KR101731084B1 - 유수를 이용한 발전 어셈블리 - Google Patents

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Abstract

유출구에서 유입구 방향으로 확관되는 제1 하우징; 상기 제1 하우징의 유출구 측에 연통되게 결합되며, 유출구에서 유입구 방향으로 확관되는 제2 하우징; 상기 제2 하우징의 내부 유출구 측에 배치되며 유수에 의해 축 회동하는 프로펠러부에 의해 발전하는 발전 유닛; 및 상기 제1 하우징과 상기 제2 하우징이 서로 결합되거나 분리되도록 하는 가이드 결합부;를 포함하는 유수를 이용하는 발전 어셈블리를 제공한다.

Description

유수를 이용한 발전 어셈블리{POWER GENERATOR ASSEMBLY USING RUNNING WATER}
본 발명은 유수량이 적은 하천 등의 지역에 설치하여 전기를 생산할 수 있는 발전 어셈블리에 관한 것이다.
수력 발전은 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르는 물의 위치 에너지에 의해 발생한 물의 흐름을 이용하거나, 물의 압력 차에 의해서 발생하는 물의 흐름을 이용하여 전기 에너지를 생산하는 것을 말한다. 이러한 수력 발전은 화력 발전이나 원자력 발전과 달리 환경 오염 물질을 배출하지 않는다는 장점이 있지만, 큰 물의 흐름을 발생시키기 위해서 대형 댐을 건설하거나, 방조제를 건설해야 하는 등의 환경 파괴적인 단점을 갖는다. 특히, 계절적으로 유량의 차이가 있는 경우 안정적인 전기 에너지를 생산할 수 없다는 단점이 있다.
이러한 수력 발전의 단점은 물의 유량이 풍부해야 경제성이 있는 발전을 할 수 있는 발전기로 인해서 발생한다. 만약 소 유량의 물의 흐름만으로도 효과적인 발전을 할 수 있다면 소규모 저수 시설 혹은 일반 하천수, 상하수도 등 환경을 파괴하지 않고 버려지는 다양한 물의 흐름을 이용하여 충분한 발전을 할 수 있다. 따라서, 소 유량의 물의 흐름에도 효과적인 발전을 할 수 있는 발전 장치의 개발이 절실하게 요청되고 있다.
대한민국 공개특허 제10-2013-013377호 대한민국 등록특허 제10-1042650호 대한민국 공개특허 제10-2000-0063639호 일본 공개특허 제2002-266742호
본 발명의 실시예는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 발전 어셈블리의 발전 용량에 따라 그 크기가 증가해야 하는 하우징을 2개 또는 그 이상의 개수로 나눠 이를 조립 결합하여 제작하는 것을 목적으로 한다.
이를 위해, 조립 결합에 용이한 구조를 확보하여 조립 결합이나 분리 이탈이 편리하고자 한다. 또한, 조립 결합되는 결합 부위에 대한 방수 구조를 갖는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예는 상기와 같은 과제를 해결하고자, 유출구에서 유입구 방향으로 확관되는 제1 하우징; 상기 제1 하우징의 유출구 측에 연통되게 결합되며, 유출구에서 유입구 방향으로 확관되는 제2 하우징; 상기 제2 하우징의 내부 유출구 측에 배치되며 유수에 의해 축 회동하는 프로펠러부에 의해 발전하는 발전 유닛; 및 상기 제1 하우징과 상기 제2 하우징이 서로 결합되거나 분리되도록 하는 가이드 결합부;를 포함하는 유수를 이용하는 발전 어셈블리를 제공한다.
상기 가이드 결합부는 상기 제1 하우징과 상기 제2 하우징을 분리시키기 위해 상기 제1 하우징 및 제2 하우징 중 어느 하나가 승강되도록 가이드하며, 상기 가이드 결합부는 상기 제1 하우징과 상기 제2 하우징을 결합시키기 위해 상기 제1 하우징 및 제2 하우징 중 어느 하나가 하강되도록 가이드할 수 있다.
상기 가이드 결합부는 상기 제1 하우징의 유출구 양 측면에 상하 방향으로 배치되는 제1 절곡편을 포함하는 제1 가이드 결합부; 및 상기 제2 하우징의 유입구 양 측면에 상하 방향으로 배치되어 상기 제1 절곡편의 적어도 어느 일 면과 결합되는 제2 절곡편을 포함하는 제2 가이드 결합부;를 포함할 수 있다.
