KR102079219B1 - 소수력 발전용 수차 - Google Patents

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최재진
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청정테크주식회사
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Abstract

본 발명은 물의 낙차에너지를 통해 동력을 얻어 전기를 생산하는 소수력 발전장치의 수차에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 정수장이나 저수지 등으로부터 물을 공급하는 급수관과 상기 급수관의 단부에 구비되어 물의 낙차를 이루도록 배수관을 구비하고, 급수관의 출구와 배수관의 입구에 물이 떨어지는 낙차에너지(위치에너지)의 힘으로 회전되는 수차를 설치하되 급수관을 통해 수차의 베인으로 물을 직접 가압 공급하는 바이패스관을 연결하여 수차에 구비되는 베인이 급수관부에 이르는 순간 바이패스관을 통해 공급되는 수압으로 베인이 신속하게 펼쳐지도록 하는 동시에 낙차에 의해 펼쳐지는 베인의 소음과 충격력을 줄여 회전자의 성능과 내구성을 높여 발전효율을 향상시키는 소수력 발전용 수차에 관한 것이다.

Description

소수력 발전용 수차{A Water Mill}
본 발명은 물의 낙차에너지를 통해 동력을 얻어 전기를 생산하는 소수력 발전장치의 수차에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 정수장이나 저수지 등으로부터 물을 공급하는 급수관과 상기 급수관의 단부에 구비되어 물의 낙차를 이루도록 배수관을 구비하고, 급수관의 출구와 배수관의 입구에 물이 떨어지는 낙차에너지(위치에너지)의 힘으로 회전되는 수차를 설치하되 급수관을 통해 수차의 베인으로 물을 직접 가압 공급하는 바이패스관을 연결하여 수차에 구비되는 베인이 급수관부에 이르는 순간 바이패스관을 통해 공급되는 수압으로 베인이 신속하게 펼쳐지도록 하는 동시에 낙차에 의해 펼쳐지는 베인의 소음과 충격력을 줄여 회전자의 성능과 내구성을 높여 발전효율을 향상시키는 소수력 발전용 수차에 관한 것이다.
일반적으로, 전력생산은 주로 수력발전, 화력발전, 원자력발전에 의해 이루어지고 있으나, 근래에 이르러 환경오염, 유가 급등의 문제로 청정에너지인 태양력, 풍력, 조력 발전에 대하여 활발히 연구되고 있고, 더욱이 하천의 유수를 이용한 수력 발전 등이 연구 실용화되고 있을 뿐만 아니라, 전기에너지를 생산하고 이를 효율적으로 이용하기 위한 많은 연구가 다양하게 수행되고 있다.
이에 따라, 단위 건물이나 가정에서 솔라셀을 설치하여 자체적으로 필요한 전력을 생산하고 있으나, 이러한 솔라셀은 장마철이나 눈이 오거나 흐린날로 인하여 안정된 전력 수급이 어렵고 급속충전이 불가능한 단점이 있고, 규모가 크며, 설치 비용이 많이 소요되는 문제가 있었다.
그에 비해 무공해 자연에너지인 물의 힘으로 전기를 생산하는 수력발전은 일반적으로 위치에너지와 운동에너지를 이용하여 전기를 얻는 발전방식으로 주로 높은 쪽 하천의 수량 일부를 낮은 하천으로 끌어들이는 방식으로 댐을 건설하여 하천의 적당한 곳을 가로막아 수위를 높여서 낙차 에너지로 터빈을 회전시키는 방법이 많이 사용되고 있다.
이러한 방법은 물의 유속이나 낙차에 의해 발생되는 힘을 이용해 수차나 프로펠러를 회전시켜 발전기의 로터(회전자)를 돌려 발전시키는 방법으로 대기오염은 거의 발생되지 않는다.
그러나 이러한 수력발전을 하기 위해서는 댐을 쌓거나 보를 높여 수압이나 낙차를 크게 해야 발전효율을 높일 수 있는바, 높은 수압이나 큰 낙차를 확보해 발전기를 설치할 수 있는 장소가 한정적이고, 또한 발전기의 위치가 고정되어 있기 때문에 수량의 변화가 심한 갈수기나 홍수 때에는 정상적인 발전을 할 수 없는 단점이 있다.
