KR102637470B1 - Impeller system for prefabricated small hydro power generation that can change the angle of the guide vane and vane of the water wheel system according to the flow rate and head of the farm discharge water - Google Patents
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Abstract
본 발명은 양식장 배출수의 유량과 수두에 따라 수차시스템의 안내깃과 베인의 각도변경이 가능한 조립식 소수력발전용 임펠러 시스템에 관한 것으로, 그 구체적인 구성은 양식장에서 배출되는 물을 공급받아 하방으로 자유 낙하시키는 배관모듈; 임의의 복층 조합 구조를 이루며 배관모듈의 내부에 배출수의 이동방향으로 설치되는 가이드베인모듈부; 상기 가이드베인모듈부의 후단에 위치하고 상기 배관모듈을 통해 자유 낙하하는 물과 접속되면서 생성되는 수압에 의해 상기 배관모듈에 대해 상대 회전 가능하게 형성되며 상기 배관모듈의 직경 변화에 따라 수차날개부 및 베인의 형상과 각도가 변화하도록 구성되는 수차모듈; 상기 수차모듈의 중심 축을 관통하여 상기 수차모듈과 함께 회전되게 형성되는 구동 축; 및 상기 구동 축의 타단에 설치된 동력전달모듈과 연결되고 상기 동력전달모듈로부터 일정한 회전수를 제공받아 전기를 발전하는 수력발전기;를 포함하여 이루어진다.The present invention relates to a prefabricated small hydro power impeller system that can change the angle of the guide blades and vanes of the water wheel system according to the flow rate and head of the water discharged from the fish farm. The specific configuration is to receive water discharged from the fish farm and allow it to freely fall downward. piping module; A guide vane module unit that forms an arbitrary double-layer combination structure and is installed inside the piping module in the direction of movement of discharged water; It is located at the rear end of the guide vane module and can be rotated relative to the piping module by the water pressure generated when connected to water freely falling through the piping module, and the water turbine blade and vane are rotated relative to the piping module according to the change in diameter of the piping module. An aberration module configured to change shape and angle; a drive shaft that passes through the central axis of the aberration module and is formed to rotate together with the aberration module; and a hydroelectric generator connected to a power transmission module installed at the other end of the drive shaft and generating electricity by receiving a constant number of rotations from the power transmission module.
Description
본 발명은 양식장에서 활용되는 소수력발전용 임펠러 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 안내깃과 베인의 각도, 크기 등을 배출수의 유량, 수두 변화에 따라 안내깃 조립체와 임펠러 베인의 각도를 변경하여 조립할 수 있어서 발전효율 향상은 물론, 설치비용을 현저히 절감할 수 있는 양식장 배출수의 유량과 수두에 따라 수차시스템의 안내깃과 베인의 각도변경이 가능한 조립식 소수력발전용 임펠러 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an impeller system for small hydro power generation used in fish farms. More specifically, the angle and size of the guide blades and vanes can be changed and assembled according to changes in the flow rate and head of discharged water. This relates to a prefabricated small hydro power impeller system that can change the angles of the guide blades and vanes of the water wheel system according to the flow rate and head of the fish farm discharge water, which can not only improve power generation efficiency but also significantly reduce installation costs.
일반적으로, 소수력발전은 소규모 하천에서부터 농업용 저수지, 농업용 보, 하수처리장, 양식장 퇴수로, 다목적 댐의 방수로 등에 이르기까지 다양한 시설에 적용할 수 있다는 점에서 개발 잠재량이 매우 풍부하고 대체 에너지자원으로서도 충분한 가치가 있다.In general, small hydro power generation has great development potential in that it can be applied to a variety of facilities, from small rivers to agricultural reservoirs, agricultural weirs, sewage treatment plants, fish farm spillways, and multi-purpose dam spillways, and has sufficient value as an alternative energy resource. There is.
이러한 소수력발전은 낙차, 발전방식 등에 따라 분류되고, 발전방식은 수로식, 댐식, 터널식 등으로 분류된다.These small hydro power plants are classified according to height, power generation method, etc., and the power generation method is classified into canal type, dam type, tunnel type, etc.
그리고, 소수력발전은 발전방법에 따라 충동수차와 반동수차로 분류할 수 있고, 충동수차의 종류로는 펠톤(Pelton) 수차, 튜고(Turgo) 수차 및 오스버그(Ossberger) 수차 등이 있으며, 반동수차의 종류로는 프란시스(Francis) 수차와 프로펠러(Propeller) 수차로 분류된다.In addition, small hydro power generation can be classified into impulse aberration and reaction aberration depending on the power generation method. Types of impulse aberration include Pelton aberration, Turgo aberration, and Ossberger aberration, and reaction aberration. It is classified into Francis water wheel and Propeller water wheel.
또한, 소수력발전은 전력조달이 쉽지 않은 산악지대, 오지, 낙도 등에서도 간편하게 시공하여 사용할 수 있으며, 특히 다른 발전 방식에 비해 경제성이 높은 이점을 갖는다.In addition, small hydro power generation can be easily constructed and used in mountainous areas, remote areas, and remote islands where power procurement is difficult, and has the advantage of being particularly economically efficient compared to other power generation methods.
한편, 소수력발전과 관련된 선행문헌으로 예컨대, 등록특허공보 제10-1256823호에 '소수력 발전장치'가 개시되어 있다.Meanwhile, as a prior document related to small hydro power generation, for example, 'small hydro power generation device' is disclosed in Registered Patent Publication No. 10-1256823.
전술한 소수력 발전장치는, 하우징(110) 내에 유체의 유입방향으로부터 제1프로펠러(130)와 제2프로펠러(140)로 구성되는 2개의 프로펠러와, 제1가이드베인(150), 제2가이드베인(160) 및 제3가이드베인(170)으로 구성되는 3개의 가이드베인이 서로 중첩되도록 설계된다. 또한, 상기 하우징(110) 외부에 발전기(120)를 설치하도록 하고, 상기 발전기(120)와 상기 프로펠러(130, 140) 중 어느 한 프로펠러의 외주면에 형성되는 연결부를 서로 연결하여 프로펠러(130, 140)의 운동에너지를 전기에너지로 발전을 행하도록 한 것이다.The above-described small hydro power generation device includes two propellers consisting of a first propeller 130 and a second propeller 140 from the direction of fluid inflow into the housing 110, a first guide vane 150, and a second guide vane. Three guide vanes consisting of (160) and the third guide vane (170) are designed to overlap each other. In addition, the generator 120 is installed outside the housing 110, and the generator 120 and the connector formed on the outer peripheral surface of one of the propellers 130 and 140 are connected to each other to connect the propellers 130 and 140. )'s kinetic energy is converted into electrical energy.
