KR20070016744A - 수력 발전방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수력 발전방법 및 장치를 개시한다. 본 발명은 강이나 하천의 폭 방향 중간부에 물의 흐름방향으로 길게 설치되고 상류쪽은 개구되고 하류쪽 벽체 상단부에 방류슬롯을 가지며 강이나 하천의 중간부에서만 물을 소정높이로 저수하는 대략 ㄷ자형의 가두리 둑과, 방류슬롯의 하측으로 소정높이만큼 이격되고 수면과 적절히 이격되도록 가두리 둑의 하류쪽 벽체 외면에 수평으로 지지되며 유체저항을 유도하는 다수의 날개를 외주에 일정각도 간격으로 구비하여 방류슬롯에서 낙수되는 물에 의해 회전되는 수차와, 방류슬롯의 상측에 위치하도록 가두리 둑에 설치되며 수차의 회전동력에 의해 전기를 생산하는 발전기와, 수차의 회전동력을 발전기에 전달하는 동력전달수단을 구비하여, 강이나 하천의 중간에서 부분적으로 물을 가둔 뒤 저수된 물을 낙수시켜 발전한다.
본 발명은 대규모 댐을 건설하지 않고서도 비교적 큰 용량의 전기를 안정적으로 생산할 수 있어 환경파괴와 생태계파괴를 초래하지 않으며, 수량이나 유속에도 구애받지 않고 항시 일정수준으로 발전할 수 있다.
수력발전, 수차, 강, 낙수, 발전기, 가두리 둑

Description

수력 발전방법 및 장치{Water-power generating method and apparatus}
도1a 및 도1b는 강 또는 하천의 지형적 특성을 개략적으로 나타낸 단면도들,
도2는 본 발명에 의한 수력 발전장치를 개략적으로 나타낸 사시도,
도3은 도2의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 취한 단면도,
도4는 도3의 Ⅳ를 따라 취한 평면도,
도5는 본 발명에 의한 수력 발전장치의 요부를 발췌하여 도시한 확대 단면도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10: 가두리 둑 11: 입구
12: 방류슬롯 14: 철망
15: 잠수가이드 20: 수차
21: 회전축 22: 날개
23: 구동풀리 30: 발전기
40: 전동벨트 50: 증속기
51: 피동풀리 60: 캐빈
R: 강 W: 강물
S: 수면 LA: 평균수위
LT: 최고수위 LB: 최저수위
본 발명은 수력발전(水力發電)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 강이나 하천의 폭 중간부위에 가두리(brim) 둑을 적정높이로 설치하여 흐르는 물의 일부를 부분적으로 가둔 후 가두리 둑에 저수된 물을 일정높이에서 떨어뜨려 수차(water mill)를 회전시킴으로써 생태계를 파괴하지 않고서도 비교적 큰 용량의 전기를 안정적으로 생산할 수 있는 수력 발전방법 및 장치에 관한 것이다.
주지하다시피 전기(電氣)는 일상생활에서부터 모든 산업에 걸쳐 광범위하게 이용되는 가장 기본적인 에너지로써 인류의 생활에 없어서는 안 될 대단히 중요한 요소(factor)이다.
특히, 근래 들어 첨단산업의 발달과 더불어 전기를 에너지로 사용하는 다양한 제품들이 속속 등장하면서 전기의 사용량이 급격히 증가하고 있는 바, 현대에 있어 안정적인 전력수급은 무엇보다 중요하다.
전기를 생산하기 위한 발전방식으로는 수력발전과 화력발전 및 원자력발전으로 대별할 수 있는데, 이들 중 여러 가지 측면에서 수력발전이 가장 보편적으로 이용되고 있다.
수력발전은 지형적 조건을 이용, 강에 그를 가로지르는 거대한 댐(dam)을 건설하여 다량의 물을 저수(貯水)한 뒤, 댐의 상부에 마련된 수문을 통해서 방출되는 물의 낙차에 따른 힘으로 터빈(turbine)을 돌려 발전기를 가동함으로써 전기를 생산하게 된다.
