KR102241434B1 - 나선형 유로를 갖는 인라인 스크류 수차 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 정수 및 하수처리장과 같은 수처리 시설 또는 소하천 등의 관로와 연결 설치되어 관로에 흐르는 물의 수력을 이용한 운동에너지를 전기에너지로 전환하는 발전작용에 의해 전력을 생산 공급하는 나선형 유로를 갖는 인라인 스크류 수차에 관한 것이다.
이와 같은 목적을 해결하기 위해 본 발명은; 수 관로(10)에 유입구(111)가 연결되어 상기 유입구(111)로 물이 유입되는데, 상기 유입된 물이 나선형유로(120)를 통해 주축(400)의 연결 위치의 둘레로 우회하여 이동되게 하는 본체(100)와; 상기 나선형유로(120)의 끝단부에 수 관로(10)에 연결되는 유출구(112)를 연결되게 하여 상기 나선형유로(120)를 통해 이동하는 물을 유출구(112)로 흘러나가게 하며, 상기 유출구(112) 측으로 수차날개(300)의 회전공간을 제공하는 런너하우징(200)과; 상기 런너하우징(200)의 내부에 구비되면서 유출구(112)로 흐르는 물의 수압을 통해 회전하고, 상기 회전하는 회전력을 제공하는 수차날개(300)와; 상기 본체(100) 및 런너하우징(200)을 관통하면서 수차날개(300)와 연결되고, 상기 수차날개(300)와 연결된 타단부는 본체(100)의 외부에 노출되어 발전기(500)와 연결되는데, 상기 수차날개(300)의 회전력을 발전기(500)에 전달하는 주축(400)과; 상기 주축(400)을 통해 전달되는 회전력을 이용해 전력을 생산하는 발전기(500)를 포함하여 구성된다.

Description

나선형 유로를 갖는 인라인 스크류 수차 {Inline screw Aberration with helical structure}
본 발명은 정수 및 하수처리장과 같은 수처리 시설 또는 소하천 등의 관로와 연결 설치되어 관로에 흐르는 물의 수력을 이용한 운동에너지를 전기에너지로 전환하는 발전작용에 의해 전력을 생산 공급하도록 하며, 수차 날개로 물을 유도하는 케이싱을 나선형 모양으로 물이 이동하는 유로의 단면적을 점차 축소되도록 형성하여 케이싱 내부로 유입되는 물의 압력과 유량이 수차 날개에 균일하게 작용하도록 하는 나선형 유로를 갖는 인라인 스크류 수차에 관한 것이다.
일반적으로, 수력발전은 물의 흐름을 이용한 운동에너지를 전기에너지로 전환하여 발전을 수행하는 것이며, 하천의 물을 막거나 댐을 건설하여 유수를 이용한 낙차 현상으로 발전하는 대용량 수력발전설비 또는, 소하천과 농수로 및 각종 수처리 시설에 적용되어 설비 용량이 15,000kw 미만의 소수력발전설비를 구분되고 있다.
이러한 수력발전설비 중에서 소수력발전은 대용량 수력발전설비와 원리 면에서 차이가 없으나 대용량 수력발전설비의 부정적 요인(대규모 설비에 의한 환경파괴, 설비 가능 지역의 제한점 등등)을 해결할 수 있으며, 소수력발전은 다른 발전설비에 비해 친환경적이고, 단위 용량당 에너지 생산량이 많아 광범위하게 널리 사용되고 있다.
예들 들면, 종래 국내등록특허공보 제10-1642676호를 살펴보면, 수력을 이용해 발전하여 전력을 생산하는 내장형 인라인스크류 소수력발전장치이며, 양측에 물의 입구 및 출구가 각각 형성됨으로 내부로 물이 흐르면서 수압이 형성되는 수 관로와; 상기 수 관로의 수압을 이용해 회전작동하는 회전자와; 상기 회전자의 회전동력이 구동축을 이용해 전달되며, 그 회전동력으로 작동하는 발전기를 이용해 전력을 생산하는 발전기수단을 포함하여 구성되어 있다.
