KR20110031399A - Wing foldable aberration - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수차날개를 접어 물을 밀어내는 수직형 날개 접이식 수차와 수차집에 관한 것으로, 수중에서 에너지를 충분히 흡수하고 회전에 대한 저항을 줄이며 복류식으로 가동할 수 있도록 하기 위하여, 호형 날개(26)를 드럼(68)과 원형판(33)에 경첩으로 부착하여 회전방향과 반대방향으로 오목한 면이 연쇄적으로 포개지도록 입수구에서 유도판(132) 끝에 결속된 롤러(44)로 압박하고, 수차 집(24)과 유도판은 조류가 배수구로 직접 흐르지 못하도록 날개가 접힌 공간을 차단하며, 배수구에서는 수차 집 외곽에 기점을 둔 축을 중심으로 회전하는 상기 유도판과 롤러가 유속에 의해 밀려남으로써 상기 수차날개가 입수구의 물을 배수구로 이동시키는 동안 위치에너지를 회전에너지로 변환시키고, 상기 수차 집은 상기 날개가 에너지를 충분히 흡수하도록 날개 사이에 가두어두고 수차날개의 회전궤도가 되어 저 낙차에서도 에너지변환효율을 향상시키며 복류식으로 가동하더라도 회전방향과 변환효율의 변화가 전혀 없어 입수발전비율을 높이는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a vertical wing foldable aberration and aberration to fold the aberration wings to push the water, arc-shaped wings (26) in order to absorb the energy in the water sufficiently, to reduce the resistance to rotation and to operate in a double flow ) Is attached to the drum 68 and the circular plate 33 by a hinge so as to press the roller 44 bound at the end of the guide plate 132 at the inlet so that the concave surface in the opposite direction to the rotational direction is superimposed. 24 and the guide plate block the space where the wings are folded to prevent the flow of algae directly to the drain hole, in which the guide plate and the roller which rotates about an axis originated on the outer side of the aberration house are pushed by the flow velocity, the aberration wing Converts the potential energy into rotational energy while moving the water from the inlet to the drain, and the aberration is driven by the blades to absorb the energy. Even with the confined between the rotation trajectory of the blade aberration improve the energy conversion efficiency in the low-head sikimyeo movable with bokryu formula it is characterized in that not exactly the same rotational direction as the conversion efficiency is to increase the available power ratio.

Description

날개 접이식 수차와 수차집{Hydraulic turbine with the folding wings, and the casings}Hydraulic turbine with the folding wings, and the casings}

본 발명은 수차날개를 접어 물을 밀어내는 날개 접이식 수차와 수차 집에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 수직형 수차 드럼에 경첩으로 부착한 날개를 롤러와 유도판으로 회전과 반대 방향으로 오목한 면이 연쇄적으로 포개지도록 접어 입수구에서 실린 물을 배수구에서 배출시키고 날개가 접힌 공간으로 물이 통과하지 못하도록 차단하여, 저 낙차에서도 에너지변환효율이 높고 복류식으로 회전할 수 있으며 수중에서도 저항을 최소로 줄일 수 있는 날개 접이식 수차와 수차 집에 관한 것이다. The present invention relates to a wing foldable aberration and aberration collection to push the water by folding the aberration vane, and more specifically, the concave surface of the wing attached to the vertical aberration drum hinged in the opposite direction to the rotation with the roller and guide plate It folds in a series to be folded to discharge water from the inlet to the drain and blocks the water from passing through the space where the wings are folded. It is about wing folding aberration and aberration house.

조력발전, 조류발전, 소수력발전과 같은 저 낙차에서 큰 동력을 얻으려면 낙차가 좁을수록, 즉 유속이 느릴수록 변환효율이 높은 동력변환장치가 필요하다. 특히 조류를 따라 흐르는 바닷물은 밀물과 썰물이 바뀔 때마다 조류의 방향이 바뀌고, 조석간만의 영향으로 수위가 수시로 변할 뿐만 아니라, 조석간만 차 이상으로는 낙차를 벌릴 수 없으므로 풍부하지만 분산되어 있는 에너지를 효과적으로 흡수할 수 있어야 한다.In order to obtain large power from low drop such as tidal power, tidal power, and small hydro power generation, a power converter having high conversion efficiency is required as the drop is narrower, that is, the flow rate is slower. In particular, the seawater flowing along the algae changes the direction of the algae whenever the tide and the ebb changes, and the water level changes frequently due to tidal effects only. It must be able to absorb effectively.

조력, 수력발전에 주로 사용되는 터빈과 프로펠러는 유속이 빠를수록 효율이 상승하지만, 날개와 날개 사이의 유격이 넓어 정지 상태에서도 물이 통과하여 저속일수록 효율이 떨어지므로 유효낙차를 확보하기 위해서 낙차가 상대적으로 커야 한다. 특히 수평으로 설치되었을 때는 물 흐르는 방향이 바뀌면 날개와 입수구의 구조상 변환효율이 더 떨어질 수밖에 없으며, 회전방향도 바뀌어 그때마다 전기의 위상이나 회전방향을 바꿔줘야 하므로 복류식 발전으로는 적합하지 않다.Turbines and propellers mainly used for tidal and hydropower have higher efficiency at higher flow rates, but the gap between wings and wings is wider. It should be relatively large. In particular, when installed in a horizontal direction, the flow efficiency of the wing and the water inlet change inevitably lower the conversion efficiency, the rotation direction is also changed each time the phase or rotation direction of electricity is not suitable for bipolar power generation.

