KR20150048559A - 수중 구조물의 조명을 위한 소형 수력 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수중 구조물의 조명을 밝히기 위한 전기를 생산하는 소형 수력 장치에 관한 것으로, 회전축(100)에 고정되어 상기 회전축(100)을 회전시켜주는 다수개의 날개를 구비한 회전체(100); 상기 회전축(100)과 함께 회전되면서 기전력을 발생시키는 발전기(120); 상기 발전기(120)가 기밀이 유지된 상태로 내재되는 하우징(123);상기 회전축(100)의 양단에 설치되는 부력체(131); 수중 구조물에 고정되는 샤프트(200)와 회전 가능하게 일단이 고정되며, 타단은 상기 하우징(123)의 외주면 양측에 회전 가능하게 고정되는 연결부재(210); 및 상기 수중 구조물에 설치되어 상기 발전기(120)의 전원공급에 의해 점등되는 조명장치(300);가 포함되는 것을 특징으로 하는 수중 구조물의 조명을 위한 소형 수력 발전 장치를 제공한다.

Description

수중 구조물의 조명을 위한 소형 수력 장치{Small hydroelectric power generator for submerged structure}

본 발명은 수중 구조물의 조명을 밝히기 위한 전기를 생산하는 소형 수력 장치에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 수류를 이용하여 전기를 생산하는 소형 수력 발전 장치에 관한 것이다.

전기에너지를 생산하는 발전에 사용하는 에너지원으로는 물, 기름, 석탄, 천연가스, 원자력 등이 주로 이용되고 있으며, 이들 에너지원을 이용하여 터빈을 회전시키고 터빈과 연결된 발전기를 통하여 전기를 생산하며, 이용되는 에너지원의 종류와 그에 따른 발전 방식에 따라 수력발전소, 화력발전소, 원자력발전소 등으로 구분된다. 한편, 조수 간만의 차를 이용하는 조력발전소, 바람의 에너지를 이용하는 풍력발전소, 지열을 이용하는 지열발전소, 태양열을 이용하는 태양열발전소등도 미래의 발전소로 실용화연구가 이루어지고 있다.

이 중에서 수력발전은 수량이 풍부한 강을 막아 댐을 만든 후 낙차를 수십미터 이상 확보할 수 있는 지역에 설치 가능하였으며, 수량이 적고 낙차가 작은 하천이나 수로등 에서는 경제성이 없다는 이유로 발전기를 설치하여 운용하는 사례는 거의 없는 상태이다.

그러나, 소형 수력 발전은 주변 지형을 변형 시키지 않고 설치 가능하며, 다른 재생가능한 에너지원에 비해 높은 에너지 밀도가 있기 때문에 개발 가치가 큰 부존자원이며, 저낙차의 하천이나 수로에도 설치 가능하여 친환경적이다.

한편, 근래에는 하천이나 수로 주위를 정비하여 산책로나 운동공간을 조성하는 경우가 많으며, 하천이나 수로를 건널 수 있도록 징검다리 등의 수중구조물을 많이 설치하고 있다. 특히 주택가 주변의 하천변의 경우 밤 늦게까지 많은 주민의 이용이 따르며, 그리하여 하천변 주변에는 가로등이 많이 설치되어 있으며 밤늦게까지 점등한다. 하지만 가로등이 갖는 빛의 범위는 하천 중간에 놓여있는 징검다리와 같은 수중 구조물까지 미치지 못하는 경우가 많으며, 이로인해 수중구조물을 인지하지 못하여사고가 발생하기도 한다.