그러나 종래에는 발전기가 수 관로의 내부에 구비되고, 물의 흐름으로 회전하는 수차 날개 역시 수 관로 내부에서 회전하는 구조를 갖기 때문에 수차 날개의 회전을 위한 축 연결부위의 밀폐 패킹의 손상, 노후 등으로 물이 발전기 내부로 유입될 수 있고, 유입된 물에 의해 발전기가 파손되거나, 축 부위의 베어링 윤활유에 의해 수 관로의 물이 오염되는 문제점이 있었다.
또한, 종래에는 수 관로 내부에 발전기와 수차 날개가 모두 구비되면서 수 관로의 유체 저항을 줄이면서 발전기의 설치 공간을 확보하기 위해 수차 날개와 발전기 사이의 축간거리가 필연적으로 길어지는 구조를 갖기 때문에 수차 날개와 발전기 사이의 축에 집중하중이 작용하면서 회전력의 손실이 발생하고 발전효율이 현저히 떨어지는 문제점이 있었다.
국내등록특허공보 제10-1642676호가 제시되어 있다.
본 발명은 종래 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 수차 날개로 물을 유도하는 케이싱을 나선형 모양으로 물이 이동하는 유로의 단면적을 점차 축소되도록 형성하여 케이싱 내부로 유입되는 물의 압력과 유량이 수차 날개에 균일하게 작용하도록 하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 발전기는 수 관로의 외부로 배치하면서 물의 흐름으로 회전하는 수차 날개를 케이싱을 이용해 수 관로 내부로 독립적 배치되게 구성함에 따라 물이 발전기 내부로 유입되지 않아 발전기가 물에 의해 파손되지 않게 하고, 수차 날개와 연결된 축 부위 베어링 역시 수 관로 외부로 위치되면서 베어링 윤활유에 의한 수 관로의 물이 오염되는 것을 방지하도록 하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 수차 날개가 케이싱을 통해 수 관로 내부로 독립적 배치되는데, 상기 수차 날개로 이동하는 물이 본체의 나선형 관로를 통해 주축의 연결 측을 우회하면서 이동할 수 있어 축 연결 지점의 단축으로 축간 거리가 짧아져 수차 날개와 발전기 사이의 축에 집중되는 하중을 줄여 회전력의 손실을 방지하면서 발전효율을 향상되도록 하는데 또 다른 목적이 있다.
이와 같은 목적을 해결하기 위해 본 발명은;
수 관로에 유입구가 연결되어 상기 유입구로 물이 유입되는데, 상기 유입된 물이 나선형유로를 통해 주축의 연결 위치의 둘레로 우회하여 이동되게 하는 본체와;
상기 나선형유로의 끝단부에 수 관로에 연결되는 유출구를 연결되게 하여 상기 나선형유로를 통해 이동하는 물을 유출구로 흘러나가게 하며, 상기 유출구 측으로 수차날개의 회전공간을 제공하는 런너하우징과;
상기 런너하우징의 내부에 구비되면서 유출구로 흐르는 물의 수압을 통해 회전하고, 상기 회전하는 회전력을 제공하는 수차날개와;
상기 본체 및 런너하우징을 관통하면서 수차날개와 연결되고, 상기 수차날개와 연결된 타단부는 본체의 외부에 노출되어 발전기와 연결되는데, 상기 수차날개의 회전력을 발전기에 전달하는 주축과;
상기 주축을 통해 전달되는 회전력을 이용해 전력을 생산하는 발전기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 나선형 유로를 갖는 인라인 스크류 수차를 제공한다.
이러한 본 발명에 따르면, 수차 날개로 물을 유도하는 케이싱이 나선형 모양으로 물이 이동하는 유로의 단면적이 점차 축소되게 형성되어 케이싱 내부로 유입되는 물의 압력과 유량이 수차 날개에 균일하게 작용하는 효과가 있다.
