KR20230016506A - 수력 발전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수력 발전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 구동축에 구조가 간결, 단순한 블레이드조립체를 다단으로 구성함으로써, 보다 효율적으로 전기에너지를 발전할 수 있고, 제조비용 및 유지보수비용을 절감할 수 있는 수력 발전장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 수력 발전장치는 수력 발전장치에 있어서, 유체가 유동되는 경로를 따라 설치되는 구동축; 상기 구동축의 길이방향을 따라 설치되는 복수의 블레이드조립체; 상기 구동축을 회전 가능하게 지지하도록 이격 설치되는 복수의 회전지지장치; 및 상기 구동축의 회전력을 전달받아 전기를 발전하는 발전부를 포함하고, 상기 회전지지장치는 상기 구동축이 회전 가능하게 접속되는 회전안내부와, 상기 회전안내부가 일측에 설치되고 타측이 피설치부에 고정되는 축지지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

수력 발전장치{GENERATION APPARATUS USING WATER POWER}

본 발명은 수력 발전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 유체의 흐름이 원활해지도록 단일 블레이드부로 구성한 블레이드조립체를 유속 등 유체의 특성에 맞게 적절한 이격거리로 설치함으로써, 발전효율의 향상과 제조비용의 절감은 물론이고 이물질 걸림현상을 최소화하여 안정적인 발전시간을 확보와 유지보수비용의 절감을 기대할 수 있으며 수생동물의 이동에 방해를 최소화 한 친환경적인 수력 발전장치에 관한 것이다.

인간의 생활에 필수적인 전기에너지는 오랜 기간 동안 에너지원으로 석유, 석탄 등의 화석 에너지가 널리 사용되었으나 고갈과 환경 오염을 유발함에 따라 태양광, 풍력, 수력, 조력 등 자연 에너지를 이용한 다양한 발전시스템이 개발되어 확산되고 있다.

근래 태양광 발전이나 풍력 발전이 대표적으로 활성화 되고 있지만 대규모의 투자와 과도의 토지가 요구되고, 발전 효율이 낮고 소음 등의 2차적인 환경오염을 유발하는 등 다양한 문제점이 초래되고 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 하나의 대안으로 소수력발전이 제안되어 있다. 소수력발전은 작은 하천에서부터 농업용 저수지, 농업용 보, 하수처리장, 양식장 퇴수로, 다목적댐의 방수로 등에 적용할 수 있다는 점에서 개발 잠재량이 풍부하므로 대체 에너지자원으로서 충분한 가치가 있다.

이러한 소수력발전은 낙차, 발전방식 등에 따라 분류되고, 발전방식은 수로식, 댐식, 터널식 등으로 분류된다.

그리고, 소수력발전은 발전방법에 따라 충동수차와 반동수차로 분류할 수 있고, 충동수차의 종류로는 펠톤(pelton) 수차, 튜고(turgo) 수차 및 오스버그(ossberger) 수차 등이 있으며, 반동수차의 종류로는 프란시스(francis) 수차와 프로펠러수차로 나누어진다.

예컨대, 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1256823호(등록일자:2013.04.16)에는 개시된 바와 같은 소수력 발전장치가 개시되어 있다.

전술한 종래 소수력 발전장치는 하우징(110) 내에 유체의 유입방향으로부터 제1 프로펠러(130)와 제2 프로펠러(140)로 구성되는 2 개의 프로펠러와, 제1 가이드베인(150), 제2 가이드베인(160) 및 제3 가이드베인(170)으로 구성되는 3 개의 가이드베인이 서로 중첩되도록 설계하도록 한다. 또한, 상기 하우징(110) 외부에 발전기(120)를 설치하도록 하고, 상기 발전기(120)와 상기 프로펠러(130,140) 중 어느 한 프로펠러의 외주면에 형성되는 연결부를 서로 연결하여 프로펠러(130, 140)의 운동에너지를 전기에너지로 발전을 행하도록 한 것이다.

하지만, 전술한 등록특허 제10-1256823호에 따른 소수력 발전장치는 하우징(110) 내부에 설치할 수 있는 프로펠러의 수량이 2개 정도로 제한되므로 발전할 수 있는 전기에너지의 발전량이 한정되는 단점이 있다.

그리고, 전술한 등록특허 제10-1256823호에 따른 소수력 발전장치는 매 하우징(110)마다 발전기(120)를 설치하여야 하므로 설비비가 지나치게 상승되고 중량의 증가로 설치 및 설비운용이 어려운 단점이 있다.

전술한 단점을 해결하기 위한 방안으로 본 발명자는 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-2050205호와 같은 수력 발전장치를 개발하게 되었다.

이러한 등록특허 제10-2050205호에 따른 수력 발전장치는 유동관로(1), 구동축(2), 블레이드조립체(3), 회전지지장치(4), 및 발전부(5)가 구비된 것으로, 유체의 유동경로를 따라 구동축(2)을 배치하고 이 구동축에 다단으로 블레이드조립체를 배치하여 구성한 단위 회전유닛으로부터 생성된 회전력을 단일의 발전기를 이용하여 발전할 수 있도록 구성한 것이다.

등록특허 제10-2050205호에 따른 수력 발전장치는 구동축(2)에 블레이드조립체(3)가 다단 구조로 배치되므로 한정된 유체 부하를 반복 이용하여 전기를 발전할 수 있고, 다수의 블레이드조립체로부터 생성된 높은 회전 토오크를 이용하여 전기에너지를 획득하므로 발전량을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

하지만, 전술한 등록특허 제10-2050205호에 따른 수력 발전장치는 회전지지장치(4)의 구조가 복잡하고 제작비가 상승될 뿐만 아니라 조립 및 유지보수가 어려운 한계점이 있다.

그리고, 회전지지장치(4)는 구조가 복잡하여 유체의 흐름에 방해가 되므로 발전효율을 저하시킬 뿐만 아니라 구동축베어링(43)과 같은 베어링이 내장되어 있으므로 수중에서의 내구성이 취약한 단점이 있다.

전술한 등록특허 제10-2050205호에 따른 수력 발전장치는 블레이드조립체(3)가 복수의 블레이드(31)로 구성됨에 따라 단위 설치지점에서 유로의 대부분을 차단하는 구조이므로 원활한 유체 흐름을 확보할 수 없고, 이물질이 쉽게 부착되는 등 안정적인 작동에 어려움이 있을 뿐만 아니라 이로 인해 잦은 점검과 유지보수가 필요하여 발전장치의 관리가 어렵고 유지보수 비용이 상승되는 단점이 있다. 그리고, 블레이드조립체(3)는 복수의 블레이드(31)를 조립하여야 하므로 자재비 및 인건비의 상승으로 제작원가가 상승되는 단점이 있다.

아울러, 등록특허 제10-2050205호에 따른 수력 발전장치는 유로상으로 배치되는 구조물의 구조가 비교적 복잡하여 이물질의 유입량이 많은 하천 등에 설치할 경우 쉽게 막히고 내부 손상이나 고장이 잦아 휴지시간이 증가될 염려가 있다.

