KR102615128B1 - 소수력 발전장치 수차의 런너 거치장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 소수력 발전장치 수차의 런너 거치장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 소수력 발전에 회전동력을 제공하는 수차의 런너 분해/조립 작업시 런너의 레벨링 및 센터링 작업이 안정적이고 신속하게 이루어질 수 있도록 한 소수력 발전장치 수차의 런너 거치장치에 관한 것이다.
이를 위해, 상,하 관통된 원형의 삽입공이 형성된 상부프레임; 상기 상부프레임의 하방에 배치된 하부프레임; 상기 상부프레임과 하부프레임 사이에 연결된 리브; 및 상기 상부프레임과 하부프레임 사이에 설치되며, 상기 삽입공의 정중앙에 대응되는 중앙공이 형성된 센터 지그를 포함하는 소수력 발전장치 수차의 런너 거치장치를 제공한다.

Description

소수력 발전장치 수차의 런너 거치장치{Runner mounting device for small hydro power plant water wheel}
본 발명은 소수력 발전장치 수차의 런너 거치장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수차의 런너 분해/조립시 런너의 레벨링 및 센터링이 안정적이고 신속하게 이루어질 수 있도록 한 소수력 발전장치 수차의 런너 거치장치에 관한 것이다.
일반적으로, 전기에너지를 생산하는 방법은 물, 기름, 석탄, 천연가스, 원자력 등의 에너지원을 이용하여 터빈을 회전시키고 터빈과 연결된 발전기를 통하여 전기를 생산한다. 이때, 이용되는 에너지원의 종류와 그에 따른 발전방식에 따라 수력발전소, 화력발전소, 원자력발전소 등으로 구분되며, 발전소에서 생산된 전기 에너지는 설비시설을 통해 각 가정, 산업시설, 공공시설 등에 공급된다. 한편, 수력발전 중 소수력 발전을 위한 수차가 연구되고 있으며, 수차의 회전력을 이용해 전기에너지를 생산하는 소수력 발전은 공해가 없는 청정 에너지로서 국내에서도 대하천이나 소하천의 적정장소에서 설치 운영되고 있다. 또한, 흐름식 소수력 발전기의 설치를 소하천의 유속으로 이용하는 수차를 이용할 경우는 더 많은 소수력 에너지를 생산할 수 있으며, 다른 재생 가능한 에너지원에 비해 높은 에너지 밀도가 있기 때문에 개발 가치가 큰 부족 자원으로 평가되어 선진국을 중심으로 기술 개발과 지원 사업이 경쟁적으로 활발하게 진행되고 있다.
한편, 소수력 발전장치는 도 1에 도시된 바와 같이 발전기의 회전축(10)에 결합된 수차의 런너(20)가 스파이럴(spiral) 형상의 케이싱(30)의 내부에 회전 가능하게 설치되고, 상기 케이싱(30)의 외주와 연결된 유입관로(31)를 통해 물이 유입되어 런너(20)의 반경 방향을 거쳐 유출관로(32)를 통해 축방향으로 유출된다. 수차는 발전기의 회전축(10) 및 런너(20)의 설치 방식에 따라 수평형 또는 수직형으로 구분될 수 있다.
이와 같은 구성의 소수력 발전잔치는 정상적이고 안정적인 작동을 위해 정기적인 분해점검 보수(OVERHAUL)를 시행하게 된다. 소수력 발전장치의 분해점검보수는 발전기와 수차를 분해하고，분해된 수차를 보수점검한 후， 보수된 수차 및 발전기를 다시 조립하는 등의 공정으로 시행된다．이때, 수차의 런너(20)는 도 2에 도시된 바와 같이, 작업대(40)에 안착된 후, 레벨링 작업을 통해 높이 조절이 이루어지면서 분해/조립이 이루어지게 된다. 이때, 종래의 작업대(40)는 도 2에 도시된 바와 같이, 사각의 프레임으로 이루어져 있기 때문에 둥근 형태의 유선부(21)를 갖는 런너(20)가 안착되는 과정에서 밸런스를 유지하기 어려울 뿐만아니라 런너(20)의 블레이드(22)가 작업대(40)의 프레임에 접촉되는바, 런너(20)의 불안정한 거치로 인해 런너(20) 레벨링 작업이 원활하게 이루어지기 어려운 문제가 있다. 또한, 종래의 작업대는 작업대(40)에 안착된 런너(20)에 발전기의 샤프트가 축 결합될 때 센터링 작업을 용이하게 수행하기 어려우므로, 작업성이 떨어지며 작업 시간이 지연되는 문제가 있다.
