KR102508134B1 - Rim Driven Small Hydro Generator - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 림 구동형 소수력 발전기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배수관과 일체형으로 구비되어, 상기 배수관의 내부에서 흐르고 있는 유체 흐름을 이용하여 소수력 발전이 가능하도록 하는 림 구동형 소수력 발전기에 관한 것이다.The present invention relates to a rim driven small hydro power generator, and more particularly, to a rim driven small hydro power generator provided integrally with a drain pipe to enable small hydro power generation using a fluid flow flowing inside the drain pipe.
일반적으로, 수력 발전은 높은 곳에 위치한 물의 낙차를 이용하여, 물의 위치에너지를 발전기 터빈의 운동에너지로 변환시켜 전기를 얻는 발전 방식을 말하며, 대규모의 댐과 함께 구성되므로, 시설 가능 지역이 극히 제한적이다.In general, hydroelectric power refers to a power generation method that converts the potential energy of water into the kinetic energy of a generator turbine using the drop of water located in a high place to obtain electricity. .
이에 따라, 주변 자연환경에 영향을 미치지 않고, 설비가 비교적 간단하게 구성되어, 친환경 에너지원으로서 소수력 발전이 주목을 받고 있다.Accordingly, small hydro power generation is attracting attention as an eco-friendly energy source because it does not affect the surrounding natural environment and is configured relatively simply.
이와 같은 소수력 발전은 석유수입을 대체하는 효과를 가지며, 기후와 관련된 태양 및 풍력 등의 자연에너지에 비해 공급 안정성이 우수하고, 지역의 분산전원에 기여할 수 있는 장점을 가지고 있다.Such small-scale hydropower generation has the effect of replacing petroleum imports, has excellent supply stability compared to climate-related natural energies such as solar and wind power, and has the advantage of contributing to regional distributed power generation.
한편, 종래의 소수력 발전기는 배수관에 설치하기 위해서 대대적인 공사가 필요하고, 유지 및 보수하기 용이하지 못하여 효율성이 떨어지는 문제점이 있다.On the other hand, conventional small hydro power generators require extensive construction to be installed in a drain pipe, and are not easy to maintain and repair, resulting in low efficiency.
예를 들면, 특허문헌 1은 “관로 내장형 소수력 발전기” 에 관한 기술이 공개되어 있으며, 해당 발명은 유량에 따라 블레이드의 각도가 조절되어 블레이드가 일정한 속도로 회전되게 함으로써, 과다한 유량에 의한 발전기의 과부하를 방지하고, 유량이 적을 때도 전기 생산을 원활하게 할 수 있는 관로 내장형 소수력 발전기에 관한 것이다.For example,
상기의 발명에 따른 소수력 발전기는 배수관에 흐르는 유량과 관계없이 안정적인 전력 생산을 할 수 있다는 점에서 이점이 있지만, 구조가 복잡하고, 수리 용이성이 떨어지며, 무엇보다 수밀이 불안정하여 고장률이 높아질 수 있는 문제점이 남아있다.The small hydro generator according to the above invention has an advantage in that it can produce stable power regardless of the flow rate flowing through the drain pipe, but the structure is complicated, the repairability is poor, and the watertightness is unstable, so the failure rate may increase. this remains
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 배수관과 일체형으로 구비되되, 블레이드를 포함하는 림이 회전 구동되는 방식을 적용하여, 발전 효율을 극대화시킬 수 있는 림 구동형 소수력 발전기를 그 목적으로 한다.Therefore, the present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, and is provided integrally with the drain pipe, by applying a method in which the rim including the blade is rotated and driven, thereby maximizing the power generation efficiency. A driven small hydro power generator is intended for that purpose.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 여기에 언급되지 않은 본 발명이 해결하려는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems to be solved by the present invention that are not mentioned here are to those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the description below. will be clearly understood.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 림 구동형 소수력 발전기는 링 형태로 형성되는 림을 포함하되, 상기 림의 외주면에는 영구자석이 구비되고, 상기 림의 내주면에는 배수관에서 흐르고 있는 유체를 통하여 회전운동을 발생시키기 위해 블레이드가 구비되는 회전자, 상기 회전자보다 큰 직경을 가지도록 형성되는 프레임을 포함하되, 상기 프레임의 내측에는 상기 영구자석에 대응하여, 상기 회전자의 회전에 따라 전기에너지를 생성할 수 있는 코일이 구비되는 고정자 및 상기 고정자와 상기 회전자의 전후방을 지지하면서 상기 배수관과 연결되는 지지판을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a rim driven small hydro power generator according to the present invention includes a rim formed in a ring shape, a permanent magnet is provided on an outer circumferential surface of the rim, and a fluid flowing in a drain pipe is disposed on an inner circumferential surface of the rim. A rotor provided with blades to generate rotational motion through a rotor, and a frame formed to have a diameter larger than that of the rotor, the inside of the frame corresponding to the permanent magnet, so as to generate electricity according to the rotation of the rotor. It is characterized in that it includes a stator equipped with a coil capable of generating energy, and a support plate connected to the drain pipe while supporting the front and rear sides of the stator and the rotor.