물레방아 형 수차는 샤프트가 수면 위로 노출돼야 하고 한쪽 날개가 잠긴 깊이 이상은 유속을 이용할 수 없으며, 수직으로 설치했을 때는 배수구가 노출되면 입수구에서 날개 사이에 실린 물이 공기와 치환되어 입수구에서 다시 물을 실을 수 있지만, 수중에서는 날개 사이에 있는 물을 배출시키지 않으면 날개 사이에 물이 항상 차있으므로 낙차가 있어도 날개와 수차 집 사이 또는 날개와 드럼 사이에 물이 통과할 수 있는 공간이 없으면 회전할 수 없고 회전하더라도 에너지 흡수량이 극히 적다. 그러나 저 낙차에서는 그만한 낙차를 확보하기가 어려울 뿐만 아니라 조력발전에서는 수위의 변동이 심해서 항상 수면에 노출하기는 사실상 불가능하다.For watermill type aberrations, the shaft must be exposed above the surface of the water, and the flow rate cannot be used above the depth where one wing is locked.When installed vertically, if the drain is exposed, the water between the wings at the inlet is replaced with air, and the water is returned from the inlet. However, if you do not drain the water between the wings in the water, the water is always filled between the wings, so even if there is a drop, there is no space for water to pass between the wings and the aberration house or between the wings and the drum. Even if it is impossible to rotate, the energy absorption is extremely small. However, not only is it difficult to secure such a drop in low drop, but in tidal power generation, the level of water fluctuates so much that it is virtually impossible to always be exposed to the surface.

따라서 수중에서 유속 1m/sec 이하의 저속에서도 유속보다는 통과수량이 가지고 있는 중력을 거의 100% 흡수할 수 있고 조류의 방향이 바뀌더라도 회전방향이 바뀌지 않는 동력변환장치가 요구된다.Therefore, a power converter that can absorb almost 100% of gravity having a flow rate rather than a flow rate at a low speed of 1 m / sec or less in water and does not change the direction of rotation even if the direction of the tidal current is changed.

호형의 수차날개를 드럼과 원형판에 경첩으로 부착한 수차는 입수구에 도달한 날개가 수압이나 드럼에 부착된 스프링에 의해 펴지면서 오목한 면으로 에너지를 흡수하여 회전할 수 있지만 날개를 접을 수 있는 장치가 없으면 물이 완전히 배출되지 못하고, 수차에 발전기 등의 접속으로 회전 저항이 커지면 날개가 접혀 저항이 적은 반대쪽으로 통과수량이 증가하므로 유속이 빨라도 변환효율이 떨어진다.The aberration wheel attached to the drum and the circular plate by the hinge is attached to the drum and the circular plate, and the blade reaching the water inlet is opened by the water pressure or the spring attached to the drum, so that it can rotate and absorb the energy in the concave surface. If it is not, water is not completely discharged, and if the rotational resistance is increased by the connection of the generator to the aberration, the wing is folded and the amount of passage is increased to the opposite side where the resistance is low, so the conversion efficiency is low even though the flow rate is high.

그러나 날개를 접을 수 있는 장치와 날개가 접혀 넓어진 공간을 막을 수 있는 장치가 동시에 기능을 발휘하면, 날개가 접히는 순서대로 포개져서 사이가 거의 비워진 상태로 입수구로 돌아오고, 날개가 접힌 공간이 차단되므로 물이 수차날개를 거치지 않고는 배수구로 통과할 수 없으므로 낙차에 관계없이 수차가 흡수할 수 있는 위치에너지는 거의 100%에 가까울 것이다.However, if the device that can fold the wings and the device that can prevent the space where the wings are folded become functional at the same time, the wings will be folded in the order of folding, returning to the inlet with almost empty, and the space where the wings are folded is blocked. Since water cannot pass through the drain without passing through the aberration vanes, the potential energy absorbed by the aberration will be close to 100% regardless of the drop.

이와 같은 장치를 입수구와 배수구 양쪽에 설치하고 입수구에서만 작동하도록 하면, 수차가 수직으로 설치되므로 수문을 작동하지 않더라도 복류식으로 가동할 수 있고, 발전기를 수면 위로 노출할 수도 있다. 특히 배수구는 물론 입수구가 일부 노출되더라도 통과수량과 낙차가 수차의 저항보다 크면 회전할 수 있고, 날개가 접힌 상태로 입수구로 회전하므로 수중에서도 저항이 적으며, 입수구와 배수구의 기능이 바뀌더라도 회전방향과 변환효율은 항상 일정할 것이다.If such a device is installed at both the inlet and the drain, and operated only at the inlet, the aberrations are installed vertically so that it can run in a double flow even without the water gate and expose the generator to the surface. In particular, even if the inlet is exposed, even if the inlet is partially exposed, the amount of water passed and the drop are larger than the resistance of the aberration, and the rotor can be rotated to the inlet with the wings folded, resulting in less resistance in the water, even if the function of the inlet and the outlet changes. And conversion efficiency will always be constant.