대한민국 등록번호 제10-089981호
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 런너의 유선부가 통과되어 거치되는 삽입공을 원형으로 형성하고, 삽입공의 정중앙에 유선부가 고정되는 센터 지그를 구성함으로써, 런너의 레벨링 및 센터링 작업이 안정적이고 신속하게 이루어질 수 있도록 한 수차의 런너 거치장치를 제공하고자 한 것이다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여, 상,하 관통된 원형의 삽입공이 형성된 상부프레임; 상기 상부프레임의 하방에 배치된 하부프레임; 상기 상부프레임과 하부프레임 사이에 연결된 리브; 및 상기 상부프레임과 하부프레임 사이에 설치되며, 상기 삽입공의 정중앙에 대응되는 중앙공이 형성된 센터 지그를 포함하는 소수력 발전장치 수차의 런너 거치장치를 제공한다.
이때, 상기 센터 지그는, 상기 리브로부터 하부프레임의 중앙을 향해 형성된 연결부와, 상기 연결부에 탈착될 수 있도록 구성되며, 상기 중앙공이 형성된 중앙부로 분할 구성된 것이 바람직하다.
이때, 상기 연결부에는 상,하 방향으로 긴 제1장공이 형성되고, 상기 중앙부의 둘레에는 상기 제1장공에 대응되는 제2장공이 형성된 결합편이 형성된 것이 바람직하다.
또한, 상기 하부프레임에는 지면에 지지되는 스토퍼가 설치되며, 상기 스토퍼는 상기 하부프레임의 상,하부를 관통하여 나사 결합된 나사부와, 상기 나사부의 단부에 설치되며 나사부의 직경에 비해 큰 직경을 갖는 지지부를 포함하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 하부프레임에는 캐스터가 설치된 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 소수력 발전장치 수차의 런너 거치장치는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 본 발명은 수차 분해/조립 작업시, 런너 레벨링 및 센터링 작업이 안정적으로 이루어질 수 있는 효과가 있다. 즉, 본 발명은 런너의 유선부가 통과되는 삽입공이 원형으로 형성됨에 따라, 삽입공에 런너의 유선부 외주면이 밀착된 상태로 거치될 수 있으므로 런너의 유동 없이 안정적인 거치가 이루어질 수 있는 효과가 있는 것이다. 특히, 본 발명은 런너의 유선부 외주면이 삽입공 내주면에 밀착됨에 따라 런너의 블레이드가 프레임에 간섭되는 일을 방지할 수 있으므로 런너 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 본 발명은 수차 분해.조립 작업을 신속하게 할 수 있는 효과가 있다. 즉, 본 발명은 스토퍼를 통해 런너 레벨링을 용이하게 하고, 센터 지그를 통해 런너 센터링을 용이하게 할 수 있으므로, 수차 분해/조립 작업을 위한 레벨링 및 센터링을 신속하게 하여 작업 시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.
도 1은 소수력 발전장치 요부를 나타낸 도면이다.
도 2는 종래 기술에 따른 소수력 발전장치 수차의 런너 거치장치에 언너가 거치된 상태를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소수력 발전장치 수차의 런너 거치장치를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소수력 발전장치 수차의 런너 거치장치의 센터 지그를 분해하여 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소수력 발전장치 수차의 런너 거치장치를 평면에서 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소수력 발전장치 수차의 런너 거치장치에 런너가 거치된 상태를 측면에서 나타낸 도면이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 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.
이하, 첨부된 도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소수력 발전장치 수차의 런너 거치장치(이하, '런너 거치장치'라 함)에 대하여 설명하도록 한다.
런너 거치장치는 수차의 런너(20)를 안정적이고 견고하게 지지할 수 있으며, 런너(20) 센터링 및 레벨링이 정확하고 신속하게 이루어질 수 있도록 하였다. 이에 따라, 런너 거치장치는 수차 분해/조립 작업에 대한 작업성을 높일 수 있다.
