KR102124742B1 - 기설치 배관에 적용되는 수차 발전기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기설치 배관에 적용되는 수차 발전기에 관한 것이다.
구체적으로는, 물이 흐르도록 기설치된 모든 배관에 있어서, 일측을 절개하여 사이공간을 형성하고, 해당 사이공간에 수차 발전기를 적용하여 절개된 사이공간이 메워지도록 함으로써, 상기 배관을 흐르는 물에 의해 발전이 가능하도록 하는, 기설치 배관에 적용되는 수차 발전기에 관한 것이다.
이때, 배관의 일측을 절개하는 과정 중, 해당 배관의 단수 작업을 수행할 수 있으며, 다른 한편으로는 근래 개발되어지는 부단수 작업을 수행할 수도 있을 것이다.
구체적으로는, 물이 흐르도록 기설치된 모든 배관에 있어서, 일측을 절개하여 사이공간을 형성하고, 해당 사이공간에 수차 발전기를 적용하여 절개된 사이공간이 메워지도록 함으로써, 상기 배관을 흐르는 물에 의해 발전이 가능하도록 하는, 기설치 배관에 적용되는 수차 발전기에 관한 것이다.
이때, 배관의 일측을 절개하는 과정 중, 해당 배관의 단수 작업을 수행할 수 있으며, 다른 한편으로는 근래 개발되어지는 부단수 작업을 수행할 수도 있을 것이다.
Description
본 발명은 기설치 배관에 적용되는 수차 발전기에 관한 것이다.
구체적으로는, 물이 흐르도록 기설치된 모든 배관에 있어서, 일측을 절개하여 사이공간을 형성하고, 해당 사이공간에 수차 발전기를 적용하여 절개된 사이공간이 메워지도록 함으로써, 상기 배관을 흐르는 물에 의해 발전이 가능하도록 하는, 기설치 배관에 적용되는 수차 발전기에 관한 것이다.
이때, 배관의 일측을 절개하는 과정 중, 해당 배관의 단수 작업을 수행할 수 있으며, 다른 한편으로는 근래 개발되어지는 부단수 작업을 수행할 수도 있을 것이다.
일반적으로 전력에너지를 생산하는 방법으로 석유나 석탄 등의 화석연료를 이용한 화력발전과 우라늄이나 플루토늄 등의 핵연료를 이용한 원자력발전이 현재 가장 많은 전력에너지를 생산하는 방법으로 전세계적으로 사용되고 있으나 상기와 같은 화력발전과 원자력발전은 지구온실화, 지하자원의 고갈, 핵폐기물처리, 방사능유출과 같은 각종 심각한 환경문제 등을 유발하여 차세대 에너지원으로서 그 효용가치가 점차적으로 감소하고 있다.
반면, 바람의 힘을 이용한 풍력발전, 물의 힘을 이용한 수력발전, 조수간만의 차를 이용한 조력발전, 태양에너지를 이용한 태양광 및 태양열발전은 친환경적이면서 인체에 무해한 자연에너지를 이용하여 전력에너지를 얻기 위한 방법들로 현재 차세대 에너지원으로 크게 각광받고 있다.
이러한 차세대 에너지원 중 수력발전장치나 조력발전장치의 경우에는 삼면이 바라도 둘러싸인 우리나라의 입지조건으로 볼 때 이용이 가장 용이하고 유지비 및 설비비가 가장 적게 들며 안정적인 에너지자원으로 활용될 수 있는데, 특히 조수간만의 차가 큰 서해안에 조력발전시설을 하기 위한 사업이 국가적인 차원에서 추진되고 있으나, 이러한 일반적인 조력발전시설의 경우에는 대규모의 설비가 필요하고 그 시공을 위한 막대한 비용이 소요되며 시공기간이 길어 일반 가정이나 소규모기업 등에서는 이러한 대규모 조력발전시설을 가정용이나 기업용의 소규모 발전설비 또는 예비 전력공급설비로 적용하여 사용할 수 없는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 소규모로도 발전할 수 있는 수력발전설비가 개발되고 있는데, 예를 들면, 등록실용신안공보 제20-0463426호의 터널식 수력발전장치(선행기술 1)와, 공개특허공보 제10-2011-0085667호의 풍력 및 수력 발전기의 날개(선행기술 2)와, 공개특허공보 제10-2011-0095077호의 풍력 및 수력 발전기의 날개(선행기술 3)와, 등록특허공보 제10-1001546호에는 수차식 수력발전장치(선행기술 4)가 기재되어 있다.
