KR20120011127A - 여러 겹으로 제작한 구유형 물주머니를 이용한 수직형 물주머니수차와 수차발전소구조물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구유형 물주머니를 장착하고 유체출입구를 확장한 수직형 물주머니수차와 수차발전소구조물에 관한 것으로, 입수구의 물이 수차날개를 통해 배수구로 이동하는 동안 에너지를 충분히 흡수하고 배수구의 물이 날개 사이에 남아 입수구로 돌아가지 못하도록 하기 위하여, 입수구와 배수구 사이의 수압차를 이용하여 수차가 회전할 때마다 유체로 날개 사이에 부착한 물주머니의 수축과 팽창을 반복하여 입수구에서 날개 사이에 물을 실어 배수구로 통과시키는 과정에서 상기 물주머니를 여러 겹으로 제작하여 겉 겹이 파열하여 밀폐기능을 상실하더라도 속 겹이 밀폐를 유지하고, 날개 사이에 실려 온 물을 배수구로 빠르게 밀어내도록 유체출입구를 확장함으로써, 초저낙차에서도 변환효율이 높이고, 에어포켓으로 베어링의 방수상태를 장기간 유지하며, 수심에 따라 수직 다단계로 설치하여 복류식으로 발전할 수 있도록 하고, 가속장치나 자동변속장치로 발전효율과 발전량을 극대화하는 것을 특징으로 한다.

Description

여러 겹으로 제작한 구유형 물주머니를 이용한 수직형 물주머니수차와 수차발전소구조물{Vertical water turbine of the water pockets of multiple layers like trough and a structure of waterpower generation plant}

본 발명은 구유형 물주머니를 장착하고 유체출입구를 확장한 수직형 물주머니수차와 상기 수차를 적용한 수차발전소구조물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 벽과 바닥을 여러 겹으로 포개어 제작한 구유형의 물주머니를 날개와 원형판에 부착하고, 입수구와 배수구 사이의 수압차에 의해 유체가 신속하게 이동하도록 유체출입구를 확장함으로써, 복류식으로 발전하여 초저낙차에서도 변환효율과 발전량을 극대화하는 물주머니수차와 그 수차발전소구조물에 관한 것이다.

물주머니수차는 수차날개 사이에 부착된 물주머니에 들어있는 유체가 수압이 높은 곳에서 낮은 곳으로 밀려나는 현상을 이용하여 수압이 높은 입수구에서 상기 날개 사이를 밀폐한 물주머니에 들어있던 유체를 밀어내어 물이 실릴 수 있는 공간을 확보하고, 유체는 유체출입구-드럼-유체출입구를 통해 배수구에 도달한 다른 물주머니를 팽창시켜 물을 수압이 낮은 배수구 밖으로 밀어내어 팽창된 상태로 입수구로 돌아가 배수구의 물이 날개 사이에 남아 입수구로 되돌아가지 못하도록 함으로써 에너지 변환효율을 극대화한다. 즉 유체는 물주머니 사이에서만 이동할 수 있어 공기 중에 노출된 배수구에서 물이 공기와 치환(置換)되는 것과 같은 기전이 유체에 의해 수중에서도 일어나는 것이다.

수직형 수차는 수차집이 날개를 감싸고 있어 입수구의 물이 날개 사이를 거치지 않고는 수차를 통과할 수 없으므로, 수차날개와 수차집 및 수차와 구조물과의 유격이 없으면, 입수구와 배수구 사이의 수위 차로 형성되는 위치에너지가 유출되는 것이 거의 없이 100% 운동에너지로 변환된다. 특히 토출되는 물이 날개 끝을 빠져나갈 때의 유속이 날개의 회전속도와 같도록 에너지를 전달하므로 통과유속과 수차의 회전 속도가 정비례하고 회전반경이 클수록 회전속도는 느려지지만 통과수량의 증가와 지렛대의 원리에 의해 흡수한 에너지는 비례하여 커진다.

그래서 초저낙차에서도 변환효율이 95% 이상으로 전혀 떨어지지 않고 복류식으로 발전할 수 있도록 고안한 것이 물주머니수차와 날개접이식수차 등이지만 날개접이식수차는 구동부가 너무 많아 자주 부품을 교체하거나 수리가 불가피하고, 물주머니수차는 유체를 물로 이용할 경우 유체출입구가 좁을수록 통과수량이 감소하므로 드럼에 구멍을 뚫는 것만으로는 유체를 충분히 이동시킬 수 없다.