상기 제1 절곡편과 상기 제2 절곡편은 대면하며 접촉 결합될 수 있다.
상기 가이드 결합부는 상기 제1 하우징의 유출구 양 측면에 상하 방향으로 배치되는 제1 절곡편을 포함하는 제1 가이드 결합부; 및 상기 제2 하우징의 유입구 양 측면에 상하 방향으로 배치되어 상기 제1 절곡편의 적어도 어느 일 면과 이격 공간부가 형성되도록 대향하는 제2 절곡편을 포함하는 제2 결합부;를 포함하며, 상기 이격 공간부에 삽입되는 충전 부재;를 더 포함할 수 있다.
상기 충전 부재는 적어도 탄성력을 갖는 재질로 형성될 수 있다.
상기 제1 하우징과 상기 제2 하우징의 결합 부위에는 씰링 부재;가 배치될 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 과제해결 수단에 의하면 다음과 같은 사항을 포함하는 다양한 효과를 기대할 수 있다. 다만, 본 발명이 하기와 같은 효과를 모두 발휘해야 성립되는 것은 아니다.
일 실시예에 따른 발전 어셈블리는 하우징을 2개 또는 그 이상의 개수로 부분 제작한 후 이를 조립 결합할 수 있어 하우징의 크기가 증가하더라도 하우징에 대한 운반, 설치, 보수, 관리 등이 용이하다.
또한, 하우징은 조립 결합에 의해서도 그 연통되는 부분에 대한 방수가 확보될 수 있다.
또한, 조립 결합과 이를 분리 이탈하는 것이 용이하여 전체 하우징을 구성하는 각 하우징에 대한 유지, 관리가 편리하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전 어셈블리의 사시도.
도 2는 도 1의 단면도.
도 3은 도 1의 우 측면도.
도 4는 도 1의 좌 측면도.
도 5는 도 1의 일부 절개 사시도.
도 6은 일 실시예에 따른 제1 하우징을 도시한 사시도.
도 7은 일 실시예에 따른 제2 하우징을 도시한 사시도.
도 8은 일 실시예에 따른 가이드 결합부의 단면도.
도 9는 다른 실시예에 따른 가이드 결합부의 단면도.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 설명한다.
유수를 이용한 발전 어셈블리는 수로가 형성되어 있는 지역에 배치된다. 수로는 인위적으로 조성되는 예를 들어, U자 형상의 관로 등도 포함된다. 발전 어셈블리는 수로를 따라 흐르는 물의 방향과 평행하게 수로에 배치된다. 구체적으로, 발전 어셈블리는 구조물에 적어도 하나 이상 결합되어 수로에 배치될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전 어셈블리의 사시도이고, 도 2는 도 1의 단면도이며, 도 3은 도 1의 우 측면도이고, 도 4는 도 1의 좌 측면도이며, 도 5는 도 1의 일부 절개 사시도이다. 도 1 내지 도 5를 참조하면, 발전 어셈블리는 제1 하우징(10a), 제2 하우징(10b), 발전 유닛(20) 및 가이드 결합부(80)를 포함한다. 또한, 일 실시에에 따른 발전 어셈블리는 지지 플레이트(30), 고정 플레이트(40), 미세 조절부(50) 및 맥동 방지부(70)를 더 포함할 수 있다.
하우징(10a)(10b)은 적은 유량으로 인해 유속이 낮은 물이 유입되더라도 보다 높은 유속으로 유출되도록 한다. 이를 위해, 하우징(10a)(10b)은 물이 유입되는 유입구의 단면적이 유출구의 단면적보다 더 크게 형성된다.
또한, 제1 하우징(10a)과 제2 하우징(10b)은 어느 일 측면이 발전 유닛(20)의 축 방향과 나란하게 형성된다. 따라서, 수로의 바닥면 등 평탄한 곳에 발전 어셈블리를 배치하고자 할 때, 발전 유닛(20)의 축 방향과 나란하게 형성되는 일 측면이 평탄한 면에 마주하며 접하도록 한다. 그 결과, 유수의 흐름 방향과 발전 유닛(20)의 축 방향을 일치시킬 수 있다.
