KR20200104835A - Small Hydropower Device - Google Patents

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KR20200104835A
KR20200104835A KR1020200080876A KR20200080876A KR20200104835A KR 20200104835 A KR20200104835 A KR 20200104835A KR 1020200080876 A KR1020200080876 A KR 1020200080876A KR 20200080876 A KR20200080876 A KR 20200080876A KR 20200104835 A KR20200104835 A KR 20200104835A
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housing
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hydroelectric power
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KR1020200080876A
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황준성
정광훈
정광옥
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황준성
정광훈
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Abstract

An object of the present invention is to provide a hydroelectric power generation device that can increase durability while stably generating power in a place with a small or no free drop. The hydroelectric power generation device includes: a cylindrical shaft formed in the same direction as a passage; a housing formed on the outer peripheral surface and surrounding the shaft; a first side plate installed on the inlet surface of the housing and fixing the center of the shaft; a second side plate installed on the outlet surface of the housing and fixing the center of the shaft; a waterwheel installed on the outer circumferential surface of the housing and having a hollow; and cone units installed one by one in a shape in which the cone units face the inlet and outlet of the passage.

Description

수력 발전장치{Small Hydropower Device}Hydropower Device {Small Hydropower Device}

본 발명은 발전장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 흐르는 물을 이용하여 효과적으로 전기를 발전할 수 있는 수력 발전장치에 관한 것이다.The present invention relates to a power generation apparatus, and more particularly, to a hydroelectric power generation apparatus capable of effectively generating electricity using flowing water.

수력발전은 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르는 물의 위치에너지에 의해 발생한 물의 흐름을 이용하거나, 물의 압력차에 의해서 발생하는 물의 흐름을 이용하여 터빈을 회전시켜 전기에너지를 발생시키는 것을 말한다.Hydroelectric power generation refers to generating electric energy by using the flow of water generated by the potential energy of water flowing from a high place to a low place, or by rotating a turbine using the flow of water generated by a pressure difference between water.

이러한 수력발전은 화력발전이나, 원자력 발전과 달리 환경오염물질을 배출하지 않는다는 장점이 있으나, 큰 물의 흐름을 발생시키기 위해서 대형 댐을 건설하거나, 방조제를 건설해야 하는 등의 환경파괴적인 요인이 있다.Unlike thermal power generation or nuclear power generation, such hydropower generation has the advantage of not emitting environmental pollutants, but there are environmental destructive factors such as construction of large dams or seawalls to generate a large flow of water.

또한, 수력에너지는 수량에 따라 증감이 있어, 우리나라와 같이 계절적으로 유량의 차이가 있는 경우 안정적인 전기 생산을 보장하기 어렵다는 단점이 있다.In addition, there is a disadvantage in that it is difficult to ensure stable electricity production when there is a difference in flow rate seasonally, as in Korea, since the hydraulic energy increases or decreases according to the quantity.

이에, 적은 양의 유량으로도 발전을 할 수 있는 흐름식 소수력 발전이 대안으로 제시되었다. 흐름식 소수력 발전은 종래의 수력발전시 많은 양의 물의 위치에너지를 이용했던 것에 비해서, 보다 적은 양으로도 압력을 이용한 유속을 통해 터빈을 회전시킴으로써 전기를 생산하는 차이가 있다.Accordingly, a flow-type small hydroelectric power generation capable of generating power with a small amount of flow has been proposed as an alternative. Flow-type hydroelectric power generation has a difference in generating electricity by rotating a turbine through a flow rate using pressure even with a smaller amount compared to the conventional hydroelectric power generation using a large amount of potential energy of water.

따라서 소수력 발전은 자연적으로 흐르는 물을 활용할 수 있고, 끊임없는 물이 배수되는 하수종말 처리장의 배수로, 화력발전소, 해류양식 순환수 등 사용하고 난 후에 버려지는 수자원을 활용하여, 기존 시설물의 배수 또는 취수구역에 설치할 수 있다는 장점이 있다.Therefore, small-scale power generation can utilize water that flows naturally, and water resources that are discarded after being used, such as the drainage of the sewage terminal treatment plant where continuous water is drained, thermal power plants, and ocean current-type circulating water, are used to drain or intake existing facilities. There is an advantage that it can be installed in an area.

