KR20140129442A - 소수력 발전 장치 - Google Patents

Abstract

높은 위치에서 낮은 곳으로 물을 흘려보내는 수로에 나선(screw)과 프로펠러(propeller type)의 수차(Impeller)가 설치된 동력발생기를 구비한 소수력 발전 장치가 제공된다. 상기 소수력 발전 장치는 물 등의 유체를 유입 저장하여 하향 경사진 배출구로 배출하는 저수통과; 상기 배출구에 하향 경사지게 연결되어 유입되는 유체를 하부로 흘려보내는 통형상의 경사프레임과; 내륜의 중심축이 상기 경사 프레임의 중심축선상을 일치되도록 상기 저수통의 일측 상부에 결합된 상부 베어링 모듈과; 상기 저수통의 배출구 측에 횡 또는 종 방향으로 설치된 축고정대와, 축구멍의 중심이 상기 상부 베어링 모듈의 내륜의 중심축과 상기 경사 프레임의 중심축선에 맞도록 상기 축고정대에 결합된 하부 베어링 모듈과; 상기 상부 베어링 모듈과 하부 베어링 모듈의 축구멍에 결합되어 회전되는 구동축과; 일정한 간격의 피치를 갖는 날개가 외주면에 나선형으로 형성되고, 그 단부에는 상기 날개의 직경보다 큰 회전익이 결합되어 상기 구동축의 일단부에 결합되어 상기 경사프레임으로 흐르는 유체의 위치 에너지에 대응한 속도로 회전되는 회전자와; 상기 구동축의 회전력을 전달받아 전기에너지를 발생하는 발전기와; 상기 구동축의 회전력을 상기 발전기에 전달하는 동력전달기를 포함하여 구성된다.

Description

소수력 발전 장치{Small hydro power plant}

본 발명은 소수력 발전 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 높은 위치에서 낮은 곳으로 물을 흘려보내는 수로에 나선(screw)과 프로펠러(propeller type)의 결합으로 구성된 수차(Impeller)가 설치된 동력발생기를 구비한 소수력 발전 장치에 관한 것이다.

수력 발전기는 높은 곳에 위치하는 물의 위치 에너지(potential energy)를 발전기 터빈을 이용하여 운동 에너지(kinetic energy)로 변환시키고 그 운동 에너지를 전자기 유도(electromagnetic induction) 현상을 이용하여 전기에너지(electric energy)로 변환시킨다.

소수력발전은 일반적인 대규모 수력 발전과 원리 면에서는 차이가 없으나 대규모 수력발전이 환경에 부정적 영향을 미치는 점을 생각한다면 국지적인 지역 조건과 조화를 이루는 규모가 작고 기술적으로 단순한 수력 발전이라고 할 수 있다.

소수력발전은 공해가 없는 청정에너지로서 국내에도 10MW 정도의 부존량이 확인되어 있으며, 다른 재생 가능한 에너지원에 비해 높은 에너지 밀도를 가지고 있기 때문에 개발 가치가 큰 부존자원으로 평가되어 구미 선진국을 중심으로 기술 개발과 개발 지원 사업이 경쟁적으로 활발하게 진행되고 있다.

이와 같은 소수력발전장치는 여러 형태로 발전되어 왔으며, 가장 최근에는 수로에 높은 산악지대에서 저지대로 흐르는 물의 위치에너지를 운동에너지로 변환하는 것으로 개발이 진행되고 있다. 이러한 소수력을 포함한 수력발전장치는 농지에 물을 공급하는 하천의 보 또는 도랑, 하수 처리장, 폐수 처리장, 정수장 등에 설치되고 있으며, 이와 같이 흐르는 물을 이용하여 전기 에너지를 얻는 것은 별도의 연료를 사용하지 않을 뿐만 아니라 공해 문제를 발생시키지 않고 에너지를 얻을 수 있다.

