KR20110103564A - Small hydropower generating system - Google Patents

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KR20110103564A
KR20110103564A KR1020100022688A KR20100022688A KR20110103564A KR 20110103564 A KR20110103564 A KR 20110103564A KR 1020100022688 A KR1020100022688 A KR 1020100022688A KR 20100022688 A KR20100022688 A KR 20100022688A KR 20110103564 A KR20110103564 A KR 20110103564A
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Abstract

본 발명은 소수력 발전 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 낙차가 없더라도 발전이 가능하고, 작은 유량으로도 다단으로 발전하여 효율이 높고 효과적으로 발전할 수 있는 소수력 발전 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 소수력 발전 시스템은, 소수력 발전 시스템에 있어서, 양쪽으로 이격, 배치되어 중앙부에 수로가 형성되고 전후부에 유입구 및 유출구가 형성되도록 구성된 좌,우 측벽; 상기 수로의 내부에 길이방향을 따라 소정 간격으로 이격, 설치되는 복수의 터빈; 상기 각 터빈의 외부를 감싸도록 덧씌워지는 복수의 외부 케이스가 연결통로에 의해 서로 연통되게 형성된 발전기 본체; 상기 터빈 및 상기 발전기 본체를 지지하도록 상기 터빈에 상측이 접속되고, 하측이 상기 수로의 바닥면에 고정되는 지지수단; 상기 터빈으로부터 출력되는 회전수를 증속하기 위한 증속기; 상기 증속기의 출력축과 접속되어 전기에너지를 생성하는 발전기; 상기 수로의 유입구측에 설치되어 상기 유입구측으로 유입되는 용수가 발전기 본체 내부로만 유입되도록 하는 차단벽; 및 상기 발전기 본체의 상부에 유로의 길이방향을 따라 형성되어 상기 증속기 및 상기 발전기가 배치되는 고정프레임을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의해, 용수가 발전기 본체의 내부 공간으로 유입된 후 다단으로 배치된 터빈을 회전시켜 발전할 수 있는 구조이므로 작은 유량으로도 많은 전기에너지를 생산할 수 있고, 낙차가 없더라도 발전이 가능하므로 하천 등에 편리하게 시설하여 효율적으로 사용할 수 있는 발전 시스템을 구현할 수 있다.The present invention relates to a hydrophobic power generation system, and more particularly, to a hydrophobic power generation system capable of generating power even without a drop, and generating power in multiple stages even at a small flow rate with high efficiency.
In the hydrophobic power generation system of the present invention, the hydrophobic power generation system, the left and right sidewalls which are spaced apart and arranged on both sides to form a channel in the center and the inlet and the outlet are formed in the front and rear; A plurality of turbines spaced apart from each other at predetermined intervals along a longitudinal direction of the waterway; A generator body formed with a plurality of outer cases overlaid to surround the outside of each turbine so as to communicate with each other by a connection passage; Support means connected to an upper side of the turbine so as to support the turbine and the generator main body, and a lower side fixed to a bottom surface of the water channel; An increaser for increasing the rotation speed output from the turbine; A generator connected to the output shaft of the speed increaser to generate electric energy; A blocking wall installed at an inlet side of the water channel so that water flowing into the inlet side is only introduced into the generator body; And a fixed frame formed along the longitudinal direction of the flow path in the upper portion of the generator body, in which the speed increaser and the generator are disposed.
As a result, since water flows into the internal space of the generator main body, the turbine can be generated by rotating the turbine arranged in multiple stages. Thus, a large amount of electric energy can be produced even at a small flow rate, and power generation is possible even without a drop, so it is convenient for rivers and the like. It is possible to implement a power generation system that can be installed and used efficiently.

Description

소수력 발전 시스템{SMALL HYDROPOWER GENERATING SYSTEM}Small Hydro Power System {SMALL HYDROPOWER GENERATING SYSTEM}

본 발명은 소수력 발전 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 낙차가 없는 하천 등에 간편하게 설치하여 전기에너지를 발전할 수 있고, 작은 유량으로도 다단으로 발전하여 효율이 높고 효과적으로 발전할 수 있는 소수력 발전 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a hydrophobic power generation system, and more particularly, it can be easily installed in rivers without dropping to generate electrical energy, multi-stage power generation at a small flow rate can be generated in a high efficiency and efficient power generation system It is about.

일반적으로, 전기에너지를 발전하는 발전 시스템은 화석연료를 이용한 화력발전이나, 원자력을 이용한 원자력발전을 주고 이용하고 있다. In general, a power generation system for generating electrical energy is used for thermal power generation using fossil fuel or nuclear power generation using nuclear power.

그러나, 화력발전이나 원자력발전은 대규모의 발전설비가 필요하므로 대규모의 투자와 공간을 필요로 한다. 화력발전은 에너지원으로 석유나 석탄 등의 화석연료를 이용하므로 대기환경을 오염시키고, 오존층을 파괴하여 지구 온난화를 일으키는 주요 원인으로 작용되고 있다. 또한, 화력발전에서 이용되는 석유나 석탄 등은 매장량이 한정되어 있고, 그 사용량의 증가와 고갈로 인해 다음 세대에서는 이용할 수 없는 실정에 있다.However, thermal power generation and nuclear power generation require large-scale power generation facilities, which requires large-scale investment and space. Thermal power plants use fossil fuels such as oil and coal as energy sources, polluting the atmosphere, destroying the ozone layer, and acting as a major cause of global warming. In addition, oil or coal used in thermal power generation has a limited reserve, and due to the increase and exhaustion of the use thereof, it is not available in the next generation.