이 때, 발전 유닛(20)의 축 방향과 나란하게 형성되는 측면에는 안내 레일(12)이 형성될 수 있다. 이러한 안내 레일(12)은 서로 평행하게 배치되는 한 쌍으로 구성되어 발전 유닛(20)이 적재되는 운반차가 슬라이딩 이동할 수 있도록 한다. 즉, 안내 레일(12)은 하중으로 인해 인력으로 운반하기 곤란한 발전 유닛(20)을 편리하게 이동시키도록 한다.
다만, 제1 하우징(10a) 및 제2 하우징(10b)의 다른 측면은 제1 하우징(10a)과 제2 하우징(10b)이 유출구에서 유입구 방향으로 확관되는 관로 형상을 갖을 수 있다면 어떤 모양으로 형성되더라도 무방하다.
또한, 제2 하우징(10b)에는 고정 플레이트(40)가 삽입 관통되는 관통홀(12)이 형성될 수 있다. 이 때, 관통홀(12)은 고정 플레이트(40)가 삽입 관통될 때 간섭 등으로 인해 불편을 주지 않도록 형성된다. 또한, 제1 하우징(10a)의 유입구 측 양 외측면에는 가이드 레일(14)이 형성되어 있다. 가이드 레일(14)은 발전 어셈블리를 구조물 등에 고정시킬 때 사용한다.
도 6은 일 실시예에 따른 제1 하우징을 도시한 사시도이고, 도 7은 일 실시예에 따른 제2 하우징을 도시한 사시도이다. 도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 하우징은 제1 하우징(10a)과 제2 하우징(10b)을 포함한다. 하우징은 발전 어셈블리의 발전 용량에 대응하여 적절한 크기를 갖도록 요구된다. 그 결과, 하우징은 소형에서 대형까지 그 크기가 다양하다. 이 때, 대형 하우징은 그 무게로 인해 크레인 등의 기계 장비를 이용해야 운반할 수 있다.
그러나, 하우징의 크기가 증가하면, 하우징을 2개 또는 그 이상의 개수로 분할 형성한 후 이를 조립, 결합하는 방법으로 제조하는 것이 바람직하다. 이는, 조립 이후 하우징에 대한 보수, 관리를 편리하도록 하기 위함이다. 따라서, 적어도 2개 이상의 하우징을 서로 결합하여 단일 하우징으로 사용하기 위해서는 그 연통되는 부위에 결합 구조를 포함하게 된다.
일 실시예에 따른 하우징은 제1 하우징(10a) 및 제2 하우징(10b)이 서로 결합되거나 분리되도록 하는 가이드 결합부(80)를 포함한다. 구체적으로, 가이드 결합부(80)는 제1 하우징(10a)과 제2 하우징(10b)을 분리시키기 위해 제1 하우징(10a) 및 제2 하우징(10b) 중 어느 하나가 승강되도록 가이드하며, 가이드 결합부(80)는 제1 하우징(10a)과 제2 하우징(10b)을 결합시키기 위해 제1 하우징(10a) 및 제2 하우징(10b) 중 어느 하나가 하강되도록 가이드한다.
즉, 제1 가이드 결합부(80a)와 제2 가이드 결합부(80b)는 어느 하나가 나머지 다른 하나에 삽입되어 결합되거나 이탈되어 분리되도록 한다. 동시에, 가이드 결합부(80)는 제1 하우징(10a)과 제2 하우징(10b)의 결합 상태를 더 견고하게 지속시키도록 한다.
제1 하우징(10a)과 제2 하우징(10b)은 각각 유출구에서 유입구 방향으로 확관되는 형상을 갖는다. 제1 하우징(10a)과 제2 하우징(10b)은 결합 상태에서 비로소 단일 하우징으로 그 기능을 발휘할 수 있기 때문에 제1 하우징(10a)의 유출구와 제2 하우징(10b)의 유입구는 서로 연통되게 결합되어야 한다. 이를 위해, 연통되는 부분은 서로 동일 단면적을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.
