KR101642676B1 - internal mounted inline screw type of small scale hydropower - Google Patents

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KR101642676B1
KR101642676B1 KR1020160057447A KR20160057447A KR101642676B1 KR 101642676 B1 KR101642676 B1 KR 101642676B1 KR 1020160057447 A KR1020160057447 A KR 1020160057447A KR 20160057447 A KR20160057447 A KR 20160057447A KR 101642676 B1 KR101642676 B1 KR 101642676B1
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Abstract

The present invention relates to an internal inline screw small hydropower generation device capable of being installed in a water treatment facility such as a water and sewage treatment plant or a duct in a small river, and generating and supplying power through power generation converting movement energy into electric energy by using power (pressure, flux) of water flowing in the duct. To this end, the small hydropower generation device, producing electric power by using water power, includes: a water duct (100) including an inlet (101) and an outlet (102) in both sides to form water pressure by making water flow inside; a rotor (200) rotated by using the water pressure of the water duct (100); and a power generating unit (300) receiving rotational force of the rotor (200) through an operating shaft (310), and producing electric power by using a power generator (330) operated by the rotational force. The rotor (200) comprises: a rotor inner wheel (210) combined with the operating shaft (310); a rotor outer wheel (220) having an internal diameter of which size is the same as the diameter of an inner wall of the outlet (102) on the edge of the inner wheel (210); and multiple rotor wings (230) combined in a radial shape between the rotor inner wheel (210) and the rotor outer wheel (220).

Description

내장형 인라인스크류 소수력발전장치 {internal mounted inline screw type of small scale hydropower}[0001] The present invention relates to an internal inline screw type small scale hydropower generator,

본 발명은 정수 및 하수처리장과 같은 수처리 시설 또는 소하천 등의 관로에 설치되며, 그 관로에 흐르는 물의 수력(수압, 유량)을 이용한 운동 에너지를 전기 에너지로 전환하는 발전작용에 의해 전력을 생산하여 공급되게 하는 내장형 인라인스크류 소수력발전장치에 관한 것이다.The present invention relates to an electric power generating and supplying device for generating electric power by converting a kinetic energy using electric power (water pressure, flow rate) of water flowing into a water treatment facility such as a water purification plant or a sewage treatment plant or a pipeline such as a small river, To an internal inline screw small hydrostatic power generating device.

일반적으로, 수력발전은 물의 흐름을 이용한 운동 에너지를 전기 에너지로 전환하여 발전을 수행하는 것으로, 하천의 물을 막거나 댐을 건설하여 유수를 이용한 낙차 현상으로 발전하는 대용량 수력발전설비 또는, 소하천과 농수로 및 각종 수처리 시설에 적용되어 설비 용량이 15,000kw 미만의 소수력발전설비를 구분되고 있다.Generally, hydroelectric power is generated by converting kinetic energy using water flow into electric energy and generating electricity. It is a large-capacity hydroelectric power plant or a small-scale hydroelectric power plant that generates water by blocking the water of a river or constructing a dam, Scale hydroelectric power plants with less than 15,000 kW capacity are being applied to agricultural waterways and various water treatment facilities.

이러한 수력발전설비 중에 소수력발전은 대용량 수력발전설비와 원리 면에서 차이가 없으나 대용량 수력발전설비의 부정적 요인(대규모 설비에 의한 환경파괴, 시설 가능 지역의 제한 등등)을 해결할 수 있으며, 소수력발전은 다른 발전설비에 비해 친환경적이고, 단위 용량당 에너지 생산량이 많으며, 원자재의 해외의존도가 없어 광범위하게 널리 사용되고 있는 실정이다.Among these hydroelectric power plants, small hydro power generation is not different in principle from large capacity hydro power generation facilities, but it can solve negative factors of large capacity hydro power generation facilities (environmental destruction due to large scale facilities, restriction of facility area, etc.) It is eco-friendly compared to power generation facilities, has a large amount of energy output per unit capacity, and is widely used because of its lack of dependence on foreign materials.

기존 소수력발전에서 사용하는 대표적인 수차는 펠톤, 횡류수차, 프란시스, 카프란, 튜블러 등이 있었으며, 그 중 펠톤, 횡류수차, 프란시스, 카프란은 물의 유입방향과 물의 유출 방향이 직각인 관계로 관을 절단하고 관의 중간부분에 설치하기가 곤란하며, 관을 절단하고 설치하여도 수차 유출구 방향에 엘보등을 설치하여 관의 방향을 바꾸어야 하므로 설치공간이 증가하고, 효율이 감소할 수 있었다. 이를 위해 물의 유입과 유출이 일직선상에 있고, 배관 중간에 설치가 가능한 튜블러 수차를 광범위하게 이용하고 있다.The typical aberrations used in the existing hydro-electric power generation are Pelton, transverse aberration, Francis, capranc, tubular, etc. Among them, Pelton, transverse aberration, Francis, And it is difficult to install it in the middle part of the pipe. Even if the pipe is cut and installed, since the elbow or the like is installed in the direction of the aberration outlet, the direction of the pipe must be changed. To this end, the inflow and outflow of water are in a straight line, and tubular aberration that can be installed in the middle of piping is widely used.

이와 같은 기술과 관련하여 종래 등록특허공보 제10-1369522호를 살펴보면, 유체가 통과하는 유로 상에서 설치된 터빈 및 상기 터빈의 회전에 따라 발전하는 발전기를 포함하고, 상기 터빈은 본체, 상기 본체의 외측에 각도조절가능하게 설치된 복수의 날개, 상기 복수의 날개 측에 개별적으로 연결된 복수의 날개 회전축을 구비하며, 각 날개 회전축의 일단에는 각 날개가 결합되고, 각 날개 회전축의 타단에는 날개 회전축을 회전시키는 액츄에이터가 연결되며, 상기 액츄에이터에는 제어부가 전기적으로 접속되고, 상기 제어부는 상기 유로를 통과하는 유체의 유량 변동에 대응하여 상기 액츄에이터의 구동을 제어함으로써 날개의 각도를 가변하는 구조로 이루어져 있다.With respect to such a technique, a conventional turbine disclosed in Korean Patent Publication No. 10-1369522 includes a turbine installed on a passage through which fluid flows, and a generator that generates power according to the rotation of the turbine. The turbine includes a main body, And a plurality of blades rotatably mounted on the plurality of blades, and a plurality of blade rotating shafts individually connected to the plurality of blades. Each blade is coupled to one end of each blade rotating shaft, and an actuator The control unit is electrically connected to the actuator, and the control unit is configured to vary the angle of the blades by controlling the driving of the actuator in response to the fluctuation of the flow rate of the fluid passing through the flow path.

또한 종래 등록특허공보 제10-1503727호를 살펴보면, 러너에서 수압이 인가되는 측에는, 수압이 유입되는 입구와 상기 러너로 배출하는 출구를 가지는 '관' 형상의 유입관이 배치되되, 상기 유입관은 입구가 출구에 비하여 그 직경이 크게 형성되어 입구에서 출구 측으로 갈수록 수압이 증대되도록 되고, 상기 러너는 상기 유입관의 출구에 접속된 연결관의 내부에 배치됨과 아울러, 상기 러너에 대하여 상기 유입관 측의 상기 연결관에는 중앙을 중심으로 방사상으로 배치되되 수압이 중앙을 중심으로 와류 형태로 이동하도록 경사면을 가지는 경사 날개들을 포함하여 구성되어 있다.In addition, according to the conventional patent publication No. 10-1503727, a 'pipe' type inflow pipe having an inlet through which water pressure is introduced and an outlet through which the water is discharged is arranged on the side to which the water pressure is applied by the runner, The inlet is formed to have a larger diameter than the outlet and the water pressure is increased as it goes from the inlet to the outlet, the runner is disposed inside the connection pipe connected to the outlet of the inlet pipe, And the inclined wings having an inclined surface such that the water pressure moves in the form of a vortex around the center.

이와 같이 제시된 종래 선행기술문헌들을 배경으로 다양한 소수력발전장치가 개발되고 있지만 개선해야할 기술적 문제점들이 여전히 노출되고 있는 상황이다.Various small power generation devices have been developed in the background of the prior art documents presented above, but technical problems to be improved are still being exposed.

이를 살펴보면, 종래의 경우 소수력발전장치에서 사용하는 회전자(런너)는 복수의 날개(블레이드)가 회전축 둘레로 단순 결합되는 프로펠러(propeller) 형상으로 이루어지기 때문에 회전자 날개의 끝 부분이 수 관로의 내벽에 일정 간격 이격됨으로 틈새 공간이 생겨 물이 저항 없이 빠져나갈 수 있고, 또한 복수의 날개를 물의 흐름에 따라 각도를 조절할 수 있는 가변형 날개 구조를 사용하면 물의 압력이 한계까지 상승하면서 가변형 날개가 의도치 않게 움직여 날개에 전달되는 물의 압력이 상쇄될 수 있음에 따라 기존의 소수력발전장치는 물의 운동 에너지를 완전히 활용하지 못하는 손실이 생겨 발전 효율이 좋지 못한 문제점이 있었다.In the prior art, since the rotor (runner) used in the small hydrostatic power generator has a propeller shape in which a plurality of blades (blades) are simply coupled around the rotating shaft, the end portion of the rotor blade When the variable wing structure is used, which allows the water to escape without resistance due to the space being spaced at a certain distance from the inner wall, and the angle of the wing can be adjusted according to the flow of the water, the water pressure rises to the limit, The water pressure transmitted to the wing can be canceled. Therefore, the existing small hydroelectric power generation apparatus has a problem that the kinetic energy of the water is not fully utilized and the power generation efficiency is poor.

또한, 종래의 경우 발전기 내부의 영구자석은 온도가 상승하면 자성이 감소하면서 임계온도를 초과하는 경우 자성은 완전히 사라지는 특성이 있고, 온도를 일정 온도 이하로 낮추어도 자성은 원상태로 회복되지 않기 때문에 발전기의 자석이 항상 일전한 온도로 유지되어야 하며, 또한 회전자의 회전작동을 위한 베어링 유닛 역시 온도가 높으면 그리스의 윤활기능이 떨어지고, 온도가 너무 낮으면 마찰력이 커짐에 따라 기존의 소수력발전장치는 발전기 및 베어링 유닛이 항상 일정한 온도로 유지될 수 있게 하는 냉각장치가 절실하게 필요한 문제점이 있었다.In addition, in the conventional case, the permanent magnet in the generator has a characteristic in that when the temperature rises, the magnetism decreases, and when the temperature exceeds the threshold temperature, the magnetism disappears completely. Even if the temperature is lowered to a certain temperature or lower, The lubricating function of the grease is deteriorated when the temperature is high, and when the temperature is too low, the frictional force becomes large, so that the existing small- And a cooling device that enables the bearing unit to be maintained at a constant temperature at all times.

