KR102140490B1 - Small hydroelectric power generator enabling check of inner part of underwater power generator - Google Patents

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류해운
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한국해양소수력 주식회사
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Abstract

The present invention relates to a small hydro power generation device capable of confirming an internal condition of an underwater generator, which can confirm the internal condition before disassembling and inspecting the underwater generator to avoid unnecessary inspection, thereby eliminating waste of time and cost and increasing efficiency of small hydro power generation. The small hydro power generation device includes a vertical generator installed underwater and allowing an axis of rotation to be arranged vertically with respect to a horizontal line, wherein the vertical generator includes: a case for power generation in which an electric generation part for generating electricity is embedded; an enclosure with a built-in measuring device that can check the internal condition of the vertical generator and is coupled to the case for power generation; and a cover installed on the enclosure in an opposite direction of the case for power generation, and confirming the information indicating the internal condition of the vertical generator measured from a measuring device when the cover is opened.

Description

수중발전기의 내부상태를 확인할 수 있는 소수력 발전장치{Small hydroelectric power generator enabling check of inner part of underwater power generator}Small hydroelectric power generator enabling check of inner part of underwater power generator

본 발명은 소수력 발전장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수중발전기를 육상으로 운반 및 분해라는 과정으로 점검을 진행하기 이전에 수중발전기의 내부상태를 확인하여 점검 여부를 결정할 수 있는 소수력 발전장치에 관한 것이다.The present invention relates to a small-sized power generating device, and more particularly, to a small-sized power generating device capable of determining whether to check by checking the internal state of the underwater generator before carrying out the inspection in the process of transporting and dismantling the underwater generator to the ground. will be.

소수력 발전은 소규모 발전을 통하여 수력에너지를 확보하는 것으로, 산간 및 하천 지역의 소규모 댐에 저장된 물을 이용할 뿐만 아니라, 육상 양식장, 생활하수, 폐수처리장, 저수지, 보의 배수로, 건물의 배관 등으로부터 수력에너지를 확보할 수 있다. 소수력 발전은 물이 가지고 있는 위치에너지를 수차를 이용하여 기계에너지로 변환하고 이것을 다시 전기에너지로 변환하는 것으로서 통상 15,000 kW 미만의 발전을 말한다. 이러한 소수력 발전은 다양한 방식이 적용되며, 예를 들어 수차의 회전으로 로터가 회전되면 전기에너지가 발생되는 동기발전기를 포함하는 소수력 발전장치가 국내등록특허 제10-1850367호 등에 개시되어 있다. Hydroelectric power generation secures hydro energy through small-scale power generation, and uses water stored in small-scale dams in mountainous and river areas, as well as water from land farms, domestic sewage, wastewater treatment plants, reservoirs, drainage channels, and plumbing in buildings. Energy can be secured. Hydroelectric power generation converts potential energy of water into mechanical energy using aberration and converts it back into electrical energy, which usually refers to power generation of less than 15,000 kW. Various methods are applied to the small-sized power generation, and for example, a small-sized power generation device including a synchronous generator that generates electrical energy when the rotor is rotated by rotation of aberration is disclosed in Korean Patent Registration No. 10-1850367.

한편, 수중발전기는 대략 수 kgf/㎠의 낙하수의 압력에 의해 수차가 회전할 때, 고주파의 진동이 회전축에 전달되어 발생한 틈새로 인하여 상기 수중발전기 내부로 누수가 일어날 수 있다. 수중발전기의 내부로 물이 침투하면, 누전, 부식, 윤활특성 저하 등으로 인하여 수중발전기의 파손이 일어날 수 있다. 또한, 수중발전기가 원활하게 동작하는지를 확인하기 위하여, 수중발전기 내부의 온도, 압력 등의 내부상태 점검이 필요하다. 그런데, 종래에는 수중발전기의 내부상태를 확인하기 위하여, 수중의 발전기를 육상으로 옮긴 후에 분해하여 점검한다. On the other hand, when the water turbine rotates due to the pressure of the falling water of about several kgf/cm 2, the underwater generator may leak into the underwater generator due to a gap generated by transmission of high-frequency vibrations to the rotating shaft. When water penetrates into the underwater generator, damage to the underwater generator may occur due to short circuit, corrosion, or deterioration of lubrication characteristics. In addition, in order to check whether the underwater generator is operating smoothly, it is necessary to check the internal conditions such as temperature and pressure inside the underwater generator. However, conventionally, in order to confirm the internal state of the underwater generator, the underwater generator is moved to the ground and then disassembled and inspected.