또한, 물이 발전기 내부로 유입되지 않아 발전기가 물에 의해 파손되지 않고, 수차 날개와 연결된 축 부위 베어링 역시 수 관로 외부로 위치되어 베어링 윤활유의 유입을 차단하면서 수 관로의 물이 오염되는 것을 방지하는 효과가 있다.
또한, 수차 날개가 케이싱을 통해 수 관로 내부로 독립적 배치되는데, 상기 수차 날개로 이동하는 물이 본체의 나선형 관로를 통해 주축의 연결 측을 우회하면서 이동되어 축 연결 지점의 단축으로 축간거리가 짧아짐에 따라 수차 날개와 발전기 사이의 축에 집중되는 하중이 줄어 회전력의 손실을 방지하며 발전효율을 향상시키는 효과가 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 나선형 유로를 갖는 인라인 스크류 수차의 구성도.
본 발명에 따른 나선형 유로를 갖는 인라인 스크류 수차를 첨부된 도면을 참고로 하여 이하 상세히 기술되는 실시 예들에 의해 그 특징들을 이해할 수 있을 것이다.
한편, 실시 예를 설명함에 있어 본 고안이 속하거나 속하지 아니한 기술분야에서 광범위하게 널리 알려져 사용되고 있는 구성요소에 대해서는 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 하며, 이는 불필요한 설명을 생략함과 더불어 이에 따른 본 고안의 요지를 더욱 명확하게 전달하기 위함이다.
이하, 본 발명의 기본 구성의 실시 예로서, 제1 실시 예에 따른 나선형 유로를 갖는 인라인 스크류 수차에 대한 각부 구성을 도 1을 참고로 구체적으로 설명한다. 도 1은 인라은 스크류 수차의 측면도 및 요부 확대도, 도 2 내지 도 3은 인라인 스크류 수차 중 본체의 외형도이다.
이에 따른 인라인 스크류 수차(1)를 개략적으로 살펴보면, 나선형유로(120)를 통해 주축(400)의 연결 위치의 둘레로 우회하여 이동되게 하는 본체(100); 수차날개(300)의 회전공간을 제공하는 런너하우징(200); 흐르는 물의 수압을 통해 회전하는 회전력을 제공하는 수차날개(300); 수차날개(300)의 회전력을 발전기(500)에 전달하는 주축(400); 회전력을 이용해 전력을 생산하는 발전기(500);를 포함하여 구성된다.
이와 같은 구성으로 이루어진 인라인 스크류 수차(1)의 세부 구성을 첨부된 도면을 참고로 상세하게 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 상기 본체(100)는;
수 관로(10)에 유입구(111)가 연결되어 상기 유입구(111)로 물이 유입되는데, 사익 유입된 물이 나선형유로(120)를 통해 주축(400)의 연결 위치의 둘레로 우회하여 이동되게 하기 위한 것이다.
예를 들면, 상기 본체(100)는; 수 관로(10)에 유입구(111)가 연결되는데, 상기 유입구(111)로 유입되는 물을 주축(400)의 연결 위치의 둘레로 우회하면서 회전되게 하는 나선형유로(120)가 상기 유입구(111)에 연결된 상태에서 나선형 모양으로 수차날개(300)로 이동하는 유로의 단면적이 점차 축소되도록 형성된 메인케이싱(110)을 더 포함한다.
상기 메인케이싱(110)은 내부에 물이 이동하는 공간을 갖는 함체로 제작되는데, 상기 메인케이싱(110)의 상부 일측에는 수 관로(10)에 연결되어 물이 유입되는 유입구(111)가 형성되고, 상기 유입구(111)의 하부에는 주축(400)이 삽입되는 위치의 둘레로 나선형 공간 형태의 나선형유로(120)가 형성되며, 상기 나선형유로(120)는 주축(400)이 메인케이싱(110)에 삽입된 위치의 둘레로 물이 이동하는 공간을 우회하여 형성하는 동시에 수차날개(300)로 이동하는 유로의 단면적이 점차 축소되도록 형성되며, 상기 나선형유로(120)를 통해 주축(400)이 수차날개(300)에 연결되기 위해 본체(100)로 삽입되는 거리를 대폭 줄일 수 있게 된다.