다만 이러한 장치가 수차날개의 회전반경 내에서 작동해야 하므로 수차날개가 받는 충격을 날개를 드럼에 결속한 경첩만으로 감당할 수 없다. 경첩이 날개라는 지렛대의 중심이 되기 때문이다.However, since such a device must operate within the radius of rotation of the aberration blade, the impact of the aberration blade cannot be afforded by the hinge that binds the wing to the drum alone. Because the hinge is the center of the lever called wings.

그러므로 입수구에서 날개 사이에 실린 물을 배수구에서 날개를 접어 배출시키고 접힌 상태로 입수구로 회전하도록 함으로써 저 낙차에서도 변환효율이 높고, 수중에서도 효율이 거의 떨어지지 않으며, 복류식으로 가동하더라도 회전방향이 바뀌지 않을 뿐만 아니라 변환효율이 전혀 떨어지지 않아 입수와 배수를 모두 발전용수로 활용할 수 있는 동력변환장치를 개발하는데 목적이 있다. Therefore, the water loaded between the wings at the inlet is discharged by folding the wings at the drain and rotated to the inlet in the folded state so that the conversion efficiency is high even at low drop, and the efficiency is hardly reduced even in the water, and the direction of rotation does not change even when operated in the double flow type. In addition, the conversion efficiency does not fall at all, the purpose is to develop a power converter that can utilize both the intake and drainage for power generation.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 상하 지지대 또는 발전소 구조물에 베어링으로 결속되는 메인샤프트에 수차 지름의 1/5 내지 1/3 크기의 실린더형 드럼을 원형판 및 중격판으로 결합하고, 8개 내지 12개의 수차날개를 상기 드럼과 원형판에 경첩으로 부착하며, 상기 메인샤프트와 동심 축으로 입수구와 배수구를 제외한 양면을 1/4씩 대칭으로 감싸는 호형의 수차 집으로 구성한다.In order to achieve the above object, a cylindrical drum of 1/5 to 1/3 size of aberration diameter is combined with a circular plate and a septum plate on the main shaft, which is bounded by a bearing to an upper or lower support or a power plant structure, and 8 to 12 Two aberration blades are attached to the drum and the circular plate by a hinge, and the main shaft is composed of an arc-shaped aberration house that symmetrically surrounds both sides of the main shaft and the inlet and drain holes by 1/4.

상기 수차 집이 좌우에 배치된 다른 수차의 수차 집과 S형, 또는 X형으로 배치되고 수차구조물과 결합하여 칸막이와 교각 또는 기둥역할을 겸한다.The aberration house is arranged in the S-shape or X-shape with the other aberration house arranged on the left and right, and combines with the aberration structure to serve as a partition and a pier or pillar.

상기 수차날개는 호형을 이루는 지름이 드럼과 수차 지름의 중간 크기로 하여 앞날개와 포개질 때 날개와 날개 사이 공간을 최소한으로 좁히고, 상기 수차날개가 펴졌을 때 경첩부분이 상기 드럼에 밀착할 수 있도록 날개 턱을 만들되 접힐 때 뒷날개가 포개지는 것을 방해하지 않도록 크기를 제한하며, 회전할 때 끝이 상기 수차 집에 걸쳐서 회전할 수 있도록 폭이 상기 드럼과 수차 집 사이의 간격보다 약간 크 도록 제작하고, 상기 수차날개 끝에 부착한 회전축에 지름은 작고 폭이 넓은 활차를 결속하여 상기 수차 집과의 마찰을 줄이고 마모를 방지하며 유격이 거의 없도록 한다.The aberration blades have an arc-shaped diameter between the drum and the aberration diameter, so that the space between the wings and the wings is minimized when the aberrations are folded, so that the hinge portion can closely adhere to the drum when the aberration wings are unfolded. Make a wing jaw but limit the size so that it does not prevent the rear wing from folding when folded, and make the width slightly larger than the gap between the drum and the aberration so that the tip can rotate over the aberration when rotating, A small diameter and wide pulley is coupled to the rotary shaft attached to the tip of the aberration blade to reduce friction with the aberration collector, prevent abrasion, and have little play.

수차날개의 등을 누르는 롤러가 상기 활차를 넘어갈 때의 충격이 적도록 상기 활차의 회전축을 공동으로 이용하는 보조날개를 결속하고, 드럼에 스프링을 부착하여 롤러를 탈출한 날개가 빨리 펴지도록 한다.The auxiliary wing that jointly uses the rotating shaft of the pulley is bound so that the impact of the roller pressing the back of the aberration crosses the pulley, and the spring is attached to the drum so that the wings escape the roller.