이러한 흐름식 소수력 발전장치는 발전설비의 규모가 작고, 댐이나 수로 관로장치의 별로 설치가 필요 없어서 설치비용이 절약된다는 이점이 있고, 수력 발전소를 건설하기 힘든 지역이나 개발도상국에서 각광받고 있으나, 몇가지 개선할 사항이 있었다.These flow-type small hydro power generation devices have the advantage of saving installation costs because the scale of power generation facilities are small, and there is no need for installation of dams or water pipes, and they are in the spotlight in areas where it is difficult to build a hydroelectric power plant or in developing countries. There was something to be improved.

저낙차에서 발전하는 소수력 발전장치의 경우, 발전의 효율은 발전기와 수차의 크기의 비례한다. 그렇기 때문에 큰 수차를 체결할 경우, 그만큼 발전기 축도 커져야 하며 발전기를 안정적으로 지탱하기 위한 베어링, 메커니컬씰이 3중, 4중으로 커지고 늘어나기 때문에 비용도 상대적으로 늘어나는 문제점이 있었다. In the case of a small hydro power generator that generates power at a low drop, the efficiency of power generation is proportional to the size of the generator and the aberration. Therefore, when a large aberration is fastened, the generator shaft must be large, and the bearing and mechanical seal for stably supporting the generator are increased and increased in triple and quadruple, so there is a problem that the cost increases relatively.

또한 발전기가 커지면 맥동이 커져 안정적인 발전이 되기 어려우며, 방수부의 파손으로 인한 수밀성이 저하되는 문제점도 있었다.In addition, as the generator increases, the pulsation increases, making it difficult to achieve stable power generation, and there is a problem in that the watertightness decreases due to the damage of the waterproof part.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 구체적으로는 수력 발전장치의 설치비용이 저렴하며, 설치, 유지 보수, 철거, 수거가 용이하면서도 효과적으로 발전이 가능한 수력 발전 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the problems of the prior art as described above, and specifically provides a hydroelectric power generation device capable of effectively generating power while inexpensive installation cost of a hydraulic power generation device, easy installation, maintenance, removal, and collection. Having that purpose.

상기 과제의 해결을 위하여, 본 발명은 상기 유로와 동일한 방향의 원통형 축과 상기 축을 감싸고 있는 외주면의 하우징 및 상기 하우징의 유입구 면에 설치되며 상기 축의 중심을 고정하는 제1 측판과 상기 하우징의 유출구 면에 설치되며 상기 축의 중심을 고정하는 제2 측판을 포함하고 상기 하우징의 외주면에 감싸는 형태로 설치되는 중공이 형성된 수차와 유로의 유입구와 유출구에 마주보는 형태로 각각 하나씩 설치되는 고깔부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above problem, the present invention provides a cylindrical shaft in the same direction as the flow path, a housing on an outer circumferential surface surrounding the shaft, and a first side plate installed on the inlet surface of the housing and fixing the center of the shaft, and an outlet surface of the housing. It includes a second side plate that fixes the center of the shaft, and includes a hollow water wheel installed in a form surrounding the outer circumferential surface of the housing, and a cone that is installed one by one in a form facing the inlet and outlet of the flow path. To do.

여기서, 상기 축은 유로와 동일 방향으로 직선인 원통형이며, 유로의 유입구와 유출구 양쪽으로 축의 끝부분이 돌출된 형태가 특징이며, 상기 축의 유로 방향상의 중심부로 외치형 코일조립체가 배치되어야 하기 때문에, 코일조립체를 고정하고 지탱하기 위한 드럼 및 지지대를 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, the shaft is a cylindrical shape having a straight line in the same direction as the flow path, and the end portion of the shaft protrudes from both the inlet and outlet of the flow path, and the externally toothed coil assembly must be disposed in the center of the shaft in the flow direction. It characterized in that it comprises a drum and a support for fixing and supporting the assembly.

그리고, 상기 하우징은 내측면을 따라서 원주방향으로 서로 다른 극성의 영구자석이 번갈아 배치되며, 하우징의 길이에 따라 영구자석은 적층되는 것을 포함할 수 있다.In addition, the housing may include that permanent magnets of different polarities are alternately arranged in a circumferential direction along the inner surface, and permanent magnets are stacked according to the length of the housing.

또한, 상기 제1 측판 및 제 2측판의 중심부는 상기 축의 외경과 동일한 크기의 원통형 구멍이 있고, 양쪽면에 1개 이상의 베어링을 배치할수 있도록 보강대를 설치할 수 있다.In addition, central portions of the first side plate and the second side plate have cylindrical holes having the same size as the outer diameter of the shaft, and a reinforcing bar may be installed so that one or more bearings can be disposed on both sides.

