KR20130009285A - Small hydro power system having vortex generating part - Google Patents

Small hydro power system having vortex generating part

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KR20130009285A
KR20130009285A KR1020110070273A KR20110070273A KR20130009285A KR 20130009285 A KR20130009285 A KR 20130009285A KR 1020110070273 A KR1020110070273 A KR 1020110070273A KR 20110070273 A KR20110070273 A KR 20110070273A KR 20130009285 A KR20130009285 A KR 20130009285A
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KR1020110070273A
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김종우
이태수
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이태수
오종훈
김종우
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Abstract

PURPOSE: A small hydro power system with a vortex generating unit is provided to effectively form a vortex by forming a vortex generating member in a fluid discharge line. CONSTITUTION: A small hydro power system with a vortex generating unit comprises a vortex generating unit(100) and a power generating unit(200). The vortex generating unit comprises a fluid inlet(110) at one side, and a fluid outlet(120) at the other side. A storage space(130) for fluid is formed in the vortex generating unit. The power generating unit generates electricity by the vortex produced by the fluid flowing into the storage space. The fluid inlet is formed at one side of the vortex generating unit according to the height of the vortex generating unit.

Description

와류발생부를 구비한 소수력 발전시스템{SMALL HYDRO POWER SYSTEM HAVING VORTEX GENERATING PART}SMALL HYDRO POWER SYSTEM HAVING VORTEX GENERATING PART}

본 발명은 와류발생부를 구비한 소수력 발전시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 발전 효율을 향상시킬 수 있는 와류발생부를 구비한 소수력 발전시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a hydrophobic power generation system having a vortex generating unit, and more particularly, to a hydrophobic power generating system having a vortex generating unit capable of improving power generation efficiency.

일반적인 발전 방법에는 수력을 이용한 수력발전, 화석연료를 이용한 화력발전, 원자력을 이용한 원자력발전 등을 들 수 있다. 이러한 발전방법들은 대규모의 발전설비와 발전설비를 가동시키기 위한 막대한 양의 에너지원을 필요로 하며 설치장소에 제약이 따른다. Common power generation methods include hydroelectric power generation using hydroelectric power, thermal power generation using fossil fuels, and nuclear power generation using nuclear power. These development methods require a large amount of energy source to operate large-scale power generation facilities and power generation facilities, and there are restrictions on installation sites.

특히, 화력발전에 이용되는 에너지원으로써 석유나 석탄 등의 화석연료는 타연료에 비해 그 의존도가 매우 크기 때문에 자원의 고갈과 같은 문제를 야기시킨다.In particular, fossil fuels such as petroleum and coal as energy sources used in thermal power generation are highly dependent on other fuels, causing problems such as exhaustion of resources.

석유나 석탄 등의 화석연료는 오존층을 파괴하여 지구 온난화를 일으키는 주요 원인이라는 것은 주지의 사실이다. 또한, 석유나 석탄 등의 화석연료는 환경오염을 유발시키는 가장 주요한 원인이기도 하다. It is well known that fossil fuels such as oil and coal are the main cause of global warming by destroying the ozone layer. In addition, fossil fuels such as petroleum and coal are also the main causes of environmental pollution.

따라서, 석유나 석탄 등의 사용에 따른 자원의 고갈과 석유나 석탄 등을 연소시킴으로써 발생되는 지구온난화에 따른 각종 재해 및 각종 공해물질의 발생으로 인한 환경오염을 방지하기 위해서는 석유나 석탄 등의 화석연료가 필요 없는 획기적인 발전 방법이 요구된다.Therefore, in order to prevent environmental pollution caused by depletion of resources due to the use of petroleum or coal, and various disasters caused by global warming caused by burning oil or coal, and the generation of various pollutants, fossil fuels such as petroleum and coal are used. There is a need for breakthrough development methods that do not require

그 일환으로 최근에는 태양열, 조력, 파력, 풍력 및 수력 등의 자연에너지를 이용한 친환경적이며 영구적으로 에너지원을 활용할 수 있는 발전 방법들이 개발되어 적용되고 있다.As part of this, recently, power generation methods that can utilize energy sources that are environmentally and permanently using natural energy such as solar, tidal, wave, wind and hydro have been developed and applied.

그 중 태양에너지(태양광/태양열) 또는 풍력에너지를 전기에너지로 변환하여 전력축전지 등에 저장하는 방식의 전력생산 방식은 날씨와 환경에 상당한 제약이 따른다. Among them, the power generation method of converting solar energy (solar / solar) or wind energy into electrical energy and storing them in power storage batteries has a significant limitation on weather and environment.

따라서, 소규모 전력 필요시설물에 요구되는 전력량조차 감당하지 못하는 경우가 있어 범용적으로 널리 이용되지 못하고 있는 실정이다. 그리고 조력발전은 조수 간만의 차가 심한 지역에 설치해야 필요전력을 얻을 수 있다. Therefore, there is a case that even the amount of power required for the small-scale power requirements facilities can not afford it is not widely used universally. And tidal power generation can be obtained only if the tidal difference between the tidal area is installed in the region.