이에 따라, 최근에는 태양열, 조력, 파력, 풍력 및 수력 등의 자연에너지를 이용한 발전시스템이 폭넓게 연구되고 있고, 대규모의 태열열 발전단지, 풍력 발전단지 등이 건설되고 있다. Accordingly, in recent years, power generation systems using natural energy such as solar, tidal, wave, wind, and hydropower have been widely studied, and large-scale tandem thermal power plants and wind farms have been constructed.

그리고, 수력 발전시스템은 주로 댐을 건설하는 방식으로 시행하고 있으나, 과도한 건설비용과, 긴 공사기간이 요구되고, 방대한 양의 물의 담수를 위해 대규모의 토지수몰을 감수하여야 하는 문제점과 함께 충분한 용수의 확보를 위해서는 강이나 하천이 필요하므로 설치할 수 있는 장소가 한정되어 있다. 이에 따라, 최근에는 설치장소에 비교적 제약을 받지 않고 적은 비용으로 시설하여 지속적으로 전력생산을 생산할 수 있는 소수력 발전 시스템이 제안되어 있다.In addition, the hydroelectric power system is mainly implemented by constructing dams, but it requires excessive construction costs, long construction periods, and a large amount of land submersion to cover a large amount of water. Rivers and rivers are needed to secure them, so the places where they can be installed are limited. Accordingly, in recent years, a small hydro power generation system has been proposed that can be installed at a relatively low cost without any restrictions on the installation site and continuously produce power generation.

소수력 발전은 소하천의 유수를 이용하여 전력을 생산하는 방법으로 생산된 전력을 하천 주변의 주택, 가로등과 같이 비교적 소규모의 전력이 요구되는 곳에 공급하여 사용할 수 있는 장점을 갖는다.Small hydro power generation has the advantage of supplying the generated power by using the flow of small rivers and supplying it where relatively small electric power is required such as houses and street lights around the river.

이러한, 소수력 발전 시스템으로는 대한민국 특허공보 공고번호 제88-000354호로 개시된 소수력 발전장치, 대한민국 등록실용신안공보 등록번호 제20-0439362호로 개시된 소수력 발전기가 구비된 육상 양식장 등의 선행기술들이 제안되어 있다. 이와 같은 형태의 소수력 발전 시스템은 낙차를 이용하여 전기에너지를 생산하는 방식으로 별도의 담수지를 필요로 하므로, 이러한 소수력 발전 시스템을 시설하기 위해서는 저수지와 같은 담수지가 기존에 시설된 경우에만 제한적으로 설치할 수 있는 한계점을 갖고 있다.As such a small hydro power generation system, prior art technologies such as a small hydro power generation device disclosed in Korean Patent Publication No. 88-000354 and a land farm equipped with a small hydro power generator disclosed in Korean Utility Model Registration No. 20-0439362 have been proposed. . This type of hydroelectric power generation system requires a separate freshwater reservoir to produce electric energy using free fall. Therefore, in order to install such hydrophobic power generation system, only a freshwater reservoir such as a reservoir can be installed in a limited manner. Has its limitations.

이러한, 낙차식 소수력 발전 시스템을 단점을 보완할 수 있는 방안으로 대한민국 등록특허 등록번호 제10-0691529호에는 하천 수로 등에 시설하여 발전할 수 있는 소수력을 이용한 발전시스템이 개시되어 있다. In order to supplement the disadvantages of the fall-type hydroelectric power generation system, the Republic of Korea Patent Registration No. 10-0691529 discloses a power generation system using a hydrophobic power that can be installed in the river waterway.

하지만, 등록특허 제10-0691529호는 하천의 유수를 이용하여 발전할 수는 있으나, 발전시스템을 설치하기 위해서는 하천을 가로질러 콘크리트 보를 시공하여야 하므로 많은 공사비가 요구되고 긴 공사기간을 필요로 하는 단점이 있으며, 하천을 가로막은 콘크리트 보에 의해 유수의 흐름이 차단되어 수질오염을 유발하게 된다. 특히, 콘크리트 보에 단일의 발전기만을 설치할 수 있으므로 발전할 수 있는 전기에너지가 작아서 수자원의 효율적인 이용이 불가능한 단점을 갖는다.
However, although Patent No. 10-0691529 can generate power by using the flow of rivers, it requires a large construction cost and requires a long construction period because concrete beams must be constructed across rivers in order to install a power generation system. There is, and the flow of running water is blocked by the concrete beam blocking the river will cause water pollution. In particular, since only a single generator can be installed in the concrete beam, there is a disadvantage in that the efficient use of water resources is not possible because the electric energy that can be generated is small.