조류의 방향 변동으로 배수구가 입수구로 바뀌면 상기 수차 집 외곽에 중심기점을 두고 회전하는 유도판이 맞은 편 수차 집 모서리에 기점을 둔 스프링과 유속에 의해 수차 쪽으로 회전하여 날개가 접힌 공간을 막고 수압과 전자석의 자력을 롤러에 전달하며 물이 흐르는 방향을 수차날개 사이로 유도하고, 조류가 다시 바뀌는 순간 전자석의 전원이 차단되면서 상기 유도판이 유속에 의해 수차 밖으로 밀려나도록 한다.When the drain is changed to the water inlet due to the fluctuation of the direction of the tide, the guide plate that rotates around the center of the aberration house is rotated toward the aberration by the spring and the velocity originating at the corner of the aberration house opposite to the aberration house to block the space where the wings are folded and the water pressure and the electromagnet It transmits the magnetic force of the to the roller and guides the direction of water flow between the aberration blades, and when the current is changed again the electromagnet is cut off so that the guide plate is pushed out of the aberration by the flow rate.

소수력발전과 같이 단류식(單流式)으로 가동할 때는 입수구에만 유도판과 롤러를 장착하고 배수구 측 수차 집은 폭을 좁히거나 생략할 수 있다.When operating in a single flow type, such as hydroelectric power generation, guide plates and rollers may be installed only at the inlet, and the aberration side of the drainage outlet may be narrowed or omitted.

상기 수차날개의 경첩에 플라스틱(PVC) 파이프를 경첩 축과 경첩 사이에 끼워 부드럽게 움직이도록 하고, 상기 활차는 수차 벽에서 부드럽게 회전하거나 미끄러지도록 플라스틱 파이프로 제작하여 교체가 용이하도록 한다.The plastic (PVC) pipe is hinged between the hinge shaft and the hinge to smoothly move the hinge of the aberration blade, and the pulley is made of plastic pipe so as to smoothly rotate or slide on the aberration wall to facilitate replacement.

본 발명은 물이 수차 날개 사이를 거치지 않고는 배수구로 통과할 수 없도록 함으로써 수차를 통과하는 동안 위치에너지가 거의 모두 날개에 전달되어 낙차에 상관없이 에너지변환효율이 높아 유효낙차 폭을 좁힐 수 있고, 조류의 수위나 방향 변동에 대한 영향이 전혀 없어 단조식 조력발전에서 입수와 배수를 모두 발전용수로 활용할 수 있으므로 12% 미만이거나 거의 포기할 수밖에 없는 입수발전비율을 40~60% 이상으로 끌어올릴 수 있다. 다만, 구동부가 많아 마모나 부식, 바다생물의 부착 등으로 인해 운동성이 떨어질 수 있다. According to the present invention, since water cannot pass through the drain without passing between the aberration blades, almost all of the potential energy is transmitted to the blades during the aberration, and thus the effective drop width can be narrowed due to high energy conversion efficiency regardless of the drop. Since there is no effect on tidal water level or direction fluctuations, both forging and drainage can be used as for generating water in forged tidal power generation, which can raise the inflow generation ratio to less than 12% or almost give up to 40 ~ 60%. However, due to the driving part, the mobility may be reduced due to wear or corrosion, adhesion of sea creatures.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 날개 접이식 수차(이하 수차)(5)와 수차 집(24)에 대해 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described for the wing folding aberration (hereinafter referred to as aberration) 5 and the aberration 24 according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1은 복류식으로 가동하는 수차(5)가 회전할 때마다 유도판(132) 끝에 있는 롤러(44)에 의해 수차날개(26)를 회전방향과 반대 방향으로 접었다 폈다 가를 반복하도록 함으로써, 입수구(23)에서 수차날개(26) 사이에 물을 실어 배수구(25)로 이동하여 배출시키고 입수구(23)로 돌아올 때는 상기 수차날개(26)가 접혀진 상태를 유지하는 것을 도시한 구조 도이고, 도 2는 원형판(33)과 드럼(68)에 경첩(111)으로 결속한 수차날개의 횡단면도로서 우측은 펴진 상기 수차날개(26) 끝에 부착된 활차(130)가 상기 수차집(24)에 걸쳐서 회전하고, 좌측은 상기 수차날개(26b)가 롤러(44)에 의해 접힌 공간을 유도판(132)이 막고 있는 상태를 도시한 구조도다. FIG. 1 shows that the aberration blade 26 is folded and pulled in the opposite direction to the rotation direction by the roller 44 at the end of the guide plate 132 each time the aberration-operated aberration 5 rotates. (23) is a structural diagram showing that the water aberration between the aberration wing 26 to move to the drain port 25 to discharge and return to the water inlet 23 to maintain the state of the aberration wing 26 folded, 2 is a cross-sectional view of the aberration blade bound to the circular plate 33 and the drum 68 with the hinge 111, the right side is a pulley 130 attached to the end of the aberration wing 26 is rotated over the aberration collection 24 The left side is a structural diagram showing a state in which the guide plate 132 blocks the space where the aberration blades 26b are folded by the rollers 44.

상기 수차날개(26)가 접힐 때 앞날개와의 사이에 공간이 거의 없이 포개질 수 있도록 상기 드럼(68)의 지름이 수차(5) 지름의 1/5~1/3 크기로 한다. 드럼(68)의 지름이 너무 작으면 수차날개(26)의 폭이 그만큼 넓어야 하고, 접힐 때 앞날개(26)와의 간격을 좁히기 위해서 바가지처럼 더 오목해져야 하기 때문이다.When the aberration blade 26 is folded, the diameter of the drum 68 is 1/5 to 1/3 of the diameter of the aberration 5 so that the aberration can be folded with little space between the fore wings. If the diameter of the drum 68 is too small, the width of the aberration blade 26 should be as wide as that, and when folded, it should be more concave like gourd to close the gap with the fore wing 26.

