KR200329738Y1 - 초저낙차용 고효율 수차 - Google Patents

Abstract

본 고안은 물의 흐름방향이 변하여도 이에 무관하게 일방향으로 회전할 수 있으며, 요구되는 출력의 크기에 따라 동일한 회전축에 여러 개의 수차를 직렬로 연결하여 사용할 수 있는 초저낙차용 고효율 수차에 관한 것이다.

본 고안의 초저낙차용 고효율 수차는 2개의 원판과 여러개의 익형으로 된 날개, 그리고 수차를 회전시키는 회전축으로 구성되는 것으로, 물이 원판사이를 통과할 때, 날개에서 발생되는 양력에 의하여 회전되어 에너지를 획득하고, 물의 흐름방향이 변하여도 이에 무관하게 일방향으로 회전할 수 있다.

본 고안의 초저낙차용 고효율 수차는 낙차가 아주 작거나 또는 낙차가 없는 하천의 흐름을 이용한 수력발전이나, 바닷물의 흐름을 이용한 조류발전 및 바람에 의한 풍력발전 등에 효과적으로 적용할 수 있다.

Description

초저낙차용 고효율 수차{High efficiency water turbine for the super low head}

본 고안은 초저낙차용 고효율 수차에 관한 것으로 물의 흐름방향이 변하여도 이에 무관하게 일방향으로 회전할 수 있으며, 요구되는 출력의 크기에 따라 동일한 회전축에 여러 개의 수차를 직렬로 연결하여 사용할 수 있는 초저낙차용 고효율 수차에 관한 것이다. 보다 상세하게는 초저낙차용 고효율 수차는 2개의 원판과 여러개의 익형으로 된 날개, 그리고 수차를 회전시키는 회전축으로 구성되는 것으로, 물이 원판사이를 통과할 때, 날개에서 발생되는 양력에 의하여 회전되어 에너지를 획득하고, 물의 흐름방향이 변하여도 이에 무관하게 일방향으로 회전할 수 있다.

일반적으로 수차는 물의 낙차와 유량을 이용하기 때문에 본 고안의 초저낙차용 고효율 수차와는 근본원리가 상이하며 종래 수차에 대한 내용으로 대표적인 것으로 한국특허 공개번호 1984-413호, 일본특허 공개번호 85-8388호 등이 있으나 본 고안과는 기술적 구성이 다른 것이다.

수차는 에너지 변환방식에 따라 반동형 수차와 충격형 수차로 구분되며, 흐름에 대한 축의 방향에 따라 축류형과 횡류형으로 구분된다. 반동형 수차는 수차날개의 형상이 익형(airfoil)이며, 축류형으로 구성된다. 충격형 수차는 수차날개의 형상이 버킷(bucket)형상이며, 횡류형으로 구성된다. 이들 수차는 각각의 장단점에 따라 용도가 다르며, 본 고안의 초저낙차용 고효율 수차는 반동형 수차로써 횡류형으로 구성되어 초저낙차의 수력에너지를 효과적으로 추출할 수 있는 구조를 제공하는데 본 고안의 목적이 있다.

도 1은 본 고안의 초저낙차용 고효율 수차의 구조를 나타내는 설명도

도 2는 본 고안의 초저낙차용 고효율 수차의 작동원리를 나타내는 설명도

도 3은 본 고안의 초저낙차용 고효율 수차의 구성방법을 나타내는 설명도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 수차 2 : 원판

3 : 날개 4 : 회전축

첨부된 도 1, 도 2, 도 3을 참조하여 본 고안을 구체적으로 설명한다.

본 고안의 초저낙차용 고효율 수차(1)는 도 1에서와 같이 2개의 원판(2)과 여러 개의 날개(3), 그리고 수차를 회전시키는 회전축(4)으로 구성되며, 날개(3)의 형상은 익형으로 되어 있다. 수차는 물이 원판(2)사이를 통과할 때, 도 2와 같이 날개(3)에서 발생되는 양력에 의하여 회전되어 에너지를 획득한다. 수차는 회전축(4)에 대하여 축대칭인 기하학적 형상을 갖기 때문에 물의 흐름방향이 변하여도 이에 무관하게 일방향으로 회전할 수 있으며, 흐름의 깊이가 낮을 경우, 출력을 높이기 위하여 원판(2)의 직경을 증가시키고, 원판(2)사이의 폭, 즉 날개(3)의 길이를 줄여서 설치할 수 있다.

또한 흐름의 깊이가 충분히 깊을 때, 요구되는 출력의 크기에 따라 도 3과 같이 여러 개의 수차를 직렬로 연결하여 사용할 수 있다.

본 고안의 수차는 물의 흐름방향이 변하여도 이에 무관하게 일방향으로 회전할 수 있으며, 흐름의 깊이가 낮을 경우, 출력을 높이기 위하여 원판의 직경을 증가시키고, 원판사이의 날개의 길이를 줄여서 설치할 수 있다. 또한 흐름의 깊이가 충분히 깊을 때, 요구되는 출력의 크기에 따라 도 3과 같이 여러 개의 수차를 직렬로 연결하여 사용할 수 있다. 따라서 낙차가 아주 작거나 또는 낙차가 없는 하천의 흐름을 이용한 수력발전이나, 바닷물의 흐름을 이용한 조류발전 등에 효과적으로 사용할 수 있으므로, 환경공해물질을 발생시키지 않는 청정한 대체에너지 생산에 크게 기여할 수 있다.

Claims (1)

1. 2개의 원판(2, 2')이 서로 대향하여 소정의 간격으로 이격되고, 상기 원판(2, 2') 내측면의 가장자리와 가장자리를 잇는 익형으로 된 날개(3, 3')가 두 원판 사이에 다수개 형성되며, 원판(2)과 원판(2') 간의 중앙을 관통시켜 수차를 회전시키는 회전축이 형성되고,

   상기 익형으로 된 날개(3, 3')는 소정의 폭과 길이로 된 판상체로서, 소정의 각도로 비스듬히 형성되어 날개(3, 3')의 만곡(彎曲)이 큰 면(날개의 윗면)이 회전축(4)을 향하며, 날개(3. 3')의 만곡(彎曲)이 작은면(날개의 아랫면)이 외측을 향하도록 형성되어 날개에서 발생되는 양력에 의해 일방향으로 회전되는 것을 특징으로 하는 초저낙차용 고효율 수차.