KR102075020B1 - Water turbine and small hydropower generation apparatus - Google Patents

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Abstract

The present invention provides a water turbine including: a water pipe capable of rotating around a center line; and an impeller which is arranged inside the water pipe and has blades that are coupled to the inner wall of the water pipe and are rotated with the water pipe by water power. The water turbine comprises a front region in which each blade collides with water and a rear region that forms a rearward moving swirl by rotating water provided from the front region. In addition, the present invention provides a small water power generating apparatus including the water turbine.

Description

수차 및 소수력 발전장치 {WATER TURBINE AND SMALL HYDROPOWER GENERATION APPARATUS}Aberration & Small Hydro Power Plant {WATER TURBINE AND SMALL HYDROPOWER GENERATION APPARATUS}

본 발명의 실시예는 물이 가지는 위치에너지(수력)를 전기에너지(전력)로 변환하는 데 이용되는 수차 및 이를 포함하는 소규모 수력 발전장치에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to aberrations used to convert potential energy (hydropower) of water into electrical energy (electric power) and a small-scale hydroelectric power generation apparatus including the same.

일반적으로, 소수력 발전은 설비용량이 10,000㎾ 내지 15,000㎾ 미만인 소규모 수력 발전을 의미한다. 이러한 소수력 발전은, 원리 면에서 일반적인 대규모 수력 발전과 큰 차이가 있다 볼 수 없지만, 대규모 수력 발전이 환경 면에서 매우 부정적인 영향을 미치는 점을 고려한다면, 국지적인 지역 조건과 조화를 이루며 기술적으로 단순한 수력 발전이라 할 수 있다.Generally, hydropower generation means small-scale hydropower generation with a capacity of 10,000 kW or less than 15,000 kW. These hydroelectric power generations are not much different in principle from large-scale hydropower generation in general, but considering that hydropower generation has a very negative impact on the environment, it is technically simple to harmonize with local conditions. It can be called development.

이와 같은 소수력 발전은, 청정 에너지이고 다른 형태의 재생 가능한 에너지원에 비하여 높은 에너지 밀도를 가지고 있기 때문에, 개발 가치가 큰 부존 자원으로 평가되어, 기술 개발 및 개발 지원사업이 미국과 유럽 등 선진국을 중심으로 이미 활발하게 진행되고 있다.Since small-scale power generation is clean energy and has a high energy density compared to other types of renewable energy sources, it is regarded as a rich resource with high development value, and technology development and development support projects are centered on developed countries such as the US and Europe. Already active.

또한, 소수력 발전은, 다른 에너지원에 비하여 CO2 배출량이 적음에 따라 친환경적인 대표적 저탄소 녹색기술로 평가 받고 있으며, 신재생에너지 중 단위 용량당 에너지 생산량이 높은 편에 속하는 에너지원임에 따라 적용 요소 기술의 역사가 길고, 원자재의 해외 의존도가 비교적 낮은 실용적 에너지이다.In addition, small hydro power generation has been evaluated as an eco-friendly representative low-carbon green technology as CO2 emissions are lower than other energy sources, and it is an energy source with high energy production per unit capacity among renewable energy. Practical energy with a long history and relatively low dependence on raw materials abroad.

이전까지의 소수력 발전장치들을 살펴보면, 수로(개거, 배관, 하천 등)에 수로를 따라 흐르는 물의 위치에너지에 의하여 회전 가능하게 설치된 수차 및 수차의 기계에너지를 전기에너지(전력)로 변환하는 발전기를 포함한다.Looking at the small hydroelectric power generation device up to now, the aberration and the generator to convert the mechanical energy of the aberration and the mechanical energy of the aberration rotatably installed by the potential energy of the water flowing along the waterway in the waterway (gauge, pipe, river, etc.) do.