도 1 및 도 2와 같이 수차의 지름에 따라 8~12개의 수차날개(26)를 오목한 면이 앞날개의 배면에 잘 포개질 수 있도록 상기 드럼(68)과 상기 원형판(33)에 경첩(111)으로 부착하여 회전방향과 반대로 접히도록 하고, 펴졌을 때는 너무 젖혀지지 않도록 경첩 뒤에 날개 턱(113)을 부착한다. 수차날개(26)를 너무 많이 부착하거나 상기 날개 턱(113)이 너무 크면 상기 수차날개가 접힐 때 날개 사이의 공간이 넓어질 수 있다.Hinges 111 on the drum 68 and the circular plate 33 so that the concave surface is well overlapped on the back of the fore wing according to the diameter of the aberration as shown in FIGS. 1 and 2. Attached to be folded in the opposite direction of rotation, and when extended, attach the wing jaw 113 behind the hinge so as not to fold too much. If the aberration wing 26 is attached too much or the wing jaw 113 is too large, the space between the wings may be widened when the aberration wing is folded.

도 3의 수차날개(26)를 호형으로 하는 반지름의 크기는 수차(1)와 드럼(68) 지름의 중간 크기 정도가 적합하다. 상기 수차날개(26)가 평면에 가까울수록 앞날개(26)와 포개질 때 공간이 좁혀지지 않아 상기 수차날개(26) 사이에 물이 많이 남아있을 수 있고 너무 오목해도 경첩과 날개 턱 때문에 밀착시킬 수 없다.As for the size of the radius which makes the aberration blade 26 of FIG. 3 arc, the median size of the diameter of the aberration 1 and the drum 68 is suitable. As the aberration wing 26 is closer to the plane, the space is not narrowed when the aberration wing 26 is overlapped with the water so that a lot of water may remain between the aberration wing 26 and may be in close contact due to the hinge and the wing jaw. none.

도 3과 같이 수차날개(26)의 폭이 상기 드럼(68)과 수차 집(24)과의 간격보다 약간 크게 하여, 물을 싣고 배수구(25)로 회전할 때 상기 수차날개(26) 끝에 있는 활차(130)가 상기 수차 집(24)에 걸쳐서 회전할 수 있도록 하고, 입수구(23)로 돌아올 때는 롤러(44)의 압력으로 도 5와 같이 활차(130)가 앞날개(26)의 등을 눌러 3~5개가 연쇄적으로 접혀지도록 한다. 수차날개가 수차 집에 걸쳐지지 않으면 상기 날개가 받는 충격을 경첩이 감당하기 어려워진다.As shown in FIG. 3, the width of the aberration blade 26 is slightly larger than the distance between the drum 68 and the aberration collector 24, and is located at the end of the aberration blade 26 when the water is rotated to the drain 25. Allow the pulley 130 to rotate over the aberration house 24, and when the pulley 130 returns to the inlet 23, the pulley 130 presses the back of the front wing 26 as shown in FIG. 5 by the pressure of the roller 44. Allow three to five to fold in series. If the aberration wing does not span the aberration house, it is difficult for the hinge to bear the impact of the wing.

상기 수차 집(24)은 상기 날개 접이식 수차(5)의 베어링을 결속하는 조력발전소 또는 발전장치의 상하 구조물 사이에서 교각이나 기둥역할을 겸하고, 다른 수차와 병렬로 배치할 때 옆 수차의 수차 집과 X형 혹은 Y형으로 결합한다. 상기 수차 집(24)을 X형으로 결합하면 칸막이(36)가 두 수차 집 사이에 위치하여 물이 직선으 로 통과하고, Y형으로 결합할 때는 상기 칸막이(36)가 상기 날개 접이식 수차(5)와 일직선상에 위치하여 물이 약간 비스듬한 대각선으로 흐른다. The aberration house 24 serves as a piers or pillars between the upper and lower structures of tidal power plants or power generating units that bind the bearings of the wing collapsible aberration 5, and when arranged in parallel with other aberrations, Combine into type X or Y. When the aberration house 24 is coupled to the X-shaped partition 36 is located between the two aberration house, the water passes in a straight line, when combined in the Y-shaped partition 36 is the wing folding aberration (5) ), And the water flows in diagonally diagonally.

도 4, 및 도 5처럼 유도판(132) 끝에 부착된 롤러(44)가 수차날개(26)를 눌러 접히도록 하는 힘은 유도판(132)이 받는 수압과 전자석(29)의 자력으로, 3~5개의 날개(26)를 연쇄적으로 접어 물을 밀어내려면 상당히 큰 압력이 작용해야 하지만 낙차가 좁을 때는 수압이 약하므로 상기 수차 집(24) 모서리에 부착한 상기 전자석(29)의 자력이 필요하다. As shown in FIGS. 4 and 5, the force that causes the roller 44 attached to the end of the guide plate 132 to press and fold the aberration blade 26 is the hydraulic pressure received by the guide plate 132 and the magnetic force of the electromagnet 29. In order to push out the water by chaining ˜5 wings 26 in order to push out water, the pressure of the electromagnet attached to the corner of the aberration house 24 is weak because the pressure is weak when the drop is narrow. need.