또한 프로펠러나 수차를 회전시켜 발전을 하는 일반적인 수력발전은 일정 이상의 물의 속도나 낙차를 확보할 수 있어야 수력발전이 가능하기 때문에 물의 이동경로 상 상류에 속하는 계곡이나 댐에 주로 발전시설이 위치하고 있어서 전기를 실제 필요로 하는 시설에 신속하게 공급할 수 없다는 문제가 있고, 또한, 주택이나 사회시설, 공장 등에서 요구되는 대용량의 발전시설은 그 설치 위치나 설치 비용 등을 감안하게 되면 생활 주변에 설치하는 것이 거의 불가능하다.
이에 근래에 이르러 태양열이나 풍력 등과 같이 생활 주변에서 용이하게 얻을 수 있는 전력장치가 요구되게 되었고,
그 중에 하나가 건물의 물탱크, 정수장 또는 저수지 등으로부터 식수, 농업용수, 공업용수의 공급과 같이 물의 흐름을 유도하여 물을 공급하는 급수관에 베인이 구비되는 회전자를 고정 설치하고 유입되는 수압이 베인을 펼쳐지도록 하여 회전자가 회전되면서 소규모의 발전이 가능하도록 하는 소수력 발전장치의 연구가 활발하게 연구되고 있는 실정이다.
상기와 같이 회전자를 이용하는 종래의 소수력 발전장치의 수차는 다수의 기술이 공지되어 있다.
그 중에 등록특허 제10-0780316호의 '급수관에 설치하도록 된 수력 발전장치'는 저수지나 정수장 또는 건물의 물탱크로부터의 급수관에 설치되며 인입구와 배출구를 구비한 케이싱과, 그 케이싱에 폭방향으로 자유로이 회전가능하게 설치된 회전축에 장착된 회전자 및 상기 회전자의 회전축에 연결되어 회전자의 회전에 따라 전기를 생성하는 제너레이터를 포함하는 수력 발전장치에 관한 것으로, 상기 회전자는 회전축에 고정된 바디와, 그 바디의 외주면상에 일정 간격으로 힌지에 의해 회동가능하게 장착된 복수개의 베인을 구비하고, 상기 베인들 각각은 바디에서 직경방향으로 직립되어 급수에 의한 압력을 최대로 받게 되도록 펼쳐지는 직립위치와 급수에 의해 받게 되는 압력이 최소로 되도록 접혀지는 경사진 위치 사이에서 회동하도록 배치된 것을 특징으로 하여 구성되어 있다.
그러나 상기와 같은 종래의 수력 발전장치의 수차는 회전자의 바디 외주면상에 일정 간격으로 힌지에 의해 회동가능하게 장착된 복수개의 베인을 구비하고 유입되는 물의 압력으로 베인을 밀어 회전시켜 줌으로써 축이 회전되고 이러한 축 회전력을 통해 전력이 생산될 수 있도록 하는 것이나, 종래의 회전자는 수압에 의해 베인이 잘 펴질 수 있도록 되어 있으나 수압이 셀 경우 오히려 베인이 펼쳐지는 것을 방해할 수도 있어 전력 생산이 어려워질 수도 있다는 단점이 있다.
또한 종래의 수력 발전장치의 수차는 회전자의 바디 외주면상에 일정 간격으로 설치된 베인이 수압에 의해 회전되면서 펼쳐질 때 베인이 회전자의 바디 표면을 때리면서 시끄러운 소음을 발생시키는 문제가 있다.
상기와 같은 종래의 문제를 해소하기 위해 종래에는 본 출원인이 출원하여 등록된 등록특허 제10-1499626호의 "베인의 작동수단이 구비된 소수력 발전장치의 수차"와 등록특허 제10-1499621호의 "이중 베인이 구비된 소수력 발전장치의 수차"가 공지되어 있다.