때문에 지역적으로 한정된 장소에만 적용할 수 밖에 없는 단점이 있으며, 파력발전 역시 상기 조력발전과 마찬가지로 파도가 지속적으로 발생되는 한정된 장소에만 적용할 수 밖에 없어 설치장소에 제약이 따르는 단점이 있다. Therefore, there is a disadvantage that can only be applied to a limited area locally, wave power also has a disadvantage in that the installation place can not be applied only to a limited place where waves continue to occur like the tidal power generation.

또한 수력발전의 경우 방대한 양의 물이 담수되는 호수 또는 저수지를 필요로하므로 이 역시 한정된 장소에만 적용할 수 밖에 없어 설치장소에 제약이 따른다.In addition, in the case of hydro power generation, a lake or a reservoir where a large amount of water is freshwater is required, which is also limited to a limited place.

한편, 소수력 발전은 인근 소하천의 유수를 이용하여 전력을 생산하는 방법으로 하천 주변의 전력 시설물 예를 들면, 가로등 조명등과 같은 비교적 소규모의 전력이 요구되는 곳에 필요전력을 공급한다.On the other hand, small-scale power generation is a method of producing electric power by using the flow of nearby small rivers, and supplies the necessary power where relatively small electric power such as street lamps, etc., is required.

그런데, 이러한 소수력 발전의 경우에도 수력발전과 마찬가지로 상측에서 하측으로 흘러 내려가는 낙차를 이용하여 발전이 이루어지는 형태이므로 설치 장소에 제약이 따른다는 문제점이 있다. By the way, in the case of such hydroelectric power generation, there is a problem in that the installation place is limited because power generation is performed using a drop that flows from the upper side to the lower side as in hydroelectric power generation.

또한, 하측으로 흘러 내려간 물을 다시 이용하기 위해서는 펌핑을 통하여 물을 상측으로 되돌려보내는 추가 작업이 필요할 뿐만 아니라, 단순히 낙차만을 이용하여 발전시키는 구조적인 한계로 인하여 발전 효율이 좋지 않으므로 전력 생산량이 적다는 문제점이 있다. In addition, in order to use the water flowing down to the lower side, it is necessary to perform additional work of returning the water to the upper side through the pumping, and the power generation amount is low because the power generation efficiency is poor due to the structural limitation of generating power using only a drop. There is a problem.

상기와 같은 점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은, 설치 장소에 구애를 받지 않고 어떠한 장소라도 발전 가능하도록 설치됨과 동시에 발전 효율을 향상시켜 전력 생산량을 증대시킬 수 있는 와류발생부를 구비한 소수력 발전시스템을 제공함에 있다. The object of the present invention devised in view of the above point is to install the hydrophobic power generation unit having a vortex generating unit which can be installed at any place irrespective of the installation place and at the same time improve the power generation efficiency to increase the power production. In providing a system.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 와류발생부를 구비한 소수력 발전시스템은, 일측에 하천의 흐름과 대향되는 방향을 향하여 개구 형성된 유량유입구가 구비되고 타측에 상기 유량유입구를 통하여 내부로 유입된 유량이 외부로 유출되는 유량유출구가 형성되며 상기 유량유입구를 통하여 내부로 유입된 유량이 상기 유량유출구를 통하여 외부로 유출되기 전까지 일정시간 수용되도록 하는 수용공간이 형성된 와류발생부와; 상기 와류발생부의 수용공간으로 유입되는 유량이 형성하는 와류에 의하여 전기를 발생시키는 발전부를; 포함한 것을 특징으로 한다. Hydrophobic power generation system having a vortex generating unit for achieving the object of the present invention as described above, is provided with a flow inlet formed on one side toward the direction opposite to the flow of the river flowed into the inside through the flow inlet on the other side A vortex generating unit having a flow rate outlet formed therein for a flow rate to flow outwardly and having a receiving space for receiving a predetermined time until the flow rate introduced into the inside through the flow rate inlet flows out through the flow rate outlet; A power generation unit generating electricity by the vortex formed by the flow rate flowing into the accommodation space of the vortex generating unit; .

여기서, 상기 유량유입구는 상기 와류발생부의 높이 방향을 따라 상기 와류발생부의 상부 측면의 일측에 구비되고, 상기 유량유출구는 상기 와류발생부의 저부면 중심에 구비될 수 있다. Here, the flow rate inlet may be provided at one side of the upper side of the vortex generating unit along the height direction of the vortex generating unit, and the flow rate outlet may be provided at the center of the bottom surface of the vortex generating unit.

그리고, 상기 유량유입구의 주연부에는 상기 와류발생부의 접선 방향을 따라 소정 길이로 연장 형성된 유량유입로가 형성될 수 있다. In addition, a flow rate inflow path extending in a predetermined length along a tangential direction of the vortex generation portion may be formed at a peripheral portion of the flow rate inlet.

