KR200415748Y1 - 부유식 수력발전 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 수력발전 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수자원을 보다 효과적으로 재활용할 수 있도록 함과 함께 자연파괴 없이 하천에 부유시켜 수력발전시설을 구비하도록 함으로써 비용이 적고 획기적인 수력발전을 이룰 수 있도록 한 부유식 수력발전 장치에 관한 것이다.

하천을 막아 댐을 건설함으로써 발생되는 수몰에 따른 자연환경파괴와 건설에 의한 막대한 경비 및 자연재해에 의한 댐 붕괴의 위험성이 배재된 수력발전장치를 제공함과

하천, 강 등에 자연 상태로 흐르는 물의 유속을 이용하여 수차를 회전시키고 이 회전동력을 이용한 발전설비를 구동하도록 구성하여 전기에너지를 얻을 수 있도록 물에 부상되는 바지선과 이 바지선에 축설치되어 유속으로 회전하는 복수개의 수차 및 수차의 회전동력으로 연동되어 전기에너지를 발생시키는 발전장치와 상기 복수의 바지선을 연결하기 위한 체결부, 그리고 바지선이 하천의 유속에서 일정한 위치에 정지 상태로 유지시키기 위한 고정수단과 바지선에 구비된 수차가 강바닥에 마찰되지 않도록 하는 수차보호용 다리를 구성하여 수차의 회전동력으로 전기에너지를 발생시키려는 것이다.

수력발전, 바지선

Description

부유식 수력발전 장치{Float type hydraulic power generater}

도 1은 본 고안에 의한 부유식 수력발전 장치를 나타내는 사시도.

도 2는 본 고안 도 1의 사용상태의 측면도.

도 3은 본 고안의 평면도.

도 4는 본 고안의 바지선을 복수개로 결합한 사용상태의 평면도.

도 5는 본 고안의 다른 실시예의 사시도.

도 6은 본 고안 도 5의 사용상태의 측면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10,10-1; 부유바지선 10-2; 연결바 11,11-1; 수차구동실

12; 축수부 20; 수차 21; 회전축

22; 밸트풀리 30; 발전장치 31; 연동풀리

40; 체결부재 50; 수차보호용 다리

본 고안은 수력발전 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수자원을 보다 효 과적으로 재활용할 수 있도록 함과 함께 자연파괴 없이 하천에 부유시켜 수력발전시설을 구비하도록 함으로써 비용이 적고 획기적인 수력발전을 이룰 수 있도록 한 부유식 수력발전 장치에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이 우리나라는 자원 부족국가로 많은 량을 수입에 의존하고 있는 실정이며 또한 세계의 경제발전에 따른 사용량의 증가로 자원 고갈이라는 커다란 문제점이 야기되고 이와 함께 화석연료사용에 따른 지구환경의 오염과 파괴라는 큰 문제점을 야기하고 있는 실정이다.

이에 많은 나라들은 환경오염이 없고 자연친화적인 자원의 이용에 많은 연구와 투자가 진행 중에 있다.

이러한 친환경적 자원으로 풍력과 함께 수력을 이용한 기술이 크게 대변되고 있으나 풍력은 우리나라와 같이 산이 많고 바람의 세기가 약한 지역에서는 커다란 효과를 얻기가 매우 어려운 문제가 있으며 특히 많은 비용의 설치비에 반하여 그 효율성이 떨어지는 단점이 있다고 알려지고 있다.

수력발전은 높은 곳의 물이 낙하시켜 위치에너지를 수차를 이용하여 기계적 에너지로 변환하고, 이것을 다시 전기에너지로 변환하는 발전방식으로 물이 떨어지는 힘으로 수차(水車)를 돌리면 수차의 축에 붙어있는 발전기가 돌아가게 되어 전기가 발생되는 것이다.

이러한 수력발전은 물을 이용하여 전력을 생산하기 때문에 화력발전이나 원자력발전에 비하여 환경 친화적일 뿐만 아니라 운전비용 측면에서도 저렴한 비용으로 양질의 전력공급이 가능하다는 이점이 있다.

