KR20210055183A - 휴대용 소수력 발전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소수력 수력 발전 장치에 관한 것으로, 보다 상세히 휴대가 가능한 휴대용 소수력 발전 장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 소수력 발전 장치는, 휴대용 소수력 발전 장치에 있어서, 내부에 수용 공간이 형성되며, 외부에 대하여 밀폐되는 케이스; 상기 케이스 내에 마련되는 한 쌍의 발전 유닛; 상기 발전 유닛들에 회전력을 공급하며, 상기 수용 공간의 외부에 마련되는 블레이드부; 상기 블레이드부의 상기 회전력을 상기 발전 유닛으로 전달하기 위한 동력전달유닛; 및 상기 발전 유닛에서 생산된 전력이 저장되는 에너지 저장유닛;을 포함한다.

Description

휴대용 소수력 발전장치{PORTABLE SMALL HYDROELECTRIC POWER GENERATING APPARATUS}

본 발명은 소수력 수력 발전 장치에 관한 것으로, 보다 상세히 휴대가 가능한 휴대용 소수력 발전 장치에 관한 것이다.

수력 발전이란 고위치에 위치한 물의 위치 에너지를 발전기 터빈의 운동에너지로 변환시키고 발전기 내부의 전자기유도 현상을 이용하여 전기를 생산하는 발전 방법이다.

수력 발전은 화석 연료에 의한 화력 발전에 비하여, 발전 용량 증대의 한계가 있으나, 오염물질의 배출이 현저하게 적어 친환경 에너지로서 각광을 받고 있다.

수력 발전 시스템은 일반적으로 댐 건설 등과 같이 대규모 건설 사업에 의하여 설치되며, 대규모 수력 발전 장치는 이로 인하여 설치 위치에 대한 제한이 있으며, 많은 비용이 소모된다.

근래에는, 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 강 또는 하천을 지형지물을 그대로 이용하는 소수력 발전 시스템이 제안되어 설치되고 있다.

한국 공개특허 제10-2016-0014293호(2016.02.11 공개)

본 발명은 설치가 용이하고 발전 효율이 우수한 휴대용 소수력 발전 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예에 따른 휴대용 소수력 발전 장치는, 휴대용 소수력 발전 장치에 있어서, 내부에 수용 공간이 형성되며, 외부에 대하여 밀폐되는 하우징부; 상기 하우징부 내에 마련되는 한 쌍의 발전 유닛; 상기 발전 유닛들에 회전력을 공급하며, 상기 수용 공간의 외부에 마련되는 블레이드부; 상기 블레이드부의 상기 회전력을 상기 발전 유닛으로 전달하기 위한 동력전달유닛; 및 상기 발전 유닛에서 생산된 전력이 저장되는 에너지 저장유닛;을 포함한다.

또한, 상기 하우징부는 일측이 라운드지게 형성되며 상기 에너지 저장유닛이 내부에 수용되는 상측 하우징부와, 상기 상측 하우징부의 타측에 결합되며 중앙에 블레이드부가 배치되는 블레이드부 설치공간이 형성되며 내부 공간에는 상기 발전 유닛이 배치되는 제1 하측 하우징부와, 상기 제1 하측 하우징부와 결합되어 상기 발전 유닛들을 외부에 대하여 차폐시키는 제2 하측 하우징부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1 하측 하우징부에는 내부에 하나의 상기 발전 유닛이 각각 수용되는 한 쌍의 발전유닛 설치부가 형성되며, 상기 발전유닛 설치부는 하측을 향하여 개구되며, 상기 발전유닛 설치부는 외측 방향을 향하여 단면적이 연속적으로 감소되는 형상으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 제1 하측 하우징부의 상기 블레이드부 설치공간은 상기 한 쌍의 발전유닛 설치부 사이에 배치되며, 상기 발전유닛 설치부의 내부공간은 상기 블레이드부 설치공간에 대하여 차폐될 수 있다.

또한, 상기 제2 하측 하우징부는 한 쌍으로 마련되며, 상기 제2 하측 하우징부는 각각 제1 하측 하우징부의 상기 발전유닛 설치부에 결합되어, 상기 발전유닛 설치부의 상기 내부공간을 외부에 대하여 차폐시킬 수 있다.

또한, 상기 발전유닛 설치부에는 상기 블레이드부의 회전축이 관통되는 회전축 관통홀이 각각 형성되며, 하나의 상기 발전유닛은 상기 블레이드부를 사이에 두고 다른 하나의 상기 발전유닛과 이격될 수 있다.