이때, 상기 유입구(111)는 수 관로(10)에 연결되기 위해 관 이음 구조를 갖을 수 있고, 상기 나선형유로(120)의 중심 부분으로 주축(400)이 관통 삽입되는 구멍이 형성되며, 상기 메인케이싱(110)은 인라인 스크류 수차(1)가 설치되는 공간의 바닥에 고정되어 지지 기능을 한다.
예컨대 상기 메인케이싱(110)이 나선형 모양으로 수차날개(300)로 이동하는 유로의 단면적을 점차 축소되도록 형성하여 메인케이싱(110) 내부로 유입되는 물의 압력과 유량이 수차날개(300)에 균일하게 작용하게 된다.
또한, 상기 본체(100)는; 주축(400)이 외부로 노출된 부분에 베어링을 체결시키면서 상기 주축(400)을 지지하여 발전기(500)와 외부 연결을 가능하게 하는 베어링케이싱(130)을 더 포함한다.
여기서, 상기 베어링케이싱(130)은, 메인케이싱(110)에 삽입된 주축(400)의 위치로 결합되는데 상기 주축(400)의 노출 부분을 감싸 베어링을 주축(400)에 결합되게 하는 베어링하우징(131); 상기 베어링하우징(131)의 전후 양단에 각각 결합되는 커버(132);로 구성된다.
상기 베어링하우징(131)은, 주축(400)을 감싸는 하우징 형태로 제작되는데, 상기 주축(400)을 감싼 사이에는 주축(400)의 회전을 지지하는 베어링이 삽입되고, 상기 베어링하우징(131)이 주축(400)을 지지한 상태에서 메인케이싱(110)의 일측에 결합되어 고정되며, 상기 베어링하우징(131)을 통해 주축(400)이 발전기(500)에 연결된 상태에서 원활하게 회전하면서 지지될 수 있게 된다.
상기 커버(132)는, 베어링하우징(131)의 양단을 막아서 결합되는 판으로 제작되며, 상기 커버(132)가 베어링하우징(131)에 결합됨으로 상기 커버(132)를 분리하는 방식으로 베어링의 장착 및 분리를 용이하게 한다.
여기서, 상기 본체(100)는; 주축(400)이 노출된 메인케이싱(110)과 베어링케이싱(130) 사이로 수용공간을 갖도록 구비되는데, 상기 수용공간을 이용해 주축(400)이 메인케이싱(110)에 삽입된 틈으로 누수되는 물을 고이게 하는 수용하우징(140)을 더 포함한다.
상기 수용하우징(140)은 메인케이싱(110)과 베어링케이싱(130) 사이에 수용공간을 형성시켜 마련된 부분으로, 상기 수용하우징(140)은 상기 메인케이싱(110)의 일측방으로 돌출형성되거나, 별도의 수용하우징(140)을 메인케이싱(110)에 용접 등으로 결합할 수 있고, 상기 수용하우징(140)의 수용공간은 메인케이싱(110)에 삽입된 주축(400)을 감싸면서 형성되어 상기 주축(400)이 메인케이싱(110)에 삽입된 틈에서 외부로 누수되는 물을 고이게 한다.
이때, 상기 수용하우징(140)은 베어링케이싱(130)이 결합되기 위한 볼트 체결 구멍이 형성되고, 상기 수용하우징(140)에 결합된 베어링케이싱(130)이 밀착되면서 수용공간을 구획한다.
