KR101862469B1

KR101862469B1 - 발전용 수차구조

Info

Publication number: KR101862469B1
Application number: KR1020160124228A
Authority: KR
Inventors: 최영식
Original assignee: 최영식
Priority date: 2016-09-27
Filing date: 2016-09-27
Publication date: 2018-05-29
Also published as: KR20160120694A

Abstract

본 발명은 발전용 수차구조에 관한 것으로, 회전축부(110)의 샤프트(111)의 외주연에 원통형의 드럼(112)을 부착하여 일체화시키므로 견고한 지지력을 확보하도록 함과 동시에 많은 량의 내,외부브래킷(115,116)을 부착하므로 초대형 수차(100)를 제작할 수 있도록 할 뿐만 아니라 지지프레임부(120)의 내,외부프레임(121,122) 양단을 드럼(112)의 내,외부브래킷(115,116)과 안전패들부(130)의 내,외부패들프레임(131,132)을 각각 결합하되, 회전축부(110)의 내,외부브래킷(115,116)과 지지프레임부(120)의 내,외부프레임(121,122) 및 안전패들부(130)의 내,외부패들프레임(131,132)은 'L'형강을 맞대어 외부측은 'T' 형상으로 형성하고 내부측은 '+' 형상으로 형성하여 'L'형강의 직각홈에 동일형상의 연결부재(125)를 중첩하여 상하를 볼트링하므로 견고한 지지력을 얻를 수 있을 뿐만 아니라 이로 인하여 휨이 비틀림을 억제할 수 잇는 것이다.

Description

발전용 수차구조{hydraulic turbine structure for power generation}

본 발명은 발전용 수차구조에 관한 것으로 상세하게는 조류나 수력 발전을 위한 초대형 수차를 용이하게 운반 및 설치할 수 있도록 하되 견고하고 손쉽게 조립할 수 있도록 하며 휨이나 비틀림을 방지하여 장기간 효율적으로 사용할 수 있도록 하는 발전용 수차구조에 관한 것이다.

우리나라는 비산유국으로서 원유의 수입의존도가 매우 높아 에너지 절약을 국가적인 목표로 추구하고 있으나, 산업화의 다양화 및 고도 성장에 따른 에너지의 소비가 날로 증대되고 있다.

특히 수입되는 원유 중 다량의 원유가 전력을 생산하는 화력발전용으로 쓰이고 있으므로 원유를 사용하지 않고 전력을 생산한다면 국가 재정에 큰 도움이 될 수 있음은 물론, 환경오염도 효과적으로 줄일 수 있다.

반면에, 풍력, 조력 및 수력 등 자연으로부터 직접 전력을 얻는 방법은 인체에 무해한 자연에너지를 이용하여 전력을 얻을 수 있기 때문에 환경오염이 발생하지 않아 깨끗하고 친환경적인 이점이 있다.

보통, 수력 발전이라 하면 댐이나 제방을 막아 물을 저장하여 밀페된 관로로 물을 흘려 낙차에 의하여 수차를 돌려 전기를 생산하는 방식이고, 조력 발전이라 하면 둑이나 제방을 막아 바닷물의 조수 간만의 차를 이용하여 밀물과 썰물시 밀폐된 관로로 물을 흘려 수차를 돌려 전기를 얻는 방식이다.

그러나 이러한 종래의 수차는 샤프트에 연결프레임의 부착에 한계가 있고 휨이나 비틀림의 발생이 우려되어 초대형으로 제작이 까다로울 뿐만 아니라 설치 및 운반이 매우 불편하고 에너지의 손실이 많은 문제점있었다.

종래의 기술로는 국내등록특허 제10-1460063호와 등록특허 제10-1113015호 등이 있다.