선행기술 1은, 일측끝단에 구동기어가 고정부착된 회전샤프트가 구비되고 상기 회전샤프트의 외주면에는 방사상으로 복수 개의 수차날개가 설치되어 있되 각 수차날개는 복수개의 날개판이 경첩부에 의해 일렬로 연결된 상태로 관절식으로 회전샤프트의 회전방향으로는 펼쳐지고 회전반대방향으로는 접혀지며 가장 선단부에 위치된 날개판의 끝부분은 회전샤프트의 회전반대방향으로 일정각도로 꺽여진 상태로 하나 또는 복수개의 통수공이 천공된 수차부와, 전,후방연결대에 의해 좌우 일정간격 이격되게 연결설치된 좌우측 부유체가 구비되며 상기 좌우측 부유체 사이의 상부에는 수차부의 회전샤프트가 외주에 끼움개재되는 중심축이 좌우수평방향으로 고정설치되어 상기 수차부가 수면위에 일정높이로 부유되면서 중심축을 축으로 수력에 의해 수차식으로 회전되도록 하며 좌측 부유체의 우측면과 우측 부유체의 좌측면에는 각각 수직하방으로 터널판이 고정부착되어 수력을 수차부쪽으로 집중되게 모아주는 터널식부유부와, 상기 부유체의 상면부에 고정설치되며 회전샤프트의 구동기어와 연결되어 수차부로부터 회전력을 전달받아 발전되는 발전수단과, 상기 부유체와 수중의 바닥면 사이를 연결하는 고정수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 터널식 수력발전장치에 관한 것이다.
선행기술 2 및 3은, 수직축형 풍력 및 수력발전기의 날개에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 날개가 기둥을 축으로 회전할 때 날개가 처하는 위치에 따라 바람을 맞는 날개의 위치가 유동하여 공기의 저항을 많이 받거나 적게 받으므로, 종래의 것보다, 효과적으로 바람의 에너지를 이용한 것으로 종래의 것보다 전력생산의 효율을 높이기 위한 수직축형의 풍력 및 수력발전기의 날개에 관한 것이다.
선행기술 4는, 조류나 파도 또는 물결 등의 수력에 의해 수차(水車)식으로 작동되어 전력에너지를 얻는 수력발전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일측끝단 에 구동기어가 일체로 형성된 회전샤프트가 구비되어 있고 상기 회전샤프트의 외주면에는 방사상으로 다수개의 수차날개가 일체로 고정부착되어 있되 상기 각 수차날개는 복수 개의 날개판이 경첩부에 의해 일렬로 연결된 상태로 관절식으로 상기 회전샤프트의 회전방향으로는 펼쳐지고 회전반대 방향으로는 접혀지도록 되어 있는 수차부와, 상기 회전샤프트의 가운데부분에 관통 개재되는 중심축이 구비되어 있고 상기 중심축의 양측끝단에는 각각 부유수단이 고정체결되어 있어 상기 수차부가 수면위에 일정높이로 부유되면서 중심축을 축으로 수력에 의해 수차식으로 회전가능하도록 되어 있으며 상기 부유수단의 상면부에는 상기 회전샤프트의 구동기어와 기어물림된 상태로 수차부로부터 회전력을 전달받아 발전되는 발전수단이 구비되어 있는 부유발전부와, 상기 각 부유수단의 외측면 가운데부분에 연결장착되어 부유수단이 수면의 높이변화에 따라 상하 승강가능하도록 지지하는 수직대가 구비되어 있고 상기 수직대의 상부에는 수직대 사이를 연결고정하는 수평 연결대가 일체로 고정부착되어 있으며 상기 각 수직대의 하부에는 수중의 바닥면에 가라앉은 상태로 상기 부유발전부의 위치 및 방향을 고정지지하는 고정지지체가 구비되어 있는 고정지지부로 구성된 것을 특징으로 하는 수차식 수력발전장치에 관한 것이다.