여기서, 상기 수용하우징(140)은 물이 고이는 부분의 하단부로 2개의 접점으르 설치하여 누수에 의해 물이 고이면 고이는 물에 의해 접점이 연결되면서 경보를 울릴 수 있도록 하고, 상기 경보를 통해 관리자가 즉시 조치를 취할 수 있게 한다.
한편, 상기 수용하우징(140)의 하측방에는 수용된 물의 퇴수를 위해 관통구멍으로 형성된 퇴수홀(141)을 더 포함한다.
상기 퇴수홀(141)은 수용하우징(140)의 하측방으로 수용공간 측으로 관통되는 구멍으로 마련되며, 상기 퇴수홀(141)은 수용하우징(140)에 유입된 물이 차오르면서 베어링케이싱(130)에 유입되는 것을 방지하기 위해 수용하우징(140)에 유입된 물을 외부로 퇴수하기 위한 구멍이다.
예컨대, 상기 수용하우징(140)을 더 부가함에 따라 물이 이동하는 메인케이싱(110)에서 주축(400)의 결합에 따라 유일하게 누수 위험이 있는 위치에 누수되는 물을 기계, 전기 장치와 구획할 수 있는 예비 공간을 제공하여 누수되는 물에 의한 기계적 손상을 방지하고, 베어링 등의 윤활유가 메인케이싱(110) 내부로 유입되면서 물이 오염되지 않도록 한다.
그리고, 상기 런너하우징(200)은;
상기 나선형유로(120)의 끝단부에 수 관로(10)에 연결되는 유출구(112)를 연결되게 하여 상기 나선형유로(120)를 통해 이동하는 물을 유출구(112)로 흘러나가게 하며, 상기 유출구(112) 측으로 수차날개(300)의 회전공간을 제공하기 위한 것이다.
예를 들면, 상기 런너하우징(200)은; 메인케이싱(110)의 유출구(112)를 형성시키는 관로 형태로 제작되는데, 상기 런너하우징(200)은 본체(100)의 메인케이싱(110) 측방으로 나선형유로(120)가 끝나는 지점에 일단부가 연결되어 물이 흐르는 유출구(112)를 갖도록 결합되고, 상기 런너하우징(200)의 내부로 나선형유로(120)에서 물이 유입되는 측에 수차날개(300)가 회전하는 공간을 갖도록 한다.
한편, 상기 본체(100)의 메인케이싱(110) 유입구(111)를 통해 유입된 물은 나선형유로(120)를 거쳐 런너하우징(200)의 수차날개(300)가 회전하는 공간을 통과한 후 유출구(112)로 빠져나와 수 관로(10)의 이동 흐름을 갖도록 한다.
이때, 상기 런너하우징(200)에 형성된 유출구(112) 역시 수 관로(10)에 연결되기 위한 관 이음 구조를 갖을 수 있다.
그리고, 상기 수차날개(300)는;
상기 런너하우징(200)의 내부에 구비되면서 유출구(112)로 흐르는 물의 수압을 통해 회전하고, 상기 회전하는 회전력을 제공하기 위한 것이다.
예를 들면, 상기 수차날개(300)는; 흐르는 물의 균등한 수압과 유량의 물을 고르게 유입되게 하는 가이드베인(310); 및 상기 가이드베인(310)을 통과한 물의 수압을 통해 회전하는 런너(320);를 더 포함한다.
상기 가이드베인(310)은, 런너하우징(200)의 내측으로 나선형유로(120)의 유입측에 위치된 상태에서 주축(400)에 결합되고, 상기 가이드베인(310)은 나선형유로(120)를 통해 이동하는 물이 런너하우징(200) 측으로 유입되는 과정에서 균등한 수압과 유량의 물을 런너(320)에 공급시키면서 일정한 방향으로 물의 흐름을 형성되게 한다.