또한, 본 발명은 상기 림의 전후방 양단과 상기 지지판 사이에 분지갭이 각각 형성되고, 상기 배수관에서 흐르고 있는 상기 액체 중 일부는 상기 분지갭을 통해 상기 회전자 및 고정자의 사이공간으로 유입되었다가 다시 상기 배수관으로 빠져나오게 됨으로써, 상기 영구자석 및 코일을 냉각시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.In addition, in the present invention, a branch gap is formed between the front and rear ends of the rim and the support plate, respectively, and some of the liquid flowing in the drain pipe is introduced into the space between the rotor and the stator through the branch gap, and then again By coming out of the drain pipe, it is characterized in that the permanent magnet and the coil can be cooled.
또한, 본 발명의 상기 영구자석 및 코일은 에폭시 계열의 소재로 몰딩 처리되어, 상기 유체로 인해 부식되는 것을 방지할 수 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the permanent magnet and the coil of the present invention are molded with an epoxy-based material, so that they can be prevented from being corroded by the fluid.
또한, 본 발명의 상기 지지판은 상기 지지판의 일측에서 구비되어, 상기 림의 외주면과 접촉되는 복수 개의 베어링을 포함하고, 상기 베어링에 의해 상기 림이 밀착 지지됨으로써, 상기 회전자는 자유회전 가능한 상태를 유지할 수 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the support plate of the present invention is provided on one side of the support plate and includes a plurality of bearings in contact with the outer circumferential surface of the rim, and the rim is closely supported by the bearing, so that the rotor can maintain a free rotation state. characterized by being able to
또한, 본 발명의 상기 블레이드는 복수 개로 구비되고 상기 회전자의 내주면으로부터 상기 회전자의 회전 중심을 향하여 돌출되어 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the blade of the present invention is characterized in that it is provided with a plurality and is formed to protrude from the inner circumferential surface of the rotor toward the center of rotation of the rotor.
이상과 같이 본 발명에 의하면 림 구동형 소수력 발전기는 기 설치된 배관 상에 설치될 수 있으므로 유지 및 보수가 용이해질 수 있는 효과가 있다. As described above, according to the present invention, since the rim driven small hydro power generator can be installed on a pre-installed pipe, maintenance and repair can be facilitated.
또한, 본 발명의 림 구동형 소수력 발전기는 구조가 간단하고 컴팩트하게 형성됨으로써, 소형 및 경량화가 가능한 효과가 있다.In addition, the rim driven small hydro power generator of the present invention has a simple and compact structure, so that it can be reduced in size and weight.
또한, 본 발명의 림 구동형 소수력 발전기는 고정자 및 회전자가 방수구조로 형성됨으로써, 내구성이 향상될 수 있는 효과가 있다.In addition, since the stator and the rotor of the rim-driven small hydro power generator of the present invention are formed in a waterproof structure, durability can be improved.
또한, 본 발명의 림 구동형 소수력 발전기는 이물질이 걸리지 않게 형성됨으로써, 고장율이 최소화될 수 있는 효과가 있다.In addition, since the rim-driven small hydro power generator of the present invention is formed so as not to be caught by foreign substances, there is an effect that the failure rate can be minimized.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 상세한 설명 및 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the detailed description and claims.
도 1은 본 발명에 따른 림 구동형 소수력 발전기이 배수관에 설치된 모습을 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 림 구동형 소수력 발전기이 배수관에 설치된 상태에서 분해된 모습을 나타내는 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 림 구동형 소수력 발전기의 측면을 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 림 구동형 소수력 발전기의 정면을 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 림 구동형 소수력 발전기의 단면을 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 림 구동형 소수력 발전기의 정측면에서 바라본 사시도이다.
도 7은 도 5의 (A)를 정면에서 바라본 도면이다.
도 8은 도 7에서 액체가 고정자 및 회전자의 사이공간으로 유입되어, 다시 빠져 나가는 경로를 표시한 도면이다.
