KR20100135579A

KR20100135579A - 소수력 발전장치

Info

Publication number: KR20100135579A
Application number: KR1020090054045A
Authority: KR
Inventors: 허일순
Original assignee: 허일순
Priority date: 2009-06-17
Filing date: 2009-06-17
Publication date: 2010-12-27

Abstract

작은 낙차의 유수에 의하여 전기를 생산하는 소수력 발전장치가 개시되어 있다.

이 개시된 소수력 발전장치는 본체구조물과; 본체구조물에 회전 가능하게 설치되며, 낙하하는 유수에 의하여 회전되는 수차와; 수차의 회전력을 전달받아 전기를 생산하는 발전기를 포함한다. 또한 본체구조물은 수차에 대향되게 형성되며, 낙하하는 유수 가운데 수차를 벗어난 이탈수를 수차의 가운데 부분으로 모으는 가압수모음부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

소수력 발전장치{HYDRAULIC TURBINE POWER GENERATOR}

본 발명은 유수(流水)에 의하여 회전하는 수차(水車)를 이용한 소수력 발전장치에 관한 것으로서, 상세하게는 작은 낙차의 유수에 의하여 전기를 생산하는 수차를 이용한 소수력 발전장치에 관한 것이다.

수력발전장치는 낙하하는 유수를 이용하여 수차를 회전시켜 전기에너지를 생산한다.

최근 들어, 작은 낙차의 유수에 의하여 전기를 생산할 수 있는 구조의 소수력 발전장치에 대한 연구 및 개발이 활발하게 진행되고 있다. 이 소수력 발전장치는 작은 규모의 하천 등에 설치가 가능하며, 대규모 토목 공사를 수반하지 않고도 설치가 용이하므로, 경제성과 환경요인 문제를 모두 해결할 수 있다.

한편, 소수력 발전장치를 구성함에 있어서, 단순히 수차본체의 외주에 방사상으로 날개를 형성한 구조의 수차를 채용하는 경우, 유수의 이용효율이 낮아 발전효율이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 낙하하는 유수의 이용 효율을 높일 수 있도록 된 구조의 소수력 발전장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 소수력 발전장치에 있어서, 본체구조물과; 상기 본체구조물에 회전 가능하게 설치되며, 낙하하는 유수에 의하여 회전되는 수차와; 상기 수차의 회전력을 전달받아 전기를 생산하는 발전기를 포함하며, 상기 본체구조물은, 상기 수차에 대향되게 형성되며, 낙하하는 유수 가운데 상기 수차를 벗어난 이탈수를 상기 수차의 가운데 부분으로 모으는 가압수모음부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 가압수모음부는, 상단에 외측에서 내측으로 경사지게 형성되어, 상기 이탈수를 외측에서 내측으로 모으는 경사부와; 내측 중앙부분에 형성되어, 상기 경사부에서 모아진 이탈수가 흐르는 채널을 포함 할 수 있다.

상기 본체구조물은, 상기 가압수모음부와 상기 수차 사이에 개재되어, 상기 수차로 유입된 유수가 상기 수차로부터 이탈되는 것을 억제하는 가이드를 더 포함할 수 있다.

상기 가이드는, 상기 채널과 마주하는 중앙부분에 형성되어, 상기 채널을 통하여 낙하는 이탈수가 재차 상기 수차방향으로 유입되도록 안내하는 가압수유입부를 포함 할 수 있다.

상기 가압수모음부는, 상기 채널 내부의 소정 위치에 설치되며, 상기 채널을 통하여 낙하하는 낙수를 상기 가압수유입부 방향으로 유도하는 가압수유도판을 더 포함 할 수 있다.

상기 본체구조물은, 그 상부에 마련되어, 낙하하는 유수가 상기 수차의 소정 위치로 낙하하도록 유도하는 낙수유도부를 더 포함 할 수 있다.