여기서, 상기 가이드베인(310)은, 주축(400)에 결합되는 가이드내륜(311); 상기 가이드내륜(311)의 둘레로 런너하우징(200)의 내벽에 대응한 크기를 갖으면서 상기 런너하우징(200)의 내벽에 고정되는 가이드외륜(312); 상기 가이드내륜(311)과 가이드외륜(312) 사이에 방사형으로 고정결합되어 유입되는 물을 안내하는 복수의 가이드날개(313);를 더 포함하여 구성된다.
상기 가이드내륜(311)은, 주축(400)에 결합되는 내심 부분이고,
상기 가이드외륜(312)은, 상기 가이드내륜(311) 둘레로 이격된 단형 원통 형태로 제작되며, 상기 가이드내륜(311)과 가이드외륜(312)은 물이 통과하는 유로가 되고, 상기 가이드외륜(312)의 외주면은 런너하우징(200)의 내주면에 밀착 고정된다.
상기 가이드날개(313)는, 가이드내륜(311)과 가이드외륜(312) 사이로 유선형의 판 형태로 다수의 가이드날개(313)가 방사형으로 구비되고, 상기 가이드날개(313)는 가이드내륜(311)에 인접한 측은 두껍고, 가이드외륜(312)에 인접한 측은 얇게 형성되고, 또한 상기 가이드날개(313)는 물이 유입되는 측은 두껍고, 반대로 물이 빠져나가는 측은 얇게 형성된 형태를 갖으면서 유체흐름을 원활하게 한다.
마찬가지로, 상기 런너(320)는, 가이드베인(310)의 인접한 측으로 가이드베인(310)을 통과한 물이 유입되는 측에 주축(400)에 결합되고, 상기 런너(320)는 가이드베인(310)을 통과한 물의 수압에 의해 회전하면서 발생한 회전력을 이용해 물의 운동에너지를 전기에너지로 전환하는 동력을 제공한다.
여기서, 상기 런너(320)는, 주축(400)에 결합되는 런너내륜(321); 상기 런너내륜(321)의 둘레로 런너하우징(200)의 내벽에 대응한 크기를 갖는 런너외륜(322); 상기 런너내륜(321)과 런너외륜(322) 사이에 방사형으로 고정결합되어 유입되는 물에 의해 밀리면서 런너내륜(321) 및 런너외륜(322)을 회전시키는 복수의 런너날개(323);를 더 포함하여 구성된다.
상기 런너내륜(321)은, 주축(400)에 결합되는 내심 부분이고,
상기 런너외륜(322)은, 상기 런너내륜(321) 둘레로 이격된 단형 원통 형태로 제작되며, 상기 런너내륜(321)과 런너외륜(322)은 물이 통과하는 유로가 되고, 상기 런너외륜(322)의 외주면은 런너하우징(200)의 내주면 크기에 대응하여 간섭없이 회전되게 한다.
상기 런너날개(323)는, 런너내륜(321)과 런너외륜(322) 사이로 유선형의 판 형태로 다수의 런너날개(323)가 방사형으로 구비되고, 상기 런너날개(323)는 런너내륜(321)에 인접한 측은 두껍고, 런너외륜(322)에 인접한 측은 얇게 형성되고, 또한 상기 런너날개(323)는 물이 유입되는 측은 두껍고, 반대로 물이 빠져나가는 측은 얇게 형성된 형태를 갖으면서 유체흐름을 원활하게 한다.
그리고, 상기 주축(400)은;
상기 본체(100) 및 런너하우징(200)을 관통하면서 수차날개(300)와 연결되고, 상기 수차날개(300)와 연결된 타단부는 본체(100)의 외부에 노출되어 발전기(500)와 연결되는데, 상기 수차날개(300)의 회전력을 발전기(500)에 전달하기 위한 것이다.
예를 들면, 상기 주축(400)은, 본체(100) 및 런너하우징(200)의 내부 구조 및 발전기(500)의 연결 위치에 맞게 다수의 단턱을 갖는 다단 축으로 제작되며, 상기 주축(400)의 일단은 본체(100)의 메인케이싱(110) 및 런너하우징(200)에 일부가 삽입되면서 수차날개(300)에 결합되어 캡(410)에 의해 고정되고, 그 타측은 본체(100)의 일측방 외부로 노출되면서 발전기(500)에 결합으로 연결되어 수차날개(300)의 회전력을 발전기(500)에 전달되게 한다.