상기 수차날개(26)의 전면과 후면이 모두 매끄럽고 움푹 파인 곳이 없어야 한다. 특히 상기 롤러(44)와 접촉하는 배면에 요철이 심하거나 밀착되지 않으면 물이 벌어진 틈을 통해 배수구(25)로 빠져나갈 수 있고 롤러의 수명이 단축된다.Both front and rear surfaces of the aberration blades 26 should be smooth and without dents. In particular, if the irregularities are not in close or in close contact with the roller 44, the water can escape to the drain hole 25 through the gap is opened and the life of the roller is shortened.

접혀있던 상기 수차날개(26)가 상기 롤러(44)를 이탈하자마자 반동으로 펴지고, 물이 쉽게 채워질 수 있도록 상기 유도판(132)이 물의 흐름을 유도하며, 그래도 펴지지 않을 때는 상기 드럼(68)에 부착된 스프링(41a)이 날개(26)를 밀어낸다.As soon as the aberration blade 26 that has been folded is unrolled from the roller 44, the guide plate 132 induces a flow of water so that water can be easily filled, and when it is not extended, the drum 68 Attached spring 41a pushes wing 26.

수차 상단의 원형판(33)이 너무 작으면 입수구(23)와 배수구(25) 사이가 차단되지 않아 물이 원형판(33) 위로 흘러넘치거나 날개(26)가 접힐 때의 반사작용으로 물이 위로 솟구칠 수도 있으므로 상단 원형판(33)을 수차(5)의 지름과 같은 크기로 제작하여 인양구(86)를 막거나, 수차지지대(45)에 부착한 덮개로 만들어 인양구(86)에 고정한다. If the circular plate 33 at the top of the aberration is too small, water is not blocked between the water inlet 23 and the drain 25 so that the water rises upward due to the reflection when the water overflows the circular plate 33 or the wings 26 are folded. Since the upper circular plate 33 may be formed in the same size as the diameter of the aberration 5 to block the lifting port 86, or made of a cover attached to the aberration support 45, and fixed to the lifting port 86.

수차날개(26)가 물을 담아 회전할 때 수차 집(24)과의 마찰로 인한 마모와 저항을 줄일 수 있도록 도 3과 같이 수차날개(26) 끝 부분에 활차(130)를 부착한다. 또한, 활차(130)와 축을 공동으로 사용하는 보조날개(26a)는 날개(26)를 누르는 롤러(44)가 활차(130)를 넘어갈 때 상기 활차가 턱이 되지 않도록 교량역할을 한다. When the aberration wing 26 rotates with water, the pulley 130 is attached to the end of the aberration wing 26 as shown in FIG. 3 to reduce wear and resistance due to friction with the aberration house 24. In addition, the auxiliary wing (26a) using the pulley 130 and the shaft jointly serves as a bridge so that the pulley does not become a jaw when the roller 44 for pressing the wing 26 crosses the pulley (130).

도 4는 유도판(132)과 롤러(44)의 입면도를, 도 5는 롤러(44)가 날개(26)를 누르는 동작을 단면도로 나타낸 것으로, 상기 유도판(132)이 수차(1)에서 약간 떨어진 기점에 고정한 축(32a)을 중심으로 회전하여 도 1과 같이 입수 시에는 롤러(44)로 하여금 날개(26)를 누르고 상기 유도판은 날개(26)가 접혀진 넓은 공간을 차단하며, 배수 시에는 유속에 의해 밖으로 활짝 열린다.4 is an elevation view of the guide plate 132 and the roller 44, and FIG. 5 is a cross-sectional view of the roller 44 pressing the wing 26 in a cross-sectional view, the guide plate 132 is aberration (1) Rotating around the axis 32a fixed at the starting point slightly apart, when obtained as shown in FIG. 1, the roller 44 presses the wing 26, and the guide plate blocks the wide space where the wing 26 is folded and drains. The city is wide open by the flow velocity.

수차 집(24) 모서리에 부착된 전자석(29)은 배수에서 입수로 전환되는 순간부터 다시 배수상태로 전환될 때까지 강한 자력으로 유도판(132)을 끌어당겨 롤러(44)가 날개(26)를 강하게 압박하고, 입수구(23)가 배수구(25)로 전환되면 전원(28)이 차단되어 상기 유도판(132)이 유속에 의해 밖으로 밀려나도록 하며, 배수에서 입수로 다시 전환할 때 반대편 수차 집(24)에 기점을 둔 스프링(41)이 수차(5) 밖으로 밀려나 있던 롤러(44)를 전자석(29)의 자력 권 내로 당겨준다. The electromagnet 29 attached to the corner of the aberration house 24 pulls the guide plate 132 with a strong magnetic force from the moment of switching from drainage to inflow to the drainage state, so that the roller 44 is wing 26. Presses strongly, and when the inlet 23 is switched to the drain 25, the power source 28 is cut off so that the induction plate 132 is pushed out by the flow rate, and the reverse aberration when switching back from the drain to the inlet A spring 41 starting at 24 pulls the roller 44 pushed out of the aberration 5 into the magnetic field of the electromagnet 29.