또한, 상기 유량유입로는 단부로 갈수록 그 단면적이 확장되도록 벌어지게 형성될 수 있다. In addition, the flow path may be formed to be widened so that the cross-sectional area is extended toward the end.

아울러, 상기 와류발생부의 내측면과 저부면은 만곡지게 형성될 수 있다. In addition, the inner surface and the bottom surface of the vortex generating portion may be formed to be curved.

그리고, 유량유출구의 주연부에는 상기 와류발생부의 높이 방향을 따라 소정 길이로 연장 형성되는 유량유출로가 형성될 수 있다. The flow rate outlet may be formed at a periphery of the flow rate outlet so as to extend to a predetermined length along the height direction of the vortex generation part.

아울러, 상기 유량유출로의 단부에는 상기 유량유출로를 통하여 유출되는 유량이 하천으로 유입될 수 있도록 일단이 상기 유량유출로의 단부와 연결되고 타단이 상기 하천의 일측과 연결되는 복귀유로가 형성될 수 있다. In addition, at one end of the flow path, a return flow path is formed so that one end is connected to the end of the flow path and the other end is connected to one side of the stream so that the flow rate flowing through the flow path flows into the stream. Can be.

또한, 상기 와류발생부의 둘레에는 상기 와류발생부가 직립 배치되도록 상기 와류발생부와 외면과 접촉되어 상기 와류발생부를 지지하는 별도의 지지부재가 구비될 수 있다. In addition, a separate support member may be provided around the vortex generating unit to contact the vortex generating unit and the outer surface to support the vortex generating unit so that the vortex generating unit is disposed upright.

아울러, 상기 발전부는 상기 와류발생부의 중심에 그 높이 방향을 따라 배치되는 회전축과, 상기 와류발생부의 유량유입구를 통하여 상기 수용공간으로 유입된 유량에 의하여 상기 회전축을 회전시키도록 상기 회전축과 교차하는 방향을 따라 배치되는 복수의 임펠러와, 상기 회전축의 단부와 연결되어 상기 회전축의 회전에 의하여 전기를 발생시키는 발전기를 포함할 수 있다. In addition, the power generation unit is a direction intersecting the rotary shaft to rotate the rotary shaft by the flow axis which is disposed in the center of the vortex generating unit along the height direction and the flow rate inlet through the flow inlet of the vortex generating unit It may include a plurality of impeller disposed along, and a generator connected to the end of the rotary shaft to generate electricity by the rotation of the rotary shaft.

그리고, 상기 유량유출로의 내부에 위치하는 상기 회전축의 외면에는 상기 임펠러보다 짧은 길이를 갖는 복수의 보조임펠러가 더 구비될 수 있다. In addition, a plurality of auxiliary impellers having a length shorter than that of the impeller may be further provided on an outer surface of the rotating shaft located inside the flow path.

또한, 상기 유량유출로의 내면에는 상기 유량유출로의 내측으로 돌출되며 나선 형상으로 형성된 와류형성부재가 구비될 수 있다. In addition, the inner surface of the flow rate flow path may be provided with a vortex forming member protruding inward of the flow rate flow path formed in a spiral shape.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의한 와류발생부를 구비한 소수력 발전시스템은, 설치 장소에 구애를 받지 않고 어떠한 장소라도 발전 가능하도록 설치됨과 동시에 발전 효율을 향상시켜 전력 생산량을 증대시킬 수 있는 효과가 있다. As described above, the hydrophobic power generation system including the vortex generating unit according to the present invention has the effect of increasing power generation by improving power generation efficiency while being installed to be able to generate power at any place regardless of the installation place. .

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 와류발생부를 구비한 소수력 발전시스템이 하천의 일측에 설치된 구조를 도시한 평면도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 와류발생부를 구비한 소수력 발전시스템이 하천의 일측에 설치된 구조를 도시한 측단면도이며,
도 3은 도 1의 'Ⅲ-Ⅲ'선에 따른 선단면도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 와류발생부를 구비한 소수력 발전시스템의 구조를 도시한 측단면도이며,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 와류발생부를 구비한 소수력 발전시스템의 유량유출로 내부의 다른 형태를 도시한 단면도이다. 1 is a plan view illustrating a structure in which a hydrophobic power generation system having a vortex generating unit according to an embodiment of the present invention is installed at one side of a river,
2 is a side cross-sectional view showing a structure in which a hydrophobic power generation system having a vortex generating unit according to an embodiment of the present invention is installed at one side of a river,
3 is a cross-sectional view taken along the line 'III-III' of FIG. 1,
Figure 4 is a side cross-sectional view showing the structure of a hydrophobic power generation system having a vortex generating unit according to an embodiment of the present invention,
5 is a cross-sectional view showing another form inside the flow path of the hydrophobic power generation system having a vortex generating unit according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 와류발생부를 구비한 소수력 발전시스템을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings a hydrophobic power generation system having a vortex generating unit according to an embodiment of the present invention in more detail as follows.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 와류발생부를 구비한 소수력 발전시스템이 하천의 일측에 설치된 구조를 도시한 평면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 와류발생부를 구비한 소수력 발전시스템이 하천의 일측에 설치된 구조를 도시한 측단면도이며, 도 3은 도 1의 'Ⅲ-Ⅲ'선에 따른 선단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 와류발생부를 구비한 소수력 발전시스템의 구조를 도시한 측단면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 와류발생부를 구비한 소수력 발전시스템의 유량유출로 내부의 다른 형태를 도시한 단면도이다. 1 is a plan view showing a structure in which a hydrophobic power generation system having a vortex generating unit according to an embodiment of the present invention is installed on one side of a stream, and FIG. 2 is a hydrophobic power generating unit having a vortex generating unit according to an embodiment of the present invention. Figure 3 is a side cross-sectional view showing a structure in which the system is installed on one side of the river, Figure 3 is a cross-sectional view taken along the line 'III-III' of Figure 1, Figure 4 is a hydrophobic force having a vortex generating unit according to an embodiment of the present invention Figure 5 is a cross-sectional side view showing the structure of the power generation system, Figure 5 is a cross-sectional view showing another form inside the flow path of the hydro-power generation system having a vortex generating unit according to an embodiment of the present invention.