농수로 등에 설치되는 소수력 발전장치의 예로서는 아래 특허문헌에 개시(開示)된 스크류형 발전장치(등록특허 제10-0952198호, 2010. 04. 07. 등록)가 있다. 아래 특허문헌에 개된 스크류형 발전장치는 "유체가 흐르는 유로가 구비된 베이스 프레임; 상기 베이스 프레임에 각각 구비되는 상부 지지유닛 및 하부 지지유닛; 양단부가 상기 상부 지지유닛과 하부 지지유닛에 각각 회전 가능하게 지지되는 메인 축; 상기 메인 축의 외주면에 나선 형태를 이루도록 다수 회 감겨 결합되며, 표면에 유체와의 마찰 저항을 증가시키는 다수 개의 돌기들이 구비되며, 상기 베이스 프레임의 유로에 위치하여 상기 유로를 통해 흐르는 유체에 의해 회전하는 나선형 날개; 상기 나선형 날개의 회전력을 전달받아 전기에너지를 발생시키는 발전기 및 상기 나선형 날개의 회전력을 상기 발전기에 전달하는 동력전달유닛을 포함하며, 상기 하부 지지유닛은 상기 베이스 프레임에 결합되는 하부 지지대 상기 하부 지지대에 결합되며, 상기 메인 축의 내부에 삽입되는 보조 축 상기 메인 축의 내부에 고정 결합됨과 아울러 상기 보조 축에 결합되어, 상기 메인 축을 회전 가능하게 지지하는 베어링 어셈블리를 포함하여 구성"되어 있다.

그러나 위와 같은 구성을 갖는 종래의 스크류형 발전장치는 농수로 등에 용이하게 설치될 수 있는 구조를 가지고 있으나, 유체가 흐르는 베이스 프레임의 전체 길이에 대응하여 위치에너지를 운동에너지로 변환하는 스크류 어셈블리를 설치하고 있고, 위치 에너지를 운동에너지로 변환하는 스크류 어셈블리의 단부가 그대로 개방되어 있기 때문에 수로로 흐르는 유체량이 적은 경우 스크류가 원활하게 회전되지 않아 발전을 제대로 할 수 없었다.

또한, 베이스 프레임에 유체가 흐르는 방향으로 전후에 설치된 전판과 후판의 사이에 스크류 어셈블리가 설치되어 있어 발전장치를 정비를 위하여서는 회전샤프트의 상단과 하단에 베어링에 의해 축결합된 상부지지유닛과 하부지지유닛을 분해하여야 함으로써 스크류 어셈블리를 쉽게 분리하거나 조립할 수 수 없어 정비작업이 어렵고 많은 시간이 소요되는 문제가 있었다.

등록특허 제10-0952198호(2010. 04. 07. 등록)

따라서 본 발명의 목적은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 적은 량의 유체 흐름에 의한 위치에너지를 효과적으로 운동에너지로 변환하는 스크류 타입의 날개가 형성된 회전축을 갖는 회전자 즉, 수차(hydraulic turbine)를 구비하여 상기 운동에너지를 전기에너지로 변환할 수 있도록 한 스크류형 소수력 발전장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 유체 흐름에 의한 위치에너지를 운동에너지로 변환하는 회전 스크류 어셈블리의 정비를 용이하게 한 구조를 갖는 스크류형 소수력 발전장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 물 등의 유체를 유입 저장하여 하향 경사진 배출구로 배출하는 저수통과; 상기 배출구에 하향 경사지게 연결되어 유입되는 유체를 하부로 흘려보내는 통형상의 경사프레임과; 내륜의 중심축이 상기 경사 프레임의 중심축선상을 일치되도록 상기 저수통의 일측 상부에 결합된 상부 베어링 모듈과; 상기 저수통의 배출구 측에 횡 또는 종 방향으로 설치된 축고정대와, 축구멍의 중심이 상기 상부 베어링 모듈의 내륜의 중심축과 상기 경사 프레임의 중심축선에 맞도록 상기 축고정대에 결합된 하부 베어링 모듈과; 상기 상부 베어링 모듈과 하부 베어링 모듈의 축구멍에 결합되어 회전되는 구동축과; 일정한 간격의 피치를 갖는 날개가 외주면에 나선형으로 형성되고, 그 단부에는 상기 날개의 직경보다 큰 회전익이 결합되어 상기 구동축의 일단부에 결합되어 상기 경사프레임으로 흐르는 유체의 위치 에너지에 대응한 속도로 회전되는 회전자와; 상기 구동축의 회전력을 전달받아 전기에너지를 발생하는 발전기와; 상기 구동축의 회전력을 상기 발전기에 전달하는 동력전달기로 구성함을 특징한다.