상기 수차는, 회전축을 중심으로 회전가능하게 상기 본체구조물에 설치되는 원통형상의 수차본체와; 상기 수차본체를 상기 회전축 방향으로 제1 내지 제3 영역으로 나누는 구획판과; 상기 수차본체의 양단 각각에 소정 높이 돌출 형성된 설치판과; 상기 수차본체의 상기 제1 및 제3영역 외주에 상기 회전축 방향으로 설치되는 복수의 제1수차날개와; 상기 복수의 제1수차날개의 상기 수차본체 반경방향 외측에 위치되도록, 상기 설치판과 상기 구획판에 상기 회전축 방향으로 설치되는 복수의 제2수차날개와; 상기 수차본체의 상기 제2영역 외주에 상기 회전축 방향으로 설치되는 복수의 제3수차날개를 포함하여, 상기 제1 및 제3영역으로 낙하하는 유수는 상기 복수의 제1 및 제2수차날개 가운데 상기 수차본체의 회전방향으로 순차로 배치된 제1 및 제2수차날개에 교대로 부딪히면서 낙하하고, 상기 제2영역으로 낙하하는 유수는 상기 복수의 제3수차날개에 부딪히면서 낙하하도록 된 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 소수력 발전장치는 낙하하는 유수 가운데 수차를 벗어난 이탈수를 수차의 가운데로 모으는 가압수모음부를 통하여 낙하하는 유수의 이용 효율을 높일 수 있다. 또한 본 발명은 수차날개의 배치 구조를 최적화함에 의하여, 유수와 접촉하는 수차날개의 접촉 면적을 높임으로써 수차에 전달되는 운동에너지를 크게 할 수 있다.

이에 따라 본 발명에 따른 소수력 발전장치는 낮은 높이에서 물이 낙하하는 구조에 적용시 발전효율을 향상할 수 있다는 이점이 있다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 실시예에 따른 소수력 발전장치를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소수력 발전장치를 보인 부분단면 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도이고, 도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도이다. 또한, 도 4는 수차(10)가 제거된 상태의 본체구조물의 요부를 보인 개략적인 사시도이다.

도면들을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 소수력 발전장치는 소규모 하천 등에 설치되는 것으로, 낙하하는 유수에 의하여 회전하는 수차(10)와, 수차(10)가 설치되며 낙하하는 물의 흐름을 안내하는 본체구조물(30)과, 수차(10)의 회전력을 전달받아 전기를 생산하는 발전기(100)를 포함한다.

본체구조물(30)은 수차(10)에 대향되게 형성되며, 낙하하는 유수 가운데 수차(10)와 본체구조물(30) 사이로 흐르고 넘치는 이탈수를 수차(10)의 중심방향 예컨대, 도 5의 B영역으로 모으는 가압수모음부(32)를 포함한다. 이 가압수모음부(32)는 그 상단에 외측에서 내측으로 경사지게 형성되어 이탈수를 외측에서 내측으로 모으는 경사부(32a)와, 내측 중앙부분에 형성되어 경사부(32a)에서 모아진 이 탈수가 흐르는 채널(32b)을 포함한다. 따라서 가압수모음부(32)는 수문의 상단부를 통과하여 본체구조물(30)의 하방으로 낙하하는 유수 가운데 수차(10)로부터 이탈된 이탈수를 채널(32b) 내부로 모아준다.

또한, 본체구조물(30)은 가압수모음부(32)와 수차(10) 사이에 개재되는 가이드(35)를 더 포함한다. 이 가이드(35)는 수차(10)와 본체구조물(30) 사이의 틈을 최소화하여, 수차(10)의 각 수차날개에 유입된 유수가 수차(10)로부터 이탈되는 것을 억제한다. 이 가이드(35)는 가압수모음부(32)의 채널(32b)과 마주하는 중앙 부분에 형성된 가압수유입부(35a)를 포함한다. 이 가압수유입부(35a)는 가압수모음부(32)에서 모아지고 채널(32b)을 통하여 낙하하는 물이 재차 수차방향으로 유입되도록 안내한다. 이에 따라 수차(10)의 회전력을 높일 수 있다.

또한, 가압수모음부(32)는 채널(32b) 내부의 소정 위치에 채널을 통하여 낙하하는 낙수가 가압수유입부(35a)를 통하여 상기 수차(10) 방향으로 유도하는 가압수유도판(37)을 더 포함할 수 있다.