그런데, 이전까지의 소수력 발전장치들은, 수로(특히, 배관 등 폭이 좁은 수로)에 수차를 복수로 설치하더라도, 수로에서 상대적으로 상류 쪽과 상대적으로 하류 쪽 사이의 낙차가 크지 않은 이상, 물의 위치에너지가 수로의 하류 쪽으로 갈수록 급격히 약화되기 때문에, 수차의 설치 대수 대비 발전량이 적을 수밖에 없는 문제가 있다. 즉, 물이 수로를 따라 흐르는 데 있어서 수차의 임펠러(impeller)가 저항으로만 작용하여 물의 유속을 크게 감소시키기 때문에, 상대적으로 상류 쪽에 설치된 수차와 달리, 상대적으로 하류 쪽에 설치된 수차의 경우에는 발전효율이 극히 나빠지는 문제가 있는 것이다.By the way, even in the past, even if a small number of hydroelectric power generation apparatuses provided a plurality of aberrations in a waterway (particularly a narrow waterway such as a pipe), the position of the water is not large unless there is a large drop between the upstream side and the downstream side of the waterway. Since the energy is rapidly weakened toward the downstream of the water channel, there is a problem that the amount of power generation is inevitably small compared to the number of installation of the water wheel. That is, since water impeller (impeller) acts as a resistance only in the water flowing along the water channel, and greatly reduces the flow rate of water, the water generation efficiency in the case of aberrations installed relatively downstream, unlike aberrations installed relatively upstream There is a problem that is extremely bad.

대한민국 등록특허공보 제10-1654899호(2016.09.07.)Republic of Korea Patent Publication No. 10-1654899 (2016.09.07.) 대한민국 공개특허공보 제10-2017-0116915호(2017.10.20.)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2017-0116915 (2017.10.20.)

본 발명의 실시예는 물의 유속(물의 위치에너지) 감소 폭 저감 면에서 보다 유리한 수차 및 이를 포함하는 소수력 발전장치를 제공하는 데 목적이 있다.Embodiments of the present invention have an object to provide a more advantageous aberration in terms of reducing the flow rate of water (potential energy of water) and the hydrophobic power generation apparatus including the same.

해결하고자 하는 과제는 이에 제한되지 않고, 언급되지 않은 기타 과제는 통상의 기술자라면 이하의 기재로부터 명확히 이해할 수 있을 것이다.The problem to be solved is not limited thereto, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 실시예에 따르면, 센터라인(center line, A1)을 기준으로 회전운동 가능하고, 길이방향 한쪽의 입수구(water inlet, 11)와 길이방향 다른 쪽의 출수구(water outlet, 12) 및 상기 입수구(11)와 상기 출수구(12)를 연결하는 내부유로(13)를 가진 수관(water pipe, 10)과; 상기 내부유로(13)에 배치되며, 상기 센터라인(A1) 상의 중심축(21) 및 상기 중심축(21) 주위의 블레이드(blade, 22)들로 구성되고 상기 블레이드(22)들이 상기 내부유로(13)의 내벽에 결합됨으로써 수력에 의하여 상기 수관(10)과 함께 회전되는 임펠러(impeller, 20)를 포함하고, 상기 블레이드(22)들은, 상기 중심축(21)의 주위를 따라 배치되고, 각각 상기 입수구(11)로부터의 물이 충돌하는 전방영역(221) 및 상기 전방영역(221)으로부터의 물을 회전시켜 상기 출수구(12) 쪽으로 이동되는 소용돌이를 형성하도록 형성된 후방영역(222)으로 구성된, 소수력 발전장치용 수차가 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to rotate on the basis of the center line (center line (A1), the water inlet (11) in one longitudinal direction and the water outlet (water outlet 12) in the other longitudinal direction and the A water pipe 10 having an internal flow passage 13 connecting the inlet port 11 and the outlet port 12; It is disposed in the inner passage 13, consisting of a central axis 21 on the center line (A1) and the blades (22) around the central axis 21 and the blades 22 are the internal passage An impeller 20, which is coupled to the inner wall of 13 to be rotated together with the water pipe 10 by hydraulic power, the blades 22 being arranged along the periphery of the central axis 21, Each of the front region 221 collides with water from the water inlet 11 and the rear region 222 formed to rotate the water from the front region 221 to form a vortex that is moved toward the outlet 12. In this case, aberrations for the hydropower generator can be provided.