아울러, 상기 중공이 형성된 수차의 내경은 상기 하우징의 외경보다 큰 형태로 설계할 수 있다. In addition, the inner diameter of the hollow aberration may be designed to be larger than the outer diameter of the housing.

동시에, 상기 중공이 형성된 수차의 내경은 제 1측판의 외경과 동일한 사이즈이며, 외경은 제 2측판의 외경과 동일한 크기로 설계할 수 있다.At the same time, the inner diameter of the hollow aberration may be the same size as the outer diameter of the first side plate, and the outer diameter may be designed to be the same size as the outer diameter of the second side plate.

그리고, 상기 중공이 형성된 수차는 적어도 3개 이상의 블레이드를 포함할 수 있다.In addition, the hollow aberration may include at least three or more blades.

또한, 상기 고깔부는 원뿔의 형태를 하고 있으며, 좁아지는 부분의 내경은 상기 축의 외경과 동일한 크기로 제작되어, 유체가 발전기 내부로 들어오는 것을 막아주는 동시에 유체의 와류현상를 방지할 수 있다.In addition, the cone part has the shape of a cone, and the inner diameter of the narrowing portion is manufactured to have the same size as the outer diameter of the shaft, so that the fluid can be prevented from entering the generator and at the same time, the vortex phenomenon of the fluid can be prevented.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 별도의 증속장치가 필요없기 때문에 소유량의 물의 흐름에도 발전효율을 증대시킬 수 있다는 장점이 있다.As described above, the present invention has the advantage of increasing the power generation efficiency even in the flow of a small amount of water because a separate speed increase device is not required.

또한, 본 발명은 수차의 중심부가 발전기를 덮고있는 형태이기 때문에 발전기의 방수효과 및 유체상의 이물질로부터 보호함과 동시에 수평축으로서도 중요한 역할을 기대할 수 있다.In addition, in the present invention, since the center of the aberration covers the generator, it can be expected to play an important role as a horizontal axis while protecting the generator from waterproofing effect and fluid foreign matter.

그리고, 본 발명은 설치시 필요한 공간이 적어 설치장소가 제한받지 않고, 별도의 우회 배수로를 설치할 필요가 없기때문에 경제적이라는 장점이 있다.In addition, the present invention has the advantage of being economical because the installation location is not limited due to the small space required for installation, and there is no need to install a separate bypass drainage channel.

도 1은 본 발명인 수력 발전장치의 구성을 나타낸 분리 사시도
도 2는 도 1의 좌측면도
도 3은 도 1의 수력 발전장치의 결합 사시도
도 4은 도 3의 좌측면도
도 5은 본 발명의 실시 예를 나타낸 수력 발전장치의 사시도
도 6은 도 5의 정면도1 is an exploded perspective view showing the configuration of the inventors hydroelectric power generator
Figure 2 is a left side view of Figure 1
Figure 3 is a perspective view of the hydraulic power generator of Figure 1
Figure 4 is a left side view of Figure 3
5 is a perspective view of a hydroelectric device showing an embodiment of the present invention
6 is a front view of FIG. 5

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명인 수력 발전 장치의 구성을 나타낸 분리 사시도이고, 도 2는 도 1의 좌측면도이다. 또한 도 3은 도1의 수력 발전 장치를 결합 했을때의 사시도 이며, 도 4는 도 3의 좌측면도이다.1 is an exploded perspective view showing the configuration of a hydroelectric power generation apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a left side view of FIG. 1. In addition, Figure 3 is a perspective view when the hydroelectric power device of Figure 1 is combined, Figure 4 is a left side view of Figure 3.

도 1 내지 도 2,3,4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 수력 발전장치(100)는 유로와 동일 방향으로 설치되는 축(110),유로의 유입구 쪽에 마주보는 방향으로 설치되는 고깔부(160a)와 제 1측판(130), 유로의 유출구 쪽에 마주보는 방향으로 설치되는 고깔부(160b)와 제 2측판(140), 제 1측판(130)과 제 2측판(140)을 중간에서 연결하며 발전기를 보호하는 하우징(120) 및 하우징(120)과 고정되며 중공이 형성된 수차(150)를 포함한다.As shown in FIGS. 1 to 2, 3, and 4, the hydraulic power generator 100 of the present invention includes a shaft 110 installed in the same direction as a flow path, and a cone installed in a direction facing the inlet of the flow path ( 160a) and the first side plate 130, the cone 160b and the second side plate 140 installed in a direction facing the outlet side of the flow path, and the first side plate 130 and the second side plate 140 are connected in the middle And a housing 120 that protects the generator and a water wheel 150 fixed with the housing 120 and formed with a hollow.