공개번호 10-2010-0063277

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 하천이나 수로등에 소형 수력 발전 장치를 설치하여 공해없이 필요한 전력을 생산하여 수중 구조물을 밝혀 낙상사고를 방지하는 등 생활상의 편의성을 높이는 소형 수력 발전 장치를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 회전축에 고정되어 상기 회전축을 회전시켜주는 다수개의 날개를 구비한 회전체; 상기 회전축과 함께 회전되면서 기전력을 발생시키는 발전기; 상기 발전기가 기밀이 유지된 상태로 내재되는 하우징;상기 회전축의 양단에 설치되는 부력체; 수중 구조물에 고정되는 샤프트와 회전 가능하게 일단이 고정되며, 타단은 상기 하우징의 외주면 양측에 회전 가능하게 고정되는 연결부재; 및 상기 수중 구조물에 설치되어 상기 발전기의 전원공급에 의해 점등되는 조명장치;가 포함되는 것을 특징으로 하는 수중 구조물의 조명을 위한 소형 수력 발전 장치를 제공한다.

본 발명은 점등이 필요한 수중 구조물이 있는 거의 모든 하천에 설치할 수 있으므로 화석연료를 원료로 생산되는 전기를 사용하지 않아 공해를 줄일 수 있으고, 수중에 설치된 구조물을 밝힐수 있어 밤에 하천에서 일어날 수 있는 사고를 방지 할 수 있으며, 점등된 빛에 의한 심미적 효과를 가질 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분해도.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 작동도.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 수위상승시의 작동도
도 4는 본 발명의 일 실시예에에 따른 조명을 점등 시키는 작동도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 분해도.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이며, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

또한, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있으며, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있고, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.

도 4에 도시된 바와 같이 본 발명은 회전축(100)과 함께 회전되면서 기전력을 발생시키는 발전기(120); 이 발전기(120)가 기밀이 유지된 상태로 내재되는 하우징(123); 이 회전축(100)에 고정되어 상기 회전축(100)을 회전시켜주는 다수개의 날개를 구비한 회전체(100); 이 회전축(100)의 양단에 설치되는 부력체(131); 수중 구조물에 고정되는 샤프트(200)와 회전 가능하게 일단이 고정되며, 타단은 상기 하우징(123)의 외주면 양측에 회전 가능하게 고정되는 연결구; 및 상기 수중 구조물에 설치되어 상기 발전기(120)의 전원공급에 의해 점등되는 조명장치(300);가 포함하여 이루어져 있다.

도1을 참조하면, 본 발명에서 상기 회전체(100)는 회전축(100)이 상기 회전체(100)의 중앙 공동을 관통하여 결합되고 외측을 따라 방사상으로 복수의 날개가 부착되어 있으며, 이 날개는 회전체(100)가 수면에서 회전할때 물의 힘을 최대로 받을 수 있도록 곡면 형태를 이루고 있고, 상기 회전체(100)의 회전에 따라 상기 회전축(100)도 함께 회전한다.

상기 하우징(123)은 상기 회전축(100)에 끼워지되, 회전축(100)과 함께 회전하지 않고 고정된다. 상기 하우징(123) 내부에는 공동이 형성된 코일(122)이 고정되고, 상기 코일(122)의 공동 내부에는 상기 자석(121)이 상기 회전축(100)과 결합되어 설치된다. 이로인해, 상기 하우징(123)에 고정된 코일(122)은 정지하고, 상기 회전축(100)에 결합된 자석(121)은 회전하여 기전력을 발생시키게 된다.

도 5를 참조하면, 상기 하우징(123) 내부에는 축전기(124)가 설치 될 수 있어 발전기(120)에서 생산된 전기는 축전지에 저장하게 된다. 또한 상기 축전기(124)에는 빛을 감지하는 센서(125)가 장착되어 낮에는 전력을 저장하고 밤에는 전력을 송전할 수 있다.

상기 부력체(131)는 양성부력이 큰 소재로 구성되며 상기 회전축(100)이 수면에서 중심을 잃지 않고 수평하게 유지되도록 상기 회전체(100)를 중심으로 상기 회전축(100)의 양측에 대향되게 설치된다.

상기 방수형함체(132)는 플라스틱 소재로 상기 회전축(100)의 양단에 반구형으로 대향되게 결합되며, 내부에는 공기와 상기 부력체(131)가 함께 수용되어 상기 부력체(131)의 부력을 더욱 높이는 효과를 가진다.