그러나 공지된 종래의 "베인의 작동수단이 구비된 소수력 발전장치의 수차"는 급수관에 수차를 설치하고 그 내부에 베인이 구비된 회전자를 설치하되 베인을 가동시키는 작동수단을 구비하여 급수관으로 유입되는 수압이 베인을 신속 정확하게 펼쳐지도록 하는 구성이고,
또한 종래의 "이중 베인이 구비된 소수력 발전장치의 수차"는 회전자의 외주면에 일정한 간격으로 설치되어 급수관으로 유입되는 물의 수압에 의해 펼쳐지면서 회전자를 회전시킬 수 있도록 하는 접이식 베인을 구성되되, 접이식 베인은 회전자의 양단부에 구비되는 힌지수단에 의해 회동되도록 하고, 또 접이식 베인에는 접이식 보조베인이 설치되는 구성으로 되어 있다.
그러나 상기 종래의 수차는 베인에 보조베인이 더 설치되는 구성으로 이들 수차에는 탄성스프링이나 판스프링, 쇼바 등에 의해 작동하도록 되어 있어 시간이 지나면서 스프링 및 구성품의 기능이 쇠퇴하여 정비 및 보수가 어렵고 내구성 또한 일정한 시간이 지나면서 급격하게 떨어지는 한계가 있다.
또한 종래의 상기 수차들은 구성이 복잡하여 제작이 어렵고 비용이 많이 소요되는 문제도 있다.
KR 10-0780316 (등록번호) 2007.11.22. KR 10-1499626 (등록번호) 2015.03.02. KR 10-1499621 (등록번호) 2015.03.02.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로,
정수장이나 저수지 등으로부터 물을 공급하는 급수관의 출구와 배수관의 입구에 물이 떨어지는 낙차의 수압으로 회전되는 수차를 설치하되 급수관을 통해 수차의 베인으로 물을 우회하여 공급하는 바이패스관을 연결하여 수차에 구비되는 베인이 급수관부에 이르는 순간 바이패스관을 통해 공급되는 수압으로 베인이 신속하게 펼쳐지도록 함으로써 회전자의 회전력을 높여 발전효율을 향상시키는 소수력 발전용 수차를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한 본 발명의 다른 목적은 베인이 펼쳐질 때 베인이 회전자의 바디표면에 부딪치는 충격력과 소음을 최소화 할 수 있도록 함으로써 회전자의 성능과 내구성을 높여 발전효율을 더욱 향상시키는데 있다.
또한 본 발명의 다른 목적은 베인이 펼쳐지는데 소요되는 구성을 힌지핀과 수압에 의해 이루어지도록 함으로써 구성의 단순화를 통한 제작비용의 절감과 정비의 편의성을 높여 운용의 효율화를 꾀하는데 있다.
본 발명은 물이 유입되는 급수관(101)과 물이 배출되는 배출관(102) 사이에 구비되는 중공형 케이싱(110)과; 상기 케이싱(110)의 내부에 수납 설치되고 상기 급수관(101)으로부터 유입되는 수압에 의해 회전되도록 회전중심축(121)이 구비되는 원통형상의 회전자(120); 상기 회전자(120)의 외주면에 일정한 간격으로 다수개 설치되어 상기 급수관(101)으로부터 유입되는 물의 수압에 의해 상기 회전자(120)를 가압 회전시키는 접이식 베인(130); 상기 케이싱(110)에는 상기 접이식 베인(130)이 상기 급수관(101)으로 회전되어 위치하는 순간, 상기 급수관(101)으로 공급되는 물보다 먼저 상기 접이식 베인(130)을 가압하여 펼쳐지도록 상기 급수관(101)의 물을 우회하여 상기 접이식베인(130)으로 공급하는 바이패스장치(140)를 포함하며; 상기 급수관(101)에서 분기된 바이패스장치(140)의 물이 상부에서 하부로 내려와 접혀진 상기 접이식 베인(130)의 가압면을 가압하여 1차로 펼쳐진 후에, 바이패스장치(140)의 원류관인 급수관(101)에서 유입된 물이 베인의 측면으로 유입되어 회전된 접이식 베인(130)의 가압면을 2차로 가압하며 회전자(120)를 회전시키고; 상기 바이패스장치(140)에서 토출된 물은 접이식 베인(130)을 회전자(120)의 원주면부에 삽입 설치된 힌지핀(131)를 중심으로 회전시키고, 상기 급수관(101)에서 유입된 물은 회전자(120)를 회전중심축(121)을 중심으로 회전시킨다.