본 발명의 실시예에 따르면, 센터라인(A1)을 기준으로 회전운동 가능하고, 길이방향 한쪽의 입수구(11)와 길이방향 다른 쪽의 출수구(12) 및 상기 입수구(11)와 상기 출수구(12)를 연결하는 내부유로(13)를 가진 수관(10)과; 상기 내부유로(13)에 배치되며, 상기 센터라인(A1) 상의 중심축(21) 및 상기 중심축(21) 주위의 블레이드(22)들로 구성되고 상기 블레이드(22)들이 상기 내부유로(13)의 내벽에 결합됨으로써 수력에 의하여 상기 수관(10)과 함께 회전되는 임펠러(20)와; 상기 수관(10)의 외주에 상기 수관(10)과 함께 회전운동을 하도록 마련되고, 상기 수관(10)의 길이방향으로 형성됨과 아울러, 상기 수관(10)의 외주방향을 따라 서로 이격된 보조날개(30)들과; 공압을 이용하여 상기 보조날개(30)들에 회전력을 제공하는 회전력 제공유닛을 포함하는, 소수력 발전장치용 수차가 제공될 수 있다.According to the embodiment of the present invention, it is possible to rotate on the basis of the center line (A1), the inlet 11 of the longitudinal direction and the outlet 12 of the other side in the longitudinal direction and the inlet 11 and the outlet (12) A water pipe (10) having an inner flow passage (13) for connecting; It is disposed in the inner passage 13, consists of a central axis 21 on the center line (A1) and the blades 22 around the central axis 21 and the blades 22 are the inner passage 13 Impeller 20 is coupled to the inner wall of the rotating by the water pipe 10 by the hydraulic power; Auxiliary wings are provided on the outer circumference of the water pipe 10 together with the water pipe 10 to be formed in the longitudinal direction of the water pipe 10 and spaced apart from each other along the outer circumferential direction of the water pipe 10. 30; Aberrations for the hydropower generator, including a rotational force providing unit for providing rotational force to the auxiliary wings 30 by using pneumatic pressure can be provided.

본 발명의 실시예에 따르면, 센터라인(A1)을 기준으로 회전운동 가능하고, 길이방향 한쪽의 입수구(11)와 길이방향 다른 쪽의 출수구(12) 및 상기 입수구(11)와 상기 출수구(12)를 연결하는 내부유로(13)를 가진 수관(10)과; 상기 내부유로(13)에 배치되며, 상기 센터라인(A1) 상의 중심축(21) 및 상기 중심축(21) 주위의 블레이드(22)들로 구성되고 상기 블레이드(22)들이 상기 내부유로(13)의 내벽에 결합됨으로써 수력에 의하여 상기 수관(10)과 함께 회전되는 임펠러(20)와; 상기 수관(10)의 외주에 상기 수관(10)의 외주방향을 따라 간격을 두고 마련된 자석(40)들과; 상기 자석(40)들과 함께 상기 수관(10)의 주위를 감싸도록 구성된 케이싱(50)과; 상기 케이싱(50)의 내주에 상기 자석(40)들에 대응하도록 마련된 코일(60)을 포함하고, 상기 블레이드(22)들은, 상기 중심축(21)의 주위를 따라 배치되고, 각각 상기 입수구(11)로부터의 물이 충돌하는 전방영역(221) 및 상기 전방영역(221)으로부터의 물을 회전시켜 상기 출수구(12) 쪽으로 이동되는 소용돌이를 형성하도록 형성된 후방영역(222)으로 구성된, 소수력 발전장치가 제공될 수 있다.According to the embodiment of the present invention, it is possible to rotate on the basis of the center line (A1), the inlet 11 of the longitudinal direction and the outlet 12 of the other side in the longitudinal direction and the inlet 11 and the outlet (12) A water pipe (10) having an inner flow passage (13) for connecting; It is disposed in the inner passage 13, consists of a central axis 21 on the center line (A1) and the blades 22 around the central axis 21 and the blades 22 are the inner passage 13 Impeller 20 is coupled to the inner wall of the rotating by the water pipe 10 by the hydraulic power; Magnets 40 provided on the outer circumference of the water pipe 10 at intervals along the outer circumferential direction of the water pipe 10; A casing 50 configured to surround the water pipe 10 together with the magnets 40; A coil 60 provided on the inner circumference of the casing 50 to correspond to the magnets 40, and the blades 22 are disposed along the circumference of the central axis 21, and each of the water inlets ( 11. A hydrophobic power generation device, comprising a front region 221 where water from 11 impinges and a rear region 222 formed to rotate the water from the front region 221 to form a vortex that is moved toward the outlet 12. May be provided.