특히 수차가 입수구를 통과하는 짧은 시간 동안 날개 사이를 물로 채우려면 그 부피만큼의 유체를 유체출입구를 통해 빠른 속도로 내보내야 하므로 저항으로 에너지가 소모될 수 있다. 반대로 유체 출입구가 너무 넓으면 물주머니가 날개 밖으로 돌출하여 수차집과의 마찰과 거친 면과의 잦은 접촉으로 인한 마모로 수명이 짧아질 수 있다.

판단하기 어려운 과제는‘유체를 어떤 비율로 맞출 것인가?’ 하는 것이다.

해수보다 약간 가볍고 부식성이 낮은 담수(淡水)가 제일감으로, 수차가 노출되지 않는 높이까지는 약간의 공기와 함께 채움으로써 기능을 발휘할 수 있지만, 다단계로 설치할 때, 수면에 노출된 수차는 유체의 중력으로 물주머니가 날개 밖으로 돌출하여 파열될 수 있고 노출될 때마다 수백 내지 수천 톤의 유체 중량으로 밑에 있는 수차를 압박하여 회전저항이 증가하고 베어링의 마모가 빨라질 수 있기 때문이다.

공기만으로 채우면 수심이 깊을수록 수압으로 유체의 부피가 감소하므로 설치깊이에 따라 압력을 조절해야 하고, 완벽하게 밀폐하지 않으면 공기가 빠져나가 기능을 상실하며, 특히 부력 때문에 수차를 해저까지 가라앉힐 수 없다.

그러므로 수차를 물로 가득 채우더라도 물주머니가 파열되지 않도록 튼튼하게 제작하여 공기가 전혀 새지 않도록 완벽하게 밀착시키고, 수심에 따라서 물과 공기의 비율을 적절하게 조정하며, 특히 간조 때마다 노출되는 수차에는 공기의 비율을 높이는 방안을 고려한다. 그러나 물이 담기는 높이까지는 물주머니의 돌출이 공기층보다 심하므로 이에 대한 대책이 요구된다.

유체의 이동저항을 줄이면 물주머니의 팽창속도가 빨라져 물을 토출할 때의 반발에너지가 날개 끝에 전달되므로 에너지의 손실을 줄일 수 있고 날개가 입수구뿐만 아니라 배수구에서도 회전에너지를 흡수하므로 구동부에 가해지는 편측성(偏側性) 충격이 적을 것으로 사료된다.

베어링에 방수장치로 이용되는 리테이너는 주기적으로 교체하거나 점검하지 않으면 마모로 수명이 단축될 수 있으므로 에어포켓으로 침수를 차단하고 리테이너를 보조로 장착하여 응결수가 침습하지 않는 한 윤활유가 마를 때까지 사용하고, 샤프트와 베어링집 사이에 그리스(grease)를 채워둠으로써 사용수명을 연장할 수 있다.

낙차가 좁을수록, 그리고 수차의 회전반경이 클수록 회전속도가 느리므로 저속발전기를 적용해야 하지만, 가속시키면 순간발전량이 증가하면서 동시에 발전기의 부하량도 증가하므로 흡수한 에너지량에 비해 발전효율이 많이 감소하지는 않겠지만, 자동변속장치를 부착했을 때 회전속도의 증가율에 따라 발전량도 증가할 것으로 기대된다.

[문헌 1] KR 10-0727852 (주식회사 삼안) 2007. 6. 7. [문헌 2] KR 10-2009-0088792(특허출원) (홍문표) 2009. 9. 20 [문헌 3] KR 10-2009-0088795(특허출원) (홍문표) 2009. 9. 20. [문헌 4] KR 10-2010-0027024(특허출원) (홍문표) 2010. 3. 26. [문헌 5] KR 10-2010-0027030(특허출원) (홍문표) 2010. 3. 26.