도 9는 도 7에서 영구자석을 기준으로 왼쪽을 확대한 것으로, 림과 지지판 사이에 형성되는 분지갭으로 유체가 유입되는 부분을 나타내는 도면이다.
도 10은 도 7에서 영구자석을 기준으로 오른쪽을 확대한 것으로, 림과 지지판 사이에 형성되는 분지갭으로 유체가 빠져나오게 되는 부분을 나타내는 도면이다.1 is a perspective view showing a state in which a rim driven small hydro power generator according to the present invention is installed in a drain pipe.
2 is an exploded perspective view showing a disassembled rim-driven small hydro power generator installed in a drain pipe according to the present invention.
3 is a cross-sectional view showing a side of a rim driven small hydro power generator according to the present invention.
4 is a cross-sectional view showing the front of a rim driven small hydro power generator according to the present invention.
5 is a perspective view showing a cross section of a rim driven small hydro power generator according to the present invention.
6 is a perspective view of a rim driven small hydro power generator as viewed from the front side according to the present invention.
FIG. 7 is a view of FIG. 5 (A) viewed from the front.
FIG. 8 is a view showing a path in which liquid flows into the space between the stator and the rotor in FIG. 7 and exits again.
FIG. 9 is an enlarged view of the left side of FIG. 7 based on the permanent magnet, and is a view showing a portion where fluid flows into a branch gap formed between the rim and the support plate.
FIG. 10 is an enlarged view of the right side of FIG. 7 based on the permanent magnet, and is a view showing a portion through which fluid escapes through a branch gap formed between the rim and the support plate.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.The terms used in this specification will be briefly described, and the present invention will be described in detail.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.The terms used in the present invention have been selected from general terms that are currently widely used as much as possible while considering the functions in the present invention, but these may vary depending on the intention of a person skilled in the art or precedent, the emergence of new technologies, and the like. Therefore, the term used in the present invention should be defined based on the meaning of the term and the overall content of the present invention, not simply the name of the term.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함” 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.In the entire specification, when a certain part is said to "include" a certain component, this means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.