전술한 것처럼, 가이드 결합부(80)는 제1 가이드 결합부(80a)와 제2 가이드 결합부(80b)를 포함한다. 도 8은 일 실시예에 따른 가이드 결합부의 단면도이다. 도 8을 참조하면, 제1 가이드 결합부(80a)는 제1 하우징(10a)의 유출구 양 측면에 상하 방향으로 일직선 모양으로 연속되는 제1 절곡편(82a)을 포함한다.
또한, 제2 가이드 결합부(80b)는 제2 하우징(10b)의 유입구 양 측면에 상하 방향으로 일직선 모양으로 연속되도록 배치되어 제1 절곡편(82a)의 적어도 어느 일 면과 결합되는 제2 절곡편(82b)을 포함한다. 즉, 제2 가이드 결합부(80b)는 제1 가이드 결합부(80a)와 서로 대응되는 구조로 형성되어 제1 하우징(10a)과 제2 하우징(10b)이 결합 또는 분리될 때 가이드 한다.
제1 하우징(10a)과 제2 하우징(10b)이 결합될 때, 제1 절곡편(82a)과 제2 절곡편(82b)은 대면하며 직접 접촉 결합될 수 있다. 예를 들어, 제2 절곡편(82b)은 제1 절곡편(82a)의 양 측면에 각각 대면하면서 접촉 결합될 수 있다. 그 결과, 제1 하우징(10a)과 제2 하우징(10b)은 견고하게 결합될 수 있다.
도 9는 다른 실시예에 따른 가이드 결합부의 단면도이다이다. 도 9를 참조하면, 제1 가이드 결합부(80a)는 제1 하우징(10a)의 유출구 양 측면에 상하 방향으로 일직선 모양으로 연속되는 제1 절곡편(82a)을 포함한다. 또한, 제2 가이드 결합부(80b)는 제2 하우징(10b)의 유입구 양 측면에 상하 방향으로 배치되어 제1 절곡편(82a)의 적어도 어느 일 면과 이격 공간부가 형성되도록 대향하는 제2 절곡편(82b)을 포함한다.
그리고, 충전 부재(84)는 이격 공간부에 삽입되어 그 공간을 채워준다. 이 때, 충전 부재(84)는 적어도 탄성력을 갖는 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 이를 통해 가이드 결합부(80)는 밀착 결합될 수 있다.
다만, 제1 가이드 결합부(80a) 및 제2 가이드 결합부(80b)는 도면에 도시된 것에 한정되지 않으며 다양하게 설계 변경이 가능하다.
또한, 제1 하우징(10a)과 제2 하우징(10b)의 결합 부위에는 씰링 부재(미도시)가 배치되는 것이 바람직하다. 씰링 부재는 제1 하우징(10a)의 유출구와 제2 하우징(10b)의 유입구가 연통되는 부위에 예를 들어 실리콘 등을 도포하여 그 결합 부위에서 누수 현상이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 씰링 부재는 연통되는 부위에 배치되는 오링 등의 부재도 가능하다.
한편, 제2 하우징(10b)의 유출구는 원형으로 형성되는 것이 바람직하다. 이는, 발전 유닛(20)의 프로펠러부(25)가 제2 하우징(10b)의 유출구 부근에 배치되며, 프로펠러부(25)를 구성하는 각 프로펠러의 단부와 유출구의 내측면 사이에 유수의 흐름에 따른 손실을 최소화하기 위함이다. 동시에, 유입되는 물의 대부분을 발전에 이용하기 위함이다.
제1 실시예에 따른 제1 하우징(10a)과 제2 하우징(10b)은 내측면에 대한 횡단면이 사각형 모양을 갖는다. 이 때, 횡단면적의 크기는 유출구에서 유입구 방향으로 비례적으로 점점 증가한다. 그 결과, 사각형 모양의 유입구를 통해 저속의 물이 유입되더라도 유출구에서 보다 고속의 물이 유출될 수 있다.
또한, 제2 실시예에 따른 제1 하우징(10a)과 제2 하우징(10b)은 내측면에 대한 횡단면이 원형을 갖는다. 다만, 제1 실시예에 마찬가지로 횡단면적의 크기는 유출구에서 유입구 방향으로 비례적으로 점점 증가한다. 다만, 각 하우징의 외부 형상은 제1 실시예와 마찬가지로 어느 일 측면이 발전 유닛(20)의 축 방향과 나란하면서도 평탄한 곳의 바닥면에 안정적으로 배치될 수 있도록 형성된다.