이들 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 와류발생부를 구비한 소수력 발전시스템은, 일측에 하천의 흐름과 대향되는 방향을 향하여 개구 형성된 유량유입구(110)가 구비되고 타측에 상기 유량유입구(110)를 통하여 내부로 유입된 유량이 외부로 유출되는 유량유출구(120)가 형성되며 유량유입구(110)를 통하여 내부로 유입된 유량이 유량유출구(120)를 통하여 외부로 유출되기 전까지 일정시간 수용되도록 하는 수용공간(130)이 형성된 와류발생부(100)와, 와류발생부(100)의 수용공간(130)으로 유입되는 유량이 형성하는 와류에 의하여 전기를 발생시키는 발전부(200)를 포함하여 구성되어 있다. As shown in these drawings, the hydrophobic power generation system with the vortex generating unit according to the present invention, the flow inlet 110 is formed on one side toward the direction opposite to the flow of the river is provided with the flow inlet 110 on the other side A flow rate outlet 120 through which the flow rate introduced into the outside is discharged to the outside is formed, and the flow rate introduced into the inside through the flow rate inlet 110 is accommodated for a predetermined time before flowing out through the flow rate outlet 120. Including the vortex generating unit 100 is formed with a receiving space 130 and the power generation unit 200 for generating electricity by the vortex formed by the flow rate flowing into the receiving space 130 of the vortex generating unit 100 Consists of.

와류발생부(100)는 하천을 따라 흐르는 유량이 내부로 유입되어 소용돌이를 형성하면서 외부로 유출될 수 있도록 일측에는 하천의 유량이 유입되는 유량유입구(110)가 관통 형성되며, 타측에는 유입된 유량이 유출되는 유량유출구(120)가 관통 형성되어 있다. The vortex generator 100 has a flow rate inlet 110 through which a flow rate of the stream flows in one side so that the flow rate flowing along the stream flows into the inside and flows out while forming a vortex, and the flow rate flows into the other side. The flow-rate outlet 120 which flows out is formed through.

그리고, 와류발생부(100)는 내부로 유입된 유량이 와류를 효과적으로 형성함과 동시에 내부로 유입된 유량이 와류발생부(100)의 내부에서 오랜 시간동안 머물면서 와류를 형성하는 시간을 늘일 수 있도록 유량유입구(110)는 와류발생부(100)의 높이 방향을 따라 와류발생부(100)의 상부 측면의 일측에 구비되고, 유량유출구(120)는 와류발생부(100)의 저부면 중심에 구비되는 것이 효과적이다. The vortex generator 100 may increase the time for forming the vortex while the flow rate introduced into the vortex effectively forms the vortex at the same time as the flow rate stays inside the vortex generator 100 for a long time. The flow rate inlet 110 is provided at one side of the upper side of the vortex generating unit 100 along the height direction of the vortex generating unit 100, and the flow rate outlet 120 is at the center of the bottom surface of the vortex generating unit 100. It is effective to be provided.

또한, 와류발생부(100)는 내부로 유입된 유량이 와류를 효과적으로 형성함과 동시에 내부로 유입된 유량이 와류발생부(100)의 수용공간(130)에서 오랜 시간동안 머물면서 와류를 형성하는 시간을 늘일 수 있도록 그 내측면과 저부면은 만곡지게 형성되는 것이 효과적이다. In addition, the vortex generator 100 forms a vortex while the flow rate introduced into the vortex effectively forms a vortex while the flow rate introduced into the vortex generator 100 stays in the receiving space 130 for a long time. It is effective that the inner surface and the bottom surface are curved to extend the time.