또한, 종래의 경우 소수력발전장치의 회전자에 축으로 연결된 풀리를 이용해 외부에 별도 설치된 발전기로 회전 동력이 전달되는 구조를 갖기 때문에 수 관로의 내부로 물이 유동하는 중간 부분에 풀리 연결을 위한 벨트 작동 공간을 확보해야 함에 따라 그 작동 공간에 의해 저항이 생겨 물이 정상적으로 공급되지 않고 압력과 유량이 감소하는 문제점이 있었다.In addition, since the rotary power is transmitted to the generator installed separately from the outside by using a pulley connected to the rotor of the small hydro-electric power generator in the related art, a belt for connecting the pulley to the middle portion, There is a problem that resistance is generated due to the operation space and water is not normally supplied and pressure and flow rate are decreased.

대한민국 등록특허공보 제10-1369522호(등록일:2014.02.25)가 제시되어 있다.Korean Patent Registration No. 10-1369522 (filed on Feb. 25, 2014) is presented. 대한민국 등록특허공보 제10-1503727호(등록일:2015.03.12)가 제시되어 있다.Korean Patent Registration No. 10-1503727 (Registered on May 31, 2015) is presented.

본 발명은 소수력발전장치의 회전자 날개 끝 부분과 수 관로 사이로 틈새가 없도록 회전자를 일체형 구조로 제작함과 더불어, 물의 흐름에 의한 압력으로 회전자의 날개가 움직이지 않도록 고정형 날개를 적용하는 등 회전자의 전체 구조를 개선함에 따라 물이 저항 없이 빠져나가는 것을 방지하면서, 물의 운동 에너지를 완전히 활용할 수 있게 하여 발전 효율이 향상되도록 하는데 그 목적이 있다.In the present invention, the rotor is integrally formed so that there is no gap between the end of the rotor blade of the small hydrostatic power generator and the water pipe, and a fixed blade is applied to prevent the rotor blade from moving due to the pressure of water flow The object of the present invention is to improve the overall efficiency of the rotor by making it possible to fully utilize the kinetic energy of water while preventing the water from escaping without resistance.

또한, 본 발명은 소수력발전장치의 발전기 및 베어링 유닛에 일정한 온도로 유지될 수 있게 하는 냉각장치를 적용함에 따라 발전기의 내부 영구자석의 자성이 감소하거나 자성이 완전히 사라지는 것을 방지하고, 베어링 유닛의 윤활기능이 떨어지거나 마찰력이 커지는 것을 방지하도록 하는데 또 다른 목적이 있다.In addition, the present invention can prevent the magnetism of the internal permanent magnet of the generator or the magnetism from completely disappearing by applying the cooling device that allows the generator and the bearing unit of the small hydrostatic power generator to be maintained at a constant temperature, Another purpose is to prevent the function from dropping or increasing the frictional force.

또한, 본 발명은 소수력발전장치의 발전기를 수 관로 내부에 위치되게 하면서 회전자와 직렬로 축 연결시켜 회전 동력이 전달되게 구조를 개선함에 따라 물이 유동하는 부분에 저항을 발생하는 공간이 없어 물이 정상적으로 수 관로에 공급될 수 있고, 물의 압력과 유량이 감소하는 것을 방지하는데 또 다른 목적이 있다.In addition, since the generator of the small hydro-power generator is positioned inside the water pipe, the rotor is connected in series with the rotor to improve the structure to transmit rotational power, Is normally supplied to the water pipe, and another purpose is to prevent the decrease of the pressure and the flow rate of the water.

이와 같은 목적을 해결하기 위해 본 발명은;According to an aspect of the present invention,

수력을 이용해 발전하여 전력을 생산하는 내장형 인라인스크류 소수력발전장치로서,It is a built-in in-line screw small-scale hydroelectric power plant which generates electricity by using hydroelectric power,

양측에 물의 입구 및 출구가 각각 형성됨으로 내부로 물이 흐르면서 수압이 형성되는 수 관로와;A water conduit in which a water pressure is formed as water flows in the water inlet and the water outlet are formed on both sides;

상기 수 관로의 수압을 이용해 회전작동하는 회전자와;A rotor rotatably operated using the water pressure of the water channel;

상기 회전자의 회전동력이 구동축을 이용해 전달되며, 그 회전동력으로 작동하는 발전기를 이용해 전력을 생산하는 발전기수단을 포함하여 구성되고,And a generator means for generating electric power by using a rotary power of the rotor, which is transmitted by using a drive shaft,

상기 회전자는, 구동축에 축 결합되는 회전자 내륜과, 상기 회전자 내륜의 둘레로 상기 출구의 내벽과 동일 직경의 내경을 갖는 회전자 외륜 및, 상기 회전자 내륜과 회전자 외륜 사이에 방사형으로 고정결합된 복수의 회전자 날개를 포함하는 것을 특징으로 하는 내장형 인라인스크류 소수력발전장치를 제공한다.The rotor includes: a rotor inner ring which is axially coupled to a drive shaft; a rotor outer ring having an inner diameter of the same diameter as an inner wall of the outlet around the inner ring of the rotor; and a rotor outer ring fixed radially between the rotor inner ring and the rotor outer ring And a plurality of rotor blades coupled to each other.

이러한 본 발명에 따르면, 소수력발전장치의 회전자를 축 연결을 위한 내륜 및, 내륜의 둘레로 수 관로의 내벽과 동일 직경을 갖는 외륜으로 마련하고, 그 내륜과 외륜 사이에 복수의 날개를 고정시켜 이루어진 회전자를 구성함으로써 물이 저항 없이 빠져나가는 틈새가 없어 물의 운동 에너지를 완전히 활용하면서 고정형 날개에 의해 물의 압력으로 날개가 움직이거나 진동이 발생하지 않아 발전 효율이 향상되는 효과가 있다.According to the present invention, the rotor of the small hydrostatic power generator is provided with the inner ring for shaft connection and the outer ring having the same diameter as the inner wall of the water channel around the inner ring, and a plurality of vanes are fixed between the inner ring and the outer ring There is no clearance for water to escape without resistance, thereby making it possible to fully utilize the kinetic energy of the water while the wing moves due to the pressure of the water due to the fixed blade, or vibration is not generated, thereby improving the power generation efficiency.

또한, 소수력발전장치의 발전기 및 베어링 유닛의 외부 표면으로 냉각수가 냉각라인을 이용해 지속적으로 순환하면서 냉각수의 열교환에 의한 냉각을 수행하는 냉각수단을 설치구성함으로써 발전기 및 베어링 유닛이 일정한 온도로 유지됨에 따라 발전기의 내부 영구자석의 자성이 감소하거나 자성이 완전히 사라지는 것을 방지하고, 베어링 유닛의 윤활 기능이 떨어지거나 마찰력이 커지는 것을 방지하는 또 다른 효과가 있다.In addition, since the generator and the bearing unit are maintained at a constant temperature by providing cooling means for cooling the cooling water to the outer surface of the generator and bearing unit of the small hydrostatic power generator by using the cooling line and performing cooling by heat exchange of cooling water There is another effect of preventing the magnetism of the inner permanent magnet of the generator from being reduced or completely disappearing of magnetism, and the lubrication function of the bearing unit being deteriorated or the frictional force being increased.

또한, 소수력발전장치의 발전기를 수 관로의 내부에 설치한 상태에서, 그 발전기를 구동축을 이용해 회전자와 직렬연결되게 설치구성함으로써 수 관로의 내부 유로로 물의 저항이 되는 공간이 없어 물이 정상적으로 수 관로에 공급되면서 물의 압력과 유량이 감소하는 것을 방지할 수 있는 또 다른 효과가 있다.In addition, since the generator of the small hydro-power generator is installed inside the water channel and the generator is connected to the rotor in series by using the drive shaft, there is no space for resistance of water to the inner channel of the water channel, There is another effect that the pressure and the flow rate of water can be prevented from being reduced while being supplied to the pipeline.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 내장형 인라인스크류 소수력발전장치에 대한 각부 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 내장형 인라인스크류 소수력발전장치의 작동 상태의 도면.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 내장형 인라인스크류 소수력발전장치에 대한 각부 구성도.FIGS. 1 to 3 are diagrams showing components of a built-in inline screw small hydro power generation apparatus according to a first embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 4 is a view showing the operating state of the built-in inline screw small hydroelectric power generating apparatus according to the present invention. FIG.
FIG. 5 is a block diagram of a built-in inline screw small hydro power generation apparatus according to a second embodiment of the present invention. FIG.

본 발명에 따른 내장형 인라인스크류 소수력발전장치를 첨부된 도면을 참고로 하여 이하 상세히 기술되는 실시 예들에 의해 그 특징들을 이해할 수 있을 것이다.The built-in in-line screw miniature hydroelectric generating apparatus according to the present invention can be understood by referring to the attached drawings, and the features thereof will be understood by the embodiments described in detail below.

한편, 실시 예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하거나 속하지 아니한 기술분야에서 광범위하게 널리 알려져 사용되고 있는 구성요소에 대해서는 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 하며, 이는 불필요한 설명을 생략함과 더불어 이에 따른 본 발명의 요지를 더욱 명확하게 전달하기 위함이다.In the following description of the exemplary embodiments of the present invention, a detailed description of components that are widely known and used in the art to which the present invention belongs is omitted, and unnecessary explanations thereof are omitted. It is to communicate the point more clearly.

도 1 내지 도 5는 본 발명의 각 실시 예에 따른 내장형 인라인스크류 소수력발전장치를 설명하기 위해 도시한 도면들이다.FIGS. 1 to 5 are views illustrating a built-in inline screw small hydroelectric power generating apparatus according to each embodiment of the present invention.

이에 따른 소수력발전장치(1)를 개략적으로 살펴보면, 내부로 물이 흐르면서 수압이 형성되는 수 관로(100)와; 수압으로 회전작동하는 회전자(200)와; 회전자(200)의 회전동력을 이용해 발전기(330)가 작동하면 전력을 생산하는 발전기수단(300)을 포함하여 구성된다.The miniature hydroelectric power generating apparatus 1 according to the present invention includes: a water pipe 100 in which a water pressure is formed as water flows inside; A rotor (200) rotating and rotating with hydraulic pressure; And generator means 300 for generating electric power when the generator 330 is operated by using the rotational power of the rotor 200.