그리고, 하우징(100)은 앞쪽 내부에 제1가이드베인(150)이 설치되어 있는 바, 상기 제1가이드베인(150)은 제1하우징(111) 내부로 유입되는 유체를 제1프로펠러(130)에 원활하게 유입될 수 있도록 하는 기능을 수행한다.In addition, the housing 100 has a first guide vane 150 installed inside the front, and the first guide vane 150 directs the fluid flowing into the first housing 111 to the first propeller 130. It performs the function of allowing smooth flow into the system.
한편, 상기 제1가이드베인(150)의 후면에는 제1프로펠러(130)가 설치되어 있는 바, 상기 제1프로펠러(130)는 상기 제1가이드베인(150)을 통해 유입되는 유체에 의해 생성되는 회전운동을 통해 운동에너지를 발생하도록 하는 구성이다.Meanwhile, a first propeller 130 is installed at the rear of the first guide vane 150, and the first propeller 130 generates fluid flowing in through the first guide vane 150. It is a configuration that generates kinetic energy through rotational movement.
아울러, 소수력 발전장치(100)는 상기 제1프로펠러(130)의 후면에 추가로 제2가이드베인(160) 및 제2프로펠러(140)를 설치하도록 하고 있다. 이에 따라, 상기 제1프로펠러(130)를 통해 흘러나가는 유체는 다시 제2가이드베인(160)을 통해 유체의 흐름이 와류현상의 발생 없이 제2프로펠러(140)로 유입될 수 있는 것이다.In addition, the small hydro power plant 100 has a second guide vane 160 and a second propeller 140 installed at the rear of the first propeller 130. Accordingly, the fluid flowing out through the first propeller 130 can flow back into the second propeller 140 through the second guide vane 160 without causing a vortex phenomenon.
이 같은 종래의 소수력 발전장치에 의하면, 발전에 필요한 설비를 수차 외부에 설치하여 유동장 내의 유동에너지 손실을 줄일 수 있는 장점이 있는 반면에 아래에서 기술하는 단점들도 존재한다.While this conventional small hydro power generation device has the advantage of reducing flow energy loss in the flow field by installing the equipment necessary for power generation outside the water turbine, there are also disadvantages described below.
먼저, 종래의 소수력 발전장치는 하우징(110) 내부에 설치할 수 있는 프로펠러의 수량이 2개로 제한되므로 발전량에 있어 한계가 존재한다.First, in the conventional small hydro power generation device, the number of propellers that can be installed inside the housing 110 is limited to two, so there is a limit to the amount of power generation.
그리고, 종래의 소수력 발전장치는 각각의 하우징(110)마다 발전기(120)를 설치해야 하므로, 단가가 지나치게 상승되고 중량의 증가로 인해 설치 및 설비운용에 있어 어려움이 따른다.In addition, since the conventional small hydro power generation device requires installing a generator 120 in each housing 110, the unit cost increases excessively and the increase in weight causes difficulties in installation and facility operation.
또한, 종래의 소수력 발전장치는 프로펠러의 전후 부분에 가이드베인이 설치되는 구조이기 때문에 구조적으로 복잡할 뿐만 아니라, 단가 상승의 주된 요인을 제공하였다. 아울러, 종래의 소수력 발전장치는 내부 구조가 복잡한 까닭에 이물질의 유입이 많은 양식장에 설치할 경우, 이물질의 유입으로 인해 내부 손상이나 고장이 잦았다.In addition, the conventional small hydro power plant has a structure in which guide vanes are installed at the front and back of the propeller, so it is not only structurally complex, but also provides a major factor in increasing unit costs. In addition, because the conventional small hydro power generation device has a complex internal structure, internal damage or failure often occurs due to the inflow of foreign substances when installed in a fish farm with a large influx of foreign substances.
특히, 상술한 바와 같은 소수력 발전장치는 프로펠러의 속도가 유입수의 유속보다 현저하게 빠르므로, 유량이 변화하면 수차효율이 급격히 저하되는 치명적인 단점을 지니고 있었다.In particular, the small hydro power generation device as described above had a fatal disadvantage in that the speed of the propeller was significantly faster than the flow rate of the inflow water, and therefore the water turbine efficiency rapidly decreased when the flow rate changed.
따라서, 이 같은 문제점을 보완하기 위해 베인의 각도를 가변시켜 발전효율을 유지할 수 있는 이른바 카플란 수차(가변 피치 프로펠러)가 개발되었으나, 베인의 피치를 변화시키기 위해서는 윔기어장치, 서보모터, 기타 여러 종류의 기계구성품이 추가되어야 하므로 설치비용과 유지보수에 따른 비용이 증가하였으며, 발전효율을 지속적으로 유지시키기 위해서는 수차의 크기가 일정 이상의 크기를 반드시 가져야 되는 문제점이 있었다.Therefore, in order to compensate for this problem, the so-called Kaplan water turbine (variable pitch propeller) was developed, which can maintain power generation efficiency by changing the angle of the vane. However, in order to change the pitch of the vane, a whim gear device, a servomotor, and various other types of devices are used. Because mechanical components had to be added, installation and maintenance costs increased, and in order to continuously maintain power generation efficiency, there was a problem that the size of the water wheel must be above a certain size.
본 발명은 발전효율과 경제성이 보장되는 가운데 상기 배경기술에서 기술한 바와 같은 종래의 고정식 프로펠러 방식 및 가변식 카플란 수차 방식이 갖는 장점들과 단점들을 서로 보완하기 위한 차원에서 제안하는 것으로, 본 발명의 일 목적은 다양한 양식장에 적용이 가능하도록 수차의 부품들을 모듈형으로 구성하여 설치용이성을 담보하면서 설치 및 유지보수에 소요되는 비용을 현저히 절감할 수 있는 양식장 배출수의 유량과 수두에 따라 수차시스템의 안내깃과 베인의 각도변경이 가능한 조립식 소수력발전용 임펠러 시스템을 제공하는 것이다.The present invention is proposed to complement the advantages and disadvantages of the conventional fixed propeller method and the variable Kaplan water turbine method as described in the background technology while ensuring power generation efficiency and economic efficiency. The purpose is to configure the parts of the water wheel in a modular form so that it can be applied to a variety of fish farms, ensuring ease of installation and significantly reducing the cost of installation and maintenance. Guidance of the water wheel system according to the flow rate and head of water discharged from the fish farm. The purpose is to provide a prefabricated impeller system for small hydro power generation that can change the angles of the blades and vanes.