런너 거치장치는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상부프레임(100)과, 하부프레임(200)과, 리브(300)와, 센터 지그(400)와, 스토퍼(500)를 포함한다.
상부프레임(100)은 런너 거치장치의 상부를 구성하며, 원형의 삽입공(110)을 형성한다. 삽입공(110)은 블레이드(22)가 설치된 런너(20)의 유선부(21)가 삽입 거치되기 위한 구성으로써, 런너(20)의 유선부(21) 둘레가 원형으로 이루어져 있기 때문에 삽입공(110) 역시 원형으로 이루어진다. 삽입공(110)이 원형으로 이루어짐에 따라, 런너(20)의 유선부(21)가 삽입될 때, 유선부(21)는 삽입공(110)의 내주면에 지지되면서 런너(20)를 안정적으로 거치할 수 있게 된다. 이때, 상부프레임(100)의 외관 형태는 한정되지 않지만, 삽입공(110)이 원형으로 형성되어 있으므로 상기 상부프레임(100) 역시 원형으로 제공됨이 바람직하다. 이러한 구성의 상부프레임(100)은 도넛 형태와 유사하다.
하부프레임(200)은 런너 거치장치의 하부를 구성한다. 하부프레임(200)의 형태 역시 원형으로 이루어짐이 바람직하며, 안정감을 위해 상부프레임(100)의 직경에 비해 큰 직경을 갖도록 형성된다. 이때, 하부프레임(200)에는 캐스터(210)가 설치됨이 바람직하다. 캐스터(210)의 구름으로 인해 런너 거치장치는 이동 및 보관이 용이하게 이루어질 수 있다.
리브(300)는 런너 거치장치의 강성을 높이며, 상부프레임(100)과 하부프레임(200) 사이에 연결된다. 리브(300)는 상부프레임(100) 및 하부프레임(200)의 둘레를 따라 복수로 설치되며, 상부프레임(100)의 저면과 하부프레임(200)의 상면 사이에 설치된다.
센터 지그(400)는 런너 거치장치에 런너(20)를 센터링하기 위한 구성으로써, 상부프레임(100)과 하부프레임(200) 사이에 위치되며, 삽입공(110)의 정중앙에 대응된다. 센터 지그(400)는 런너(20)의 유선부(21)를 안착시켜 런너 거치장치의 정중앙에 런너(20)가 거치될 수 있게 한다. 센터 지그(400)는 도 4에 도시된 바와 같이 분할 구성됨이 바람직하다. 센터 지그(400)는 연결부(410)와 중앙부(420)로 분할 구성됨이 바람직하다. 연결부(410)는 중앙부(420)를 상부프레임(100)과 하부프레임(200) 사이에 고정시키며, 리브(300)에 고정된 상태로 제공된다. 연결부(410)의 단부에는 중앙부(420)와의 결합을 위한 장공(411)이 형성되며, 이 장공(411)은 설명의 편의상 제1장공(411)이라 한다. 제1장공(411)은 연결부(410)의 단부에 상,하 방향으로 긴 형태로 이루어지며, 연결부(410)의 높이 방향으로 복수개임이 바람직하다. 중앙부(420)는 삽입공(110)을 통해 삽입된 런너(20)의 유선부(21)를 지지하는 구성이며, 복수의 연결부(410)를 통해 고정된다. 중앙부(420)는 양측이 관통된 중공(中空)의 관체로 이루어지며, 삽입공(110)의 정중앙에 대응되도록 중앙공(421)을 형성한다. 중앙부(420)의 둘레에는 연결부(410)와의 결합을 위한 결합편(422)이 형성되며, 결합편(422)에는 제1장공(411)에 대응되는 제2장공(422a)이 형성된다. 제2장공(422a) 역시, 결합편(422)의 높이 방향으로 길게 형성되며, 복수로 제공된다. 이와 같이, 제1장공(411)과 제2장공(422a)의 형성으로 인해, 중앙부(420)는 연결부(410)의 높이 방향으로 위치가 조절되면서 결합될 수 있다.