이하, 본 발명의 기본 구성의 실시 예로서, 제1 실시 예에 따른 내장형 인라인스크류 소수력발전장치의 각부 구성을 도 1 내지 도 3을 참고로 구체적으로 설명한다. 도 1은 제1 실시 예에 따른 소수력발전장치의 사시도, 도 2은 제1 실시 예에 따른 소수력발전장치의 사시 상태의 측단면도, 도 3은 제1 실시 예에 따른 소수력발전장치의 측면도이다.Hereinafter, the construction of each part of the built-in inline screw small hydro power generation apparatus according to the first embodiment as an embodiment of the basic structure of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1 to FIG. FIG. 1 is a perspective view of a small hydroelectric power generating apparatus according to a first embodiment, FIG. 2 is a side sectional view of a small hydropower generating apparatus according to a first embodiment, and FIG. 3 is a side view of the small hydropower generating apparatus according to the first embodiment.

먼저 상기 수 관로(100)는;First, the water channel 100 includes:

양측에 물의 입구(101) 및 출구(102)가 각각 형성됨으로 내부로 물이 흐르면서 수압이 형성되게 하는 것이다.Since the water inlet 101 and the water outlet 102 are formed on both sides, the water pressure is formed as the water flows into the inside.

이와 같은 수 관로(100)는 내구성이 우수하며, 물에 의한 부식에 강한 금속 재질로 제작하거나, 표면에 부식방지 처리를 수행할 수 있으며, 바람직하게는 수 관로(100)를 정수 및 하수처리장과 같은 수처리 시설 또는 소하천 등에서 물이 흐르는 관로 사이에 관 이음으로 설치하여 사용한다.The water pipe 100 having excellent durability can be made of a metal material which is resistant to corrosion by water or can be subjected to corrosion prevention treatment on the surface. Preferably, the water pipe 100 is connected to a water purification and sewage treatment plant The same water treatment facility or small river is used to install the pipe between the channel where the water flows.

여기서 상기 수 관로(100)는 중앙은 후술하는 발전기수단(300)을 설치하기 위해 지름이 크고, 그 중앙 부분의 양단으로 물의 유입 및 배출되는 과정에서 수압이 형성될 수 있도록 지름을 작게 형성하는 구조이다.Here, the water pipe 100 has a large diameter in order to install the generator means 300, which will be described later, and has a small diameter so that a water pressure can be formed during the inflow and outflow of water to both ends of the central portion thereof to be.

본 발명의 기본 실시 예에 따른 수 관로(100)는; 메인 하우징(110), 유입 하우징(120), 유출 하우징(130), 배출 하우징(140)을 더 포함하여 구성될 수 있다.The water pipe 100 according to the basic embodiment of the present invention includes: And may further include a main housing 110, an inlet housing 120, an outlet housing 130, and an outlet housing 140.

예를 들면, 상기 수 관로(100)는; 관 형으로 형성되되, 양단에 관 이음을 위한 플랜지가 마련된 메인 하우징(110)을 더 포함한다.For example, the water channel 100 may include: And a main housing 110 formed with a flange for receiving pipes at both ends thereof.

상기 메인 하우징(110)은 발전기수단(300)이 내부에 수용될 수 있을 정도의 크기를 갖는 관 형태로 제작된다.The main housing 110 is formed in the shape of a tube having a size such that the generator means 300 can be accommodated therein.

또한, 상기 수 관로(100)는; 메인 하우징(110)의 일측 플랜지 부분에 관 이음으로 연결되어 안쪽으로 물의 입구(101)를 형성하는 유입 하우징(120)을 더 포함한다.In addition, the water channel 100 includes: And an inlet housing 120 connected to one flange portion of the main housing 110 by a pipe to form an inlet 101 of water inside.

상기 유입 하우징(120)은 최초 물이 유입되는 일단은 직경이 작고, 그 반대 측은 직경이 크게 형성되는 경사 관 형태로 제작되며, 상기 유입 하우징(120)의 양 측단으로 관 이음을 위한 플랜지 부분이 마련된 구조이다.One end of the inflow housing 120 through which the initial water flows is small in diameter and the opposite side is formed in the shape of a slant tube having a large diameter. A flange portion for connecting pipes to both ends of the inflow housing 120 .

이때, 상기 유입 하우징(120)이 경사 관 구조로 제작됨으로 물이 흐르는 관로에 비하여 단면적이 크게 됨에 따라 일정 이상의 유량을 확보할 수 있게 된다.At this time, since the inflow housing 120 is formed in an oblique tube structure, a larger flow rate can be ensured as the cross-sectional area of the inflow housing 120 is larger than that of the water flow path.

또한, 상기 수 관로(100)는; 메인 하우징(110)에 유입 하우징(120)이 연결된 부분의 반대쪽 플랜지 부분에 관 이음으로 연결되는 유출 하우징(130)을 더 포함한다.In addition, the water channel 100 includes: And an outlet housing 130 connected to the flange portion of the main housing 110 opposite to the inlet housing 120 to which the inlet housing 120 is connected.

상기 유출 하우징(130)은 메인 하우징(110)을 통과한 물이 유입되는 측은 직경이 크고, 그 반대 측은 직경이 작게 형성되는 경사 관 형태로 제작되며, 상기 유출 하우징(130)의 양 측단 역시 관 이음을 위한 플랜지 부분이 마련된 구조이다.The outflow housing 130 is formed in the shape of an inclined tube having a large diameter on the side where the water passing through the main housing 110 is inflowed and a small diameter on the opposite side and both side ends of the outflow housing 130 And a flange portion for jointing is provided.

이때, 상기 유출 하우징(130)이 출구(102)가 메인 하우징(110)의 내경에 비교하여 매우 작은 직경을 갖음에 따라 병목 현상을 유도하여 수압이 상승할 수 있도록 한다.At this time, the outflow housing 130 has a very small diameter as compared with the inner diameter of the main housing 110, so that the bottleneck phenomenon is induced and the water pressure can be increased.

또한, 상기 수 관로(100)는; 유출 하우징(130)의 물이 배출되는 부분에 플랜지 부분을 통해 관 이음으로 연결되어 안쪽으로 출구(102)를 갖는 배출 하우징(140)을 더 포함한다.In addition, the water channel 100 includes: And an outlet housing 140 connected to the discharge outlet of the outlet housing 130 through a flange portion at a water outlet thereof and having an outlet 102 inwardly.

상기 배출 하우징(140)은 직선의 관 형태로 제작되어 안쪽으로 후술하는 회전자(200) 및 가이드 베인(400)이 위치하는 출구(102)가 마련되며, 상기 배출 하우징(140)의 양 측단 역시 관 이음을 위한 플랜지 부분이 마련된 구조이다.The discharge housing 140 is formed in the form of a straight tube and is provided with an outlet 102 in which a rotor 200 and a guide vane 400 to be described later are located. Both ends of the discharge housing 140 And a flange portion for pipe joint is provided.

이때, 상기 배출 하우징(140)은 소수력발전장치(1)의 내부로 유입되는 물이 최종적으로 배출되는 기능을 수행한다.At this time, the discharge housing 140 performs the function of finally discharging the water introduced into the small hydrostatic power generator 1.

여기서 상기 수 관로(100)의 메인 하우징(110), 유입 하우징(120), 유출 하우징(130), 배출 하우징(140)의 플랜지 연결 부분에는 누수를 방지하는 오링이 마련될 수 있다.An O-ring for preventing water leakage may be provided on the flange connecting portion of the main housing 110, the inlet housing 120, the outlet housing 130, and the discharge housing 140 of the water channel 100.

그리고, 상기 회전자(200)는;The rotor 200 includes:

상기 수 관로(100)의 수압을 이용해 회전작동하며, 그 회전작동에 의한 운동에너지를 발전기수단(300)에 전달시켜 발전이 수행되도록 하는 것이다.And is operated to rotate by using the water pressure of the water channel 100 and to transmit kinetic energy by the rotation operation to the generator means 300 to perform power generation.

이와 같은 회전자(200)는 물의 수압에 의한 변형을 방지하기 위해 내구성이 우수하며, 물에 의한 부식 역시 강한 금속 재질로 제작하거나, 표면에 부식방지 처리를 수행할 수 있다.The rotor 200 has excellent durability in order to prevent water from being deformed by water pressure, and can be made of a metal material having high corrosion resistance by water, or can be subjected to corrosion prevention treatment on its surface.

여기서 상기 회전자(200)는 상기 수 관로(100)의 배출 하우징(140) 내부에 위치한 상태에서 후술하는 구동축(310)에 축 결합되어 키 구조로 고정됨으로 수압에 의해 회전하면 구동축(310)을 통해 회전운동을 전달할 수 있게 된다.The rotor 200 is fixed to the drive shaft 310 to be described later in a state of being located inside the discharge housing 140 of the water channel 100 and is fixed in a key structure so that the drive shaft 310 is rotated So that the rotational motion can be transmitted.

본 발명의 기본 실시 예에 따른 회전자(200)는; 회전자 내륜(210), 회전자 외륜(220), 회전자 날개(230)를 더 포함하여 구성될 수 있다.The rotor 200 according to the basic embodiment of the present invention includes: The rotor inner ring 210, the rotor outer ring 220, and the rotor blades 230. [

예를 들면, 상기 회전자(200)는; 구동축(310)에 축 결합되는 회전자 내륜(210)과, 상기 회전자 내륜(210)의 둘레로 상기 출구(102)의 내벽과 동일 직경의 내경을 갖는 회전자 외륜(220) 및, 상기 회전자 내륜(210)과 회전자 외륜(220) 사이에 방사형으로 고정결합된 복수의 회전자 날개(230)를 더 포함한다.For example, the rotor 200 may include: A rotor outer ring 220 having an inner diameter equal to the inner diameter of the inner wall of the outlet 102 around the inner ring 210 of the rotor and a rotor inner ring 210 axially coupled to the drive shaft 310, And further includes a plurality of rotor blades 230 radially fixedly coupled between the inner ring 210 and the rotor outer ring 220.