본 발명의 다른 목적은 안내깃과 베인의 각도, 크기 등을 배출수의 유량, 수두 변화에 따라 안내깃 조립체와 임펠러 베인의 각도를 변경하여 조립이 가능하도록 함으로서 범용성을 극대화시킬 수 있는 양식장 배출수의 유량과 수두에 따라 수차시스템의 안내깃과 베인의 각도변경이 가능한 조립식 소수력발전용 임펠러 시스템을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to change the angle and size of the guide blades and vanes according to changes in the flow rate and head of the discharged water to enable assembly by changing the angle of the guide blade assembly and the impeller vane, thereby maximizing versatility. It provides a prefabricated impeller system for small hydro power generation that can change the angle of the guide blades and vanes of the water wheel system according to the water head.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적들로 반드시 제한되는 것은 아니며 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The object of the present invention is not necessarily limited to the objects mentioned above, and other objects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1실시형태는, 양식장(10)에서 배출되는 물을 공급받아 하방으로 자유 낙하시키는 배관모듈(110); 외주연의 둘레에 설정된 등분마다 안내깃(122-1)이 형성되는 가이드베인을 전체적으로 균등 분할시켜 다수개의 가이드베인모듈(122a,122b,122c,122d)을 구비하고, 상기 안내깃(122-1)이 연속적인 피치 값을 갖는 범위 내에서 하기 베인의 곡률반경에 따라 상기 가이드베인모듈(122a,122b,122c,122d)이 임의의 복층 조합 구조를 이루며 상기 배관모듈(110)의 내부에 배출수의 이동방향으로 설치되는 가이드베인모듈부(120); 상기 가이드베인모듈부(120)의 후단에 위치하고 상기 가이드베인모듈부(120)를 통해 자유 낙하하는 물과 접속되면서 생성되는 수압에 의해 상기 가이드베인모듈부(120)에 대해 상대 회전 가능하게 형성되며 상기 양식장(10)에서 배출되는 배출수의 유량과 수두 변화에 따라 수차날개부(134) 및 베인(134-1)의 형상과 각도(θ)가 변화하도록 구성되는 수차모듈(130); 상기 수차모듈(130)의 중심 축을 관통하여 상기 수차모듈(130)과 함께 회전되게 형성되는 구동 축(140); 및 상기 구동 축(140)의 타단에 설치된 동력전달모듈과 연결되고 상기 동력전달모듈로부터 일정한 회전수를 제공받아 전기를 발전하는 수력발전기(160);를 포함하여 이루어진다.The first embodiment of the present invention for achieving the above object includes a piping module 110 that receives water discharged from the fish farm 10 and causes it to freely fall downward; A plurality of guide vane modules (122a, 122b, 122c, 122d) are provided by equally dividing the guide vanes in which the guide blades (122-1) are formed at each equal portion set around the outer periphery, and the guide blades (122-1) are provided. ) within the range having a continuous pitch value, the guide vane modules (122a, 122b, 122c, 122d) form a random multi-layer combination structure according to the radius of curvature of the vanes below, and discharge water inside the piping module (110) Guide vane module unit 120 installed in the moving direction; It is located at the rear end of the guide vane module unit 120 and is formed to be rotatable relative to the guide vane module unit 120 by the water pressure generated when connected to water freely falling through the guide vane module unit 120. A water wheel module 130 configured to change the shape and angle θ of the water wheel blades 134 and vanes 134-1 according to changes in the flow rate and head of discharged water discharged from the fish farm 10; a drive shaft 140 that passes through the central axis of the aberration module 130 and is formed to rotate together with the aberration module 130; And a hydraulic generator 160 that is connected to a power transmission module installed at the other end of the drive shaft 140 and generates electricity by receiving a constant number of rotations from the power transmission module.
본 발명에 따른 양식장 배출수의 유량과 수두에 따라 수차시스템의 안내깃과 베인의 각도변경이 가능한 조립식 소수력발전용 임펠러 시스템의 제2실시형태에 의하면, 상기 수차모듈(130)은, 구동 축(140)을 중심으로 회전되고 외주연의 둘레에 설정된 등분마다 결합공(132-1)이 형성되는 허브본체(132); 상기 허브본체(132)의 결합공(132-1)에 끼움 결합되고 상기 허브본체(132)로부터 바깥쪽으로 연장되는 복수개의 베인(134-1)이 구비되는 수차날개부(134); 및 상기 허브본체(132)의 하부측에 결합되는 허브콘(136);으로 이루어진다.According to the second embodiment of the prefabricated small hydro power impeller system that can change the angle of the guide blades and vanes of the water wheel system according to the flow rate and head of the fish farm discharge water according to the present invention, the water wheel module 130 has a drive shaft 140. ) The hub body (132) rotates around the center and has coupling holes (132-1) formed at each equal portion set around the outer periphery; A water turbine blade portion 134 fitted into the coupling hole 132-1 of the hub body 132 and provided with a plurality of vanes 134-1 extending outward from the hub body 132; and a hub cone 136 coupled to the lower side of the hub body 132.
상기 제2실시형태의 맥락에서, 상기 베인(134-1)은, 배출수의 유동 방향을 기준으로 입구부와 출구부에서 동일한 피치를 가지도록 형성되거나, 또는 입구부와 출구부에서 서로 다른 피치를 가지도록 형성된다.In the context of the second embodiment, the vanes 134-1 are formed to have the same pitch at the inlet and outlet based on the flow direction of the discharged water, or have different pitches at the inlet and outlet. It is formed to have
또한, 상기 제2실시형태의 맥락에서, 상기 베인(134-1)은, 허브본체(132)에 대해 상기 허브본체(132)의 결합공(132-1)으로 경사각도를 가변적으로 설정하여 끼움 결합된다.In addition, in the context of the second embodiment, the vane 134-1 is fitted with an inclination angle variably set to the coupling hole 132-1 of the hub body 132 with respect to the hub body 132. are combined.
한편, 본 발명에 따른 양식장 배출수의 유량과 수두에 따라 수차시스템의 안내깃과 베인의 각도변경이 가능한 조립식 소수력발전용 임펠러 시스템의 제3실시형태에 의하면, 상기 배관모듈(110)의 직경은 상기 수차날개부(134)의 전체 크기를 표현하는 변수로서, 상기 변수는 수차날개부(134) 후단에서의 베인(134-1) 폭 및 수차날개부(134) 후단의 기울어진 각도를 결정한다.Meanwhile, according to the third embodiment of the prefabricated small hydroelectric power generation impeller system capable of changing the angles of the guide blades and vanes of the water turbine system according to the flow rate and head of the fish farm discharge water according to the present invention, the diameter of the piping module 110 is as described above. As a variable expressing the overall size of the water turbine blade 134, the variable determines the width of the vane 134-1 at the rear end of the water turbine blade 134 and the inclined angle of the rear end of the water turbine blade 134.
본 발명에 따른 양식장 배출수의 유량과 수두에 따라 수차시스템의 안내깃과 베인의 각도변경이 가능한 조립식 소수력발전용 임펠러 시스템의 제4실시형태에 의하면, 상기 배관모듈(110)은 복수개가 길이방향으로 배열되어 서로 접속되고, 상기 배관모듈(110)이 서로 맞닿는 외주연에는 볼트에 의해 체결되는 플랜지(112)가 형성된다.According to the fourth embodiment of the prefabricated small hydroelectric power generation impeller system capable of changing the angle of the guide blades and vanes of the water turbine system according to the flow rate and head of the water discharged from the fish farm according to the present invention, the piping modules 110 are arranged in a plurality in the longitudinal direction. They are arranged and connected to each other, and a flange 112 fastened with a bolt is formed on the outer periphery where the piping modules 110 come into contact with each other.