상기 회전자는 원통체로서 상기 구동축의 일단부에 형성된 결합키가 삽입되는 키홈이 일정한 간격으로 형성된 원통체이며, 상기 원통체는 상기 구동축에 볼트에 의해 고정된 것임을 특징으로 한다.

상기 회전익은 프로펠러(propeller) 형상으로 상기 회전자의 단부에 볼트에 의해 고정된 것임을 특징으로 한다.

상기 경사프레임의 종단부에는 그 내부에 채워진 유체의 흐름을 차단하는 차단막이 승강되도록 결합된 것임을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 스크류형 소수력 발전기는 나선형의 날개가 형성되어 유체가 흐르는 경사프레임의 중심축선상에 위치된 회전자의 단부에 상기 날개의 직경보다 더 큰 직경을 갖는 회전익을 설치하고, 상기 회전자를 상기 저수통의 내부에서 상기 경사프레임의 중심축선상에 축구멍이 배열된 상부 베어링 모듈과 하부 베어링 모듈에 고정된 구동축에 키홈으로 결합함으로써 상기 저수통으로 소량의 유체가 유입되더라고 발전을 안정적으로 할 수 있는 이점이 있다.

본 발명에 따른 스크류형 소수력 발전기는 저수통에 설치된 상부 베어링 모듈과 하부 베어링 모듈에 회전 가능하도록 결합된 구동축에 키홈으로 회전자를 키홈으로 결합함으로써 회전자를 용이하게 분해할 수 있어 정비 등의 유지보수를 간편하게 할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 스크류형 소수력 발전장치의 측단면 구성을 나타낸 도면.
도 2와 도 3은 도 1에 도시된 소수력 발전 유닛의 사시도 및 확대 단면도.
도 4는 도 2에 도시된 소수력 발전 유닛의 평단면도.
도 5는 도 3에 도시된 구동축과 회전자의 상세 구성을 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 스크류형 소수력 발전 유닛의 사시도.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 보다 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시 예에 제한되지 않음을 이해하여야 한다. 아래 설명되는 본 발명의 실시 예는 당업자에게 본 발명의 사상을 충분하게 전달하기 위한 것임에 유의하여야 한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스크류형 소수력 발전장치(1)는 물이 나오는 수원지 또는 대량의 물이 저장된 저수조(10)의 배수측에 유입로(12)가 연결되고, 상기 유입로(12)로 흘러 유입되는 유체의 흐름에 따른 위치에너지를 운동에너지로 변환하고, 상기 운동에너지를 전기에너지로 변환하여 배출관(14)으로 배출하는 스크류 발전 유닛(20)이 아랫방향으로 직렬 결합되어 구성된다.

상기 스크류 발전 유닛(20)은 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 중력을 따라 높은 곳으로부터 아랫방향으로 흘러내리는 유체, 예를 들면, 물이 유입되는 유입로(12)와, 상기 유입로(12)에 연결되어 그로부터 유입되는 유체를 일정량 저장하여 배출하는 저수통(30) 및 상기 저수통(30)의 배출구(32)에 하향 경사지게 연결되어 유입되는 유체를 하부에 위치한 배출관(14)으로 흘려보내는 통형상의 경사프레임(40을 포함하고 있다.