또한, 본체구조물(30)은 수문설치부(31), 수차설치부(33) 및 낙수유도부(39)를 더 포함할 수 있다. 수문설치부(31)는 상류의 물(W)이 소정 높이 이상에서 낙하하도록 벽을 이루며, 수문(41)의 승강을 지지한다. 수차설치부(33)는 수차(10)의 양측에 마련되어, 수차(10)의 회전축(11a)을 회전 가능하게 지지한다. 낙수유도부(39)는 본체구조물(30)의 상부에 마련되는 것으로, 수문(41)의 상부를 통과하여 낙하하는 유수가 수차(10)의 소정 위치로 낙하하도록 유도한다.

또한, 본 발명에 따른 소수력발전장치는 본체구조물(30)에 설치되는 낙수조 절부(40)를 더 포함할 수 있다. 이 낙수조절부(40)는 수문설치부(31)에 대해 승강 가능하게 설치되는 수문(41)과, 수문(41)의 상단 양측에 마련되어 물(W)의 유입을 가이드하는 낙수유도판(43)과, 수위에 따라 수문(41)의 승강높이를 조절하는 부력통(45)을 포함한다. 여기서 상기 수문설치부(31)와 마주하는 수문(41)의 내측에는 작용롤러(47)가 설치되어, 수문(41)의 승강이 자연스럽게 이루어질 수 있도록 유도한다.

부력통(45)은 물에 비하여 비중이 낮은 재질로 이루어진 통으로서, 수문(41)의 양측 상단부에 설치되어 부력에 의하여 수문(41)이 승강되도록 하며, 수문(41) 상단부의 높이가 저수된 물의 높이에 비하여 낮은 높이를 유지하도록 한다. 여기서, 저수된 물의 높이가 높을수록 물의 공급량을 증가시킬 수 있도록, 물공급량 조절부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 또한, 낙수조절부(40)는 수문(41)을 사이에 두고, 수문설치부(31)와 대향되게 설치되어 수문(41)을 지지하는 수문지지부(51)를 포함한다.

수차(10)는 본체구조물(30)의 일면 즉, 수차(10)의 형상에 대응되는 형상으로 형성된 회전 가능하게 설치된다. 이 수차(10)는 낙하는 유수에 의하여 일 회전방향(도 1에서는 반시계방향)으로 회전함으로써, 발전기(100)가 전기를 생산하도록 한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 소수력 발전장치의 제1실시예에 따른 수차를 보인 사시도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 제1실시예에 따른 수차(10)는 수차본체(11), 설 치판(15), 구획판(16) 및 제1 내지 제3수차날개(17)(18)(19)를 포함한다.

수차본체(11)는 원통형상이 구조물로서, 회전축(11a)을 회전 중심으로 일 방향으로 회전 가능하게 수차설치부(33)에 설치된다. 설치판(15)은 수차본체(11)의 양단 각각에 소정 높이 돌출 형성되는 것으로, 수차(10)로 낙수된 물이 수차본체(11)의 축방향으로 벗어나는 것을 방지함과 아울러, 제1 및 제2수차날개(17)(18)를 지지한다.

구획판(16)은 도 5에 도시된 바와 같이, 수차본체(11)를 회전축(11a) 방향으로 제1 내지 제3영역(A)(B)(C)으로 나눌 수 있도록, 수차본체(11)의 외주에 설치된다. 이 구획판(16)은 제1 내지 제3수차날개(17)(18)(19)의 설치를 가이드한다.

제1수차날개(17)는 복수의 날개로 구성되며, 수차본체(11)의 제1 및 제3영역(A)(C) 외주에 회전축(11a) 방향으로 설치된다. 이 제1수차날개(17)를 구성하는 복수의 날개는 수차본체(11)의 외주에 동일 간격으로 설치될 수 있으며, 그 양 측단은 설치판(15)과 구획판(16)에 의해 지지된다. 여기서, 제1수차날개(17)는 도 3에 도시된 바와 같이, 그 판면이 수차본체(11)의 반경방향에 대하여 하방 경사지게 형성되어, 낙하하는 유수가 제1수차날개(17)에 부딪힌 후, 낙하속도 크게 저하되지 않은 상태로 하류에 위치된 제2수차날개(18) 방향으로 향하도록 할 수 있다.