상기 회전자 내륜(210)은, 중앙에 구동축(310)이 관통 삽입되는 원판 링으로 제작되며, 상기 회전자 내륜(210)의 구동축(310)이 삽입되는 부분에는 키 결합을 위한 키 홈이 형성되어 상기 회전자 내륜(210)이 구동축(310)과 동일한 회전을 할 수 있는 구조이다.The rotor inner ring 210 is formed of a disk ring in which a drive shaft 310 is inserted at the center and a key groove for key engagement is formed in a portion of the rotor inner ring 210 where the drive shaft 310 is inserted So that the rotor inner ring 210 can rotate in the same manner as the drive shaft 310. [

상기 회전자 외륜(220)은, 회전자 내륜(210)의 둘레에 일정간격 이격된 원판 링으로 제작되며, 상기 회전자 외륜(220)의 내경은 상기 수 관로(100)의 출구(102), 즉 배출 하우징(140)의 내주와 동일 직경을 갖도록 형성하여, 회전자 외륜(220)의 내경이 유로의 내측에 돌출되지 않아 물의 흐름에 방해가 되지 않고 물의 흐름 역시 일직선으로 원활하게 흐를 수 있게 된다.The rotor outer ring 220 is made of a disk ring spaced at a predetermined interval around the rotor inner ring 210. The inner diameter of the rotor outer ring 220 is larger than the inner diameter of the outlet 102, The inner diameter of the rotor outer ring 220 does not protrude to the inside of the flow path so that the flow of water can flow smoothly and smoothly without being interrupted by the flow of water .

이때, 상기 회전자 외륜(220)의 외측면과 배출 하우징(140) 내측면 사이에는 베어링 기능을 위한 구조물이 설치됨으로 이에 따라 회전자(200)에 어떠한 원인에 의한 충격이 발생하여도 베어링 기능에 따라 회전자(200)에 진동이 발생하지 않으면서, 파손을 방지하게 된다.At this time, a structure for bearing function is provided between the outer side surface of the rotor outer ring 220 and the inner side surface of the discharge housing 140. Accordingly, even if a shock due to any cause is generated in the rotor 200, Accordingly, the rotor 200 is prevented from being damaged without generating vibration.

상기 복수의 회전자 날개(230)는, 복수의 판재가 상기 회전자 내륜(210) 및 회전자 외륜(220) 사이의 이격 공간에 삽입되면, 그 회전자 날개(230)의 상하측이 상기 회전자 내륜(210) 및 회전자 외륜(220)의 내측에 각각 용접으로 고정되거나, 또는 주형을 이용해 회전자(200) 전체를 단일체의 주물로 제작할 수 있다.The plurality of rotor blades 230 may be configured such that when a plurality of plates are inserted into the spacing space between the rotor inner ring 210 and the rotor outer ring 220, The inner ring 210 and the rotor outer ring 220, respectively. Alternatively, the entire rotor 200 may be formed as a single cast using a mold.

이때, 상기 복수의 회전자 날개(230)가 회전자 내륜(210)과 회전자 외륜(220) 사이에 고정되는 구조를 갖음에 따라 회전자 날개(230)에 불균형의 힘이 작용하여도 회전자 외륜(220)의 고정작용에 의해 진동이 발생하지 않으며, 회전자 외륜(220)이 회전자 날개(230)와 함께 회전함으로 유입되는 물의 압력은 전부 발전에 사용할 수 있다.At this time, since the plurality of rotor blades 230 are fixed between the rotor inner ring 210 and the rotor outer ring 220, an unbalanced force acts on the rotor blades 230, Vibration does not occur due to the fixing action of the outer ring 220 and the pressure of the incoming water can be used for power generation because the rotor outer ring 220 rotates together with the rotor blades 230.

또한, 상기 회전자 날개(230)는, 상기 회전자 내륜(210)의 둘레에 스크류 형태로 유선형으로 제작되되, 회전자 내륜(210)에 인접한 측은 두껍고, 회전자 외륜(220)에 인접한 측은 얇게 형성됨과 더불어, 물이 최초 유입되는 부분은 두껍고, 그 반대로 물이 빠져나가는 부분은 얇게 형성된 형태를 갖는 것을 더 포함하고, 이에 따라 회전자 날개(230)에 물의 압력이 효율적으로 전달되면서 유체 흐름이 원활하게 되는 것이다.The rotor blades 230 are formed in the shape of a stream in the form of a screw around the rotor inner ring 210. The rotor blade 230 is thick on the side adjacent to the rotor inner ring 210 and thinner on the side adjacent to the rotor outer ring 220 The first portion of the water to be introduced is thick and the portion of the water to which the water exits is thinned so that the pressure of the water is efficiently transmitted to the rotor blade 230, It will be smooth.

따라서 본 발명의 회전자(200)는 회전자 내,외륜(210,220) 및 회전자 날개(230)의 구조가 더 부가됨에 따라 수 관로(100)의 배출 하우징(140) 내부로 물이 저항 없이 빠져나가는 틈새가 없어 물의 운동 에너지를 완전히 활용하면서 고정형 구조의 회전자 날개(230)에 의해 물의 압력으로 회전자 날개(230)가 움직이거나 진동이 발생하지 않아 발전 효율이 향상되게 된다.Accordingly, the rotor 200 of the present invention further has the structure of the rotors, the outer rings 210 and 220 and the rotor blades 230, so that the water is discharged into the discharge housing 140 of the water channel 100 without resistance The rotor blades 230 move due to the pressure of the water by the rotor blades 230 having the fixed structure and vibration is not generated, thereby improving the power generation efficiency.

한편, 상기 회전자(200)는, 공급되는 물의 방향을 전환하면서, 균등한 수압과 유량의 물이 회전자(200)의 전체에 일정한 방향으로 고르게 유입되게 안내하는 가이드 베인(400)을 더 포함한다.The rotor 200 further includes a guide vane 400 for guiding the uniformly applied pressure and flow of water to the entire rotor 200 in a uniform direction while changing the direction of the supplied water do.

상기 가이드 베인(400)은, 상기 회전자 내륜(210)과 인접하게 위치한 가이드 내륜(410)과, 상기 가이드 내륜(410)의 둘레로 상기 출구(102)의 내벽과 동일 직경의 내경을 갖으면서 상기 출구(102)의 내벽에 고정되는 가이드 외륜(420) 및, 상기 가이드 내륜(410)과 가이드 외륜(420) 사이에 방사형으로 고정결합되어 유입되는 물을 안내하는 복수의 가이드 날개(430)를 더 포함한다.The guide vane 400 has a guide inner ring 410 positioned adjacent to the rotor inner ring 210 and an inner diameter of the same diameter as the inner wall of the outlet 102 around the guide inner ring 410 A guide outer ring 420 fixed to the inner wall of the outlet 102 and a plurality of guide vanes 430 guiding the water radially fixedly coupled between the guide inner ring 410 and the guide outer ring 420, .

이때, 상기 가이드 베인(400)은 구동축(310)에 단순 관통삽입되면서 결합되되, 상기 가이드 내륜(410)의 일측에는 밀봉을 위해 구비되는 메카니칼 씰의 커버 역할을 함과 더불어, 가이드 내륜(410)의 타측에는 축의 흔들림을 잡아주는 슬라이드 베어링이 마련될 수 있다.At this time, the guide vane 400 is inserted into the drive shaft 310 while being inserted into the drive shaft 310. The guide vane 400 serves as a cover of a mechanical seal provided for sealing at one side of the guide inner ring 410, A slide bearing for catching the shaking of the shaft may be provided on the other side of the shaft.

여기서 상기 가이드 베인(400)은 물의 방향을 전환하면서 균등한 압력과 유량의 물을 회전자(200)에 공급시키는 기능을 하면서, 그 균등한 압력과 유량으로 공급된 물은 회전자(200)에 일정한 각도로 물의 흐름이 형성되게 한다.Here, the guide vane 400 functions to supply water of equal pressure and flow rate to the rotor 200 while changing the direction of the water, and water supplied at the same pressure and flow rate is supplied to the rotor 200 So that a flow of water is formed at a constant angle.

또한, 상기 가이드 날개(430)는, 상기 가이드 내륜(410)의 둘레에 스크류 형태로 유선형으로 제작되되, 가이드 내륜(410)에 인접한 측은 두껍고, 가이드 외륜(420)에 인접한 측은 얇게 형성됨과 더불어, 물이 최초 유입되는 부분은 두껍고, 그 반대로 물이 빠져나가는 부분은 얇게 형성된 형태를 갖는 것을 더 포함하며, 이에 따라 가이드 날개(430)에 의해 유체 흐름이 원활하게 되는 것이다.The guide vane 430 is formed in a streamlined shape in the form of a screw around the guide inner ring 410. The side adjacent to the guide inner ring 410 is thick and the side adjacent to the guide outer ring 420 is thin, The first water inlet portion is thick and the water outlet portion is thin, so that the guide wing 430 smoothly flows the fluid.

이때, 상기 가이드 날개(430)는, 회전자 날개(230)의 형성 수보다 많게 형성됨이 바람직한 것이다.At this time, it is preferable that the number of the guide blades 430 is larger than the number of the rotor blades 230.

이와 더불어, 도 4의 확대도에서 도시한 바와 같이, 상기 회전자 날개(230) 및 가이드 날개(430)는, 상기 가이드 날개(430)의 결합 방향이 회전자 날개(230)의 결합 방향의 반대로 대향하여 배치되는 것을 더 포함하고,4, the rotor blades 230 and the guide blades 430 are arranged such that the direction of engagement of the guide blades 430 is opposite to that of the rotor blades 230 Further comprising being disposed opposite,

상기 가이드 날개(430)를 통해 비스듬하게 유입되는 물이 상기 회전자 날개(230)의 일면 전체에 부딪혀 굽이지면서 흐르는 작용으로 상기 회전자 날개(230)에 물의 운동에너지가 전달됨에 따라 회전자 날개(230)가 수력을 완전하게 활용할 수 있게 되어 발전효율이 향상된다.Water flowing obliquely through the guide vanes 430 strikes the entire one surface of the rotor blades 230 and flows through the rotor blades 230. As the kinetic energy of water is transmitted to the rotor blades 230, 230) can fully utilize the hydraulic power, thereby improving the power generation efficiency.

그리고, 상기 발전기수단(300)은;And, the generator means (300) comprises:

상기 회전자(200)의 회전동력이 구동축(310)을 이용해 전달되며, 그 회전동력으로 작동하는 발전기(330)를 이용해 전력을 생산하면서, 생산된 전력을 공급하기 위한 것이다.The rotational power of the rotor 200 is transmitted using the drive shaft 310 and is used to supply the produced electric power while generating electric power using the generator 330 that operates by the rotational power.