여기에서, 상기 케이싱(50)은 외주에 방열 핀(51)들이 마련될 수 있다.Here, the casing 50 may be provided with heat dissipation fins 51 on the outer circumference.

본 발명의 실시예에 따른 소수력 발전장치는, 상기 수관(10)의 외주에 상기 수관(10)과 함께 회전운동을 하도록 마련되고, 상기 수관(10)의 길이방향으로 형성됨과 아울러, 상기 수관(10)의 외주방향을 따라 서로 이격된 보조날개(30)들과; 공압을 이용하여 상기 보조날개(30)들에 회전력을 제공하는 회전력 제공유닛을 더 포함할 수 있다. 상기 자석(40)들은 상기 보조날개(30)들로부터 상기 수관(10)의 길이방향 한쪽으로 이격되어 상기 수관(10)의 외주 중앙 부분에 배치된다. 상기 케이싱(50)은 상기 자석(40)들과 함께 상기 보조날개(30)들을 감싸도록 구성된다. 상기 회전력 제공유닛은 에어 유로, 블로워(blower) 및 이젝터(ejector)를 포함한다. 상기 에어 유로는, 상기 보조날개(30)들과 상기 케이싱(50) 사이에서 상기 케이싱(50)의 내주방향으로 형성되고, 상기 보조날개(30)들에 회전력을 제공하여 상기 수관(10)을 회전시키기 위한 공기가 주입되고 배출되는 양단의 입구와 출구를 가지며, 상기 입구와 상기 출구가 각각 상기 케이싱(50)을 관통하여 상기 케이싱(50)의 외주면에 배치된다. 상기 블로워는 상기 에어 유로의 상기 입구에 연결되고, 상기 이젝터는 상기 에어 유로의 상기 출구에 연결된다.Hydrophobic power generation apparatus according to an embodiment of the present invention, the outer circumference of the water pipe 10 is provided to rotate with the water pipe 10, is formed in the longitudinal direction of the water pipe 10, and the water pipe ( Auxiliary wings 30 spaced apart from each other along the outer circumferential direction of 10); It may further include a rotational force providing unit for providing a rotational force to the auxiliary wings 30 by using pneumatic pressure. The magnets 40 are spaced apart from the auxiliary wings 30 to one side in the longitudinal direction of the water pipe 10 and are disposed at the outer circumferential center portion of the water pipe 10. The casing 50 is configured to surround the auxiliary wings 30 together with the magnets 40. The rotation force providing unit includes an air flow path, a blower and an ejector. The air flow path is formed in the inner circumferential direction of the casing 50 between the auxiliary wings 30 and the casing 50, and provides a rotational force to the auxiliary wings 30 to provide the water pipe 10. It has an inlet and an outlet of both ends through which the air for rotation is injected and discharged, the inlet and the outlet are respectively disposed on the outer peripheral surface of the casing 50 through the casing (50). The blower is connected to the inlet of the air flow path, and the ejector is connected to the outlet of the air flow path.