본 발명은 상기 내용에 착안하여 제안된 것으로, 낙차가 없더라도 발전이 가능하고, 작은 유량으로도 다단으로 발전하여 효율이 높고 효과적으로 발전할 수 있도록 한 소수력 발전 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed in view of the above, and an object thereof is to provide a hydrophobic power generation system capable of generating power even without a drop and generating power in multiple stages even at a small flow rate.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 소수력 발전 시스템은, 소수력 발전 시스템에 있어서, 양쪽으로 이격, 배치되어 중앙부에 수로가 형성되고 전후부에 유입구 및 유출구가 형성되도록 구성된 좌,우 측벽; 상기 수로의 내부에 길이방향을 따라 소정 간격으로 이격, 설치되는 복수의 터빈; 상기 각 터빈의 외부를 감싸도록 덧씌워지는 복수의 외부 케이스가 연결통로에 의해 서로 연통되게 형성된 발전기 본체; 상기 터빈 및 상기 발전기 본체를 지지하도록 상기 터빈에 상측이 접속되고, 하측이 상기 수로의 바닥면에 고정되는 지지수단; 상기 터빈으로부터 출력되는 회전수를 증속하기 위한 증속기; 상기 증속기의 출력축과 접속되어 전기에너지를 생성하는 발전기; 상기 수로의 유입구측에 설치되어 상기 유입구측으로 유입되는 용수가 발전기 본체 내부로만 유입되도록 하는 차단벽; 및 상기 발전기 본체의 상부에 유로의 길이방향을 따라 형성되어 상기 증속기 및 상기 발전기가 배치되는 고정프레임을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the hydrophobic power generation system according to the present invention, the hydrophobic power generation system, spaced apart from both sides, the left and right side walls configured to form a waterway in the center and the inlet and outlet formed in the front and rear; A plurality of turbines spaced apart from each other at predetermined intervals along a longitudinal direction of the waterway; A generator body formed with a plurality of outer cases overlaid to surround the outside of each turbine so as to communicate with each other by a connection passage; Support means connected to an upper side of the turbine so as to support the turbine and the generator main body, and a lower side fixed to a bottom surface of the water channel; An increaser for increasing the rotation speed output from the turbine; A generator connected to the output shaft of the speed increaser to generate electric energy; A blocking wall installed at an inlet side of the water channel so that water flowing into the inlet side is only introduced into the generator body; And a fixed frame formed along the longitudinal direction of the flow path in the upper portion of the generator body, in which the speed increaser and the generator are disposed.

그리고, 상기 각 외부 케이스는 원통 형상을 갖되 그 내부에 설치되는 상기 터빈을 기준으로 일측에 폭이 넓은 광폭 용수이동부가 형성되도록 평면상에서의 배열 형태가 지그재그 형태가 되도록 배치되고, 상기 광폭 용수이동부의 배출단에는 연이어 배치되는 상기 외부 케이스의 상기 광폭 용수이동부로 용수의 흐름을 유도하는 유도편이 형성될 수 있다.Each of the outer cases may have a cylindrical shape but may be arranged in a zigzag form on a plane such that a wide water moving part is formed on one side with respect to the turbine installed therein, and the wide water moving part An induction piece may be formed at the discharge end to guide the flow of water to the wide water moving part of the outer case which is disposed successively.

한편, 상기 지지수단은, 상기 터빈의 회전축에 상단이 고정되는 고정축; 상기 고정축이 삽입되고 상기 수로의 바닥면에 고정되는 고정케이스; 및 상기 고정케이스의 내부에 설치되고, 상기 고정축이 삽입되어 회전 가능하게 지지되는 베어링을 포함할 수 있다.On the other hand, the support means, the fixed shaft is fixed to the top of the rotary shaft of the turbine; A fixed case into which the fixed shaft is inserted and fixed to the bottom surface of the water channel; And a bearing installed inside the fixed case and having the fixed shaft inserted therein to be rotatably supported.

상기 고정케이스는 원통형의 형성되어 상기 베어링이 수용되는 상부 고정케이스와, 상기 상부 고정케이스의 하부에 체결되는 하부 고정케이스로 구성되고, 상기 회전축은 하부에 끼움공이 요입, 형성되고, 상기 끼움공에 상기 고정축의 상단이 삽입되어 볼트 체결될 수 있다.The fixed case is formed of a cylindrical upper fixing case that accommodates the bearing, and a lower fixing case fastened to the lower portion of the upper fixing case, the rotary shaft is formed in the bottom of the fitting hole, the insertion hole The upper end of the fixed shaft may be inserted and bolted.

아울러, 상기 수로의 유입구측에 설치되어 상기 수로 내부로 유입되는 유체의 흐름을 제어하는 유량조절벽을 더 구비하고, 상기 좌,우 측판 사이에 해당되는 저부에 바닥판이 형성되고, 상기 바닥판은 유출구측을 향하여 하향 경사지게 형성될 수 있다.
In addition, it is further provided with a flow rate adjusting wall installed on the inlet side of the waterway to control the flow of fluid flowing into the waterway, the bottom plate is formed in the bottom corresponding to the left and right side plates, the bottom plate is It may be formed to be inclined downward toward the outlet side.

본 발명의 소수력 발전 시스템은, 용수가 발전기 본체의 내부 공간으로 유입된 후 다단으로 배치된 터빈을 회전시켜 발전할 수 있는 구조이므로 작은 유량으로도 많은 전기에너지를 생산할 수 있고, 낙차가 없더라도 발전이 가능하므로 하천 등에 편리하게 시설하여 효율적으로 사용할 수 있는 발전 시스템을 구현할 수 있다.In the hydrophobic power generation system of the present invention, since water is introduced into the internal space of the generator main body, the turbine can be generated by rotating turbines arranged in multiple stages. Therefore, it is possible to implement a power generation system that can be conveniently used in rivers and efficiently.