축(110)은 직선형 원통 형태를 하고 있으며, 이는 전선이 축(110)의 원통의 구멍을 통과해서 발전장치의 바깥으로 나가기 때문이며, 또한 중량을 줄이면서 가격절감을 할 수 있다는 장점도 있다. 다만, 축(110)의 두께가 너무 얇아져서는 안되고 발전기의 무게를 지탱할 수 있어야 하기 때문에 축(110)의 길이 및 외경 등을 고려하여 최적의 두께로 고안되어야 한다. The shaft 110 has a straight cylindrical shape, which is because the wire passes through the hole of the cylinder of the shaft 110 and goes out of the power generation device, and also has the advantage of reducing the weight and reducing the price. However, since the thickness of the shaft 110 should not be too thin and should be able to support the weight of the generator, it should be designed with an optimum thickness in consideration of the length and outer diameter of the shaft 110.

본 발명의 수력 발전장치(100)는 축(110)이 고정된 상태로 발전기를 지탱하고, 하우징(120)이 회전하는 형태를 취하기 때문에 다수의 금속판이 적층된 외치형 코어가 사용된다. 이 외치형 코어는 구리선 혹은 알루미늄 코일로 권선이 되며 유로상 축(110)의 중심부에 위치하고, 축(110)에는 외치형 코일 조립체를 고정하고 지탱해주기 위한 드럼 형태의 지지대가 설치될 수 있다.In the hydroelectric power generation apparatus 100 of the present invention, since the shaft 110 supports the generator in a fixed state, and the housing 120 takes the form of rotating, an externally-shaped core in which a plurality of metal plates are stacked is used. The external tooth-shaped core is wound with a copper wire or an aluminum coil and is located in the center of the channel-shaped shaft 110, and a drum-shaped support for fixing and supporting the external tooth-shaped coil assembly may be installed on the shaft 110.

하우징(120) 내측면을 따라 원주방향으로 서로 다른 극성의 영구자석이 번갈아 가며 배치되며, 그 층의 높이는 적층된 코일조립체와 동일한 길이로 한다. 이때 영구자석의 한 층의 극수의 개수는 단수이건 복수이건 상관없으나, 복수로 제작할 경우 짝수로 맞추어야 한다. Permanent magnets of different polarities are alternately arranged in the circumferential direction along the inner surface of the housing 120, and the height of the layer is the same length as the stacked coil assembly. At this time, the number of poles in one layer of the permanent magnet does not matter whether it is singular or plural, but if it is manufactured in plural, it must be adjusted to an even number.

본 발명의 조립 및 해체의 편의성과 효율을 고려하면 단수로 제작하는 것이 좋으나, 가동중 사고의 의한 영구자석의 파손이나 수리가 필요할 경우 영구자석 전체를 교환해야 한다는 점에서 제작비용이 증가한다는 단점이 있다. 반면에 복수로 나눠서 제작할 경우 조립의 난이도가 올라가고 시간이 더 걸린다는 단점이 있으나, 파손시 해당 영구자석만 교체하면 되기 때문에 비용절감에 효과가 있다.Considering the convenience and efficiency of assembly and disassembly of the present invention, it is recommended to manufacture it in a single number, but there is a disadvantage in that the manufacturing cost increases in that the entire permanent magnet must be replaced when the permanent magnet is damaged or repaired by an accident during operation. . On the other hand, there is a disadvantage that the difficulty of assembling increases and it takes more time if it is manufactured by dividing it into multiple pieces. However, it is effective in cost reduction because only the relevant permanent magnet needs to be replaced when damaged.

제 1측판(130)은 유로상의 유입구 방향과 마주보는 형태로 배치되며, 제 1측판(130)의 외경 크기는 하우징(120)의 외경과 동일한 크기로 제 1측판(130)과 하우징(120)은 서로 밀착되어 결합한다. The first side plate 130 is arranged in a shape facing the direction of the inlet port on the flow path, and the outer diameter of the first side plate 130 is the same as the outer diameter of the housing 120 and the first side plate 130 and the housing 120 Are tightly bonded to each other.

제 1측판(130)의 중심부는 축(110)의 외경과 동일한 사이즈의 원통형 구멍이 뚫려있고, 축(110)의 유로상 유입구를 향한 부분이 제 1측판(130)의 중심부를 관통하여 설치된다. The center of the first side plate 130 is provided with a cylindrical hole having the same size as the outer diameter of the shaft 110, and a portion of the shaft 110 facing the flow path-shaped inlet is installed through the center of the first side plate 130. .