만일, 수중발전기의 내부상태가 온전하여 점검할 필요가 없음에도 불구하고 육상으로 운반하고 분해하여 내부상태를 점검하게 되면, 시간 및 비용이 낭비되고 소수력 발전이 중단되어 경제적 손실이 크다. 이에 따라, 수중발전기를 점검하기 이전에, 내부상태를 확인하여 불필요한 점검을 회피할 필요가 있다.If the internal condition of the underwater generator is intact and does not need to be inspected, if it is transported to the land and disassembled to check the internal condition, time and cost are wasted, and small-scale power generation is stopped, resulting in a large economic loss. Accordingly, before inspecting the underwater generator, it is necessary to check the internal condition and avoid unnecessary inspection.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 수중발전기를 분해하여 점검하기 이전에 내부상태를 확인하여 불필요한 점검을 회피하여, 시간 및 비용의 낭비를 없애고 소수력 발전효율을 높이는 수중발전기의 내부상태를 확인할 수 있는 소수력 발전장치를 제공하는 데 있다.The problem to be solved by the present invention is to check the internal condition before disassembling and inspecting the underwater generator, avoiding unnecessary inspection, to eliminate the waste of time and money, and to identify the internal state of the underwater generator to increase the efficiency of small-scale power generation. It is to provide a power generation device.

본 발명의 과제를 해결하기 위한 수중발전기의 내부상태를 확인할 수 있는 소수력 발전장치는 수중에 설치되고 수평선에 대하여 회전축이 수직하게 배치되는 수직 발전기를 포함한다. 이때, 상기 수직 발전기는 전기를 발생시키는 전기발생부가 내장된 발전용 케이스와, 상기 발전용 케이스에 결합되며 상기 수직 발전기의 내부상태를 확인할 수 있는 측정기가 내장된 함체 및 상기 발전용 케이스의 반대방향의 상기 함체에 설치되며, 개방하면 상기 측정기로부터 측정된 상기 수직 발전기의 내부상태를 나타내는 정보를 확인할 수 있는 덮개를 포함한다.The hydroelectric power generation device capable of confirming the internal state of the underwater generator for solving the problems of the present invention includes a vertical generator that is installed in the water and the rotation axis is vertically disposed with respect to the horizontal line. At this time, the vertical generator is a power generation case with a built-in electricity generating unit for generating electricity, a housing with a measuring device coupled to the power generation case to check the internal state of the vertical generator, and the opposite direction of the power generation case It is installed on the housing, and when opened, includes a cover that can confirm information indicating the internal state of the vertical generator measured from the meter.

본 발명의 장치에 있어서, 상기 측정기는 비젼센서, 습도센서, 온도센서, 압력센서 및 모션센서 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 비젼센서 또는 상기 습도센서 또는 그들의 조합은 상기 수직 발전기의 누수여부를 확인한다. 상기 온도센서는 상기 전기발생부의 코일의 온도를 확인한다. 상기 모션센서는 상기 수직 발전기의 진동을 확인한다. In the device of the present invention, the measuring device may include at least one selected from a vision sensor, a humidity sensor, a temperature sensor, a pressure sensor, and a motion sensor. The vision sensor or the humidity sensor or a combination thereof checks whether the vertical generator leaks. The temperature sensor checks the temperature of the coil of the electric generator. The motion sensor checks the vibration of the vertical generator.

본 발명의 바람직한 장치에 있어서, 상기 측정기는 상기 정보를 근접통신 또는 원격통신을 통하여 근거리 또는 원거리의 서버와 링크될 수 있다. 상기 측정기는 상기 덮개에 형성된 케이블 연통부를 통하여 삽입된 전원선 및 신호선과 접속될 수 있다.In a preferred device of the present invention, the meter can link the information to a local or remote server through proximity communication or remote communication. The measuring device may be connected to a power line and a signal line inserted through a cable communication part formed in the cover.

본 발명의 수중발전기의 내부상태를 확인할 수 있는 소수력 발전장치에 의하면, 수직형 수중발전기 및 내부상태 확인을 위한 덮개를 적용함으로써, 수중발전기를 분해하여 점검하기 이전에 내부상태를 확인하여 불필요한 점검을 회피한다. 불필요한 점검을 회피하여, 점검에 소요되는 시간 및 비용의 낭비를 없애고 소수력 발전이 중단되지 않아서 발전효율을 높인다.According to the small-sized power generator capable of checking the internal state of the underwater generator of the present invention, by applying a cover for checking the vertical underwater generator and the internal state, the internal state is checked prior to disassembling and checking the underwater generator to perform unnecessary inspection. Evade. By avoiding unnecessary inspections, waste of time and money spent on inspections is eliminated, and power generation efficiency is increased by not stopping small hydro power generation.