한국등록특허 제10-2050205호 "수력 발전장치" 한국등록특허 등록번호 제10-1256823호 "소수력 발전장치" 한국공개특허 공개번호 제10-2011-0010269호 "소형 수력 발전장치"

본 발명은 상기 내용에 착안하여 제안된 것으로, 유체의 흐름이 원활해지도록 단일 블레이드부로 구성한 블레이드조립체를 유속 등 유체의 특성에 맞게 적절한 이격거리로 설치함으로써, 발전효율의 향상은 물론이고 이물질 걸림현상을 최소화하여 안정적인 발전시간을 확보와 유지보수비용의 절감을 기대할 수 있으며 수생동물의 이동에 방해를 최소화 한 수력 발전장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

그리고, 본 발명은 구동축에 구조가 간결, 단순한 블레이드조립체를 다단으로 구성함으로써, 보다 효율적으로 전기에너지를 발전할 수 있고, 제조비용 및 유지보수비용을 절감할 수 있도록 한 수력 발전장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 수력 발전장치는 수력 발전장치에 있어서, 유체가 유동되는 경로를 따라 설치되는 구동축; 상기 구동축의 길이방향을 따라 설치되는 복수의 블레이드조립체; 상기 구동축을 회전 가능하게 지지하도록 이격 설치되는 복수의 회전지지장치; 및 상기 구동축의 회전력을 전달받아 전기를 발전하는 발전부를 포함하고, 상기 회전지지장치는 상기 구동축이 회전 가능하게 접속되는 회전안내부와, 상기 회전안내부가 일측에 설치되고 타측이 피설치부에 고정되는 축지지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 수력 발전장치는 수력 발전장치에 있어서, 유체가 유동되는 경로를 따라 설치되는 구동축; 상기 구동축의 길이방향을 따라 설치되는 복수의 블레이드조립체; 상기 구동축을 회전 가능하게 지지하도록 이격 설치되는 복수의 회전지지장치; 및 상기 구동축의 회전력을 전달받아 전기를 발전하는 발전부를 포함하고, 상기 회전지지장치는 상기 구동축이 회전 가능하게 접속되는 회전안내부와, 상기 회전안내부가 일측에 설치되고 타측이 피설치부에 고정되는 축지지부를 포함하는 한편, 복수의 상기 블레이드조립체는 단일 블레이드부를 갖는 구조로 구성된 것을 특징으로 한다.

복수의 상기 블레이드조립체는 생성되는 회전 토오크가 동일하도록 서로 이격되고, 상기 단일 블레이드부는 서로 어긋나게 위치되되 서로 간에 등각도를 갖도록 배치, 고정될 수 있다.

상기 회전안내부는, 상기 구동축에 접속되고 일단에 이탈방지돌부가 형성된 베어링축, 상기 베어링축에 삽입되는 원통형의 구동축무급유베어링, 및 상기 베어링축의 타단에 체결되는 제1 베어링축프랜지를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 축지지부는 상기 구동축무급유베어링의 외면에 삽입되는 축베어링하우징, 및 상기 축베어링하우징이 접속되는 축지지부재를 포함하여 구성될 수 있다.

그리고, 상기 회전안내부는 상기 베어링축의 일단에 체결되는 제2 베어링축프랜지를 더 포함하고, 상기 구동축은 축부재의 양단에 형성되어 상기 제1 베어링축프랜지 및 상기 제2 베어링축프랜지에 체결되는 접속프랜지를 포함하여 구성될 수 있다.

한편, 상기 블레이드조립체는, 상기 구동축에 조립되는 블레이드하우징, 상기 블레이드하우징에 일체로 형성되는 단일 구조의 블레이드부, 및 상기 블레이드하우징을 상기 구동축에 고정하는 블레이드고정하우징을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 블레이드하우징은 호 형상으로 굴곡된 하우징몸체 양단에 하우징걸림홈이 요입되고 상기 구동축에 체결되도록 체결공이 천공된 구조로 형성될 수 있다.

상기 블레이드고정하우징은 호 형상으로 굴곡된 하우징몸체 양단에 하우징걸림홈이 요입되고 상기 구동축에 체결되도록 체결공이 천공된 구조로 형성되어 상기 블레이드하우징과 마주보게 배치되는 제1 블레이드고정하우징, 호 형상으로 굴곡된 하우징몸체 양단에 상기 하우징걸림홈에 형합되는 하우징걸림돌부가 형성되고 상기 구동축에 체결되도록 체결공이 천공된 구조로 형성되어 상기 블레이드하우징 및 상기 제1 블레이드고정하우징 사이에 조립되는 한 쌍의 제2 블레이드고정하우징을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 블레이드부는 항력식 블레이드, 양력식 블레이드 및 상기 양력식 블레이드 및 항력식 블레이드를 혼합한 방식 중에서 선택되어 구성되되, 상기 항력식 블레이드는 유속이 항력식 블레이드에 유리한 속도이고 유체 흐름방향이 일정한 장소에 설치되는 경우 비대칭 항력식 블레이드로 구성되고, 유속이 항력식 블레이드에 유리한 속도이고 유체 흐름방향이 변경되는 장소에 설치되는 경우 대칭 항력식 블레이드로 구성될 수 있다.

그리고, 상기 양력식 블레이드는 유속이 양력식 블레이드에 적합한 속도 이상이면서 유체 흐름방향이 일정한 장소에 설치되는 경우 비대칭 양력식 블레이드로 구성되고, 유속이 양력식 블레이드에 적합한 속도 이상이면서 유체 흐름방향이 변경되는 장소에 설치되는 경우 대칭 양력식 블레이드로 구성될 수 있다.

한편, 상기 발전부는, 상기 구동축에 접속되어 회전력을 전달하는 동력전달장치; 및 상기 동력전달장치에 접속되어 전달받은 동력에 의해 회전되면서 전기에너지를 발전하는 발전기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 동력전달장치는, 상기 구동축에 접속되고 수평베벨기어가 형성된 수평베벨기어축; 상기 수평베벨기어축이 회전 가능하게 내장되는 수평베벨기어하우징; 상기 수평베벨기어에 치합되는 수직베벨기어가 형성된 수직베벨기어축; 상기 수직베벨기어축이 회전 가능하게 내장되는 수직베벨기어하우징; 상기 수직베벨기어축의 상단에 접속되는 대기어; 상기 대기어에 치합되고 상기 발전기의 회전축에 접속되는 소기어; 및 상기 대기어 및 상기 소기어가 내장되는 기어박스;를 포함할 수 있다.

그리고, 본 발명에 따른 수력 발전장치는 상기 블레이드조립체로 유입되는 이물질의 제거를 위해 유체 유입방향에 설치되는 이물질유입방지부를 더 포함할 수 있다.

바람직하게, 상기 이물질유입방지부는 나선상으로 형성된 복수의 이물질차단날개, 및 상기 이물질차단날개가 설치되는 날개지지부재를 포함하여 구성되고, 상기 구동축에 일측 말단 부위 또는 상기 구동축의 양측 말단 부위에 배치될 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 수력 발전장치는 상기 축지지부에 결속되는 더 부력체를 포함하여 구성될 수 있다.

바람직하게, 상기 부력체는, 상기 구동축의 길이방향을 따라 배치되고 중공 기둥 구조로 형성된 메인부력체; 상기 메인부력체의 일단 및 타단에 결속되고 견인부가 형성된 말단부부력체; 및 상기 메인부력체와 상기 메인부력체 사이 또는 상기 말단부부력체와 상기 메인부력체 사이에 접속되는 연결부력체;를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 메인부력체, 상기 말단부부력체 및 상기 연결부력체는 서로 간의 체결을 위해 일측 및 타측에 수연결프랜지와, 암연결프랜지가 대응되게 배치 구성된 것을 특징으로 하는 수력 발전장치.

바람직하게, 상기 수연결프랜지는 상기 메인부력체, 상기 말단부부력체 및 상기 연결부력체의 몸체에 접속되는 수부력체접속링, 상기 수부력체접속링에 돌출되고 내부에 돌부수용홈이 마련된 연결돌출부 및 상기 연결돌출부의 단부에 형성되고 복수의 수체결공이 천공된 수프랜지부를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 암연결프랜지는 상기 메인부력체, 상기 말단부부력체 및 상기 연결부력체의 몸체에 접속되는 암부력체접속링, 상기 암부력체접속링에 돌출되어 상기 돌부수용홈에 삽입되는 프랜지접속돌부, 상기 수체결공으로 삽입되는 볼트가 체결되도록 상기 암부력체접속링에 대응되게 형성되는 암체결공을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 부력체는 서로 평행하게 복수 개로 배열되어 부력체연결부재에 의해 서로 연결될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 수력 발전장치는 상기 블레이드조립체로 유입되는 이물질의 제거를 위해 유체 유입방향에 설치되는 이물질유입방지부; 상기 이물질유입방지부가 설치되는 말단부부력체; 상기 구동축의 일측 말단에 회전 가능하게 설치되는 구동축보조부력체; 및 상기 구동축의 각운동이 가능하도록 상기 발전부와의 연결부위에 설치되는 연결조인트부재;를 포함하고, 상기 발전부는 상기 말단부부력체에 설치되어 상기 구동축의 타측 말단에서 회전력을 전달받도록 설치될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 수력 발전장치는 상기 구동축에 침지를 위한 하중을 인가하도록 설치되고 유체의 유입 및 배출이 가능한 구조의 침지용하중체; 및 상기 침지용하중체에 연결되는 앵커수단;을 더 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 상기 앵커수단은, 평행하게 배치되는 복수의 앵커몸체; 상기 앵커몸체를 연결하는 앵커몸체연결부재; 및 상기 앵커몸체에 설치되는 복수의 닻부재;를 포함하여 구성될 수 있다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 수력 발전장치는 유체가 유동되는 유로의 내부에 상기 구동축이 길이방향을 따라 설치되는 유동관로를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.,