다만, 물을 이용하여 발전을 수행하는 기술이라면, 지면에 매설되어 있는 상하수도관을 이용하는 경우, 비록 개별 발전량은 크지 않을지라도, 이들이 종합되면 상당한 발전량을 기대할 수 있을 것으로 판단된다.
본 발명과 가장 유사한 배관에 직접 설치하는 기술로서, 등록특허공보 제10-1189764호에는 배관용 수력발전장치가 기재되어 있다.
상술된 기술은, 직관형 배관 사이에 플랜지접합 되는 플랜지관과, 플랜지관에 길이방향으로 플랜지관의 내부에 위치하되, 중심축이 적어도 하나 이상의 축 지지대에 의해 플랜지관의 내경에 고정되며, 일단에 제1베벨기어가 형성되고, 일정한 간격으로 설치된 복수의 블레이드를 구비한 스크류 터빈 및 플랜지관의 외부에 위치하되, 플랜지관의 외경에 설치된 보스(boss)를 관통한 피동축과, 피동축의 일단에 설치되어 제1베벨기어와 기어물림되는 제2베벨기어를 구비하며 피동축의 타단에 연결되어 전기에너지를 발생시키는 발전기를 포함하는 배관용 수력발전장치에 관한 것이다.
본 발명의 목적은, 물이 흐르도록 기설치된 모든 배관에 있어서, 일측을 절개하여 사이공간을 형성하고, 해당 사이공간에 수차 발전기를 적용하여 절개된 사이공간이 메워지도록 함으로써, 상기 배관을 흐르는 물에 의해 발전이 가능하도록 하는, 기설치 배관에 적용되는 수차 발전기를 제공하는데 있다.
상술된 목적을 달성하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명에 따른 기설치 배관에 적용되는 수차 발전기는,
기설치된 배관을 절단하여 절단된 영역에 설치되어 상기 배관을 흐르는 물과 수차를 이용해 발전하는 발전기(10)에 있어서,
상기 발전기(10)는,
일측으로 볼록한 영역을 가지며, 양측으로 유입구(11) 및 배출구(12)를 포함하고, 그 내측에 수차(14)를 포함하여, 배관으로부터 유입구(11)를 통해 유입된 물이 배출구(12)를 통해 배출되면서 수차(14)를 회전시켜 발전을 수행하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 발전기(10)의 유입구(11) 및 배출구(12) 각각에는 플랜지(13)가 형성되며,
상기 플랜지(13)는 상기 유입구 및 배출구(12) 각각에 인접한 기설치된 배관에 결합된 배관 플랜지(20)와 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 플랜지(13)는,
유입구(11) 또는 배출구(12) 각각이 연장된 방향으로 더 연장된 나사돌출영역(13a)이 형성되되,
상기 나사돌출영역(13a)은 배관에 대응되는 직경을 가지며 배관과 마찬가지로 내부가 중공인 관의 형상으로 구성되고, 나사돌출영역(13a)의 외면에는 나사산이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 배관 플랜지(20)는,
배관의 외면에 결합되는 삽입관(22)과, 상기 삽입관(22)의 일측으로 삽입관(22)보다 직경이 크되, 발전기(10)의 플랜지(13) 직경에 대응되는 직경을 가지는 확관(21)을 포함하되,
상기 확관(21)과 삽입관(22)의 내측으로는 배관의 직경에 대응되는 관통홀(23)이 형성되며,
상기 삽입관(22)의 관통홀(23) 영역에는 기설치된 배관이 위치되고,
상기 확관(21)의 관통홀(23) 영역의 내면에는 오목하게 형성된 나사산이 형성되어, 상기 나사돌출영역(13a)의 외면에 형성된 나사산과 체결됨으로써, 상기 기설치 배관과 나사돌출영역(13a)은 각각의 내면이 일직선 상에 위치되도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 발전기(10)의 내부 중, 상기 수차(14)의 외측방향에는 수차(14)의 회전 방향에 대응되는 방향으로 복수 개 형성된 가이드(15)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 복수 개의 가이드(15) 중,
발전기(10)의 볼록한 영역의 반대편에 해당하는 발전기(10) 내부면에 형성되어 배출구(12)에 인접한 것은, 물의 흐름을 가이드하는 길이가 배출구(12)의 총 직경의 1/3을 초과하여 가로막지 않도록 구성됨으로써,
상기 수차(14)를 거쳐 유입구(11)에서 흐른 물이 가이드(15)를 통해 일부는 수차(14)를 따라 볼록한 영역으로 유도되고, 나머지 일부는 배출구(12)로 배출될 수 있도록 함으로써, 상기 수차(14)에 의해 발생되는 수압을 물의 분산을 통해 낮추는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 기설치 배관에 적용되는 수차 발전기에 의하면,
첫째, 물이 흐르는 모든 배관에서 발전을 수행하여 전력을 확보할 수 있으며,
둘째, 발전기 설치를 위한 시공이 복잡하지 않고,
셋째, 물이 흐르는 방향의 일측에 수차가 구성됨에 의해 발생될 수 있는 수압 변화를 저감할 수 있으므로, 기설치된 배관의 스트레스를 감소시킬 수 있는 장점을 가진다.