본 발명에 따른 양식장 배출수의 유량과 수두에 따라 수차시스템의 안내깃과 베인의 각도변경이 가능한 조립식 소수력발전용 임펠러 시스템의 제5실시형태에 의하면, 상기 배관모듈(110)에 분기 형성되는 4방향 배관을 더 포함하고, 상기 4방향 배관은 최선단에 형성되고 배출수를 유입시키는 유입공과, 최후단에 형성되고 상기 배출수를 가이드베인모듈부(120)로 전달시키는 배출공과, 상기 유입공과 배출공 사이의 상부에 형성되는 바이패스공과, 상기 유입공과 배출공 사이의 하부에 형성되는 하방배출공으로 구성된다.According to the fifth embodiment of the prefabricated impeller system for small hydro power generation in which the angles of the guide blades and vanes of the water turbine system can be changed according to the flow rate and head of the water discharged from the fish farm according to the present invention, a four-way branch is formed in the piping module 110. It further includes a pipe, wherein the four-way pipe includes an inlet hole formed at the front end and allowing discharge water to flow in, an discharge hole formed at the rear end and delivering the discharge water to the guide vane module unit 120, and between the inlet hole and the discharge hole. It consists of a bypass hole formed in the upper part of the and a downward discharge hole formed in the lower part between the inlet hole and the discharge hole.
본 발명에 따른 양식장 배출수의 유량과 수두에 따라 수차시스템의 안내깃과 베인의 각도변경이 가능한 조립식 소수력발전용 임펠러 시스템의 제6실시형태에 의하면, 상기 배관모듈(110)은, 굴곡부위에 배치되어 상기 배관모듈(110)에 결합되는 플렉셔블 배관모듈(116)을 더 포함한다.According to the sixth embodiment of the prefabricated small hydro power impeller system that can change the angle of the guide blades and vanes of the water turbine system according to the flow rate and head of the water discharged from the fish farm according to the present invention, the piping module 110 is disposed at the bent portion. It further includes a flexible piping module 116 coupled to the piping module 110.
본 발명에 따른 양식장 배출수의 유량과 수두에 따라 수차시스템의 안내깃과 베인의 각도변경이 가능한 조립식 소수력발전용 임펠러 시스템의 제7실시형태에 의하면, 상기 소수력발전용 임펠러 시스템은, 양식장(10) 내에 저류된 물을 배관모듈(110)로 강제 이송시키는 펌프수단을 더 포함한다.According to the seventh embodiment of the prefabricated impeller system for small hydro power generation that can change the angle of the guide blades and vanes of the water wheel system according to the flow rate and head of the water discharged from the fish farm according to the present invention, the impeller system for small hydro power generation is, the fish farm (10) It further includes a pump means for forcibly transferring the water stored within to the piping module 110.
본 발명의 실시예에 따른 양식장 배출수의 유량과 수두에 따라 수차시스템의 안내깃과 베인의 각도변경이 가능한 조립식 소수력발전용 임펠러 시스템에 의하면,According to the prefabricated impeller system for small hydro power generation that can change the angle of the guide blades and vanes of the water wheel system according to the flow rate and head of the fish farm discharge water according to an embodiment of the present invention,
첫째, 다양한 양식장에 적용이 가능하도록 수차의 부품들을 조립 및 분해가 간편한 모듈 형태롤 구성함으로서, 발전시스템에 대한 설치비용 절감과 함께 유지보수의 용이성을 담보할 수 있으며,First, by organizing the parts of the water wheel into a modular form that is easy to assemble and disassemble so that it can be applied to various fish farms, it is possible to reduce installation costs for the power generation system and ensure ease of maintenance.
둘째, 양식장의 유량과 수두 등을 고려하여 안내깃과 베인을 가장 이상적인 각도로 변경할 수 있으므로 발전시스템에 대한 효율성을 극대화시킬 수 있는 장점을 갖는다.Second, it has the advantage of maximizing the efficiency of the power generation system because the guide feathers and vanes can be changed to the most ideal angle considering the flow rate and head of the fish farm.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 효과들은 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 claims.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 양식장 배출수의 유량과 수두에 따라 수차시스템의 안내깃과 베인의 각도변경이 가능한 조립식 소수력발전용 임펠러 시스템의 계통연계도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 양식장 배출수의 유량과 수두에 따라 수차시스템의 안내깃과 베인의 각도변경이 가능한 조립식 소수력발전용 임펠러 시스템의 구성 중, 수차모듈과 구동 축의 결합관계를 설명하기 위해 나타낸 측단면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 양식장 배출수의 유량과 수두에 따라 수차시스템의 안내깃과 베인의 각도변경이 가능한 조립식 소수력발전용 임펠러 시스템의 구성 중, 가이드베인모듈부를 설명하기 위해 나타낸 도면,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 양식장 배출수의 유량과 수두에 따라 수차시스템의 안내깃과 베인의 각도변경이 가능한 조립식 소수력발전용 임펠러 시스템의 구성 중, 수차모듈을 나타낸 사시도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 양식장 배출수의 유량과 수두에 따라 수차시스템의 안내깃과 베인의 각도변경이 가능한 조립식 소수력발전용 임펠러 시스템의 구성 중, 수차모듈을 나타낸 측면도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 양식장 배출수의 유량과 수두에 따라 수차시스템의 안내깃과 베인의 각도변경이 가능한 조립식 소수력발전용 임펠러 시스템의 구성 중, 수차모듈을 나타낸 분리사시도이다.Figure 1 is a system connection diagram of a prefabricated impeller system for small hydro power generation capable of changing the angles of the guide blades and vanes of the water wheel system according to the flow rate and head of water discharged from the fish farm according to an embodiment of the present invention;
Figure 2 illustrates the coupling relationship between the water wheel module and the drive shaft among the configuration of the prefabricated small hydro power impeller system that can change the angle of the guide blades and vanes of the water wheel system according to the flow rate and head of the fish farm discharge water according to an embodiment of the present invention. Side cross-sectional view shown for
Figure 3 is a diagram showing the guide vane module part among the configuration of the prefabricated small hydro power impeller system capable of changing the angle of the guide blades and vanes of the water wheel system according to the flow rate and head of the fish farm discharge water according to an embodiment of the present invention;
Figure 4 is a perspective view showing a water wheel module in the configuration of a prefabricated small hydro power impeller system capable of changing the angles of the guide blades and vanes of the water wheel system according to the flow rate and head of water discharged from the fish farm according to an embodiment of the present invention;
Figure 5 is a side view showing a water wheel module in the configuration of a prefabricated small hydro power impeller system capable of changing the angles of the guide blades and vanes of the water wheel system according to the flow rate and head of water discharged from the fish farm according to an embodiment of the present invention;
Figure 6 is an exploded perspective view showing the water wheel module in the configuration of the prefabricated small hydro power impeller system that can change the angle of the guide blades and vanes of the water wheel system according to the flow rate and head of the water discharged from the fish farm according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 본 명세서에 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 설명되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.The advantages and features of the present invention, and methods of achieving them, will become clear with reference to the embodiments described in detail later in this specification. However, the present invention is not limited to the embodiments described below and may be implemented in various different forms. The present embodiments are merely provided to ensure that the disclosure of the present invention is complete and to provide a general understanding of the technical field to which the present invention pertains. It is provided to fully inform those with knowledge of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 결코 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자에 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of describing embodiments and is in no way intended to limit the invention. As used herein, singular forms may also include plural forms, unless specifically stated otherwise in the context. As used in the specification, 'comprises' and/or 'comprising' means the presence of one or more other components, steps, operations and/or elements in the mentioned element, step, operation and/or element. or does not rule out addition.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in this specification may be used with meanings that can be commonly understood by those skilled in the art to which the present invention pertains. Additionally, terms defined in commonly used dictionaries are not interpreted ideally or excessively unless clearly specifically defined.