유량유입구(110)의 주연부에는 와류발생부(100)의 수용공간(130)으로 유입되는 유량의 속력을 배가시켜 와류를 더욱 강하게 발생시킬 수 있도록 와류발생부(100)의 접선 방향을 따라 소정 길이로 연장 형성된 유량유입로(140)가 형성될 수 있다. Predetermined length along the tangential direction of the vortex generating unit 100 to increase the speed of the flow rate flowing into the receiving space 130 of the vortex generating unit 100 in the peripheral portion of the flow inlet 110 to generate the vortex more strongly Flow inflow path 140 formed to extend may be formed.

그리고, 와류발생부(100의 내부로 유입되는 유량이 많도록 하여 후술할 발전부(200)의 임펠러(220)를 회전시키는 회전력을 배가시킬 수 있도록 유량유입로(140)는 단부로 갈수록 그 단면적이 확장되도록 벌어지게 형성될 수 있다. In addition, the flow rate inflow path 140 has a cross-sectional area toward the end so as to increase the flow rate flowing into the vortex generating unit 100 so as to double the rotational force for rotating the impeller 220 of the power generation unit 200 to be described later. It may be formed to open so as to expand.

유량유출구(120)의 주연부에는 와류발생부(100)의 내부로 유입된 유량이 와류발생부(100)의 수용공간(130)에서 와류를 형성하면서 정체되는 시간을 늘일 수 있도록 와류발생부(100)의 높이 방향을 따라 소정 길이로 연장 형성되는 유량유출로(150)가 형성될 수 있다. Vortex generating unit 100 at the periphery of the flow outlet 120 so that the flow rate introduced into the vortex generating unit 100 increases the time stagnant while forming a vortex in the receiving space 130 of the vortex generating unit 100 Flow rate outlet 150 is formed to extend in a predetermined length along the height direction of the).

상술한 바와 같은 동일한 목적을 위하여 유량유출로(150)의 단면적은 유얄유입구(100)의 단면적보다 작게 형성되는 것이 효과적이며, 유량유입로(140)와 유량유출로(150)의 길이는 소수력 발전시스템이 설치되는 곳의 지형 상태에 따라 가급적 길면 길수록 발전 효율을 증대시킬 수 있다. For the same purpose as described above, it is effective that the cross-sectional area of the flow outlet 150 is smaller than the cross-sectional area of the oil inlet 100, and the lengths of the flow inlet 140 and the flow outlet 150 are hydrophobic power generation. As long as possible, depending on the topography of the system where the system is installed, the power generation efficiency can be increased.

그리고, 유량유출로(150)의 단부에는 유량유출로(150)를 통하여 유출되는 유량이 하천으로 유입될 수 있도록 일단이 유량유출로(150)의 단부와 연결되고 타단이 상기 하천의 일측과 연결되는 복귀유로(170)가 형성될 수 있다. In addition, one end of the flow outlet 150 is connected to one end of the flow outlet 150 so that the flow rate flowing through the flow outlet 150 is introduced into the stream, and the other end is connected to one side of the stream. The return flow path 170 may be formed.

복귀유로(170)도 유량유출로(150)와 마찬가지로 와류발생부(100)의 수용공간(130)으로 유입된 유량이 와류를 형성하면서 수용공간(130)에 머무는 시간을 최대한 늘일 수 있도록 그 단면적이 유량유출구(120)의 단면적과 동일하거나 혹은 유량유출구(120)의 단면적보다 작게 형성되는 것이 효과적이다. The return flow path 170 also has a cross-sectional area such that the flow rate introduced into the receiving space 130 of the vortex generator 100 like the flow rate flow path 150 can maximize the time for staying in the receiving space 130 while forming a vortex. It is effective to form the same as the cross-sectional area of the flow rate outlet 120 or smaller than the cross-sectional area of the flow rate outlet 120.

그리고, 와류발생부(100)의 둘레에는 와류발생부(100)가 직립 배치되어 와류를 효과적으로 형성할 수 있도록 일측으로 기울어짐을 방지하기 위하여 와류발생부(100)와 외면과 접촉되어 와류발생부(100)를 지지하는 별도의 지지부재(160)가 구비될 수 있다. Then, the vortex generating unit 100 is in contact with the vortex generating unit 100 and the outer surface in order to prevent the inclination to one side so that the vortex generating unit 100 is disposed upright to effectively form the vortex. A separate support member 160 supporting the 100 may be provided.

한편, 발전부(200)는 와류발생부(100)의 중심에 그 높이 방향을 따라 배치되는 회전축(210)과, 와류발생부(100)의 유량유입구를 통하여 상기 수용공간으로 유입된 유량에 의하여 상기 회전축을 회전시키도록 회전축(210)과 교차하는 방향을 따라 배치되는 복수의 임펠러(220)와, 회전축(210)의 단부와 연결되어 회전축(210)의 회전에 의하여 전기를 발생시키는 발전기(230)를 포함하여 구성될 수 있다. On the other hand, the power generation unit 200 by the flow axis introduced into the receiving space through the rotation shaft 210 and the flow inlet of the vortex generating unit 100 disposed in the center of the vortex generating unit 100 along the height direction Generator 230 which is connected to the end of the rotary shaft 210 and the plurality of impeller 220 disposed along the direction crossing the rotary shaft 210 to rotate the rotary shaft 210 to generate electricity by the rotation of the rotary shaft 210 It may be configured to include).