이와 같은 발전기수단(300)은 발전기 하우징(350)에 의해 물에 의한 부식을 방지하며, 내부 발전기(330)에서 열이 발생함으로 내열성을 갖는 재질로 제작하고, 상기 수 관로(100)의 내부에 설치됨으로 발전기 하우징(350)의 내부 공간을 물의 유입을 차단하는 기밀 처리가 수행될 수 있다.The generator unit 300 may be made of a material having heat resistance by preventing water corrosion by the generator housing 350 and generating heat in the internal generator 330, A hermetic process can be performed to block the inflow of water into the internal space of the generator housing 350. [

본 발명의 기본 실시 예에 따른 발전기수단(300)은; 발전기 하우징(350), 구동축(310), 발전기(330), 베어링 유닛(320), 관형 냉각수단(340a)을 더 포함하여 구성될 수 있다.The generator means 300 according to the basic embodiment of the present invention comprises: A generator housing 350, a drive shaft 310, a generator 330, a bearing unit 320, and a tubular cooling means 340a.

예를 들면, 상기 발전기수단(300)은; 상기 회전자(200)와 발전기(330)를 구동축(310)을 이용해 직렬연결시키되, 상기 발전기(330)가 내부에 수용된 상태에서 상기 수 관로(100)의 내부로 발전기(330)가 위치되게 고정결합시키는 발전기 하우징(350)을 더 포함한다.For example, the generator means 300 comprises: The generator 330 is fixed to the inside of the water pipe 100 in a state where the generator 330 is connected to the rotor 200 and the generator 330 in series by using the drive shaft 310, And a generator housing (350) coupled thereto.

상기 발전기 하우징(350)은 내부로 공간을 갖는 원형 케이스 형태로 제작되며, 그 내부 공간은 수 관로(100)에 흐르는 물이 유입되지 않도록 기밀이 유지되는 패킹 및 실링 처리가 수행될 수 있다.The generator housing 350 is formed in the shape of a circular case having a space inside and a sealing and sealing process can be performed in which the air is kept hermetically so that water flowing in the water pipe 100 is not introduced.

이때, 상기 발전기 하우징(350)은 수 관로(100)의 내부에 삽입되면, 그 발전기 하우징(350)과 수 관로(100) 사이로 판재를 용접시켜 이들을 고정하며, 그 판재는 물의 흐름에 방해가 되지 않도록 발전기 하우징(350)의 외주에 균일한 간격으로 길이 방향으로 결합된다.At this time, when the generator housing 350 is inserted into the water pipe 100, the plate material is welded between the generator housing 350 and the water pipe 100 to fix them, and the plate does not interfere with the flow of water To the outer periphery of the generator housing 350 at a uniform interval.

여기서, 본 발명의 기본 실시 예에 따른 발전기 하우징(350)은; 콘 형상부(351), 연장관(352)을 더 포함하여 구성될 수 있다.Here, the generator housing 350 according to the basic embodiment of the present invention includes: A cone-shaped portion 351, and an extension pipe 352.

예컨대, 상기 발전기 하우징(350)은, 중앙은 직선의 관 형태로 제작되고, 그 직선의 관 양측 부분으로 외향으로 점차 좁혀지는 콘 형상부(351)를 더 포함한다.For example, the generator housing 350 further includes a cone portion 351 that is made in the shape of a straight pipe at the center, and gradually narrows outward at both sides of the straight pipe portion.

상기 콘 형상부(351)는 수 관로(100)에 유입되는 물의 방향을 안내하면서, 수압이 보다 효율적으로 형성될 수 있게 하는 구조물이고, 상기 콘 형상부(351)는 삼각 뿔 형태로 제작되되 구동축(310)이 결합되는 측에는 중앙에 구동축(310)이 삽입되는 구멍이 형성됨이 바람직한 것이다.The cone-shaped portion 351 is a structure that allows water pressure to be formed more efficiently while guiding the direction of water flowing into the water channel 100. The cone-shaped portion 351 is formed in the shape of a triangular prism, And a hole through which the drive shaft 310 is inserted is formed at the center of the side where the drive shaft 310 is coupled.

이때, 상기 콘 형상부(351)의 한쪽으로 구동축(310)이 삽입된 측에는, 상기 구동축(310)에 관통된 상태에서 콘 형상부(351)의 끝단에 결합되어 축 연결부위가 기밀이 유지되게 하는 메카니칼씰이 마련될 수 있다.At this time, on the side where the drive shaft 310 is inserted into one side of the cone shape part 351, it is coupled to the end of the cone shape part 351 while passing through the drive shaft 310, A mechanical seal may be provided.

따라서 본 발명은 발전기 하우징(350)의 구조가 부가됨에 따라 수 관로(100)의 내부 유로로 물의 저항이 되는 공간을 효과적으로 줄일 수 있어 물이 정상적으로 수 관로에 공급되면서 물의 압력과 유량이 감소하는 것을 방지하게 된다.Accordingly, since the structure of the generator housing 350 is added, it is possible to effectively reduce the space of the inner channel of the water channel 100, which is the resistance of the water, so that the water is normally supplied to the water channel, .

아울러, 상기 발전기 하우징(350)은, 일측은 상기 발전기 하우징(350)의 하측에 관통되어 연결되고, 그 타측은 상기 수 관로(100)에 관통되면서 외부로 연결되는 구조에 의해 상기 발전기 하우징(350)의 내부로 물이 누수되면 그 물을 외부로 배출시키는 연장관(352)을 더 포함한다.The other end of the generator housing 350 is connected to the outside of the generator housing 350 by being connected to the other end of the generator housing 350, And an extension pipe 352 for discharging the water to the outside when water leaks into the inside of the pipe.

상기 연장관(352)은 관 형태로 제작되되, 일측은 상기 발전기 하우징(350)의 하측에 기밀이 유지되게 관통삽입되어 상기 발전기 하우징(350)의 내부 공간과 통하게 연결되고, 그 연장관(352)의 타측은 상기 수 관로(100)의 하측에 기밀이 유지되게 관통삽입됨으로 상기 연장관(352)이 외부 공간과 통하는 구조이다.The extension pipe 352 is formed in the shape of a pipe and one side of the extension pipe 352 is inserted into the lower portion of the generator housing 350 to be hermetically sealed to be connected to the inner space of the generator housing 350, And the other side is inserted into the lower side of the water channel 100 so as to maintain airtightness so that the extension pipe 352 communicates with the external space.

이때, 상기 연장관(322) 발전기(330)의 배선 및 관형 냉각수단(340a)의 냉각라인을 소수력발전장치(1)의 외부로 연결할 수 있도록 하는 통로 기능을 한다.At this time, the extension pipe 322 serves as a passage for connecting the generator 330 and the cooling line of the tubular cooling means 340a to the outside of the small hydrostatic power generator 1. [

더불어, 상기 연장관(352)이 발전기 하우징(350)의 하측으로 연결된 내측 면에는 누수된 물을 집수하면서, 그 집수된 물을 상기 연장관(352) 측으로 유입되게 하는 배수홈(353)이 '└┘' 모양으로 마련되며, 그 배수홈(353)의 바닥면과 연장관(352)의 끝 부분 면이 동일 높이를 갖게 함에 따라 상기 배수홈(353)으로 집수된 물이 상기 연장관(352)으로 유입된 후 외부로 배출될 수 있게 된다.In addition, a drainage groove 353 for allowing the collected water to flow toward the extension pipe 352 while collecting the leaked water is formed on the inner side of the extension pipe 352 connected to the lower side of the generator housing 350. And the bottom surface of the drainage groove 353 and the end surface of the extension pipe 352 have the same height so that the water collected in the drainage groove 353 flows into the extension pipe 352 And then discharged to the outside.

이때, 상기 연장관(352)은 그 단면의 모양이 타원으로 이루어지며, 타원의 모서리 부분이 물의 흐름을 가르는 작용에 의해 물의 저항을 줄일 수 있게 한다.At this time, the extension pipe 352 has an elliptical shape in cross section, and the edge portion of the ellipse makes it possible to reduce the resistance of the water by the action of separating the flow of water.

따라서 본 발명은 연장관(352)의 구조가 더 부가됨에 따라 발전기 하우징(350)의 내부로 혹시 모를 누수가 발생하는 경우 그 물은 발전기 하우징(350)의 저부로 흐르면서 상기 배수홈(353)으로 집수되고, 그 집수된 물은 연장관(352)을 통해 소수력발전장치(1)의 외부로 자동 배수될 수 있어, 전기부품인 발전기(330)가 수분에 의해 파손되는 것을 방지하는 기능을 수행하고, 또한 상기 연장관(352)을 통해 발전기(330) 및 베어링 유닛(320)에서 생성되는 기름, 그리스 등의 오일류를 배출하는 통로 기능 역시 수행하게 된다.Accordingly, in the present invention, when leakage of water occurs in the inside of the generator housing 350 due to the additional structure of the extension pipe 352, the water flows into the bottom of the generator housing 350 and is collected into the drainage groove 353 And the collected water can be drained to the outside of the small hydro power generator 1 through the extension pipe 352 to prevent the generator 330 which is an electric component from being damaged by moisture, And also functions as a passage for discharging oils such as oil and grease generated from the generator 330 and the bearing unit 320 through the extension pipe 352.

또한, 상기 발전기수단(300)은; 상기 회전자(200)와 발전기(330)를 축 연결하여 회전자(200)의 회전동력을 발전기(330)에 전달하는 구동축(310)을 더 포함한다.Further, the generator means (300) comprises: And a driving shaft 310 for connecting the rotor 200 and the generator 330 to each other and transmitting rotational power of the rotor 200 to the generator 330.

상기 구동축(310)은 환봉으로 제작되며, 일부는 상기 발전기 하우징(350)의 내부에 삽입되면서, 그 발전기 하우징(350)의 내부에 마련된 발전기(330)에 커플링(360)을 이용해 연결되고, 그 반대쪽 부분은 발전기 하우징(350)의 외부로 노출되면서 상기 수 관로(100)의 배출 하우징(140)에 위치하게 된다.The drive shaft 310 is made of a round bar and a part of the drive shaft 310 is inserted into the generator housing 350 and connected to a generator 330 provided in the generator housing 350 using a coupling 360, And the opposite portion thereof is exposed to the outside of the generator housing 350 and is positioned in the discharge housing 140 of the water pipe 100.