이때, 상기 캡(410)은 수차날개(300)에 고정되면서 유체에 의한 항력을 방지하도록 한다.
또한, 상기 주축(400)은; 본체(100)의 메인케이싱(110) 및 런너하우징(200) 내부로 삽입된 주축(400)을 감싸면서 수차날개(300)의 가이드베인(310)에 결합되어 주축(400)을 본체(100) 내부의 물이 흐르는 공간으로부터 밀폐시키는데, 상기 가이드베인(310)과 주축(400) 사이로 메카니컬씰(421)을 삽입시켜 주축(400)의 삽입 부분에 대한 기밀을 유지하여 누수를 방지하는 씰커버(420)를 더 포함한다.
상기 씰커버(420)는 메인케이싱(110) 및 런너하우징(200)의 내부로 삽입되는 원통체로 제작되는데, 상기 씰커버(420)는 주축(400)에 끼워져 주축(400)을 감싸고, 상기 씰커버(420)의 일단부는 메인케이싱(110)의 내부로 나선형유로(120)의 중심에 구비되고, 그 타단부는 런너하우징(200)의 내부로 수차날개(300)의 가이드베인(310)에 밀착되어 결합되면서 상기 메인케이싱(110)에 삽입된 주축(400) 부분을 물이 흐르는 공간으로부터 밀폐하게 된다.
한편, 상기 씰커버(420)의 내부로 주축(400)과 가이드베인(310) 사이에는 메카니컬씰(421)이 삽입되어 주축(400)의 삽입 부분에 대한 기밀을 유지하게 하고, 상기 메카니컬씰(421)이 결합된 측에는 밀폐 기능의 패킹(421a)이 하나 이상 구비되어 메카니컬씰(421)과 씰커버(420) 사이의 기밀을 유지하게 한다.
예컨대, 상기 씰커버(420)를 더 부가함에 따라 본체(100)의 메인케이싱(110) 및 런너하우징(200) 내부로 삽입된 주축(400) 부분을 물이 이동하는 공간으로부터 차단할 수 있어 주축(400)의 결합 구조 특성에 의한 누수를 방지할 수 있고, 상기 씰커버(420) 및 수용하우징(140)에 의한 1차, 2차의 누수 방지구조를 통해 누수방지효율이 대폭 향상되게 된다.
그리고, 상기 발전기(500)는;
상기 주축(400)을 통해 전달되는 회전력을 이용해 전력을 생산하기 위한 것이다.
예를 들면, 상기 발전기(500)는; 본체(100)에 인접한 측에 설치된 상태에서 주축(400)에 연결되어 회전려깅 전달되고, 상기 회전력을 이용해 전력을 생산하여 공급하며, 상기 발전기(500)는 영구자석동기발전기를 적용할 수 있다.
한편, 상기 발전기(500)는 생산된 전력을 직류, 교류로 변환시키는 인버터를 연결할 수 있고, 반도체 소자, 평활용 커패시터, 퓨즈, 방열판, 필터용 리액터 등으로 구성되며, 상기 발전기(500)로부터 3상 교류 전력을 입력받아 내부 정류기를 통해 직류 전력으로 변환하거나, 직류 전력을 공급받아 교류전력으로 변환시킬 수 있다.
이때, 상기 발전기(500)의 인버터는 제어부가 마련되고, 인버터의 제어부는 인라인 스크류 수차(1)를 제어하는 것으로 계통 연계형 인버터 방식으로 제어할 수 있으며, 인버터전자접촉기의 구동 신호를 발생시키고, 각각의 입출력 MCCB, 온도센서, 퓨즈 등의 접점 상태를 감시하는 기능이 구비될 수 있다.