축(110)이 움직이지 않도록 고정되고, 유체에 의한 진동에도 견뎌야 하기 때문에 제 1측판(130)의 유입구를 마주보는 면과 발전기를 마주하는 면, 양면에 각각 1개 이상의 베어링이 설치된다. 베어링의 종류는 축(110)의 크기에 의해 정해지며 정해진 베어링에 크기에 맞춰서, 제 1측판(130)의 양면에 베어링을 결속하기 위한 보강대(131)를 설치한다.Since the shaft 110 is fixed so as not to move and must withstand vibrations caused by fluid, one or more bearings are installed on each of the side facing the inlet of the first side plate 130, the side facing the generator, and both sides. The type of bearing is determined by the size of the shaft 110, and reinforcing bars 131 for binding the bearings are installed on both surfaces of the first side plate 130 in accordance with the size of the bearing.

제 2측판(140)은 유로상의 유출구 방향과 마주보는 형태로 배치되며, 제 2측판(140)의 외경 크기는 중공이 형성된 수차(150)의 허브(151)의 외경과 동일한 크기로 제 2측판(140)과 허브(151)는 서로 밀착되어 결합한다. The second side plate 140 is arranged to face the direction of the outlet on the flow path, and the outer diameter of the second side plate 140 is the same as the outer diameter of the hub 151 of the aberration 150 formed with a hollow. 140 and the hub 151 are in close contact with each other to be coupled.

제 2측판(140)의 중심부는 축(110)의 외경과 동일한 사이즈의 원통형 구멍이 뚫려있고, 축(110)의 유로상 유출구를 향한 부분이 제 2측판(140)의 중심부를 관통하여 설치된다. The central portion of the second side plate 140 is provided with a cylindrical hole having the same size as the outer diameter of the shaft 110, and a portion of the shaft 110 facing the flow path-shaped outlet is installed through the central portion of the second side plate 140. .

역시, 축(110)이 움직이지 않도록 고정되고, 유체에 의한 진동에도 견뎌야 하기 때문에 제 2측판(140)의 유출구를 마주보는 면과 발전기를 마주하는 면, 양면에 각각 1개 이상의 베어링이 설치된다. 베어링의 종류 및 개수는 제 1측판(130)에 배치되는 것과 동일하며 정해진 베어링에 크기에 맞춰서, 제 2측판(140)의 양면에 베어링을 결속하기 위한 보강대(141)를 설치한다.Also, since the shaft 110 is fixed so that it does not move and must withstand the vibrations caused by the fluid, at least one bearing is installed on each of the side facing the outlet of the second side plate 140, the side facing the generator, and both sides. . The type and number of bearings are the same as those arranged on the first side plate 130, and reinforcing bars 141 for binding the bearings are installed on both sides of the second side plate 140 according to the size of the predetermined bearing.

중공이 형성된 수차(150)는 본 발명의 핵심요소로 하우징(120) 및 제 1측판(130), 제 2측판(140)과 결합되며 유체에 의해 생기는 양력과 항력을 통해서 회전하게 된다. 특히 발전의 효율을 위해서는 양력과 항력을 일정하게 유지하는 것이 중요한데, 그렇게 하기 위해선 무엇보다 충분한 양력을 받을 수 있는 허브(151)의 외경과 블레이드(152)의 외경의 비율이 중요하다. 본 발명에서 블레이드(152)의 외경의 크기가 100이라고 가정했을 때, 허브(151)의 외경은 최대 35이하로 하는 것이 효율적이며, 그 이상으로 허브(151)의 외경이 커지게 되면 블레이드(152)가 회전하는데 양력이 충분한 역할을 할 수 없다.The hollow aberration 150 is a core element of the present invention and is coupled to the housing 120, the first side plate 130, and the second side plate 140, and rotates through lift and drag generated by the fluid. In particular, for the efficiency of power generation, it is important to keep the lift and drag constant. To do so, the ratio of the outer diameter of the hub 151 and the outer diameter of the blade 152 that can receive sufficient lift is important. Assuming that the size of the outer diameter of the blade 152 is 100 in the present invention, it is efficient to make the outer diameter of the hub 151 a maximum of 35 or less, and when the outer diameter of the hub 151 increases beyond that, the blade 152 ) Rotates, but lift cannot play a sufficient role.