도 1은 본 발명에 의한 소수력 발전장치를 나타내는 개략적인 도면이다.
도 2는 본 발명에 의한 소수력 발전장치에 채용된 수직 발전기를 표현한 분해사시도이다.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 절단한 단면도이다.1 is a schematic view showing a small hydro power generation apparatus according to the present invention.
Figure 2 is an exploded perspective view showing a vertical generator employed in the small-sized power generator according to the present invention.
3 is a cross-sectional view taken along line III-III of FIG. 2.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다음에서 설명되는 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 한편, 상부, 하부, 정면 등과 같이 위치를 지적하는 용어들은 도면에 나타낸 것과 관련될 뿐이다. 실제로, 발전장치는 임의의 선택적인 방향으로 사용될 수 있으며, 실제 사용할 때 공간적인 방향은 발전장치의 방향 및 회전에 따라 변한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. The embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. On the other hand, terms indicating the location, such as upper, lower, and front, are only related to those shown in the drawings. Actually, the power generation device can be used in any optional direction, and in actual use, the spatial direction changes depending on the direction and rotation of the power generation device.

본 발명의 실시예는 수직형 수중발전기 및 내부상태 확인을 위한 덮개를 적용함으로써, 수중발전기를 분해하여 점검하기 이전에 내부상태를 확인하여 불필요한 점검을 회피하여, 시간 및 비용의 낭비를 없애고 소수력 발전효율을 높이는 소수력 발전장치를 제시한다. 이를 위해, 수직형 수중발전기 및 내부상태를 확인하는 덮개가 적용된 소수력 발전장치에 대하여 구체적으로 알아보고, 분해를 하지 않고 수중발전기 내부상태를 확인하는 과정을 상세하게 설명하기로 한다. 본 발명의 소수력 발전장치는 육상 양식장, 생활하수, 폐수처리장, 저수지, 보의 배수로, 건물의 배관 등에 적용될 수 있으며, 특히 해수를 활용하는 육상 양식장에 유용하다. 본 발명의 실시예에 의한 소수력 발전장치는 수중에 설치된다. Embodiment of the present invention, by applying a cover for checking the vertical underwater generator and the internal condition, check the internal condition before disassembling and checking the underwater generator to avoid unnecessary inspection, eliminate the waste of time and money, and generate small-scale power generation We present a small hydro power generation device that increases efficiency. To this end, the vertical hydrogen generator and the hydroelectric power generation device having a cover for checking the internal state will be specifically described, and the process of confirming the internal state of the underwater generator without disassembly will be described in detail. The small hydro power generation apparatus of the present invention can be applied to aquaculture farms, domestic sewage, wastewater treatment plants, reservoirs, drains of beams, plumbing of buildings, etc., and is particularly useful for land farms utilizing seawater. The small hydro power generation apparatus according to the embodiment of the present invention is installed in the water.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 소수력 발전장치(100)를 나타내는 개략적인 도면이다. 이때, 다만, 엄밀한 의미의 도면을 표현한 것이 아니며, 설명의 편의를 위하여 도면에 나타나지 않은 구성요소가 있을 수 있다. 1 is a schematic diagram showing a small hydro power generating apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. At this time, however, the drawings are not expressed in a strict sense, and for convenience of description, there may be components not shown in the drawings.

도 1에 의하면, 소수력 발전장치(100)는 유입관(10), 전원 케이블(12), 보호 프레임(13), 수차 하우징(14), 배출관(15), 수직 발전기(20) 및 수차(40)를 포함한다. 유입관(10)은 예를 들어, 육상 양식장과 같은 시설의 수로에 연결되어, 방출된 해수가 유입관(10)으로 유입된다. 유입관(10)은 연결부(11)에 의해 보호 프레임(13)과 연결되어, 유입관(10)으로부터 유입수가 외부로 누수되지 않도록 하고 유압을 유지시킨다. 전원 케이블(12)은 공지의 케이블이면 모두 적용되며, 통상적으로 피복의 중심에 하나 이상의 도선이 마련되어 신호 또는 전력을 전송한다. 상기 피복은 예를 들어, 폴리염화비닐수지(PVC) 또는 폴리에틸렌(PE)과 같은 폴리올레핀 소재가 이용된다. According to FIG. 1, the small hydro power generator 100 includes an inlet pipe 10, a power cable 12, a protective frame 13, an aberration housing 14, an outlet pipe 15, a vertical generator 20 and an aberration 40 ). The inlet pipe 10 is connected to a waterway of a facility such as, for example, a land farm, and discharged seawater is introduced into the inlet pipe 10. The inlet pipe 10 is connected to the protection frame 13 by the connecting portion 11, so that the inlet water from the inlet pipe 10 does not leak to the outside and maintains hydraulic pressure. The power cable 12 is applied to any known cable, and one or more conductors are usually provided at the center of the sheath to transmit signals or power. For the coating, a polyolefin material such as polyvinyl chloride resin (PVC) or polyethylene (PE) is used, for example.