회전축(210)은 화류발생부(100)의 중심에 그 높이 방향을 따라 직립하도록 배치되는 부재로서 그 하단부가 유량유출구(120)의 외측으로 소정 길이 연장되도록 형성되어 있다. The rotating shaft 210 is a member arranged to stand upright in the center of the fire generating portion 100 along its height direction and has a lower end portion formed to extend a predetermined length to the outside of the flow outlet 120.

임펠러(220)는 회전축(210)의 외주면에 고정 결합되어 와류에 의하여 회전축(210)을 회전시키는 역할을 하는 부재로서 회전축(210)의 높이 방향을 따라 복수로 구비되는 것이 바람직하다. Impeller 220 is a member that is fixedly coupled to the outer peripheral surface of the rotary shaft 210 serves to rotate the rotary shaft 210 by the vortex is preferably provided in plurality along the height direction of the rotary shaft 210.

그리고, 만곡지게 형성된 와류발생부(100)의 내측면과 저부면으로 인하여 와류발생부(100)의 내측면과 간섭됨을 방지할 수 있도록 와류발생부(100)의 높이 방향을 따라 하측으로 갈수록 그 길이가 짧아지도록 형성하는 것이 효과적이다. In addition, the inner and bottom surfaces of the vortex generating unit 100 are formed to be curved so as to be lowered along the height direction of the vortex generating unit 100 so as to prevent interference with the inner surface of the vortex generating unit 100. It is effective to form the length shorter.

또한, 와류에 의한 회전축(210)의 회전력을 강화시킬 수 있도록 회전축(210)을 중심으로 상호 대응하는 위치에 '+' 형태로 구비되는 것이 바람직하며, 회전 효율을 더욱 높일 수 있도록 유량의 유입 방향을 측으로 굴곡지게 형성할 수도 있음은 물론이다. In addition, it is preferable to be provided in a '+' shape at a position corresponding to each other about the rotation shaft 210 so as to enhance the rotational force of the rotation shaft 210 by the vortex, inflow direction of the flow rate to further increase the rotational efficiency Of course it can be formed to be bent to the side.

유량유출로(150)의 내부에 위치하는 회전축(210)의 외면에는 임펠러(220)보다 짧은 길이를 갖는 복수의 보조임펠러(240)가 더 구비됨으로써, 와류발생부(100)의 내부로 유입된 유량이 와류발생부(100)의 내부에 정체되는 시간을 늘임과 동시에 유량유출구(120)를 통하여 와류발생부(100)의 외부로 유출되는 유량에 의하여 보조임펠러(240)가 회전함으로 인하여 회전축(210)에 회전력을 배가시킬 수 있는 효과가 있다. A plurality of auxiliary impellers 240 having a length shorter than that of the impeller 220 are further provided on the outer surface of the rotating shaft 210 located inside the flow rate flow passage 150, thereby flowing into the vortex generating unit 100. In addition to increasing the time that the flow rate is stagnant inside the vortex generator 100, the auxiliary impeller 240 rotates due to the flow rate flowing out of the vortex generator 100 through the flow outlet 120. 210 has an effect that can double the rotational force.

그리고, 와류발생부(100)의 내부에 발생되는 와류를 더욱 가속화시키기 위하여 와류발생부(100)의 외부로 유출되는 유량이 와류를 형성하면서 와류발생부(100)의 외부로 유출될 수 있도록 유량유출로(150)의 내면에는 유량유출로(150)의 내측으로 돌출되며 나선 형상으로 형성된 와류형성부재(250)가 구비될 수 있다. In addition, in order to further accelerate the vortex generated in the vortex generating unit 100, the flow rate flowing out of the vortex generating unit 100 may flow out of the vortex generating unit 100 while forming the vortex. An inner surface of the outlet passage 150 may be provided with a vortex forming member 250 which protrudes inwardly of the flow passage 150 and has a spiral shape.

그리고, 회전축(210)의 회전력이 발전기(230)로 전달되어 전기를 발생시킬 수 있도록 보조임펠러(240)가 구비된 회전축(210)의 대향측 단부는 발전기(230)와 연결되어 있다. The opposite end of the rotating shaft 210 having the auxiliary impeller 240 is connected to the generator 230 so that the rotating force of the rotating shaft 210 is transmitted to the generator 230 to generate electricity.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 와류발생부를 구비한 소수력 발전시스템이 작동하는 과정은 다음과 같다. The operation of the small hydro power generating system having a vortex generating unit according to an embodiment of the present invention having such a configuration is as follows.