본 발명의 실시예에 따르면, 센터라인(A1)을 기준으로 회전운동 가능하고, 길이방향 한쪽의 입수구(11)와 길이방향 다른 쪽의 출수구(12) 및 상기 입수구(11)와 상기 출수구(12)를 연결하는 내부유로(13)를 가진 수관(10)과; 상기 내부유로(13)에 배치되며, 상기 센터라인(A1) 상의 중심축(21) 및 상기 중심축(21) 주위의 블레이드(22)들로 구성되고 상기 블레이드(22)들이 상기 내부유로(13)의 내벽에 결합됨으로써 수력에 의하여 상기 수관(10)과 함께 회전되는 임펠러(20)와; 상기 수관(10)의 외주에 상기 수관(10)과 함께 회전운동을 하도록 마련되고, 상기 수관(10)의 길이방향으로 형성됨과 아울러, 상기 수관(10)의 외주방향을 따라 서로 이격된 보조날개(30)들과; 공압을 이용하여 상기 보조날개(30)들에 회전력을 제공하는 회전력 제공유닛과; 상기 수관(10)의 외주 중앙 부분에 상기 수관(10)의 외주방향을 따라 간격을 두고 마련된 자석(40)들과; 상기 수관(10)의 주위를 감싸도록 구성된 케이싱(50)과; 상기 케이싱(50)의 내주에 상기 자석(40)들에 대응하도록 마련된 코일(60)을 포함하는, 소수력 발전장치가 제공될 수 있다.According to the embodiment of the present invention, it is possible to rotate on the basis of the center line (A1), the inlet 11 of the longitudinal direction and the outlet 12 of the other side in the longitudinal direction and the inlet 11 and the outlet (12) A water pipe (10) having an inner flow passage (13) for connecting; It is disposed in the inner passage 13, consists of a central axis 21 on the center line (A1) and the blades 22 around the central axis 21 and the blades 22 are the inner passage 13 Impeller 20 is coupled to the inner wall of the rotating by the water pipe 10 by the hydraulic power; Auxiliary wings are provided on the outer circumference of the water pipe 10 together with the water pipe 10 to be formed in the longitudinal direction of the water pipe 10 and spaced apart from each other along the outer circumferential direction of the water pipe 10. 30; A rotational force providing unit providing rotational force to the auxiliary wings 30 using pneumatic pressure; Magnets 40 provided at intervals along the outer circumferential direction of the water pipe 10 at the outer circumferential center portion of the water pipe 10; A casing 50 configured to surround the water pipe 10; A hydrophobic power generation device including a coil 60 provided to correspond to the magnets 40 on the inner circumference of the casing 50 may be provided.

과제의 해결 수단은 이하에서 설명하는 실시예, 도면 등을 통하여 보다 구체적이고 명확하게 될 것이다. 또한, 이하에서는 언급한 해결 수단 이외의 다양한 해결 수단이 추가로 제시될 수 있다.Means for solving the problems will become more specific and clear through the embodiments, drawings, and the like described below. In addition, in the following, various solutions other than the above-mentioned solutions may be further presented.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 소수력 발전장치가 도시된 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A선 단면도이다.
도 3은 도 2의 B-B선 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 소수력 발전장치의 임펠러가 도시된 사시도이다.1 is a perspective view showing a hydrophobic power generation apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1.
3 is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 2.
Figure 4 is a perspective view of the impeller of the hydropower generator according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 참고로, 본 발명의 실시예를 설명하기 위하여 참조하는 도면에서 구성요소의 크기나 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명하는 데 사용되는 용어는 주로 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자의 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 용어에 대해서는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 해석하는 것이 마땅하겠다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a preferred embodiment of the present invention. For reference, in the drawings referred to describe the embodiments of the present invention, the size of the component, the thickness of the line, etc. may be somewhat exaggerated for convenience of understanding. In addition, the terms used to describe the embodiments of the present invention are mainly defined in consideration of functions in the present invention, and may be changed according to intentions of users, operators, and the like. Therefore, the terms should be interpreted based on the contents throughout the present specification.

본 발명의 실시예에 따른 소수력 발전장치의 구성 등이 도 1 내지 도 4에 도시되어 있다. 이들에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 소수력 발전장치는 수관(10), 임펠러(20), 보조날개(30)들, 자석(40)들, 케이싱(50), 코일(60) 그리고 회전력 제공유닛을 포함한다.The configuration of the hydrophobic power generation apparatus according to an embodiment of the present invention and the like are shown in FIGS. 1 to 4. As shown in these, hydrophobic power generation apparatus according to an embodiment of the present invention is a water pipe 10, impeller 20, auxiliary wings 30, magnets 40, casing 50, coil 60 And a rotational force providing unit.

수관(10)은, 센터라인(A1)을 기준으로 회전운동 가능하고, 길이방향 한쪽 단부에 형성된 입수구(11) 및 길이방향 다른 쪽 단부에 형성된 출수구(12)를 가진다. 또, 수관(10)은 입수구(11)와 출수구(12)를 연결하는 내부유로(13)를 가진다. 내부유로(13)는 입수구(11)와 출수구(12) 사이에 형성된다.The water pipe 10 is rotatable relative to the center line A1 and has an inlet 11 formed at one end in the longitudinal direction and a water outlet 12 formed at the other end in the longitudinal direction. In addition, the water pipe 10 has an internal passage 13 connecting the water inlet 11 and the water outlet 12. The inner passage 13 is formed between the inlet 11 and the outlet 12.