따라서 수력발전은 계절적 요인이나 가뭄 등에 별다른 영향을 받지 않고 언제나 일정량의 물을 방출할 수 있어 대규모의 전기를 안정적으로 생산할 수 있음은 물론, 화력발전이나 원자력발전과 달리 환경오염의 우려도 적을 뿐 아니라 특히 발전을 위해 건설된 댐에 저수된 물을 농업용수나 공업용수 등으로 활용할 수 있는 장점을 가진다.
그렇지만, 이러한 수력발전은 댐의 건설기간이 상당히 길고 막대한 비용과 인력이 소요될 뿐 아니라, 특히 댐 건설로 인한 심각한 자연생태계의 파괴와 함께 수몰지역 주민에 대한 보상 문제 등으로 그 확충에 심한 저항이 따르고 있다.
한편, 이와 같은 수력발전의 문제점을 감안하여 예컨대 대한민국 특허공고번호 제1987-2370호 및 제94-10971호와 실용신안등록번호 제20-359792호 등에는 하천수 등의 조류력(current energy)에 의해 수차를 회전시켜서 발전기를 구동하는 소위 조류발전장치들이 제시되어 있으나, 이러한 조류발전장치들은 발전량이 매우 적 기 때문에 대규모의 송전은 불가하고 국소적으로만 이용할 수밖에 없을 뿐 아니라 일정속도 이상의 유속을 갖는 지역에 설치해야 하는 제약이 따르며, 특히 수량에 따라 유속도 달라지기 때문에 안정적으로 발전하기 곤란한 문제가 있다.
또한, 물의 조류력에 의해 회전하는 수차를 수위변화에 대응하여 승강시켜야 하므로 구조가 복잡할 뿐 아니라 수위변화에 따라 승강하는 수차의 회전동력을 발전기에 전달하기가 상당히 어려운 문제도 있다.
즉, 수차는 수위변화에 따라 레벨이 달라지므로 수차의 회전동력을 발전기에 전달하기 위해서는 발전기 자체를 수차의 레벨변화에 대응하여 승강시키거나 또는 동력전달수단을 수차의 레벨변화에 따라 그 변화폭만큼 가변될 수 있도록 구성해야 하는 바, 장치의 구성이 상당히 복잡해지고 동력전달의 정확성을 확보하기 곤란해지는 것이다.
본 발명은 상술한 종래의 제반 문제를 해결하기 위해 창안된 것으로서, 댐을 건설하지 않고서도 강이나 하천의 물을 적정높이에서 낙수시켜 수차를 돌려줌으로써 자연생태계를 파괴하지 않으면서 비교적 큰 용량의 전기를 안정적으로 생산할 수 있는 수력 발전방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 수량이나 유속 등에 구애받지 않고 항시 일정하게 고효율로 발전할 수 있음은 물론 수차의 회전력을 발전기에 간편하고 정확하게 전달시킬 수 있는 수력 발전방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상술한 수력 발전방법을 구현하는데 적합한 수력 발전장치를 제공하는 것이다.
이와 같은 목적들을 달성하기 위해 본 발명에 의한 수력 발전방법은, 강이나 하천의 폭 방향 중간부위에서만 물을 소정높이로 가두고, 이렇게 가두어진 물을 적정높이에서 낙수시켜 떨어지는 물의 힘에 의해서 발전기와 연결된 수차를 회전시킴으로써 발전기를 구동하여 발전하는 것을 특징으로 한다.