그리고, 중공이 형성된 수차(150)는 3개 이상의 블레이드(152)를 가지고 있으며, 블레이드(152)의 형태는 아래는 평평하고, 위는 볼록한, 앞부분은 뭉텅하고 뒷부분은 날렵한 유선형 모양으로 제작한다. 여기서 평평한 쪽을 유입구쪽에서 들어오는 유체와 맞닿는 방향으로 배치하기 때문에 볼록한 부분 위로는 유체의 흐름이 빨라지고, 평평한 쪽 밑으로는 유체의 속도가 상대적으로 느려지고 압력이 올라가 블레이드를(152)를 미는 양력이 생기게 된다.In addition, the hollow aberration 150 has three or more blades 152, and the shape of the blade 152 is flat at the bottom, convex at the top, and the front part is lumpy and the back part is manufactured in a sleek streamlined shape. Here, since the flat side is arranged in the direction of contact with the fluid coming from the inlet side, the flow of the fluid is accelerated above the convex portion, and the velocity of the fluid is relatively slowed down and the pressure rises to create a lift force pushing the blade 152 below the flat side. do.

블레이드(152)의 받음각은 설치장소의 유속 및 블레이드(152)의 개수를 고려하여 정한다.The angle of attack of the blades 152 is determined in consideration of the flow rate of the installation site and the number of blades 152.

또한, 허브(151)의 내경은 하우징(120)의 외경, 제 1측판(130)의 외경과 같은 크기이고, 허브(151)의 외경은 제 2측판(140)의 외경과 동일한 크기로 제작한다. 그래서, 결합시 하우징(120)과 제 1측판(130)을 허브(151)가 둘러싸고 있는 형태가 되며, 유출구 방향쪽으로 허브(151)와 제 2측판(140)이 결합된다. In addition, the inner diameter of the hub 151 is the same as the outer diameter of the housing 120 and the outer diameter of the first side plate 130, and the outer diameter of the hub 151 is the same as the outer diameter of the second side plate 140 . Thus, when combined, the hub 151 surrounds the housing 120 and the first side plate 130, and the hub 151 and the second side plate 140 are coupled toward the outlet.

고깔부(160a)는 가운데 구멍이 있는 원뿔의 형상을 하고 있으며, 좁아지는 방향끝의 구멍의 내경은 축(110)의 외경과 크기가 같고, 넓어지는 방향끝의 구멍은 허브(151)의 외경과 크기가 같다. The cone (160a) has the shape of a cone with a hole in the middle, the inner diameter of the hole at the end of the narrowing direction is the same as the outer diameter of the shaft 110, and the hole at the end of the direction of becoming wider is the outer diameter of the hub 151 And the same size.

고깔부(160a)는 유로의 유입구 쪽에 마주보는 방향으로 설치되고, 직접적으로는 고깔부(160a)의 넓어지는 방향쪽이 허브(151)과 결합되어, 돌출된 축(110)을 일정부분 가리면서 비스듬하게 연결된 모양을 하게된다. 이는 유체가 발전기 내부로 들어오지 못하게 막아주는 방수효과와 동시에 유체의 와류로 인한 진동을 막아주는 역할을 한다.The cone portion (160a) is installed in a direction facing the inlet of the flow path, and is directly coupled with the hub 151 in the widening direction of the cone portion (160a), covering a certain portion of the protruding shaft (110) It is connected obliquely. This has a waterproof effect that prevents fluid from entering the generator and at the same time plays a role of preventing vibration due to the vortex of the fluid.

고깔부(160b)는 고깔부(160a)와 크기와 형태가 동일하며, 좁아지는 방향끝의 구멍의 내경은 축(110)의 외경과 크기가 같고, 넓어지는 방향끝의 구멍의 외경은 제 2측판(140)의 외경과 크기가 같다. The cone portion 160b has the same size and shape as the cone portion 160a, the inner diameter of the hole at the end of the narrowing direction is the same as the outer diameter of the shaft 110, and the outer diameter of the hole at the end of the widening direction is the second The outer diameter and size of the side plate 140 are the same.

고깔부(160b)는 유로의 유출구 쪽에 마주보는 방향으로 설치되고, 직접적으로는 고깔부(160b)의 넓어지는 방향쪽이 제 2측판(140)과 결합되어, 돌출된 축(110)을 일정부분 가리면서 비스듬하게 연결된 모양을 하게된다. 이역시 유체가 발전기 내부로 들어오지 못하게 막아주는 방수효과와 동시에 유체의 와류로 인한 진동을 막아주는 역할을 한다.The cone part 160b is installed in a direction facing the outlet of the flow path, and the widening direction side of the cone part 160b is directly coupled with the second side plate 140, so that a certain portion of the protruding shaft 110 It is obliquely connected while covering it. This also has a waterproof effect that prevents fluid from entering the generator and at the same time plays a role of preventing vibration due to the vortex of the fluid.