[문헌 6] 수력발전(hydroelectric power generation). Daum 백과사전(on line)(검색일 2008-11-25) [문헌 7] Tidal power. Daum 백과사전(on line)(검색일 2008-11-25)

그러므로 입수구의 물이 수차날개를 통해 배수구로 이동하는 동안 에너지를 충분히 흡수하고, 수차날개가 입수구로 되돌아갈 때는 날개 사이의 물을 유체로 치환하여 배수구의 물이 날개 사이에 남아 입수구로 돌아가지 못하도록 함으로써 수중에서도 변환효율이 높고, 조류의 방향에 따라 회전방향이 바뀌거나 변환효율이 전혀 떨어지지 않으며, 초저낙차에서도 변환효율이 전혀 떨어지지 않아 단류식과 복류식에 모두 이용할 수 있고 사용수명을 최대한 연장할 수 있는 동력변환장치(수차)를 개발하는데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 수직형 물주머니수차는 양쪽 끝을 샤프트기어(27a)로 가공하고 구동부 베어링(50)을 결합하여 중격판(47)으로 상하에서 각 드럼(42)과 결속한 수차샤프트(27)와, 상기 상단 중격판(47)에 부착한 유체주입구(26a) 및 하단 중격판에 부착한 유체배출구와, 상기 드럼에 부착한 원형판(44)과, 격자형 날개살(날개 골격) 양면을 패널로 마감하고 삼각관(163)에 결합하여 상기 드럼과 복수의 중간 중격판(47)에 부착하고 상단과 하단을 상기 원형판에 부착하는 복수의 호형 날개(43)와, 상기 상하 드럼 사이와 상기 삼각관 사이로 확장한 유체출입구(26)와, 상기 날개 끝을 결합하는 복수의 원형 밴드(28)와, 스펀지 형 고무로 피복하여 유체출입구(26)와 밴드 안쪽에서 상하 원형판(44)에 수직으로 결속한 기둥(150)과, 신축성이 좋고 염분에 강한 재질로 제작하되 가운데와 부착부위를 여러 겹으로 보강하여 평철(31)을 고무로 피복한 타원형의 개스킷(86)과 볼트너트(115)로 상기 원형판과 날개에 부착하는 구유형 물주머니(1a)와, 상기 물주머니에 공기와 물로 충진(充陳)한 유체(流體)로 구성한다.

유체배출구(26b)는 인양할 때 수차의 무게를 경감하고 부력을 조절하기 위한 것으로, 하단의 드럼 안쪽에 위치한 이중드럼(42a)과, 상기 드럼의 삼각관(163) 사이 및 파이프(162)의 구멍(161b)과, 손잡이(166)로 상단까지 연결된 고무 캡(161a)과, 상단의 뚜껑(cap)(161)으로 구성하는 특징으로 한다.

상기 유체는 수심에 따라 물과 공기의 비율로 부력을 조정하고 설치깊이에 따라 공기압을 조절하며 노출시간이 많은 위치에 설치하는 수차는 유체를 대부분 공기로 충진한다.

다단계로 설치하는 수차의 베어링은 상기 상단 및 하단 중격판에 에어포켓(46)을 부착하고 베어링(50) 양쪽 및 베어링집(51)과 상기 에어포켓 사이에 삽입하는 리테이너(retainer)(91)와 상하 수차틀(33) 사이에 삽입하는 개스킷(gasket)(86)으로 방수하고, 상단 수차의 위쪽 베어링(50)은 동력연결조인트(35)와 베어링집(51)을 감쌀 수 있도록 발전기 샤프트(58)에 에어포켓(46)을 부착하고 상기 베어링집과 에어포켓 사이에 리테이너(91)를 삽입하며, 하단 수차의 아래쪽 구동부는 베어링집(33)의 아랫부분을 밀폐하여 방수하는 것을 특징으로 한다.

물주머니수차발전소구조물은 수심에 따라 수차 양쪽에 다단계수문을 설치하고, 중앙에 인양구를 설치한 발전소 상판과 양쪽에서 도로 상판(99)으로 교각을 결합하여 상기 수차발전소구조물의 안전도를 높인다.

상기 물주머니수차(1)의 구동부를 사각형 수차틀(33)에 결속하여 수심에 따라 수차집(32)과 일체형인 양쪽 교각(65)의 수차 홈(34)에 다단계로 끼워 조립하거나, 수차집을 대각선으로 부착한 육면체 골격의 수차틀을 수차집이 없는 교각에 다단계로 끼워 설치하여 복류식으로 발전한다.

상기 물주머니수차를 낙차가 조차 범위 이내로 제한되는 조력발전소와, 하천의 저수량을 늘리기 위해 설치하는 수중보에 건설하는 소수력발전소와, 빠른 조류를 발전에 이용하는 지주식 또는 부상식 조류발전설비와, 파도의 관성력을 이용하여 양수한 물로 발전하는 부상식 양수형 파력발전장치 및 조지식 월파수류형 파력발전소 등에서 적용할 때, 가속장치 또는 자동변속기로 회전속도를 조절하여 발전효율과 발전량을 극대화한다.