도 1은 본 발명에 따른 기설치 배관에 적용되는 수차 발전기가 설치되는 일예를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 기설치 배관에 적용되는 수차 발전기를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 기설치 배관에 적용되는 수차 발전기의 수차를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 기설치 배관에 적용되는 수차 발전기를 배관에 적용하기 위하여 사용되는 플랜지를 나타낸 것이다.
도 5는 도 4의 플랜지가 배관에 설치되는 일예를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 기설치 배관에 적용되는 수차 발전기의 배관에 설치되는 다른 실시형태를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 기설치 배관에 적용되는 수차 발전기를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 기설치 배관에 적용되는 수차 발전기의 수차를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 기설치 배관에 적용되는 수차 발전기를 배관에 적용하기 위하여 사용되는 플랜지를 나타낸 것이다.
도 5는 도 4의 플랜지가 배관에 설치되는 일예를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 기설치 배관에 적용되는 수차 발전기의 배관에 설치되는 다른 실시형태를 나타낸 것이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 사항은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 도면을 참조하여 설명하기에 앞서, 본 발명의 요지를 드러내기 위해서 필요하지 않은 사항 즉 통상의 지식을 가진 당업자가 자명하게 부가할 수 있는 공지 구성에 대해서는 도시하지 않거나, 구체적으로 기술하지 않았음을 밝혀둔다.
본 발명은 기설치 배관에 적용되는 수차 발전기에 관한 것이다.
구체적으로는, 물이 흐르도록 기설치된 모든 배관에 있어서, 일측을 절개하여 사이공간을 형성하고, 해당 사이공간에 수차 발전기를 적용하여 절개된 사이공간이 메워지도록 함으로써, 상기 배관을 흐르는 물에 의해 발전이 가능하도록 하는, 기설치 배관에 적용되는 수차 발전기에 관한 것이다.
이때, 배관의 일측을 절개하는 과정 중, 해당 배관의 단수 작업을 수행할 수 있으며, 다른 한편으로는 근래 개발되어지는 부단수 작업을 수행할 수도 있을 것이다.
이러한 본 발명에 따른 기설치 배관에 적용되는 수차 발전기를 첨부된 도면을 통해 이하에서 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 기설치 배관에 적용되는 수차 발전기가 설치되는 일예를 나타낸 것이다.
첨부된 도면의 도 1에서는 본 발명에 따른 수차 발전기(10)가 기 설치된 배관에 설치되는 일예를 나타내고 있다.
도 1의 (가)의 상태의 기설치 배관의 일측을 절개하여 도 1의 (나)와 같이 절단된 배관을 들어내면, 사이공간이 형성된다.
이후, 도 1의 (다)와 같이 본 발명에 따른 발전기(10)를 배관 사이에 연결하여 메움작업을 수행함으로써, 배관을 흐르는 물에 의해 발전이 이루어지도록 하는 것이다.
이때, 발전기(10)의 구체적인 구성과 배관으로의 결합은 첨부된 도면의 도 2를 참조할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 기설치 배관에 적용되는 수차 발전기를 나타낸 것이다.