상기 유동관로는 상부에 배치되는 연결관로, 상기 연결관로의 일측에 연결되어 하방으로 배치되는 저수부삽입관로, 상기 연결관로의 타측에 연결되어 하방으로 배치되고 상기 블레이드조립체를 포함하는 상기 구동축이 내장되고 외부에 상기 발전부가 배치되는 발전부관로를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 본 발명에 따른 수력 발전장치는 상기 연결관로에 형성되고 시동용 유체가 유입되는 시동유체유입부; 상기 저수부삽입관로의 입구 부위에 설치되는 이물질유입방지부; 및 상기 발전부관로에 설치되는 개폐부;를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 시동유체유입부는, 상기 연결관로에 설치되는 유체삽입관; 및 상기 유체삽입관에 설치되는 삽입관차단밸브;를 포함하여 구성될 수 있다.

아울러, 상기 유동관로는 양단에 연결프랜지가 결합된 파이프로 구성되되, 상기 연결프랜지는 설치면에 안착되는 안착평면부가 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 수력 발전장치에 의하면, 블레이드조립체가 유체의 흐름이 원활한 단일 블레이드부 구조로 구성된 특징과 유속 등 유체의 특성에 따라 적절한 이격거리를 갖도록 설치됨에 따라 발전효율을 향상시킬 수 있고, 수력발전에서 필연적인 문제점인 이물질의 걸림현상이 최소화 되므로 휴지시간 감소에 따른 발전시간 증가와 유지보수 시간의 감소로 경쟁력을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 물고기 등 다양한 수생동물의 이동 방해를 최소화할 수 있어서 친환경적인 수력발전 시스템을 구현할 수 있다.

그리고, 본 발명에 따른 수력 발전장치에 의하면, 블레이드조립체, 회전지지장치 등의 구조가 간결 단순하여 제조와 조립이 쉽고 제조비용이 절감될 뿐만 아니라 유지보수가 용이하여 경제성이 높은 효과가 있다.

도1a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수력 발전장치의 전체적인 외관을 나타낸 사시도,
도1b는 도1a의 부분 절개 사시도,
도2a는 구동축 및 블레이드조립체 부분을 확대한 사시도,
도2b는 2a의 A3 부분의 분리사시도,
도2c는 도2a의 A2 부분의 설명하기 위한 도면,
도3a 내지 도3c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수력 발전장치의 회전지지장치를 설명하기 위한 도면,
도4a 내지 도4e은 본 발명의 제1 실시예에 따른 수력 발전장치의 발전부를 설명하기 위한 도면,
도5a 및 도5b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수력 발전장치의 이물질유입방지부를 설명하기 위한 도면,
도6a 및 도6b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수력 발전장치의 부력체를 설명하기 위한 도면,
도7a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수력 발전장치의 제1 변형예를 설명하기 위한 사시도,
도7b는 도7a에 적용된 블레이드조립체를 설명하기 위한 도면,
도8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 수력 발전장치의 제2 변형예를 설명하기 위한 사시도,
도9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수력 발전장치의 제3 변형예를 설명하기 위한 사시도,
도10a 및 도10b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 수력 발전장치를 설명하기 위한 도면,
도11a 및 도11b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 수력 발전장치를 설명하기 위한 도면,
도12a 및 도12b는 본 발명의 제4 실시예에 따른 수력 발전장치를 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 도1a 내지 도12b에 의거하여 상세히 설명하되, 도1a 내지 도12b에 있어서 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조번호가 부여하여 설명하도록 한다.

한편, 각각의 도면에서 일반적인 기술로부터 이 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 알 수 있는 구성과 그에 대한 작용 및 효과에 대한 상세한 설명은 간략히 하거나 생략한다. 또한, 본 발명이 수력 발전장치에 특징을 갖는 것이므로 이와 관련된 부분들을 중심으로 도시 및 설명하고 나머지 부분에 대한 설명은 간략화하거나 생략하도록 한다.

도1a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수력 발전장치의 전체적인 외관을 나타낸 사시도, 도1b는 도1a의 부분 절개 사시도, 도2a는 구동축 및 블레이드조립체 부분을 확대한 사시도, 도2b는 2a의 A3 부분의 분리사시도, 도2c는 도2a의 A2 부분의 설명하기 위한 도면으로서, (a)는 부분 확대 정면도, (b)는 좌측면에서 나타나는 형상을 도시한 것이다.

도1a 내지 도2c를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 수력 발전장치는 구동축에 다단으로 블레이드가 배열된 구조를 간결, 단순함하여 효율적으로 전기에너지를 발전할 수 있도록 한 것으로서, 구동축(1), 블레이드조립체(2), 회전지지장치(3), 및 발전부(4)를 구비한다.

구동축(1)은 유체가 유동되는 경로를 따라 설치되는 축으로서, 회전지지장치(3)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다.

구동축(1)은 블레이드조립체(2)를 설치할 수 있는 축부재라면 특별한 제한 없이 선택하여 구성할 수 있다. 예컨대, 구동축(1)은 블레이드조립체(2) 및 회전지지장치(3) 사이에 배치되는 파이프(또는 환봉)과 같은 축부재(11)로 구성되고 블레이드조립체(2)의 조립을 위한 체결공(19)이 형성되어 있다.

그리고 구동축(1)은 도3b 및 도3c에 도시된 바와 같이 축부재(11)의 양단에 형성되어 후술되는 제1 베어링축프랜지(313) 및 제2 베어링축프랜지(314)에 체결되는 접속프랜지(12)가 결합되어 있다.

블레이드조립체(2)는 구동축(1)의 길이방향을 따라 복수 개가 설치되어 유체의 유동시에 회전되면서 회전토오크를 생성하는 구성으로서 볼트와 같은 체결부재에 의해 구동축(1)에 고정, 설치되어 있다.

특히, 블레이드조립체(2)는 도2a 내지 도2c에 도시된 바와 같이 유체의 부하를 받는 수차가 1개인 단일 블레이드부를 갖는 구조로 구성된 특징을 가지는 한편, 복수의 블레이드조립체는 각각 동일한 회전 토오크가 생성되도록 서로 이격된다. 이때, 각 블레이드조립체의 단일 블레이드부(22)는 구동축의 원주방향을 따라 서로 어긋나게 위치되되 등각도로 배치, 고정된 특징이 있다.

예컨대, 3개의 블레이드조립체(2)는 서로 이격되면서 구동축의 원주방향을 따라 등각도로 배치되어 하나의 단위 유닛을 형성하도록 설치된다. 이와 같이 구성된 단위 유닛은 구동축의 길이의 대소에 따라 적어도 1개 이상이 구성될 수 있다. 이때, 블레이드조립체(2)는 구동축(1)의 길이방향을 따라 동일한 회전 토오크가 생성되는 지점에 등각도로 분할된 상태가 되도록 설치할 수 있다.

여기서, 블레이드조립체(2) 설치지점의 회전 토오크는 유량, 유속, 설계용량, 현장조건 등의 데이터 값을 기초로 프로그램적으로 시뮬레이션하여 산출하거나, 유량, 유속 등이 서로 다른 설치현장에 직접 블레이드조립체를 가설치하여 회전 토오크를 측정하는 방식으로 찾을 수 있다.