유체가 저항 없이 빠르게 이동하므로 통과수량이 증가하고 물을 배출할 때의 반발에너지가 회전에너지로 전환하며, 물주머니의 약한 부분을 보강하고 다른 물체와의 마찰을 차단하여 사용수명을 연장시키고, 새나가는 에너지가 거의 없으므로 초저낙차에서도 변환효율이 매우 높으며, 조류의 방향이 바뀌고 낙차가 수시로 변하더라도 회전방향과 변환효율의 변동이 전혀 없으므로 조력발전과 같은 초저낙차에서 단류식은 물론 복류식 발전으로 발전효율과 발전량을 극대화할 수 있다.

제1도는 날개 단면도와 개스킷 상세도
제2도는 구유형 물주머니의 평면도와 측면도
제3도는 물주머니수차의 종단면도
제4도는 물주머니수차의 횡단면도
제5도는 수직형 물주머니수차의 사시도
제6도는 수차틀 사이 베어링의 방수장치 상세도
제7도는 수차 상단과 발전기 사이 동력연결조인트의 방수장치 사시도
제8도는 유체배출구 상세도
제9도는 교각과 수차틀 및 다단계 수문 설치단면도

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 수직형 물주머니수차와 수차발전소구조물에 대하여 설명한다.

도 1은 날개의 중간보다 약간 외측에 물주머니(1a)를 부착하는 날개(43)의 구조를 도시한 것으로 회전반경이 5m인 수차는 날개 1개의 가로가 4.5m 이상, 세로가 수차의 높이에 따라서 1~4m이상의 호형으로 수십 톤 이상의 수압을 견딜 수 있도록 격자형의 날개 살(날개 골격) 양면에 평면 패널을 부착하여 삼각관(163)에 결합한다.

물주머니(1a)는 바닷물에 변질되지 않고 탄력이 좋으며 질긴 고무 재질로 도 2와 같이 구유형으로 제작하되 날개에 밀착하는 가장자리는 두껍고 날개와 닿는 옆면은 신축성이 좋도록 2겹 내지 3겹, 돌출과 파열이 우려되는 바닥 부분은 겉 겹이 마모나 파열되더라도 밀폐기능이 상실되지 않도록 3겹 내지 5겹으로 제작한다.

도 3과 같이 수차샤프트 양쪽 끝을 상하 수차와 동력을 연결할 수 있도록 샤프트기어(27a)로 가공하고 베어링을 결합하며 각각 2개의 중격판(47)으로 상하 드럼(42)과 결합할 때 유체주입구(26a) 및 유체배출구과 에어포켓(air pocket)(46)을 부착할 수 있도록 외측 중격판을 원형판(44)보다 안쪽으로 들어가도록 부착한다.

도 8은 유체 배출구의 상세도로서, 하단 드럼에 이중드럼(42a)을 부착하고 날개 사이에 구멍(161b)을 뚫어 인양하기 위해서 유체를 배수할 때 손잡이(166)로 고무 뚜껑(cap)(161a)을 구멍(161b) 위까지 들어올리고, 부력을 조절하기 위해서 유체를 채울 때도 뚜껑(161)을 열고 주입하며, 공기압은 유체주입밸브(26a)를 통해서 조절한다.

상기 상하 드럼 외측에 원형판(44)을 부착하고 삼각관(163)으로 상하 드럼을 결합하며, 상기 삼각관을 복수의 중격판(47)으로 수차샤프트(27)와 결합하고 상기 삼각관 사이에 기둥(세로대)(150)을 부착하여 물주머니가 수차샤프트(27) 쪽으로 돌출하는 것을 방지한다.

6개 내지 12개의 날개(43)를 상기 삼각관(163)과 원형판(44)에 부착하고, 물주머니(1a)와 접촉하는 모든 예리한 절단면과 요철면을 쿠션이 좋은 고무나 스펀지로 덮어 가린 다음, 평철(31)을 고무로 피복한 타원형 개스킷(86)과 볼트너트(115)로 상기 물주머니(1a)를 상기 날개의 중간보다 약간 외측과 원형판(44)에 부착한다.