따라서 본 발명의 주 목적은 수력이나 조력 등의 유수력을 이용하는 초대형 수차를 안정적으로 제작할 수 있도록 하되 견고한 지지력을 확보하여 휨과 비틀림을 발생을 방지하고 유수력을 낭비를 억제하므로 발전에너지를 효율적으로 얻을 수 잇도록 하는 발전용 수차구조를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 발전용 수차구조는 샤프트의 외주연에 드럼을 결합하여 일체화시키되 드럼의 외주연에 방사선상으로 복수개의 내,외부브래킷을 부착한 회전축부와; 상기 회전축부의 드럼에 방사선상의 부착한 내,외부브래킷에 내,외부프레임을 각각 결합하여 중심축과의 거리를 확보하는 지지프레임부와; 상기 지지프레임부의 내,외부프레임에 내,외부패들프레임을 각각 부착하되 내,외부패들프레임에 패들플레이트를 결합하고 외부패들프레임에 외측 표면에 원호상으로 형성하는 환형의 안전플레이트를 부착한 안전패들부로 구성하되; 회전축부의 내,외부브래킷과 지지프레임부의 내,외부프레임 및 안전패들부의 내,외부패들프레임은 'L'형강을 맞대어 외부측은 'T' 형상으로 형성하고 내부측은 '+' 형상으로 형성하여 'L'형강의 직각홈에 동일형상의 연결부재를 중첩하여 구성함을 그 기술적 구성상 기본특징으로 한다.

따라서 본 발명의 발전용 수차구조는 샤프트에 드럼을 일체화시켜 견고한 지지력을 확보하도록 함과 동시에 많은 량의 내,외부브래킷을 부착하여 안정적으로 초대형 수차를 제작할 수 있도록 하는 것으로, 내,외부브래킷과 내,외부프레임 및 내,외부패들프레임을 'L'형강으로 형성하여 'L'형강의 직각홈에 동일형상의 연결부재를 중첩하여 상하를 볼트링하므로 견고한 결합하여 휨이나 비틀림을 방지함과 동시에 분해, 설치, 보수, 운반 및 보관 등이 용이하도록 할 뿐만 아니라 다양한 물레식 수력·조력발전용 수차를 초대형으로 제작할 수 있는 기술을 제공하는 효과가 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 발전용 수차구조의 회전축부를 나타낸 사시도.
도 2 는 본 발명에 따른 발전용 수차구조의 회전축부와 지지프레임부 결합상태를 나타낸 사시도.
도 3 은 본 발명에 따른 발전용 수차구조의 지지프레임부와 안전패들부 결합 전 상태를 나타낸 사시도.
도 4 는 본 발명에 따른 발전용 수차구조의 지지프레임부와 안전패들부 결합 후 상태를 나타낸 사시도.
도 5 는 본 발명에 따른 발전용 수차구조의 안전패들부에 안전플레이트 결합 후 상태를 나타낸 사시도.
도 6 은 본 발명에 따른 발전용 수차구조의 회전축부를 나타낸 단면도.

이하, 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 6 에 나타낸 바와 같이. 본 발명의 발전용 수차(100)구조는 샤프트(111)의 외주연에 드럼(112)을 결합하여 일체화시키되 드럼(112)의 외주연에 방사선상으로 복수개의 내,외부브래킷(113,114)을 부착한 회전축부(110)와; 상기 회전축부(110)의 드럼(112)에 방사선상의 부착한 내,외부브래킷(115,116)에 내,외부프레임(121,122)을 각각 결합하여 중심축과의 거리를 확보하는 지지프레임부(120)와; 상기 지지프레임부(120)의 내,외부프레임(121,122)에 내,외부패들프레임(131,132)을 각각 부착하되 내,외부패들프레임(131,132)에 패들플레이트(134)를 결합한 안전패들부(130)로 구성한다.

상기 회전축부(110)는 샤프트(111)의 외주연에 원통형의 드럼(112)을 부착하되 드럼(112)의 측면과 내부에 복수개의 지지플레이트(113)를 순차적으로 형성하고 지지플레이트(113)의 중앙에 축공(114)을 천공하며 천공한 축공(114)에 샤프트(111)를 관통시킨 다음 이를 용접하여 일체화시키므로 견고한 지지력을 확보하도록 한다.