이상 설명한 바와 같이. 본 발명은 특정의 바람직한 실시 예를 예시한 설명과 도면으로 표현하였으나, 여기서 사용하는 용어들은 본 발명을 용이하게 설명하기 위함이며, 이 용어들에 대한 의미 한정이나, 특허청구범위에 기재된 범위를 제한하기 위함이 아니며,
본 발명은 상기한 실시 예에 따른 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경 및 개조, 수정 등이 가능할 수 있음을 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
1; 인라인 스크류 수차 100; 본체
110; 메인케이싱 120; 나선형유로
130; 베어링케이싱 140; 수용하우징
200; 런너하우징 300; 수차날개
310; 가이드베인 320; 런너
400; 주축 410; 캡
420; 씰커버 500; 발전기

Claims (5)

  1. 수 관로(10)에 유입구(111)가 연결되어 상기 유입구(111)로 물이 유입되는데, 상기 유입된 물이 나선형유로(120)를 통해 주축(400)의 연결 위치의 둘레로 우회하여 이동되게 하는 본체(100)와;
    상기 나선형유로(120)의 끝단부에 수 관로(10)에 연결되는 유출구(112)를 연결되게 하여 상기 나선형유로(120)를 통해 이동하는 물을 유출구(112)로 흘러나가게 하며, 상기 유출구(112) 측으로 수차날개(300)의 회전공간을 제공하는 런너하우징(200)과;
    상기 런너하우징(200)의 내부에 구비되면서 유출구(112)로 흐르는 물의 수압을 통해 회전하고, 상기 회전하는 회전력을 제공하는 수차날개(300)와;
    상기 본체(100) 및 런너하우징(200)을 관통하면서 수차날개(300)와 연결되고, 상기 수차날개(300)와 연결된 타단부는 본체(100)의 외부에 노출되어 발전기(500)와 연결되는데, 상기 수차날개(300)의 회전력을 발전기(500)에 전달하는 주축(400)과;
    상기 주축(400)을 통해 전달되는 회전력을 이용해 전력을 생산하는 발전기(500)를 포함하여 구성되고,
    상기 수차날개(300)는 흐르는 물의 균등한 수압과 유량의 물을 고르게 유입되게 안내하는 가이드베인(310); 및 상기 가이드베인(310)을 통과한 물의 수압을 통해 회전하는 런너(320);를 더 포함하며,
    상기 가이드베인(310)은 주축(400)에 결합되는 가이드내륜(311); 상기 가이드내륜(311)의 둘레로 런너하우징(200)의 내벽에 대응한 크기를 갖으면서 상기 런너하우징(200)의 내벽에 고정되는 가이드외륜(312); 상기 가이드내륜(311)과 가이드외륜(312) 사이에 방사형으로 고정결합되어 유입되는 물을 안내하는 복수의 가이드날개(313);를 더 포함한 나선형 유로를 갖는 인라인 스크류 수차.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 본체(100)는 주축(400)이 외부로 노출된 부분에 베어링을 체결시키면서 상기 주축(400)을 지지하여 발전기(500)와 외부 연결을 가능하게 하는 베어링케이싱(130)을 더 포함한 나선형 유로를 갖는 인라인 스크류 수차.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 런너(320)는 주축(400)에 결합되는 런너내륜(321); 상기 런너내륜(321)의 둘레로 런너하우징(200)의 내벽에 대응한 크기를 갖는 런너외륜(322); 상기 런너내륜(321)과 런너외륜(322) 사이에 방사형으로 고정결합되어 유입되는 물에 의해 밀리면서 런너내륜(321) 및 런너외륜(322)을 회전시키는 복수의 런너날개(323);를 더 포함한 나선형 유로를 갖는 인라인 스크류 수차.
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KR102409808B1 (ko) 2021-12-20 2022-06-22 주식회사 금성이앤씨 소수력 수차의 실링부 누수 배출장치

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