다음으로, 발전 유닛(20)은 유수에 의해 전기를 생산하는 부분이다. 구체적으로 발전 유닛(20)은 본체(21), 본체(21)의 일 측으로 돌출되는 회전 축(22) 및 회전 축(22)에 결합되어 축 회동하는 프로펠러부(25)를 포함한다. 본체(21)는 발전 유닛(20)의 주요 구성에 대한 방수를 통해 기밀성을 확보할 수 있도록 형성된다.
이러한 발전 유닛(20)은 프로펠러부(25)가 제2 하우징(10b)의 유출구 측에 배치되고, 발전 유닛(20)의 본체(21) 부분이 제2 하우징(10b)의 유출구 측 전방을 향하도록 제2 하우징(10b) 내부에 배치된다. 이는, 제2 하우징(10b) 내부에서 가장 면적이 좁은 지역에 프로펠러부(25)가 배치되도록 하여 발전 효율을 극대화하기 위함이다.
동시에, 발전 유닛(20)의 본체(21) 부분을 유로의 단면적이 넓은 부분에 위치시켜 유속의 손실을 최소화할 수 있다. 여기서, 프로펠러부(25)는 유수에 의해 축 회동하여 발전 유닛(20)의 본체(21) 내부에서 발전을 하도록 한다. 한편, 발전 유닛(20)은 프로펠러부(25)의 날개 각 단부가 제2 하우징(10b)의 유출구 측 내측면과 소정 거리 예를 들어 3mm 정도를 유지하도록 조정 배치된다.
한편, 본체(21)의 외주면에는 지지 플레이트(30)가 결합되는 제1 결합부(미도시)와 고정 플레이트(40)가 결합되는 제2 결합부(미도시)가 형성될 수 있다.
제1 결합부 및 제2 결합부는 예를 들어, 본체(21)의 외주면에 연직 하방으로 형성되는 끼움 홈의 형상을 갖을 수 있다. 이와 달리 제1 결합부 및 제2 결합부(80b)는 본체(21)의 외주면에 볼트 등으로 체결되어 고정 결합될 수 있는 구조로 형성될 수 있다.
다음으로, 지지 플레이트(30)는 발전 유닛(20)을 지지하는 역할을 한다. 발전 유닛(20)은 프로펠러부(25)를 구동하는 회동 축이 제2 하우징(10b)의 유출구 중심을 향하도록 설치되어야 한다. 즉, 발전 유닛(20)은 제2 하우징(10b)의 내부 소정 높이를 갖는 공간에 위치하게 되어, 이를 지지할 수 있는 별도 수단이 더 필요하다.
이 때, 지지 플레이트(30)는 발전 유닛(20)을 지지하기 위해 적어도 하나 이상 사용될 수 있다. 예를 들어, 지지 플레이트(30)가 복수 개 사용되는 경우 지지 플레이트(30)는 본체(21)의 하측면 부근에 소정 간격으로 이격 배치될 수 있다. 지지 플레이트(30)는 막대 형상으로 어느 일 단부에 체결공이 형성될 수 있다. 체결공은 지지 플레이트(30)와 미세 조절부(50) 사이의 볼트 결합 등에 사용된다.
한편, 고정 플레이트(40)는 발전 유닛(20)의 위치를 고정시키는 즉, 발전 유닛(20)이 제2 하우징(10b) 내부에서 설치 위치를 조정한 이후 그 위치를 지속적으로 유지할 수 있도록 한다. 구체적으로 고정 플레이트(40)는 제2 하우징(10b) 외부에서 관통 홀을 통해 삽입되어 그 선단이 발전 유닛(20)의 제2 결합부에 결합된다.
발전 유닛(20)은 먼저 지지 플레이트(30)에 의해 지지된 이후 고정 플레이트(40)가 끼움 결합되는데, 그 후 발전 유닛(20)의 회전 축(22)이 제2 하우징(10b)의 유출구 중심을 향하도록 미세 조정이 이루어진 후 발전 유닛(20)에 외력이 가해지더라도 그 조정 위치가 변경되지 않도록 한다.