본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제의 해결 수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시 예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다.The specific details, including the problem to be solved, the means for solving the problem, and the effect of the invention with respect to the present invention are included in the embodiments and drawings to be described below. Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them, will become clear with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 림 구동형 소수력 발전기이 배수관에 설치된 모습을 나타내는 사시도, 도 2는 본 발명에 따른 림 구동형 소수력 발전기이 배수관에 설치된 상태에서 분해된 모습을 나타내는 분해 사시도, 도 3은 본 발명에 따른 림 구동형 소수력 발전기의 측면을 나타내는 단면도, 도 4는 본 발명에 따른 림 구동형 소수력 발전기의 정면을 나타내는 단면도, 도 5는 본 발명에 따른 림 구동형 소수력 발전기의 단면을 나타내는 사시도, 도 6은 본 발명에 따른 림 구동형 소수력 발전기의 정측면에서 바라본 사시도, 도 7은 도 5의 (A)를 정면에서 바라본 도면, 도 8은 도 7에서 액체가 고정자 및 회전자의 사이공간으로 유입되어, 다시 빠져 나가는 경로를 표시한 도면, 도 9는 도 7에서 영구자석을 기준으로 왼쪽을 확대한 것으로, 림과 지지판 사이에 형성되는 분지갭으로 유체가 유입되는 부분을 나타내는 도면, 도 10은 도 7에서 영구자석을 기준으로 오른쪽을 확대한 것으로, 림과 지지판 사이에 형성되는 분지갭으로 유체가 빠져나오게 되는 부분을 나타내는 도면이다.1 is a perspective view showing a rim driven small hydro power generator according to the present invention installed in a drain pipe, FIG. 2 is an exploded perspective view showing a disassembled state of a rim driven small hydro power generator installed in a drain pipe according to the present invention, and FIG. 3 is an exploded perspective view of the present invention 4 is a cross-sectional view showing the front of the rim driven small hydro power generator according to the present invention, and FIG. 5 is a perspective view showing a cross section of the rim driven small hydro power generator according to the present invention. 6 is a perspective view of the rim driven small hydro power generator viewed from the front side, FIG. 7 is a front view of FIG. 5 (A), and FIG. 8 is a view showing liquid flowing into the space between the stator and the rotor in FIG. 7 FIG. 9 is an enlarged view of the left side with respect to the permanent magnet in FIG. 7, showing the portion where the fluid flows into the branch gap formed between the rim and the support plate, FIG. 10 is In FIG. 7, the right side is enlarged based on the permanent magnet, and it is a view showing a portion where fluid escapes through a branch gap formed between the rim and the support plate.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 림 구동형 소수력 발전기(1)를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the rim driven small
우선, 본 실시예의 림 구동형 소수력 발전기(1)의 전후방향에 대하여, 도 1에 도시된 X축의 음방향을 ‘전방’, 양방향을 ‘후방’ 으로 정하여 본 발명을 설명하기로 한다. 즉, 배수관의 내부에 흐르고 있는 유체가 유입되는 방향을 ‘전방’, 상기 유체가 빠져나가는 방향을 ‘후방’ 이라고 할 수 있다. 이는 어디까지나 본 발명이 명확하게 이해될 수 있도록 설명하기 위한 것이며, 기준을 어디에 두느냐에 따라 각 방향을 다르게 정의할 수도 있음은 물론이다.First, with respect to the front and rear directions of the rim driven small
도 1 내지 도 6을 참조하면 본 발명에 따른 상기 림 구동형 소수력 발전기(1)는 링 형태로 형성되는 림(11)을 포함하되, 상기 림(11)의 외주면에는 영구자석(12)이 구비되고, 상기 림(11)의 내주면에는 배수관(A)에서 흐르고 있는 유체를 통하여 회전운동을 발생시키기 위해 블레이드(13)가 구비되는 회전자(10), 상기 회전자(10)보다 큰 직경을 가지도록 형성되는 프레임(21)을 포함하되, 상기 프레임(21)의 내측에는 상기 영구자석(12)에 대응하여, 상기 회전자(10)의 회전에 따라 전기에너지를 생성할 수 있는 코일(22)이 구비되는 고정자(20) 및 상기 고정자(20)와 상기 회전자(10)의 전후방을 지지하면서 상기 배수관(A)과 연결되는 지지판(30)을 포함한다.1 to 6, the rim driven small