또한, 이러한 발전방법을 구현하기 위한 본 발명에 의한 수력 발전장치는, 강이나 하천의 폭 방향 중간부에 물의 흐름방향으로 길게 설치되고, 상류쪽은 개구되고 하류쪽 벽체 상단부에 방류슬롯(discharge slot)을 가지며, 강이나 하천의 중간부에서만 물을 소정높이로 저수하는 대략 ㄷ자형의 가두리 둑; 방류슬롯의 하측으로 소정높이만큼 이격되고 수면과 적절히 이격되도록 가두리 둑의 하류쪽 벽체 외면에 수평으로 지지되며, 유체저항을 유도하는 다수의 날개를 외주에 일정각도 간격으로 구비하여 방류슬롯에서 낙수되는 물에 의해 회전되는 수차; 방류슬롯의 상측에 위치하도록 가두리 둑에 설치되며, 수차의 회전동력에 의해 전기를 생산하는 발전기; 수차의 회전동력을 발전기에 전달하는 동력전달수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명 수력 발전장치의 한 바람직한 특징에 의하면, 동력전달수단과 발전기 사이에 증속기를 더 구비하여 수차의 회전동력을 최대한 증대시켜 발전 기에 전달함으로써 발전효율의 향상을 도모한다.
본 발명 수력 발전장치의 다른 바람직한 특징에 의하면, 가두리 둑의 입구에 역V형의 잠수가이드를 설치함과 함께 가두리 둑의 입구와 상부에 철망이 설치되어 물결에 쓸려오는 자갈이나 모래 및 부유물 등을 차단함으로써 가두리 둑의 내부를 항시 양호한 상태로 유지시킨다.
이에 따라 본 발명은, 강이나 하천을 가로지르는 대규모의 댐을 건설하지 않고서도 강이나 하천의 물을 효과적으로 가둔 뒤 적정높이에서 낙수시켜 수차를 돌려줄 수 있으므로 자연생태계를 파괴하지 않으면서 비교적 큰 용량의 전기를 안정적으로 생산할 수 있게 된다.
또한, 강 또는 하천의 수량이나 유속 등에도 구애받지 않고 항시 일정하게 고효율로 발전할 수 있음은 물론이고, 수차의 회전력을 발전기에 간편하고 정확하게 전달시킬 수 있게 된다.
그러므로 본 발명은, 수력발전의 신뢰성과 안정성 향상, 발전비용절감 및 생태계안정 등에 큰 효과를 발휘하게 된다.
이와 같은 본 발명의 구체적 특징과 다른 이점들은 첨부된 도면을 참조한 이하의 바람직한 실시예의 설명으로 더욱 명확해질 것이다.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 우선 본 발명의 수력 발전장치가 설치될 강이나 하천(이하 "강"을 예로 들어 설명한다)의 형태적 특성에 대해 살펴보기로 한다.
일반적으로 강(R)의 폭은 매우 다양한데, 큰 강(R)의 경우 하구의 폭이 수㎞에 이르기도 하며, 대체로 상류 쪽으로 갈수록 그 폭이 좁아진다. 그리고 강(R)의 폭은 도1a에 도시한 바와 같이 중앙부는 깊고, 양 가장자리로 갈수록 얕아지는 형태를 취하고 있다.
따라서 강(R)을 거슬러 올라가 그 폭이 예를 들어 500m라 가정할 때, 그 중앙부에만 대략 100m정도의 폭을 갖는 둑을 설치한다 하더라도 강물(W)의 흐름에는 별다른 영향을 미치지 않을 뿐 아니라, 특히 둑이 댐과 달리 강(R)을 완전히 가로지르지 않기 때문에 생태계에 미치는 영향도 거의 없다.
또한, 강(R)은 도1b에 도시한 바와 같이 그 바닥에 경사를 가지기 때문에 물(W)이 상류에서 하류로 흐르게 된다. 이러한 강바닥의 경사도는 지역에 따라 다르나, 예를 들어 100m의 길이(L)에서 2m의 높이차이(H)를 갖는다고 가정하면 길이(L)가 500m일 경우 약10m의 높이차이(H)가 발생된다.
여기서, 강(R)의 100m 길이(L)에서 높이차이(H)가 2m이하이거나 또는 그 이상일 수도 있음은 물론이며, 이는 전적으로 강(R)이 위치한 지형적 특성에 좌우된다.