더욱이, 회전축부(110)는 드럼(112)의 외주연에 방사선상으로 복수개의 내,외부브래킷(115,116)을 부착하되, 내,외부브래킷(115,116)은 'L'형강을 맞대어 외부브래킷(116)을 'T' 형상으로 형성하고 내부브래킷(115)을 '+' 형상으로 일체화 하도록 함이 바람직하다.

상기 지지프레임부(120)는 드럼(112)의 내,외부브래킷(115,116)에 내,외부프레임(121,122)을 길이방향으로 결합하여 방사상으로 중심축과의 거리를 원하는 만큼 충분하게 확보할 수 있도록 하되, 방사상으로 분할시켜 상호 분각상태로 인접하는 내,외부프레임(121,122)을 분할유지연결바(124)로 순차적으로 결합함과 동시에 동일각도로 인접하는 내,외부프레임(121,122)을 연결프레임(123)으로 순차적으로 결합하여 견고한 지지력을 유지할 수 있도록 한다.

여기서 지지프레임부(120)의 내,외부프레임(121,122)과 드럼(112)의 내,외부브래킷(115,116)은 동일한 'L'형강을 맞대어 일치하도록 하되 'L'형강을 맞댄 부분의 직각홈에 동일형상의 연결부재(125)를 중첩하여 상하를 볼트링하므로, 내,외부프레임(121,122)를 내,외부브래킷(115,116)에 견고하게 결합할 수 있도록 함이 바람직하다.

상기 안전패들부(130)는 'L'형강으로 형성한 내,외부패들프레임(131,132)을 지지프레임부(120)의 내,외부프레임(121,122)의 외향측 단부에 결합하되, 내,외부패들프레임(131,132)의 'L'형강 사이에 샤프트(111)의 축선에 평행하는 삽입공간(133)을 형성하고 삽입공간(133)에 패들플레이트(134)를 끼워 결합한다.

아울러, 안전패들부(130)의 패들플레이트(134) 상하단에는 마감플레이트(135)를 결합하여 패들플레이트(134)를 보호하고 견고한 지지력을 확보할 수 있도록 하되 내,외부패들프레임(131,132)의 'L'형강의 두께를 조절하여 지지프레임부(120)의 내,외부프레임(121,122) 두께와 패들플레이트(134)를 포함하는 내,외부패들프레임(131,132)의 두께를 일치하도록 한다.

나아가, 안전패들부(130)의 외부패들프레임(132)에는 외측 표면에 원호상으로 형성하는 환형의 안전플레이트(136)를 부착하되 정면에서 내,외부패들프레임(131,132), 패들플레이트(134), 마감프레임(135) 및 안전플레이트(136)의 결합상태가 사각형상을 형성하도록 하여 수로에서 효율적으로 충분한 유수력을 얻을 수 있도록 함이 바람직하다.

이러한 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 회전축부(110)의 샤프트(111)의 외주연에 원통형의 드럼(112)을 부착하여 일체화시키므로 견고한 지지력을 확보하도록 함과 동시에 많은 량의 내,외부브래킷(115,116)을 부착하므로 초대형 수차(100)를 제작할 수 있도록 할 뿐만 아니라 지지프레임부(120)의 내,외부프레임(121,122) 양단을 드럼(112)의 내,외부브래킷(115,116)과 안전패들부(130)의 내,외부패들프레임(131,132)을 각각 결합하되, 회전축부(110)의 내,외부브래킷(115,116)과 지지프레임부(120)의 내,외부프레임(121,122) 및 안전패들부(130)의 내,외부패들프레임(131,132)은 'L'형강을 맞대어 외부측은 'T' 형상으로 형성하고 내부측은 '+' 형상으로 형성하여 'L'형강의 직각홈에 동일형상의 연결부재(125)를 중첩하여 상하를 볼트링하므로 견고한 결합상태를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 분해, 설치, 보수, 운반 및 보관 등이 아주 용이하다.