또한 본 발명의 상기 바이패스장치(140)는 상기 급수관(101)의 물을 펌핑하여 상기 케이싱(110)의 내부로 공급하도록 설치되는 펌프(141)와, 일단부는 상기 급수관(101)에 연결되고 타단부는 상기 펌프(141)의 흡입구에 연결되는 전방유로관(142), 일단부는 상기 펌프(141)의 토출구에 연결되고 타단부는 상기 케이싱(110)에 연결되는 후방유로관(143), 및 상기 후방유로관(143)의 끝단에 연결되어 그 단부가 상기 케이싱(110) 내부의 상기 접이식베인(130)까지 연통되어 물을 토출시키는 노즐부(144)로 구성된다.
또한 본 발명의 상기 노즐부(144)의 단부는 상기 접이식베인(130)의 가압면(130a)으로 물을 가압하도록 설치된다.
또한 본 발명의 상기 노즐부(144)는 상기 접이식베인(130)의 상기 가압면(130a) 양측으로 물이 각각 토출되어 가압되도록 상기 후방유로관(143)의 끝단부에서 양측으로 분지되어 설치된다.
또한 본 발명의 상기 전방유로관(142)에는 상기 펌프(141)로의 물 공급을 제어하는 전방밸브(142a)가 구비되고, 상기 후방유로관(143)에는 상기 케이싱(110) 내부로의 물 공급을 제어하는 후방밸브(143a)가 구비된다.
본 발명에 따른 소수력 발전용 수차는 정수장이나 저수지 등으로부터 물을 공급하는 급수관의 출구와 배수관의 입구에 물이 떨어지는 낙차의 수압으로 회전되도록 설치된 수차의 베인으로 별도의 펌프에 의해 물을 우회하여 공급하는 바이패스관을 연결하여 수차에 구비되는 베인이 급수관부에 이르는 순간 바이패스관을 통해 공급되는 수압으로 베인이 신속하게 펼쳐지도록 함으로써 회전자의 회전력을 높여 발전효율을 향상시키는 효과가 있다.
또한 본 발명은 베인이 미리 펼쳐지도록 하여 베인이 회전자의 바디표면에 부딪치는 충격력과 소음을 최소화 할 수 있도록 함으로써 회전자의 성능과 내구성을 높여 발전효율을 더욱 향상시킨다.
또한 본 발명은 베인이 펼쳐지는데 소요되는 구성을 힌지핀과 수압에 의해 이루어지도록 함으로써 구성의 단순화를 통한 제작비용의 절감과 정비의 편의성을 높여 운용의 효율화를 꾀할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 소수력 발전용 수차가 물 급수관에 설치된 개략적인 상태도이고,
도 2는 본 발명에 따른 소수력 발전용 수차가 개략적으로 도시된 상태단면도이고,
도 3은 본 발명에 따른 소수력 발전용 수차에 구비되는 베인과 회전자에 대한 개략적인 분리사시도이고,
도 4는 본 발명에 따른 소수력 발전용 수차에 구비되는 베인으로 바이패스관이 연결되어 수압이 베인으로 직접 제공되는 개략적인 상태도이고,
도 5는 본 발명에 따른 소수력 발전용 수차에 구비되는 베인에 바이패스관을 통해 수압이 제공되는 요부의 확대 상태도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다.
본 발명에 따른 소수력 발전용 수차(100)는 도 1 내지 5에 도시되어 있는 바와 같이,
물이 유입되는 급수관(101)과 물이 배출되는 배출관(102) 사이에 구비되는 중공형 케이싱(110)과;
상기 케이싱(110)의 내부에 수납 설치되고 상기 급수관(101)으로부터 유입되는 수압에 의해 회전되도록 회전중심축(121)이 구비되는 원통형상의 회전자(120);
상기 회전자(120)의 외주면에 일정한 간격으로 다수개 설치되어 상기 급수관(101)으로부터 유입되는 물의 수압에 의해 펼쳐지면서 상기 회전자(120)를 가압 회전시키는 접이식 베인(130); 을 포함하고,
상기 케이싱(110)에는 상기 접이식 베인(130)이 상기 급수관(101)에 위치하게 되는 순간 상기 접이식 베인(130)을 상기 급수관(101)으로 공급되는 물보다 먼저 가압하여 펼쳐지도록 상기 급수관(101)의 물을 우회하여 공급하는 바이패스장치(140)가 연결 설치되는 구성으로 되어 있다.