이와 같은 강(R)의 형태적 특성에 기초하여 본 발명에 의한 수력 발전장치는, 도2 내지 도4에 도시한 바와 같이 강(R)의 폭 방향 중간부위에 소정높이로 설치되는 가두리 둑(10)과, 이 가두리 둑(10)에서 낙수되는 물(W)에 의해 회전되는 수차(20)와, 이 수차(20)의 회전동력으로 전기를 생성하는 발전기(30) 및 수차(20) 의 회전동력을 발전기(30)에 전달하는 전동벨트(40)를 포함하여 구성된다.
가두리 둑(10)은 구조적 강도를 위해 철근콘크리트로 구성되며, 강(R)의 폭 방향 중간에서 그 길이방향을 따라 길게 설치되고, 상부와 상류쪽 단부가 물(W)의 유입을 허용하도록 개구된 대략 ㄷ자형의 평면을 갖는다. 이는 우기(雨期)시에 강물(W)이 불어 수위가 크게 높아질 경우 가두리 둑(10)의 상류쪽 부위가 수중에 잠기게 되는 바, 개구된 상부를 통해 자연스럽게 배출되도록 하여 수압 등에 의한 가두리 둑(10)의 붕괴우려를 최소화하기 위함이다.
그리고 가두리 둑(10)의 입구(11) 폭은 가능한 많은 양의 물(W)이 유입될 수 있도록 하단 벽체(10b)의 폭보다 넓게 벌어지는 것이 바람직한데, 이는 가뭄 시에도 후술한 방류슬롯(12)에서 방출되는 수량을 충분히 보상할 수 있게 한다.
이러한 가두리 둑(10)은 여러 형태로 구성될 수 있는데, 바람직하기로는 상류쪽의 개구된 입구(11)의 상단이 수면(S)과 동일한 높이로 형성되고, 이로부터 수평을 이루도록 하류 쪽으로 길게 연장되어 양측 벽체(10a)가 강바닥의 경사에 의해 측면에서 보아 대략 직각 삼각형 형태를 취함으로써 그 하단 쪽에서 물(W)을 소정높이로 가두게 된다.
이는 수량(水量)에 관계없이 가두리 둑(10)의 내부에 자연적으로 항상 일정한 높이만큼 물(W)을 가두어 안정적으로 발전함과 함께 가두리 둑(10)의 구조적 안정을 도모하기 위함이다.
즉, 본 발명의 가두리 둑(10)은 강(R)을 완전히 차단하지 않고 강폭의 중간 부만 부분적으로 차단하기 때문에 가두리 둑(10)을 짧은 길이에서 아무리 높게 구축하여도 자연적으로는 낙수 발전에 필요한 수위를 얻을 수 없을 뿐 아니라, 이 경우 수압 및 조류력에 의해 가두리 둑(10)이 붕괴될 우려도 그만큼 높아지기 때문에 강바닥의 경사도를 감안하여 하단에서 필요한 방류수위를 얻을 수 있도록 충분히 길게 구축하는 것이다.
예컨대, 낙수에 의한 발전은 낙수높이(h)가 약 3m이상이면 가능한 것으로 알려져 있는 바, 상술한 바와 같이 강바닥의 경사가 그 100m길이(L)에 약 2m의 높이차이(H)를 갖는다고 가정할 경우 가두리 둑(10)은 약 500m에 걸쳐 구축될 수 있다. 이 경우, 가두리 둑(10)의 하단높이는 대략 10m가 되는데, 우기나 태풍 시에는 강물(W)이 크게 불어 수위가 높아지므로 이때에도 수차(20)가 물(W)에 잠기지 않고 발전하기 위해서는 수차(20)가 평상시의 수위(LA)보다 충분히 높게 위치할 필요가 있기 때문이다.