먼저, 상기 회전자(10)가 마련된다. 상기 회전자(10)는 상기 림 구동형 소수력 발전기(1)에서 회전이 되는 부분으로 구성되며, 상기 림(11), 영구자석(12) 및 블레이드(13)를 포함한다.First, the
상기 림(11)은 상기 회전자(10)의 본체에 해당하는 부분으로서, 상기 배수관(A)에서 흐르고 있는 유체가 통과될 수 있도록 링의 형태로 형성된다. 또한, 상기 림(11)은 상기 유체가 통과되는 방향을 기준으로 3단으로 구성될 수도 있다. 다른 말로 하면 상기 림(11)은 상기 유체가 통과되는 방향을 기준으로 3개의 파트로 분리될 수도 있다. The
상기 영구자석(12)은 상기 림(11)의 외주면에 구비된다. 상기 영구자석(12)은 자기화가 한 방향이 되도록 형성되어, 자기화가 쉽게 없어지지 않는 상태의 자석으로 구비된다. 즉, 상기 영구자석(12)은 자력을 영구적으로 잃지 않는 자석으로 구비된다. 그리고, 상기 영구자석(12)은 자기력을 크게 형성하기 위하여 철 등의 자연 강자성 물질에 다른 물질을 혼합하여 형성된다. The
상기 블레이드(13)는 상기 림(11)의 내주면에 구비된다. 상기 블레이드(13)는 상기 배수관(A)에서 흐르고 있는 상기 유체에 의해 상기 회전자(10)가 회전운동을 할 수 있도록 구비된다. 상기 블레이드(13)는 복수 개로 구비되고, 상기 회전자(10)의 내주면으로부터 상기 회전자(10)의 회전 중심을 향하여 돌출되어 형성될 수 있다. 다른 말로 하면, 상기 블레이드(13)는 비틀린 모양으로 형성될 수 있다. The
다음으로, 상기 고정자(20)가 마련된다. 상기 고정자(20)는 상기 림 구동형 소수력 발전기(1)에서 고정이 되는 부분으로 구성되며, 상기 프레임(21) 및 코일(22)을 포함한다.Next, the
상기 프레임(21)은 상기 고정자(20)의 본체에 해당하는 부분으로서, 상기 회전자(10)를 외측에서 감싸도록 링의 형태로 형성된다. 따라서, 상기 프레임(21)은 상기 회전자(10)보다 큰 직경을 가지도록 형성된다. 그리고, 상기 프레임(21)은 상기 회전자(10)보다 작은 폭으로 형성된다.The
상기 코일(22)은 전류가 흐를 수 있는 얇은 금속선으로 형성된 닫힌 고리 모양의 도선으로 구성된다. 상기 코일(22)은 상기 프레임(21)의 내측에 구비된다. 상기 코일(22)은 상기 영구자석(12)에 대응하여, 상기 회전자(10)의 회전에 따라 전기에너지를 생성할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 블레이드(13)에 의해 상기 회전자(10)가 회전하게 되면 상기 영구자석(12)에 의해 유도기전력이 발생되는데, 상기 코일(22)은 이와 같은 유도기전력을 전기에너지로 변환시킬 수 있다.The
또한, 상기 고정자(20)는 상기 코일(22)에 의해 변환된 전기에너지를 이동시킬 수 있는 소켓(23)을 더 포함할 수 있다. 상기 소켓(23)은 상기 프레임의 외주면에 형성될 수 있다. 물론, 상기 소켓(23)은 복수 개로 구비될 수 있다.In addition, the
또한, 상기 영구자석(12) 및 코일(22)은 에폭시 계열의 소재로 몰딩 처리될 수 있다. 이에 따라, 상기 영구자석(12) 및 코일(22)은 상기 유체로 인해 부식되는 것을 방지할 수 있게 된다.In addition, the
다음으로, 상기 지지판(30)이 마련된다. 상기 지지판(30)은 상기 고정자(20)와 상기 회전자(10) 사이에 구비된다. 즉, 상기 지지판(30)은 복수 개로 구비되며, 상기 고정자(20)와 상기 회전자(10)를 전후방에서 덮어 지지하는 형태이다. 다른 말로 말하면, 상기 지지판(30)은 상기 프레임(21)와 상기 림(11)의 양측면을 덮어 지지할 수 있다. 또한, 상기 지지판(30)은 상기 배수관(A)과 연결될 수 있으며, 상기 배수관(A)에서 흐르고 있는 유체가 상기 회전자(10)의 내부를 통과할 수 있도록 한다.Next, the
또한, 상기 지지판(30)은 상기 지지판(30)의 일측에서 구비되어, 상기 림(11)의 외주면과 접촉되는 복수 개의 베어링(31)을 포함한다.In addition, the
상기 베어링(31)은 상기 회전자(10)의 회전 시 발생되는 회전 마찰력을 줄여줄 수 있도록 구비된다. 상기 베어링(31)은 예를 들면 내부에 쇠구슬이 구비되는 다이얼 볼 베어링(31)의 형태로 구비될 수 있다. 그리고, 상기 베어링(31)은 상기 림(11)에 다열로 배치될 수 있다. The
또한, 상기 베어링(31)은 상기 지지판(30)이 상기 고정자(20)와 상기 회전자(10) 사이에 배치된 상태에서 상기 지지판(30)의 내측에 구비되며, 상기 림(11)의 외주면과 접촉될 수 있다. 다른 말로하면 상기 림(11)은 상기 베어링(31)에 의해 지지되면서 회전될 수 있다. 결과적으로, 상기 베어링(31)에 의해 상기 림(11)이 밀착 지지됨으로써, 상기 회전자(10)는 자유회전 가능한 상태를 유지할 수 있는 것이다. In addition, the
또한, 상기 림(11)의 전후방 양단과 상기 지지판(30) 사이에 분지갭(40)이 각각 형성된다. 상기 배수관(A)에서 흐르고 있는 상기 액체 중 일부는 상기 분지갭(40)을 통해 상기 회전자(10) 및 고정자(20)의 사이공간으로 유입되었다가 다시 상기 배수관(A)으로 빠져나오게 될 수 있다. 결과적으로, 상기 분지갭(40)에 의해 상기 액체가 상기 회전자(10) 및 고정자(20)로 유입됨으로써, 상기 영구자석(12) 및 코일(22)이 냉각될 수 있다.In addition,
