发电机组
KR101590070B1 (ko) 수력 발전장치 및 수력 발전장치용 수차
KR20160025847A (ko) 수중 설치형 소수력 발전장치
CN205618289U (zh) 一种水动能发电机组
KR102337144B1 (ko) 소수력 발전장치
KR102337145B1 (ko) 소수력 발전장치
KR101728687B1 (ko) 개폐창문을 이용한 수력발전장치
KR20150142078A (ko) 수중 매입형 소수력 발전 장치
JP5296916B1 (ja) プロペラ水車発電装置

Legal Events

Date Code Title Description
AMND Amendment
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190426

Year of fee payment: 4