첨부된 도면의 도 2와 같이, 발전기(10)는 내부에 수차의 결합을 위하여 일측으로 볼록한 형태를 가지며, 측방향으로는 2개의 배관에 연결되기 위하여 유입구(11)과 배출구(12)가 형성된다.
이때, 발전기(10) 내부가 비어있는 형태로 구성되고, 그 재질은 배관과 동일한 재질일 수 있다.
또한, 상기 유입구(11) 및 배출구(12) 각각에는 플랜지(13)가 형성되며, 플랜지(13)의 일면에는 유입구(11) 또는 배출구(12) 각각이 연장된 방향으로 더 연장된 나사돌출영역(13a)이 형성될 수 있다.
이러한 나사돌출영역(13a)은 배관에 대응되는 직경을 가지며 배관과 마찬가지로 내부가 중공인 관의 형상으로 구성된다. 다만, 나사돌출영역(13a)의 외면에는 나사산이 형성되도록 구성된다.
또한, 발전기(10)의 내부 일측에는 수차(14)가 구성된다. 상기 수차(14)는 축홈(14a)을 통해 축을 결합하여 발전기(10) 내측에 결합된 상태로 회전 가능하도록 구성하고, 도면에 도시되어 있지는 않지만, 상기 축에 발전을 위한 제너레이터가 결합될 수 있다. 혹은, 제너레이터가 축까지 포함하는 제품이라면 상기 축홈(14a)에 제너레이터의 축을 삽입하는 형태로 구성될 수 있다.
이는 제너레이터 제품의 형상에 의해 통상의 기술자의 지식에 기반하여 적용될 수 있다.
또한, 상기 발전기와 제너레이터를 혼용하고 있지만, 본 명세서에 기재된 단어는 발명자가 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 해석될 수 있고, 따라서, 발전기는 배관 사이에 결합되는 몸체를 의미하고, 제너레이터는 발전을 위한 구성을 의미한다.
이러한 수차(14)에 대하여서는 첨부된 도면의 도 3에서 나타내고 있다.
도 3은 본 발명에 따른 기설치 배관에 적용되는 수차 발전기의 수차를 나타낸 것이다.
첨부된 도면의 도 3에 따른 수차(14)는,
상호 이격된 간격으로 위치된 2개의 원판(141)과, 2개의 원판(141) 사이에 원판(141)보다 작은 직경을 가지도록 형성된 내부판(142)과, 상기 내부판(141)의 상면 및 2개의 원판(141)의 마주하는 내면에 3면 결합된 가이드판(143)을 포함한다.
이때, 수차(14)의 설명에 있어서 결합 또는 형성의 의미는 용접, 볼트 등을 통한 체결일 수도 있으나, 일체의 형상으로 구성된 것일 수도 있다.
또한, 상기 가이드판(143)은 일면이 일방향으로 만곡된 형상을 가지도록 한다. 이때, 만곡된 일방향이란 물이 유입되고 배출되는 방향을 기준으로 상측으로 볼록한 만곡 방향을 의미한다.
이러한 형상을 가짐으로써, 상기 수차(14)는 발전기(10)의 볼록한 일측으로 고인 물을 퍼나르는 역할을 할 수도 있다.
다시, 첨부된 도면의 도 2를 참조하여 상기 발전기(10)는 그 내부에 결합된 수차(14)의 외측방향(단, 발전기(10)의 내부 중)에 수차(14)의 회전 방향에 대응되는 방향으로 복수 개 형성된 가이드(15)를 포함한다.
상기 가이드(15)는, 수차(14)의 회전 방향을 따라 형성된 복수 개가 일정 간격을 가지면 충분하며, 바람직하게는 발전기(10)의 측면에서 마주하는 반대 측면까지 연결되어 해당 영역을 차단함으로써, 가이드(15)의 방향으로만 물이 유도되도록 함이 바람직할 수 있다.
다만, 가이드(15)에 있어서 복수 개 중, 발전기(10)의 볼록한 영역의 반대편에 해당하는 발전기(10) 내부면에 형성되어 배출구(12)에 인접한 것은, 물의 흐름을 가이드하는 길이가 배출구(12)의 총 직경의 1/3을 초과하여 가로막지 않도록 한다.