상기 저수통(30)의 배출구(32)는 그 바닥면으로부터 일정한 높이 위에 형성되어 있으며, 상기 배출구(32)에는 통형상의 경사프레임(40)이 햐향 경사지게 연결되어 유입되는 유체를 하부의 배출관(14)으로 배출하도록 구성되어 있다. 이때, 상기 저수통(30)의 배출구(32)와 경사프레임(40)의 경사각(Θ)은 유입되는 물이 원활하게 하부로 흐를 수 있도록 약 30도 내지 90도로 하는 것이 좋다. 상기 경사각(Θ)이 30도 이하이면 유체의 위치에너지가 적게 되기 때문에 바람직하지 않고, 90도를 초과하는 경우에는 발전 유닛(20)이 제작이 어렵기 때문에 상기 경사각(Θ)은 60도 정도로 하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 저수통(30)과 그 배출구(32)에 하향 경사지게 결합된 경사 프레임(40)의 형상은 원통형 또는 사각통 등의 형상으로 제작될 수 있으며, 가능하면 유체가 원활하게 흐를 수 있도록 원통형상으로 제작되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 저수통(30)의 저수용량은 클수록 좋으나 농수로 등의 수원지(10)의 용량을 감안하여 200리터 용량의 크기로 하는 것이 바람직하다.

상기 저수통(30)의 내부의 일측 상부에는 내륜의 중심축이 상기 경사 프레임(40)의 중심축선상을 향하도록 상부 베어링 모듈(90)이 결합되어 있고, 배출구(32) 측에는 횡, 종 또는 횡과 종 방향으로 축고정대(92)가 설치되어 있다. 상기 축고정대(92)에도 상부 베어링 모듈(90)의 내륜 중심축과 상기 경사 프레임(40)의 중심축선에 내륜의 축구멍, 즉 중심축에 일치하도록 하부 베어링 모듈(94)이 결합되어 되어 있다.

위와 같은 결합에 의해 상부 베어링 모듈(90)과 하부 베어링 모듈(92)의 내륜 중심축은 저수통(20)의 하부에 하향 경사지게 결합된 경사프레임(40)의 중심축선상에 일치되도록 배열된다.

상기 상부 베어링 모듈(90)과 하부 베어링 모듈(92)의 내륜에는 수차, 즉, 회전자(60)가 결합된 구동축(35)이 끼워져 결합된다. 상기 구동축(35)의 타측은 상부 베어링 모듈(90)의 내륜을 통해 저수통(30)의 외부로 돌출되어 있다. 이때, 상기 구동축(35)과 하부 베어링 모듈(94)간의 결합은 도 5에 도시된 바와 같이 베어링(96)이 구동축(35)에 끼워지고 상기 베어링(35)의 양측에 메커니컬 휠(98)이 고정되어 결합된다. 상부 베어링(90)과 구동축(35)간의 결합 구조 또한 이와 같다.

상기 회전자(60)은 일정한 간격의 피치를 갖는 날개(62)가 외주면에 나선형으로 형성된 원통형상의 회전축(64)을 포함하며, 상기 상기 회전축(64)의 단부에는 상기 날개(62)의 직경보다 큰 직경을 갖는 회전익(66)이 결합 구성된다.

상기 회전익(66)은 도 5에 도시된 바와 같이 소정개수의 날개가 일정한 비틀림 각도를 갖고 형성된 프로펠러 형상의 날개로서, 프로펠러 날개의 단위 면적은 상기 나선형 날개(62)의 단위 면적보다 넓게 형성되어야 한다. 이때, 상기 회전익(66)은 120도 간격으로 4개의 날개가 설치되거나 90도 간격으로 3개의 날개가 설치된 것 중 어느 하나를 사용할 수 있다.

이때, 상기 회전축(64)의 단부에 날개 면적이 큰 프로펠러형의 회전익(66)을 부착한 이유는 나선형 날개(62)의 마찰에 의하여 유체의 흐름에 의한 위치에너지를 운동에너지로 변환한 후, 나선형 날개(62)의 단부에서 토출되는 유체가 그대로 토출되지 않고 2차적으로 마찰되어 경사프레임(40)의 종단부분에서의 위치에너지를 운동에너지로 변환하기 위함이다. 또한, 상기 프로펠러형의 회전익(66)의 단위 면적이 나선형 날개(62)의 면적에 비하여 크기 때문에 경사프레임(40)으로 흐르는 유체의 양이 적은 경우라도 유체와의 마찰이 크게 일어나게 됨으로 회전축(64)은 일정한 속도로 회전되게 된다.