수차가 회전할 때 도 3 및 도 4와 같이 입수구 측에서 물주머니(1b)가 샤프트 쪽으로 뒤집혀 수축한 공간에 물이 차고 배수구에서는 유체로 수축한 물주머니가 팽창하여 물을 밀어낼 때, 수압 차에 의해 날개 밖으로 돌출하고 수압에 의한 충격으로 날개가 휘어지거나 원형판에 결합한 부분에 구열이 생길 수 있으므로, 도 5와 같이 복수의 원형 밴드(28)로 각 날개(43)를 결속하여 고정하고, 특히 하단은 밴드(28)의 간격을 좁혀 수차(1)가 노출되었을 때 물주머니(1a)가 심하게 돌출하거나 파열되는 것을 방지하며, 마모를 줄일 수 있도록 상하 원형판(44)을 스펀지형 고무로 피복한 환봉이나 파이프기둥으로 결속한다.

수차를 다단계로 결속할 때, 공기층으로 베어링의 침수를 차단하도록 수차의 상단과 하단 중격판(47)에 도 6과 같이 에어포켓(46)을 부착하는데, 상단에서는 베어링집(51) 안쪽으로 들어가고 하단에서는 밖에서 베어링집을 감싸도록 하며 상기 베어링 양쪽 및 베어링집과 에어포켓(46) 사이에 고무링 또는 우레탄 리테이너(91)를 끼워 수분이 밖으로부터 벽을 타고 올라가는 것을 차단하고, 베어링집과 수차샤프트 사이에 그리스(grease)를 채우며, 상하 수차틀 사이에서 개스킷으로 침수를 차단한다.

한편, 상단 수차의 위쪽 베어링은 도 7과 같이 발전기 샤프트(58)에 동력연결조인트(35)와 베어링집(51)을 완전히 감쌀 수 있는 에어포켓(46)을 부착하고 베어링집(51)과의 사이에 리테이너(91)를 삽입하며, 하단 수차의 아래쪽 구동부는 베어링집의 밑 부분을 밀폐한다.

밀폐검사가 끝나면 유체를 채울 때 설치 수심에 따라서 물과 공기의 비율로 부력을 조정하고, 간조 때마다 노출되는 수차는 물의 비율을 줄여 평균해면보다 높게 설치하는 수차는 물을 거의 넣지 않으며, 수심이 깊을수록 공기의 부피가 감소하므로 공기압을 적절하게 조절한다.

수차 양쪽에 수심에 따라 안전하게 개폐할 수 있는 다단계수문을 설치하고, 도 5의 점선과 같이 물주머니수차의 상하 구동부를 고정한 수차틀(33)을 도 4와 같이 교각(65)과 수차집(32)을 일체형으로 축조한 발전소구조물의 수차홈(34)에 다단계로 끼워 조립하고, 교각에 수차집을 부착하지 않을 때는 수차집(32)을 대각선으로 부착한 육면체 골격의 수차틀을 수차홈에 다단계로 설치하며, 상단에서 수차동력을 발전기에 연결함으로써 복류식으로 발전할 수 있는 수차발전소 설치가 완료된다.

수심이 깊은 곳에는 도 9와 같이 수차 양쪽에서 안전하게 개폐하는 다단계수문을 설치하여 수차를 설치할 때와 발전량과 낙차를 조절할 때 활용하고, 중앙에 인양구가 있는 발전소 상판과 양쪽에 도로 상판으로 교각을 결합하여 발전소구조물의 안전도를 높인다.

유속과 수차의 회전반경에 따라 회전속도가 대단히 느리므로 저속발전기를 선택하더라도 가속장치 또는 자동변속기로 회전속도를 조절하면 회전속도가 빠를수록 발전량이 증가하고 동시에 발전기의 부하량도 증가하므로 발전효율을 극대화할 수 있을 것으로 사료된다.

4대 강 유역을 개발하는 소수력발전소, 진도의 울돌목과 같이 빠른 조류를 이용하는 지주식 또는 부상식 조류발전설비, 해상에서 파도의 관성력으로 양수하여 발전하는 부상식 양수형 파력발전장치, 해안에서 파도의 관성력으로 양수한 해수를 저수지에 저장하여 발전하는 월파수류형 조지식 파력발전소 등에 상기 물주머니수차를 적용할 수 있다.

