KR200340631Y1 - Circle rim type cylindric vertical water mill - Google Patents
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Abstract
본 고안은 조류력 발전장치에 사용되는 수차에 관한 것이며; 그 목적은 수차의 날개를 지지하는 수직 원통 축 대신에 원판림을 사용하여 회전력에 기여하지 않는 원통 부분의 조류저항을 제거함으로서 수차의 회전효율을 높여 발전량을 증가시킬 수 있게 하고 수차에 가해지는 저항력이 감소하여 수차와 고정구조물의 경량화 설계가 가능하기 때문에 경제적 효과도 높일 수 있는 원판 림 지지구조 날개의 수직 원통형 수차를 제공함에 있다.The present invention relates to aberrations used in tidal current power generation apparatus; The purpose is to use the circular rim instead of the vertical cylindrical shaft supporting the blade of the aberration to remove the tidal current resistance of the cylindrical part that does not contribute to the rotational force, thereby increasing the rotational efficiency of the aberration to increase the amount of power generated and the resistance to the aberration. This reduction provides a lighter design of the aberration and the fixed structure, thereby providing a vertical cylindrical aberration of the disk rim support structure wing which can increase the economic effect.
상기 목적달성을 위한 본 발명은 수차의 중심이 되는 축(31)과, 축(31)을 중심으로 회전이 가능하고 내면부와 외면부로 나누어져 있으며 내면부(33)에는 수차 날개(34)의 만곡된 형상과 같은 홈(40)이 형성되어 있어 결합이 용이하도록 되어 있고, 내면부(33)와 외면부(32)는 볼트로 연결되어 하나로 구성되는 원판림(37,38)과, 긴 직사각형의 모양을 띄며 짧은 변이 만곡 되게 형성되어 있는 수차 날개(34)로 구성되고, 상기 축(31)과 원판림(37)은 플랜지(36)에 의해 볼트로 연결되어 있고, 원판림(37)의 내면부(33)에 형성된 홈(40)을 사용하여 외곽으로 수차 날개를 연결하며, 상부의 원판림(37)과 하부의 원판림(38) 사이에 축(31)과 고정되는 보강판(35)을 설치하여 수차 날개(34)의 강도를 높일 수 있도록 제작되어 수차의 회전효율을 증가시켜 발전량을 높일 수 있으며, 축의 굵기 축소로 인하여 고정구조물의 경량설계가 가능하기 때문에 비용절감으로 인한 경제적인 효과도 높일 수 있는 것을 특징으로 하는 원판 림 지지구조 날개의 수직 원통형 수차에 관한 것을 그 기술적 요지로 한다.The present invention for achieving the above object is a shaft 31, which is the center of the aberration, and can be rotated about the axis 31 and is divided into an inner surface portion and an outer surface portion, the inner surface portion 33 of the aberration blades 34 The groove 40, such as a curved shape is formed so that the coupling is easy, the inner surface portion 33 and the outer surface portion 32 is connected to the bolts consisting of one circle rim (37, 38) and a long rectangle It consists of aberration blades 34 having a shape of curved and short sides are bent, the shaft 31 and the circular rim 37 is bolted by a flange 36, the circular rim of the 37 Reinforcing plate 35 is connected to the aberration wing to the outside using the groove 40 formed in the inner surface portion 33, the shaft 31 and fixed between the upper circular rim 37 and the lower circular rim 38 It is manufactured to increase the strength of the aberration blade 34 by installing a) can increase the rotational efficiency of the aberration to increase the amount of power, the shaft Due to the reduced thickness and that the light-weight design of the fixed structure, to be because of the vertical cylindrical aberrations of the disk, characterized in that also the economical effect of cost reduction can increase the rim support structure of the wing with the technical gist.