이하, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 양식장 배출수의 유량과 수두에 따라 수차시스템의 안내깃과 베인의 각도변경이 가능한 조립식 소수력발전용 임펠러 시스템(이하 '소수력발전용 임펠러 시스템'이라 함)에 대하여 상세하게 설명한다. 참고로, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지기능에 대한 구체적인 설명은 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.Hereinafter, a prefabricated impeller system for small hydro power generation (hereinafter referred to as 'impeller system for small hydro power generation') capable of changing the angles of the guide blades and vanes of the water wheel system according to the flow rate and head of the fish farm discharge water according to various embodiments of the present invention. Explain in detail. For reference, when describing the present invention, detailed descriptions of related well-known functions are omitted in order to not obscure the gist of the invention.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 양식장 배출수의 유량과 수두에 따라 수차시스템의 안내깃과 베인의 각도변경이 가능한 조립식 소수력발전용 임펠러 시스템의 계통연계도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 양식장 배출수의 유량과 수두에 따라 수차시스템의 안내깃과 베인의 각도변경이 가능한 조립식 소수력발전용 임펠러 시스템의 구성 중, 수차모듈과 구동 축의 결합관계를 설명하기 위해 나타낸 측단면도이다.Figure 1 is a system connection diagram of a prefabricated small hydroelectric power generation impeller system capable of changing the angles of the guide blades and vanes of the water wheel system according to the flow rate and head of water discharged from the fish farm according to an embodiment of the present invention, and Figure 2 is an embodiment of the present invention. This is a side cross-sectional view shown to explain the coupling relationship between the water wheel module and the drive shaft among the configuration of the prefabricated small hydro power impeller system that can change the angle of the guide blades and vanes of the water wheel system according to the flow rate and head of the fish farm discharge water.
도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명의 소수력발전용 임펠러 시스템은 큰 틀에서 배관모듈(110), 가이드베인모듈부(120), 수차모듈(130), 구동 축(140) 및 수력발전기(160)를 포함하여 이루어진다.1 and 2, the impeller system for small hydro power generation of the present invention includes a piping module 110, a guide vane module 120, a water turbine module 130, a drive shaft 140, and hydraulic power in a large frame. It includes a generator 160.
본 발명의 실시예에 따른 배관모듈(110)은 도 1에 나타낸 바와 같이, 양식장(10)에서 배출되는 물을 공급받아 하방으로 자유 낙하시킨다.As shown in FIG. 1, the piping module 110 according to an embodiment of the present invention receives water discharged from the fish farm 10 and causes it to freely fall downward.
본 발명의 추가 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 소수력발전용 임펠러 시스템은 양식장(10) 내에 저류된 물을 배관모듈(110)로 강제 이송시키는 펌프수단(도면 미도시)을 더 포함할 수 있다.According to a further embodiment of the present invention, the impeller system for small hydro power generation according to the present invention may further include pump means (not shown) for forcibly transferring water stored in the fish farm 10 to the piping module 110. .
한편, 상기 배관모듈(110)의 직경은 후술한 수차날개부(134)의 전체 크기를 표현하는 변수로서, 상기 변수는 수차날개부(134) 후단에서의 베인(134-1) 폭, 그리고 수차날개부(134) 후단의 기울어진 각도를 결정하는 요인으로 작용할 수 있다.Meanwhile, the diameter of the piping module 110 is a variable expressing the overall size of the water turbine blade 134, which will be described later, and the variable is the width of the vane 134-1 at the rear end of the water turbine blade 134, and the water turbine. It may serve as a factor in determining the inclined angle of the rear end of the wing portion 134.
상기 배관모듈(110)에 대한 본 발명의 추가 실시예에 따르면, 상기 배관모듈(110)은 복수개가 길이방향으로 배열되어 서로 접속되고, 상기 배관모듈(110)이 서로 맞닿는 외주연 일측에는 도 2에 나타낸 바와 같이, 볼트에 의해 체결되는 플랜지(112)가 형성될 수 있다.According to an additional embodiment of the present invention regarding the piping module 110, a plurality of the piping modules 110 are arranged in the longitudinal direction and connected to each other, and on one side of the outer periphery where the piping modules 110 contact each other, FIG. 2 As shown, a flange 112 fastened by a bolt may be formed.
또한, 상기 배관모듈(110)에 대한 본 발명의 다른 추가 실시예에 따르면, 상기 배관모듈(110)에 분기 형성되는 4방향 배관(도면 미도시)을 더 포함할 수 있다.In addition, according to another additional embodiment of the present invention, the piping module 110 may further include a four-way piping (not shown) branched from the piping module 110.
예컨대, 상기 4방향 배관은 최선단에 형성되고 양식장(10)에서 공급되는 배출수를 유입시키는 유입공, 상기 유입공과 대칭되는 타측인 최후단에 형성되고 상기 배출수를 가이드베인모듈부(120)로 전달시키는 배출공, 상기 유입공과 배출공 사이의 상부에 형성되는 바이패스공 및 상기 유입공과 배출공 사이의 하부에 형성되는 하방배출공으로 구성될 수 있다.For example, the four-way pipe is formed at the front end, has an inlet hole that introduces discharge water supplied from the fish farm 10, and is formed at the rear end, which is the other side symmetrical to the inlet hole, and delivers the discharge water to the guide vane module unit 120. It may be composed of an discharge hole, a bypass hole formed at the upper part between the inlet hole and the discharge hole, and a lower discharge hole formed at the lower part between the inlet hole and the discharge hole.