임펠러(20)는 내부유로(13)에 배치된다. 임펠러(20)는 센터라인(A1) 상의 중심축(21)과 중심축(21) 주위의 블레이드(22)들로 구성된다. 블레이드(22)들은 내부유로(13)의 내벽에 결합된다. 물이 입수구(11)를 통하여 내부유로(13)로 도입되면, 임펠러(20)는 유입된 물이 출수구(12) 쪽으로 이동되는 과정에서 블레이드(22)들에 작용하는 에너지에 의하여 수관(10)과 함께 동일방향으로 회전된다.The impeller 20 is disposed in the inner passage 13. The impeller 20 consists of a central axis 21 on the center line A1 and blades 22 around the central axis 21. The blades 22 are coupled to the inner wall of the inner passage 13. When water is introduced into the internal flow passage 13 through the inlet 11, the impeller 20 receives the water pipe 10 by the energy acting on the blades 22 in the process of moving the introduced water toward the outlet 12. And rotate in the same direction.

블레이드(22)들은 중심축(21)의 주위를 따라 배치된다. 블레이드(22) 각각은 입수구(11)로부터의 물이 충돌하는 전방영역(221) 및 전방영역(221)으로부터의 물을 회전시켜 출수구(12) 쪽으로 이동되는 소용돌이를 형성하도록 형성된 후방영역(222)으로 구성된다. 즉, 임펠러(20)가 수력에 의하여 회전되면, 블레이드(22)들의 후방영역(222)은 그 형상에 의하여 소용돌이를 형성한다. 소용돌이는, 평행하게 유동하는 수류와 달리, 상대적으로 빠른 유속을 가진다.The blades 22 are arranged along the periphery of the central axis 21. Each of the blades 22 has a front region 221 where water from the inlet 11 collides with and a rear region 222 formed to rotate the water from the front region 221 to form a vortex that is moved toward the outlet 12. It consists of. That is, when the impeller 20 is rotated by hydraulic power, the rear region 222 of the blades 22 forms a vortex by the shape. Whirlpools have a relatively fast flow rate, unlike water flows that run in parallel.

이에 따르면, 본 발명의 실시예에 따른 소수력 발전장치는, 물의 유속(물의 위치에너지)이 임펠러(20)에 의하여 감소되는 폭을 저감시킬 수 있다.According to this, in the hydrophobic power generator according to the embodiment of the present invention, it is possible to reduce the width of the water flow rate (water potential energy) by the impeller 20.

보조날개(30)들은 수관(10)의 외주에 수관(10)과 함께 동일한 방향으로 회전운동을 하도록 마련된다. 보조날개(30)들은, 수관(10)의 길이방향으로 형성됨과 아울러, 수관(10)의 외주방향을 따라 서로 이격되도록 일정한 간격을 두고 배치된다.The auxiliary wings 30 are provided to rotate in the same direction with the water pipe 10 on the outer circumference of the water pipe 10. The auxiliary wings 30 are formed in the longitudinal direction of the water pipe 10 and are disposed at regular intervals so as to be spaced apart from each other along the outer circumferential direction of the water pipe 10.

자석(40)들은, 수관(10)의 외주 중앙 부분에 수관(10)의 외주방향을 따라 서로 이격되도록 일정한 간격을 두고 마련되는바, 영구자석일 수 있다. 자석(40)들은 회전자를 구성한다.The magnets 40 are provided at regular intervals so as to be spaced apart from each other in the outer circumferential direction of the water pipe 10 along the outer circumferential direction of the water pipe 10, which may be a permanent magnet. The magnets 40 constitute the rotor.

케이싱(50)은 수관(10)의 주위를 감싸는 형상을 가지도록 구성된다.The casing 50 is configured to have a shape that wraps around the water pipe 10.

코일(60)은 고정자를 구성한다. 코일(60)은 케이싱(50)의 내주에 자석(40)들에 대응하도록 마련된다.The coil 60 constitutes a stator. The coil 60 is provided to correspond to the magnets 40 on the inner circumference of the casing 50.