도 5은 본 발명의 실시 예를 나타낸 수력 발전장치의 사시도이며, 도 6은 도 5의 정면도이다.5 is a perspective view of a hydroelectric power generating device showing an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a front view of FIG. 5.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 수력 발전장치(100)는 유체가 흐르는 관로(200)에 설치되어 발전하게 된다. 본 실시 예에서는 설치장소를 관로(200)로 도시하였으나, 실제로는 관로(200)로 한정하지 않고, 흐름식 소수력 발전설비의 내부 등 유로를 제외한 사방이 차단된 곳이면 어디든지 가능하다.5 and 6, the hydraulic power generation apparatus 100 of the present invention is installed in a pipe 200 through which a fluid flows to generate power. In the present embodiment, the installation location is illustrated as the pipe line 200, but in reality it is not limited to the pipe line 200, and it is possible to any place where all directions except for the flow path, such as the inside of the flow type small hydro power plant, are blocked.

그리고, 수력 발전장치(100)를 관로(200)에서 이탈하지 않고 안정적으로 고정하기 위해, 유입구와 유출구에 각각 1개씩 설치되는 지지 플레이트부(300)가 필요하다. 지지 플레이트부(300)는 축마개(310)과 고정다리(320)로 구성된다.In addition, in order to stably fix the hydroelectric power generation device 100 without deviating from the pipeline 200, a support plate portion 300 installed at each of the inlet and outlet ports is required. The support plate part 300 is composed of a shaft stopper 310 and a fixed leg 320.

지지 플레이트부(300)는 고깔부(160) 바깥으로 돌출된 축(110)과 결합되며, 구체적으로는 축마개(310)의 내경을 축(110)의 외경과 동일한 크기로 제작하여 축(110)을 덮고있는 형태로 결합한다. 또한, 축마개(310)는 수력 발전장치(100)를 지탱하는 중심부 역할 뿐만 아니라 축(110)의 관통된 부분으로 유체가 들어오는 것을 막아주는 역할도 한다.The support plate part 300 is coupled with the shaft 110 protruding out of the cone part 160, and specifically, the inner diameter of the shaft stopper 310 is manufactured to have the same size as the outer diameter of the shaft 110, and the shaft 110 ) To form a covering. In addition, the shaft stopper 310 not only serves as a center supporting the hydropower device 100 but also serves to prevent fluid from entering the penetrating portion of the shaft 110.

고정다리(320)는 축마개(310)를 중심으로 바깥쪽을 향하여 뻗쳐 나와 있고, 관로(200)의 내측면과 용접된 체결프레임과 서로 결합 체결한다. 그러나 고정다리(320)와 관로(200)의 결합 방식은 상술한 실시 예로만 한정된 것은 아니며, 분리 및 결합이 복잡하지 않다면 다른 방법을 사용해도 무방하다.The fixed leg 320 extends outward with respect to the shaft stopper 310, and is coupled to the inner surface of the pipe 200 and the welded fastening frame. However, the coupling method of the fixed leg 320 and the conduit 200 is not limited to the above-described embodiment, and other methods may be used as long as the separation and coupling are not complicated.

여기서, 고정다리(320)의 개수는 도 5와 도 6에 도시한 바와같이, 3개로 하는 것이 일반적이지만 유속이 빨라 수력 발전장치(100)에 가해지는 진동이 클 경우에는 좀 더 안정적인 고정을 위해 4개까지도 가능하다.Here, the number of the fixed legs 320 is generally three, as shown in Figs. 5 and 6, but when the vibration applied to the hydroelectric device 100 is large due to a high flow rate, for a more stable fixation Up to 4 are possible.

이와같이 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.As described above, preferred embodiments of the present invention have been exemplarily described, but the scope of the present invention is not limited to such specific embodiments, and can be appropriately changed within the scope described in the claims.