상기 회전자(60)의 회전축(64)과 상기 구동축(35)간의 결합은 도 5에 도시된 바와 같다. 도 5를 참조하면, 회전자(60)를 구성하는 회전축(64)은 원통형상의 봉체로서, 그 일측의 단부에는 회전익(66)이 볼트(69)에 의해 결합 되어 있고, 타측은 구동축(35)의 일단부에서 길이 방향으로 돌출된 키(key)(37)가 삽입되는 길이 방향의 홈(69)이 형성되어 있다.

따라서 상기 구동축(35)의 일단부가 상기 회전축(64)의 일단부가 원통형상으로 구성된 회전축(75)에 끼워져 결합되면, 상기 키(37)가 키홈(69)에 결합되어 회전축(64)의 회전력이 그대로 상기 구동축(35)으로 전달된다. 키(37)와 키홈(69)에 의해 결합된 상기 구동축(35)과 회전축(64)간은 회전 시 분리되지 않도록 그 결합부분이 볼트(68)에 의해 견고하게 결합되어 있다.

경사진 경사 프레임(40)의 내부의 배출구 측에는 유체의 흐름을 조절하고 아랫방향에 결합된 발전 유닛(20)내의 회전자(60)를 분해 정비를 용이하게 하기 위하여 유체의 흐름을 차단하는 차단막(50)이 승강 가능하도록 결합되어 있다.

상기 경사프레임(40)의 배출구 측에는 상기 차단막(50)이 용이하게 승강되도록 차단막 가이드(도시하지 않음)이 설치되는 것이 바람직하다. 이때, 경사 프레임(40)의 배출구 측의 차단막(50)은 판형상으로 하여 유체를 완전히 차단하거나 흘려보내도록 형성되어 있다.

상기와 같이 구성된 발전 유닛(20)의 저수통(30)의 상부에는 힌지에 의해 개폐 가능하도록 덮개(36)가 결합되어 있다. 이 덮개(36)는 그 내부의 구동축(35)의 회전상태를 모니터링하거나 구동축(35)를 분해 정비하는데 유용하게 이용된다.

또한, 상기 저수통(30)이 외측 상부 양측에는 발전기(70)가 결합되어 있으며, 상기 발전기(70)는 저수통(30)의 외부로 돌출된 구동축(35)의 회전력을 전달하는 동력전달기(80)에 연결되어 있다.

상기 동력전달기(80)는 저수통(30)의 상부로 돌출된 구동축(35)의 단부에 결합된 구동풀리(Driving Pulley)(82)와, 상기 두 개의 발전기(70)의 각 회전축에 결합된 종동풀리(driven Pulley)(84) 및 상기 구동풀리(82)와 종동풀리(84)를 연결하는 구동벨트(86)로 구성되어 있다. 상기 벨

트(86)는 신축성을 갖는 벨트나 타이밍벨트를 사용하는 것이 좋으며, 가능한 신축성이 양호한 고무벨트를 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시 예에서 동력전달기(80)는 풀리와 벨트를 이용한 예들 들었으나, 기어에 의한 동력전달을 적용할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 소수력 발전 장치(1)의 구체적인 동작을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시 예에 따른 소수력 발전 장치(1)는 물 등과 같은 유체가 흐르는 곳에서는 어디든지 설치될 수 있다. 상기 소수력 발전 장치(1)를 낙차가 있는 장소에 설치 시, 소수력 발전 장치(1)의 유입관(12)과 스크류 발전 유닛(20)의 배출관(14)의 낙차는 최소 50센티미터 이상되는 것이 바람직하다. 이러한 소수력 발전 장치(1)는 경사진 농수로, 하천, 하수 처리장, 상수를 가정에 공급하는 가압펌프장 등에 설치될 수 있다. 도 1에 도시된 수원지(10)는 농수로, 하전, 하수처리장 등에서 물이 저수된 또는 샘솟는 장소나 탱크 등과 같은 것이다.