스토퍼(500)는 런너 거치장치를 지면에 고정시키는 역할과 함께 지면으로부터 런너(20)의 수평도를 조절하는 역할을 한다. 즉, 지면이 고르지 않을 경우, 작업자는 스토퍼(500)의 레벨링을 통해 상부프레임(100)에 거치된 런너(20)의 수평도를 조절할 수 있는 것이다. 스토퍼(500)는 나사부(510)와 지지부(520)로 구성됨이 바람직하다. 나사부(510)는 도 3에 도시된 바와 같이, 하부프레임(200)의 상,하부를 관통하여 하부프레임(200)에 나사 결합된다. 이때, 나사부(510)의 상단부에는 나사부(510)를 용이하게 회전시킬 수 있는 핸들(511)이 설치된다. 지지부(520)는 지면에 지지되는 부위로써, 나사부(510)의 하단부에 설치된다. 지지부(520)는 원형으로 이루어짐이 바람직하며, 나사부(510)의 직경에 비해 큰 직경을 갖도록 형성된다.
이하, 상기한 구성으로 이루어진 런너 거치장치에 런너가 거치되는 과정에 대하여 설명하도록 한다.
작업자는 인양장비를 이용하여 런너(20)를 런너 거치장치에 안착시킨다. 이때, 런너(20)의 유선부(21)는 삽입공(110)을 통해 삽입되며, 유선부(21)의 단부는 도 6에 도시된 바와 같이 센터 지그(400)의 중앙공(421)을 통해 중앙부(420)에 지지된다. 이후, 작업자는 스토퍼(500)의 나사부(510)를 회전하여 지면으로부터 런너 거치장치의 높이를 조절하면서 레벨링을 실시한다. 나사부(510)의 회전에 따라, 하부프레임(200)은 승강되면서 상부프레임(100)에 안착된 런너(20)의 수평도를 조절하게 된다. 이후, 작업자는 수차에 런너를 조립하는 작업을 실시한다.
지금까지 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 소수력 발전장치 수차의 런너 거치장치는 수차의 런너를 분해하거나 조립할 때, 런너의 수평 밸런스를 용이하고 안정적으로 유지시킬 수 있다. 즉, 본 발명은 런너를 안정적으로 거치시킨 상태에서 작업자가 레벨링 작업을 용이하게 수행할 수 있으므로, 수차 조립 및 분해 작업에 대한 효율성을 높일 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대하여 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정은 첨부된 특허 청구범위에 속함은 당연한 것이다.
100 : 상부프레임 110 : 삽입공
200 : 하부프레임 210 : 캐스터
300 : 리브 400 : 센터 지그
410 : 연결부 411 : 제1장공
420 : 중앙부 421 : 중앙공
422 : 결합편 422a : 제2장공
500 : 스토퍼 510 : 나사부
511 : 핸들 520 : 지지부

Claims (5)

  1. 상,하 관통된 원형의 삽입공이 형성된 상부프레임;
    상기 상부프레임의 하방에 배치된 하부프레임;
    상기 상부프레임과 하부프레임 사이에 연결된 리브; 및
    상기 상부프레임과 하부프레임 사이에 설치되며, 상기 삽입공의 정중앙에 대응되는 중앙공이 형성된 센터 지그를 포함하며,
    상기 센터 지그는,
    상기 리브로부터 하부프레임의 중앙을 향해 형성된 연결부와,
    상기 연결부에 탈착될 수 있도록 구성되며, 상기 중앙공이 형성된 중앙부로 분할 구성된 것을 특징으로 하는 소수력 발전장치 수차의 런너 거치장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연결부에는 상,하 방향으로 긴 제1장공이 형성되고,
    상기 중앙부의 둘레에는 상기 제1장공에 대응되는 제2장공이 형성된 결합편이 형성된 것을 특징으로 하는 소수력 발전장치 수차의 런너 거치장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하부프레임에는 지면에 지지되는 스토퍼가 설치되며, 상기 스토퍼는 상기 하부프레임의 상,하부를 관통하여 나사 결합된 나사부와, 상기 나사부의 단부에 설치되며 나사부의 직경에 비해 큰 직경을 갖는 지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 소수력 발전장치 수차의 런너 거치장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 하부프레임에는 캐스터가 설치된 것을 특징으로 하는 소수력 발전장치 수차의 런너 거치장치.










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