Description
본 고안은 해양이나 하천의 조류에너지를 전기에너지로 변환시키는 조류력 발전장치의 수직 원통형 수차에 관한 것으로, 보다 상세하게는 조류저항이 적고 수차 고정구조물의 경량설계를 가능하게 하여 경제적 효과를 높일 수 있고 수차의 회전효율도 향상시킬 수 있는 원판 림 지지구조 날개의 수직 원통형 수차에 관한 것이다.The present invention relates to a vertical cylindrical aberration of a tidal current power generation device that converts tidal energy of the ocean or river into electrical energy, and more specifically, it is possible to increase the economic effect by enabling a light design of aberration fixed structure with low tidal resistance. The present invention relates to a vertical cylindrical aberration of a disc rim support structure blade which can improve rotational efficiency of aberration.
기존의 화석에너지 자원은 점차 고갈되어 갈 뿐만 아니라 지구환경을 오염시키기 때문에 오래전부터 인류는 환경을 오염시키지 않는 청정대체 에너지 이용 장치 개발을 위하여 많은 노력을 기울여 왔다. 이러한 청정대체 에너지는 태양 에너지, 풍력에너지, 조류력에너지, 조류에너지, 지열에너지, 생화학에너지 등이 있으며 본 발명은 조류력 에너지를 이용하여 발전을 하는 장치에 관한 것으로 세계 곳곳에서 특히 빠른 조류가 발생하는 지역을 중심으로 활발한 개발과 함께 현재 널리 사용 중이며, 우리나라 남해안에도 10놋트 이상의 빠른 조류지역이 존재하여 상기의 조류에너지를 이용한 발전장치의 다양한 개발이 요구되고 있다.Existing fossil energy resources are not only exhausted but also pollute the global environment. For a long time, mankind has made great efforts to develop clean alternative energy utilization devices that do not pollute the environment. Such clean alternative energy includes solar energy, wind energy, tidal force energy, algae energy, geothermal energy, biochemical energy, and the like. The present invention relates to a device for generating power using tidal force energy. It is currently in widespread use with active development around the area, and there is a rapid algal area of more than 10 knots in the south coast of Korea, and various developments of power generation equipment using the above-mentioned algae energy are required.
수직원통형 수차를 이용한 발전장치에서는 수차의 구조를 어떻게 제작하느냐에 따라 수차를 달고 있는 고정구조물의 하중조건이 변하여 구조물 제작이 필요 없이 커지게 되는 경우가 있다. 즉, 수차의 날개를 지지하는 회전축의 형상에 따라 조류에 의한 힘을 적게 받을 수도 있고 또는 크게 받을 수도 있다. 이 때문에 고정구조물이 힘을 크게 받게 되면 구조를 튼튼하게 해야 하므로 발전장치 제작에 많은 비용이 소요되는 문제점이 있다.In the power generating apparatus using the vertical cylindrical aberration, the load condition of the fixed structure bearing the aberration changes depending on how the structure of the aberration is made, which sometimes becomes large without the need for fabrication of the structure. That is, depending on the shape of the rotating shaft for supporting the blade of the aberration, the force by the current may be less or greater. For this reason, if the fixed structure receives a large force, the structure needs to be strengthened, and thus there is a problem in that a high cost is required to manufacture the power generation device.
일반적으로 조류를 이용한 수차는 도 1 과 도 2 에서 보듯이, 수면의 바닥면에 고정 지지된 수차 고정식구조물(11)을 설치하고, 상기 고정식구조물(11)의 내측에서 취부 되어 설치된 회전축의 회전운동은 고정된 고정식구조물(11)의 상측에 설치된 증속기(12)를 거쳐 발전기(10)를 회전시켜 발전되는 방식을 취하며, 특히 조류의 힘을 직접 받게 되어 회전축의 회전을 가하게 되는 수차날개(22)를 고정하기 위해 상기 회전축에 별도의 원통(21)을 설치하여 볼트(23)로 체결하여 구성된다.In general, the aberration using the tidal flow as shown in Figures 1 and 2, a fixed aberration fixed structure (11) fixedly supported on the bottom surface of the water surface, the rotational movement of the rotating shaft is mounted on the inside of the fixed structure (11) Takes a way to generate power by rotating the generator 10 through the speed increaser 12 installed on the fixed fixed structure 11, in particular, the aberration wing that receives the force of the tidal force to apply the rotation of the rotating shaft ( It is configured by fastening with a bolt 23 by installing a separate cylinder 21 on the rotating shaft to fix 22).