제2수차날개(18)는 복수의 날개로 구성되며, 수체본체(11)의 제1 및 제3영역(A)(C)에 회전축(11a) 방향으로 설치된다. 이 제2수차날개(18)는 도 3에 도시된 바와 같이, 제1수차날개(17)의 수차본체(11) 반경방향 외측에 위치된다. 이를 위하여, 제2수차날개(18)는 설치판(15)과 구획판(16)에 회전축(11a) 방향으로 설치된 다. 이 제2수차날개(18)는 제1수차날개(17)와 마찬가지로 그 판면이 수차본체(11)의 반경방향에 대하여 하방 경사지게 형성되어, 낙하하는 유수가 제2수차날개(18)에 부딪힌 후, 낙하속도 크게 저하되지 않은 상태로 하류에 위치된 제1수차날개(17) 방향으로 향하도록 할 수 있다.

여기서, 제1 및 제2수차날개(17)(18)의 판면과 수차본체(11)의 반경방향 사이의 경사각도 θ1은 30도 각도 보다 크고, 직각 보다 작은 각도를 이루는 것이 바람직하다. 여기서, θ1의 하한값을 벗어나는 경우, 낙하하는 유수가 제1 및 제2수차날개(17)(18)에 가하는 힘이 약해지게 되므로, 하한값 이상으로 설치한다.

또한, 상기 제1 및 제2수차날개(17)(18)는 동일 개수로 이루어지며, 제2수차날개(18) 각각은 복수의 제1수차날개(17)와 교대로 설치된다. 제1 및 제3영역(A)(C)으로 낙하하는 유수가 복수의 제1 및 제2수차날개(17)(18) 가운데 수차본체(11)의 회전방향 상류에서 하류로 순차로 배치된 제1 및 제2수차날개에 교대로 부딪히면서 낙하하도록 할 수 있다. 따라서 낙하하는 유수와 제1 및 제2수차 날개 사이의 접촉면적을 넓힘과 아울러, 물의 낙하속도 저하를 최소화함으로써, 수차(10)의 회전력을 높일 수 있다.

제3수차날개(19)는 수차본체(11)의 제2영역(B) 외주에 회전축(11a) 방향으로 설치되며, 복수의 날개로 구성된다. 이 제3수차날개(19)를 구성하는 복수의 날개는 수차본체(11)의 외주에 동일 간격으로 설치될 수 있으며, 그 양 측단은 구획판(16)에 의해 지지된다. 이 제3수차날개(19)는 도 2에 도시된 바와 같이, 그 판면이 수차본체(11)의 반경방향을 형성된다.

이와 같이, 제2영역(B)에 동일한 배치구조를 가지는 제3수차날개(19)를 구비한 경우는 하나의 제3수차날개(19)에 부딪힌 물은 제3수차날개(19)와 구획판(16) 에 의하여 형성되는 버킷공간에 담기면서 수차를 회전시킨다. 이때, 수차(10)에서 이탈하여 가압수모음부(32)에 모아진 가압수는 채널(32b)을 통하여 하방으로 낙하한다. 이 낙하하는 가압수는 가압수유도판(37)을 통하여 가이드(35)에 형성된 가압수유입부(35a)로 안내되고, 가압수유입부(35a)를 통과한 가압수는 제3수차날개(19)를 가압한다. 이에 따라 수차(10)의 회전력을 향상시킬 수 있다.

본 실시예에 있어서, 제1 및 제2수차날개(17)(18)가 제1 및 제3영역(A)(C)에 배치되고, 제3수차날개(19)가 제2영역(B)에 배치된 것을 예로 들어 나타내었으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 변형예가 가능하다. 예컨대, 제1 및 제2수차날개(17)(18)가 제2영역(B)에 배치되고, 제3수차날개(19)가 제1 및 제3영역(A)(C)에 배치되는 구성도 가능하다.

또한, 필요에 따라 제1 및 제2수차날개(17)(18)의 폭을 도 7에 도시된 구조에 비하여 넓게 형성하는 경우, 제1 및 제2수차날개(17)(18)의 지지 구조를 보강하기 위한 보강 플레이트, 보강 브라켓 등의 별도의 보강 구조를 더 포함할 수 있다.