이러한 기술적 의의는, 수차(14)를 거쳐 유입구(11)에서 흐른 물이 가이드(15)를 통해 도 1의 (다)와 같이 일부는 수차(14)를 따라 볼록한 일측으로 유도되고, 나머지 일부는 배출구(12)로 배출될 수 있도록 함으로써, 수차(14)가 구성됨에 의해 발생되는 수압을 물의 분산을 통해 낮추는 것인데,
이때, 상술된 가이드(15)가 배출구(12)의 총 직경의 1/3을 초과하는 경우에는 발전기(10)의 볼록한 일측으로 유도되는 물의 양이 증가함에 따라 물의 정체가 발생되고, 발전기의 과부하가 우려된다.
그렇다고, 배출구(12)의 총 직경의 1/3보다 짧게하는 경우, 수압의 저하가 제대로 달성되지 못한다.
상술된 발전기(10)는 기설치 배관의 절단부에 배관 플랜지(20)를 결합시킴으로써, 플랜지 간의 결합으로 결합될 수 있도록 한다.
부연하면, 배관 플랜지(20)를 배관에 결합한 뒤, 발전기(10)를 상술된 나사돌출영역(13a)을 통해 배관 플랜지(20)에 나사산 체결하기 위하여 회전시킴으로써 결합하고, 볼트나 앵커 등으로 종래 플랜지 결합을 수행하도록 한다.
이때, 발전기(10)가 나사돌출영역(13a)에 의해 회전 체결됨으로써, 볼록한 일측의 방향은 첨부된 도면과 같이 하방으로 위치될 수도 있지만, 하방을 제외한 다른 방향으로 위치될 수도 있을 것이다.
이는 설치 지역의 토지 상태, 암반 상태 등을 고려하여 다양하게 적용될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 기설치 배관에 적용되는 수차 발전기를 배관에 적용하기 위하여 사용되는 플랜지를 나타낸 것이다.
첨부된 도면의 도 4에 따른 상기 배관 플랜지(20)는,
배관의 외면에 결합되는 삽입관(22)과, 상기 삽입관(22)의 일측으로 삽입관(22)보다 직경이 크되, 발전기(10)의 플랜지(13) 직경에 대응되는 직경을 가지는 확관(21)을 포함한다.
이때, 상기 확관(21)과 삽입관(22)의 내측으로는 배관의 직경에 대응되는 관통홀(23)이 형성되며, 상기 관통홀(23)의 일측 중, 확관(21)의 위치에 구비된 관통홀(23)의 내면에는 오목하게 형성된 나사산이 형성된다.
이에 따라, 삽입관(22)의 관통홀(23) 영역에는 기설치된 배관이 위치되고, 확관(21)의 관통홀(23) 영역에는 발전기(10)의 나사돌출영역(13a)이 나사산 체결되어 위치되는데, 상기와 같이 확관(21)의 관통홀(23) 영역에 형성된 나사산이 오목하게 형성됨으로써, 상기 기설치 배관과 나사돌출영역(13a)은 각각의 내면이 일직선 상에 위치될 수 있도록 한다.
상기 삽입관(22)의 관통홀(23) 영역 중 일측으로는 볼트홀(22a)이 형성되어 볼트가 체결됨으로써, 삽입관(22)과 기설치 배관이 결합 고정될 수 있도록 하는데, 이는 첨부된 도면의 도 5를 참조하도록 한다.
도 5는 도 4의 플랜지가 배관에 설치되는 일예를 나타낸 것이다.
첨부된 도면의 도 5와 같이, 상기 볼트홀(22a)에는 볼트홀(22a)의 내경에 대응되는 직경을 가지는 기밀부재(22b)가 볼트(B)와 같이 삽입될 수 있다.
상기 기밀부재(22b)는 플렉시블(flexible)한 재질(예컨대, 실리콘 등)로서 내부에 볼트(B)가 관통될 수 있는 홀이 길이방향으로 형성되며, 기밀부재(22b)의 길이는 볼트홀(22a)의 길이에 대응된다.
또한, 상기 기밀부재(22b)의 홀의 내경은 볼트(B)의 나사산이 형성된 기둥의 직경에 대응될 수 있다.