상기와 같은 종래의 수직 원통형 수차는 수차날개(22)를 지지하는 회전축의 형상에 따라 조류에 의한 저항을 받게 되는 정도가 달라짐으로 인해 상기와 같이 원통(21)에 의해 수차날개(22)가 결합된 수차는 고정지지물(11)의 제작비용 및 조류저항을 크게 하는 요인이 되었으며, 결과적으로 경제적인 면과 함께 수차의 회전효율이 저하되는 문제점이 발생되었다.In the conventional vertical cylindrical aberration as described above, the aberration blade 22 is coupled by the cylinder 21 as described above because the degree of receiving resistance by the bird varies depending on the shape of the rotating shaft supporting the aberration blade 22. The aberration was a factor to increase the production cost and the flow resistance of the fixed support 11, as a result of the economical aspect and the problem that the rotational efficiency of the aberration is lowered.
본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출되는 것으로, 기존 수차의 비용문제를 해소하고 조류저항이 적은 수차를 만들기 위하여 수차의날개를 지지하는 수직 원통 축 대신에 원판림을 사용하여 회전력에 기여하지 않는 원통 부분의 조류저항을 제거함으로서 수차의 회전효율이 증가하도록 하여 발전량이 높아질 수 있게 하였으며, 수차에 가해지는 저항력이 감소하여 수차와 수차 고정구조물의 경량화 설계가 가능하기 때문에 경제적 효과도 높일 수 있는 원판 림 지지구조 날개의 수직 원통형 수차를 제공함을 목적으로 한다.The present invention is devised to solve the conventional problems as described above, in order to solve the cost problem of the existing aberration and to create aberrations with low abrasion resistance, instead of the vertical cylindrical shaft supporting the blades of the aberration, using a rotational force By eliminating the tidal current resistance of the cylindrical part that does not contribute to the aberration, the rotational efficiency of the aberration can be increased, so that the power generation can be increased, and the resistance to the aberration can be reduced, so that the weight reduction design of the aberration and the aberration fixing structure enables the economical effect. It is an object to provide a vertical cylindrical aberration of the disk rim support structure wing which can be heightened.
도 1 은 고정식 구조물에 수직 원통형 수차를 설치한 조류력 발전장치,1 is a tidal current power generation device installed with a vertical cylindrical aberration to the fixed structure,
도 2 는 종래의 수직 원통형 수차의 개념도,2 is a conceptual diagram of a conventional vertical cylindrical aberration,
도 3 은 원판 림 지지구조 날개의 수직 원통형 수차를 나타낸 측단면도,Figure 3 is a side cross-sectional view showing the vertical cylindrical aberration of the disk rim support structure blades,
도 4 는 원판 림의 내면부와 외면부를 나타낸 평면도,4 is a plan view showing the inner surface and the outer surface of the disc rim,
도 5 는 중심축을 없앤 원판 림 지지구조 날개의 수직 원통형 수차를 나타낸 측단면도.Figure 5 is a side cross-sectional view showing the vertical cylindrical aberration of the disk rim support structure vanes without a central axis.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
(10): 발전기 (11): 고정식 구조물(10): generator (11): fixed structure
(12): 증속기 (21): 종래 수차의 원통(12): gearbox 21: cylinder of conventional aberration
(22): 종래 수차의 수차날개 (23): 볼트(22): aberration blade of conventional aberration 23: bolt
(31): 축 (32): 원판림의 외면부(31): shaft (32): outer surface of the original rim
(33): 원판림의 내면부 (34): 수차날개(33): Inner surface of disc (34): Aberration wing
(35): 보강판 (36): 플랜지(35): gusset (36): flange
(37): 상부 원판림 (38): 하부 원판림(37): upper disc rim 38: lower disc rim
상기 목적을 달성하기 위한 본 고안은 조류력에너지를 전기에너지로 변환시켜 주는 조류력 발전장치에 설치되는 수차에 있어서, 수차의 중심이 되는 축과, 축을 중심으로 회전이 가능하고 내면부와 외면부로 나누어져 있는 원판림과, 긴 직사각형의 모양을 띄며 짧은 변이 만곡되게 형성되어 있는 수차 날개로 구성되고, 원판림의 내면부에는 수차 날개의 만곡된 형상과 같은 홈이 형성되어 있어 결합이 용이하도록 되어 있으며, 내면부와 외면부는 볼트로 연결되어 하나의 원판림을 형성하고 있다.The present invention for achieving the above object is in the aberration installed in the tidal current power generation device for converting the tidal force energy into electrical energy, the axis which is the center of the aberration, can be rotated about the axis and the inner and outer parts It consists of a divided circular frame and aberration blades having a long rectangular shape and curved short sides, and an inner surface portion of the circular forest is formed with a groove like a curved shape of the aberration blade to facilitate engagement. In addition, the inner surface portion and the outer surface portion are connected by a bolt to form a circular disk.