또한, 소수력 발전장치에 대하여 수차를 설치함에 있어서, 도 1의 경우는 수차가 반시계 방향으로 회전하는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불가한 것으로 수차를 시계 방향으로 회전할 수 있도록 배치하는 구성도 가능하다. 이 경우, 도 1의 낙수유도부(39)는 본체구조물(30)에서 배제된다.

또한, 본 발명에 따른 소수력발전장치에 적용되는 수차는 도 5에 도시된 구 성으로 한정되는 것은 아니며, 다양한 변형예가 가능하다.

도 6은 제2실시예에 따른 수차를 보인 사시도이고, 도 7은 제2실시예에 따른 수차를 보인 부분 단면도이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 제2실시예에 따른 수차(100)는 수차본체(110), 설치판(121), 제1 및 제2수차날개(131)(135)를 포함한다.

수차본체(110)는 원통형상이 구조물로서, 회전축(111)을 회전 중심으로 일 방향으로 회전 가능하게 수차설치부(도 1의 33)에 설치된다. 설치판(121)은 수차본체(110)의 양단 각각에 소정 높이 돌출 형성되는 것으로, 수차(100)로 낙수된 물이 수차본체(110)의 축방향으로 벗어나는 것을 방지함과 아울러, 제2수차날개(135)를 지지한다.

제1수차날개(131)는 복수의 날개로 구성되며, 수차본체(110)의 외주에 회전축(111) 방향으로 설치된다. 이 제1수차날개(131)를 구성하는 복수의 날개는 수차본체(110)의 외주에 동일 간격으로 설치될 수 있으며, 그 양 측단은 한 쌍의 설치판(121)에 의해 지지된다. 여기서, 제1수차날개(131)는 도 7에 도시된 바와 같이 그 판면이 수차본체(110)의 반경방향에 대하여 하방 경사지게 형성되어, 낙하하는 유수가 제1수차날개(131)에 부딪힌 후, 낙하속도 크게 저하되지 않은 상태로 하류에 위치된 제2수차날개(135) 방향으로 향하도록 할 수 있다.

제2수차날개(135)는 복수의 날개로 구성되며, 수체본체(110)의 외주에 회전축(111) 방향으로 설치된다. 이 제2수차날개(135)는 도 7에 도시된 바와 같이, 제1수차날개(131)의 수차본체(110) 반경방향 외측에 위치된다. 이를 위하여, 제2수차 날개(135)는 설치판(121)에 회전축(111) 방향으로 설치된다. 이 제2수차날개(135)는 제1수차날개(131)와 마찬가지로 그 판면이 수차본체(110)의 반경방향에 대하여 하방 경사지게 형성되어, 낙하하는 유수가 제2수차날개(135)에 부딪힌 후, 낙하속도 크게 저하되지 않은 상태로 하류에 위치된 제1수차날개(131) 방향으로 향하도록 할 수 있다.

여기서, 상기 제1 및 제2수차날개(131)(135)는 동일 개수로 이루어지며, 제2수차날개(135) 각각은 복수의 제1수차날개(131)와 교대로 설치된다.

따라서, 소수력 발전장치에 사용시 낙하하는 유수가 복수의 제1 및 제2수차날개(131)(135) 가운데 수차본체(110)의 회전방향 상류에서 하류로 순차로 배치된 제1 및 제2수차날개(131)(135)에 교대로 부딪히면서 낙하하도록 할 수 있다. 따라서 낙하하는 유수와 제1 및 제2수차날개 사이의 접촉면적을 넓힘과 아울러, 물의 낙하속도 저하를 최소화함으로써, 수차(100)의 회전력을 높일 수 있다.

도 8은 제3실시예에 따른 수차를 보인 사시도이고, 도 9는 제3실시예에 따른 수차를 보인 부분 정면도이다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 수차(200)는 수차본체(210), 제1 및 제2설치판(221)(223), 제1 및 제2수차날개(231)(233)를 포함한다.

수차본체(210)는 원통형상이 구조물로서, 회전축(211)을 회전 중심으로 일 방향으로 회전 가능하게 도 1의 수차설치부(33)에 설치된다. 제1 및 제2설치판(221)(223) 각각은 수차본체(210)의 양단 각각에 소정 높이 돌출 형성되는 것으로, 수차(200)로 낙수된 물이 수차본체(210)의 축방향으로 벗어나는 것을 방지함과 아울러, 제1 및 제2수차날개(231)(233)를 지지한다.