또한, 일측 및 타측이 개구된 실린더 형상으로 형성되며, 상기 제1 하측 하우징부의 적어도 일부와, 상기 제2 하측 하측 하우징 부와, 상기 블레이드부를 감싸는 블레이드부 보호유닛;을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 블레이드부는, 회전축이 결합되며 원통형으로 형성되며 외주면에는 블레이드 체결홈이 형성되는 바디유닛과, 상기 바디유닛의 상기 체결홈에 각각 결합되는 복수의 블레이드 유닛을 포함할 수 있다.

또한, 상기 블레이드 유닛은, 일단이 상기 체결홈에 결합되며 상기 회전축에 대하여 직교하는 방향으로 연장 형성되는 블레이드 고정부와, 상기 블레이드 고정부의 타단과 연결되며 상기 블레이드 고정부보다 큰 폭을 갖는 블레이드 확장부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 하우징부는 일측이 라운드지게 형성되며 상기 에너지 저장유닛이 내부에 수용되는 상측 하우징부와, 상기 상측 하우징부의 타측에 결합되며 중앙에 블레이드부가 배치되는 블레이드부 설치공간이 형성되며 내부 공간에는 상기 발전 유닛이 배치되는 제1 하측 하우징부와, 상기 제1 하측 하우징부와 결합되어 상기 발전 유닛들을 외부에 대하여 차폐시키는 제2 하측 하우징부를 포함하고, 상기 제1 하측 하우징부에는 내부에 하나의 상기 발전 유닛이 각각 수용되는 한 쌍의 발전유닛 설치부가 형성되며, 상기 발전유닛 설치부는 하측을 향하여 개구되며, 상기 발전유닛 설치부는 외측 방향을 향하여 단면적이 연속적으로 감소되는 형상으로 형성되며, 상기 제1 하측 하우징부의 상기 블레이드부 설치공간은 상기 한 쌍의 발전유닛 설치부 사이에 배치되고, 상기 블레이드 유닛의 연장길이는, 상기 블레이드부의 상기 회전축부터 상기 블레이드부 설치공간과 접하는 제1 하측 하우징부의 일면 까지의 거리보다 작을 수 있다.

제안되는 실시예에 의하면 설치가 용이하고 발전 효율이 우수한 휴대용 소수력 발전 장치를 제공될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 휴대용 소수력 발전기의 외형을 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1의 휴대용 소수력 발전기가 각 구성별로 분해된 상태를 보여주는 도면이다.
도 3은 도 1의 블레이드부의 바디유닛을 보여주는 도면이다.
도 4는 도 1의 블레이드부의 블레이드 유닛을 보여주는 도면이다.
도 5는 도 1의 제1 하부 하우징부를 보여주는 도면이다.
도 6은 도 1의 휴대용 소수력 발전기의 동력 전달 구성을 보여주는 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.

한편, 본 발명의 명세서에서 구체적으로 언급되지 않은 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대될 수 있는 잠정적인 효과는 본 명세서에 기재된 것과 같이 취급되며, 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공된 것인바, 도면에 도시된 내용은 실제 발명의 구현모습에 비해 과장되어 표현될 수 있으며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 구성의 상세한 설명은 생략하거나 간략하게 기재한다.

이하에서는 첨부되는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 휴대용 소수력 발전기의 외형을 보여주는 도면이며, 도 2는 도 1의 휴대용 소수력 발전기가 각 구성별로 분해된 상태를 보여주는 도면이다. 그리고, 도 3은 도 1의 블레이드부의 바디유닛을 보여주는 도면이며, 도 4는 도 1의 블레이드부의 블레이드 유닛을 보여주는 도면이다. 그리고, 도 5는 도 1의 제1 하부 하우징부를 보여주는 도면이며, 도 6은 도 1의 휴대용 소수력 발전기의 동력 전달 구성을 보여주는 도면이다.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 휴대용 소수력 발전 장치(100)는, 내부에 수용 공간이 형성되며, 외부에 대하여 밀폐되는 하우징부(110, 140, 150)와. 하우징부 내에 마련되는 한 쌍의 발전 유닛(160)과, 발전 유닛(160)들에 회전력을 공급하며 상기 수용 공간의 외부에 마련되는 블레이드부(170)와, 블레이드부(170)의 상기 회전력을 상기 발전 유닛으로 전달하기 위한 동력전달유닛(미도시)와, 발전 유닛(160)에서 생산된 전력이 저장되는 에너지 저장유닛(120)과, 일측 및 타측이 개구된 실린더 형상으로 형성되며, 하우징부(110, 140, 150)의 제1 하측 하우징부(140)의 적어도 일부와, 제2 하측 하측 하우징부(150)와, 블레이드부(170)를 감싸는 블레이드부 보호유닛(190)을 포함한다.