이때, 상기 구동축(310)이 배출 하우징(140) 측에 노출되는 부분으로 상기 회전자(200) 및, 후술하는 가이드 베인(400)이 결합되게 된다.At this time, the rotor 200 and a guide vane 400, which will be described later, are coupled to a portion of the drive shaft 310 exposed to the discharge housing 140 side.

또한, 상기 발전기수단(300)은; 구동축(310)의 회전을 안내하는 베어링 유닛(320)을 더 포함한다.Further, the generator means (300) comprises: And a bearing unit 320 for guiding the rotation of the drive shaft 310.

상기 베어링 유닛(320)은 내측에 복수의 베어링이 베어링 몸체(321) 내부에 마련된 구조이며, 상기 베어링 몸체(321)는 구동축(310)에 관통된 상태에서 내부에 마련된 베어링이 구동축(310)을 지지하게 결합되는 구조이며, 상기 베어링 유닛(320)이 발전기 하우징(350)의 내부에 일측에 고정되게 조립됨으로 상기 구동축(310)을 지지하면서 회전작동을 안내하게 되는 것이다.The bearing unit 320 has a structure in which a plurality of bearings are provided inside the bearing body 321. The bearing body 321 is passed through the drive shaft 310, And the bearing unit 320 is fixed to one side of the inside of the generator housing 350 to guide the rotation of the drive shaft 310 while supporting the drive shaft 310.

또한, 상기 발전기수단(300)은; 회전자(200)의 회전동력에 의한 운동에너지를 전기에너지로 전환하는 작용으로 구동하면서 전력을 생산하는 발전기(330)를 더 포함한다.Further, the generator means (300) comprises: And a generator (330) for generating electric power while driving by the action of converting kinetic energy by rotational power of the rotor (200) into electric energy.

상기 발전기(330)는 영구자석동기발전기로 기존의 발전장치에서 널리 사용하는 것임으로 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.Since the generator 330 is a permanent magnet synchronous generator, it is widely used in a conventional power generator, and a detailed description thereof will be omitted.

이때, 상기 발전기(330)는 발전기 하우징(350)의 내부 공간에 고정되게 결합된 상태에서 상기 발전기(330)의 축이 커플링(360)을 통해 상기 구동축(310)에 연결됨으로 회전자(200)의 회전동력이 직접적으로 구동축(310)을 통해 발전기(330)에 전달되어, 그 회전동력에 의한 운동에너지를 전기에너지로 전환하는 발전작용을 수행하게 된다.The shaft 330 of the generator 330 is connected to the drive shaft 310 through the coupling 360 while the generator 330 is fixedly coupled to the inner space of the generator housing 350, Is directly transmitted to the generator 330 through the drive shaft 310 to perform a power generation operation of converting kinetic energy by the rotational power into electric energy.

여기서, 상기 발전기(330)는, 생산된 전력을 직류, 교류로 변환시키는 인버터를 연결하는 것을 더 포함하고, 상기 인버터는 한전에서 사용하는 양질의 전류를 공급하는 기능을 한다.Here, the generator 330 may further include an inverter for converting generated electric power into direct current and alternating current, and the inverter serves to supply a high-quality current to be used in the electric power system.

상기 인버터는 반도체 소자, 평활용 커패시터, 퓨즈, 방열판, 필터용 리액터 등으로 구성되며, 발전기(330)로부터 3상 교류 전력을 입력받아 내부 정류기를 통해 직류 전력으로 변환하게 하고, 정류된 직류 전력을 공급받아 교류전력으로 변환시켜 계통과 연계하여 안정된 양질의 전력을 공급하는 구조이다.The inverter is composed of a semiconductor device, a smoothing capacitor, a fuse, a heat sink, a filter reactor, and the like. The inverter 330 receives three-phase AC power from the generator 330 and converts it into DC power through an internal rectifier. It is a structure to supply stable and good quality electric power in connection with the system by converting it into AC power.

이때, 상기 인버터는 제어부를 갖는 것이 바람직한 것이며, 제어부는 소수력발전장치(1)를 총괄적으로 제어하는 부분으로 계통 연계형 인버터 방식으로 제어하며, 인버터 전자접촉기(MC)의 구동 신호를 발생시키고, 각각의 입출력 MCCB, 온도센서, 퓨즈 등의 접점 상태를 감시하는 기능을 한다.Preferably, the inverter has a control unit, and the control unit controls the small hydropower generation apparatus 1 as a part of the system, and generates a drive signal of the inverter electromagnetic contactor MC. Output MCCB, temperature sensor, fuse and so on.

한편, 상기 인버터는 발전기(330)의 출력을 조정하는 구조를 갖기 때문에 이에 따라 기존 소수력발전설비에서 런너 또는 가이드 베인과 같은 구조물의 날개 각도를 임의로 조정해야하는 구조가 필요 없게 됨에 따라 일체형의 회전자(200) 구성을 본 발명에 적용할 수 있는 것이다.In addition, since the inverter has a structure for adjusting the output of the generator 330, it is not necessary to arbitrarily adjust the angle of the blades of the structure such as the runner or the guide vane in the existing small- 200) can be applied to the present invention.

또한, 상기 발전기수단(300)은; 상기 발전기(330) 및 베어링 유닛(320)의 외부 표면으로 냉각수가 냉각유로(341)을 이용해 지속적으로 순환하면서 냉각수의 열교환에 의한 냉각작용으로 상기 발전기(330) 및 베어링 유닛(320)의 온도를 조절하는 관형 냉각수단(340a)을 더 포함한다.Further, the generator means (300) comprises: The cooling water is continuously circulated to the outer surfaces of the generator 330 and the bearing unit 320 by using the cooling passage 341 and the temperature of the generator 330 and the bearing unit 320 is controlled by the cooling action by the heat exchange of the cooling water And a tubular cooling means 340a for regulating the temperature.

여기서, 본 발명의 기본 실시 예에 따른 관형 냉각수단(340a)은; 분기 플레이트(332), 냉각유로(341)를 더 포함하여 구성될 수 있다.Here, the tubular cooling means 340a according to the basic embodiment of the present invention comprises: A branch plate 332, and a cooling channel 341, as shown in FIG.

예컨대, 상기 관형 냉각수단(340a)은; 발전기(330) 및 베어링 유닛(320)의 양쪽 끝에 중공의 원판으로 각각 결합되되, 그 안쪽에 링 형상의 공급홀(334a) 및 다수의 분기홀(334b)이 마련되며, 냉각수를 상기 공급홀(334a)을 이용해 공급한 후 다수의 분기홀(334b)을 이용해 분기시키는 한 쌍의 분기 플레이트(332)를 더 포함한다.For example, the tubular cooling means 340a comprises: A ring-shaped supply hole 334a and a plurality of branch holes 334b are provided at both ends of the generator 330 and the bearing unit 320, respectively, and a cooling water is supplied to the supply hole And a pair of branch plates 332 for branching by using a plurality of branch holes 334b after supplying the branch plates 334a and 334a.

상기 분기 플레이트(332)는 적용되는 발전기(330) 또는 베어링 유닛(320)의 측단 크기에 대응되는 플레이트로 중앙에 관통 구멍을 갖도록 제작되되, 그 분기 플레이트(332)는 2중으로 접하는 내판(334) 및 외판(333)으로 이루어지며, 상기 내판(334)으로 링 형상의 공급홀(334a)이 마련되고, 그 공급홀(334a)의 내측에는 냉각유로(341) 각각이 연결되는 다수의 분기홀(334b)이 마련된 구조이다.The branch plate 332 is formed to have a through hole at the center corresponding to a size of a side of the applied generator 330 or the bearing unit 320. The branch plate 332 includes an inner plate 334, Shaped supply hole 334a is provided in the inner plate 334 and a plurality of branch holes 332a are formed in the inner side of the supply hole 334a to which the cooling passages 341 are connected, 334b are provided.

상기 외판(333)에는 상기 공급홀(334a)에 연결되어 냉각수를 공급 또는 배출되게 하는 냉각수홀(333a)이 형성되어 있다.The outer plate 333 is formed with a cooling water hole 333a connected to the supply hole 334a for supplying or discharging cooling water.

이때, 상기 분기 플레이트(332)에 의한 냉각수의 공급은 회전자(200)의 전단과 후단의 압력차에 의하여 냉각수가 공급되게 된다.At this time, the cooling water is supplied by the branch plate 332 by the pressure difference between the front end and the rear end of the rotor 200.

또한, 상기 관형 냉각수단(340a)은; 상기 한 쌍의 분기 플레이트(332) 사이에서 양단이 상기 분기홀(334b)에 각각 연결되어 분기된 냉각수가 개별적 공급되되, 상기 발전기(330) 및 베어링 유닛(320)의 둘레에서 냉각작용을 하는 냉각유로(341)를 더 포함한다.Also, the tubular cooling means 340a comprises: The cooling water which is branched and connected to the branch hole 334b at both ends between the pair of branch plates 332 is supplied separately and the cooling is performed around the generator 330 and the bearing unit 320 And further includes a flow path 341.

상기 냉각유로(341)는 그 적용되는 대상에 따라 발전기(330)에 적용되는 경우 파이프 형태로 제작되고, 베어링 유닛(320)에 적용되는 경우 상기 베어링 몸체(321)에 직접적으로 관통 구멍으로 형성된 형태로 이루어지며, 상기 냉각유로(341)에 냉각수가 공급되면 냉각수에 의한 열교환 작용으로 발전기(330) 및 베어링 유닛(320)의 열을 낮추는 기능을 한다.The cooling passage 341 may be formed in the form of a pipe when applied to the generator 330 according to the application object and may be formed in a shape that is directly formed in the bearing body 321 as a through hole when applied to the bearing unit 320. [ And when the cooling water is supplied to the cooling passage 341, the heat of the generator 330 and the bearing unit 320 is lowered by the heat exchange function by the cooling water.

여기서 상기 냉각유로(341)는, 냉각수가 공급되는 쪽은 내경이 크고, 그 반대쪽으로 냉각수가 배출되는 측은 내경이 작게 형성되는 것을 더 포함한다.Here, the cooling passage 341 further includes an inner diameter which is larger on the side to which the cooling water is supplied and a smaller inner diameter on the side where the cooling water is discharged to the opposite side.

상기 냉각유로(341)가 냉각수가 최초 공급되는 앞쪽은 내경이 크고, 그 뒤쪽으로 냉각수가 배출되는 측은 내경이 작게 형성됨으로 냉각유로(341) 내부로 냉각수가 만수를 유지할 수 있게 된다.Since the inner diameter of the cooling passage 341 is larger than the inner diameter of the cooling passage 341, the inner diameter of the cooling passage 341 is smaller than the inner diameter of the cooling passage 341.