상기 수원지(10)의 배수로에는 상부에서 하부 방향으로 하향 경사진 경사면 또는 수직으로 낙하되는 벽이 구비되며, 본 발명에 따른 소수력 발전 장치(1)의 유입관(12)은 상기 수원지(10)에서 하부로 흐르는 물 등과 같은 유체가 모아져 유입되도록 설치된다.

스크류 발전 유닛(20)의 유입관(12)의 배출측에 결합된 저수통(30)에는 수원지(10)로부터 하부로 흐르는 물 등에 저수되며, 그 내부에 저수되는 물의 높이가 배출구(32)에 설치된 부분까지 올라가면, 저수통(30)의 내부에 채워진 물의 배출압력에 의해 하향 경사진 유로, 즉 경사프레임(40)으로 유입된다.

상기 경사 프레임(40)내의 위쪽에서 아래쪽으로 물이 흐르게 되면, 회전자(60)의 회전축(64)의 외주면에 형성된 나선형 날개(220)의 면에 마찰되면서 그 하부로 흐름으로써 회전축(64)의 나선형 날개(62)가 회전된다. 이때, 상기 나선형 날개(62)의 면은 엠보싱(embossing) 처리되어 물과 날개(62) 표면의 마찰개수가 높도록 하는 것이 좋다.

따라서, 유입관(12)으로 유입되는 물이 하향 경사지게 설치된 경사 프레임(40)의 내부 유로를 따라 그 아래 방향에 놓아져 있는 나선형 날개(62)의 면에 부딪치면서 흐르면 물과 나선형 날개(62)사이에 마찰력이 증가하여 나선형 날개(62)의 회전력을 증가시키게 된다.

상기 나선형 날개(62)가 회전함에 따라 그 나선형 날개(62)와 함께 회전축(64)이 회전되고, 이에 따라 상부 베어링 모듈(90)가 하부 베어링 모듈(94)에 축결합된 구동축(35)이 회전된다.

상기 나선형 날개(220)와 메인 축(210)의 회전력이 동력전달유닛(600)을 통해 발전기(500)에 전달된다. 상기 발전기(500)는 동력전달유닛(600)을 통해 전달되는 회전력으로 전기 에너지를 발생시키게 된다. 이때, 상기 회전축(64)의 외주면에는 나선형 날개(62)가 일전한 피치로 형성되어 있어, 나선형 날개(62)와 물과의 접촉 면적이 증가하게 되어 회전력을 증가시키게 된다. 즉 위치에너지에 비례하는 동력에너지가 생성된다. 상기 회전축(64)의 회전력이 증가함에 따라 발전기들(70)에서 발생되는 전기 에너지가 증가하게 된다.

본 발명은 상기 바스켓 형태로 제작된 저수조(30)와 그 출구에 하향 경사지게 결합된 경사프레임(40)의 내부 유로를 통해 유입된 유체가 밖으로 유출될 때까지 상기 회전축(64)에 형성된 나선형 날개(220)들을 쭉 밀고나가면서 회전축(64)을 회전시키게 되므로 나선형 날개(62)의 회전력을 증가시켜 발전 효율을 높이게 된다.

한편, 상기 회전축(64)의 단부에 결합된 프로펠러형 회전익(66)은 경사프레임(40)의 종단부분에서 배출관(14)으로 토출되는 물과 직접적으로 마찰됨으로써 적은 양의 물이 유입되더라도 일정 한 마찰력을 유지할 수 있어 회전자(65)를 일정 속도 이상으로 회전시킬 수 있다. 또한, 나선형 날개(62)의 끝부분에서 흘러 나가는 물이 외부로 바로 배출되지 않고 프로펠러형 회전익(66)의 회전날개 면에 지속적으로 부딪친 후 배출됨으로써 물의 흐름에 의한 마찰 에너지에 의해 회전축(64)을 효율적으로 회전시킬 수 있다.

경사 프레임(40) 내부의 회전자(60)의 부품을 교체하거나 수리 등의 정비를 할 때 저수조(30)의 상부에 마련된 덮개(36)을 개방한 후 상부 베어링 모듈(90)과 하부 베어링 모듈(94)에 결합된 구동축(35)을 분리하면 그 단부에 연결된 회전자(60) 까지 일괄하여 외부로 들어 낼 수 있개 때문에 정비 작업을 손쉽게 할 수 있다.