고정 플레이트(40)에서 제2 결합부에 결합되는 일 단의 반대 방향 즉, 타 단의 단부에는 슬립 방지 클립(60)이 적어도 하나 이상 끼움 결합될 수 있다. 또한, 타 단에는 단 턱이 형성되어 있어 슬립 방지 클립(60)이 적층되면서 다단으로 끼움 결합되더라도 슬립 방지 클립(60)이 외부로 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
이러한 슬립 방지 클립(60)은 고정 플레이트(40)의 결합 상태를 지속 유지시키도록 한다. 즉, 슬립 방지 클립(60)을 사용하면 고정 플레이트(40)가 미세하게 움직이는 것을 방지할 수 있다. 구체적으로, 슬립 방지 클립(60)은 고무 재질로 형성되어 접촉되는 부분의 마찰력을 증대시킨다. 이 때, 슬립 방지 클립(60)은 두께만을 달리하여 형성될 수 있다. 그 결과, 슬립 방지 클립(60)은 제2 하우징(10b)과 고정 플레이트(40)의 단 턱 사이 이격 공간에 적층되면서 끼움 결합되어 고정 플레이트(40)를 결합 상태를 유지시킨다. 즉, 슬립 방지 클립(60)은 소정 두께를 갖는 U자 형상으로 형성될 수 있다.
다음으로, 미세 조절부(50)는 발전 유닛(20)이 제2 하우징(10b) 내부에서 그 위치를 정확하게 조정할 수 있도록 발전 유닛(20)의 위치를 미세하게 조절하는 기능을 한다. 이러한 미세 조절부(50)는 일 단이 지지 플레이트(30)와 결합되고, 타 단이 제2 하우징(10b)의 내측면에 결합된다.
구체적으로, 미세 조절부(50)는 복수 개의 구성 각편으로 이루어지는 체결 프레임(52)을 포함한다. 체결 프레임(52)은 평판 플레이트를 소정 각도 예를 들어, 90도 등으로 1회 내지 그 이상 굴곡시켜 형성된다. 따라서, 체결 프레임(52)은 굴곡 위치, 굴곡 횟수 등에 따라 ㄱ자 형상, ㄷ자 형상 등 다양하게 변경될 수 있다.
이 때, 구성 각편에는 적어도 하나 이상의 슬롯 홀(53)이 형성될 수 있다. 슬롯 홀(53)은 볼트 결합을 위해 사용되는 볼트가 관통되는 통공이다. 다만, 슬롯 홀(53)은 볼트가 삽입되는 위치를 가변시켜 지지 플레이트(30)와의 결합 위치를 미세하게 조절할 수 있다. 이를 통해 발전 유닛(20)은 제2 하우징(10b) 내부에서 그 배치 위치가 미세하게 조절될 수 있다.
체결 프레임(52)의 구성 각편 중 어느 하나는 제2 하우징(10b)과 결합된다. 이 때, 체결 프레임(52)은 슬롯 홀(53)로 인해 제2 하우징(10b)과의 관계에서 그 결합 위치를 미세하게 조절할 수 있다. 즉, 체결 프레임(52)으로 인해 발전 유닛(20)은 제2 하우징(10b) 내부에서 그 배치 위치가 상하좌우 방향으로 조절될 수 있다.
또한, 미세 조절부(50)는 제2 하우징(10b)의 내측면에 부착되어 체결 프레임(52)이 각각 안착되도록 하는 패드부(54)를 더 포함할 수 있다. 패드부(54)는 고무 재질로 형성되어 체결 프레임(52) 중 어느 일 구성 각편이 제2 하우징(10b)에 결합되도록 한다. 즉, 패드부(54)는 체결 프레임(52)과 제2 하우징(10b) 사이에 개재되어 체결 프레임(52)에서 하우징으로 전달되는 진동 등을 흡수하거나 체결 프레임(52)의 제2 하우징(10b)에 대한 결합 위치를 조절할 수 있도록 한다.
예를 들어, 미세 조절부(50)는 ㄱ자 형상의 체결 프레임(52)을 포함한다. 이 때, 체결 프레임(52)은 지지 플레이트(30)의 어느 일 측면에 배치되거나 양 측면 모두에 배치될 수 있다. 그 결과, 볼트 등의 체결 부재는 각 체결 프레임(52)의 슬롯 홀(53)과 지지 플레이트(30)에 형성되어 있는 체결공을 관통하여 지지 플레이트(30)와 체결 프레임(52)이 서로 고정 결합될 수 있도록 한다.