여기서, 상기 바이패스공은 바이패스 기능 뿐만 아니라, 배출수의 낙차를 일정하게 유지시키는 기능도 함께 겸할 수 있다.Here, the bypass hole can serve not only the bypass function but also the function of maintaining the drop of discharged water at a constant level.
다른 한편으로, 상기 배관모듈(110)에 대한 본 발명의 또 다른 추가 실시예에 따르면, 상기 배관모듈(110)은 굴곡부위에 배치되어 상기 배관모듈(110)에 결합되는 플렉셔블 배관모듈(116)을 더 포함할 수 있다.On the other hand, according to another additional embodiment of the present invention for the piping module 110, the piping module 110 has a flexible piping module 116 disposed at a curved portion and coupled to the piping module 110. ) may further be included.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 양식장 배출수의 유량과 수두에 따라 수차시스템의 안내깃과 베인의 각도변경이 가능한 조립식 소수력발전용 임펠러 시스템의 구성 중, 가이드베인모듈부를 설명하기 위해 나타낸 도면이다.Figure 3 is a diagram showing the guide vane module part among the configuration of the prefabricated small hydro power impeller system that can change the angle of the guide blades and vanes of the water wheel system according to the flow rate and head of the fish farm discharge water according to an embodiment of the present invention. .
도 3을 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 가이드베인모듈부(120)는 후술할 수차모듈(130)과 유기적으로 연결되는 구성으로, 가이드베인의 외주연 둘레에 형성된 안내깃(122-1)의 각도를 수차모듈(130)의 베인(134-1)의 형상과 각도 등을 전반적으로 고려하여 변경할 수 있다.Referring to FIG. 3, the guide vane module unit 120 according to an embodiment of the present invention is configured to be organically connected to the water wheel module 130, which will be described later, and includes guide blades 122 formed around the outer periphery of the guide vane. The angle of -1) can be changed by considering the overall shape and angle of the vane 134-1 of the aberration module 130.
상기 가이드베인모듈부(120)에 대해 보다 구체적으로 설명하면, 외주연의 둘레에 설정된 등분마다 안내깃(122-1)이 형성되는 가이드베인을 전체적으로 균등 분할시켜 다수개의 가이드베인모듈(122a,122b,122c,122d)을 구비하고, 상기 안내깃(122-1)이 연속적인 피치 값을 갖는 범위 내에서 하기 베인의 곡률반경에 따라 상기 가이드베인모듈(122a,122b,122c,122d)이 임의의 복층 조합 구조를 이루며 상기 배관모듈(110)의 내부에 배출수의 이동방향으로 설치된다.To describe the guide vane module unit 120 in more detail, the guide vanes in which the guide blades 122-1 are formed are equally divided into equal parts set around the outer periphery to create a plurality of guide vane modules 122a and 122b. , 122c, 122d), and the guide vane modules (122a, 122b, 122c, 122d) are provided at random according to the radius of curvature of the vanes within the range where the guide blades (122-1) have a continuous pitch value. It forms a double-layer combination structure and is installed inside the piping module 110 in the direction of movement of discharged water.
한편, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 양식장 배출수의 유량과 수두에 따라 수차시스템의 안내깃과 베인의 각도변경이 가능한 조립식 소수력발전용 임펠러 시스템의 구성 중, 수차모듈을 나타낸 사시도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 양식장 배출수의 유량과 수두에 따라 수차시스템의 안내깃과 베인의 각도변경이 가능한 조립식 소수력발전용 임펠러 시스템의 구성 중, 수차모듈을 나타낸 측면도이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 양식장 배출수의 유량과 수두에 따라 수차시스템의 안내깃과 베인의 각도변경이 가능한 조립식 소수력발전용 임펠러 시스템의 구성 중, 수차모듈을 나타낸 분리사시도이다.Meanwhile, Figure 4 is a perspective view showing the water wheel module in the configuration of the prefabricated small hydro power impeller system that can change the angle of the guide blades and vanes of the water wheel system according to the flow rate and head of the water discharged from the fish farm according to an embodiment of the present invention. 5 is a side view showing the water wheel module in the configuration of the prefabricated small hydro power impeller system that can change the angle of the guide blades and vanes of the water wheel system according to the flow rate and head of the fish farm discharge water according to an embodiment of the present invention, and Figure 6 is a side view showing the water wheel module. This is an exploded perspective view showing the water wheel module among the configurations of the prefabricated small hydro power impeller system that can change the angles of the guide blades and vanes of the water wheel system according to the flow rate and head of water discharged from the fish farm according to an embodiment of the invention.
도 4 내지 도 6을 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 수차모듈(130)은 배관모듈(110) 내부에서 가이드베인모듈부(120)의 후단에 설치되고 상기 가이드베인모듈부(120)를 통해 자유 낙하하는 물과 접속되면서 생성되는 수압에 의해 상기 가이드베인모듈부(120)에 대해 상대 회전 가능하게 형성된다.4 to 6, the water turbine module 130 according to an embodiment of the present invention is installed at the rear end of the guide vane module unit 120 inside the piping module 110 and the guide vane module unit 120 ) is formed to be capable of relative rotation with respect to the guide vane module portion 120 by the water pressure generated while being connected to free-falling water through ).
특히, 본 발명에서는 양식장(10)에서 배출되는 배출수의 유량과 수두 변화에 따라 수차날개부(134) 및 베인(134-1)의 형상과 각도(θ)가 변화하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.In particular, the present invention is characterized in that the shape and angle (θ) of the water turbine blade portion 134 and the vane 134-1 change according to the change in the flow rate and head of the discharge water discharged from the fish farm 10.
상기 수차모듈(130)은 각 양식장의 현장조건, 가령 배출수의 유량, 수두, 설계용량 등을 종합적으로 고려하여 최상의 발전효율을 제공할 수 있도록 조립시공이 가능하며, 이를 위해 상기 수차모듈(130)은 구동 축(140)을 중심으로 회전되고 외주연의 둘레에 설정된 등분마다 결합공(132-1)이 형성되는 허브본체(132), 상기 허브본체(132)의 결합공(132-1)에 끼움 결합되고 상기 허브본체(132)로부터 바깥쪽으로 연장되는 복수개의 베인(134-1)이 구비되는 수차날개부(134) 및 상기 허브본체(132)의 하부측에 결합되는 허브콘(136)으로 이루어질 수 있다.The water wheel module 130 can be assembled and constructed to provide the best power generation efficiency by comprehensively considering the field conditions of each fish farm, such as discharge water flow rate, head, and design capacity. To this end, the water wheel module 130 The hub body 132 rotates around the drive shaft 140 and has coupling holes 132-1 formed at every equal portion set around the outer periphery, and the coupling holes 132-1 of the hub main body 132 are connected to the hub body 132. A water turbine wing portion 134 that is fitted and provided with a plurality of vanes 134-1 extending outward from the hub body 132 and a hub cone 136 coupled to the lower side of the hub body 132. It can be done.