수차가 존재하는 하천의 일측에 와류발생부를 구비한 소수력 발전시스템을 설치하면, 유량유입로(140)의 입구를 통하여 하천의 유량이 와류발생부(100)의 내부로 유입된다. When a hydrophobic power generation system having a vortex generating unit is installed at one side of the stream where the aberration is present, the flow rate of the stream is introduced into the vortex generating unit 100 through the inlet of the flow inflow path 140.

유입된 하천의 유량은 와류발생부(100)의 만곡지게 형성된 내측면과 저부면을 따라 소용돌이(와류)를 형성하면서 임펠러(220)의 외면과 마찰을 일으키면서 임펠러(220)를 회전시킴으로써 임펠러(220)에 연결된 회전축(210)을 회전시키게 된다. The flow rate of the introduced stream forms an vortex (vortex) along the curved inner and bottom surfaces of the vortex generating unit 100 and causes the friction with the outer surface of the impeller 220 to rotate the impeller 220. The rotating shaft 210 connected to the 220 is rotated.

회전축(210)의 회전 운동에 의하여 회전축(210)의 단부와 연결된 발전기(230)에 의하여 전기를 발생시키고 발생된 전기는 별도의 축전기(미도시)에 축전된 후, 필요한 곳에 공급하게 된다. Electricity is generated by the generator 230 connected to the end of the rotary shaft 210 by the rotary motion of the rotary shaft 210, and the generated electricity is stored in a separate capacitor (not shown), and then supplied to a place where necessary.

여기서, 와류발생부(100)의 내부로 유입된 유량은 유량유출구(120)를 통하여 와류발생부(100)의 외부로 유출되는데, 유입된 유량이 유출되면서 유량유출로(150)에 형성된 와류형성부재(250)에 의하여 소용돌이치면서 와류발생부(100)의 외부로 유출됨으로써 와류발생부(100) 내부에 와류를 더욱 효과적으로 형성할 수 있게 된다. Here, the flow rate introduced into the vortex generating unit 100 is discharged to the outside of the vortex generating unit 100 through the flow outlet 120, the vortex formed in the flow rate flow path 150 as the flow rate flows out By swirling by the member 250 and flowing out of the vortex generator 100, it is possible to more effectively form the vortex inside the vortex generator 100.

그리고, 유량유출로(150)를 통하여 와류발생부(100)의 외부로 유출되는 유량은 유량유출로(150)의 단부에 구비되어 하천의 일측과 연결되는 복귀유로(170)를 통하여 하천으로 복귀됨으로써 발전 동작이 완료된다. Then, the flow rate flowing out of the vortex generating unit 100 through the flow rate flow path 150 is provided at the end of the flow rate flow path 150 to return to the stream through the return flow path 170 connected to one side of the stream As a result, the power generation operation is completed.

이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. It is to be understood that both the technical idea and the technical spirit of the invention are included in the scope of the present invention.

100 : 와류발생부 110 : 유량유입구
120 : 유량유출구 130 : 수용공간
140 : 유량유입로 150 : 유량유출로
160 : 지지부재 170 : 복귀유로
200 : 발전부 210 : 회전축
220 : 임펠러 230 : 발전기
240 : 보조임펠러 250 : 와류형성부재100: vortex generator 110: flow inlet
120: flow rate outlet 130: receiving space
140: flow inlet 150: flow inlet
160: support member 170: return flow path
200: power generation unit 210: rotation axis
220: impeller 230: generator
240: auxiliary impeller 250: vortex forming member

Claims (11)