자석(40)들을 가진 회전자와 코일(60)을 가진 고정자를 포함하는 발전기에서는 전자기 유도(electromagnetic induction) 현상에 의하여 전력이 생산된다.In a generator comprising a rotor with magnets 40 and a stator with coils 60, power is produced by an electromagnetic induction phenomenon.

회전력 제공유닛은 공압을 이용하여 보조날개(30)들에 회전력을 제공하는 역할을 수행한다. 회전력 제공유닛은, 케이싱(50)에서 보조날개(30)들을 감싸는 부분의 내주에 내주방향으로 형성된 에어 유로(수관의 외주와 케이싱의 내주 사이에 형성된 공간을 포함한다.), 그리고 에어 유로의 입구와 출구에 각각 연결된 블로워(blower)와 이젝터(ejector)를 포함한다. 회전력 제공유닛은 블로워와 이젝터 중 어느 하나만을 포함할 수도 있다.The rotational force providing unit serves to provide rotational force to the auxiliary wings 30 using pneumatic pressure. The rotational force providing unit includes an air flow path (including a space formed between the outer circumference of the water pipe and the inner circumference of the casing) on the inner circumference of the portion surrounding the auxiliary wings 30 in the casing 50, and the inlet of the air flow path. And a blower and an ejector connected respectively to the outlet and the outlet. The rotational force providing unit may include only one of a blower and an ejector.

블로워에 의하면, 에어 유로로 공기를 강제로 주입하여 보조날개(30)들에 회전력을 제공할 수 있다. 이젝터에 의하면, 에어 유로 내의 공기를 강제로 배기하여 에어 유로 내 압력을 하강시킴으로써 보조날개(30)들에 회전력을 제공할 수 있다.According to the blower, the air may be forcibly injected into the air passage to provide rotational force to the auxiliary wings 30. According to the ejector, it is possible to provide the rotational force to the auxiliary wings 30 by forcibly evacuating the air in the air flow path to lower the pressure in the air flow path.

블로워 및/또는 이젝터는 수관(10)을 통과하는 물의 유속이 사전에 정한 설정유속 이하인 경우 발전기에 의하여 생산된 전력에 의하여 작동할 수 있다.The blower and / or ejector may be operated by electric power produced by the generator when the flow rate of water passing through the water pipe 10 is less than or equal to a predetermined set flow rate.

이상에서는 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 개시된 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 이내에서 통상의 기술자에 의하여 다양하게 변형될 수 있다.The present invention has been described above, but the present invention is not limited to the disclosed embodiments and the accompanying drawings and may be variously modified by those skilled in the art without departing from the technical spirit of the present invention.

또한, 본 발명의 실시예에서 설명한 기술적 사상은, 각각 독립적으로 실시될 수도 있고, 둘 이상이 서로 조합되어 실시될 수도 있다.In addition, the technical idea described in the embodiments of the present invention may be implemented independently, or two or more may be implemented in combination with each other.

10 : 수관
11 : 입수구
12 : 출수구
13 : 내부유로
20 : 임펠러
21 : 중심축
22 : 블레이드
221 : 블레이드의 전방영역
222 : 블레이드의 후방영역
30 : 보조날개
40 : 자석
50 : 케이싱
60 : 코일10: water pipe
11: inlet
12: outlet
13: internal flow path
20 impeller
21: central axis
22: blade
221: front region of the blade
222: rear region of the blade
30: auxiliary wing
40: magnet
50: casing
60: coil

Claims (6)