도3을 참조하면, 상기 발전기(120)는 수중 구조물 사이에 설치되어 수류를 발전의 원동력으로사용하는 것으로 수표면에 떠 있는 것이 바람직 하므로, 수중 구조물 사이에 샤프트(200)를 수류와 수직한 방향으로 설치하고, 상기 샤프트(200)에 회전 가능하도록 체결된 일단이 형성되고 상기 하우징(123)에 회전 가능하도록 체결된 타단이 형성된 연결부재(210)가 상기 샤프트(200)와 상기 하우징(123)을 연결하여 하천이나 수로의 수위가 상승 또는 하강했을 때 연결부재(210)가 소정 각도만큼 회전하여 수위의 변화에 따라 수표면에서 상승 또는 하강하게 된다.

상기 조명 장치는 수중 구조물에 설치된다. 예를 들면 징검다리 상부면에 설치되어 가로등 빛이 닿지 않는 위치에 있는 징검다리도 사용자가 쉽게 인지하여 밤에 발생할 수 있는 낙상사고를 막는 역할을 한다. 상기 조명 장치는 발전기(120)에서 생성된 전력을 이용하여 점등되는 것으로, 상기 조명장치(300)와 발전기(120)는 방수 가능한 소재로 피복된 전선으로 연결되어 있는 것이 바람직하다.

상기 조명장치(300)는 음향시설과 같이 낮은 전력을 사용하는 전기장치로 대체될 수 있다.

즉 상기한 설명과 같이, 본 발명은 저 낙차의 수로나 강에서도 설치할 수 있는 소형 수력 발전기(120)로, 수류에 의해 회전하여 전력을 발생시키고, 발생된 전력으로 수중구조물을 밝혀 밤에 일어날수 있는 안전사고를 막는 효과가 있는 것이다.

100 : 회전축 110 : 회전체
120 : 발전기 121 : 자석
122 : 코일 123 : 하우징
124 : 축전기 125 : 센서
131 : 부력체 132 : 방수형함체
200 : 샤프트 210 : 연결부재
300 : 조명장치

Claims (5)

1. 회전축(100)에 고정되어 상기 회전축(100)을 회전시켜주는 다수개의 날개를 구비한 회전체(100);
   상기 회전축(100)과 함께 회전되면서 기전력을 발생시키는 발전기(120);
   상기 발전기(120)가 기밀이 유지된 상태로 내재되는 하우징(123);
   상기 회전축(100)의 양단에 설치되는 부력체(131);
   수중 구조물에 고정되는 샤프트(200)와 회전 가능하게 일단이 고정되며, 타단은 상기 하우징(123)의 외주면 양측에 회전 가능하게 고정되는 연결부재(210); 및
   상기 수중 구조물에 설치되어 상기 발전기(120)의 전원공급에 의해 점등되는 조명장치(300);
   라 포함되는 것을 특징으로 하는 수중 구조물의 조명을 위한 소형 수력 발전 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 부력체(131)는 공기가 함께 수용되는 방수형 함체로 구성된 것을 특징으로 하는 수중 구조물의 조명을 위한 소형 수력 발전 장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 조명장치(300)는,
   수중 구조물의 내부에 관통공이 형성되고, 상기 관통공을 관통하는 방수용 전선의 한쪽은 수중 구조물의 상면에 설치되는 방수용 LED와 연결되고, 방수용 전선의 다른 한쪽은 상기 발전기(120)와 연결되어 구성된 것을 특징으로 하는 수중 구조물의 조명을 위한 소형 수력 발전 장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 하우징(123) 내에는 발전기(120)에서 발생된 기전력이 축전되는 축전기(124)가 설치된것을 특징으로 하는 소형 수력 발전 장치.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 축전기(124)에는 빛을 감지하는 센서(125)가 장착되어 낮에는 전력을 축전하고 밤에는 전력을 송전하는 것을 특징으로 하는 소형 수력 발전장치.
   

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