바람직하게, 블레이드조립체(2)의 설치간격은 회전시에 난류가 발생 되므로 발전효율을 고려하여 앞쪽 블레이드조립체에서 발생된 난류가 소실되는 지점에 뒤쪽 블레이드조립체가 위치하는 형태로 서로 간에 이격 거리를 갖도록 설치한다.

그리고, 블레이드조립체(2)는 특정 지점에 여러 개의 블레이드가 조밀하게 배치된 종래 방식이 아니라 전술한 바와 같이 특정 지점에 단일 블레이드부가 배치된 구조적 특징을 갖는 것으로 후술되는 작용에 기재된 바와 같이 다양한 상승작용을 발휘할 수 있다.

한편, 블레이드조립체(2)는 유체의 유동시 양력에 의해 회전되는 양력식 블레이드, 유체의 유동시 항력에 의해 회전되는 항력식 블레이드, 양력식 블레이드 및 항력식 블레이드를 혼합한 방식 등 다양한 형태의 블레이드를 제한 없이 선택하여 구성할 수 있음은 물론이다.

예컨대, 상기 항력식 블레이드의 경우, 유속이 항력블레이드에 적합한 속도이면서 유체가 일정한 방향(한 방향)으로 흐르는 장소에서는 도2c에 도시된 바와 같은 유체의 속도에 따라 비대칭 항력식 블레이드를 설치할 수 있고, 유속이 항력블레이드에 적합한 속도이면서 유체의 흐름이 시간차를 두고 변경되는 조류지역 및 이와 유사한 지역에서는 후술되는 도7b에 도시된 바와 같이 유체의 속도에 따라 대칭 항력식 블레이드를 설치할 수 있다.

그리고, 양력식 블레이드의 경우 유속이 양력블레이드에 적합한 특정 속도 이상이면서 유체가 일정한 방향으로 흐르는 장소에서는 비대칭 양력식 블레이드(미도시))를 설치할 수 있고, 유속이 양력블레이드에 적합한 특정 속도 이상이면서 유체의 흐름이 시간차를 두고 변경되는 조류지역 등에서는 대칭 양력식 블레이드(미도시)를 설치할 수 있다.

도2b 및 도2c를 참조하면, 블레이드조립체(2)는 구동축(1)에 조립되는 블레이드하우징(21), 블레이드하우징(21)에 일체로 형성되는 단일 구조의 블레이드부(22), 및 블레이드하우징(21)을 구동축(1)에 고정하는 블레이드고정하우징(23)을 포함하여 구성된다.

블레이드하우징(21)은 호 형상으로 굴곡된 하우징몸체(211) 양단에 하우징걸림홈(212)이 요입되고 구동축(1)에 체결되도록 체결공(213)이 천공된 구조로 형성되어 있다.

블레이드부(22)는 다양한 형상으로 형성될 수 있지만, 본 실시예에서는 도2b에 도시된 바와 같이 유체가 일 방향으로만 유동되는 장소에 유리한 비대칭 항력블레이드로 구성되어 있다.

블레이드고정하우징(23)은 블레이드하우징(21)을 구동축(1)에 견고하게 고정할 수 있다면 형태나 구조에 특별한 제한이 없지만, 본 실시예에서는 제작성, 조립성, 유지보수성이 향상되도록 제1 블레이드고정하우징(231)과, 한 쌍의 제2 블레이드고정하우징(232)으로 구성되어 있다.

제1 블레이드고정하우징(231)은 구동축(1)을 사이에 두고 블레이드하우징(21)과 마주보게 배치되어 구동축(1)에 형성된 체결공(19)에 체결되는 부재로서 호 형상으로 굴곡된 하우징몸체(231a) 양단에 하우징걸림홈(231b)이 길이방향으로 요입되고 구동축에 체결되도록 체결공(231c)이 천공된 구조로 형성되어 있다.

제2 블레이드고정하우징(232)은 블레이드하우징(21) 및 제1 블레이드고정하우징(231) 양쪽 사이에 조립되는 부재로서 호 형상으로 굴곡된 하우징몸체(232a) 양단에 하우징걸림홈(212,231b)에 형합되는 하우징걸림돌부(232b)가 형성되고 구동축에 체결되도록 체결공(232c)이 천공된 구조로 형성되어 있다.

첨부도면, 도3a 내지 도3c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수력 발전장치의 회전지지장치를 설명하기 위한 도면으로서, 도3a는 도1a의 B1 및 B2 부분을 나타낸 사시도, 도3b는 B1 부분의 분리사시도, 도3c는 B2 부분의 분리사시도이다.

도3a 내지 도3c를 참조하면, 회전지지장치(3)는 구동축(1)을 회전 가능하게 지지하도록 복수 개가 이격 설치되는 구성요소로서, 구동축(1)이 회전 가능하게 접속되는 회전안내부(31)와, 회전안내부(31)가 일측에 설치되고 타측이 피설치부(후술되는 부유체(6))에 고정되는 축지지부(32)를 포함한다.

상기 회전안내부(31)는 구동축(1)에 접속되고 일단에 이탈방지돌부(311a)가 형성된 베어링축(311), 베어링축(311)에 삽입되는 원통형의 구동축무급유베어링(312), 및 베어링축(311)의 타단에 체결되는 제1 베어링축프랜지(313)를 구비한다. 여기서 베어링축(311)은 환봉 형상으로 형성된 것으로서 양단에 제1 및 제2 베어링축프랜지(313,314)와의 결속을 위한 체결공이 형성되어 있다. 여기서 구동축무급유베어링(312)은 통상 오일리스(Oilless beraring)으로 호칭되는 것을 선택하여 적용할 수 있다.

그리고, 회전안내부(31)는 구동축(1)을 서로 연결하는 부위에 설치되는 경우 도3b에 도시된 바와 같이 구동축(1)에 결합된 접속프랜지(12)와의 결속을 위해 베어링축(311)의 일단에 체결되는 제2 베어링축프랜지(314)를 더 구성되어 있다.,

축지지부(32)는 구동축무급유베어링(312)의 외면에 삽입되는 축베어링하우징(321), 축베어링하우징(312)이 접속되는 축지지부재(322)를 구비한다.

축베어링하우징(321)은 원통형의 몸체(321a) 상단에 체결공을 갖는 결속돌부(321b)가 돌출된 구조로 형성되어 있다.

축지지부재(322)는 블레이드조립체(2)를 포함하는 구동축(1)을 피설치부에 지지하는 기능을 수행할 수 있다면 특별한 제한 없이 다양한 형태나 구조로 형성될 수 있는 것으로서, 판재 또는 형강재에 의해 대략 사각기둥 형상으로 형성된 축지지부재몸체(322a)의 하부에 축베어링하우징(321)의 결속돌부(321b)에 볼트 체결되는 결속축받이(322b)가 돌출된 구조로 되어 있다.

한편, 회전지지장치(3)는 전술한 회전안내부(31)와 축지지부(32)에 더하여 도면에 도시하지 않은 지지프레임이 더 구성될 수 있다. 여기서 지지프레임(미도시)은 수면이나 수중에 수력 발전장치가 정위치하여 고정되도록 하는 기능을 수행하는 것으로서 축지지부(32)를 수상구조물 또는 지상구조물 등과 같은 피설치부에 고정시킬 수 있다면 다양하게 구성할 수 있다.

예컨대, 지지프레임(미도시)은 일단이 축지지부(32)에 접속되고 타단이 수중의 바닥면에 고정되는 형강재 구조물로 구성하거나, 또는 일단이 축지지부(32)에 접속되고 타단이 지상 구조물에 고정되는 형강재 구조물 등으로 구성할 수 있다.

첨부도면, 도4a 내지 도4e은 본 발명의 제1 실시예에 따른 수력 발전장치의 발전부를 설명하기 위한 도면으로서, 도4a는 도1b의 C부 정면도, 도4b는 도1b의 C부의 일부 구성을 나타낸 분리사시도, 도4c는 도1b의 C부 단면도, 도4d는 도4c의 하측 부분의 확대도, 도4e는 도4c의 상측 부분의 확대도이다.