또한, 상기 림(11)은 도 9 내지 도 10을 참조하면 전방 경사부(111), 자석 안착부(112) 및 후방 경사부(113)를 포함한다.Also, referring to FIGS. 9 and 10 , the
상기 전방 경사부(111)는 도 9를 참조하면 상기 림(11)의 전방으로 형성된다. 상기 전방 경사부(111)는 상기 베어링(31)과 맞닿고 있으며, 상기 유체가 상기 영구자석(12) 및 코일(22)로 유입되도록 할 수 있다. Referring to FIG. 9 , the front
보다 구체적으로, 상기 전방 경사부(111)는 전방 경사면(1111), 전방 바닥면(1112), 전방 제 1돌출면(1113) 및 전방 제 2돌출면(1114)을 포함한다.More specifically, the front
상기 전방 경사면(1111)은 상기 분지갭(40)의 단부와 연속되도록 이어진 형태로 형성된다. 상기 전방 경사면(1111)은 상기 분지갭(40)으로 유입된 상기 액체가 상기 영구자석(12) 및 코일(22)로 유입될 수 있도록 상향 경사지게 형성된다.The front
상기 전방 바닥면(1112)은 상기 전방 경사면(1111)의 단부와 연속되도록 이어진 형태로 형성된다. 상기 전방 바닥면(1112)은 상기 베어링(31)과 접촉될 수 있도록 하는 바닥면으로 형성된다. 다른 말로 하면 상기 전방 바닥면(1112)은 상기 전방 경사면(1111)의 단부에서 상기 유체가 흐르는 방향과 동일하게 일자로 형성된다.The front bottom surface 1112 is formed to be continuous with the end of the front
상기 전방 제 1돌출면(1113)은 상기 전방 바닥면(1112)의 단부와 연속되도록 이어진 형태로 형성된다. 상기 전방 제 1돌출면(1113)은 상기 유체가 흐르는 방향과 동일하게 일자로 형성된다. 그리고, 상기 전방 제 1돌출면(1113)은 상기 전방 바닥면(1112)보다 상기 프레임(21) 방향으로 돌출된다.The front first protruding
상기 전방 제 2돌출면(1114)은 상기 전방 제 1돌출면(1113)의 단부와 연속되도록 이어진 형태로 형성된다. 상기 전방 제 2돌출면(1114)은 상기 유체가 흐르는 방향과 동일하게 일자로 형성된다. 그리고, 상기 전방 제 2돌출면(1114)은 상기 전방 제 1돌출면(1113)보다 상기 프레임(21) 방향으로 돌출된다.The front second protruding
종합해보면, 상기 전방 경사면(1111), 상기 전방 바닥면(1112), 상기 전방 제 1돌출면(1113) 및 상기 전방 제 2돌출면(1114)은 상기 분지갭(40)의 단부에서 상기 영구자석(12) 및 코일(22)이 위치한 방향으로 순서대로 이어진 형태로, 전체적으로 상향 계단식으로 형성되는 것이다. 결과적으로, 상기 전방 경사부(111)는 상기 분지갭(40)으로 유입된 상기 액체가 상기 영구자석(12) 및 코일(22)로 보다 용이하게 유입될 수 있도록 형성되는 것이다.Taken together, the front
상기 자석 안착부(112)는 상기 전방 경사부(111)의 일단부와 연속되도록 이어진 형태로 형성된다. 다른 말로 하면 상기 자석 안착부(112)는 상기 전방 제 2돌출면(1114)와 연속되도록 이어진 형태로 형성된다. 상기 자석 안착부(112)는 상기 영구자석(12)이 안착될 수 있도록 상기 유체가 흐르는 방향과 동일하게 일자로 형성된다.The magnet seating portion 112 is formed in a continuous form with one end of the front
상기 후방 경사부(113)는 상기 림(11)의 후방으로 형성된다. 상기 후방 경사부(113)는 전반적으로 상기 영구자석(12)의 중심부를 기준으로 상기 전방 경사부(111)와 대칭되게 형성된다. 상기 후방 경사부(113)는 물론 상기 베어링(31)과 맞닿고 있으며, 상기 영구자석(12) 및 코일(22)로 유입된 상기 유체가 빠져나갈 수 있다.The rear
보다 구체적으로, 상기 후방 경사부(113)는 후방 경사면(1131), 후방 바닥면(1132), 후방 제 1돌출면(1133) 및 후방 제 2돌출면(1134)을 포함한다.More specifically, the rear
먼저, 상기 후방 제 2돌출면(1134)은 상기 자석 안착부(112)의 단부와 연속되도록 이어진 형태로 형성된다. 상기 후방 제 2돌출면(1134)은 상기 전방 제 2돌출면(1114)과 동일한 높이 및 길이로 형성된다. First, the rear second protruding
상기 후방 제 1돌출면(1133)은 상기 후방 제 2돌출면(1134)의 단부와 연속되도록 이어진 형태로 형성된다. 상기 후방 제 1돌출면(1133)은 상기 전방 제 1돌출면(1113)과 동일한 높이로 형성된다. 다만, 상기 후방 제 1돌출면(1133)은 상기 전방 제 1돌출면(1113)보다 큰 길이로 형성된다. 이에 따라, 상기 영구자석(12) 및 코일(22)로 유입된 상기 액체가 천천히 빠져나갈 수 있게 되는 효과가 있다. The rear first protruding
상기 후방 바닥면(1132)은 상기 후방 제 1돌출면(1133)의 단부와 연속되도록 이어진 형태로 형성된다. 상기 후방 바닥면(1132)은 상기 전방 바닥면(1112)과 동일한 높이 및 길이로 형성된다.The
상기 후방 경사면(1131)은 상기 후방 바닥면(1132)의 단부와 연속되도록 이어진 형태로 형성된다. 상기 후방 경사면(1131)은 상기 전방 경사면(1111)과 동일한 경사 및 길이로 형성된다.The rear
종합해보면, 상기 후방 경사면(1131), 후방 바닥면(1132), 후방 제 1돌출면(1133) 및 후방 제 2돌출면(1134)은 상기 자석 안착부(112)의 단부에서 상기 분지갭(40)이 위치한 방향으로 순서대로 이어진 형태로, 전체적으로 하향 계단식으로 형성되는 것이다. 결과적으로, 상기 후방 경사부(113)는 상기 영구자석(12) 및 코일(22)을 냉각시킨 상기 액체가 상기 분지갭(40)으로 다시 배출될 수 있도록 형성되는 것이다.Taken together, the rear