상기 회전자(120)는 상기 회전중심축(121)을 통해 상기 중공형 케이싱(110)의 내부에 회전이 가능하도록 설치되되, 상기 회전중심축(121)이 상기 중공형 케이싱(110)의 중심에서 상부측으로 편심되어 설치된다.
이와 같은 구성에 의해, 상기 중공형 케이싱(110)의 하부측으로는 상기 회전자(120)에 구비된 상기 접이식 베인(130)이 상기 급수관(101)으로 유입되는 물의 수압에 의해 완전히 펼쳐지면서 회전이 가능하도록 넓은 공간부가 형성되고, 반대로 상기 중공형 케이싱(110)의 상부측으로는 상기 접이식 베인(130)이 상기 중공형 케이싱(110)의 내부면에 닿아 눌려져 접혀질 수 있도록 좁은 공간부가 형성된다.
이러한 구성은 수차의 기본적인 구성으로 공지 기술에 의해 통상의 기술자가 용이하게 실시할 수 있어 상세한 구조의 설명은 생략한다.
또한 상기 접이식베인(130)은 수압을 받아 상기 회전자(120)를 회전시킬 수 있도록 하는 가압면(130a)과 상기 케이싱(110)의 상부 내멱면에 눌려지면서 접혀지도록 하는 외부면(130b)으로 형성되어 있다.
상기 접이식 베인(130)은 상기 회전자(120)의 원주면부에 삽입 설치되는 힌지핀(131)에 의해 회동되면서 접혀지거나 펼쳐지도록 구성된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 수차는 상기 회전자(120)가 반시계방향(점선화살표 방향)으로 회전하면서 상기 접이식 베인(130)이 상기 급수관(101)의 내경부에 위치되기(노출) 직전에 상기 바이패스장치(140)에서 공급되는 물의 수압이 상기 접이식 베인(130)을 가압하여 상기 접이식 베인(130)이 상기 급수관(101)의 내경부에 위치되는(노출) 순간 신속하게 펼쳐지게 된다.
즉, 상기 접이식 베인(130)이 상기 급수관(101)의 내경부에 위치되기(노출) 직전에 상기 바이패스장치(140)에서 공급되는 물의 수압이 상기 접이식 베인(130)을 가압면을 밀어줌으로써 상기 접이식 베인(130)이 상기 급수관(101)의 내경부에 위치되는(노출) 초기의 순간 상기 급수관(101)에서 유입되는 물의 압력에 의해 밀려져 펼쳐지지 않는 현상을 막아주게 된다.
이로써 상기 접이식 베인(130)이 상기 바이패스장치(140)에서 공급되는 물의 수압에 의해 선제적으로 펼쳐지게 되고 이어 상기 급수관(101)으로 유입되는 물의 수압이 추가로 상기 접이식 베인(130)의 가압면을 가압하게 됨으로써 상기 접이식 베인(130)이 상기 급수관(101)의 내경부에서 안정적으로 신속하게 회동되면서 펼쳐지게 된다.
이로써, 상기 접이식 베인(130)이 펼쳐질 때 상기 급수관(101)으로 유입되는 물의 수압력에 의한 충격력이 작아지게 되고 이로 인해 소음이 저감되면서 상기 회전자(120)의 작동이 원활하게 회전될 수가 있게 된다. 이때 충격력과 소음이 작아지게 된다는 것은 결국 회전자의 내구성을 좋아지게 하는 요인으로도 작용하게 되는 것이다.
상기 케이싱(110)은 물이 유입되는 급수관(101)과, 중공의 몸체부(103), 및 상기 급수관(101)으로 유입된 물이 빠져나가도록 상기 급수관(101)과 높이 차(差)를 두면서 그 하부측으로 형성되는 배출관(102)으로 구성되어 있다. 상기 몸체부(103)의 양측면에는 커버(104)가 구비되어 있다.