보호 프레임(13)은 수직 발전기(20) 및 이를 구성하고 지지하는 발전기 요소들을 보호한다. 상기 발전기 요소는 추후에 개별적으로 상세하게 설명하기로 한다. 구체적으로, 소수력 발전장치(100)는 수중에 설치되므로, 보호 프레임(13)은 해수의 유동에 의한 하중, 물리적인 충격으로부터 상기 발전기 요소들을 보호한다. 보호 프레임(13)의 형태는 설치장소, 수직 발전기(20)의 형상, 크기 등에 따라 달라진다. 보호 프레임(13)은 충분한 강성을 가지고, 해수에 의한 부식에 강한 재질, 예컨대 스테인리스강, 엔지니어링 플라스틱이 바람직하며, 부식을 방지하기 위하여 표면에 부식방지제가 도포될 수 있다.The protective frame 13 protects the vertical generator 20 and the generator elements that make up and support it. The generator element will be described in detail individually later. Specifically, since the small hydro power generator 100 is installed in the water, the protection frame 13 protects the generator elements from loads caused by the flow of sea water and physical impact. The shape of the protection frame 13 depends on the installation location, the shape and size of the vertical generator 20, and the like. The protective frame 13 has sufficient rigidity, and is preferably a material resistant to corrosion by seawater, such as stainless steel, engineering plastic, and a corrosion inhibitor may be applied to the surface to prevent corrosion.

수차 하우징(14)은 수차(40)를 보호하기 위해 마련된다. 즉, 수차용 하우징(14)은 수차(40)를 둘러싸며, 내부에 수차(40)가 위치한다. 수차(40)는 유입된 물에 의해 회전되어, 운동 에너지를 발생시킨다. 수차(40)는 러너의 각도, 구면, 길이, 넓이, 회전 시에 발생되는 진동 등이 고려되어 제작된다. 수차 하우징(14)은 수차(40)가 회전되는 경우, 발생된 거품이 수차(40)의 회전에 의해 터지는 과정 또는 회전에 의해 거품이 발생되는 과정에서, 수차(40)에 전달되는 고주파 진동의 충격을 흡수하여 수차(40)를 보호한다.The aberration housing 14 is provided to protect the aberration 40. That is, the housing 14 for the aberration surrounds the aberration 40, and the aberration 40 is located inside. The water wheel 40 is rotated by the introduced water to generate kinetic energy. The aberration 40 is manufactured in consideration of an angle, a spherical surface, a length, an area of a runner, and vibration generated during rotation. When the aberration 40 is rotated, the aberration housing 14 generates high-frequency vibrations transmitted to the aberration 40 in a process in which the generated bubbles burst by rotation of the aberration 40 or when bubbles are generated by rotation. Protect the aberration 40 by absorbing the shock.

배출관(15)은 수차(40)를 통과한 배출수가 배출되고, 고정부(16)에 의해 보호 프레임(13)에 고정된다. 배출관(15)에서는 배출수가 이송되는 과정에서 낙차가 발생되어 상기 배출수의 유속이 향상된다. 배출관(15)에서의 배출수의 유속이 향상되면, 수차(40)를 통과하는 배출수의 유속도 향상되고, 그 결과 수차(40)의 회전속도가 향상된다. 수차(40)의 회전속도가 커지면, 전략 생산효율이 증가된다. 수직 발전기(20)의 전기 획득은 전자기유도현상을 이용한다. The discharge pipe 15 discharges the discharged water that has passed through the water wheel 40 and is fixed to the protection frame 13 by the fixing part 16. In the discharge pipe 15, a drop occurs in the course of discharged water, and the flow rate of the discharged water is improved. When the flow rate of the discharged water in the discharge pipe 15 is improved, the flow rate of the discharged water passing through the water turbine 40 is improved, and as a result, the rotational speed of the water turbine 40 is improved. As the rotational speed of the aberration 40 increases, the strategic production efficiency increases. Electricity acquisition of the vertical generator 20 uses electromagnetic induction.