가두리 둑(10)의 하단 벽체(10b) 상단부에는 저수된 물(W)을 방출하기 위한 방류슬롯(12)이 수평으로 길게 형성되며, 그 하단 벽체(10b)의 상단에는 발전기(30) 등을 설치하기 위한 슬래브(slab:13)가 구비된다. 이때, 방류슬롯(12)의 위치는 아무리 가뭄이 심한 시기에도 저수된 물(W)을 일정하게 방출할 수 있도록 예컨대 기록적인 최저수위(LB)를 기준으로 가두리 둑(10)의 입구(11)에서의 수위보다 아래에 위치된다.
한편, 가두리 둑(10)의 상부와 상단 입구(11)에는 수초나 목재 등의 부유물 이 그 내부로 유입되어 방류슬롯(12)을 폐색(閉塞)시키는 것을 방지하기 위해 부유물이 유입되지 못하도록 사전에 걸러주기 위한 철망(14)이 설치된다.
이러한 철망(14)은 도시된 바와 같이 가두리 둑(10)의 상부 전체에 걸쳐 설치될 수도 있지만, 부유물의 유입을 방지하기 위한 것이므로 예컨대 기록적인 최고수위 시에 물속에 잠기는 위치를 고려하여 가두리 둑(10)의 상류쪽 입구(11)에서부터 하류 쪽으로 일정거리만큼만 설치되어도 무방하다.
아울러 가두리 둑(10)의 입구(11)에는 바람직하기로 강바닥을 따라 물결에 쓸려 내려오는 모래나 자갈 등이 가두리 둑(10)의 내부로 유입되는 방지하기 위한 잠수가이드(15)가 함께 설치된다.
이러한 잠수가이드(15)는 강물(W)이 가두리 둑(10)의 내부로 유입될 수 있도록 가두리 둑(10)의 입구(11) 높이보다 낮은 높이를 가지고 수중에 잠기며, 모래나 자갈 등이 잠수가이드(15) 앞에 쌓이지 않고 가두리 둑(10)의 외측으로 용이하게 쓸려갈 수 있도록 중간이 상류를 향해 뾰족하게 돌출된 대략 역V자 형태를 갖는다. 이 경우, 철망(14)의 상류쪽 부위는 잠수가이드(15)의 상단에 고정된다.
수차(20)는 원통형으로 구성되고, 그 회전축(21)의 양단이 가두리 둑(10)의 하단 벽체(10b) 외면에서 수평으로 간격을 두고 각각 돌출된 두 지지블록(16)에 회전 가능하게 설치됨으로써 가두리 둑(10)에 수평으로 지지된다. 이때, 수차(20)는 가두리 둑(10)의 방류슬롯(12)의 하측에 방류슬롯(12)과 일정높이, 바람직하기로는 발전에 요구되는 최소한의 낙수높이(h)이상 이격되어 위치됨과 함께 평상시의 강물 (W)의 수면(S)과도 적정높이만큼 이격되어 위치된다.
이는 위에서 언급한 바와 같이, 우기 시에 수위가 높아지더라도 수차(20)가 물속에 잠기지 않도록 하여 중단 없이 지속적으로 발전할 수 있도록 하기 위한 것으로, 바람직하기로는 기록적인 최고수위(LT)보다 상측에 위치된다.
수차(20)의 외주에는 낙수되는 물에 충분히 접촉하여 유체저항을 크게 유발함으로써 수차(20)를 용이하게 회전시키기 위한 다수의 날개(22)들이 일정각도 간격으로 구비된다. 이러한 날개(22)는 유체로부터 보다 큰 힘을 받아 수차(20)가 원활하게 회전될 수 있도록 물의 낙수 반대방향을 향해 적정 각도로 기울어지는 것이 바람직하다.
그리고 수차(20)의 회전축(21) 적어도 한쪽 단부에는 전동벨트(40)를 연결하기 위한 구동풀리(pulley:23)가 구비된다.