그리고 상기 회전자(120)는 상기 케이싱(110)의 내부에 구비되되 상기 회전중심축(121)이 상기 케이싱(110)의 중심에서 상부측으로 편심되어 설치된다.
따라서 상기 케이싱(110)의 내부에서, 상기 회전자(120)의 하부측으로는 상기 접이식베인(130)이 상기 힌지핀(131)을 중심으로 완전히 펼쳐질 수 있도록 넓은 공간부가 형성되고, 상기 회전자(120)의 상부측으로는 상기 접이식베인(130)이 상기 케이싱(110)의 상부 내벽면에 눌려지면서 상기 힌지핀(131)을 중심으로 완전히 접혀질 수 있도록 좁은 공간부가 형성된다.
한편, 상기 바이패스장치(140)는 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 급수관(101)의 물을 펌핑하여 상기 케이싱(110)의 내부로 공급하도록 설치되는 펌프(141)와, 일단부는 상기 급수관(101)에 연결되고 타단부는 상기 펌프(141)의 흡입구에 연결되는 전방유로관(142), 일단부는 상기 펌프(141)의 토출구에 연결되고 타단부는 상기 케이싱(110)에 연결되는 후방유로관(143), 및 상기 후방유로관(143)의 끝단에 연결되어 그 단부가 상기 케이싱(110) 내부의 상기 접이식베인(130)까지 연통되어 물을 토출시키는 노즐부(144)로 구성되어 있다.
따라서 상기 펌프(141)의 작동에 의해 상기 급수관(101)의 물을 펌핑하여 상기 전방유로관(142)으로 유입시키고 이어 상기 후방유로관(143)을 통해 상기 노즐부(144)로 공급하게 되면, 상기 노즐부(144)로 공급된 물이 상기 접이식베인(130)의 가압면으로 토출되면서 상기 접이식베인(130)이 가압된다. 이때가 상기 접이식베인(130)이 상기 급수관(101)으로 노출되기 직전이다.
이와 같이 상기 바이패스장치(140)의 상기 노즐부(144)를 통해 분사되는 물의 압력이 상기 가압면(130a)을 선제적으로 가압시키면서 상기 접이식베인(130)이 상기 급수관(101)의 내경부로 노출되는 순간, 상기 접이식베인(130)의 상기 가압면(130a)은 상기 급수관(101)으로부터 공급되는 물의 압력을 다시 한번 더 받게 됨으로써 신속하게 상기 힌지핀(131)을 중심으로 회전되면서 펼쳐져 가압되고 이들의 작동이 연속적으로 이어짐으로써 상기 회전자(120)가 안정적으로 회전될 수 있게 된다.
그리고 상기 전방유로관(142)에는 상기 펌프(141)로의 물 공급을 제어하는 전방밸브(142a)가 구비되어 있고, 상기 후방유로관(143)에는 상기 케이싱(110) 내부로의 물 공급을 제어하는 후방밸브(143a)가 구비되어 있다.
따라서 상기 전방밸브(142a) 및 상기 후방밸브(143a)는 상기 펌프(141) 등의 정비시에 닫아 준다.
또한 상기 후방유로관(143)의 끝단에 연결되어 그 단부가 상기 케이싱(110) 내부의 상기 접이식베인(130)까지 연통되어 물을 토출시키는 상기 노즐부(144)는 상기 후방유로관(143)의 끝단부에서 양측으로 분지되어 상기 접이식베인(130)의 상기 가압면(130a)의 양단면부측으로 물이 각각 토출되어 가압되도록 설치될 수 있다.