제1수차날개(231)는 복수의 날개로 구성되며, 제1설치판(221) 쪽으로 편향되게 수차본체(210)의 외주에 설치된다. 이 제1수차날개(231)는 그 판면이 회전축(211) 방향에 대하여 하방 경사지게 형성되어, 낙하하는 유수가 제1수차날개(231)에 부딪힌 후, 낙하속도 크게 저하되지 않은 상태로 하류에 위치된 제2수차날개(233) 방향으로 향하도록 할 수 있다.

제2수차날개(233)는 복수의 날개로 구성되며, 제2설치판(223) 쪽으로 편향되게 수차본체(210)의 외주에 설치된다. 이 제2수차날개(233)는 그 판면이 회전축(211) 방향에 대하여 하방 경사지게 형성되어, 낙하하는 유수가 제2수차날개(233)에 부딪힌 후, 낙하속도 크게 저하되지 않은 상태로 하류에 위치된 제1수차날개(231) 방향으로 향하도록 할 수 있다.

여기서, 제1 및 제2수차날개(231)(233)의 판면과 수차본체(210)의 축방향이 이루는 경사각도 θ2은 30도 각도 보다 크고, 직각 보다 작은 각도를 이루는 것이 바람직하다. 여기서, θ2의 하한값을 벗어나는 경우, 낙하하는 유수가 제1 및 제2수차날개(231)(233)에 가하는 힘이 약해지게 되므로, 하한값 이상으로 설치하는 것이 바람직하다.

여기서, 제1 및 제2수차날개(231)(233)는 동일 개수로 이루어지며, 복수의 제2수차날개(233)는 복수의 제1수차날개(231)와 교대로 설치 될 수 있다. 또한, 수차본체(210)의 외주는 곡면으로 형성되어 있는 바, 이 수차본체(210)의 외주에 형성된 제1 및 제2수차날개(231)(233)의 수차본체(210)와 마주하는 부분은 수차본 체(210)의 외주 형상에 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 제1 및 제2수차날개(231)(233)의 지지 구조를 보강하기 위한 보강 브라켓 등의 별도의 보강 구조를 더 포함할 수 있다.

따라서, 소수력 발전장치에 사용시 낙하하는 유수가 복수의 제1 및 제2수차날개(231)(233) 가운데 수차본체(210)의 회전방향 상류에서 하류로 순차로 배치된 제1 및 제2수차날개에 교대로 부딪히면서 낙하하도록 할 수 있다. 또한, 수차본체(210)의 내측으로 낙하하는 유수를 모으는 방향으로, 제1 및 제2수차날개(231)(233)를 경사 배치함으로써, 낙하하는 유수의 이용효율을 높일 수 있다. 이에 따라 낙하하는 유수와 제1 및 제2수차 날개사이의 접촉면적을 넓힘과 아울러, 물의 낙하속도 저하를 최소화함으로써, 수차(200)의 회전력을 높일 수 있다.

상기한 실시예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야의 통상을 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 소수력 발전장치를 보인 부분단면 사시도.

도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도.

도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도.

도 4는 도 1의 소수력 발전장치의 수차가 제거된 상태에서의 본체구조물의 요부를 보인 개략적인 사시도.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 소수력 발전장치의 제1실시예에 따른 수차를 보인 사시도.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 소수력 발전장치의 제2실시예에 따른 수차를 보인 사시도.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 소수력 발전장치의 제2실시예에 따른 수차를 보인 부분 단면도.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 소수력 발전장치의 제3실시예에 따른 수차를 보인 사시도.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 소수력 발전장치의 제3실시예에 따른 수차를 보인 부분 정면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10, 100, 200: 수차 11: 수차본체

15, 121: 설치판 16: 구획판

17, 131, 231: 제1수차날개 18, 135, 233: 제2수차날개

19: 제3수차날개 30: 본체구조물

31: 수문설치부 32: 가압수모음부

33: 수차설치부 35: 가이드

37: 가압수유도판 39: 낙수유도부

40: 낙수조절부 41: 수문

43: 낙수유도판 45: 부력통

100: 발전기

Claims

소수력 발전장치에 있어서,

본체구조물과; 상기 본체구조물에 회전 가능하게 설치되며, 낙하하는 유수에 의하여 회전되는 수차와; 상기 수차의 회전력을 전달받아 전기를 생산하는 발전기를 포함하며,