또한, 미세 조절부(50)는 ㄷ자 형상의 체결 프레임(52)을 포함할 수 있다. 이 때, 체결 프레임(52)의 형상에 따른 차이를 제외하면 미세 조절부(50)는 전술한 ㄱ자 형상일 때와 유사한 기능으로 사용된다.
다음으로 맥동 방지부(70)는 일 단이 제2 하우징(10b)의 내측면에 결합되고, 타 단이 발전 유닛(20)에 결합되어 유수에 의해 발생하는 맥동을 방지한다. 이러한 맥동 방지부(70)는 발전 어셈블리에 적어도 하나 이상 형성될 수 있다.
맥동 현상은 하우징의 단면적 크기가 유입구에서 유출구 방향으로 감소하는 반면 유수의 속도 즉, 유속의 크기가 증가하여 발생하는 압력의 차이에 기인한다. 따라서, 발전 어셈블리 내에는 특히, 유속이 가장 큰 제2 하우징(10b)의 유출구 측에 맥동 현상을 방지할 수 있는 구조를 더 포함하는 것이 바람직하다.
맥동 방지부(70)는 프로펠러부(25)의 전, 후방에 배치되어 프로펠러부(25)의 축 회동에 따른 와류에 의해 발생하는 진동을 흡수한다. 다만, 이러한 맥동 방지부(70)는 유수의 흐름을 방해하지 않도록 형성되는 것이 바람직하다.
구체적으로 맥동 방지부(70)는 제1 맥동 방지부(70a)와 제2 맥동 방지부(70b)를 포함한다. 제1 맥동 방지부(70a)는 프로펠러부(25)의 후방에 배치되어 유속의 증가에 따른 맥동 현상을 최종적으로 저감시키는 역할을 한다.
구체적으로 제1 맥동 방지부(70a)는 발전 유닛(20)의 본체(21)에서 연장되는 회전 축(22)의 단부에 결합되는 제1 베어링부(72a)와 제1 베어링부(72a)의 외주면과 제2 하우징(10b)의 내주면에 각각 고정되는 적어도 하나 이상의 유선형 날개 부재(74a)를 포함한다.
이를 위해 유선형 날개 부재(74a)의 각 단부에는 고정 패드(76)가 결합된다. 한편, 고정 패드(76)의 표면에는 마찰력을 증가시킬 수 있는 슬립 방지 패턴이 더 형성될 수 있다. 그리고, 유선형 날개 부재(74a)는 고정 패드(76)를 통해 제2 하우징(10b)의 내주면과 마주하도록 결합된다. 그 결과, 유선형 날개 부재(74a)는 제2 하우징(10b)에 견고하게 고정 결합될 수 있다.
여기서, 제1 베어링부(72a)는 회전 축(22)의 회동과 무관하게 고정 상태를 유지한다. 이 때, 제1 베어링부(72a)에 사용되는 베어링은 물에 직접 노출되는 점을 고려하여 수중 베어링, 세라믹 베어링 등 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
유선형 날개 부재(74a)는 양 날개 면이 발전 유닛(20)의 축 방향과 평행하도록 배치된다. 또한, 나머지 유선형 날개 부재(74a) 역시 동일하게 배치된다. 이와 달리, 유선형 날개 부재(74a)는 양 날개 면이 발전 유닛(20)의 축 방향에 소정 각도 비스듬하게 경사지도록 배치될 수 있다. 이 때, 나머지 유선형 날개 부재(74a)는 그 경사 각도가 일 방향으로 점진적으로 증가 또는 감소하도록 배치될 수 있다. 이와 같이 유선형 날개 부재(74a)를 포함하는 맥동 방지부(70)로 인해 와류 현상을 효과적으로 억제할 수 있다.