도4a 내지 도4e를 참조하면, 발전부(4)는 구동축(1)의 회전력을 전달받아 전기를 발전하는 구성요소로서, 구동축(1)의 회전력을 전기에너지로 변환하는 수단이라면 구조나 형태에 특별한 제한 없이 구성할 수 있지만, 본 실시예에서는 동력전달장치(41), 및 발전기(42)가 구비되어 있다.

상기 동력전달장치(41)는 구동축(1)에 접속되어 인가받은 회전력을 발전기(42)로 전달하는 구성요소로서 벨트 동력전달 메커니즘으로도 구성할 수 있지만 수중에서 발전하는 점을 고려하여 수밀 구조를 용이하게 구현할 수도 있도록 기어 동력전달 메커니즘으로 구성한 점에 특징이 있다.

동력전달장치(41)는 수평베벨기어축(411), 수평베벨기어하우징(412), 수직베벨기어축(413), 수직베벨기어하우징(414), 대기어(415), 소기어(416), 및 기어박스(417)가 구비되어 있다.

수평베벨기어축(411)은 구동축(1)의 접속프랜지(12)에 볼트를 매개로 접속되는 봉상의 입력기어몸체(411a)에 수평베벨기어(411b)가 형성된 것으로서, 부싱 형상의 무급유베어링(418a), 링 형상의 무급유베어링(418b), 실링으로 구성된 기밀부재(418c), 볼베어링(418d)에 의해 수평베벨기어하우징(412)에 회전 가능하면서도 기밀적으로 설치되어 있다.

수평베벨기어하우징(412)은 수평베벨기어축(411)이 회전 가능하게 내장되도록 전체적인 형상이 대략 통 형상으로 형성된 하우징으로서, 원통 형상으로 형성되고 일측에 프랜지가 형성된 제1 수평기어하우징(412a), 제1 수평기어하우징(412a)과 동축을 이루도록 배치되고 원통 형상의 몸체 상부에 수직베벨기어축(413)이 배치되는 수직기어접속프랜지(412e)가 형성된 제2 수평기어하우징(412b), 제1 수평기어하우징(412a)과 제2 수평기어하우징(412b) 사이에 개재되는 링 형상의 제3 수평기어하우징(412c), 제2 수평기어하우징(412b)의 후단에 접속되는 링 형상의 제4 수평기어하우징(412d)이 구비되어 있다.

수직베벨기어축(413)은 봉상으로 형성된 출력기어몸체(413a)에 수평베벨기어(411b)에 치합되도록 하단에 수직베벨기어(413b)가 형성되어 있다.

수직베벨기어하우징(414)은 수직베벨기어축(413)이 회전 가능하게 내장되는 하우징으로서, 수평베벨기어하우징(412) 및 기어박스(417)에 접속되도록 양단에 프랜지가 마련된 원기둥의 통체로 형성되어 있다. 여기서, 수직베벨기어하우징(414)은 내부에 파이프 형상의 무급유베어링(418e)이 내장되고 다양한 형태를 갖는 복수의 패킹(419a,419b,419c,419d,419e,419f)에 의해 수밀적으로 접속된다.

대기어(415)는 수직베벨기어축(413)의 상단에 접속되는 기어로서, 동력전달이 안정적인 헬리컬 기어로 형성되어 있다.

소기어(416)는 대기어(415)에 치합되고 발전기(42)의 모터축(422)에 접속되는 기어로서, 헬리컬 기어로 형성되어 있다.

기어박스(417)는 대기어(415) 및 소기어(416)가 내장되는 케이스로서, 수용공간이 마련된 기어박스몸체(417a)와, 이 기어박스몸체(417a)의 상부에 결합되어 발전기(42)를 고정하는 기능을 수행하는 발전기고정판(417b)이 구비되어 있다. 여기서 기어박스몸체(417a)와 발전기고정판(417b)은 그 사이에 개재되는 패킹(417c)에 의해 기밀적으로 결합된다.

그리고, 도4e의 미설명부호 419g는 볼베어링, 419h, 419i는 링 형상의 무급유베어링이다.

첨부도면, 도5a 및 도5b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수력 발전장치의 이물질유입방지부를 설명하기 위한 도면으로서, 도5a는 도1b의 D부 사시도, 도5b는 도1b의 D부 분리사시도이다.

도5a 및 도5b를 참조하면, 도은 본 발명의 제1 실시예에 따른 수력 발전장치는 블레이드조립체(2)로 유체의 유입방향에 설치되어 이물질을 제거하는 이물질유입방지부(5)가 구비되어 있다.

이물질유입방지부(5)는 구동축(1)과 동축을 이루도록 배치되어 블레이드조립체(2)를 향해 수중의 이물질이 유동되는 것을 차단하는 구성요소로서, 나선상으로 형성된 복수의 이물질차단날개(51)와, 이물질차단날개(51)가 설치되는 날개지지부재(52)로 구성되어 있다.

여기서 이물질차단날개(51)는 앞쪽의 외경이 작고 점차적으로 외경이 증가되는 형태의 복수의 나선형 날개로 구성되어 전체적인 형상이 대략 원추 형상을 갖도록 형성되어 있다.

날개지지부재(52)는 파이프와 유사한 구조의 봉상부재로 형성된 것으로서, 축지지부재(322)의 결속축받이(322b)에 볼트를 매개로 결속될 수 있도록 결속돌부(522)가 형성되어 있다.

첨부도면, 도6a 및 도6b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수력 발전장치의 부력체를 설명하기 위한 도면으로서, 도6a는 부력체의 분리사시도, 도6b는 도6a의 A부 부분절개 사시도이다.

도6a 및 도6b를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 수력 발전장치는 구동축(1), 블레이드조립체(2), 회전지지장치(3) 및 발전부(4)로 구성된 유닛을 수중이나 수면에 설치할 수 있도록 부력체(6)가 구성되어 있다.

부력체(6)는 수력 발전장치의 블레이드조립체(2)를 포함하는 구동축(1)이 강, 호수, 바다 등 수중에 침지된 상태를 유지하면서 정위치 하도록 부력을 제공하는 구성으로 축지지부(32)를 매개로 결속되어 있다.

부력체(6)는 단일 구조로 구성될 수도 있지만, 본 실시예에서는 서로 평행하게 한 쌍이 배열되어 있고, 한 쌍의 부력체(6)는 복수의 부력체연결부재(65)에 의해 서로 연결되어 있다.

상기 부력체(6)는 수력 발전장치를 수면이나 수중에 부유시킬 수 있다면 특별한 제한 없이 다양하게 구성할 수 있지만, 본 실시예에서는 제작, 운반, 설치, 유지보수성 등을 고려하여 도6a에 도시된 바와 같이 메인부력체(61), 말단부부력체(62), 연결부력체(63)를 구비한다.

메인부력체(61)는 구동축(1)의 길이방향을 따라 배치되고 파이프 형상을 갖는 중공 기둥 구조의 몸체(6a)로 형성되어 있다.

말단부부력체(62)는 메인부력체(61)에 비해 길이가 짧은 중공 기둥 구조의 몸체로 형성된 것으로서 메인부력체(61) 또는 연결부력체(63)의 일단 및 타단에 결속된다. 그리고 말단부부력체(62)는 일단이 원추형으로 형성되고 견인홀이 천공된 견인부(622)가 마련되어 있다.

연결부력체(63)는 도6a 및 도6b에 도시된 바와 같이 메인부력체(61)와 메인부력체(61) 사이, 말단부부력체(62)와 메인부력체(61) 사이에 접속되는 부력체로서 상대적으로 짧은 길이의 중공 기둥 구조의 몸체(6a)로 형성되어 있다. 그리고, 연결부력체(63)의 몸체(6a)는 도6a에 도시된 바와 같이 수력 발전장치의 형상이나 조립의 편의성을 고려하여 부력체의 길이가 다소 길거나 짧게 형성될 수 있다.

그리고, 상기한 메인부력체(61), 말단부부력체(62) 및 연결부력체(63)는 서로 간의 체결을 위해 암수 연결수단으로서 수연결프랜지(66)와, 암연결프랜지(67)가 서로 마주보게 구비되어 있다.