한편, 설계 조건에 따라서는, 발전기(10)의 플랜지(13)와 기설치 배관의 배관 플랜지(20)의 확관(21) 사이의 기밀성을 향상시키기 위하여 첨부된 도면의 도 6과 같이 수밀향상체(13c)를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 수밀향상체(13c)는 상기 플랜지(13)의 기설치 배관의 배관 플랜지(20)의 확관(21)에 맞닿는 일면에 형성된 오목홈(13b)에 삽입되고, 상기 오목홈(13b)은 상기 수밀향상체(13c)는 상기 플랜지(13)의 원주방향을 따라 복수 개가 일정 간격으로 형성될 수도 있다. 즉, 상기 수밀향상체(13c) 역시 복수 개로 형성될 수 있는 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 기설치 배관에 적용되는 수차 발전기의 배관에 설치되는 다른 실시형태를 나타낸 것이다.
첨부된 도면의 도 6에 따른 수밀향상체(13c)는, 'ㅁ' 형상의 제1 몸체와, 상기 제1 몸체가 삽입될 수 있도록 홈부를 포함하는 'ㅁ' 형상의 제2 몸체와, 상기 제1 몸체의 일면과 상기 제2 몸체의 홈부 내측면 일측에 결합된 엑스리프트(x타입리프트)를 포함하도록 구성된다. 이때 결합은 접착, 용접, 볼트 등을 이용한 결합을 의미한다.
이때, 도 6의 중간 확대도는 엑스리프트가 펼쳐진 상태이고, 우측 확대도는 펼쳐진 상태에서 분해된 형태를 나타낸 것이다.
또한, 좌측 확대도는 엑스리프트가 접힌 상태를 나타낸 것이다.
이때, 제1 몸체의 폭을 제1 폭(a)로 지칭하고, 제2 몸체의 홈부의 폭을 제3 폭(c)으로 지칭하며, 엑스리프트의 접혔을 때의 폭을 제2 폭(b)으로 지칭한다.
이때, a + b ≥ c의 조건에 부합되도록 설계한다. 이에 따라서, 엑스리프트가 접혔을 때, 제1 몸체가 제2 몸체의 홈부로부터 다소 노출될 수 있도록 하고, 이로 인해 제2 몸체의 홈부로부터 1차적인 수밀과 제1 몸체와 확관(21)의 일면이 맞닿음으로써 발생되는 2차적인 수밀로 인해 수밀성을 대폭 향상시킬 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술분야에 있어 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.
그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하며, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수 있다.
10 : 발전기
11 : 유입구
12 : 배출구
13 : 플랜지
13a : 나사돌출영역
13b : 오목홈
13c : 수밀향상체
a : 제1 폭
b : 제2 폭(접혔을 때)
c : 제3 폭
14 : 수차
14a : 축홈
141 : 원판
142 : 내부판
143 : 가이드판
15 : 가이드
20 : 배관 플랜지
21 : 확관
22 : 삽입관
22a : 볼트홀
22b : 기밀부재
B : 볼트
23 : 관통홀
11 : 유입구
12 : 배출구
13 : 플랜지
13a : 나사돌출영역
13b : 오목홈
13c : 수밀향상체
a : 제1 폭
b : 제2 폭(접혔을 때)
c : 제3 폭
14 : 수차
14a : 축홈
141 : 원판
142 : 내부판
143 : 가이드판
15 : 가이드
20 : 배관 플랜지
21 : 확관
22 : 삽입관
22a : 볼트홀
22b : 기밀부재
B : 볼트
23 : 관통홀
Claims (6)
- 기설치된 배관을 절단하여 절단된 영역에 설치되어 상기 배관을 흐르는 물과 수차를 이용해 발전하는 발전기(10)에 있어서,
상기 발전기(10)는,
일측으로 볼록한 영역을 가지며, 양측으로 유입구(11) 및 배출구(12)를 포함하고, 그 내측에 수차(14)를 포함하여, 배관으로부터 유입구(11)를 통해 유입된 물이 배출구(12)를 통해 배출되면서 수차(14)를 회전시켜 발전을 수행하되,