100 : 수력 발전장치 110 : 축
120 : 하우징 130 : 제 1측판
140 : 제 2측판 131, 141 : 보강대
150 : 중공이 형성된 수차 151 : 허브
152 : 블레이드 160a, 160b : 고깔부
200 : 관로 300 : 지지 플레이트부
310 : 축마개 320 : 고정다리100: hydroelectric device 110: shaft
120: housing 130: first side plate
140: second side plate 131, 141: reinforcement
150: hollow aberration 151: hub
152: blade 160a, 160b: cone
200: pipe 300: support plate portion
310: shaft stopper 320: fixed leg

Claims (9)

유로와 동일 방향의 원통형 축;
상기 축을 감싸고 있는 외주면의 하우징;
상기 하우징의 유입구 면에 설치되며 상기 축의 중심을 고정하는 제 1측판;
상기 하우징의 유출구 면에 설치되며 상기 축의 중심을 고정하는 제 2측판;
상기 하우징의 외주면에 설치되며 중공이 형성된 수차; 및
유로의 유입구와 유출구에 마주보는 형태로 각각 하나씩 설치되는 고깔부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 수력 발전장치.A cylindrical shaft in the same direction as the flow path;
A housing on an outer circumferential surface surrounding the shaft;
A first side plate installed on the inlet surface of the housing and fixing the center of the shaft;
A second side plate installed on the outlet surface of the housing and fixing the center of the shaft;
An aberration installed on the outer peripheral surface of the housing and having a hollow shape; And
A cone that is installed one by one in a shape facing the inlet and outlet of the flow path;
Hydroelectric power generation device comprising a. 제 1항에 있어서,
상기 축은 유로와 동일 방향으로 직선인 원통형이며, 유로의 유입구와 유출구 양쪽으로 축의 끝부분이 돌출된 형태인 것을 특징으로 하는 수력 발전장치.The method of claim 1,
The shaft is a hydraulic power generating device, characterized in that the cylindrical shape in a straight line in the same direction as the flow path, and the end portion of the shaft protruding from both the inlet and outlet of the flow path. 제 1항에 있어서,
상기 축의 유로 방향상의 중심부로 외치형 코일조립체가 배치되어야 하기 때문에, 코일조립체를 고정하고 지탱하기 위한 드럼 및 지지대를 포함하는 것을 특징으로 하는 수력 발전장치.The method of claim 1,
Since the externally toothed coil assembly should be disposed in the center of the shaft in the direction of the flow path, the hydroelectric power generation device comprising a drum and a support for fixing and supporting the coil assembly. 제 1항에 있어서,
상기 하우징의 내측면을 따라 내측면의 원주방향으로 서로 다른 극성의 영구자석이 번갈아 배치된 것을 특징으로 하는 수력 발전장치.The method of claim 1,
Hydroelectric power generation apparatus, characterized in that the permanent magnets of different polarities are alternately arranged along the inner side of the housing in the circumferential direction of the inner side. 제 1항에 있어서,
상기 제 1측판의 중심부는 상기 축의 외경과 동일한 크기의 원통형 구멍이 있고, 양쪽면에 베어링을 배치할수 있도록 보강대를 포함하는 것을 특징으로 하는 수력 발전장치.The method of claim 1,
The first side plate has a cylindrical hole having the same size as the outer diameter of the shaft, and includes a reinforcing bar to arrange bearings on both sides. 제 1항에 있어서,
상기 제 2측판의 중심부는 상기 축의 외경과 동일한 크기의 원통형 구멍이 있고, 양쪽면에 베어링을 배치할수 있도록 보강대를 포함하는 것을 특징으로 하는 수력 발전장치.The method of claim 1,
Hydroelectric power generation apparatus, characterized in that the central portion of the second side plate has a cylindrical hole having the same size as the outer diameter of the shaft, and includes a reinforcing bar to arrange bearings on both sides. 제 1항에 있어서,
상기 중공이 형성된 수차의 내경은 상기 하우징의 외경보다 큰 형태로 설계하는 것을 특징으로 하는 수력 발전장치.The method of claim 1,
Hydroelectric power generation apparatus, characterized in that the inner diameter of the hollow formed water wheel is designed to be larger than the outer diameter of the housing. 제 1항 또는 제 6항에 있어서,
상기 중공이 형성된 수차는 3개 이상의 블레이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 수력 발전장치.The method of claim 1 or 6,
Hydroelectric power generation device, characterized in that the hollow formed aberration comprises three or more blades. 제 1항에 있어서,
상기 고깔부는 원뿔의 형태를 하고 있으며, 좁아지는 부분의 내경이 상기 축의 외경과 동일한 크기를 특징으로 하는 수력 발전장치.The method of claim 1,
The cone part has a conical shape, and the inner diameter of the narrowing portion is the same size as the outer diameter of the shaft.
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