결과적으로, 상기 전방 경사부(111), 자석 안착부(112) 및 후방 경사부(113)는 전방에 위치한 상기 분지갭(40)으로 유입된 상기 액체가 상기 영구자석(12) 및 코일(22)을 냉각시킨 후에 후방에 위치한 상기 분지갭(40)으로 다시 배출될 수 있도록 형성되는 것이다.As a result, the front inclined
또한, 상기 지지판(30)은 베어링 지지부(301) 및 프레임 지지부(302)를 더 포함한다.In addition, the
상기 베어링 지지부(301)는 상기 베어링(31)과 결합될 수 있도록 상기 지지판(30)의 일측에서 상기 코일(22)이 위치한 방향으로 돌출된다. 상기 베어링 지지부(301)는 상기 베어링(31)과 결합된 상태에서 상기 베어링(31)이 상기 전방 바닥면(1112) 및 후방 바닥면(1132)에 각각 접촉될 수 있도록 한다. 다른 말로 하면, 상기 베어링 지지부(301)는 상기 베어링(31)이 상기 전방 바닥면(1112) 및 후방 바닥면(1132)에 각각 접촉될 수 있도록 하는 길이로 돌출될 수 있다. The
상기 프레임 지지부(302)는 상기 프레임(21)의 하단부를 지지할 수 있도록 상기 지지판(30)의 일측에서 상기 코일(22)이 위치한 방향으로 돌출된다. The
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.As such, it will be understood that the technical configuration of the present invention described above can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention by those skilled in the art to which the present invention belongs.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative and not restrictive in all respects, and the scope of the present invention is indicated by the claims to be described later rather than the detailed description, and the meaning and scope of the claims and their All changes or modified forms derived from equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention.
A : 배수관
B : 유체 통과경로
1 : 림 구동형 소수력 발전기
10 : 회전자
11 : 림
111 : 전방 경사부
1111 : 전방 경사면
1112 : 전방 바닥면
1113 : 전방 제 1돌출면
1114 : 전방 제 2돌출면
112 : 자석 안착부
113 : 후방 경사부
1131 : 후방 경사면
1132 : 후방 바닥면
1133 : 후방 제 1돌출면
1134 : 후방 제 2돌출면
12 : 영구자석
13 : 블레이드
20 : 고정자
21 : 프레임
22 : 코일
23 : 소켓
30 : 지지판
301 : 베어링 지지부
302 : 프레임 지지부
31 : 베어링
40 : 분지갭A: Drain pipe
B: fluid passage
1: Rim driven small hydro power generator
10: rotor
11 : Rim
111: front slope
1111: front slope
1112: front bottom surface
1113: front first protruding surface
1114: front second protruding surface
112: magnet seating part
113: rear inclined portion
1131: rear slope
1132: rear bottom surface
1133: rear first protruding surface
1134: rear second protruding surface
12: permanent magnet
13 : Blade
20: stator
21: frame
22: Coil
23: socket
30: support plate
301: bearing support
302: frame support
31: bearing
40: branch gap
Claims (5)
상기 회전자보다 큰 직경을 가지도록 형성되는 프레임을 포함하되, 상기 프레임의 내측에는 상기 영구자석에 대응하여, 상기 회전자의 회전에 따라 전기에너지를 생성할 수 있는 코일이 구비되는 고정자; 및
상기 고정자와 상기 회전자의 전후방을 지지하면서 상기 배수관과 연결되는 지지판을 포함하고,
상기 림의 전후방 양단과 상기 지지판 사이에 분지갭이 각각 형성되고,
상기 림은
상기 림에서 상기 유체가 유입되는 전방으로 형성되는 전방 경사부;
상기 영구자석이 안착되도록 상기 전방 경사부의 일단부와 연결되는 자석 안착부; 및
상기 자석 안착부의 일단부와 연결되되, 상기 림에서 상기 유체가 배출되는 후방으로 형성되는 후방 경사부를 포함하고,
상기 배수관에서 흐르고 있는 상기 액체 중 일부는 상기 분지갭을 통해 상기 전방 경사부로 유입되고 상기 자석 안착부를 거친 후 다시 상기 후방 경사부를 통해서 상기 배수관으로 빠져나오게 됨으로써, 상기 영구자석 및 코일을 냉각시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 림 구동형 소수력 발전기.