그리고, 발전기 본체는 원통형의 외부 케이스를 평면상에서의 배열 형태가 지그재그 형태가 되도록 형성되어 내부에 광폭 용수이동부가 순차적으로 엇갈리게 서로 연결되고, 이 광폭 용수이동부의 배출단에 형성된 유도편이 용수의 흐름을 광폭 용수이동부로만 유도함으로써 터빈에 작용되는 역방향 반력을 최소화할 수 있으므로 발전효율이 높은 장점이 있다.In addition, the generator body is formed so that the cylindrical outer casing is arranged in a zigzag form on a plane, and the wide water moving parts are alternately connected to each other sequentially, and the induction piece formed at the discharge end of the wide water moving part is used to control the flow of water. By inducing only to the wide water moving part, the reverse reaction force acting on the turbine can be minimized, so the power generation efficiency is high.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소수력 발전 시스템의 전체적인 구성을 나타내는 사시도,
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 소수력 발전 시스템을 측면에서 도시한 도면,
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 소수력 발전 시스템의 개략적인 평면도,
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 소수력 발전 시스템의 내부 구조가 도시되도록 일부를 절개한 도면,
도5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 소수력 발전 시스템의 지지수단을 개략적으로 나타낸 도면,
도5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 소수력 발전 시스템의 지지수단으로 적용할 수 있는 일 예를 나타낸 단면도,
도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 소수력 발전 시스템을 하천에 적용하여 설치한 예를 나타내는 도면이다.1 is a perspective view showing the overall configuration of a hydrophobic power generation system according to an embodiment of the present invention,
2 is a side view showing a hydrophobic power generation system according to an embodiment of the present invention;
3 is a schematic plan view of a hydrophobic power generation system according to an embodiment of the present invention;
4 is a view cut in part to show the internal structure of the hydrophobic power generation system according to an embodiment of the present invention,
Figure 5a is a schematic view showing a supporting means of the hydropower generation system according to an embodiment of the present invention,
Figure 5b is a cross-sectional view showing an example that can be applied as a support means of the hydrophobic power generation system according to an embodiment of the present invention,
6 is a diagram illustrating an example in which a hydrophobic power generation system according to an embodiment of the present invention is applied to a river and installed.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소수력 발전 시스템의 전체적인 구성을 나타내는 사시도, 도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 소수력 발전 시스템을 측면에서 도시한 도면, 도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 소수력 발전 시스템의 개략적인 평면도, 도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 소수력 발전 시스템의 내부 구조가 도시되도록 일부를 절개한 도면으로서, 도2 내지 도4는 좌,우 측벽을 생략하여 도시한다.1 is a perspective view showing the overall configuration of a hydrophobic power generation system according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a side view showing a hydrophobic power generation system according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is an embodiment of the present invention 4 is a schematic plan view of a hydrophobic power generation system according to an exemplary embodiment, and FIG. 4 is a cutaway view of an internal structure of the hydrophobic power generation system according to an embodiment of the present invention. FIGS. To show.

도1 내지 도4을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 소수력 발전 시스템은, 좌,우 측벽(10), 터빈(20), 발전기 본체(30), 지지수단(40), 증속기(50), 발전기(60), 차단벽(70), 및 고정프레임(80)을 구비한다.1 to 4, the hydrophobic power generation system according to an embodiment of the present invention, the left and right side wall 10, the turbine 20, the generator body 30, the support means 40, the speed increaser ( 50, a generator 60, a barrier wall 70, and a fixed frame 80.

좌,우 측벽(10)은 양쪽으로 이격, 배치되어 중앙부에 수로가 형성되고 전후부에 유입구(11) 및 유출구(12)가 형성되도록 구성된 것으로, 철판, 합성수지판과 같은 판형부재로 구성되거나, 콘크리트 구조물로 형성될 수 있다. 그리고, 좌,우 측판(10) 사이의 바닥면은 별도의 바닥판을 제작하여 구성하는 것이 바람직하지만, 설치 위치나 조건에 따라 하천 바닥이나 기존 수로의 바닥면을 그대로 이용할 수도 있다. 이때, 바닥면은 유출구(12)를 향하여 하향 경사지게 형성되고, 좌,우 측벽(10) 또한 동일한 기울기로 하향 경사지게 형성되는 것이 바람직하다. 그리고, 바닥판은 지지수단(40)을 용이하게 설치할 수 있도록 계단식 구조로 형성할 수도 있다. The left and right side walls 10 are spaced apart from each other and are arranged to have a water channel at the center and an inlet 11 and an outlet 12 at the front and rear, and are formed of a plate member such as an iron plate or a synthetic resin plate. It may be formed of a concrete structure. In addition, the bottom surface between the left and right side plates 10 is preferably manufactured by forming a separate bottom plate, but depending on the installation position or conditions, the bottom surface of the river or the existing waterway may be used as it is. At this time, the bottom surface is formed to be inclined downward toward the outlet 12, the left and right sidewall 10 is also preferably formed to be inclined downward with the same slope. And, the bottom plate may be formed in a stepped structure so that the support means 40 can be easily installed.

터빈(20)은 복수 개로 구성되어 수로의 내부에 길이방향을 따라 소정 간격으로 이격되어 설치된다. 그리고, 터빈(20)은 수력발전에 적합한 다양한 형태의 터빈을 제한 없이 적용할 수 있지만, 본 실시예에서는 회전축(21)에 일정한 각도로 다수의 블레이드(22)가 설치된 구조로서 각 블레이드(22)는 굴곡된 판형구조로 형성되어 있다.Turbine 20 is composed of a plurality of spaced apart at predetermined intervals along the longitudinal direction inside the waterway. In addition, although the turbine 20 may apply various types of turbines suitable for hydroelectric power without limitation, in the present embodiment, each blade 22 has a structure in which a plurality of blades 22 are installed at a predetermined angle on the rotation shaft 21. Is formed in a curved plate structure.