여기서, 상기 수차모듈(130)을 이루는 구성요소인 베인(134-1)은 배출수의 유동 방향을 기준으로 입구부와 출구부에서 동일한 피치를 가지도록 형성시키거나, 또는 입구부와 출구부에서 서로 다른 피치를 가지도록 형성시킬 수 있다.Here, the vanes 134-1, which are components of the water turbine module 130, are formed to have the same pitch at the inlet and outlet based on the flow direction of the discharge water, or are formed to have the same pitch at the inlet and outlet. It can be formed to have different pitches.
또한, 앞에서도 언급하였다시피 각 양식장의 현장조건에 따라 상기 베인(134-1)은 허브본체(132)에 대해 상기 허브본체(132)의 결합공(132-1)으로 경사각도를 가변적으로 설정하여 끼움 결합되도록 구성할 수 있다.In addition, as mentioned before, according to the field conditions of each fish farm, the vane (134-1) variably sets the inclination angle with the coupling hole (132-1) of the hub body (132) with respect to the hub body (132). It can be configured to fit together.
예를 들어, 상대적 유속이 높은 경우와 상대적 유속이 낮은 경우의 베인(134-1)의 경사각도를 개략적으로 나타내면 아래 그림과 같다.For example, the inclination angle of the vane 134-1 when the relative flow rate is high and when the relative flow rate is low is schematically shown in the figure below.
(a) 상대적 유속이 높은 경우(a) When relative flow velocity is high
(b) 상대적 유속이 낮은 경우(b) When the relative flow rate is low
한편, 본 발명의 실시예에 따른 구동 축(140)은 상기 수차모듈(130)의 중심 축을 관통하여 연결되어 상기 수차모듈(130)과 함께 회전되도록 구성된다.Meanwhile, the drive shaft 140 according to an embodiment of the present invention is connected through the central axis of the aberration module 130 and is configured to rotate together with the aberration module 130.
본 발명의 실시예에 따른 수력발전기(160)는 구동 축(140)의 타단에 설치된 동력전달모듈과 연결되고 상기 동력전달모듈로부터 일정한 회전수를 제공받아 전기를 발전하도록 구성된다.The hydroelectric generator 160 according to an embodiment of the present invention is connected to a power transmission module installed on the other end of the drive shaft 140 and is configured to generate electricity by receiving a certain number of rotations from the power transmission module.
여기서, 상기 동력전달모듈에 대한 일 실시예로서, 상기 동력전달모듈은 지지체의 상부에 설치되고 상대적으로 직경이 크게 형성된 제1스프라켓, 상기 제1스프라켓과 전방 또는 후방으로 이격된 위치에 설치되고 상기 제1스프라켓에 비해 직경이 작게 형성된 제2스프라켓 및 상기 제1스프라켓과 제2스프라켓에 연결되는 연결수단으로 구성될 수 있다.Here, as an embodiment of the power transmission module, the power transmission module includes a first sprocket installed on the upper part of the support and having a relatively large diameter, installed at a position spaced forward or rearward from the first sprocket, and It may be composed of a second sprocket having a smaller diameter than the first sprocket and a connecting means connected to the first sprocket and the second sprocket.
이때, 상기 연결수단은 체인 또는 타이밍벨트 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지는 것이 바람직하나, 본 발명의 이에 한정하지 않고, 상기 체인 또는 타이밍벨트에 준하는 기능을 하는 것들이라면 본 발명에 제약 없이 적용 가능함은 물론이다.At this time, the connecting means is preferably made of one selected from a chain or a timing belt, but the present invention is not limited to this, and of course, any material that has a function similar to the chain or timing belt can be applied to the present invention without limitation.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.In the above, preferred embodiments of the present invention have been shown and described, but the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and may be used in the technical field to which the invention pertains without departing from the gist of the invention as claimed in the claims. Of course, various modifications can be made by those skilled in the art, and these modifications should not be understood individually from the technical idea or perspective of the present invention.
10 : 양식장 110 : 배관모듈
112 : 플랜지 116 : 플렉셔블 배관모듈
120 : 가이드베인모듈부 122-1 : 안내깃
122a,122b,122c,122d : 가이드베인모듈 130 : 수차모듈
132 : 허브본체 132-1 : 결합공
134 : 수차날개부 134-1 : 베인
136 : 허브콘 140 : 구동 축
160 : 수력발전기10: Fish farm 110: Piping module
112: Flange 116: Flexible piping module
120: Guide vane module part 122-1: Guide feather
122a, 122b, 122c, 122d: Guide vane module 130: Water wheel module
132: hub body 132-1: coupling hole
134: Waterwheel wing 134-1: Vane
136: hub cone 140: drive shaft
160: Hydroelectric generator
Claims (9)
외주연의 둘레에 설정된 등분마다 안내깃(122-1)이 형성되는 가이드베인을 전체적으로 균등 분할시켜 다수개의 가이드베인모듈(122a,122b,122c,122d)을 구비하고, 상기 안내깃(122-1)이 연속적인 피치 값을 갖는 범위 내에서 하기 베인의 곡률반경에 따라 상기 가이드베인모듈(122a,122b,122c,122d)이 임의의 복층 조합 구조를 이루며 상기 배관모듈(110)의 내부에 배출수의 이동방향으로 설치되는 가이드베인모듈부(120);
상기 가이드베인모듈부(120)의 후단에 위치하고 상기 가이드베인모듈부(120)를 통해 자유 낙하하는 물과 접속되면서 생성되는 수압에 의해 상기 가이드베인모듈부(120)에 대해 상대 회전 가능하게 형성되며 상기 양식장(10)에서 배출되는 배출수의 유량과 수두 변화에 따라 수차날개부(134) 및 베인(134-1)의 형상과 각도(θ)가 변화하도록 구성되는 수차모듈(130);
상기 수차모듈(130)의 중심 축을 관통하여 상기 수차모듈(130)과 함께 회전되게 형성되는 구동 축(140); 및
상기 구동 축(140)의 타단에 설치된 동력전달모듈과 연결되고 상기 동력전달모듈로부터 일정한 회전수를 제공받아 전기를 발전하는 수력발전기(160);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 양식장 배출수의 유량과 수두에 따라 수차시스템의 안내깃과 베인의 각도변경이 가능한 조립식 소수력발전용 임펠러 시스템.A piping module 110 that receives water discharged from the fish farm 10 and causes it to freely fall downward;
A plurality of guide vane modules (122a, 122b, 122c, 122d) are provided by equally dividing the guide vanes in which the guide blades (122-1) are formed at each equal portion set around the outer periphery, and the guide blades (122-1) are provided. ) within the range having a continuous pitch value, the guide vane modules (122a, 122b, 122c, 122d) form a random multi-layer combination structure according to the radius of curvature of the vanes below, and discharge water inside the piping module (110) Guide vane module unit 120 installed in the moving direction;
It is located at the rear end of the guide vane module unit 120 and is formed to be rotatable relative to the guide vane module unit 120 by the water pressure generated when connected to water freely falling through the guide vane module unit 120. A water wheel module 130 configured to change the shape and angle θ of the water wheel blades 134 and vanes 134-1 according to changes in the flow rate and head of discharged water discharged from the fish farm 10;
a drive shaft 140 that passes through the central axis of the aberration module 130 and is formed to rotate together with the aberration module 130; and
A hydroelectric generator 160 that is connected to a power transmission module installed at the other end of the drive shaft 140 and generates electricity by receiving a constant number of rotations from the power transmission module; a flow rate of the fish farm discharge water, characterized in that it includes a A prefabricated impeller system for small hydro power generation that can change the angle of the guide blades and vanes of the water wheel system depending on the water head.