본 발명의 실시예에 의한 수직 발전기(20)는 유입관(10)에 대하여 수직하게 배치된다. 수직하게 배치된다는 의미는 도시된 바와 같이 유입관(10)의 유입수가 수직 발전기(20) 내부의 회전축에 대하여 수직하게 유입된다는 것이다. 다시 말해, 수직 발전기(20)는 상기 회전축이 수평선에 대하여 수직하게 위치한다. 이에 반해, 수평 발전기는 상기 회전축에 대하여 수평하게 유입된다. 수직 발전기(20)는 수차(40)와 연결되므로, 수차(40)는 상기 수평선에 대하여 평행하게 회전한다. The vertical generator 20 according to the embodiment of the present invention is disposed perpendicular to the inlet pipe 10. The vertical arrangement means that the inflow water of the inflow pipe 10 flows vertically with respect to the rotation axis inside the vertical generator 20. In other words, in the vertical generator 20, the rotation axis is positioned perpendicular to the horizontal line. In contrast, the horizontal generator flows horizontally with respect to the rotating shaft. Since the vertical generator 20 is connected to the aberration 40, the aberration 40 rotates parallel to the horizontal line.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 소수력 발전장치(100)에 채택된 수직 발전기(20)를 표현한 분해사시도이고, 도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 절단한 단면도이다. 이때, 소수력 발전장치(100)는 도 1을 참조하기로 한다.FIG. 2 is an exploded perspective view showing the vertical generator 20 adopted in the small hydro power generator 100 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III of FIG. 2. At this time, the small hydro power generation device 100 will be referred to FIG. 1.

도 2 및 도 3을 참조하면, 수직 발전기(20)는 공지된 동기발전기뿐 아니라 유도발전기가 모두 적용될 수 있으며, 여기서는 동기발전기를 예로 들었다. 수직 발전기(20)는 덮개(22), 함체(23) 및 발전용 케이스(26)를 포함한다. 덮개(22)는 전원선 및 신호선이 합체된 전원 케이블(12)이 연통되는 케이블 연통부(21)가 설치되어 있다. 케이블 연통부(21)에는 전원 케이블(12)이 삽입된다. 상기 전원선 및 신호선은 함체(23)에 배치된 커넥터(24) 및 측정기(25)와 접속된다. 커넥터(24)는 수직 발전기(20)의 동작, 측정기(25)의 동작을 위한 전원선 및 신호선이 접속된다. 함체(23)는 발전용 케이스(26)와 결합되고, 발전용 케이스(26)의 반대방향에는 덮개(22)가 설치된다.2 and 3, the vertical generator 20 may be applied to both an induction generator as well as a known synchronous generator, and a synchronous generator is exemplified here. The vertical generator 20 includes a cover 22, a housing 23 and a case 26 for power generation. The cover 22 is provided with a cable communication unit 21 through which a power cable 12 in which a power line and a signal line are incorporated is communicated. The power cable 12 is inserted into the cable communication part 21. The power line and the signal line are connected to the connector 24 and the measuring device 25 disposed on the enclosure 23. The connector 24 is connected to a power line and a signal line for the operation of the vertical generator 20 and the operation of the meter 25. The housing 23 is coupled to the power generation case 26, and a cover 22 is installed in the opposite direction of the power generation case 26.

덮개(22)는 내부상태를 확인하기 위한 부품이다. 구체적으로, 덮개(22)를 개방하면, 측정기(25)로부터 측정된 수직 발전기(20)의 내부상태를 나타내는 정보를 확인할 수 있다. 측정기(25)는 수직 발전기(20) 내부의 누수여부, 온도, 압력, 진동 등을 측정한다. 이를 위해, 측정기(25)에는 카메라와 같은 비젼센서, 습도센서, 온도센서, 압력센서, 모션센서 등이 탑재되어 있다. 예컨대, 상기 비젼센서 또는 상기 습도센서 또는 그들의 조합은 누수여부를 확인할 수 있다. 상기 온도센서는 스테이터(29) 코일의 온도를 확인할 수 있으며, 상기 압력센서는 수직 발전기(20) 내부의 압력을 확인할 수 있고, 상기 모션센서는 수직 발전기(20)의 진동을 확인할 수 있다.The cover 22 is a component for checking the internal condition. Specifically, when the cover 22 is opened, information indicating the internal state of the vertical generator 20 measured from the measuring device 25 can be confirmed. The meter 25 measures whether there is leakage inside the vertical generator 20, temperature, pressure, vibration, and the like. To this end, the measuring device 25 is equipped with a vision sensor such as a camera, a humidity sensor, a temperature sensor, a pressure sensor, a motion sensor, and the like. For example, the vision sensor or the humidity sensor or a combination thereof can check for leaks. The temperature sensor can check the temperature of the stator 29 coil, the pressure sensor can check the pressure inside the vertical generator 20, and the motion sensor can check the vibration of the vertical generator 20.

한편, 측정기(25)에는 측정된 데이터를 근접통신 또는 원격통신을 통하여 근거리 또는 원거리의 서버와 링크될 수 있다. 이를 위해, 측정기(25)에는 근접통신을 위한 통신모듈, 예컨대 블루투스(bluetooth), 로라(Lora), LTE-A, 5G, Wifi 등을 구비하거나, 원격통신을 위한 통신모듈, 예컨대 LTE, 5G 등을 구비할 수 있다. 또한, 측정기(25)는 통신을 위한 게이트웨이가 배치된다. 근접통신 또는 원격통신을 통하여 서버와 링크되면, 수직 발전기(20)의 내부상태를 실시간으로 확인할 수 있다. On the other hand, the measured data 25 may be linked to a short-distance or remote server through proximity communication or remote communication. To this end, the measuring device 25 is provided with a communication module for proximity communication, such as Bluetooth, Lora, LTE-A, 5G, Wifi, or a communication module for remote communication, such as LTE, 5G, etc. It may be provided. In addition, the meter 25 is provided with a gateway for communication. When linked with a server through proximity communication or remote communication, the internal state of the vertical generator 20 can be checked in real time.

덮개(22)를 열고 측정기(25)를 통하여 수직 발전기(20)의 내부상태를 확인한 후에 수직 발전기(20)의 점검 여부를 결정한다. 만일, 상기 내부상태에 문제가 없으면 점검을 하지 않고, 문제가 발생하면 수직 발전기(20)를 육상으로 운반하고 분해하여 내부상태를 점검하고 수리를 할 수 있다. 이렇게 되면, 불필요한 점검을 회피할 수 있다. 종래에는 내부상태를 확인할 수 있는 수단이 없어서, 문제가 없음에도 불구하고, 수직 발전기(20)를 육상으로 운반하고 분해하여 내부상태를 점검하였다. 수직 발전기(20)는 불필요한 점검을 회피하여, 점검에 소요되는 시간(대략 3~4일) 및 비용의 낭비를 없애고 소수력 발전이 중단되지 않아서 발전효율을 높일 수 있다. After opening the cover 22 and checking the internal state of the vertical generator 20 through the measuring device 25, it is determined whether to check the vertical generator 20. If there is no problem in the internal condition, the inspection is not performed. If a problem occurs, the vertical generator 20 can be transported and disassembled to check the internal condition and repair. This way, unnecessary checks can be avoided. Conventionally, there is no means to check the internal state, and despite the problem, the vertical generator 20 was transported to the ground and disassembled to check the internal state. The vertical generator 20 avoids unnecessary inspection, eliminating waste of time (approximately 3 to 4 days) and cost for inspection and improving power generation efficiency by not stopping small-scale power generation.

본 발명의 실시예에 의한 수직 발전기(20)는 반드시 앞에서 설명한 바와 같이 수평선에 대하여 수직하게 배치되어야 한다. 왜냐하면, 덮개(22)를 열고 측정기(25)를 통하여, 수직 발전기(20)의 내부상태를 확인하기 때문이다. 그런데, 수평 발전기는 덮개(22)가 수중에 있기 때문에, 덮개(22)를 열고 측정기(25)를 이용하여 내부상태를 확인할 수 없다. 수직 발전기(20)는 예컨대, 간조와 같은 적절한 시기에 덮개(22)를 열고 확인할 수 있다. The vertical generator 20 according to the embodiment of the present invention must be disposed perpendicular to the horizontal line as described above. This is because the inner state of the vertical generator 20 is checked through the measuring device 25 by opening the cover 22. However, in the horizontal generator, since the cover 22 is in the water, the cover 22 is opened and the internal state cannot be checked using the measuring device 25. The vertical generator 20 can open and check the cover 22 at an appropriate time, such as low tide.

발전용 케이스(26)에는 회전축(27), 로터(28) 및 스테이터(29)를 내장한다. 발전용 케이스(26)는 해수로부터 밀봉되며, 본 발명의 범주 내에서 소수력 발전을 위한 부품, 예컨대 베어링(30), 오링(33)을 포함할 수 있다. 오링(33)은 니트릴부타디엔 고무(nitrile-butadiene rubber)를 재질로 이루어지는 것이 바람직하고, 일반적으로 원형의 단면을 가진다. 상기 소수력 발전을 위한 부품은 이미 잘 알려진 것이므로, 여기서는 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. The rotating case 27, the rotor 28, and the stator 29 are built in the power generation case 26. The power generation case 26 is sealed from seawater, and may include components for small-scale power generation, such as a bearing 30 and an O-ring 33 within the scope of the present invention. The O-ring 33 is preferably made of a nitrile-butadiene rubber, and generally has a circular cross section. Since the components for the small hydro power generation are well known, detailed descriptions thereof will be omitted here.