보다 상세히, 하우징부(110, 140, 150)는 일측이 라운드지게 형성되며 에너지 저장유닛(120)이 내부에 수용되는 상측 하우징부(110)와, 상측 하우징부(110)의 타측에 결합되며 중앙에 블레이드부(170)가 배치되는 블레이드부 설치공간(144)이 형성되며 내부 공간에는 발전 유닛(160)이 배치되는 제1 하측 하우징부(140)와, 제1 하측 하우징부(140)와 결합되어 발전 유닛(160)들을 외부에 대하여 차폐시키는 제2 하측 하우징부(150)를 포함한다.

제1 하측 하우징부(140)에는 내부에 하나의 발전 유닛(160)이 각각 수용되는 한 쌍의 발전유닛 설치부(141)가 형성되며, 발전유닛 설치부(141)는 하측을 향하여 개구된다. 발전유닛 설치부(141)는 외측 방향을 향하여 단면적이 연속적으로 감소되는 형상, 즉 사다리꼴 형상으로 형성될 수 있다.

그리고, 제1 하측 하우징부(140)의 블레이드부 설치공간(144)은 한 쌍의 발전유닛 설치부(141) 사이에 배치되며, 발전유닛 설치부(141)의 내부공간은 상기 블레이드부 설치공간(144)에 대하여 차폐된다.

한편, 제2 하측 하우징부(150)는 한 쌍으로 마련되며, 제2 하측 하우징부(150)는 각각 제1 하측 하우징부(140)의 발전유닛 설치부(141)에 결합되어, 발전유닛 설치부(141)의 상기 내부공간을 외부에 대하여 차폐시킨다.

그리고, 발전유닛 설치부(141)에는 블레이드부(170)의 회전축이 관통되는 회전축 관통홀(143)이 각각 형성되며, 하나의 발전유닛(160)은 블레이드부(170)를 사이에 두고 다른 하나의 발전유닛(160)과 이격된다. 발전유닛(160)은 예시적으로 자성체 및 코일로 구성된 발전유닛일 수 있으며, 상대적으로 중량물인 발전유닛(160)이 블레이드부(170)를 사이에 두고 휴대용 소수력 발전장치의 양쪽에 배치됨으로써, 본 실시예에 따른 휴대용 소수력 발전장치(100)는 수중에서 보다 안정적인 자세 유지를 할 수 있는 장점이 있다.

한편, 블레이드부(170)는, 회전축이 결합되며 원통형으로 형성되며 외주면에는 블레이드 체결홈(172)이 형성되는 바디유닛(171)과, 바디유닛(171)의 체결홈(172)에 각각 결합되는 복수의 블레이드 유닛(174)을 포함한다.

블레이드 유닛(174)은, 일단이 체결홈(172)에 결합되며 상기 회전축에 대하여 직교하는 방향으로 연장 형성되는 블레이드 고정부(175)와, 블레이드 고정부(175)의 타단과 연결되며 블레이드 고정부(175)보다 큰 폭을 갖는 블레이드 확장부(176)를 포함한다. 본 발명의 실시예에 따른 블레이드 유닛(174)은 수면과의 마찰에 최적화된 형태로 설계가 되었으며, 수중에서는 블레이드 유닛(174)의 면적이 유량을 최대한으로 받으며, 수중에서 수면 밖으로 나올 때에는 마찰을 최소한으로 할 수 있다.

이때, 블레이드 유닛(174)의 연장길이는, 블레이드부(170)의 상기 회전축부터 블레이드부 설치공간(144)과 접하는 제1 하측 하우징부(140)의 일면 까지의 거리보다 작게 형성되어, 블레이드부(140)의 회전이 제1 하측 하우징부(140)에 의하여 간섭받는 것이 억제될 수 있다.

제안되는 실시예에 의하면 설치가 용이하고 발전 효율이 우수한 휴대용 소수력 발전 장치를 제공될 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

Claims (10)

1. 휴대용 소수력 발전 장치에 있어서,
   내부에 수용 공간이 형성되며, 외부에 대하여 밀폐되는 하우징부;
   상기 하우징부 내에 마련되는 한 쌍의 발전 유닛;
   상기 발전 유닛들에 회전력을 공급하며, 상기 수용 공간의 외부에 마련되는 블레이드부;
   상기 블레이드부의 상기 회전력을 상기 발전 유닛으로 전달하기 위한 동력전달유닛; 및
   상기 발전 유닛에서 생산된 전력이 저장되는 에너지 저장유닛;을 포함하는 휴대용 소수력 발전장치.
   