A rotor including a rim formed in a ring shape, a permanent magnet is provided on an outer circumferential surface of the rim, and a blade is provided on an inner circumferential surface of the rim to generate rotational motion through fluid flowing in a drain pipe;
A stator including a frame formed to have a diameter larger than that of the rotor, and provided with a coil inside the frame corresponding to the permanent magnet to generate electric energy according to rotation of the rotor; and
A support plate connected to the drain pipe while supporting the front and rear sides of the stator and the rotor,
A branch gap is formed between both the front and rear ends of the rim and the support plate, respectively,
The rim is
a front inclined portion formed in a forward direction through which the fluid is introduced from the rim;
a magnet seating portion connected to one end of the front inclined portion so that the permanent magnet is seated thereon; and
Doedoe connected to one end of the magnet mounting portion, including a rear inclined portion formed in the rear through which the fluid is discharged from the rim,
Some of the liquid flowing in the drain pipe flows into the front inclined portion through the branch gap, passes through the magnet seating portion, and then exits the drain pipe through the rear inclined portion, thereby cooling the permanent magnet and the coil. A rim driven small hydro generator, characterized in that.
상기 영구자석 및 코일은,
에폭시 계열의 소재로 몰딩 처리되어, 상기 유체로 인해 부식되는 것을 방지할 수 있는 것을 특징으로 하는 림 구동형 소수력 발전기.
According to claim 1,
The permanent magnet and coil,
A rim-driven small hydro power generator, characterized in that it is molded with an epoxy-based material to prevent corrosion due to the fluid.
상기 지지판은,
상기 지지판의 일측에서 구비되어, 상기 림의 외주면과 접촉되는 복수 개의 베어링을 포함하고,
상기 베어링에 의해 상기 림이 밀착 지지됨으로써, 상기 회전자는 자유회전 가능한 상태를 유지할 수 있는 것을 특징으로 하는 림 구동형 소수력 발전기.
According to claim 1,
The support plate,
It is provided on one side of the support plate and includes a plurality of bearings in contact with the outer circumferential surface of the rim,
The rim driven small hydro power generator according to claim 1 , wherein the rim is closely supported by the bearing, so that the rotor can maintain a free rotation state.
상기 블레이드는, 복수 개로 구비되고,
상기 회전자의 내주면으로부터 상기 회전자의 회전 중심을 향하여 돌출되어 형성되는 것을 특징으로 하는 림 구동형 소수력 발전기.According to claim 1,
The blades are provided in plurality,
A rim driven small hydro power generator, characterized in that formed by protruding from the inner circumferential surface of the rotor toward the center of rotation of the rotor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020220156951A KR102508134B1 (en) | 2022-11-22 | 2022-11-22 | Rim Driven Small Hydro Generator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020220156951A KR102508134B1 (en) | 2022-11-22 | 2022-11-22 | Rim Driven Small Hydro Generator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR102508134B1 true KR102508134B1 (en) | 2023-03-09 |
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ID=85511573
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1020220156951A KR102508134B1 (en) | 2022-11-22 | 2022-11-22 | Rim Driven Small Hydro Generator |
Country Status (1)
Country | Link |
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KR (1) | KR102508134B1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101772017B1 (en) * | 2016-11-24 | 2017-08-29 | (주) 아이빌트 세종 | No-axis pipe type generator |
KR101944805B1 (en) | 2017-08-30 | 2019-02-01 | 청정테크주식회사 | Pipe Line Built-in Type Small-scale Hydroelectric Generator |
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2022
- 2022-11-22 KR KR1020220156951A patent/KR102508134B1/en active IP Right Grant
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KR101944805B1 (en) | 2017-08-30 | 2019-02-01 | 청정테크주식회사 | Pipe Line Built-in Type Small-scale Hydroelectric Generator |
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GRNT | Written decision to grant |