더욱이, 안전패들부(130)에는 환형의 안전플레이트(136)를 부착하여 정면에서 내,외부패들프레임(131,132), 패들플레이트(134), 마감프레임(135) 및 안전플레이트(136)의 견고한 결합상태가 사각형상을 유지하도록 형성하도록 하므로 수로 등에서 유수력을 손실을 방지하는 한다.

따라서 본 발명의 조류 발전용 수차구조는 조류나 수력 발전 등의 유수력을 얻을 수 있도록 하는 것으로 특히 초대형 수차를 용이하게 운반 및 설치할 수 있도록 하되 견고하고 손쉽게 조립할 수 있도록 함과 동시에 휨이나 비틀림을 방지할 뿐만 아니라 유수력의 손실 없이 효율적으로 발전에너지를 얻을 수 있도록 하는 것이다.

이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

100 : 수차 110 : 회전축부
111 : 샤프트 112 : 드럼
113 : 지지플레이트 114 : 축공
115 : 내부브래킷 116 : 외부브래킷
120 : 지지프레임부 121 : 내부프레임
122 : 외부프레임 123 : 연결프레임
124 : 분할유지연결바 125 : 연결부재
130 : 안전패들부 131 : 내부패들프레임
132 : 외부패들프레임 133 : 삽입공간
134 : 패들플레이트 135 : 마감프레임
136 : 안전플레이트

Claims

샤프트(111)의 외주연에 드럼(112)을 결합하여 일체화시키되 드럼(112)은 측면과 내부에 복수개의 지지플레이트(113)를 순차적으로 형성하고 드럼(112)의 외주연에 방사선상으로 복수개의 내,외부브래킷(115,116)을 부착한 회전축부(110)와;
상기 회전축부(110)의 드럼(112)에 방사선상의 부착한 내,외부브래킷(115,116)에 내,외부프레임(121,122)을 각각 결합하여 중심축과의 거리를 확보하되 내,외부프레임(121,122)에 분할유지연결바(124)와 연결프레임(123)으로 순차적으로 결합한 지지프레임부(120)와;
상기 지지프레임부(120)의 내,외부프레임(121,122)에 내,외부패들프레임(131,132)을 각각 부착하되 내,외부패들프레임(131,132)에 패들플레이트(134)를 결합하고 외부패들프레임(132)에 외측 표면에 원호상으로 형성하는 환형의 안전플레이트(136)를 부착한 안전패들부(130)로 구성하되;
상기 회전축부(110)의 내,외부브래킷(115,116)과 지지프레임부(120)의 내,외부프레임(121,122) 및 안전패들부(130)의 내,외부패들프레임(131,132)은 'L'형강을 맞대어 외부측은 'T' 형상으로 형성하고 내부측은 '+' 형상으로 형성하여 'L'형강의 직각홈에 동일형상의 연결부재(125)를 중첩하여 상하를 볼트링하되 내,외부패들프레임(131,132)의 'L'형강의 두께를 조절하여 지지프레임부(120)의 내,외부프레임(121,122) 두께와 패들플레이트(134)를 포함하는 내,외부패들프레임(131,132)의 두께를 일치하도록 하고;
상기 안전패들부(130)는 내,외부패들프레임(131,132)에 샤프트(111)의 축선에 평행하는 삽입공간(133)을 형성하고 삽입공간(133)에 패들플레이트(134)를 끼워 결합하되 정면에서 내,외부패들프레임(131,132), 패들플레이트(134), 마감프레임(135) 및 안전플레이트(136)의 결합상태가 사각형상을 형성하여 구성한 것을 특징으로 하는 발전용 수차구조.
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