삭제delete 삭제delete 센터라인(A1)을 기준으로 회전운동 가능하고, 길이방향 한쪽의 입수구(11)와 길이방향 다른 쪽의 출수구(12) 및 상기 입수구(11)와 상기 출수구(12)를 연결하는 내부유로(13)를 가진 수관(10)과;
상기 내부유로(13)에 배치되며, 상기 센터라인(A1) 상의 중심축(21) 및 상기 중심축(21) 주위의 블레이드(22)들로 구성되고 상기 블레이드(22)들이 상기 내부유로(13)의 내벽에 결합됨으로써 수력에 의하여 상기 수관(10)과 함께 회전되는 임펠러(20)와;
상기 수관(10)의 외주에 상기 수관(10)과 함께 회전운동을 하도록 마련되고, 상기 수관(10)의 길이방향으로 형성됨과 아울러, 상기 수관(10)의 외주방향을 따라 서로 이격된 보조날개(30)들과;
상기 보조날개(30)들로부터 상기 수관(10)의 길이방향 한쪽으로 이격되며, 상기 수관(10)의 외주에 상기 수관(10)의 외주방향을 따라 간격을 두고 마련된 자석(40)들과;
상기 보조날개(30)들 및 상기 자석(40)들과 함께 상기 수관(10)의 주위를 감싸도록 구성된 케이싱(50)과;
상기 보조날개(30)들과 상기 케이싱(50) 사이에서 상기 케이싱(50)의 내주방향으로 형성되고, 상기 보조날개(30)들에 회전력을 제공하여 상기 수관(10)을 회전시키기 위한 공기가 주입되고 배출되는 양단의 입구와 출구를 가지며, 상기 입구와 상기 출구가 각각 상기 케이싱(50)을 관통하여 상기 케이싱(50)의 외주면에 배치된 에어 유로와;
상기 에어 유로의 상기 입구에 연결된 블로워와;
상기 케이싱(50)의 내주에 상기 자석(40)들에 대응하도록 마련된 코일(60)을 포함하는,
소수력 발전장치.Rotational movement is possible with respect to the center line A1, and an inlet 11 on one side in the longitudinal direction and an outlet 12 on the other side in the longitudinal direction and an internal flow passage 13 connecting the inlet 11 and the outlet 12 are provided. Water pipe (10) having;
It is disposed in the inner passage 13, consists of a central axis 21 on the center line (A1) and the blades 22 around the central axis 21 and the blades 22 are the inner passage 13 Impeller 20 is rotated with the water pipe 10 by the hydraulic force by being coupled to the inner wall of the;
Auxiliary wings provided on the outer circumference of the water pipe 10 together with the water pipe 10 and formed in the longitudinal direction of the water pipe 10 and spaced apart from each other along the outer circumferential direction of the water pipe 10. 30;
Magnets 40 spaced apart from the auxiliary wings 30 in one longitudinal direction of the water pipe 10 and spaced along the outer circumferential direction of the water pipe 10 on the outer circumference of the water pipe 10;
A casing 50 configured to surround the water pipe 10 together with the auxiliary wings 30 and the magnets 40;
Between the auxiliary wings 30 and the casing 50 is formed in the inner circumferential direction of the casing 50, the air for rotating the water pipe 10 by providing a rotational force to the auxiliary wings 30 An air flow path having an inlet and an outlet of both ends which are injected and discharged, the inlet and the outlet respectively passing through the casing 50 and disposed on an outer circumferential surface of the casing 50;
A blower connected to the inlet of the air passage;
It includes a coil 60 provided to correspond to the magnets 40 on the inner circumference of the casing 50,
Hydropower generator. 청구항 3에 있어서,
상기 케이싱(50)은 외주에 방열 핀(51)들이 마련된 것을 특징으로 하는,
소수력 발전장치.The method according to claim 3,
The casing 50 is characterized in that the heat dissipation fins 51 are provided on the outer circumference,
Hydropower generator. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
상기 에어 유로의 상기 출구에 연결된 이젝터를 더 포함하는,
소수력 발전장치.The method according to claim 3 or 4,
Further comprising an ejector connected to the outlet of the air flow path,
Hydropower generator. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
상기 블레이드(22)들은, 상기 중심축(21)의 주위를 따라 배치되고, 각각 상기 입수구(11)로부터의 물이 충돌하는 전방영역(221) 및 상기 전방영역(221)으로부터의 물을 회전시켜 상기 출수구(12) 쪽으로 이동되는 소용돌이를 형성하도록 형성된 후방영역(222)으로 구성된,
소수력 발전장치.The method according to claim 3 or 4,
The blades 22 are disposed along the circumference of the central axis 21, and rotate the water from the front region 221 and the front region 221 where the water from the inlet 11 collides with each other. Consisting of a rear region 222 formed to form a vortex that is moved toward the outlet 12,
Hydropower generator.
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