상기 본체구조물은,

상기 수차에 대향되게 형성되며, 낙하하는 유수 가운데 상기 수차를 벗어난 이탈수를 상기 수차의 가운데 부분으로 모으는 가압수모음부를 포함하는 것을 특징으로 하는 소수력 발전장치.
제1항에 있어서,

상기 가압수모음부는,

상단에 외측에서 내측으로 경사지게 형성되어, 상기 이탈수를 외측에서 내측으로 모으는 경사부와;

내측 중앙부분에 형성되어, 상기 경사부에서 모아진 이탈수가 흐르는 채널을 포함하는 것을 특징으로 하는 소수력 발전장치.
제2항에 있어서,

상기 본체구조물은,

상기 가압수모음부와 상기 수차 사이에 개재되어, 상기 수차로 유입된 유수가 상기 수차로부터 이탈되는 것을 억제하는 가이드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소수력 발전장치.
제3항에 있어서, 상기 가이드는,

상기 채널과 마주하는 중앙부분에 형성되어, 상기 채널을 통하여 낙하는 이탈수가 재차 상기 수차방향으로 유입되도록 안내하는 가압수유입부를 포함하는 것을 특징으로 하는 소수력 발전장치.
제4항에 있어서, 상기 가압수모음부는,

상기 채널 내부의 소정 위치에 설치되며, 상기 채널을 통하여 낙하하는 낙수를 상기 가압수유입부 방향으로 유도하는 가압수유도판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소수력 발전장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 본체구조물은,

그 상부에 마련되어, 낙하하는 유수가 상기 수차의 소정 위치로 낙하하도록 유도하는 낙수유도부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소수력 발전장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 수차는,

회전축을 중심으로 회전가능하게 상기 본체구조물에 설치되는 원통형상의 수차본체와;

상기 수차본체를 상기 회전축 방향으로 제1 내지 제3 영역으로 나누는 구획판과;

상기 수차본체의 양단 각각에 소정 높이 돌출 형성된 설치판과;

상기 수차본체의 상기 제1 및 제3영역 외주에 상기 회전축 방향으로 설치되는 복수의 제1수차날개와;

상기 복수의 제1수차날개의 상기 수차본체 반경방향 외측에 위치되도록, 상기 설치판과 상기 구획판에 상기 회전축 방향으로 설치되는 복수의 제2수차날개와;

상기 수차본체의 상기 제2영역 외주에 상기 회전축 방향으로 설치되는 복수의 제3수차날개를 포함하여,

상기 제1 및 제3영역으로 낙하하는 유수는 상기 복수의 제1 및 제2수차날개 가운데 상기 수차본체의 회전방향으로 순차로 배치된 제1 및 제2수차날개에 교대로 부딪히면서 낙하하고, 상기 제2영역으로 낙하하는 유수는 상기 복수의 제3수차날개에 부딪히면서 낙하하도록 된 것을 특징으로 하는 소수력 발전장치.
제7항에 있어서,

상기 복수의 제1 및 제2수차날개 각각은,

그 판면이 상기 수차본체의 반경방향에 대하여 하방 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 소수력 발전장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 수차는,

회전축을 중심으로 회전가능하게 설치되는 원통형상의 수차본체와;

상기 수차본체의 양단 각각에 소정 높이 돌출 형성된 제1 및 제2설치판과;

상기 제1설치판 쪽으로 편향되게 상기 수차본체의 외주에 설치되며, 그 판면이 상기 회전축 방향에 대하여 경사지게 형성된 복수의 제1수차날개와;

상기 제2설치판 쪽으로 편향되게 상기 수차본체의 외주에 설치되며, 그 판면이 상기 회전축 방향에 대하여 경사지게 형성된 복수의 제2수차날개를 포함하여,

유수가 상기 복수의 제1 및 제2수차날개 가운데 상기 수차본체의 회전방향으로 순차로 배치된 제1 및 제2수차날개에 교대로 부딪히면서 낙하하도록 된 것을 특징으로 하는 소수력 발전장치.