따라서 본 발명은 관형 냉각수단(340a)의 구조가 더 부가됨에 따라 발전기(330) 및 베어링 유닛(320)의 외부 표면으로 냉각수가 냉각유로(341)을 이용해 지속적으로 순환하면서 냉각수의 열교환에 의한 냉각을 수행할 수 있어 발전기(330) 및 베어링 유닛(320)이 일정한 온도로 유지되기 때문에 발전기(330)의 내부 영구자석의 자성이 감소하거나 자성이 완전히 사라지는 것을 방지하고, 베어링 유닛(320)의 윤활 기능이 떨어지거나 마찰력이 커지는 것을 방지하게 된다.Accordingly, the present invention is advantageous in that the structure of the tubular cooling means 340a is further added so that the cooling water is continuously circulated to the outer surfaces of the generator 330 and the bearing unit 320 by using the cooling passage 341, The generator 330 and the bearing unit 320 are maintained at a constant temperature to prevent the magnetism of the internal permanent magnet of the generator 330 from being reduced or the magnetism to completely disappear and the lubrication of the bearing unit 320 Thereby preventing the function from dropping or increasing the frictional force.

이와 더불어, 상기 관형 냉각수단(340a)은, 상기 냉각유로(341)에 냉각수를 공급하는 측에 전동 밸브를 설치하고, 발전기(330) 및 베어링 유닛(320)에 온도 센서를 설치하는 것을 더 포함하고, 상기 온도 센서가 발전기(330) 및 베어링 유닛(320)의 온도를 감지하여 송출되는 신호를 기반으로 상기 전동 밸브의 개폐량을 조절하여 냉각수의 공급량을 조정하고, 냉각수의 공급량에 따라서 발전기(330) 및 베어링 유닛(320)의 온도가 조절되게 하는 것을 더 포함한다.In addition, the tubular cooling means 340a further includes a motor-operated valve provided on the side for supplying cooling water to the cooling channel 341, and a temperature sensor provided on the generator 330 and the bearing unit 320 The temperature sensor senses the temperature of the generator 330 and the bearing unit 320 and adjusts the opening and closing amount of the electric valve based on a signal sent out to adjust the supply amount of the cooling water, 330 and the bearing unit 320 to be adjusted.

이때, 상기 전동 밸브는 솔레노이드 밸브를 사용할 수 있고, 상기 온도 센서는 발전기(330) 및 베어링 유닛(320)의 본체에 설치되어 온도를 간접적으로 측정하거나, 또는 발전기(330) 및 베어링 유닛(310)에 흐르는 냉각수의 온도를 직접적으로 측정할 수 있도록 설치된다.The electric valve may be a solenoid valve and the temperature sensor may be installed in the main body of the generator 330 and the bearing unit 320 to measure the temperature indirectly or to measure the temperature of the generator 330 and the bearing unit 310, So that the temperature of the cooling water flowing through the pipe can be directly measured.

한편, 도 4는 본 발명에 따른 내장형 인라인스크류 소수력발전장치의 작동 상태를 나타낸 도면이다.Meanwhile, FIG. 4 is a view showing the operating state of the built-in inline screw small hydro power generation apparatus according to the present invention.

이에 따르면, 전술한 구조로 이루어진 소수력발전장치(1)는 정수 및 하수처리장과 같은 수처리 시설 또는 소하천 등에서 물이 유동하는 파이프 라인의 중간에 수 관로(100)를 이용해 설치하여 물이 수 관로(100)의 내부로 유입되게 한다.According to the structure, the small hydroelectric power generating apparatus 1 having the above-described structure is installed in the water treatment facility such as a water purification plant or a sewage treatment plant, or a pipeline in which water flows in a small river, To the outside.

상기와 같이 소수력발전장치(1)가 설치되면 물은 최초 수 관로(100)의 입구(101) 측으로 유입되며, 유입된 물은 발전기 하우징(350)의 콘 형상부(351)에 의해 안내되면서 수 관로(100)와 발전기 하우징(350) 사이로 흐르고 수 관로(100)의 출구(102) 측으로 유입되는 과정에서 수 관로(100) 및 발전기 하우징(350)의 형상에 의해 내부로 흐르는 물에 수압이 형성되게 된다.When the small hydropower generator 1 is installed as described above, water flows into the inlet 101 side of the first water pipe 100 and the introduced water is guided by the cone portion 351 of the generator housing 350 A water pressure is formed in the water flowing into the water pipe 100 and the generator housing 350 due to the shape of the water pipe 100 and the generator housing 350 in the process of flowing between the duct 100 and the generator housing 350 and flowing into the outlet 102 of the water pipe 100. .

여기서 상기 수 관로(100)의 출구(102)에 위치한 회전자(200)는 흐르는 물의 수압에 복수의 회전자 날개(230)가 영향을 받아 회전작동하며, 그 회전자(200)의 회전작동에 의한 운동에너지는 구동축(310) 및 커플링(360)을 통해 발전기(330)에 전달된 후 발전기(330)에서 운동에너지를 전기에너지로 전환하는 발전작용을 수행함으로 전력이 생산되게 된다.The rotor 200 located at the outlet 102 of the water channel 100 is rotated by the plurality of rotor blades 230 under the influence of the water pressure of the flowing water. The kinetic energy generated by the generator 330 is transmitted to the generator 330 through the drive shaft 310 and the coupling 360 and then is converted into electric energy by the generator 330 to generate electric power.

이때, 상기 발전기(330)에 의해 생산된 전력은 인버터를 통해 교류에서 직류, 다시 직류에서 교류로 변화시키고, 최종적으로 출력되는 전력은 반도체 기술을 이용하여 직류를 교류로 변환하므로 기존에 한전에서 사용하는 전압, 전류, 헤르쯔, 위상차등을 맞출 수 있어 양질의 전류를 공급하게 되는 것이다.At this time, the electric power generated by the generator 330 is converted from AC to DC by the inverter and then from DC to AC. Finally, the output power is converted into AC by using the semiconductor technology, The voltage, the current, the Hertz, the phase difference, etc., can be adjusted to supply a high-quality current.

한편, 본 발명의 다른 구성의 실시 예로서, 제2 실시 예에 따른 내장형 인라인스크류 소수력발전장치를 도 5를 참고로 구체적으로 설명한다. 도 5는 내장형 인라인스크류 소수력발전장치 중 냉각수단의 다양한 실시 예를 나타낸 도면이다.On the other hand, as an embodiment of another constitution of the present invention, the built-in in-line screw small hydropower generator according to the second embodiment will be described in detail with reference to Fig. 5 is a view showing various embodiments of the cooling means among the built-in in-line screw small hydroelectric power plants.

이에 따르면, 전술한 구조로 이루어진 소수력발전장치(1) 중 상기 발전기수단(300)은, 상기 발전기(330) 및 베어링 유닛(320)의 외부 표면에 연속적으로 감긴 냉각연장관(341b)을 이용해 냉각수가 지속적으로 순환하면서 냉각수의 열교환에 의한 냉각작용으로 상기 발전기(330) 및 베어링 유닛(320)의 온도를 조절하는 라인형 냉각수단(340b)을 더 포함한다.According to the structure, the generator unit 300 of the small hydro-electric power generating apparatus 1 having the above-described structure uses the cooling extension pipe 341b continuously wound on the outer surface of the generator 330 and the bearing unit 320, And a line-type cooling means (340b) for regulating the temperature of the generator (330) and the bearing unit (320) by a cooling action by heat exchange of the cooling water while continuously circulating.

상기 냉각연장관(341b)은 연속되는 배관으로 내부에 냉각수가 공급 및 유동할 수 있게 제작되며, 상기 발전기(330)에 적용되는 경우 냉각연장관(341b)이 발전기(330)의 전후로 지그재그로 연속되게 감기면서 형성될 수 있고, 상기 베어링 유닛(320)에 적용되는 경우 냉각연장관(341b)이 베어링 유닛(320)의 외주에 나선형으로 감기면서 형성될 수 있다.The cooling extension pipe 341b is constructed such that the cooling water can be supplied and flowed therein by a continuous pipe. When applied to the generator 330, the cooling extension pipe 341b is continuously wound in zigzag fashion forward and backward of the generator 330 And the cooling extension pipe 341b may be formed while being spirally wound around the outer periphery of the bearing unit 320 when the bearing unit 320 is used.

이와 더불어, 상기 라인형 냉각수단(340b)은, 상기 냉각연장관(341b)에 냉각수를 공급하는 측에 전동 밸브를 설치하고, 발전기(330) 및 베어링 유닛(320)에 온도 센서를 설치하는 것을 더 포함하고, 상기 온도 센서가 발전기(330) 및 베어링 유닛(320)의 온도를 감지하여 송출되는 신호를 기반으로 상기 전동 밸브의 개폐량을 조절하여 냉각수의 공급량을 조정하고, 냉각수의 공급량에 따라서 발전기(330) 및 베어링 유닛(320)의 온도가 조절되게 하는 것을 더 포함한다.In addition, the line-type cooling means 340b is preferably provided with a motor-operated valve on the side for supplying cooling water to the cooling extension pipe 341b and a temperature sensor provided on the generator 330 and the bearing unit 320 The temperature sensor senses the temperature of the generator 330 and the bearing unit 320 and adjusts the opening and closing amount of the electric valve based on a signal sent out to adjust the supply amount of the cooling water. (330) and the bearing unit (320) to be adjusted.

이상 설명한 바와 같이. 본 발명은 특정의 바람직한 실시 예를 예시한 설명과 도면으로 표현하였으나, 여기서 사용하는 용어들은 본 발명을 용이하게 설명하기 위함이며, 이 용어들에 대한 의미 한정이나, 특허청구범위에 기재된 범위를 제한하기 위함이 아니며,As described above. While the present invention has been particularly shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it is to be understood that the terminology used herein is for the purpose of describing the present invention only and is not intended to limit the scope of the claims. But is not intended to,

본 발명은 상기한 실시 예에 따른 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경 및 개조, 수정 등이 가능할 수 있음을 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It will be easy for anyone to know.