수연결프랜지(66)는 도6b에 도시된 바와 같이 메인부력체(61), 말단부부력체(62) 및 연결부력체(63)의 몸체(6a)에 접속되는 수부력체접속링(661), 수부력체접속링(6111)에 돌출되어 내부에 돌부수용홈(624)이 요입된 연결돌출부(662) 및 연결돌출부(622)의 단부에 형성되고 복수의 수체결공(665)이 천공된 수프랜지부(663)를 구비한다. 여기서, 연결돌출부(622)는 몸체(6a)와 유사한 외경의 수프랜지부(663)를 설치할 수 있도록 수부력체접속링(661)에 비해 외경이 작은 링 구조로 형성되어 있다.

암연결프랜지(67)는 도6b에 도시된 바와 같이 메인부력체(61), 말단부부력체(62) 및 연결부력체(63)의 몸체(6a)에 접속되는 암부력체접속링(671), 암부력체접속링(671)에 돌출되어 수연결프랜지(66)의 돌부수용홈(664)에 삽입되는 프랜지접속돌부(672), 수프랜지부(663)의 수체결공(665)으로 삽입된 볼트가 체결되도록 암부력체접속링(671)에 대응되게 형성되는 암체결공(673)을 구비한다.

전술한 부력체연결부재(65)는 부력체(6)를 서로 연결하는 구성으로 형강재나 판재에 의해 대략 사각 블록이나 사각 기둥 형상으로 형성될 수 있는 것으로서, 그 구조나 형태는 제한 없이 다양하게 구성할 수 있다.

이하 본 발명의 제1 실시예에 따른 수력 발전장치의 작용을 간략하게 설명한다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 수력 발전장치는 구동축(1)에 블레이드조립체(2)를 조립하고 회전지지장치(3)를 이용하여 부력체(66)에 고정하고, 발전부(4)를 조립한 후 크레인 등의 건설기계, 선박 등을 이용하여 수중에 블레이드조립체(2)를 포함하는 구동축(1)에 침지 되도록 설치한다.

이와 같이 수력 발전장치가 설치된 상태에서 유체 부하에 의해 블레이드조립체(2)가 회전되고, 연이어 블레이드조립체(2)가 결속된 구동축(1)이 회전되면서 도1a 및 도1b에 도시된 바와 같이 구동축의 말단에 설치된 발전부(4)가 전기를 발전하게 된다.

발전부(4)의 작용을 도4a 내지 도4e를 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 블레이드조립체(2)의 회전에 연동되는 구동축(1)의 회전력이 수평베벨기어축(411)으로 전달되면 수직베벨기어축(413), 대기어(415) 및 소기어(416) 순으로 전달되고, 발전기(42)의 모터축(422)이 소기어(416)에 결합되어 있으므로 발전기(42)가 회전하게 되므로 전기를 발전하게 된다.

그리고, 제1 실시예에 따른 수력 발전장치는 한정된 유체가 유동되더라도 복수의 블레이드조립체(2)가 결합된 구동축(1)이 다단 구조로 배치됨에 따라 유체 부하가 반복적으로 이용되면서 높은 회전 토오크를 생성하게 되므로 고출력의 전기에너지를 획득할 수 있다.

특히, 블레이드조립체(2)는 특정 지점에 여러 개의 블레이드가 조밀하게 배치된 종래 방식으로 구성된 것이 아니라 단일 블레이드부를 갖는 구조로 구성된 특징을 가지고 있으므로 다양한 상승작용을 발휘한다. 즉, 단일 블레이드부가 이격되어 있음에 따라 단위 지점마다 유체 흐름이 원활하여 발전효율을 향상시킬 수 있고, 물고기의 이동에 방해를 최소화할 수 있어 친환경적인 장점이 있다. 또한 단일 블레이드부 구조의 블레이드조립체는 구조가 간결 단순하여 제조와 조립이 쉽고 제조비용이 절감될 뿐만 아니라 유지보수가 용이하여 경제성이 높은 장점이 있다.

그리고, 블레이드조립체(2)의 설치간격은 회전시에 난류가 발생 되지 않도록 앞쪽 블레이드조립체(2)에서 발생된 난류가 소실되는 지점에 뒤쪽 블레이드조립체(2)가 위치하는 형태로 서로 간에 이격 거리를 갖도록 설치되어 있으므로 발전효율을 향상시킬 수 있다.

첨부도면, 도7a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수력 발전장치의 제1 변형예를 설명하기 위한 사시도, 도7b는 도7a에 적용된 블레이드조립체를 설명하기 위한 도면으로서 (a)는 도7a의 A 부분에 적용된 상태에서의 부분 확대 정면도, (b)는 좌측면에서 나타나는 형상을 도시한 것이다.

도7a 및 도7b를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예의 제1 변형예에 따른 수력 발전장치는 구동축(1), 블레이드조립체(2), 회전지지장치(3), 발전부(4) 및 부력체(6)로 구성되되, 유체의 흐름이 시간차를 두고 변경되는 조류지역 등에서 발전 효율을 향상시킬 수 있도록 블레이드조립체(2)가 대칭 항력블레이드로 구성되어 있다.

그리고, 본 발명의 제1 실시예의 제1 변형예에 따른 수력 발전장치는 유체의 흐름이 시간차를 두고 변경되는 조류지역에 설치됨에 따라 블레이드조립체(2)를 향해 유입되는 이물질의 유입방향 또한 시간차를 두고 바뀌게 되므로 이물질유입방지부(5)는 구동축의 양측 말단 부위에 배치되도록 말단부부력체(62)에 설치되어 있다.

첨부도면, 도8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 수력 발전장치의 제2 변형예를 설명하기 위한 사시도이다.

도8을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예의 제2 변형예에 따른 수력 발전장치는 구동축(1), 블레이드조립체(2), 회전지지장치(3), 발전부(4) 및 부력체(6)로 구성된 수력발전 유닛이 평행하게 복수로 배치되어 수력발전유닛 조립체(u1)로 구성되어 있다.

여기서, 수력발전 유닛은 도1a에 도시된 바와 같이 2개의 부력체(6)에 하나의 구동축(1)이 설치된 구조를 의미하는 것으로서, 도8에서 수력발전유닛 조립체(u1)는 3개의 수력발전 유닛으로 구성되어 있지만, 2개 이상의 수력발전 유닛을 다양한 방식으로 결합하여 구성할 수 있다.

첨부도면, 도9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수력 발전장치의 제3 변형예를 설명하기 위한 사시도이다.

도9를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예의 제3 변형예에 따른 수력 발전장치는 구동축(1), 블레이드조립체(2), 회전지지장치(3), 발전부(4)와 2개의 부력체(6)로 구성된 수력발전 유닛이 평행하게 복수로 배치되어 수력발전유닛 조립체(u1)로 구성되되, 이러한 수력발전유닛 조립체(u1)이 길이방향인 전후 방향으로 2개이상 배열된 것으로서 대단위 수력 발전단지로 구성할 수 있다.

이때, 수력발전유닛 조립체(u1)는 말단부부력체(62)의 견인부(622) 사이에 결속되는 로프, 체인 등의 연결라인(69)에 의해 서로 구속되도록 되어 있다.

도8 및 도9에 도시된 수력 발전장치는 구동축(1), 블레이드조립체(2), 회전지지장치(3), 발전부(4)와 2개의 부력체(6)로 구성된 수력발전 유닛이 다수로 구성되므로 비교적 규모가 큰 강, 호스, 바다 등에 설치하여 대규모의 발전 단지를 구성할 수 있어서 대량의 전력을 생산할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 다른 실시예를 설명하되, 전술한 제1 실시예에 나타난 구성요소와 유사한 구성요소에 대하여는 구체적인 설명을 생략하고 차이점을 갖는 구성요소를 중심으로 설명한다. 그리고, 이하의 다른 실시예에서는 제1 실시예에 나타난 구성요소 또는 서로 다른 실시예에 나타난 구성요소 중에서 채용 가능한 구조라면 선택적으로 적용할 수도 있는 것으로 구체적인 설명이나 도면상 도시는 생략한다.

첨부도면, 도10a 및 도10b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 수력 발전장치를 설명하기 위한 도면으로서, 도10a는 사시도, 도10b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 수력 발전장치의 앵커수단를 나타낸 부분 분리사시도이다.