상기한 실시 예에 따른 소수력 발전 장치(1)는 회전자(62)가 저수조(30)의 상부와 그 내부에 횡 또는 종 방향에 고정 설치된 고정대(92)에 설치된 상부 베어링 모듈(90)과 하부 베어링 모듈(94)에 결합되어 있기 때문에 피벗 베어링을 사용한 종래의 기술에 의한 스크류형 발전장치의 구성보다 간단하게 구성할 수 있고, 회전력이 증대되기 때문에 발전효율이 좋은 이점이 있다.

도 6은 본 발명의 또다른 실시 예에 따른 소수력 발전 장치(1)의 예로서, 수원지(10)의 배수로 측에 설치된 스크류 발전 유닛(20)의 유입관(12), 배출관(14) 및 저수조(30)와 경사 프레임(40)의 형상을 사각 통체로 구성한 예를 도시한 것이다. 도 6과 같이 구성된 소수력 발전 장치(1)의 동작은 앞서 설명한 것과 동일하다.

1은 소수력 발전 장치, 10은 수원지(저수조), 12는 유입관, 14는 배출관, 20은 스크류 발전 유닛, 30은 저수통, 32는 배출구, 35는 구동축, 36은 덮개, 37은 키, 40은 경사프레임, 50은 차단판, 60은 회전자, 62는 날개, 64는 회전축, 66은 회전익, 68은 키홈, 69은 볼트, 70은 발전기, 80은 동력전달기, 82는 구동풀리, 86은 구동벨트, 88은 종동풀리, 90은 상부 베어링 모듈, 92는 고정대, 94는 하부 베어링 모듈, 96은 베어링, 98은 메커니컬 휠(Mechanical wheel)

Claims (4)

1. 물 등의 유체를 유입 저장하여 하향 경사진 배출구로 배출하는 저수통과; 상기 배출구에 하향 경사지게 연결되어 유입되는 유체를 하부로 흘려보내는 통형상의 경사프레임과; 내륜의 중심축이 상기 경사 프레임의 중심축선상을 일치되도록 상기 저수통의 일측 상부에 결합된 상부 베어링 모듈과; 상기 저수통의 배출구 측에 횡 또는 종 방향으로 설치된 축고정대와, 축구멍의 중심이 상기 상부 베어링 모듈의 내륜의 중심축과 상기 경사 프레임의 중심축선에 맞도록 상기 축고정대에 결합된 하부 베어링 모듈과; 상기 상부 베어링 모듈과 하부 베어링 모듈의 축구멍에 결합되어 회전되는 구동축과; 일정한 간격의 피치를 갖는 날개가 외주면에 나선형으로 형성되고, 그 단부에는 상기 날개의 직경보다 큰 회전익이 결합되어 상기 구동축의 일단부에 결합되어 상기 경사프레임으로 흐르는 유체의 위치 에너지에 대응한 속도로 회전되는 회전자와; 상기 구동축의 회전력을 전달받아 전기에너지를 발생하는 발전기와; 상기 구동축의 회전력을 상기 발전기에 전달하는 동력전달기로 구성함을 특징으로 하는 소수력 발전 장치.
2. 상기 회전자는 원통체로서 상기 구동축의 일단부에 형성된 결합키가 삽입되는 키홈이 일정한 간격으로 형성된 원통체이며, 상기 원통체는 상기 구동축에 볼트에 의해 고정된 것임을 특징으로 하는 소수력 발전 장치.
3. 상기 회전익은 상기 프로펠러 형상으로 상기 회전자의 단부에 볼트에 의해 고정된 것임을 특징으로 하는 소수력 발전 장치.
4. 상기 경사프레임의 종단부에는 그 내부에 채워진 유체의 흐름을 차단하는 차단막이 승강되도록 결합된 것임을 특징으로 하는 소수력 발전 장치.
   
   
   

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