1; 소수력발전장치 100; 수 관로
110; 메인 하우징 120; 유입 하우징
130; 유출 하우징 140; 배출 하우징
200; 회전자 210; 회전자 내륜
220; 회전자 외륜 230; 회전자 날개
300; 발전기수단 310; 구동축
320; 베이링 유닛 330; 발전기
340a; 관형 냉각수단 340b; 라인형 냉각수단
350; 발전기 하우징 400; 가이드 베인
410; 가이드 내륜 420; 가이드 외륜
430; 가이드 날개One; A small hydroelectric power generation apparatus 100; Water pipe
110; A main housing 120; Inlet housing
130; An outlet housing 140; Discharge housing
200; Rotor 210; Rotor inner ring
220; A rotor outer ring 230; Rotor blade
300; Generator means 310; driving axle
320; A baying unit 330; generator
340a; Tubular cooling means 340b; Line type cooling means
350; Generator housing 400; Guide vane
410; Guide inner ring 420; Guide outer ring
430; Guide wing

Claims (10)

수력을 이용해 발전하여 전력을 생산하는 내장형 인라인스크류 소수력발전장치로서,
양측에 물의 입구(101) 및 출구(102)가 각각 형성됨으로 내부로 물이 흐르면서 수압이 형성되는 수 관로(100)와;
상기 수 관로(100)의 수압을 이용해 회전작동하는 회전자(200)와;
상기 회전자(200)의 회전동력이 구동축(310)을 이용해 전달되며, 그 회전동력으로 작동하는 발전기(330)를 이용해 전력을 생산하는 발전기수단(300)을 포함하여 구성되고,
상기 회전자(200)는, 구동축(310)에 축 결합되는 회전자 내륜(210)과, 상기 회전자 내륜(210)의 둘레로 상기 출구(102)의 내벽과 동일 직경의 내경을 갖는 회전자 외륜(220) 및, 상기 회전자 내륜(210)과 회전자 외륜(220) 사이에 방사형으로 고정결합된 복수의 회전자 날개(230)를 포함하며,
상기 발전기수단(300)은, 구동축, 상기 구동축(310)의 회전을 안내하는 베어링 유닛(320) 및, 회전자(200)의 회전동력에 의한 운동에너지를 전기에너지로 전환하는 작용으로 전력을 생산하는 발전기(330)를 더 포함하고,
상기 발전기(330) 및 베어링 유닛(320)의 외부로 마련된 냉각유로(341)을 이용해 냉각수가 지속적으로 순환하면서 냉각수의 열교환에 의한 냉각작용으로 상기 발전기(330) 및 베어링 유닛(320)의 온도를 조절하는 관형 냉각수단(340a)을 더 포함하는 내장형 인라인스크류 소수력발전장치.It is a built-in in-line screw small-scale hydroelectric power plant which generates electricity by using hydraulic power,
A water channel (100) having water inlet (101) and outlet (102) formed on both sides thereof to form a water pressure while flowing water therein;
A rotator 200 that rotates using the water pressure of the water channel 100;
And a generator means 300 for generating electric power by using the generator 330 which is transmitted by using the driving shaft 310 and the rotational power of the rotor 200,
The rotor 200 includes a rotor inner ring 210 axially coupled to the drive shaft 310 and a rotor having an inner diameter of the same diameter as the inner wall of the outlet 102 around the rotor inner ring 210, An outer ring 220 and a plurality of rotor blades 230 radially fixedly coupled between the rotor inner ring 210 and the rotor outer ring 220,
The generator means 300 includes a drive shaft, a bearing unit 320 for guiding the rotation of the drive shaft 310, and a generator 300 for converting the kinetic energy generated by the rotational power of the rotor 200 into electric energy And a generator (330)
The temperature of the generator 330 and the bearing unit 320 is controlled by the cooling action by the heat exchange of the cooling water while the cooling water is continuously circulated by using the cooling passage 341 provided outside the generator 330 and the bearing unit 320 (340a) for regulating the temperature of the in-line screw. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 관형 냉각수단(340a)은,
발전기(330) 및 베어링 유닛(320)의 양쪽 끝에 중공의 원판으로 각각 결합되되, 그 안쪽에 링 형상의 공급홀(334a) 및 다수의 분기홀(334b)이 마련되며, 냉각수를 상기 공급홀(334a)을 이용해 공급한 후 다수의 분기홀(334b)을 이용해 분기시키는 한 쌍의 분기 플레이트(332)와;
상기 한 쌍의 분기 플레이트(332) 사이에서 양단이 상기 분기홀(334b)에 각각 연결되어 분기된 냉각수가 개별적 공급되되, 상기 발전기(330) 및 베어링 유닛(320)의 외부 둘레에서 냉각작용을 하는 냉각유로(341)를 더 포함하는 내장형 인라인스크류 소수력발전장치.The cooling device according to claim 1, wherein the tubular cooling means (340a)
A ring-shaped supply hole 334a and a plurality of branch holes 334b are provided at both ends of the generator 330 and the bearing unit 320, respectively, and a cooling water is supplied to the supply hole A pair of branch plates 332 for branching by using a plurality of branch holes 334b after supplying the branch plates 334a and 334a;
Both ends of the branch plates 332 are connected to the branch holes 334b so that the branched cooling water is separately supplied to the branch plates 332 and the cooling water is supplied to the outside of the generator 330 and the bearing unit 320 Further comprising a cooling flow path (341). 제3항에 있어서,
상기 냉각유로(341)는, 냉각수가 공급되는 쪽은 내경이 크고, 그 반대쪽으로 냉각수가 배출되는 측은 내경이 작게 형성되는 것을 더 포함하는 내장형 인라인스크류 소수력발전장치.The method of claim 3,
The built-in type in-line screw small hydrostatic generator according to claim 1, wherein the cooling passage (341) further includes an inner diameter larger than an inner diameter of the cooling passage (341). 제1항에 있어서,
상기 발전기수단(300)은, 상기 회전자(200)와 발전기(330)를 구동축(310)을 이용해 직렬연결시키되, 상기 발전기(330)가 내부에 수용된 상태에서 상기 수 관로(100)의 내부로 발전기(330)가 위치되게 고정결합시키는 발전기 하우징(350)을 더 포함하는 내장형 인라인스크류 소수력발전장치.The method according to claim 1,
The generator means 300 is connected to the rotor 200 and the generator 330 in series by using a drive shaft 310. The generator means 300 is connected to the inside of the water pipe 100 in a state where the generator 330 is accommodated therein. And a generator housing (350) for fixedly coupling the generator (330) to be positioned. 제1항에 있어서,
상기 회전자(200)는, 공급되는 물의 방향을 전환하면서, 균등한 수압과 유량의 물이 회전자(200)의 전체에 일정한 방향으로 고르게 유입되게 안내하는 가이드 베인(400)을 더 포함하고,
상기 가이드 베인(400)은, 상기 회전자 내륜(210)과 인접하게 위치한 가이드 내륜(410)과, 상기 가이드 내륜(410)의 둘레로 상기 출구(102)의 내벽과 동일 직경의 내경을 갖으면서 상기 출구(102)의 내벽에 고정되는 가이드 외륜(420) 및, 상기 가이드 내륜(410)과 가이드 외륜(420) 사이에 방사형으로 고정결합되어 유입되는 물을 안내하는 복수의 가이드 날개(430)를 더 포함하는 내장형 인라인스크류 소수력발전장치.The method according to claim 1,
The rotor (200) further includes a guide vane (400) for guiding the uniformly applied water pressure and flow rate to the entire rotor (200) in a uniform direction while changing the direction of the supplied water,
The guide vane 400 has a guide inner ring 410 positioned adjacent to the rotor inner ring 210 and an inner diameter of the same diameter as the inner wall of the outlet 102 around the guide inner ring 410 A guide outer ring 420 fixed to the inner wall of the outlet 102 and a plurality of guide vanes 430 guiding the water radially fixedly coupled between the guide inner ring 410 and the guide outer ring 420, Includes a built-in inline screw miniature hydroelectric power unit. 제6항에 있어서,
상기 회전자 날개(230) 또는 가이드 날개(430)는, 스크류 형태로 유선형으로 제작되되, 물의 최초 유입되는 부분은 두껍고, 그 반대로 물이 빠져나가는 부분은 얇게 형성된 것을 더 포함하는 내장형 인라인스크류 소수력발전장치.The method according to claim 6,
The rotor blade (230) or the guide blade (430) is manufactured in a streamlined shape in the form of a screw, wherein the first inlet portion of the water is thick and the portion in which the water escapes is thinned. Device. 제6항에 있어서,
상기 가이드 날개(430)는, 결합 방향이 회전자 날개(230)의 결합 방향의 반대로 대향하여 배치되는 것을 더 포함하고,
상기 가이드 날개(430)를 통해 비스듬하게 유입되는 물이 회전자 날개(230)의 일면 전체에 부딪혀 굽이지면서 흐르는 작용으로 회전자 날개(230)에 물의 운동에너지가 전달되는 것을 특징으로 하는 내장형 인라인스크류 소수력발전장치.The method according to claim 6,
The guide wing (430) is further arranged so that the engaging direction is opposite to the engaging direction of the rotor blades (230)
Wherein the water flowing through the guide wing (430) is inclined and hits the entire one surface of the rotor blade (230) so that the kinetic energy of the water is transmitted to the rotor blade (230) Small hydroelectric power plant. 제1항에 있어서,
상기 냉각유로(341)에 냉각수를 공급하는 측에 전동 밸브를 설치하고, 발전기(330) 및 베어링 유닛(320)에 온도 센서를 설치하여, 그 온도 센서가 발전기(330) 및 베어링 유닛(320)의 온도를 감지하여 송출되는 신호를 기반으로 전동 밸브의 개폐량을 조절하여 냉각수의 공급량을 조정하고, 냉각수의 공급량에 따라서 발전기(330) 및 베어링 유닛(320)의 온도가 조절되는 것을 더 포함하는 내장형 인라인스크류 소수력발전장치.The method according to claim 1,
And a temperature sensor is provided in the generator 330 and the bearing unit 320 so that the temperature sensor is connected to the generator 330 and the bearing unit 320, And controlling the temperature of the generator 330 and the bearing unit 320 according to the supply amount of the cooling water to adjust the opening and closing amount of the electric valve based on the signal sent out by sensing the temperature of the generator 330 and the bearing unit 320 Built-in Inline Screw Small Hydro Power Generator. 제1항에 있어서,
상기 발전기(330)는, 생산된 전력을 직류, 교류로 변환시키는 인버터를 더 포함하는 내장형 인라인스크류 소수력발전장치.The method according to claim 1,
The generator (330) further includes an inverter for converting the produced electric power into direct current (AC) and alternating current (AC).
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