상기 축과 원판림은 플랜지에 의해 볼트로 연결되어 있고, 상부의 원판림과 하부의 원판림의 내면부에 형성된 홈을 사용하여 외곽으로 수차 날개를 연결하되, 최외곽쪽에 연결하여 안쪽은 비어있는 상태가 되도록 연결하며, 상부 원판림과 하부 원판림 사이에 축에 플랜지로 고정되며 수차날개의 모양을 가진 홀이 형성되어 있어 수차날개가 관통되며 부착될 수 있는 보강판을 설치하여 수차 날개의 강도를 높일 수 있도록 제작된 것을 특징으로 하는 원판 림 지지구조를 갖는 수직 원통형수차에 관한 것이다.The shaft and the circular rim are bolted by a flange, and the aberration blades are connected to the outside by using grooves formed on the inner surface of the upper rim and the lower rim, but connected to the outermost side so that the inner side is empty. It is connected so as to be in a state, and between the upper disc and the lower disc is fixed to the shaft with a hole in the shape of the aberration blade, so that the aberration blade penetrates and installs a reinforcement plate that can be attached to the strength of the aberration wing. It relates to a vertical cylindrical aberration having a disc rim support structure, characterized in that it is made to increase.
이하, 본 고안에 대하여 도면과 연계하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 3 은 원판 림 지지구조 날개의 수직 원통형 수차를 나타낸 측단면도를 나타낸 것이고, 도 4 는 원판 림의 내면부와 외면부를 나타낸 평면도이다.Figure 3 is a side cross-sectional view showing the vertical cylindrical aberration of the disk rim support structure wings, Figure 4 is a plan view showing the inner surface and the outer surface of the disk rim.
본 고안은 수차를 지지할 수 있는 축(31)과, 축을 중심으로 회전이 가능하고 내면부(33)와 외면부(32)로 나누어져 있는 원판림(37,38)과, 긴 직사각형의 모양을 띄며 짧은 변이 만곡 되게 형성되어 있는 수차 날개(34)로 구성되고, 상기 축(31)과 원판림(37,38)은 플랜지(36)에 의해 볼트로 연결되어 있고, 원판림(37,38)의 내면부(33)에 형성된 홈(40)을 사용하여 외곽으로 수차 날개를 연결하여 상부에 설치된 상부 원판림(37)과 하부에 설치된 하부 원판림(38) 사이에 설치되고, 축(31)에 플랜지(36)와 볼트로 고정되며, 수차날개(34)의 만곡된 모양을 가진 홀(40)이 형성되어 있어 수차날개가 관통되며 부착될 수 있는 보강판(35)을 설치하여 수차날개(34)의 강도를 높일 수 있도록 제작된다.The present invention has a shaft 31 capable of supporting aberration, circular rims 37 and 38 which are rotatable about the shaft and are divided into an inner surface portion 33 and an outer surface portion 32, and a long rectangular shape. It is composed of aberration blades 34 are formed to be curved in a short side, the shaft 31 and the disc rims 37, 38 are bolted by a flange 36, the disc rims 37, 38 Using a groove (40) formed in the inner surface portion 33 of the () is connected between the aberration blades to the outside is installed between the upper disk rim 37 and the lower disk rim 38 installed on the upper, the shaft 31 ) Is fixed to the flange 36 and the bolt, a hole 40 having a curved shape of the aberration blade 34 is formed so that the aberration blade penetrates and installs a reinforcement plate 35 to be attached to the aberration blade 34 is made to increase the strength.