발전기 본체(30)는 각 터빈(20)의 외부를 감싸도록 덧씌워지는 복수의 외부 케이스(31)가 연결통로(32)에 의해 서로 연통되게 형성된 것으로, 복수의 터빈(20)을 순차적으로 설치할 수 있고, 유입구(11)로부터 유입된 용수가 각각의 터빈(20)을 경유하면서 발전할 수 있는 구조라면 형태와 구조에 제한 없이 구성될 수 있다.The generator main body 30 has a plurality of outer cases 31 which are covered to cover the outside of each turbine 20 so as to be in communication with each other by the connection passage 32, and the plurality of turbines 20 are sequentially installed. If the water flowing from the inlet 11 can be generated while passing through each turbine 20 can be configured without limitation in form and structure.

그리고, 본 실시예에서 발전기 본체(30)는 보다 효과적으로 발전을 할 수 있도록, 각 외부 케이스(31)를 원통 형상으로 형성하되, 평면상에서의 배열 형태가 지그재그 형태가 되도록 형성되어 있다. 이와 같이 외부 케이스(31)가 지그재그 형태로 배치되면 수로의 중심축을 따라 일자형으로 배치된 터빈(20)을 기준으로 일측에 폭이 넓은 광폭 용수이동부(33)가 형성되고 이 광폭 용수이동부(33)와 대응하는 반대쪽으로는 폭이 좁은 협폭 용수이동부(34)가 형성되게 된다. 이에 따라, 광폭 용수이동부(33)는 왼쪽, 오른쪽으로 서로 엇갈리는 형태로 배치되게 된다.In addition, in the present embodiment, the generator main body 30 is formed so that each of the outer casings 31 may have a cylindrical shape so as to generate electricity more effectively, and the arrangement form on the plane becomes a zigzag shape. As described above, when the outer case 31 is arranged in a zigzag form, a wide water moving part 33 is formed on one side of the turbine 20 arranged in a straight line along the central axis of the waterway, and the wide water moving part 33 is formed. To the opposite side corresponding to the narrow narrow water moving portion 34 is formed. Accordingly, the wide water moving unit 33 is arranged in a staggered form to the left and the right.

그리고, 광폭 용수이동부(33)의 배출단에는 연이어 배치되는 외부 케이스(31)의 광폭 용수이동부(33)로 용수의 흐름을 유도하는 유도편(35)이 형성되어 있다. At the discharge end of the wide water moving part 33, an induction piece 35 for inducing the flow of water to the wide water moving part 33 of the outer case 31 arranged in succession is formed.

도5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 소수력 발전 시스템의 지지수단을 개략적으로 나타낸 도면, 도5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 소수력 발전 시스템의 지지수단으로 적용할 수 있는 예를 나타낸 단면도이다.Figure 5a is a schematic view showing a support means of the hydropower system according to an embodiment of the present invention, Figure 5b is a cross-sectional view showing an example that can be applied to the support means of the hydrophobic power generation system according to an embodiment of the present invention .

도5a 내지 도5b를 참조하면, 지지수단(40)은 터빈(20) 및 발전기 본체(30)를 지지하도록 터빈(20)에 상측이 접속되고, 하측이 수로의 바닥면에 고정되는 것으로, 터빈(20)의 회전축(21)에 상단이 고정되는 고정축(41), 이 고정축(41)이 삽입되고 수로의 바닥면에 고정되는 고정케이스(42), 및 고정케이스(42)의 내부에 설치되고 고정축(41)이 삽입되어 회전 가능하게 지지되는 베어링(43)을 구비한다.5A to 5B, the support means 40 is connected to the turbine 20 so as to support the turbine 20 and the generator main body 30, and the lower side is fixed to the bottom surface of the water channel. A fixed shaft 41 having an upper end fixed to the rotary shaft 21 of the 20, a fixed case 42 into which the fixed shaft 41 is inserted, and fixed to the bottom surface of the waterway, and a fixed case 42. It is provided with a bearing 43 is installed and the fixed shaft 41 is inserted and rotatably supported.

고정케이스(42)는 내부에 베어링(43)이 삽입되도록 중공부가 형성된 대략 원통 형상의 부재로서, 그 상면에 고정축(41)을 감싸서 지지하는 보스(42a)가 돌출되어 있고, 그 외주면에는 설치면에 볼트 체결되도록 복수의 브라켓(42b)이 형성되어 있다. The fixed case 42 is a member of a substantially cylindrical shape in which a hollow portion is formed so that the bearing 43 is inserted therein, and a boss 42a for wrapping and supporting the fixed shaft 41 protrudes from an upper surface thereof. A plurality of brackets 42b are formed to be bolted to the surface.

그리고, 회전축(21)은 도5a의 확대 부분에 도시된 바와 같이 고정축(41)과의 접속을 위해 하부에 끼움공(21a)이 요입, 형성되고, 이 끼움공(21a)에 고정축(41)의 상단이 삽입된 후 볼트(41b)에 의해 체결, 고정되도록 되어 있다. And, as shown in the enlarged portion of FIG. 5A, the rotary shaft 21 has recessed and formed fitting holes 21a in the lower portion for connection with the fixed shaft 41, and the fixed shaft ( After the upper end of 41 is inserted, it is fastened and fixed by the bolt 41b.