이러한 수력발전은 하천을 가로질러 높은 댐을 쌓아 댐 상류와 하류의 낙차를 이용하여 발전하는 방식이다.

그러나 이와 같이 하천을 막아 댐을 건설함으로써 댐 상류측은 많은 면적이 물에 수몰됨으로써 자연파괴라는 매우 위험한 환경문제를 야기하고 또한 댐건설에 따른 막대한 비용과 자연재해로 인한 댐 붕괴라는 위험성을 항상 가지고 있는 문제가 있다.

본 고안은 상기한 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 특히 하천을 막아 댐을 건설함으로써 발생되는 수몰에 따른 자연환경파괴와 건설에 의한 막대한 경비 및 자연재해에 의한 댐 붕괴의 위험성이 배재된 수력발전장치를 제공함을 목적으로 한 고안이다.

본 고안은 유속이 있는 하천, 강 등에 자연 상태로 흐르는 물의 유속을 이용하여 수차를 회전시키고 이 회전동력을 이용한 발전설비를 구동하도록 구성하여 전기에너지를 얻을 수 있도록 하는 것이다.

이러한 본 고안은 물에 부상되는 바지선과 이 바지선에 축설치되어 유속으로 회전하는 복수개의 수차 및 수차의 회전동력으로 연동되어 전기에너지를 발생시키는 발전장치와 상기 복수의 바지선을 연결하기 위한 체결부, 그리고 바지선이 하천의 유속에서 일정한 위치에 정지 상태로 유지시키기 위한 고정수단과 바지선에 구비된 수차가 강바닥에 마찰되지 않도록 하는 수차보호용 다리를 구성함을 목적으로 하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안은, 일정한 유속으로 흐르는 하천(강, 유속이 있는 바다 등을 이하 하천이라 함)에 부력에 의하여 부유되는 바지선과; 바지선에서 수면으로 관통되어 수차가 설치되는 수차구동실 및 수차의 회전동력으로 전기에너지를 발생시키는 발전장치와,

상기 복수개로 구성되는 바지선을 연결시키기 위한 체결부, 그리고 바지선이 하천의 유속에서 일정한 위치에 정지 상태로 유지시키기 위한 고정수단과 바지선에 구비된 수차가 강바닥에 마찰되지 않도록 하는 수차보호용 다리를 구성하는 것이다.

이러한 본 고안을 첨부도면에 의하여 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 의한 부유식 수력발전 장치를 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 고안 도 1의 사용상태의 측면도, 도 3은 본 고안의 평면도이며 도 4는 본 고안의 바지선을 복수개로 결합한 사용상태의 평면도. 도 5는 본 고안의 다른 실시예의 사시도이고 도 6은 본 고안 도 5의 사용상태의 측면도를 도시한 것이다.

본 고안은 상기 도면에 도시된 바와 같이 하천에 부유시키기 위한 부력을 충분히 형성하기 위하여 내부가 공중인 부유바지선(10)을 구성하되, 이 부유바지선(10)에 하나 또는 하나 이상의 수차(20)가 형성되는 수차구동실(11)을 형성한다.

상기 부유바지선(10)은 내부 중공(中空)형과 함께 부유력이 보강된 발포수지 등을 이용될 수 있음은 당연하고 일체의 부유바지선과 분할된 바지선으로 구성될 수 있다.

부유바지선(10)의 수차구동실(11) 양측에 상향 돌출되는 축수부(12)를 구성시켜 수차(20) 회전축(21)을 축설치하여 자유로운 회전성을 발휘하도록 함과 회전축(21)에는 밸트풀리(22)를 구성하여 부유바지선(10)에 구성되는 전기에너지발생장치인 발전장치(30)의 연동풀리(31)와 연동으로 발전장치(30)를 구동하도록 한다.

그리고 상기 부유바지선(10)의 사방위치에 복수개의 부유바지선(10)을 결합시킬 수 있는 체결고리, 체결장치 등으로 이루어지는 체결부재(40)를 구성하여 복수개의 부유바지선(10)을 전후, 좌우측으로 연결시키도록 함과 또는 하천의 양측에 형성되어 본 고안의 부유바지선(10)을 지정된 위치에 고정시키기 위한 구조물과 연결설치 하도록 한다.