일측에 하천의 흐름과 대향되는 방향을 향하여 개구 형성된 유량유입구가 구비되고 타측에 상기 유량유입구를 통하여 내부로 유입된 유량이 외부로 유출되는 유량유출구가 형성되며 상기 유량유입구를 통하여 내부로 유입된 유량이 상기 유량유출구를 통하여 외부로 유출되기 전까지 일정시간 수용되도록 하는 수용공간이 형성된 와류발생부와;
상기 와류발생부의 수용공간으로 유입되는 유량이 형성하는 와류에 의하여 전기를 발생시키는 발전부를;
포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 와류발생부를 구비한 소수력 발전시스템.One side is provided with a flow inlet formed in the opening facing the direction of the flow of the river and the other side is formed with a flow inlet through which the flow inflow flows out through the flow inlet to the outside and flows inwardly through the flow inlet A vortex generating unit having an accommodation space for accommodating for a predetermined time before being discharged to the outside through the flow outlet;
A power generation unit generating electricity by the vortex formed by the flow rate flowing into the accommodation space of the vortex generating unit;
Small power generation system having a vortex generating unit, characterized in that configured to include. 제1항에 있어서,
상기 유량유입구는 상기 와류발생부의 높이 방향을 따라 상기 와류발생부의 상부 측면의 일측에 구비되고, 상기 유량유출구는 상기 와류발생부의 저부면 중심에 구비된 것을 특징으로 하는 와류발생부를 구비한 소수력 발전시스템.The method of claim 1,
The flow rate inlet is provided on one side of the upper side of the vortex generating unit along the height direction of the vortex generating unit, and the flow rate outlet is provided at the center of the bottom surface of the vortex generating unit. . 제2항에 있어서,
상기 유량유입구의 주연부에는 상기 와류발생부의 접선 방향을 따라 소정 길이로 연장 형성된 유량유입로가 형성된 것을 특징으로 하는 와류발생부를 구비한 소수력 발전시스템.The method of claim 2,
A hydrophobic power generation system having a vortex generator, characterized in that the flow inlet is formed in the peripheral portion of the flow inlet extending in a predetermined length along the tangential direction of the vortex generator. 제3항에 있어서,
상기 유량유입로는 단부로 갈수록 그 단면적이 확장되도록 벌어지게 형성된 것을 특징으로 하는 와류발생부를 구비한 소수력 발전시스템.The method of claim 3,
The hydrodynamic power generation system having a vortex generating unit, characterized in that the flow inlet is formed to be widened so as to extend toward the end. 제1항에 있어서,
상기 와류발생부의 내측면과 저부면은 만곡지게 형성된 것을 특징으로 하는 와류발생부를 구비한 소수력 발전시스템.The method of claim 1,
The hydrophobic power generation system having a vortex generating unit, characterized in that the inner surface and the bottom surface of the vortex generating unit is formed to be curved. 제1항에 있어서,
유량유출구의 주연부에는 상기 와류발생부의 높이 방향을 따라 소정 길이로 연장 형성되는 유량유출로가 형성된 것을 특징으로 하는 와류발생부를 구비한 소수력 발전시스템. The method of claim 1,
A hydrophobic power generation system having a vortex generating portion, characterized in that the flow rate outlet is formed in the peripheral portion of the flow rate outlet extending in a predetermined length along the height direction of the vortex generating portion. 제6항에 있어서,
상기 유량유출로의 단부에는 상기 유량유출로를 통하여 유출되는 유량이 하천으로 유입될 수 있도록 일단이 상기 유량유출로의 단부와 연결되고 타단이 상기 하천의 일측과 연결되는 복귀유로가 형성된 것을 특징으로 하는 와류발생부를 구비한 소수력 발전시스템.The method according to claim 6,
At one end of the flow path flow path is connected to the end of the flow flow path and the other end is connected to one end of the stream so that the flow rate flowing through the flow path flows into the stream is characterized in that the return flow path is formed Small power generation system having a vortex generating unit to. 제1항에 있어서,
상기 와류발생부의 둘레에는 상기 와류발생부가 직립 배치되도록 상기 와류발생부와 외면과 접촉되어 상기 와류발생부를 지지하는 별도의 지지부재가 구비된 것을 특징으로 하는 와류발생부를 구비한 소수력 발전시스템.The method of claim 1,
And a separate support member in contact with the vortex generating unit and an outer surface to support the vortex generating unit so that the vortex generating unit is disposed upright so as to be disposed around the vortex generating unit. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 발전부는 상기 와류발생부의 중심에 그 높이 방향을 따라 배치되는 회전축과, 상기 와류발생부의 유량유입구를 통하여 상기 수용공간으로 유입된 유량에 의하여 상기 회전축을 회전시키도록 상기 회전축과 교차하는 방향을 따라 상기 회전축의 외면에 배치되는 복수의 임펠러와, 상기 회전축의 단부와 연결되어 상기 회전축의 회전에 의하여 전기를 발생시키는 발전기를 포함한 것을 특징으로 하는 와류발생부를 구비한 소수력 발전시스템.The method according to any one of claims 1 to 8,
The power generation unit is arranged along the direction of height in the center of the vortex generating unit and along the direction intersecting the rotating shaft to rotate the rotating shaft by the flow rate introduced into the receiving space through the flow inlet of the vortex generating unit. And a generator configured to generate electricity by the rotation of the rotating shaft, the plurality of impellers disposed on the outer surface of the rotating shaft and the rotating shaft. 제9항에 있어서,
상기 유량유출로의 내부에 위치하는 상기 회전축의 외면에는 상기 임펠러보다 짧은 길이를 갖는 복수의 보조임펠러가 구비된 것을 특징으로 하는 와류발생부를 구비한 소수력 발전시스템.10. The method of claim 9,
Hydrophobic power generation system having a vortex generating unit, characterized in that a plurality of auxiliary impeller having a shorter length than the impeller is provided on the outer surface of the rotating shaft located inside the flow path. 제8항에 있어서,
상기 유량유출로의 내면에는 상기 유량유출로의 내측으로 돌출되며 나선 형상으로 형성된 와류형성부재가 구비된 것을 특징으로 하는 와류발생부를 구비한 소수력 발전시스템.9. The method of claim 8,
The hydrophobic power generation system having a vortex generating unit, characterized in that the inner surface of the flow path is provided with a vortex forming member protruding inwardly of the flow path and spirally formed.
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KR101485993B1 (en) * 2013-07-02 2015-02-02 김현준 small scale water power generation using whirlpool
KR20240055491A (en) 2022-10-20 2024-04-29 이태수 Small hydro power apparatus

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