이와 같은 수차(20)는 내식성이 좋으면서 기계적강도가 우수한 금속, 예컨대 스테인리스로 제작될 수 있으며, 또한 기계적강도가 우수한 ABS수지 등의 엔지니어링 플라스틱으로 제작될 수도 있다.
발전기(30)는 가두리 둑(10)의 하단 벽체(10b) 상단에 구비된 슬래브(13) 상에 위치한다. 이를 위해 가두리 둑(10)의 슬래브(13) 위에는 캐빈(cabin:60)이 설치되고, 이 캐빈(60)의 내부에 발전기(30)가 설치된다.
그런데, 발전기(30)가 수차(20)와 직접 연결될 경우 그 회전수는 전적으로 방류슬롯(12)에서 낙수되는 물(W)의 위치에너지에만 의존하게 되어 충분히 높은 회전수를 얻기는 곤란한 바, 바람직하기로 발전기(30)는 증속기(50)를 통해서 전동벨트(40)와 연결된다.
즉, 발전기(30)는 다수의 기어(gear)들의 조합으로 이루어진 증속기(50)의 출력축에 연결되고, 증속기(50)의 입력축(51)이 전동벨트(40)의 연결을 위한 피동풀리(52)를 구비하여 수차(20)의 직상부에 위치하도록 캐빈(60) 내에 설치되는 것이다.
한편, 이와 같은 본 발명 수력 발전장치는 가능한 한 강바닥의 경사도가 큰 곳을 택하여 설치하는 것이 경제적으로 유리하다. 즉, 가두리 둑(10)의 하단 벽체(10b)의 높이(H)는 동일한 길이(L)로 설치할 경우 강바닥의 경사도에 따라 달라지는 바, 경사도가 크면 하단 벽체(10b)의 높이(H)를 동일하게 구축하면서도 가두리 둑(10)의 길이(L)를 짧게 할 수 있어 공사비를 줄일 수 있음은 물론 공기(工期)도 단축할 수 있으므로 강바닥의 경사도가 큰 곳에 설치하는 것이다.
다음, 이와 같이 구성된 본 발명에 의한 수력 발전장치의 작용을 도5를 병행하여 설명하기로 한다.
본 발명의 가두리 둑(10)은 강(R)의 폭 방향 중간부위에서 상단이 수평을 이루도록 강(R)을 따라 길게 설치되어 하단 벽체(10b)가 수면(S)으로부터 충분히 높게 구축되는 바, 상류쪽의 입구(11)를 통해 강물(W)의 일부가 그 내부로 지속적으 로 유입되어 저수되고, 이에 따라 가두리 둑(10)의 내부는 그 입구(11)와 수평을 이루도록 강물(W)로 채워지게 된다.
이와 같이 가두리 둑(10)에 물(W)이 완전히 채워지고 나면, 저수된 물(W)은 그 수압에 의해서 하단 벽체(10b)의 상단부에 마련된 방류슬롯(12)을 통해 힘차게 외부로 방출되는데, 방류슬롯(12)은 수면(S)보다 상당히 높은 곳에 위치하므로 방류슬롯(12)에서 방출된 물(W)은 위치에너지를 가지고 낙수된다.
따라서 방류슬롯(12)의 하부에 설치된 수차(20)가 낙수되는 물(W)의 힘에 의해 지속적으로 회전하게 되는데, 방류슬롯(12)에서 방출되는 물(W)의 양은 일정하므로 수차(20)는 일정한 속도로 회전하게 된다.
이와 같이 수차(20)가 지속적으로 회전되면, 이의 회전동력은 전동벨트(40)를 통해 캐빈(60)내에 설치된 증속기(50)로 전달되고, 이 증속기(60)에 의해 최대의 회전수로 변환되어 발전기(30)로 전달된다.
그러면, 발전기(30)가 고속으로 회전하여 전기를 생산하고, 이렇게 생산된 전기에너지는 도시하지 않는 축전지 등에 저장되거나 송전시설을 통해 필요한 장소로 공급된다.