다음으로, 제2 맥동 방지부(70b)는 프로펠러부(25)의 전방에 배치된다. 즉, 제2 맥동 방지부(70b)는 맥동 현상을 1차적으로 저감시킨다. 구체적으로, 제2 맥동 방지부(70b)는 발전 유닛(20)의 회전 축(22)에 결합되는 제2 베어링부(72b)와 제2 베어링부(72b)의 외주면과 제2 하우징(10b)의 내측면에 각각 고정되는 적어도 하나 이상의 날개 부재(74b)를 포함한다.
여기서, 제2 베어링부(72b)는 전술한 제1 베어링부(72a)와 동일한 구성을 갖는 바, 이하 구체적 설명은 생략한다. 한편, 날개 부재(74b)는 유선형, 평판형, 나선형 등을 포함한다. 다만, 날개 부재(74b)의 구체적 형상과 무관하게 날개 부재(74b)가 제2 하우징(10b)에 고정되기 위해서는 날개 부재(74b)의 각 단부에 고정 패드(76)가 더 형성될 수 있다. 마찬가지로 고정 패드(76) 역시 전술한 바와 동일한 바, 이하 구체적 설명을 생략한다.
10a: 제1 하우징 10b: 제2 하우징
20: 발전 유닛 25: 프로펠러부
30: 지지플레이트 40: 고정 플레이트
50: 미세 조절부 12: 안내 레일
21: 본체 22: 회전 축
52: 체결 프레임 76: 고정 패드
53: 슬롯 홀 54: 패드부
60: 슬립 방지 클립 70: 맥동 방지부
70a: 제1 맥동 방지부 70b: 제2 맥동 방지부
72a; 제1 베어링부 72b: 제2 베어링부
74a: 유선형 날개 부재 74b: 날개 부재
80: 가이드 결합부 80a: 제1 가이드 결합부
80b: 제2 가이드 결합부 82a: 제1 절곡편
82b: 제2 절곡편 84: 충전 부재
14: 가이드 레일

Claims (7)

  1. 유출구에서 유입구 방향으로 확관되는 제1 하우징;
    상기 제1 하우징의 유출구 측에 연통되게 결합되며, 유출구에서 유입구 방향으로 확관되는 제2 하우징;
    상기 제2 하우징의 내부 유출구 측에 배치되며 유수에 의해 축 회동하는 프로펠러부에 의해 발전하는 발전 유닛; 및
    상기 제1 하우징과 상기 제2 하우징이 서로 결합되거나 분리되도록 하는 가이드 결합부;를 포함하고,
    상기 가이드 결합부는 상기 제1 하우징의 유출구 양 측면에 상하 방향으로 배치되는 제1 절곡편을 포함하는 제1 가이드 결합부; 및 상기 제2 하우징의 유입구 양 측면에 상하 방향으로 배치되어 상기 제1 절곡편의 적어도 어느 일 면과 이격 공간부가 형성되도록 대향하는 제2 절곡편을 포함하는 제2 결합부;를 포함하며,
    상기 이격 공간부에 삽입되는 충전 부재;를 더 포함하는 유수를 이용하는 발전 어셈블리.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 가이드 결합부는 상기 제1 하우징과 상기 제2 하우징을 분리시키기 위해 상기 제1 하우징 및 제2 하우징 중 어느 하나가 승강되도록 가이드하며,
    상기 가이드 결합부는 상기 제1 하우징과 상기 제2 하우징을 결합시키기 위해 상기 제1 하우징 및 제2 하우징 중 어느 하나가 하강되도록 가이드하는 유수를 이용하는 발전 어셈블리.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 가이드 결합부는 상기 제1 하우징의 유출구 양 측면에 상하 방향으로 배치되는 제1 절곡편을 포함하는 제1 가이드 결합부; 및
    상기 제2 하우징의 유입구 양 측면에 상하 방향으로 배치되어 상기 제1 절곡편의 적어도 어느 일 면과 결합되는 제2 절곡편을 포함하는 제2 가이드 결합부;를 포함하는 유수를 이용하는 발전 어셈블리.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제1 절곡편과 상기 제2 절곡편은 대면하며 접촉 결합되는 유수를 이용하는 발전 어셈블리.
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 충전 부재는 적어도 탄성력을 갖는 재질로 형성되는 유수를 이용하는 발전 어셈블리.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 하우징과 상기 제2 하우징의 결합 부위에는 씰링 부재;가 배치되는 유수를 이용하는 발전 어셈블리.
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