단류식으로 발전할 때는 도 6과 같이 배수구(25)에는 롤러가 필요하지 않으므로 입수구(23)에만 유도판(132)과 롤러(44)가 장치되고, 배수구 측 수차 집을 생략하거나 폭을 좁힐 수도 있으며, 수차(1)를 조립하거나 인양할 때 장애가 되지 않으면 적당한 위치에 고정할 수도 있다.When the power generation in the single flow type, as shown in Figure 6, since the roller is not required in the drain 25, the inlet plate 132 and the roller 44 is provided only in the inlet 23, it may be omitted or narrowed the drain outlet side aberration When the assembly or lifting of the aberration 1 is not an obstacle, it may be fixed at an appropriate position.

날개 경첩(111)과 경첩 축(112) 사이에 PVC파이프를 삽입하여 상기 경첩(111)과 경첩 축(112)이 부식으로 민활성이 떨어지는 것을 방지하고, 날개(26) 끝에 결속하는 활차(130)를 PVC 파이프로 제작하여 베어링 없이도 회전할 수 있도록 한다. 상기 PVC파이프 표면에 물기가 있으면 미끄러워 마찰력이 감소하고, 부식에 없어 회전축에서 훨씬 부드럽게 회전한다. A PVC pipe is inserted between the wing hinge 111 and the hinge shaft 112 to prevent the hinge 111 and the hinge shaft 112 from deactivating due to corrosion, and a pulley 130 that binds to the end of the wing 26. ) Is made of PVC pipe so that it can rotate without bearings. If water is present on the surface of the PVC pipe, it is slippery and frictional force is reduced, and it rotates much smoother on the rotating shaft without corrosion.

상기 날개 접이식 수차(5)는 낙차의 크기에 상관없이 변환효율이 높아서 조력발전, 조류발전, 소수력발전 등 저 낙차 발전에 적합하고 특히 수문(35)을 작동하지 않고도 복류식으로 가동할 수 있다.The wing folding aberration 5 has a high conversion efficiency irrespective of the size of the drop, suitable for tidal power generation, tidal power generation, low power generation such as hydropower generation, and can operate in a bi-flow type, especially without operating the water gate 35.

다만, 낙차에 따라 회전속도가 상당히 느릴 수 있으므로 저속발전기를 접속하고, 저속발전기(27)라도 어느 정도의 회전속도에 도달하지 않으면 발전량이 적을 것이므로 너무 느릴 때는 가속장치가 필요하고 회전속도의 변화가 심할 때는 자동 변속장치로 발전효율을 높일 수 있다. 특히 낙차의 변이가 심한 단조식 조력발전, 양수식 파력발전 등에 상기 날개 접이식 수차를 적용할 때 다양한 배율의 가속장치를 적용하여 다단계로 발전하고 발전효율도 향상시킬 수 있다.However, since the rotational speed may be considerably slower depending on the free fall, the low speed generator is connected, and even if the low speed generator 27 does not reach a certain speed, the amount of power generation will be small. In extreme cases, automatic transmissions can increase power generation efficiency. In particular, when the wing fold aberration is applied to forged tidal power generation, pumped wave power generation, etc., in which the variation of the drop is severe, it is possible to apply the accelerator of various magnifications to generate multi-stage and improve the power generation efficiency.

제1도는 날개 접이식 수차와 수차 집 및 유도판+롤러의 위치 평면도 1 is a plan view of the position of the wing folding aberration and the aberration house and guide plate + roller

제2도는 날개 접이식 수차의 입수구 측 측면도2 is an inlet side side view of the wing collapsible aberration

제3도는 드럼에 경첩으로 부착된 수차날개와 수차집단면도3 shows aberration blades and aberration group section attached to the drum by hinges.

제4도는 유도판과 롤러의 입면도4 is an elevation view of the guide plate and the roller

제5도는 전자석의 자력으로 유도판과 롤러에 의해 접히는 수차날개의 단면도 제6도는 단류식 발전소의 날개 접이식 수차와 수차 집 및 유도판+롤러의 설치구조5 is a cross-sectional view of the aberration blade folded by the guide plate and the roller by the magnetic force of the electromagnet.

<주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the code for the main part>

5; 날개 접이식 수차 21; 선체, 발전소 구조물 23; 입수구 5; Wing folding aberration 21; Hull, power plant structure 23; Entrance

24; 수차 집 25;배수구 26; 수차날개. 24; Aberration house 25; drain 26; Aberration wing.