도10a 및 도10b을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 수력 발전장치는 구동축(1)과, 구동축에 장착되는 블레이드조립체(2), 회전지지장치(3), 발전부(4) 및 이물질유입방지부(5)를 구비하되, 수중에 침지된 상태에서 해류나 조류를 이용하여 발전할 수 있도록 구성된 점에 특징이 있다.

이를 위해 본 발명의 제2 실시예에 따른 수력 발전장치는 구동축(1)에 침지를 위한 추가 하중을 부여하도록 설치되는 침지용하중체(6')와, 침지용하중체(6')에 로프, 체인 등의 연결라인(69)에 의해 연결되는 앵커수단(7)이 구비되어 있다.

침지용하중체(6')는 수력 발전장치를 수중에 가라앉히는 용도의 하중을 제공하는 수단으로서, 블레이드조립체(2), 회전지지장치(3), 발전부(4) 및 이물질유입방지부(5)가 탑재된 구동축(1)을 가라앉힐 수 있는 하중을 제공할 수 있다면 형태나 구조에 특별한 제한 없이 선택하여 구성할 수 있지만, 본 실시예에서는 수중에 침지된 상태에서 유지보수시에 편리하게 부상할 수 있고 필요시에 부유식으로도 발전할 수 있도록 구성한 점에 특징이 있다.

이를 위해 침지용하중체(6')는 전술한 제1 실시예의 부력체(6)와 유사한 중공 기둥 구조로 형성된 메인부력체(61'), 말단부부력체(62'), 연결부력체(63')를 구비한 구조로 구성되어 있다. 여기서, 메인부력체(61'), 말단부부력체(62') 및 연결부력체(63')는 도6a 및 도6b에 도시된 형태와 유사하게 형성되되 수중으로 침지시에 물을 주입할 수 있는 주입구(미도시)와, 수중에 침지된 상태에서 부상을 위해 주입된 물을 배기할 수 있는 배기구(미도시)가 더 구성되어 있다. 여기서, 주입구 및 배기구는 공지의 유체주입밸브를 침지용하중체에 설치하거나, 개폐밸브가 구비된 파이프형 노즐을 침지용하중체에 설치하는 등의 방식으로 구성할 수 있다.

한편, 앵커수단(7)은 수중에 침지된 수력 발전장치가 조류나 해류 등에 의해 이동되지 않도록 하는 구성요소로서, 수력 발전장치를 안정적으로 앵커링 할 수 있다면 구조나 형태나 특별한 제한 없이 구성할 수 있다.

예컨대, 앵커수단(7)은 H-형강과 같은 형강재에 의해 평행하게 배치되는 복수의 앵커몸체(71), 앵커몸체(71)를 서로 연결하도록 판재 등으로 형성되는 앵커몸체연결부재(72), 앵커몸체(71)에 설치되고 갈고리 형상으로 형성된 복수의 닻부재(73), 침지용하중체(6')과의 연결을 위한 연결라인(69)이 결속되는 라인결속부재(74)가 구비되어 있다.

한편, 블레이드조립체(2)는 유체의 흐름이 시간차를 두고 변경되는 바다의 수중이므로 발전 효율을 고려하여 대칭 항력블레이드로 구성되는 것이 바람직하다.

그리고, 이물질유입방지부(5)는 유체의 흐름이 시간차를 두고 변경된다는 점을 고려하여 구동축 양측 말단 부위에 해당하는 말단부부력체(62')에 설치되어 있다.

전술한 본 발명의 제2 실시예에 따른 수력 발전장치는 블레이드조립체(2)에 작용되는 유체에 의해 구동축(1)이 회전되면서 발전부(4)가 전기를 생산하는 방식으로서 제1 실시예와 유사하므로 이에 대한 구체적인 설명을 생략하고 차별화된 부분에 대해서만 간략하게 설명한다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 수력 발전장치는 침지용하중체(6')에 주입구에 비중이 큰 물 등의 액체를 주입하여 하중을 부가함으로써 수력 발전장치를 수중에 침지되도록 하여 해류나 조류를 이용하여 발전할 수 있다.

이와 같이 수중에 침지되어 전력을 생산하는 과정에서 유지보수가 필요한 경우 주입구와 접속된 호스 등을 이용하여 압축공기 등의 기체를 공급하여 침지용하중체(6')에 수용된 물을 배출시켜서 부력체로 전환, 부상시킨 후 시행할 수 있다. 아울러 전술한 바와 같이 수력 발전장치가 부상된 경우 침지용하중체(6')를 제1 실시예와 마찬가지로 부유체로 이용함으로써 부유식으로도 발전할 수 있다.

첨부도면, 도11a 및 도11b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 수력 발전장치를 설명하기 위한 도면으로서, 도11a는 사시도, 도11b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 수력 발전장치의 구동축보조부력체를 나타낸 부분 분리사시도이다.

도11a 및 도11b을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 수력 발전장치는 구동축(1)과, 구동축에 장착되는 블레이드조립체(2), 회전지지장치(3), 발전부(4)를 구비하되, 유체의 유입방향에 설치되어 이물질을 제거하는 이물질유입방지부(5), 이물질유입방지부(5)가 설치되는 말단부부력체(62), 구동축(1)의 일측 말단에 회전 가능하게 설치되는 구동축보조부력체(81)를 구비하는 한편 발전부(4)는 말단부부력체(62)에 설치되어 구동축(1)의 타측 말단에서 회전력을 전달받도록 설치되어 있다.

구동축보조부력체(81)는 중공 기둥 형상으로 형성된 보조중공체(811), 보조중공체(811)의 선단에 형성되어 구동축(1)의 후단에 회전가능하게 접속되는 중공체연결부재(812)가 구비되어 있다. 여기서 보조중공체(811)는 전후부에 원추부가 형성된 원기둥 형상 몸체에 유체의 주입을 위한 주입구(811a) 및 배출구(811b)가 형성되어 있다.

중공체연결부재(812)는 보조중공체(811) 선단에 결합되고 축걸림홈(812a1), 베어링안착홈(812a2), 축안착홈(812a3)이 외측을 향해 순차 형성된 축연결하우징(812a), 축연결하우징(812a)에 삽입되고 축결림홈에 안착되는 베어링축돌부(812b1)가 형성된 베어링축(812b), 베어링축(812b)에 삽입되는 무급유베어링(812c), 베어링축(812b)의 단부에 볼트를 매개로 결속되는 베어링축프랜지(812d), 축연결하우징(812a)에 체결되는 축연결커버하우징(812e)를 구비한다.

그리고, 본 발명의 제3 실시예에 따른 수력 발전장치에 적용되는 이물질유입방지부(5) 및 말단부부력체(62)는 도5b에 도시된 바와 같이 전술한 일 실시예의 이물질유입방지부 및 말단부부력체와 유사하게 구성되므로 구체적인 설명을 생략한다.

한편, 상기 구동축(1)은 도11a에 도시된 바와 같이 유체에 의한 각운동이 가능하도록 발전부(4)와의 연결부위에 설치되는 연결조인트부재(82)가 구성되어 있다.

연결조인트부재(82)는 해류나 조류 등과 같은 수류에 의해 구동축(1)의 방향이 변경하더라도 적절하게 대응할 수 있도록 유니버셜 조인트, 익스펜션 조인트(expansion joint), 스프링 조인트 등으로 구성할 수 있다.

한편, 본 발명의 제3 실시예에 따른 수력 발전장치는 육지와 인접한 강이나 바다 등에 부유식으로 설치하여 전기를 생산할 수 있는 것으로서, 육지에 설치되는 크레인이나 계류 지주 등에 로프를 이용하여 말단부부력체(62)를 고정하여 사용할 수 있다.

이러한 본 발명의 제3 실시예에 따른 수력 발전장치의 발전 방식은 블레이드조립체(2)에 작용되는 유체에 의해 구동축(1)이 회전되면서 발전부(4)가 전기를 생산하는 방식으로서 제1 실시예와 유사하므로 이에 대한 설명을 생략한다.