도 5 는 중심축을 없앤 원판 림 지지구조 날개의 수직 원통형 수차의 측단면도를 나타낸 것으로, 본 고안의 다른 적용방법을 나타내고 있다. 상부에 설치된 상부 원판림(37)과 하부에 설치된 하부 원판림(38)을 관통하는 축(31)을 없애고 수차의 상판과 하판림에 플랜지(36)만 취부 하여 고정시키고 중간에 보강판(35)을 설치하여 강도를 높여주면서 수차 고정구조물에 설치하도록 제작된 것을 특징으로 하는 원판 림 지지구조 날개의 수직 원통형 수차를 나타낸다.Figure 5 is a side cross-sectional view of the vertical cylindrical aberration of the disk rim support structure blade without the central axis, showing another application method of the present invention. Remove the shaft 31 penetrating through the upper disk rim 37 and the lower disk rim 38 installed in the upper portion, and by mounting only the flange 36 to the upper and lower rim of the aberration, and reinforcing plate (35) Represents the vertical cylindrical aberration of the disc rim support structure wing, characterized in that it is manufactured to be installed on the aberration fixing structure while increasing the strength by installing a).
상기와 같은 본 고안은 기존의 수차날개를 고정하기 위한 두꺼운 수직 원통을 제거하는 대신 상부와 하부에 원판림을 사용하여 날개를 고정시킴으로서 전체적인 수차의 하중을 줄이고 수차의 회전 시 부하되는 조류저항을 줄일 수 있어서 제작비를 줄일 수 있으며 회전효율을 높일 수 있다.The present invention as described above, instead of removing the thick vertical cylinder for fixing the conventional aberration blades by fixing the blades using the upper and lower wheels to reduce the load of the overall aberration and reduce the flow resistance of the bird loaded during the rotation of the aberration It can reduce the manufacturing cost and increase the rotational efficiency.
본 고안은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.The present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiment, and any person having ordinary skill in the art to which the present invention pertains may make various modifications without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, such changes will fall within the scope of the claims.
상기와 같은 구성 및 작용에 의해 기대할 수 있는 본 고안의 효과는 다음과 같다.Effects of the present invention that can be expected by the configuration and action as described above are as follows.
수차의 날개를 지지하는 수직 원통 축 대신에 원판림을 사용하여 회전력에 기여하지 않는 원통 부분의 조류저항을 제거함으로서 수차의 회전효율이 증가하여 발전량을 높일 수 있으며, 수차에 가해지는 저항력이 감소하여 서차와 수차 고정구조물의 경량화 설계가 가능하기 때문에 비용절감으로 인한 경제적인 효과도 높일 수 있다.Instead of the vertical cylindrical shaft supporting the wheel of the aberration, the aberration of the cylindrical part that does not contribute to the rotational force is eliminated, so that the rotational efficiency of the aberration can be increased, the power generation can be increased, and the resistance to the aberration is reduced. The lightweight design of the slow and aberration fixing structures is possible, which can increase the economic effect due to cost reduction.
Claims (2)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101290292B1 (en) * | 2011-03-31 | 2013-07-26 | 한국해양대학교 산학협력단 | tidal stream power turbine for vertical axis |
-
2003
- 2003-11-04 KR KR20-2003-0034491U patent/KR200340631Y1/en not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101290292B1 (en) * | 2011-03-31 | 2013-07-26 | 한국해양대학교 산학협력단 | tidal stream power turbine for vertical axis |
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