1a; 물주머니; 1b; 수축한 물주머니 1c; 팽창한 물주머니
26; 유체출입구 26a; 유체주입밸브 26b; 유체배출구
27;수차샤프트 27a; 샤프트기어 28; 밴드
31; 평철 32; 수차집 33; 수차틀
34; 수차 홈 35; 동력연결조인트 42; 드럼
42a; 이중드럼 43; 날개 44; 원형판
46; 에어포켓 47; 중격판 50; 베어링
51; 베어링집 58; 발전기샤프트 65; 교각
67; 중심파일 85a; 다단계 수문 86; 개스킷
88; 수문 홈 91; 리테이너 99; 도로상판
115; 볼트너트 150; 기둥 161; 뚜껑(cap)
161a; 고무 캡 161b; 구멍 162; 파이프
163; 삼각관 166; 손잡이

Claims (7)

1. 양쪽 끝을 샤프트기어(27a)로 가공하고 구동부 베어링(50)을 결합하여 상하에서 중격판(47)으로 각 드럼(42)과 결속한 수차샤프트(27)와,
   상기 상단 중격판(47)에 부착한 유체주입구(26a) 및 하단 중격판에 부착한 유체배출구(26b)와
   상기 상하 드럼에 부착한 원형판(44)과,
   격자형 날개 살(날개 골격) 양면을 평면패널로 마감하고 삼각관(163)에 결합하여 상기 삼각관을 상기 드럼과 복수의 중격판(47)에 부착하고 상단과 하단을 상기 원형판에 부착하는 복수의 호형 날개(43)와,
   상기 상하 드럼 사이와 상기 삼각관 사이로 확장한 유체출입구(26)와,
   상기 날개 끝을 결합하는 복수의 원형 밴드(28)와,
   스펀지 형 고무로 피복하여 상기 유체출입구(26)와 날개 끝에서 상기 원형판과 밴드에 수직으로 결속한 기둥(150)과,
   신축성이 좋고 염분에 변질되지 않는 재질로 가운데와 가장자리를 여러 겹으로 보강하여 평철(31)을 고무로 피복한 타원형의 개스킷(86)과 볼트너트(115)로 상기 원형판과 날개에 부착하는 구유형 물주머니(1a)와,
   상기 물주머니에 공기와 물로 충진(充陳)한 유체로 구성하는 물주머니수차.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 하단 드럼과 상기 수차샤프트 사이의 이중드럼(42a)과,
   상기 하단 드럼(42)의 삼각관(163) 사이 및 파이프(162)의 구멍(161b)과, 손잡이(166)로 상단까지 연결된 고무 캡(cap)(161a)과,
   상단 중격판에 부착한 파이프에 결속한 뚜껑(cap)(161)으로 구성하는 유체배출구(26b)를 특징으로 하는 물주머니수차.
3. 청구항 1에 있어서,
   수심에 따라 물과 공기의 비율로 부력을 조정하고 설치깊이에 따라 공기압을 조절하며 노출시간이 많은 수차는 상기 유체를 대부분 공기로 충진하는 것을 특징으로 하는 물주머니수차.
4. 다단계로 설치하는 수차의 상단 및 하단 중격판에 에어포켓(46)을 부착하고 베어링 양쪽 및 베어링집과 상기 에어포켓 사이에 리테이너(91)를 장착하며 수차틀 사이에 개스킷(86)을 삽입하여 결속하는 방수장치와,
   상단 수차의 위쪽 베어링은 발전기 샤프트(58)에 동력연결조인트(35)와 베어링집(51)을 감쌀 수 있도록 에어포켓(46)을 부착하고 상기 베어링집과 상기 에어포켓 사이에 리테이너(91)를 삽입하며, 하단 수차의 아래쪽 구동부는 베어링집의 밑 부분을 밀폐하는 것을 특징으로 하는 방수장치.
5. 수심에 따라 수차 양쪽에서 개폐하도록 다단계수문(85a)을 설치하고, 중앙에 인양구가 있는 발전소 상판과 양쪽에서 도로상판(99)으로 교각을 결합하는 것을 특징으로 하는 물주머니수차발전소구조물.
6. 상기 물주머니수차(1)의 구동부를 사각형 수차틀(33)에 결속하여 수차집과 일체형인 교각(65)의 수차 홈(34)에 다단계로 끼워 조립하거나,
   수차집을 대각선으로 부착한 육면체 골격의 수차틀을 수차집이 없는 교각에 다단계로 끼워 조립하여 복류식으로 발전하는 것을 특징으로 하는 물주머니수차발전소구조물.
7. 상기 물주머니수차를 적용하는 조력발전소와, 소수력발전소와, 조류발전설비와, 부상식 양수형 파력발전장치와, 조지식 파력발전소에서 발전기에 장치한 가속장치 또는 자동변속기로 회전속도를 조절하여 발전효율을 극대화하는 물주머니수차발전소구조물.

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