2. 제1 항에 있어서,
   상기 하우징부는 일측이 라운드지게 형성되며 상기 에너지 저장유닛이 내부에 수용되는 상측 하우징부와, 상기 상측 하우징부의 타측에 결합되며 중앙에 블레이드부가 배치되는 블레이드부 설치공간이 형성되며 내부 공간에는 상기 발전 유닛이 배치되는 제1 하측 하우징부와, 상기 제1 하측 하우징부와 결합되어 상기 발전 유닛들을 외부에 대하여 차폐시키는 제2 하측 하우징부를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 소수력 발전 장치.
   
3. 제2 항에 있어서,
   상기 제1 하측 하우징부에는 내부에 하나의 상기 발전 유닛이 각각 수용되는 한 쌍의 발전유닛 설치부가 형성되며, 상기 발전유닛 설치부는 하측을 향하여 개구되며,
   상기 발전유닛 설치부는 외측 방향을 향하여 단면적이 연속적으로 감소되는 형상으로 형성되는 휴대용 소수력 발전장치.
   
4. 제3 항에 있어서,
   상기 제1 하측 하우징부의 상기 블레이드부 설치공간은 상기 한 쌍의 발전유닛 설치부 사이에 배치되며,
   상기 발전유닛 설치부의 내부공간은 상기 블레이드부 설치공간에 대하여 차폐되는 것을 특징으로 하는 휴대용 소수력 발전장치.
   
5. 제4 항에 있어서,
   상기 제2 하측 하우징부는 한 쌍으로 마련되며,
   상기 제2 하측 하우징부는 각각 제1 하측 하우징부의 상기 발전유닛 설치부에 결합되어, 상기 발전유닛 설치부의 상기 내부공간을 외부에 대하여 차폐시키는 것을 특징으로 하는 휴대용 소수력 발전장치.
   
6. 제5 항에 있어서,
   상기 발전유닛 설치부에는 상기 블레이드부의 회전축이 관통되는 회전축 관통홀이 각각 형성되며,
   하나의 상기 발전유닛은 상기 블레이드부를 사이에 두고 다른 하나의 상기 발전유닛과 이격되는 것을 특징으로 하는 휴대용 소수력 발전장치.
   
7. 제2 항에 있어서,
   일측 및 타측이 개구된 실린더 형상으로 형성되며, 상기 제1 하측 하우징부의 적어도 일부와, 상기 제2 하측 하측 하우징 부와, 상기 블레이드부를 감싸는 블레이드부 보호유닛;을 더 포함하는 휴대용 소수력 발전장치.
   
8. 제1 항에 있어서,
   상기 블레이드부는, 회전축이 결합되며 원통형으로 형성되며 외주면에는 블레이드 체결홈이 형성되는 바디유닛과, 상기 바디유닛의 상기 체결홈에 각각 결합되는 복수의 블레이드 유닛을 포함하는 휴대용 소수력 발전장치.
   
9. 제8 항에 있어서,
   상기 블레이드 유닛은, 일단이 상기 체결홈에 결합되며 상기 회전축에 대하여 직교하는 방향으로 연장 형성되는 블레이드 고정부와, 상기 블레이드 고정부의 타단과 연결되며 상기 블레이드 고정부보다 큰 폭을 갖는 블레이드 확장부를 포함하는 휴대용 소수력 발전 장치.
   
10. 제9 항에 있어서,
    상기 하우징부는 일측이 라운드지게 형성되며 상기 에너지 저장유닛이 내부에 수용되는 상측 하우징부와, 상기 상측 하우징부의 타측에 결합되며 중앙에 블레이드부가 배치되는 블레이드부 설치공간이 형성되며 내부 공간에는 상기 발전 유닛이 배치되는 제1 하측 하우징부와, 상기 제1 하측 하우징부와 결합되어 상기 발전 유닛들을 외부에 대하여 차폐시키는 제2 하측 하우징부를 포함하고,
    상기 제1 하측 하우징부에는 내부에 하나의 상기 발전 유닛이 각각 수용되는 한 쌍의 발전유닛 설치부가 형성되며, 상기 발전유닛 설치부는 하측을 향하여 개구되며,
    상기 발전유닛 설치부는 외측 방향을 향하여 단면적이 연속적으로 감소되는 형상으로 형성되며,
    상기 제1 하측 하우징부의 상기 블레이드부 설치공간은 상기 한 쌍의 발전유닛 설치부 사이에 배치되고,
    상기 블레이드 유닛의 연장길이는, 상기 블레이드부의 상기 회전축부터 상기 블레이드부 설치공간과 접하는 제1 하측 하우징부의 일면 까지의 거리보다 작은 것을 특징으로 하는 휴대용 소수력 발전 장치.
    

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