한편, 가두리 둑(10)에 일단 물(W)이 가득 채워지고 나면, 방류슬롯(12)에서 외부로 방출되는 수량만큼 그 상류쪽 입구(11)에 지속적으로 물(W)이 유입되고, 초과 유입량은 가두리 둑(10)의 개구된 상부를 통해 밖으로 흐르므로 수량에 관계없이 가두리 둑(10)은 항시 물(W)로 채워져 있게 되며, 따라서 발전의 중단 없이 항 시 동일한 수준으로 안정적으로 발전할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 수력 발전방법 및 장치에 의하면, 강이나 하천의 물을 부분적으로 가두기 때문에 종래와 같이 강 또는 하천을 가로지르는 대규모의 댐을 건설하지 않고서도 강이나 하천의 물을 효과적으로 가둔 뒤, 적정높이에서 낙수시켜 수차를 돌려줄 수 있으므로 환경파괴와 자연생태계의 파괴를 수반하지 않으면서 비교적 큰 용량의 전기를 항시 일정수준으로 안정되게 생산할 수 있게 된다.
또한, 강 또는 하천의 수량이나 유속 등에도 구애받지 않고 항시 일정하게 고효율로 발전할 수 있음은 물론, 수차의 회전동력을 발전기에 간편하고 정확하게 전달시킬 수 있게 된다.
그러므로 본 발명은, 수력발전의 신뢰성과 효율성 및 안정성 향상은 물론 발전비용의 절감과 생태계안정 등에 크게 기여하는 매우 우수한 효과를 가진다.

Claims (6)

  1. 강이나 하천의 폭 방향 중간부위에서만 물을 소정높이로 가두고, 이렇게 가두어진 물을 적정높이에서 낙수시켜 떨어지는 물의 힘에 의해서 발전기와 연결된 수차를 회전시킴으로써 발전기를 구동하여 발전하는 것을 특징으로 하는 수력 발전방법.
  2. 강이나 하천의 폭 방향 중간부에 물의 흐름방향으로 길게 설치되고, 상류쪽은 개구되고 하류쪽 벽체 상단부에 방류슬롯을 가지며, 강이나 하천의 중간부에서만 물을 소정높이로 저수하는 대략 ㄷ자형의 가두리 둑;
    상기 방류슬롯의 하측으로 소정높이만큼 이격되고 수면과 적절히 이격되도록 상기 가두리 둑의 하류쪽 벽체 외면에 수평으로 지지되며, 유체저항을 유도하는 다수의 날개를 외주에 일정각도 간격으로 구비하여 상기 방류슬롯에서 낙수되는 물에 의해 회전되는 수차;
    상기 방류슬롯의 상측에 위치하도록 가두리 둑에 설치되며, 상기 수차의 회전동력에 의해 전기를 생산하는 발전기;
    상기 수차의 회전동력을 상기 발전기에 전달하는 동력전달수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 수력 발전장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 가두리 둑은, 상류 쪽의 입구가 수면과 동일한 높이로 구축되고, 이로부터 하류 쪽으로 내려오면서 상단이 수평을 이루도록 구축됨으로써 강이나 하천 바닥의 경사도에 의해서 물을 소정높이로 가두는 것을 특징으로 하는 수력 발전장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 동력전달수단과 발전기 사이에 개재되고, 상기 수차의 회전동력을 소정비율로 증대시켜 상기 발전기에 전달하는 증속기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 급류 수력 발전장치.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가두리 둑의 입구와 상부에 이물질을 걸러주기 위한 철망이 설치된 것을 특징으로 하는 수력 발전장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 가두리 둑의 입구에 설치되며, 가두리 둑의 입구보다 낮은 높이를 가지고 물속에 잠겨서 자갈이나 모래의 유입을 방지하는 역V형태의 잠수가이드를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 수력 발전장치.
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