수차(40)는 배출수에 의해 회전되어 운동에너지를 발생시킨다. 수차(40)는 회전날개의 각도, 구면, 길이, 넓이, 또는 회전으로 발생되는 진동 등이 고려되어 제작된다. 수차(40)는 회전축(27)에 직렬로 축결합되며, 베어링(30)은 회전축(27)을 지지하여 회전되도록 한다. 로터(28)에는 영구자석이 일정한 간격으로 탑재되며, 회전축(27)과 함께 회전하여 스테이터(29)에 기전력이 발생시킨다. 여기서는 동기발전기를 예로 들었지만, 유도발전기의 경우 본 발명의 범주 내에서 구조가 변형될 수 있다. 이와 같이, 회전축(27), 로터(28) 및 스테이터(29)를 포함하는 구조물은 전자기유도현상을 이용하여 기전력을 발생시키는 전기생성부라고 할 수 있다. 기전력의 크기는 자기장의 세기와 도체의 길이 및 자기장과 도체의 상대적 속도에 비례하며, 기전력의 방향은 플레밍의 오른손 법칙에 의해 알 수 있다.The aberration 40 is rotated by the discharge water to generate kinetic energy. The aberration 40 is manufactured in consideration of an angle, a spherical surface, a length, a width, or vibration generated by rotation. The aberration 40 is axially coupled to the rotating shaft 27 in series, and the bearing 30 supports the rotating shaft 27 to be rotated. The permanent magnet is mounted at regular intervals on the rotor 28, and rotates together with the rotating shaft 27 to generate electromotive force in the stator 29. Although a synchronous generator is used as an example here, in the case of an induction generator, the structure may be modified within the scope of the present invention. As described above, the structure including the rotating shaft 27, the rotor 28, and the stator 29 may be referred to as an electric generator that generates electromotive force using electromagnetic induction. The magnitude of the electromotive force is proportional to the strength of the magnetic field, the length of the conductor, and the relative speed of the magnetic field and the conductor, and the direction of the electromotive force can be determined by Fleming's right-hand law.

메카니컬 씰(31)은 발전용 케이스(26)의 내부에 마련되고, 회전축(27)에 연결되어 함께 회전하며 회전축(27)의 밀봉을 유지한다. 메카니컬 씰(31)은 별도의 기구 없이 조립할 수 있는 더블타입이 바람직하며, 회전축(27)과 베어링(30) 사이에서 각각 면접촉을 하며, 회전축(27)과 베어링(30) 사이로 물이 침투하지 않도록 한다. 메카니컬 씰 하우징(32)은 발전용 케이스(26)의 내부에 마련되고, 메카니컬 씰(31)을 감싸도록 형성되어, 메카니컬 씰(31)을 외부의 충격이나 진동으로부터 보호한다. 메카니컬 씰 하우징(32)은 메카니컬 씰(31)과 접촉이 가능한 내부에 물이 수용되도록 하는 내부공간이 마련된다. 상기 내부공간에 수용된 물이 메카니컬 씰(31)과 회전축(27)이 면접촉된 부분이 파손되는 않도록 하는 윤활 및 냉각의 역할을 수행한다. The mechanical seal 31 is provided inside the case 26 for power generation, is connected to the rotating shaft 27 to rotate together, and maintains the sealing of the rotating shaft 27. The mechanical seal 31 is preferably a double type that can be assembled without a separate mechanism, has a surface contact between the rotating shaft 27 and the bearing 30, respectively, and water does not penetrate between the rotating shaft 27 and the bearing 30. Do not. The mechanical seal housing 32 is provided inside the case 26 for power generation, and is formed to surround the mechanical seal 31 to protect the mechanical seal 31 from external shock or vibration. The mechanical seal housing 32 is provided with an internal space to allow water to be accommodated inside the mechanical seal 31. The water accommodated in the inner space serves to lubricate and cool the mechanical seal 31 and the rotating shaft 27 so that the surface contact portion is not damaged.

한편, 도시되지는 않았지만, 소수력 발전장치(100)는 수중에 설치되므로 방수를 위한 각종 수단을 구비할 수 있다. 예컨대, 수차(40)에 의한 진동을 흡수하는 메카니컬 씰을 구비할 수 있고, 앞에서 제시한 오링(33) 이외에도 다양한 위치에 오링(33)이 장착될 수 있으며, 고압의 오일로 실링할 수 있다. 또한, 로터(28)와 연결되어 로터(28)의 회전속도를 조절하는 인버터를 포함할 수 있다. 이와 같은 수단들은 이미 공지되어 있으며, 본 발명의 범주 내에서 다양하게 변형되어 적용할 수 있다.On the other hand, although not shown, since the small-sized power generating device 100 is installed in the water can be provided with various means for waterproofing. For example, a mechanical seal that absorbs vibration caused by the aberration 40 may be provided, and the O-ring 33 may be mounted at various positions in addition to the O-ring 33 presented above, and sealed with high-pressure oil. In addition, it may include an inverter connected to the rotor 28 to adjust the rotational speed of the rotor 28. Such means are already known and can be applied in various modifications within the scope of the present invention.