한편, 고정케이스(42)는 내부에 베어링(43)이 수용되고 수면 아래에 침지되어 설치되는 부재이므로 수밀적으로 구성되는 것이 바람직하다. 예컨대, 도5b에 도시된 바와 같이 고정케이스(42)는 원통형의 상부 고정케이스(42c)와, 이 상부 고정케이스(42c)에 하부에 체결되는 하부 고정케이스(42d)로 구성되고, 상부 및 하부 고정케이스(42c,42d)는 접속 부위에 끼워지는 패킹부재(45)에 의해 수밀적으로 접속된다. 또한, 고정축(41)을 감싸서 지지하는 보스(42a)의 내부에도 수밀을 위한 패킹부재(46)가 내설되어 있다.On the other hand, the fixed case 42 is a member that is accommodated therein and is immersed below the water surface, it is preferable that the fixed case 42 is configured. For example, as shown in FIG. 5B, the fixing case 42 is formed of a cylindrical upper fixing case 42c and a lower fixing case 42d fastened to the upper fixing case 42c to the lower side. The fixed cases 42c and 42d are hermetically connected by a packing member 45 fitted in the connection portion. In addition, a packing member 46 for watertightness is installed inside the boss 42a that wraps and supports the fixed shaft 41.

아울러, 고정케이스(42)는 고정축(41)을 보다 견고하게 지지할 수 있도록 하는 고정링(44)이 구비되어 고정케이스(42)의 저부와 볼트 체결되도록 되어 있다. 고정축(41)에는 고정링(44)의 삽입을 위한 고정홈(41a)이 형성되어 있다. In addition, the fixing case 42 is provided with a fixing ring 44 to support the fixing shaft 41 more firmly so as to be bolted to the bottom of the fixing case 42. The fixing shaft 41 is formed with a fixing groove 41a for inserting the fixing ring 44.

증속기(50)는 도2에 도시된 바와 같이 터빈(20)의 회전축으로부터 출력되는 회전수를 증속하기 위한 구성으로, 터빈(20)의 회전축(21)에 결합되는 구동기어(51)와 접속되는 입력측 기어(52), 다단의 증속기어(53), 및 출력측 기어(54)를 구비한다.As shown in FIG. 2, the speed increaser 50 is configured to increase the rotation speed output from the rotation shaft of the turbine 20 and is connected to the drive gear 51 coupled to the rotation shaft 21 of the turbine 20. And an input gear 52, a multi-stage speed increase gear 53, and an output gear 54.

발전기(60)는 증속기(50)의 출력측과 접속되어 전기에너지를 생산하는 구성으로, 증속기(50)의 출력측 기어(54)에 모터축이 결합되어 있다. 이때, 발전기는 터빈의 크기, 용량 등에 따라 계산되어 결정된 통상의 발전기를 설치하여 구성한다.The generator 60 is connected to the output side of the speed increaser 50 and produces electrical energy. The motor shaft is coupled to the output side gear 54 of the speed increaser 50. At this time, the generator is configured by installing a typical generator calculated and determined according to the size, capacity, etc. of the turbine.

차단벽(70)은 유입구(11)측으로 유입되는 용수가 발전기 본체(30) 내부로만 유입되도록 하는 구성으로, 판형부재를 수로의 유입구(11)측에 해당되는 좌,우 측벽(10) 사이에 설치하되, 첫 번째 외부 케이스(31)의 연결통로를 제외한 나머지 부분이 밀폐되도록 형성된다.The blocking wall 70 is configured such that water flowing into the inlet 11 is only introduced into the generator body 30, and the plate member is disposed between the left and right sidewalls 10 corresponding to the inlet 11 of the waterway. It is installed, but the remaining portion except for the connecting passage of the first outer case 31 is formed to be sealed.

한편, 본 발명에 따른 소수력 발전 시스템은 구체적으로 도시하지는 않았으나 발전기 본체(30) 내부로 유입되는 유체의 흐름을 제어하는 유량조절벽(미도시)을 더 구비할 수 있다. 예컨대, 유량조절벽은 유입구 형상과 유사한 형상의 판형부재로 구성되어 수로의 유입구측에 해당되는 좌,우 측벽(10)에 삽입 및 이탈 가능하게 설치된다. 이 유량조절벽은 홍수 등의 발생으로 유량이 급격하게 증가되거나, 유지보수시에 유입구측을 선택적으로 밀폐하여 발전 시스템의 파손이나 손상을 방지하게 된다.Meanwhile, although not shown in detail, the hydrophobic power generation system according to the present invention may further include a flow regulating wall (not shown) for controlling the flow of the fluid flowing into the generator body 30. For example, the flow regulating wall is composed of a plate-like member having a shape similar to the inlet shape is installed to be inserted and detached to the left and right sidewall 10 corresponding to the inlet side of the waterway. This flow regulating wall prevents damage or damage to the power generation system by rapidly increasing the flow rate due to flooding or by selectively sealing the inlet side during maintenance.

그리고, 유량조절벽은 수조작에 의해 개폐되도록 구성하거나 전동방식의 개폐수단을 구비할 수 있다. 전동방식의 개폐수단은 예컨대, 기어드모터와, 로프나 체인 등으로 구성되어 기어드모터와 유량조절벽에 연결되는 견인장치로 구성할 수 있다. In addition, the flow regulating wall may be configured to be opened or closed by manual operation or may be provided with an opening and closing means of an electric system. The opening and closing means of the electric system is composed of a geared motor, a rope or a chain, for example, can be configured as a traction device connected to the geared motor and the flow control wall.

한편, 고정프레임(80)은 증속기(50) 및 발전기(60)의 설치를 위한 구성으로, "H" 빔, 판재, "ㄱ"자 형강, "ㄷ"자 형강 등을 이용하여 직사각틀 형태로 형성하여 발전기 본체(30)의 상부에 유로의 길이방향을 따라 설치하여 구성한다.On the other hand, the fixed frame 80 is configured for the installation of the speed increaser 50 and the generator 60, the rectangular frame shape using the "H" beam, plate, "" a "shaped steel," "" shaped steel, etc. It is formed by installing along the longitudinal direction of the flow path in the upper portion of the generator body (30).