상기 수차모듈(130)은,
구동 축(140)을 중심으로 회전되고 외주연의 둘레에 설정된 등분마다 결합공(132-1)이 형성되는 허브본체(132);
상기 허브본체(132)의 결합공(132-1)에 끼움 결합되고 상기 허브본체(132)로부터 바깥쪽으로 연장되는 복수개의 베인(134-1)이 구비되는 수차날개부(134); 및
상기 허브본체(132)의 하부측에 결합되는 허브콘(136);으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 양식장 배출수의 유량과 수두에 따라 수차시스템의 안내깃과 베인의 각도변경이 가능한 조립식 소수력발전용 임펠러 시스템.According to claim 1,
The aberration module 130 is,
A hub body 132 that rotates around the drive shaft 140 and has coupling holes 132-1 formed at each equal portion set around the outer periphery;
A water turbine blade portion 134 fitted into the coupling hole 132-1 of the hub body 132 and provided with a plurality of vanes 134-1 extending outward from the hub body 132; and
A hub cone 136 coupled to the lower side of the hub body 132; a prefabricated impeller system for small hydro power generation capable of changing the angle of the guide blades and vanes of the water wheel system according to the flow rate and head of water discharged from the fish farm. .
상기 베인(134-1)은, 허브본체(132)에 대해 상기 허브본체(132)의 결합공(132-1)으로 경사각도를 가변적으로 설정하여 끼움 결합되는 것을 특징으로 하는 양식장 배출수의 유량과 수두에 따라 수차시스템의 안내깃과 베인의 각도변경이 가능한 조립식 소수력발전용 임펠러 시스템.According to clause 2,
The vane 134-1 is fitted with the hub body 132 by variably setting an inclination angle with the coupling hole 132-1 of the hub body 132. A prefabricated impeller system for small hydro power generation that can change the angle of the guide blades and vanes of the water wheel system depending on the water head.
상기 배관모듈(110)의 직경은 상기 수차날개부(134)의 전체 크기를 표현하는 변수로서, 상기 변수는 수차날개부(134) 후단에서의 베인(134-1) 폭 및 수차날개부(134) 후단의 기울어진 각도를 결정하는 것을 특징으로 하는 양식장 배출수의 유량과 수두에 따라 수차시스템의 안내깃과 베인의 각도변경이 가능한 조립식 소수력발전용 임펠러 시스템.According to claim 1,
The diameter of the piping module 110 is a variable expressing the overall size of the water turbine blade 134, and the variable is the width of the vane 134-1 at the rear end of the water turbine blade 134 and the water turbine blade 134. ) A prefabricated impeller system for small hydro power generation that can change the angles of the guide blades and vanes of the water wheel system according to the flow rate and head of the fish farm discharge water, which is characterized by determining the inclined angle of the rear end.
상기 배관모듈(110)은 복수개가 길이방향으로 배열되어 서로 접속되고, 상기 배관모듈(110)이 서로 맞닿는 외주연에는 볼트에 의해 체결되는 플랜지(112)가 형성되는 것을 특징으로 하는 양식장 배출수의 유량과 수두에 따라 수차시스템의 안내깃과 베인의 각도변경이 가능한 조립식 소수력발전용 임펠러 시스템.According to claim 1,
A plurality of the piping modules 110 are arranged in the longitudinal direction and connected to each other, and a flange 112 fastened with a bolt is formed on the outer periphery where the piping modules 110 come into contact with each other. A prefabricated impeller system for small hydro power generation that can change the angle of the guide blades and vanes of the water wheel system depending on the water head.
상기 배관모듈(110)에 분기 형성되는 4방향 배관을 더 포함하고,
상기 4방향 배관은 최선단에 형성되고 배출수를 유입시키는 유입공과, 최후단에 형성되고 상기 배출수를 가이드베인모듈부(120)로 전달시키는 배출공과, 상기 유입공과 배출공 사이의 상부에 형성되는 바이패스공과, 상기 유입공과 배출공 사이의 하부에 형성되는 하방배출공으로 구성되는 것을 특징으로 하는 양식장 배출수의 유량과 수두에 따라 수차시스템의 안내깃과 베인의 각도변경이 가능한 조립식 소수력발전용 임펠러 시스템.According to claim 1,
It further includes four-way piping branched from the piping module 110,
The four-way piping includes an inlet hole formed at the front end and allowing discharge water to flow in, an discharge hole formed at the rear end and delivering the discharge water to the guide vane module unit 120, and a bar formed at the upper part between the inlet hole and the discharge hole. A prefabricated small hydro power generation impeller system capable of changing the angles of the guide blades and vanes of the water wheel system according to the flow rate and head of the fish farm discharge water, comprising a pass hole and a downward discharge hole formed in the lower part between the inlet hole and the discharge hole.
상기 배관모듈(110)은, 굴곡부위에 배치되어 상기 배관모듈(110)에 결합되는 플렉셔블 배관모듈(116)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 양식장 배출수의 유량과 수두에 따라 수차시스템의 안내깃과 베인의 각도변경이 가능한 조립식 소수력발전용 임펠러 시스템.According to claim 1,
The piping module 110 further includes a flexible piping module 116 disposed at a curved portion and coupled to the piping module 110. The guide blade of the water turbine system according to the flow rate and head of the fish farm discharge water. A prefabricated impeller system for small hydro power generation that can change the angle of the vane.
상기 소수력발전용 임펠러 시스템은, 양식장(10) 내에 저류된 물을 배관모듈(110)로 강제 이송시키는 펌프수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 양식장 배출수의 유량과 수두에 따라 수차시스템의 안내깃과 베인의 각도변경이 가능한 조립식 소수력발전용 임펠러 시스템.According to claim 1,
The impeller system for small hydro power generation further includes a pump means for forcibly transferring water stored in the fish farm 10 to the piping module 110. Depending on the flow rate and head of the farm discharge water, the guide blade of the water wheel system A prefabricated impeller system for small hydro power generation that can change the angle of the vane.
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| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |