KR200480800Y1 - Water Channel Type Small Hydro Power Generator using Land Fish Farm Effluent Water - Google Patents

Water Channel Type Small Hydro Power Generator using Land Fish Farm Effluent Water Download PDF

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Abstract

본 고안은 육상 양식장 방출수를 이용한 수로형 소수력발전 장치에 관한 것으로서, 육상 양식장의 방출수를 배출하는 통로 역할을 하며, 육상 양식장과 연결되는 상부수로(110), 상기 상부수로(110)보다 낮은 곳에 위치하며 공유수면으로 연결되는 하부수로(120), 하향 경사를 이루면서 상기 상부수로(110)와 상기 하부수로(120)를 연결하는 경사수로(130)로 이루어진 방출수 수로(100); 상기 방출수 수로(100)에 수직으로 설치된 2개의 수차축(210) 각각에 결합되어 상기 방출수 수로(100)를 따라 배출되는 방출수에 의하여 상기 수차축(210)과 함께 회전하는 수차날개(220)로 구성되는 수차날개부(200); 상기 수차날개부(200)의 수차축(210)에 연동하여 회전하면서 전력을 생산하는 발전기(300); 및, 상기 수차날개부(200)의 입구측에는 상기 방출수 수로(100)의 내측면 좌우측 각각에 돌출되도록 설치되어 상기 방출수 수로(100)의 단면적을 점진적으로 줄이면서 방출수를 상기 방출수 수로(100)의 중앙으로 유도하고 상기 수차날개부(200)로 유입되는 방출수의 유속을 증가시키는 방출수 집수기(400);를 포함하여 구성되고, 방출수의 유속이 가장 빠른 영역을 최대한 활용하여 발전량을 증대시키는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a small-scale hydroelectric power generating apparatus using water discharged from an aquaculture farm, which serves as a passage for discharging water discharged from the aquaculture farm and includes an upper waterway (110) connected to the onshore farm, And an inclined waterway 130 connecting the upper waterway 110 and the lower waterway 120 while downwardly inclining the waterway 120. The lower waterway 120 is connected to the lower waterway, (100); The aberration wings (210) coupled to each of the two airstream shafts (210) installed vertically to the discharge water channel (100) and rotated together with the airstream shaft (210) by discharge water discharged along the discharge water channel 220; < / RTI > A generator 300 that generates electric power while rotating in conjunction with an airstream shaft 210 of the aberration wing 200; And the aberration wing portion 200 is provided on the inlet side of the aeration water channel 100 so as to protrude from the left and right sides of the inner side of the discharge water channel 100 so as to gradually reduce the sectional area of the discharge water channel 100, And a discharge water collector (400) for guiding water to the center of the aquarium wing (100) and increasing the flow velocity of the water discharged into the aberration wing (200). Thereby increasing the power generation amount.

Description

육상 양식장 방출수를 이용한 수로형 소수력발전 장치{Water Channel Type Small Hydro Power Generator using Land Fish Farm Effluent Water}Technical Field [0001] The present invention relates to a water channel type small hydroelectric power generation system using land water culture system,

본 고안은 중력의 영향을 받아 높은 곳에서 낮은 곳을 향해서 흐르는 물의 흐름을 이용하여 수차를 회전시켜 전기에너지를 발생시키는 소수력발전 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 육상 양식장에서 어패류 양식을 목적으로 필요한 물을 바다에서 펌프로 취수하여 어패류를 양식하는 저수조로 공급하고, 저수조의 물은 침전조를 통과하면서 부유물을 침전시킨 후 방출수 수로를 통하여 배출되는데, 이러한 방출수의 유량과 낙차를 이용하여 소수력발전용 수차를 회전시켜 전기를 발전하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a small hydroelectric power generating apparatus that generates electric energy by rotating a water turbine using a flow of water flowing from a high place to a low place under the influence of gravity, and more particularly, The water is supplied from the sea by a pump to a water tank for culturing fish and shellfish, and the water in the water tank is discharged through a discharge water channel after the float is settled while passing through a settling tank. And the electric power is generated by rotating the water turbine.

수력발전은 높은 위치에 있는 하천이나 저수지의 유량(Q)을 유도하여 위치에너지인 낙차(H)를 이용, 수차에 회전력을 발생시키고 수차와 직결되어 있는 발전기에 의해서 회전 운동을 전기 에너지로 변환하여 전력을 생산하는 발전방식이다. 낙차(H)는 이용 가능한 최대 수직 거리이며, 손실로 인하여 감속한 낙차를 정격낙차(Net Head)라 하고, 유량(Q)은 초당 지나가는 물의 양(㎥/sec)으로 수차를 회전시키는 물의 유량이 많고, 낙차가 클수록 발전 설비용량이 커지고 전력량도 그만큼 증가한다. 즉, 수력발전의 출력은 수력출력 [kW]=9.8(중력가속도)×유량(㎥/s)×낙차(m)×수차 발전기효율(％)로 산출될 수 있다.
소수력발전은 주로 산과 계곡이 많은 지역에서 댐이나 소하천을 이용하여 이루어지는 발전방식이다. 이러한 소수력발전은 개발 주변지역의 각종 민원 제기와 강우량의 계절별 편중에 따른 가동율이 35％ 정도로 경제성이 부족하여 소수력발전이 원활하게 이루어지지 않았다.
그러나 최근에 정부의 신재생에너지 보급정책에 따른 지역에너지 보급사업, 신재생에너지공급의무화제도(RPS)로 소수력발전의 필요성이 증폭되면서 공공기관에서 민원 발생의 우려가 없는 기존 시설물인 조정지 댐이나 양수발전소의 하부댐, 농업용 저수지, 하수처리장, 수도용 관로, 하수종말처리장, 화력발전소의 냉각수 등을 이용한 소규모 소수력발전 개발에 많은 노력을 기울이고 있다.
소수력발전에 사용되는 수차는 튜브수차(Tube turbine), 횡류형 수차(Crossflow turbine), 저낙차용 수차, 카프란수차(Kaplan turbine), 입축 프로펠러수차(Vertical axis propeller turbine), 프란시스 수차(Francis turbine) 등이 있다.
튜브수차는 저낙차의 소수력발전소에 적용이 가능한 수차이며, 유량과 낙차가 일정한 소수력발전소에 효과적이고, 횡류형 수차는 저낙차 및 중낙차의 소수력발전소에 적용이 가능하며, 유량변동이 심한 소수력발전소에 효과적이고, 저낙차용 수차는 저낙차의 소수력발전소에 적용이 가능한 수차이고, 카프란수차는 저낙차의 소수력발전소에 적용이 가능한 수차이며, 특히 유량과 낙차의 변화가 심한 소수력발전소에 효과적이고, 입축프로펠러수차는 튜브수차와 같이 저낙차의 소수력발전소에 적용이 가능하고 유량과 낙차가 일정한 소수력발전소에 효과적이며, 회전축이 지면에 수직인 것이 특징이고, 프란시스 수차는 중·저낙차에 알맞는 수차로서 국내에 산재한 농업용저수지 및 대댐을 이용한 소수력발전에 적용이 가능한 수차이다.
이러한 소수력발전을 어폐류의 육상양식장에 적용하면 어패류를 양식하고 바다로 버려지는 물을 이용하여 소수력발전이 가능한데, 육상양식장에서 버려지는 물을 이용하여 소수력발전용 수차 및 발전시스템(장치)을 설치하여 소수력발전효과를 기대하였으나, 기존의 튜브수차, 횡류형 수차, 저낙차용 수차, 카프란수차, 입축 프로펠러수차, 프란시스 수차 등이 구비된 소수력발전 장치를 육상양식장의 수로에 설치하여 소수력발전을 기대하기 어렵다.
아울러, 육상양식장은 바다에서 취수하는 물의 양과 양식장에서 사용하고 바다로 방류하는 물의 양이 같은 것을 원칙으로 하는데, 기존의 소수력발전용 수차를 돌리기 위해 물의 흐름을 축소하여 유량과 유압을 상승시킬 경우에는 수로에 물이 정체되고, 이로 인하여 침전조와 저수조의 물이 원활하게 배출되지 못하고 정체되어 육상양식장의 저수조에서 양식하는 어패류가 폐사하는 치명적인 사태가 초래될 수도 있다.
[선행기술문헌]
등록실용신안 제20-0465849호
공개특허 제10-2012-0036450호Hydropower generates the flow (Q) of a river or reservoir located at a high position and uses a drop (H), which is a potential energy, to generate a rotational force in the aberration, and a rotational motion is converted into electric energy by a generator connected directly to the aberration It is a power generation method. The drop (H) is the maximum vertical distance that can be used. The drop that is decelerated due to the loss is called the net head and the flow rate (Q) is the flow rate of water that rotates the aberration by the amount of water passing per second The larger the freefall, the greater the capacity of the power generation facilities and the greater the amount of power. That is, the output of the hydroelectric power can be calculated by the hydraulic power [kW] = 9.8 (gravitational acceleration) x flow rate (m3 / s) x drop (m) x aberration generator efficiency (%).
Small hydro power generation is a power generation method using dam or small river in mainly mountain and valley area. This small-scale hydroelectric power generation has not been operated smoothly due to lack of economical efficiency due to seasonality of rainfall and various complaints in the development area and the operation rate is about 35%.
However, as the need for small hydro power development has been amplified by the government's new renewable energy supply policy and the RPS (Renewable Energy Supply Mandatory System) according to the policy of the renewable energy supply policy, the existing facilities, which have no fear of civil complaints, We are making a lot of efforts to develop small-scale hydroelectric power generation by using the lower dam of the power plant, the agricultural reservoir, the sewage treatment plant, the water pipeline, the sewage end treatment plant, and the cooling water of the thermal power plant.
The aberrations used in small-hydro-power generation include tube turbine, crossflow turbine, low turbine aberration, Kaplan turbine, vertical axis propeller turbine, Francis turbine, .
Tube aberration is an aberration that can be applied to a small hydroelectric power plant with low dropout, and it is effective for a small hydroelectric power plant with constant flow rate and drift rate. Crossflow aberration can be applied to a small power plant with low dropout and medium dropout, And the low aberration aberration is an aberration that can be applied to a small hydraulic power plant of low dropping point and the caplan aberration is an aberration which can be applied to a small hydraulic power plant of low dropping point and is effective especially in a small hydraulic power plant in which a change in flow rate and dropout is severe, The axial propeller turbine can be applied to a small hydraulic power plant with a low drop like the tube aberration, and is effective for a small hydroelectric power plant with a constant flow rate and drift. The rotary shaft is perpendicular to the ground. Francis aberration is aberration Which can be applied to small hydropower generation using agricultural reservoirs and large dams scattered in Korea.
This small-scale hydroelectric power generation can be applied to the aquaculture farms of aquaculture farms, where small hydro-power can be generated by cultivating fish and shellfish and dumped into the sea. The aquatic power generation system and devices However, it is expected that small hydropower generation devices equipped with conventional tube aberration, transverse aberration, aft aberration, capstan aberration, eccentric propeller aberration, Francis aberration, It is difficult to do.
On the other hand, in the case of onshore farms, the amount of water taken from the sea and the amount of water discharged from the farm are used in principle. However, when the flow of water is increased by reducing the flow of water Water may become stagnant in the water channel, causing the water in the settling tank and the water tank to fail to discharge smoothly, resulting in a catastrophic event in which the fish and shellfish cultivated in the water tank of the onshore farm are killed.
[Prior Art Literature]
Registration Utility Model No. 20-0465849
Published patent application No. 10-2012-0036450

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상기한 문제점을 해결하기 위하여 창작된 본 고안은 육상양식장에서 공유수면을 통해 바다로 배출되는 방출수의 흐름을 방해하지 않으면서 발전량을 최대화할 수 있는 새로운 개념의 소수력발전 장치를 제공함을 목적으로 한다.The object of the present invention is to provide a small-scale hydroelectric power generating apparatus which can maximize the amount of generated water without interfering with the flow of the discharged water to the sea through a shared water surface in a field farm, .

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상기한 목적을 달성하기 위하여 창작된 본 고안의 육상양식장 방출수를 이용한 수로형 소수력발전 장치에 관한 것으로서, 육상양식장의 방출수를 배출하는 통로 역할을 하며, 육상양식장과 연결되는 상부수로(110), 상기 상부수로(110)보다 낮은 곳에 위치하며 공유수면으로 연결되는 하부수로(120), 하향 경사를 이루면서 상기 상부수로(110)와 상기 하부수로(120)를 연결하는 경사수로(130)로 이루어진 방출수 수로(100); 상기 방출수 수로(100)에 수직으로 설치된 2개의 수차축(210) 각각에 결합되어 상기 방출수 수로(100)를 따라 배출되는 방출수에 의하여 상기 수차축(210)과 함께 회전하는 수차날개(220)로 구성되는 수차날개부(200); 상기 수차날개부(200)의 수차축(210)에 연동하여 회전하면서 전력을 생산하는 발전기(300); 및, 상기 수차날개부(200)의 입구측에는 상기 방출수 수로(100)의 내측면 좌우측 각각에 돌출되도록 설치되어 상기 방출수 수로(100)의 단면적을 점진적으로 줄이면서 방출수를 상기 방출수 수로(100)의 중앙부로 유도하고 상기 수차날개부(200)로 유입되는 방출수의 유속을 증가시키는 방출수 집수기(400);를 포함하여 구성되고, 상기 수차날개부(200)의 수차축(210)은 상기 방출수 수로(100)의 중심에서 좌우 양측으로 동일한 거리만큼 이격되어 나란하게 설치되어 상기 수차날개부(200)가 상기 방출수 수로(100)의 중심을 기준으로 대칭 구조로 배치되며, 상기 수차날개부(200)의 수차날개(220)는 상기 방출수 수로(100)의 중앙부를 흐르는 방출수와 부딪히는 면이 오목하게 함몰된 형태인 것을 특징으로 한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a water-channel type small hydroelectric power generating apparatus using the water discharged from a land farm in the present invention, which serves as a passage for discharging water discharged from a land farm, A lower water channel 120 located at a lower level than the upper water channel 110 and connected to a common water surface, a water channel 120 connecting the upper water channel 110 and the lower water channel 120, A discharge water channel 100 made up of a furnace 130; The aberration wings (210) coupled to each of the two airstream shafts (210) installed vertically to the discharge water channel (100) and rotated together with the airstream shaft (210) by discharge water discharged along the discharge water channel 220; < / RTI > A generator 300 that generates electric power while rotating in conjunction with an airstream shaft 210 of the aberration wing 200; And the aberration wing portion 200 is provided on the inlet side of the aeration water channel 100 so as to protrude from the left and right sides of the inner side of the discharge water channel 100 so as to gradually reduce the sectional area of the discharge water channel 100, (400) for guiding the water to the center of the aberration wing (100) and increasing the flow velocity of the water to be introduced into the aberration wing (200) 210 are spaced apart from each other by the same distance to the left and right sides of the center of the discharge water channel 100 so that the aberration wing portions 200 are arranged symmetrically with respect to the center of the discharge water channel 100 The aberration wing 220 of the aberration wing 200 is formed in a concave shape in which a surface of the aberration wing 220 that runs through the central portion of the discharge water channel 100 is collapsed.

상기한 구성의 본 고안에 따른 기술적 효과는 다음과 같다.
첫째, 유속이 가장 빠른 방출수 수로(100)의 중앙을 통과하는 방출수를 최대한 활용하여 수차날개(220)를 회전시킴으로써 발전량을 극대화할 수 있다.
둘째, 필요에 따라 소수력발전 장치를 이동 설치할 수 있어 유량의 변화나 기타 제반 조건 등의 변화에 능동적으로 대처할 수 있다.
셋째, 방출수차단 수문(140)과 바이패스 수문(150)을 선택적으로 개폐하여 방출수의 유로를 전환할 수 있다.
넷째, 육상양식장의 경우 필연적으로 갖추어야할 방출수 수로(100)에 설치할 수 있는 소수력 발전 장치를 제공함으로써, 장소 확보가 유리하고 민원 발생의 소지를 최소화할 수 있다.
다섯째, 방출수와 맞부딪히는 수차날개(220)의 면을 오목하게 제작하여 수차날개(220)에 보다 많은 회전력이 작용할 수 있도록 하여 발전량을 극대화시킬 수 있다.
여섯째, 유량이 감소하더라도 전력 생산이 가능하고, 설치 및 유지관리 비용이 저렴하여 경제적이다.Technical effects according to the present invention of the above configuration are as follows.
First, it is possible to maximize the amount of power generation by rotating the aberration wing 220 by making maximum use of the discharge water passing through the center of the discharge water channel 100 having the fastest flow velocity.
Secondly, it is possible to move the small hydro power generation equipment as needed, and actively cope with changes in the flow rate and other various conditions.
Third, the discharge water cut-off gate 140 and the bypass water gate 150 can be selectively opened and closed to switch the flow rate of the discharged water.
Fourth, in the case of onshore farm, it is possible to secure the place and minimize the incidence of civil complaints by providing the small hydroelectric power plant which can be installed in the water discharge channel (100).
Fifth, the surface of the aberration wing 220 facing the discharge water can be made concave so that more torque can be applied to the aberration wing 220, thereby maximizing the generation amount.
Sixth, it is possible to produce electricity even if the flow rate is reduced, and it is economical because the installation and maintenance cost is low.

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도1은 일반적인 육상 양식장의 구성을 보여주는 측면 개념도이다.
도2는 일반적인 육상 양식장의 구성을 보여주는 평면 개념도이다.
도3은 본 고안에 따른 구체적 실시예의 측면도이다.
도4는 본 고안에 따른 구체적 실시예의 평면도이다.
도5는 본 고안에 따른 구체적 실시예의 정면도이다.
도6은 본 고안에 적용된 수차날개부(200)의 구조로서, (a) 평면구조, (b) 정면구조, 및 (c) 수차날개(220)의 단면구조를 각각 도시한다.
도7은 본 고안이 방출수 수로(100)의 하부수로(120)에 설치된 경우를 도시하는 측면도이다.
도8은 바이패스 수문(150)과 방출수차단 수문(140)이 구비된 경우를 도시하는 평면도이다.Fig. 1 is a schematic side view showing the construction of a general aquaculture farm.
Fig. 2 is a plan view showing the construction of a general aquaculture farm.
3 is a side view of a specific embodiment according to the present invention.
4 is a plan view of a specific embodiment according to the present invention.
5 is a front view of a specific embodiment according to the present invention.
6 shows a structure of the aberration wing 200 applied to the present invention, (a) a planar structure, (b) a frontal structure, and (c) a sectional structure of the aberration wing 220, respectively.
Fig. 7 is a side view showing the case where the present invention is installed in the lower water channel 120 of the discharge water channel 100. Fig.
8 is a plan view showing a case where a bypass gate 150 and a discharge water blocking gate 140 are provided.

이하에서는 본 고안의 구체적 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
도1은 일반적인 육상 양식장의 구성을 보여주는 측면 개념도이고, 도2는 일반적인 육상 양식장의 구성을 보여주는 평면 개념도인데, 종래의 일반적인 육상 양식장은 취수펌프를 가동시켜 취수관를 통하여 바닷물을 저수조로 보내고, 저수조에서는 바닷물을 이용하여 어패류를 양식한다. 저수조의 물은 침전조에서 부유물이 침전되고 나머지 물은 취수관에서 취수되는 물의 양만큼 침전조의 방출수 수로를 통하여 바다로 방출한다.
도3 내지 도5에는 육상 양식장의 방출수 수로(100)에 설치되는 본 고안의 구체적 실시예의 측면도, 평면도 및 정면도가 도시되어 있다.
본 고안은 육상 양식장 방출수를 이용한 수로형 소수력발전 장치에 관한 것으로서, 방출수 수로(100), 수차날개부(200), 발전기(300) 및 방출수 집수기(400)로 구성된다.
방출수 수로(100)는 육상 양식장의 방출수를 배출하는 통로 역할을 하는데, 이러한 방출수 수로(100)는 도7에 도시된 바와 같이 육상 양식장과 연결되는 상부수로(110), 상부수로(110)보다 낮은 곳에 위치하며 공유수면으로 연결되는 하부수로(120), 및 하향 경사를 이루면서 상부수로(110)와 하부수로(120)를 연결하는 경사수로(130)로 이루어진다.
즉 첨부된 도7로부터 쉽게 예측할 수 있듯이 상부수로(110)는 육상 양식장의 침전조의 방출수가 유입되는 유입통로 역할을 하고, 하부수로(120)는 공유수면으로 연결되어 방출수를 바다로 순환시키는 배출통로 역할을 하는 것이고, 경사수로(130)는 상부수로(110)와 하부수로(120)의 고도 편차를 이용하여 방출수를 보다 빨리 배출시키는 역할을 하는 것이고, 본 고안은 이러한 방출수 수로(100)를 따라 흐르는 방출수의 낙차, 유속 또는 유압을 이용하여 전력을 생산하게 된다.
수차날개부(200)는 방출수 수로(100)에 수직으로 설치된 2개의 수차축(210) 각각에 결합되어 방출수 수로(100)를 따라 배출되는 방출수에 의하여 수차축(210)과 함께 회전하는 수차날개(220)로 구성된다.
이러한 수차날개부(200)는, 도3 또는 도5에 도시된 바와 같이 수차축(210)을 상부에서 지지하는 상부덮개(230), 수차축(210)을 하부에서 지지하는 수차받침(240), 및 이러한 상부덮개(230)와 수차받침(240)을 연결하는 다수의 수차가대(250)로 이루어진다.
즉, 본 고안은 수차받침(240) 위에 수차가대(250)를 세우고 수차받침(240) 중앙 부분에 철재로 가공된 베어링하우징을 취부하여 베어링하우징에 하부축 베어링(245)을 끼워 넣은 후 수차날개(12)가 부착된 수차축(210)의 하단부를 하부축 베어링(11)에 끼워 조립 후 상부덮개(230)를 수차가대(250)와 연결하여 조립한다. 이때 상부축 베어링(235)은 상부덮개(230)의 중앙에 끼워 조립한다.
또한, 상부덮개(230)의 상부 중앙에는 스러스트 베어링(215)을 설치하여 수차축(210)과 스러스트 베어링(215)을 연결하여 수차날개부(200)의 전체적인 하중을 스러스트 베어링(215)이 담당하도록 하며, 상부축 베어링(235)과 하부축 베어링(245)은 수차축(210)의 상하부 각각에 조립되어 수차축(210)의 회전시 저항을 줄여주고 연속적인 사용이 가능하도록 한다.
이와 같은 수차날개부(200)는 방출수 수로(100)의 내측면 좌우측에 설치되는 수차고정가대(260)를 따라 위치를 달리하여 이동 설치가 가능하게 된다.
따라서 유량이나 기타 주변 여건 등을 고려하여 상부수로(110)에 설치될 수도 있고, 도7에 도시된 것처럼 하부수로(120)에 설치되어 경사수로(130)를 따라 낙하하는 방출수의 낙차를 최대한 이용할 수도 있다.
본 고안과 같은 수로형 소수력발전 장치를 설치할 경우 먼저 설치할 위치를 선정하여 양식장의 방출수 수로(100)의 수로덮개(160)를 절취하고, 방출수 수로(100)의 내측면 좌우측에 수차고정가대(260)를 부착한 후 스러스트 베어링(215)이 부착된 수차날개부(200)를 방출수 수로의 위에서 아래로 삽입하여 방출수 수로(100) 내부에 고정한 후 방출수 집수기(400)를 수차날개부(200)와 밀착되도록 방출수 수로(100) 내측면 좌우측 각각에 설치한 후 수로덮개(160)를 덮어 고정한 후 수차축(13)의 상단부에 커플링(330)을 연결하여 발전기(300)의 회전축과 연결한다. 발전기(300)는 발전기 고정대(310)에 의해 고정되며 발전기 덮개(320)로 발전기(300)를 보호한다.
수차날개부(200)의 수차축(210)은 방출수 수로(100)의 중심에서 좌우 양측으로 동일한 거리만큼 이격되어 나란하게 설치되며, 수차날개부(200)가 방출수 수로(100)의 중심을 기준으로 대칭 구조로 배치된다.
수차날개부(200)의 수차날개(220)는 도6에 도시된 바와 같이 방출수 수로(100)의 중앙부를 흐르는 방출수와 부딪히는 면이 오목하게 함몰된 형태인 것을 특징으로 하는데, 이와 같이 오목하게 함몰된 형태가 될 경우 방출수의 저항력을 증가시키게 되어 동일한 유량이 흐를 때 보다 많은 전력을 생산할 수 있다.
아울러, 방출수 수로(100)와 같은 통로를 흐르는 물과 같은 유체의 경우 중앙의 유속이 가장 빠르고 좌우 양측면으로 갈수록 유속이 점차 감소하게 되는데, 본 고안은 오목하게 함몰된 형태의 수차날개(220)가 방출수 수로(100)의 중앙부에서 방출수와 부딪히게 되어 방출수의 최고 유속을 최대한 이용하여 한 쌍의 수차날개부(200)를 회전시킬 수 있다.
또한, 수차날개부(200)의 수차날개(220)는 도6에 도시된 바와 같이 오목하게 함몰된 면을 따라 지표면과 수평이 되는 방향으로 V자 형태의 홈이 가공되어 방출수의 저항력을 더욱 증가시켜 발전량이 증대되도록 한다.
방출수 집수기(400)는 도4 또는 도8에 도시된 것처럼 수차날개부(200)의 입구측에 설치되는데, 방출수 수로(100)의 내측면 좌우측 각각에 삼각형으로 돌출되도록 설치되어 방출수 수로(100)의 단면적을 점진적으로 줄이면서 방출수를 방출수 수로(100)의 중앙으로 유도하고 수차날개부(200)로 유입되는 방출수의 유속을 증가시키고, 발전량을 증대시키게 된다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a side conceptual view showing the construction of a general aquaculture farm, and FIG. 2 is a plan view showing a construction of a general aquaculture farm. In the conventional general athletic farm, a water intake pump is operated to send seawater to a water tank through a water intake pipe, We use seawater to produce fish and shellfish. The water in the reservoir is discharged from the settling tank through the discharge water channel of the settling tank by the amount of water settled in the settling tank and the remaining water is taken from the water intake pipe.
3 to 5 show a side view, a plan view and a front view of a concrete embodiment of the present invention installed in the effluent water channel 100 of the onshore farm.
The present invention relates to a watercraft-type small hydroelectric power generation apparatus using a land-based farm water discharge system, and comprises a water discharge channel 100, a water wing unit 200, a generator 300, and a water discharge collector 400.
The discharge water channel 100 serves as a passage for discharging the water discharged from the onshore farm. The discharge water channel 100 includes an upper water channel 110 connected to the onshore farm, And a sloping water channel 130 connecting the upper water channel 110 and the lower water channel 120 with a downward inclination. The lower water channel 120 is located lower than the water channel 110 and connected to the common water surface.
7, the upper waterway 110 serves as an inflow passage for the discharge water of the sedimentation tank of the onshore farm, and the lower waterway 120 is connected to the common water surface, and circulates the water to the sea And the inclined water passage 130 serves to discharge the discharged water more quickly by utilizing the altitude deviation between the upper waterway 110 and the lower waterway 120. The present invention is not limited to this, The flow rate or the hydraulic pressure of the discharged water flowing along the discharge water channel 100 to generate electric power.
The aberration wing portion 200 is coupled to each of the two airstream shafts 210 installed vertically to the discharge water channel 100 and is rotated together with the airstream shaft 210 by the discharge water discharged along the discharge water channel 100 And an aberration wing (220).
3 or 5, the aberration wing unit 200 includes an upper lid 230 for supporting the aquaduct shaft 210 from above, a turbine receiver 240 for supporting the aquadashaxine 210 from below, And a plurality of supporters 250 connecting the upper lid 230 and the aquarium receiver 240. [
That is, according to the present invention, a bearing housing, which is machined of iron material, is mounted on the aberration receiver 240 and a lower shaft bearing 245 is inserted into the bearing housing, The lower end of the airstream shaft 210 to which the vane 12 is attached is fitted to the lower shaft bearing 11 and then the upper cover 230 is assembled by connecting the lower end of the airstream shaft 210 to the receiver base 250. At this time, the upper shaft bearing 235 is fitted in the center of the upper lid 230.
A thrust bearing 215 is installed at an upper center of the upper lid 230 to connect the airstream shaft 210 and the thrust bearing 215 to the overall load of the aberration wing portion 200 by the thrust bearing 215 The upper shaft bearing 235 and the lower shaft bearing 245 are assembled to the upper and lower portions of the airstream shaft 210 so as to reduce the resistance of the airstream shaft 210 during rotation and enable continuous use.
The aberration wing unit 200 can be moved and installed at different positions along the water tank height fixture 260 installed on the left and right sides of the inner side of the water discharge channel 100.
Therefore, it may be installed in the upper water channel 110 considering the flow rate and other surrounding conditions, or may be installed in the lower water channel 120 as shown in FIG. 7, You can take advantage of the free fall as much as possible.
In the case of installing the water-channel type small hydroelectric power generating apparatus as in the present invention, the position to be installed first is selected, the water channel cover 160 of the discharge water channel 100 of the farm is cut off, The aberration wing unit 200 to which the thrust bearing 215 is attached is inserted from the top to the bottom of the discharging water channel to fix the discharging water channel 400 in the discharging water channel 100, The water channel cover 160 is installed on the left and right sides of the water channel 100 so as to be in close contact with the aberration wing 200 and then the coupling 330 is connected to the upper end of the water channel shaft 13, 300). The generator 300 is secured by a generator fixture 310 and protects the generator 300 by a generator cover 320.
The aberration wings 210 of the aberration wings 200 are disposed in parallel to each other by the same distance from both sides of the center of the effluent water can 100. The aberration wings 200 are disposed at the center of the discharge water passage 100 As shown in FIG.
As shown in FIG. 6, the aberration wing 220 of the aberration wing portion 200 is characterized in that the surface that collides with the discharged water flowing in the central portion of the discharge water channel 100 is recessed concavely. In the case of the recessed shape, the resistivity of the discharged water increases, so that it is possible to generate more electric power when the same flow rate flows.
In the case of a fluid such as the water flowing through the discharge water channel 100, the central flow velocity is the fastest, and the flow velocity gradually decreases toward both the left and right sides. In the present invention, the aberration- Can hit the discharged water at the central portion of the discharge water channel 100, so that the pair of aberration wing portions 200 can be rotated by maximizing the maximum flow velocity of the discharged water.
6, the aberration wing 220 of the aberration wing portion 200 has a V-shaped groove formed in a direction parallel to the surface of the ground along the recessed surface, So that the power generation amount is increased.
4 and 8, the discharge water collector 400 is installed on the inlet side of the aberration wing portion 200 and is installed to protrude in a triangular shape on each of left and right sides of the inner side of the discharge water channel 100, The cross-sectional area of the water channel 100 is gradually reduced, and the discharged water is guided to the center of the discharge water channel 100, the flow rate of the water discharged into the aberration wing portion 200 is increased, and the power generation amount is increased.

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발전기(300)는 수차날개부(200)의 수차축(210)에 연동하여 회전하면서 전력을 생산하는 역할을 하는데, 커플링(330) 등을 이용하여 수차축(210)과 발전기의 회전축을 연결하며, 양식장에서 배출되는 방출수의 낙차(중력에너지), 유속 또는 유량에 의하여 수차날개부(200)의 수차축이 회전하면 이에 연동하여 회전하면서 전력을 생산하여 상용전원으로 송전한다.The generator 300 serves to generate electric power by interlocking with the airstream shaft 210 of the aberration wing unit 200. The generator 300 is connected to the airstream shaft 210 and the rotary shaft of the generator using a coupling 330, And when the water shaft of the aberration wing unit 200 is rotated by the drop (gravity energy), flow rate, or flow rate of the discharged water discharged from the farm, the water is rotated to generate electric power and transmit it to the commercial power source.

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도8은 방출수차단 수문(140)과 바이패스 수문(150)이 구비되는 경우를 도시한다.
방출수차단 수문(140)은 수차날개부(200)의 전방에 개폐식으로 설치되어 방출수가 수차날개부(200)로 유입되는 것을 차단하거나 개방하는 역할을 한다. 8 shows a case in which the discharge water blocking gate 140 and the bypass gate 150 are provided.
The discharge water shutoff gate 140 is installed in a front opening of the aberration wing portion 200 so as to block or open the flow of the discharge water into the aberration wing portion 200.

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바이패스 수문(150)은 방출수차단 수문(140)의 전방에 개폐식으로 설치되어 방출수의 배출 경로를 전환하는 역할을 한다.
이러한 방출수차단 수문(140)과 바이패스 수문(150)의 선택적 개폐가 가능한데, 방출수차단 수문(140)을 열고 바이패스 수문(150)을 닫음으로써 방출수가 수차날개부(200)를 통과하면서 발전이 이루어지게 할 수도 있고, 방출수차단 수문(140)을 닫고 바이패스 수문(150)을 열어 방출수가 그대로 공유수면으로 배출되도록 할 수도 있다. The bypass gate (150) is installed on the front side of the discharge water blocking gate (140) in an openable and closable manner to switch the discharging route of the discharged water.
It is possible to selectively open and close the discharge water blocking water gate 140 and the bypass water gate 150. The discharge water blocking water gate 140 is opened and the bypass water gate 150 is closed so that the discharged water passes through the aberration wing portion 200 Or the discharge water shutoff gate 140 may be closed and the bypass water gate 150 may be opened so that the discharged water is discharged to the shared water surface as it is.

즉, 수차날개부(200)나 발전기(300)의 설치, 보수 및 수리 시에는 방출수차단 수문을 닫고 바이패스 수문(150)을 개방하고, 발전이 이루어지는 평상시에는 바이패스 수문(150)을 닫고 방출수차단 수문(140)을 개방하면 된다.That is, at the time of installing, repairing and repairing the aberration wing unit 200 and the generator 300, the bypass water gate 150 is closed and the bypass water gate 150 is closed The discharge water shutoff gate 140 is opened.

상기한 바와 같이 본 고안의 구체적 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하였으나 본 고안의 보호범위가 반드시 이러한 실시예에만 한정되는 것은 아니며 본 고안의 기술적 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양한 설계변경, 공지기술의 부가나 삭제, 단순한 수치한정 등의 경우에도 본 고안의 보호범위에 속함을 분명히 한다.Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, it is to be understood that the scope of the present invention is not limited to these embodiments and various changes and modifications may be made without departing from the scope of the present invention. The addition or deletion of technology, or the simple numerical limitation, are also within the scope of protection of this invention.

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100:방출수 수로
110:상부수로
120:하부수로
130:경사수로
140:방출수차단 수문
150:바이패스 수문
160:수로덮개
200:수차날개부
210:수차축
215:스러스트 베어링
220:수차날개
225:홈(V형)
230:상부덮개
235:상부축 베어링
240:수차받침
245:하부축 베어링
250:수차가대
260:수차고정가대
300:발전기
310:발전기 고정대
320:발전기 덮개
330:커플링
400:방출수 집수기 100: Number of discharge water
110: Upper waterway
120: Lower water channel
130:
140: Emission water cut-off gate
150: Bypass hydrology
160: water channel cover
200: aberration wing portion
210:
215: thrust bearing
220: aberration wing
225: groove (V type)
230: upper cover
235: Top shaft bearing
240:
245: Lower shaft bearing
250: Water trucks
260: Shoji List Price
300: generator
310: generator stand
320: generator cover
330: Coupling
400: Emitter collector

Claims (6)

육상 양식장 방출수를 이용한 수로형 소수력발전 장치에 관한 것으로서,
육상 양식장의 방출수를 배출하는 통로 역할을 하며, 육상 양식장과 연결되는 상부수로(110), 상기 상부수로(110)보다 낮은 곳에 위치하며 공유수면으로 연결되는 하부수로(120), 하향 경사를 이루면서 상기 상부수로(110)와 상기 하부수로(120)를 연결하는 경사수로(130)로 이루어진 방출수 수로(100);
상기 방출수 수로(100)에 수직으로 설치된 2개의 수차축(210) 각각에 결합되어 상기 방출수 수로(100)를 따라 배출되는 방출수에 의하여 상기 수차축(210)과 함께 회전하는 수차날개(220)로 구성되는 수차날개부(200);
상기 수차날개부(200)의 수차축(210)에 연동하여 회전하면서 전력을 생산하는 발전기(300); 및,
상기 수차날개부(200)의 입구측에는 상기 방출수 수로(100)의 내측면 좌우측 각각에 돌출되도록 설치되어 상기 방출수 수로(100)의 단면적을 점진적으로 줄이면서 방출수를 상기 방출수 수로(100)의 중앙부로 유도하고 상기 수차날개부(200)로 유입되는 방출수의 유속을 증가시키는 방출수 집수기(400);
를 포함하여 구성되고,
상기 수차날개부(200)의 수차축(210)은 상기 방출수 수로(100)의 중심에서 좌우 양측으로 동일한 거리만큼 이격되어 나란하게 설치되어 상기 수차날개부(200)가 상기 방출수 수로(100)의 중심을 기준으로 대칭 구조로 배치되며,
상기 수차날개부(200)의 수차날개(220)는 상기 방출수 수로(100)의 중앙부를 흐르는 방출수와 부딪히는 면이 오목하게 함몰된 형태인 것을 특징으로 하는 육상 양식장 방출수를 이용한 수로형 소수력발전 장치.The present invention relates to a small-scale hydroelectric power generating apparatus using water discharged from a land farm,
(110) connected to the aquaculture farm, a lower waterway (120) located lower than the upper waterway (110) and connected to a common water surface, and a lower waterway (100) comprising an inclined waterway (130) connecting the upper waterway (110) and the lower waterway (120) while forming an inclination;
The aberration wings (210) coupled to each of the two airstream shafts (210) installed vertically to the discharge water channel (100) and rotated together with the airstream shaft (210) by discharge water discharged along the discharge water channel 220; < / RTI >
A generator 300 that generates electric power while rotating in conjunction with an airstream shaft 210 of the aberration wing 200; And
The aberration wing portion 200 is provided at the inlet side of the discharge water channel 100 so as to protrude from the left and right sides of the inner side of the discharge water channel 100 so as to gradually reduce the sectional area of the discharge water channel 100, (400) for increasing the flow rate of the water discharged into the aberration wing (200);
And,
The aberration wings 210 of the aberration wings 200 are disposed in parallel to each other at equal distances from the center of the discharge water channel 100 to the left and right sides, ) Are arranged symmetrically with respect to the center of the substrate
Wherein the aberration wing (220) of the aberration wing (200) is formed in a concave shape in which the surface of the aberration wing (220) that collides with the discharged water flowing in the central portion of the discharging water channel (100) is recessed concavely. Generator. 제1항에서,
상기 수차날개부(200)의 전방에 개폐식으로 설치되어 방출수가 상기 수차날개부(200)로 유입되는 것을 차단하거나 개방하는 방출수차단 수문(140); 및,
상기 방출수차단 수문(140)의 전방에 개폐식으로 설치되어 방출수의 배출 경로를 전환하는 바이패스 수문(150);
이 더 포함되고,
상기 방출수차단 수문(140)과 상기 바이패스 수문(150)의 선택적 개폐가 가능한 것을 특징으로 하는 육상 양식장 방출수를 이용한 수로형 소수력발전 장치.The method of claim 1,
A discharge water blocking gate 140 installed on the front of the aberration wing portion 200 to shut off or open the flow of the discharge water into the aberration wing portion 200; And
A bypass sluice 150 installed on the front side of the discharge water cut-off sidewall 140 so as to open and close the discharge sludge discharge passage;
Lt; / RTI >
Wherein the discharge water blocking gate (140) and the bypass water gate (150) can be selectively opened and closed. 제1항 또는 제2항에서,
상기 수차날개부(200)는,
상기 수차축(210)을 상부에서 지지하는 상부덮개(230);
상기 수차축(210)을 하부에서 지지하는 수차받침(240); 및,
상기 상부덮개(230)와 상기 수차받침(240)를 연결하는 다수의 수차가대(250);
가 더 포함되고, 상기 방출수 수로(100)의 내측면 좌우측에 설치되는 수차고정가대(260)를 따라 위치를 달리하여 이동 설치가 가능한 것을 특징으로 하는 육상 양식장 방출수를 이용한 수로형 소수력발전 장치.3. The method according to claim 1 or 2,
The aberration wing part (200)
An upper lid 230 for supporting the airstream shaft 210 from above;
A water receiver 240 for supporting the water shaft 210 from below; And
A plurality of supporters 250 connecting the upper lid 230 and the aquarium receiver 240;
, And the movable water can be moved and installed at different positions along the water tank height fixture (260) provided on the left and right sides of the inner side of the water discharge water channel (100). Device. 제3항에서,
상기 수차날개부(200)의 수차날개(220)는 오목하게 함몰된 면을 따라 지표면과 수평이 되는 방향으로 V자 형태의 홈(225)이 가공되어 있는 것을 특징으로 하는 육상 양식장 방출수를 이용한 수로형 소수력발전 장치.
4. The method of claim 3,
Characterized in that the aberration wing (220) of the aberration wing part (200) is formed with a V-shaped groove (225) in a direction parallel to the ground surface along the concavely recessed surface Hydrodynamic Small Hydro Power Generation System.
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