26b; 접힌 수차날개 26a; 보조날개 27; 발전기 26b; Folded aberration wings 26a; Auxiliary wing 27; generator

28; 전원 29; 전자석 32; 메인샤프트, 회전축 28; Power supply 29; Electromagnet 32; Main shaft, rotating shaft

32a; 유도판의 중심축 33; 원형판 36; 칸막이32a; Central axis 33 of guide plate; Circular plate 36; bulkhead

41; 스프링 44; 롤러(roller) 45; 지지대41; Spring 44; Roller 45; support fixture

50; 강판 혹은 강화 수지 68; 드럼 75; 볼베어링50; Steel sheet or reinforced resin 68; Drum 75; Ball bearing

78; 베어링 뭉치(베어링+방수장치+베어링 집) 86; 인양구78; Bearing bundle (bearing + waterproofing + bearing zip) 86; Salvage

111; 경첩 112; 경첩 축(핀) 113; 날개 턱111; Hinge 112; Hinge axis 113; Wing jaw

130; 활차 132; 유도판 130; Pulley 132; Induction plate

Claims (6)

발전소 또는 발전장치 구조물에 베어링으로 결속하는 메인샤프트(32)에 원형판 및 중격판으로 결합하는 수차 지름의 1/5 내지 1/3 크기의 드럼(68)과,A drum (68) having a diameter of 1/5 to 1/3 of aberration diameter coupled to a circular plate and a septum to a main shaft (32) that is bound to a bearing in a power plant or a generator structure, 상기 드럼과 원형판(33)에 경첩으로 부착하는 복수의 수차날개(26)와,A plurality of aberration blades 26 attached to the drum and the circular plate 33 by a hinge; 상기 메인샤프트와 동심 축으로 입수구와 배수구를 제외한 양면을 1/4씩 대칭으로 감싸는 수차 집(24)으로 구성하는 날개 접이식 수차.Wing foldable aberration consisting of the aberration house (24) symmetrically surrounds both sides of the main shaft and the inlet and drain except for the inlet and the drain by 1/4. 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1, 상기 수차날개의 호형을 이루는 지름이 드럼과 수차 지름의 중간 크기이고 폭이 상기 드럼과 상기 수차 집과의 간격보다 약간 크며, The diameter of the aberration of the aberration blade is the middle size of the drum and the aberration diameter and the width is slightly larger than the distance between the drum and the aberration collector, 상기 수차날개 경첩의 날개 턱(113)이 상기 드럼에 밀착하도록 하고,The wing jaw 113 of the aberration wing hinge to be in close contact with the drum, 상기 수차날개 끝에 결속된 활차(130)가 상기 수차 집에 걸쳐서 회전하며,The pulley 130 bound to the tip of the aberration blade rotates over the aberration house, 상기 활차와 동일한 회전축에 결속된 보조날개(26a)를 포함하는 수차날개(26)를 특징으로 하는 날개 접이식 수차.Wing foldable aberration, characterized in that the aberration blades (26) comprising an auxiliary wing (26a) bound to the same rotation axis as the pulley. 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1, 좌우에 배치된 다른 수차의 수차 집과 S 형, 또는 X 형으로 배치되어 칸막이와 교 각 또는 기둥 역할 겸하는 호형의 수차 집(24)을 특징으로 하는 날개 접이식 수차.Wing foldable aberration characterized by the aberration house of the other aberration arranged left and right, and the S-shape or X-shape and the arc-shaped aberration house 24 which serves as a partition and a pier or a pillar. 상기 수차 집(24) 외곽에 회전기점을 두고 상기 수차날개의 회전반경 안쪽과 배수구 사이에서 이동하는 유도판(132)과, An induction plate 132 moving between an inner side of a rotation radius of the aberration blade and a drain hole at a rotation point outside the aberration house 24; 상기 유도판 끝에 베어링으로 결속하여 상기 수차날개를 누르는 롤러(44)와,A roller 44 for binding the aberration blade to the end of the guide plate by a bearing; 상기 수차 집 모서리에 부착하여 상기 유도판을 당기는 전자석(29)과,An electromagnet 29 attached to a corner of the aberration house and pulling the guide plate; 상기 드럼에 부착된 스프링(41a)을 포함하는 날개접이식 수차.Foldable aberration comprising a spring (41a) attached to the drum. 상기 수차날개의 경첩 축과 경첩 사이에 플라스틱 파이프를 삽입하거나 경첩축 외부와 경첩 내부를 플라스틱으로 코팅하여 작동을 원활하게 하고, 상기 수차날개 끝에 결속하는 활차(130)를 플라스틱(PVC)파이프로 이용하는 날개 접이식 수차.Inserting a plastic pipe between the hinge shaft and the hinge of the aberration blade or coating the outside of the hinge shaft and the hinge with a plastic to facilitate the operation, using the pulley 130 that binds to the tip of the aberration blade as a plastic (PVC) pipe Wing folding aberration. 상기 날개 접이식 수차를 적용하는 조력발전소, 또는 발전장치에 상기 날개 접이식 수차마다 가속배율이 다른 가속장치를 접속하여 다단계로 발전하는 것을 특징으로 하는 저 낙차 발전시스템. Low power generation system characterized in that for generating power in multiple stages by connecting the accelerator to the tidal power plant, or the power generator applying the wing folding aberration, the accelerator having different acceleration magnification for each wing folding aberration.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101297386B1 (en) * 2011-08-31 2013-08-16 이종숙 Power generator using flow water
KR20160033455A (en) * 2014-09-18 2016-03-28 김선회 Waterwheel structure of the wing folding with a cam and spring
CN106014838A (en) * 2016-06-27 2016-10-12 毛永波 Wheel-to-flow telescopic roller shutter water wheel or wind wheel and power generation system

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