이하 본 발명의 일 실시예에 따른 소수력 발전 시스템의 작용을 설명한다.Hereinafter will be described the operation of the hydrophobic power generation system according to an embodiment of the present invention.

도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 소수력 발전 시스템을 하천에 적용하여 설치한 예를 나타내는 도면으로, 이에 도시된 바와 같이 하천의 가장자리에 발전기 본체(30)를 설치하고, 터빈(20), 지지수단(40), 증속기(50), 발전기(60), 차단벽(70), 및 고정프레임(80)을 정해진 순서대로 조립한다. 이때, 발전기 몸체(30)는 유입구(11)측은 하천측으로 향하도록 하고 유출구(12)측이 기존 수로(a)와 연결되도록 하여 하천의 용수를 먼저 발전용으로 이용하고, 이후 공업용이나 농업용 등의 용수로 다시 이용함으로써 용수의 활용도를 높일 수 있다.FIG. 6 is a view showing an example in which a hydrophobic power generation system is installed and applied to a river according to an embodiment of the present invention. As shown therein, a generator body 30 is installed at an edge of a river, and a turbine 20 is provided. The support means 40, the speed increaser 50, the generator 60, the blocking wall 70, and the fixed frame 80 are assembled in a predetermined order. At this time, the generator body 30, the inlet 11 side is directed to the river side and the outlet 12 side is connected to the existing waterway (a) to use the water of the river for power generation first, and then industrial or agricultural By reusing water, the utilization of water can be increased.

이와 같이 설치된 상태에서 발전기 몸체(30)측으로 용수를 공급하게 되면, 첫 번째 외부 케이스(31)의 연결통로로 용수가 유입되어 광폭 용수이동부(33)를 경유하면서 터빈(20)의 블레이드(22)에 수압을 작용하여 회전력을 작용하게 된다. 이후, 터빈(20)의 회전축(21)과 연결된 증속기(50)에 회전력이 전달되어 증속된 후 발전기에 전달 되므로 발전기는 고속으로 회전되면서 전기에너지를 생성하게 된다. When water is supplied to the generator body 30 in the state of being installed in this way, the water flows into the connection passage of the first outer case 31, and the blade 22 of the turbine 20 while passing through the wide water moving part 33. The hydraulic force acts on the rotational force. Then, since the rotational force is transmitted to the speed increaser 50 connected to the rotary shaft 21 of the turbine 20 and the speed is increased and then transmitted to the generator, the generator rotates at high speed to generate electric energy.

그리고, 첫 번째 터빈(20)을 경유한 용수는 순차적으로 다수의 터빈(20)을 회전시켜 발전작용을 수행한 후 유출구(12)를 통해 배기 된다. 이와 같이 본 실시예에 따른 소수력 발전 시스템에 의하면, 터빈(20)이 용수의 이동경로를 따라 다단으로 구성되어 있어 하나의 발전 시스템을 이용하여 다단으로 발전작용을 수행하므로 발전효율이 높고, 수력에너지를 효과적으로 이용할 수 있는 장점을 갖는다. Then, the water passing through the first turbine 20 is sequentially exhausted through the outlet 12 after the power generation operation by rotating the plurality of turbines 20. As described above, according to the hydrophobic power generation system according to the present embodiment, since the turbine 20 is configured in multiple stages along the movement path of the water, power generation efficiency is high and hydroelectric energy is generated by performing multiple generation operations using one power generation system. It has the advantage that can be used effectively.

특히, 본 실시예에 따른 소수력 발전 시스템은 외부 케이스(31)의 평면상에서의 배열 형태가 지그재그 형태가 되도록 형성되어 있어서 광폭 용수이동부(33)가 순차적으로 엇갈리게 연결되고, 이 광폭 용수이동부(33)의 배출단에 형성된 유도편(35)은 용수의 흐름을 광폭 용수이동부(33)로만 유도함으로써 블레이드(22)에 작용되는 역방향 반력(수압에 의해 회전되는 블레이드의 회전방향에 대한 역방향으로 작용되는 힘)을 최소화할 수 있으므로 발전작용을 효과적으로 수행할 수 있다.In particular, the hydrophobic power generation system according to the present embodiment is formed so that the arrangement form on the plane of the outer case 31 is in a zigzag form, so that the wide water moving parts 33 are alternately connected in sequence, and the wide water moving parts 33 are provided. The guide piece 35 formed at the discharge end of the reverse direction force acting on the blade 22 by inducing the flow of water only to the wide water moving part 33 (the force acting in the opposite direction to the rotational direction of the blade rotated by water pressure) ) Can be minimized so that power generation can be effectively performed.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 소수력 발전 시스템을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어나지 않은 범위 내에서 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 있다고 할 것이다.
What has been described above is just one embodiment for implementing the hydrophobic power generation system according to the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiment, and as claimed in the following claims, the gist of the present invention Any person with ordinary skill in the art to which the present invention pertains without departing from the scope of the present invention will have the technical idea of the present invention to the extent that various modifications can be made.