이와 같이 본 발명은 상기 노즐부(144)를 하나 이상 다수개로 설치하여 상기 접이식베인(130)의 가압면에 가하는 물의 압력을 더욱 크게 하여 상기 회전자의 회전력을 더욱 안정적으로 유지시킬 수가 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 소수력 발전용 수차는 정수장이나 저수지 등으로부터 물을 공급하는 급수관과 상기 급수관의 단부에 구비되어 물의 낙차를 이루도록 배수관을 구비하고, 급수관의 출구와 배수관의 입구에 물이 떨어지는 낙차에너지(위치에너지)의 힘으로 회전되는 수차를 설치하되 급수관을 통해 수차의 베인으로 물을 직접 가압 공급하는 바이패스관을 연결하여 수차에 구비되는 베인이 급수관부에 이르는 순간 바이패스관을 통해 공급되는 수압으로 베인이 신속하게 펼쳐지도록 하는 동시에 낙차에 의해 펼쳐지는 베인의 소음과 충격력을 줄여 회전자의 성능과 내구성을 높여 발전효율을 향상시킨다..
100:소수력 발전용 수차
101:급수관 102:배출관
110:케이싱
120:회전자 121:회전중심축
130:접이식베인
130a:가압면 130b:외부면 131:힌지핀
140:바이패스장치
141:펌프 142:전방유로관 142a:전방밸브 143:후방유로관
143a:후방밸브 144:노즐부

Claims (5)

  1. 물이 유입되는 급수관(101)과 물이 배출되는 배출관(102) 사이에 구비되는 중공형 케이싱(110)과;
    상기 케이싱(110)의 내부에 수납 설치되고 상기 급수관(101)으로부터 유입되는 수압에 의해 회전되도록 회전중심축(121)이 구비되는 원통형상의 회전자(120);
    상기 회전자(120)의 외주면에 일정한 간격으로 다수개 설치되어 상기 급수관(101)으로부터 유입되는 물의 수압에 의해 상기 회전자(120)를 가압 회전시키는 접이식 베인(130);
    상기 케이싱(110)에는 상기 접이식 베인(130)이 상기 급수관(101)으로 회전되어 위치하는 순간, 상기 급수관(101)으로 공급되는 물보다 먼저 상기 접이식 베인(130)을 가압하여 펼쳐지도록 상기 급수관(101)의 물을 우회하여 상기 접이식베인(130)으로 공급하는 바이패스장치(140)를 포함하며;
    상기 급수관(101)에서 분기된 바이패스장치(140)의 물이 상부에서 하부로 내려와 접혀진 상기 접이식 베인(130)의 가압면을 가압하여 1차로 펼쳐진 후에, 바이패스장치(140)의 원류관인 급수관(101)에서 유입된 물이 베인의 측면으로 유입되어 회전된 접이식 베인(130)의 가압면을 2차로 가압하며 회전자(120)를 회전시키고;
    상기 바이패스장치(140)에서 토출된 물은 접이식 베인(130)을 회전자(120)의 원주면부에 삽입 설치된 힌지핀(131)를 중심으로 회전시키고, 상기 급수관(101)에서 유입된 물은 회전자(120)를 회전중심축(121)을 중심으로 회전시키는 소수력 발전용 수차.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 바이패스장치(140)는 상기 급수관(101)의 물을 펌핑하여 상기 케이싱(110)의 내부로 공급하도록 설치되는 펌프(141)와,
    일단부는 상기 급수관(101)에 연결되고 타단부는 상기 펌프(141)의 흡입구에 연결되는 전방유로관(142),
    일단부는 상기 펌프(141)의 토출구에 연결되고 타단부는 상기 케이싱(110)에 연결되는 후방유로관(143), 및
    상기 후방유로관(143)의 끝단에 연결되어 그 단부가 상기 케이싱(110) 내부의 상기 접이식베인(130)까지 연통되어 물을 토출시키는 노즐부(144)로 구성되는 소수력 발전용 수차.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 노즐부(144)의 단부는 상기 접이식베인(130)의 가압면(130a)으로 물을 가압하도록 설치되는 소수력 발전용 수차.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 노즐부(144)는 상기 접이식베인(130)의 상기 가압면(130a) 양측으로 물이 각각 토출되어 가압되도록 상기 후방유로관(143)의 끝단부에서 양측으로 분지되어 설치되는 소수력 발전용 수차.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 전방유로관(142)에는 상기 펌프(141)로의 물 공급을 제어하는 전방밸브(142a)가 구비되고, 상기 후방유로관(143)에는 상기 케이싱(110) 내부로의 물 공급을 제어하는 후방밸브(143a)가 구비되는 소수력 발전용 수차.
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