수량이 적은 건기(乾期)에 충분한 수량 깊이를 충족하지 못할 때 부유바지선(10)에서 하부로 돌출된 수차(20)가 하천바닥과의 마찰을 방지하기 위하여 부유바지선(10)저면으로 하향된 복수개의 수차보호용 다리(50)를 더 구성한다.

본 고안은 부식 및 수질오염을 방지하기 위하여 상기 부유바지선(10)은 무도장 강판으로 이루어지는 것이 바람직하고 수차(20)는 적은 수량과 저속에서도 회전량을 충족시키도록 개선된 수차형상을 구성하며 또한, 부유바지선(10)저면에서 유수의 방향을 수차(20)로 안내하기 미도시된 유수날개와 유량 및 유속에 따른 수차날개의 조절장치부를 더 구성할 수 있음은 물론이다.

본 고안의 다른 실시예의 도 5의 본 고안의 다른 실시예의 사시도와 도 6의 본 고안 도 5의 사용상태의 측면도를 도시한 바와 같이 각각의 소형 부유바지선(10-1)을 연결바(10-2)로 체결시켜 내측에 수차구동실(11-1)을 형성하여 수차(20) 를 설치함으로써 바지선의 구성이 간단하여 제작이 용이하도록 한 실시예를 더 실시할 수 있도록 하였다.

미설명부호 41은 와이어 또는 로우프를 도시한 것이다.

이상과 같이 구성되는 본 고안의 작용효과를 첨부도면에 의해 그 작용효과를 보다 상세히 설명한다.

본 고안의 도 1의 부유식 수력발전 장치를 나타내는 사시도에서와 같이 부유바지선(10) 양측으로 상향 돌출된 축수부(12)에 수차 회전축(21)을 축설치하여 수차(20)가 자유로운 회전성을 발휘하도록 함과 회전축(21) 밸트풀리(22)와 부유바지선(10)에 구성되는 발전장치(30)의 연동풀리(31)를 밸트로 연동시켜 발전장치(30)를 구동하도록 한 본 고안의 수력을 이용한 부유식 수력발전 장치의 바지선을 도 2에서와 같이 하천에 띄운다.

그리고 상기 부유바지선(10)에 형성된 체결부재(40)에 로우프, 와이어 등으로 하천 양측으로 구축된 미도시의 구조물과 양측으로 연결하여 부유바지선(10)이 유출되지 않고 지정된 위치에 견고히 고정시킨다.

또 한편으로 하천의 폭과 깊이, 넓이 등 또는 수량과 유속 등에 따라 부유바지선(10)을 복수개를 연결하여 많은 량의 에너지를 얻기 위하여 복수의 부유바지선(10)을 구성한다.

이때 상기 부유바지선(10)에 각각 구성된 체결부재(40)에 도 4에서 표시된 바와 같이 로우프, 와이어 등의 연결수단을 이용하여 부유바지선(10)을 연결시켜 복수의 부유바지선(10)군단을 형성한다.

이러한 부유바지선(10)은 도 2에서 도시된 바와 같이 하천의 수면위에 부상된 상태에서 와이어(41) 등으로 견인되어 일정한 장소에서 부유 상태를 유지하게 된다.

그리고 부유된 바지선에 축설치 된 수차(20)는 부유바지선(10)에서 하부가 물에 잠기고 상단측이 외부로 노출된 상태에서 하부 수몰부는 하천의 유수에 의해 밀림으로 수차(20)를 회전시키게 된다.

이러한 회전으로 수차(20)는 계속 회전되고 수차(20)로 연동되는 회전축(21)과 회전축(21)에 체결된 밸트풀리(22)와 부유바지선(10)에 구성되는 발전장치(30)의 연동풀리(31)가 연동되어 공지된 바 있는 발전장치(30)를 구동하므로써 발전장치에서 전기에너지가 발생하게 되는 것이다.