(a) 상기 발전기(10)의 유입구(11) 및 배출구(12) 각각에는 플랜지(13)가 형성되며, 상기 플랜지(13)는 상기 유입구 및 배출구(12) 각각에 인접한 기설치된 배관에 결합된 배관 플랜지(20)와 결합되고,
(b) 상기 플랜지(13)는,
유입구(11) 또는 배출구(12) 각각이 연장된 방향으로 더 연장된 나사돌출영역(13a)이 형성되되, 상기 나사돌출영역(13a)은 배관에 대응되는 직경을 가지며 배관과 마찬가지로 내부가 중공인 관의 형상으로 구성되고, 나사돌출영역(13a)의 외면에는 나사산이 형성되며,
(c) 상기 배관 플랜지(20)는,
배관의 외면에 결합되는 삽입관(22)과, 상기 삽입관(22)의 일측으로 삽입관(22)보다 직경이 크되, 발전기(10)의 플랜지(13) 직경에 대응되는 직경을 가지는 확관(21)을 포함하되,
상기 확관(21)과 삽입관(22)의 내측으로는 배관의 직경에 대응되는 관통홀(23)이 형성되며, 상기 삽입관(22)의 관통홀(23) 영역에는 기설치된 배관이 위치되고, 상기 확관(21)의 관통홀(23) 영역의 내면에는 오목하게 형성된 나사산이 형성되어, 상기 나사돌출영역(13a)의 외면에 형성된 나사산과 체결됨으로써, 상기 기설치 배관과 나사돌출영역(13a)은 각각의 내면이 일직선 상에 위치되도록 하고,
(d) 상기 플랜지(13)의 기설치 배관의 배관 플랜지(20)의 확관(21)이 맞닿는 일면에, 확관(21)의 원주방향을 따라 복수 개가 일정간격으로 형성된 오목홈(13b)이 형성되며,
상기 오목홈(13b)에는 수밀향상체(13c)가 삽입되되,
상기 수밀향상체(13c)는,
'ㅁ' 형상의 제1 몸체와, 상기 제1 몸체가 삽입될 수 있도록 홈부를 포함하는 'ㅁ' 형상의 제2 몸체와, 상기 제1 몸체의 일면과 상기 제2 몸체의 홈부 내측면 일측에 결합된 엑스리프트를 포함하도록 구성되고,
제1 몸체의 폭인 제1 폭(a)과 엑스리프트의 접혔을 때의 폭인 제2 폭(b)의 합이 제2 몸체의 홈부의 폭인 제3 폭(c)과 같거나 더 크게되도록 함으로써,
제2 몸체의 홈부로부터 1차적인 수밀이 발생되고, 제1 몸체와 확관(21)의 일면이 맞닿음으로써 발생되는 2차적인 수밀로 인해 수밀성을 향상시키는 것을 특징으로 하는, 기설치 배관에 적용되는 수차 발전기.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 발전기(10)의 내부 중, 상기 수차(14)의 외측방향에는 수차(14)의 회전 방향에 대응되는 방향으로 복수 개 형성된 가이드(15)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 기설치 배관에 적용되는 수차 발전기.
- 청구항 5에 있어서,
복수 개의 가이드(15) 중,
발전기(10)의 볼록한 영역의 반대편에 해당하는 발전기(10) 내부면에 형성되어 배출구(12)에 인접한 것은, 물의 흐름을 가이드하는 길이가 배출구(12)의 총 직경의 1/3을 초과하여 가로막지 않도록 구성됨으로써,
상기 수차(14)를 거쳐 유입구(11)에서 흐른 물이 가이드(15)를 통해 일부는 수차(14)를 따라 볼록한 영역으로 유도되고, 나머지 일부는 배출구(12)로 배출될 수 있도록 함으로써, 상기 수차(14)에 의해 발생되는 수압을 물의 분산을 통해 낮추는 것을 특징으로 하는, 기설치 배관에 적용되는 수차 발전기.
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| KR1020200027896A KR102124742B1 (ko) | 2020-03-05 | 2020-03-05 | 기설치 배관에 적용되는 수차 발전기 |
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2020
- 2020-03-05 KR KR1020200027896A patent/KR102124742B1/ko active IP Right Grant
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