10:좌,우 측벽 20:터빈
21:회전축 22:블레이드
30:발전기 본체 31:외부 케이스
32:연결통로 33:광폭 용수이동부
35:유도편 40:지지수단
41:고정축 42:고정케이스
43:베어링 50:증속기
60:발전 70:차단벽
80:고정프레임10: left and right side walls 20: turbine
21: rotating shaft 22: blade
30: generator body 31: outer case
32: connecting passage 33: wide water moving part
35: guide 40: support means
41: Fixed shaft 42: Fixed case
43: Bearing 50: Accelerator
60: power generation 70: barrier wall
80: fixed frame

Claims (5)

소수력 발전 시스템에 있어서,
양쪽으로 이격, 배치되어 중앙부에 수로가 형성되고 전후부에 유입구 및 유출구가 형성되도록 구성된 좌,우 측벽;
상기 수로의 내부에 길이방향을 따라 소정 간격으로 이격, 설치되는 복수의 터빈;
상기 각 터빈의 외부를 감싸도록 덧씌워지는 복수의 외부 케이스가 연결통로에 의해 서로 연통되게 형성된 발전기 본체;
상기 터빈 및 상기 발전기 본체를 지지하도록 상기 터빈에 상측이 접속되고, 하측이 상기 수로의 바닥면에 고정되는 지지수단;
상기 터빈으로부터 출력되는 회전수를 증속하기 위한 증속기;
상기 증속기의 출력축과 접속되어 전기에너지를 생성하는 발전기;
상기 수로의 유입구측에 설치되어 상기 유입구측으로 유입되는 용수가 발전기 본체 내부로만 유입되도록 하는 차단벽; 및
상기 발전기 본체의 상부에 유로의 길이방향을 따라 형성되어 상기 증속기 및 상기 발전기가 배치되는 고정프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 소수력 발전 시스템.
In the small hydro power system,
Left and right sidewalls spaced apart from each other so as to form a channel in a central portion and an inlet and an outlet in front and rear portions thereof;
A plurality of turbines spaced apart from each other at predetermined intervals along a longitudinal direction of the waterway;
A generator body formed with a plurality of outer cases overlaid to surround the outside of each turbine so as to communicate with each other by a connection passage;
Support means connected to an upper side of the turbine so as to support the turbine and the generator main body, and a lower side fixed to a bottom surface of the water channel;
An increaser for increasing the rotation speed output from the turbine;
A generator connected to the output shaft of the speed increaser to generate electric energy;
A blocking wall installed at an inlet side of the water channel so that water flowing into the inlet side is only introduced into the generator body; And
The hydrophobic power generation system, characterized in that formed in the upper direction of the generator body along the longitudinal direction of the flow path and the gearbox and the generator is disposed.
제1항에 있어서,
상기 각 외부 케이스는 원통 형상을 갖되 그 내부에 설치되는 상기 터빈을 기준으로 일측에 폭이 넓은 광폭 용수이동부가 형성되도록 평면상에서의 배열 형태가 지그재그 형태가 되도록 배치되고, 상기 광폭 용수이동부의 배출단에는 연이어 배치되는 상기 외부 케이스의 상기 광폭 용수이동부로 용수의 흐름을 유도하는 유도편이 형성된 것을 특징으로 하는 소수력 발전 시스템.
The method of claim 1,
Each of the outer cases may have a cylindrical shape and are arranged in a zigzag arrangement in a plane such that a wide water moving part is formed on one side with respect to the turbine installed therein, and the discharge end of the wide water moving part. In the hydrophobic power generation system, characterized in that the guide piece for inducing the flow of water to the wide water moving portion of the outer casing arranged in succession.
제2항에 있어서,
상기 지지수단은,
상기 터빈의 회전축에 상단이 고정되는 고정축;
상기 고정축이 삽입되고 상기 수로의 바닥면에 고정되는 고정케이스; 및
상기 고정케이스의 내부에 설치되고, 상기 고정축이 삽입되어 회전 가능하게 지지되는 베어링을 포함하는 것을 특징으로 하는 소수력 발전 시스템.
The method of claim 2,
Wherein the support means comprises:
A fixed shaft having an upper end fixed to a rotating shaft of the turbine;
A fixed case into which the fixed shaft is inserted and fixed to the bottom surface of the water channel; And
And a bearing installed in the fixed case, the bearing being rotatably inserted to support the fixed shaft.
제3항에 있어서,
상기 고정케이스는 원통형의 형성되어 상기 베어링이 수용되는 상부 고정케이스와, 상기 상부 고정케이스의 하부에 체결되는 하부 고정케이스로 구성되고,
상기 회전축은 하부에 끼움공이 요입, 형성되고, 상기 끼움공에 상기 고정축의 상단이 삽입되어 볼트 체결되는 것을 특징으로 하는 소수력 발전 시스템.
The method of claim 3,
The fixing case is formed of a cylindrical formed of an upper fixing case for receiving the bearing, and a lower fixing case fastened to the lower portion of the upper fixing case,
The rotating shaft is a small power generation system, characterized in that the insertion hole is formed in the lower portion, the upper end of the fixed shaft is inserted into the fitting hole is bolted.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수로의 유입구측에 설치되어 상기 수로 내부로 유입되는 유체의 흐름을 제어하는 유량조절벽을 더 구비하고,
상기 좌,우 측판 사이에 해당되는 저부에 바닥판이 형성되고, 상기 바닥판은 유출구측을 향하여 하향 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 소수력 발전 시스템.
The method according to any one of claims 1 to 4,
Is provided on the inlet side of the water channel is further provided with a flow rate control wall for controlling the flow of fluid flowing into the waterway,
A bottom plate is formed at a bottom corresponding to the left and right side plates, and the bottom plate is formed to be inclined downward toward the outlet side.
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