상기에서 얻어진 에너지는 공지와 같이 산업, 농업용으로 사용하도록 함으로써 자원이 적은 국내에서 천연의 에너지를 생산할 수 있고 특히 하천이 많은 한국의 지형에서 보다 효과적인 생산시설로 유용한 것이다.

본 고안의 실시예에서는 좁고 소하천에서는 하나의 부유바지선(10) 또는 부유바지선(10)을 일렬로 연결시키고 하천폭이 크고 많은 수량이 있는 하천에서는 전후 좌우로 연결시켜 여러 개의 부유바지선(10)을 이용할 수 있어 더 많은 전기에너지를 손쉽게 생산할 수 있는 것이다.

본 고안은 폭이 좁은 하천 등에서는 다른 실시예로 표기된 도 5와 6에 도시된바와 같이 각각의 소형 부유바지선(10-1)을 연결바(10-2)로 체결시켜 내측에 수차구동실(11-1)을 형성하여 수차(20)를 설치함으로써 바지선의 구성이 간단하여 제 작이 용이하도록 한 한편 폭이 좁아 소하천에서 실시 가능한 실시를 더 구성할 수 있도록 하였다.

또한 본 고안은 수량이 적은 건기에 부유바지선(10)에서 하향 돌출된 수차(20)가 강바닥에 마찰되어 수차의 파손을 방지하기 위하여 부유바지선(10)에서 하부로 돌출된 복수개의 수차보호용 다리(50)를 더 구성되어 수량이 적은 경우 이 수차보호용 다리(50)가 강바닥에 면접하면서 수차(20)를 바닥과의 마찰을 방지하도록 함으로써 수차를 보호할 수 있도록 하였다.

이상의 본 고안은 부식 및 수질오염을 방지하기 위하여 상기 부유바지선(10)은 무도장 강판으로 이루어지는 것이 바람직하고 수차(20)는 적은 수량과 저속에서도 회전량을 충족시키도록 개선된 수차형상을 구성하며 또한, 부유바지선(10)저면에서 유수의 방향을 수차(20)로 안내하기 미도시된 유수날개와 유량 및 유속에 따른 수차날개의 조절장치부를 더 구성할 수 있음은 본 고안의 성능향상을 위한 설계변경에 있음은 물론이다.

상기한 바와 같은 본 고안은 하천을 막아 댐을 건설함으로서 발생되는 자연파괴와 막대한 비용을 방지하고 저렴한 비용과 환경파괴가 발생되지 않는 소규모의 전기에너지 발생장치를 제공함으로써 자연친화 전기에너지를 생산할 수 있도록 한 특징과 한국 지형에 적합하고 많은 하천의 수자원을 보다 효율적으로 활용하여 전기 발전원가를 절감시킴과 동시에 생산설비가 저렴한 특징의 효과를 창출할 수 있는 유용한 고안이다.

Claims (4)

1. 하천 수면에 부상하는 부유바지선에 유수로 회전되는 수차가 구성되는 통상의 전기에너지 발생장치에 있어서,

   하나 또는 복수의 수차가 형성되는 수차구동실과 하천에 부유시키기 위한 내부가 중공인 부유바지선,

   상기 수차구동실 양측에 상향 돌출되는 축수부를 구성시켜 밸트풀리를 구비한 수차 회전축을 축 설치하여 자유로운 회전성을 발휘하도록 한 수차와,

   상기 밸트풀리로 연동되는 발전장치로 전기에너지를 생산하는 부유식 수력발전 장치
2. 제 1항에 있어서,

   부유바지선을 복수개의 소형 부유바지선으로 구성시켜 연결바로 체결한 수차구동실로 구성됨을 특징으로 하는 부유식 수력발전 장치
3. 제 1항에 있어서,

   상기 부유바지선을 복수로 연결하도록 한 체결부재를 구성함을 특징으로 하는 부유식 수력발전 장치
4. 제 1항에 있어서,

   수량이 적은 건기에 돌출된 수차가 하천바닥과 마찰을 방지하기 위한 수차보호용 다리를 더 구성함을 특징으로 하는 부유식 수력발전 장치

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