이상, 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다. Above, the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications may be made by those skilled in the art within the scope of the technical spirit of the present invention. It is possible.

10; 유입관 11; 연결부
12; 전원 케이블 13; 보호 프레임
14; 수차 하우징 15; 배출관
16; 고정부 20; 수직 발전기
21; 케이블 연통부 22; 덮개
23; 함체 24; 커넥터
25; 측정기 26; 발전용 케이스
27; 회전축 28; 로터
29; 스테이터 30; 베어링
31; 메카니컬 씰 32; 메카니컬 씰 하우징
33; 오링 40; 수차10; Inlet pipe 11; Connection
12; Power cable 13; Protection frame
14; Aberration housing 15; discharge pipe
16; Fixing 20; Vertical generator
21; Cable communication section 22; cover
23; Enclosure 24; connector
25; Meter 26; Power Generation Case
27; Axis of rotation 28; Rotor
29; Stator 30; bearing
31; Mechanical seal 32; Mechanical seal housing
33; O-ring 40; aberration

Claims (7)

수중에 설치되고 수평선에 대하여 회전축이 수직하게 배치되는 수직 발전기를 포함하고,
상기 수직 발전기는,
전기를 발생시키는 전기발생부가 내장된 발전용 케이스;
상기 발전용 케이스에 결합되며, 상기 수직 발전기의 내부상태를 확인할 수 있는 측정기가 내장된 함체; 및
상기 발전용 케이스의 반대방향의 상기 함체에 설치되며, 개방하면 상기 측정기로부터 측정된 상기 수직 발전기의 내부상태를 나타내는 정보를 확인할 수 있는 덮개를 포함하는 수중발전기의 내부상태를 확인할 수 있는 소수력 발전장치.It includes a vertical generator that is installed underwater and the axis of rotation is perpendicular to the horizontal line,
The vertical generator,
Power generation case with a built-in electricity generating unit for generating electricity;
It is coupled to the case for power generation, a built-in measuring device that can confirm the internal state of the vertical generator; And
It is installed in the housing in the opposite direction of the power generation case, and when opened, a small-sized power generator capable of checking the internal state of the underwater generator including a cover capable of confirming information indicating the internal state of the vertical generator measured from the meter. . 제1항에 있어서, 상기 측정기는 비젼센서, 습도센서, 온도센서, 압력센서 및 모션센서 중에서 선택된 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 수중발전기의 내부상태를 확인할 수 있는 소수력 발전장치.The hydroelectric power generation device according to claim 1, wherein the measuring device is at least one selected from a vision sensor, a humidity sensor, a temperature sensor, a pressure sensor, and a motion sensor. 제2항에 있어서, 상기 비젼센서 또는 상기 습도센서 또는 그들의 조합은 상기 수직 발전기의 누수여부를 확인하는 것을 특징으로 하는 수중발전기의 내부상태를 확인할 수 있는 소수력 발전장치.According to claim 2, The vision sensor or the humidity sensor, or a combination thereof, a small hydro-electric power generation device that can confirm the internal state of the underwater generator, characterized in that to check whether the vertical generator leaks. 제2항에 있어서, 상기 온도센서는 상기 전기발생부의 코일의 온도를 확인하는 것을 특징으로 하는 수중발전기의 내부상태를 확인할 수 있는 소수력 발전장치.According to claim 2, The temperature sensor is a small-sized power generating device that can confirm the internal state of the underwater generator, characterized in that to check the temperature of the coil of the electricity generating portion. 제2항에 있어서, 상기 모션센서는 상기 수직 발전기의 진동을 확인하는 것을 특징으로 하는 수중발전기의 내부상태를 확인할 수 있는 소수력 발전장치.According to claim 2, The motion sensor is a small hydro-electric power generation device that can confirm the internal state of the underwater generator, characterized in that to check the vibration of the vertical generator. 제1항에 있어서, 상기 측정기는 상기 정보를 근접통신 또는 원격통신을 통하여 근거리 또는 원거리의 서버와 링크되는 것을 특징으로 하는 수중발전기의 내부상태를 확인할 수 있는 소수력 발전장치.The hydroelectric power generation device according to claim 1, wherein the measuring device links the information to a local or remote server through proximity communication or remote communication. 제1항에 있어서, 상기 측정기는 상기 덮개에 형성된 케이블 연통부를 통하여 삽입된 전원선 및 신호선과 접속하는 것을 특징으로 하는 수중발전기의 내부상태를 확인할 수 있는 소수력 발전장치. The method of claim 1, wherein the measuring device is a small hydro-electric power generation device that can confirm the internal state of the underwater generator, characterized in that connected to the power line and the signal line inserted through the cable communication formed in the cover.
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