첨부도면, 도12a 및 도12b는 본 발명의 제4 실시예에 따른 수력 발전장치를 설명하기 위한 도면으로서, 도12a는 사시도, 도12b는 일 부분을 절개한 사시도로서, 발전부관로(913)의 일부를 절개하여 내부가 도시되도록 한 것이다.

도12a 및 도12b을 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 수력 발전장치는 구동축(1)과, 구동축에 장착되는 블레이드조립체(2), 회전지지장치(3), 발전부(4)를 구비하되, 블레이드조립체(2)를 포함하는 구동축(1)이 내장되고 유체가 유동되는 유동관로(91)가 구성된 것을 특징으로 한다.

유동관로(91)는 구동축(1)이 내부에 길이방향을 따라 설치되고 유체가 유동되는 유로가 형성된 것으로서 대경의 파이프 형태로 구성되어 있다. 특히, 유동관로(91)는 별도의 발전시설을 갖추고 있지 않은 저수지나 소규모 댐에 간단하게 설치하여 발전할 수 있도록 대략 갈고리 형상으로 구성한 점에 특징이 있다.

이를 위해 유동관로(91)는 상부에 배치되는 연결관로(911), 연결관로(911)의 일측에 연결되어 하방으로 배치되는 저수부삽입관로(912), 연결관로(911)의 타측에 연결되어 하방으로 배치되고 블레이드조립체(2)를 포함하는 구동축(1)이 내장되고 외부에 발전부(4)가 배치되는 발전부관로(913)가 구비되어 있다.

그리고, 연결관로(911)는 엘보우와 같은 연결용 곡관에 의해 저수부삽입관로(912) 및 발전부관로(913)와 연결되어 있다.

본 발명의 제4 실시예에 따른 수력 발전장치는 연결관로(911)에 형성되고 시동용 유체가 유입되는 시동유체유입부(92)가 구성되어 있다.

시동유체유입부(92)는 저수지의 물이 저수부삽입관로(912)로 흡인되어 발전부관로(913)로 유출되도록 수압을 걸어주는 마중물이 유입되는 구성요소로서, 연결관로(911)에 설치되는 유체삽입관(921)과, 이 유체삽입관(921)에 설치되는 삽입관차단밸브(922)가 구비되어 있다.

그리고, 상기 저수부삽입관로(912)는 저수지에 삽입된 입구 부위에 이물질유입방지부(93)가 설치되어 있다.

이물질유입방지부(93)는 저수부삽입관로(912)로 이물질이 유입되지 않도록 걸러내거나 외부로 유도하기 위한 것으로 유동관로(91) 내부로 이물질이 유입되지 않도록 하는 작용을 수행할 수 있다면, 특별한 제한 없이 다양한 형태로 구성할 수 있다. 예컨대, 이물질유입방지부(93)는 복수의 띠형 부재가 나선상으로 선회, 형성된 이물질제거스크류를 구비한 구조로 형성되어 있다.

상기 발전부관로(913)는 유입되는 유체의 흐름을 단속하기 위한 개폐부(94)가 구성되어 있다. 여기서 개폐부(94)는 유로의 개폐를 위해 설치되는 전동식 게이트 밸브 등을 설치할 수 있다.

한편, 본 발명의 제4 실시예에 따른 수력 발전장치는 별도의 발전시설을 갖추고 있지 않은 저수지나 소규모 댐의 둑방의 상면에 연결관로(911)가 위치하고, 저수지의 내부에 저수부삽입관로(912)를 삽입하는 방식으로 설치하는 한편, 둑방의 경사면에 발전부관로(913)를 시설하는 방식으로 간단하게 설치할 수 있다.

이러한 상태에서 개폐부(94)를 잠금상태로 조작하고, 시동유체유입부(92)의 유체삽입관(921)에 시동유체 공급용 호스(미도시)를 결속하여 발전부관로(913)로 시동용 물을 공급한다. 이후 삽입관차단밸브(922)를 잠금상태로 조작하고 개폐부(94)를 잠금상태에서 개방상태로 조작하게 되면 발전부관로(913) 내부에 채워진 물이 유출되는데, 이때 발전부관로(913)에 작용되는 부압에 의해 저수지의 물이 저수부삽입관로(912) 내부로 유입되는 초기 시동작용이 이루어진 후 지속적인 유동작용이 수행된다.

그리고 저수부삽입관로(912)로 유입된 물은 연결관로(911)를 경유하여 발전부관로(913)에 배치된 블레이드조립체(2)를 회전시키게 되므로 구동축(1)으로 전달된 회전 토오크에 의해 발전부(4)가 전기를 생산하게 된다.

한편, 본 발명의 제4 실시예에 따른 수력 발전장치는 도면을 첨부하여 구체적으로 도시하지는 않았으나 유동관로(91)가 하천이나 수로에 설치할 수 있도록 대응하는 형상으로 구성할 수 있다.

이때, 유동관로(미도시)는 파이프 형상의 관로가 연결프랜지에 의해 서로 연결되게 구성되되, 연결프랜지는 설치면에 용이하게 안착될 수 있도록 설치면과 대응하는 부위에 평평하게 형성된 안착평면부가 구성될 수 있다.

이상 설명한 본 발명의 제1 실시예에 따른 수력 발전장치의 구성 및 동작에 대해서 설명하였으나, 이는 예시적인 것으로서 본 기술분야에 통상의 지식을 가진자는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 전술한 실시예의 일부를 치환 및 변형하는 것이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

따라서 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 기재된 발명 및 그 균등물에 미치는 것으로 이해되어야 할 것이다.

1:구동축 11:축부재
12:접속프랜지 2:블레이드조립체
21:블레이드하우징 22:블레이드부
23:블레이드고정하우징 3:회전지지장치
31:회전안내부 32:축지지부
4:발전부 41:동력전달장치
411:수평베벨기어축 412:수평베벨기어하우징
413:수직베벨기어축 414:수직베벨기어하우징
415:대기어 416:소기어
417:기어박스 42:발전기
5,93:이물질유입방지부 51:이물질차단날개
52:날개지지부재 6:부력체
6':침지용하중체 61:메인부력체
62:말단부부력체 63:연결부력체
65:부력체연결부재 66:수연결프랜지
67:암연결프랜지 7:앵커수단
71:앵커몸체 72:앵커몸체연결부재
73:닻부재 74:라인결속부재
81:구동축보조부력체 82:연결조인트부재
91:유동관로 92:시동유체유입부

Claims (20)

1. 수력 발전장치에 있어서,
   유체가 유동되는 경로를 따라 설치되는 구동축;
   상기 구동축의 길이방향을 따라 설치되는 복수의 블레이드조립체;
   상기 구동축을 회전 가능하게 지지하도록 이격 설치되는 복수의 회전지지장치; 및
   상기 구동축의 회전력을 전달받아 전기를 발전하는 발전부를 포함하고,
   복수의 상기 블레이드조립체는 단일 블레이드부를 갖는 구조로 구성된 포함하는 것을 특징으로 하는 수력 발전장치.
   
2. 수력 발전장치에 있어서,
   유체가 유동되는 경로를 따라 설치되는 구동축;
   상기 구동축의 길이방향을 따라 설치되는 복수의 블레이드조립체;
   상기 구동축을 회전 가능하게 지지하도록 이격 설치되는 복수의 회전지지장치; 및
   상기 구동축의 회전력을 전달받아 전기를 발전하는 발전부를 포함하고,
   상기 회전지지장치는 상기 구동축이 회전 가능하게 접속되는 회전안내부와, 상기 회전안내부가 일측에 설치되고 타측이 피설치부에 고정되는 축지지부를 포함하고,
   복수의 상기 블레이드조립체는 단일 블레이드부를 갖는 구조로 구성된 것을 특징으로 하는 수력 발전장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   복수의 상기 블레이드조립체는 생성되는 회전 토오크가 동일하도록 서로 이격되고, 상기 단일 블레이드부는 서로 어긋나게 위치되되 서로 간에 등각도를 갖도록 배치, 고정된 것을 특징으로 하는 수력 발전장치.
   
4. 제2항에 있어서,
   상기 회전안내부는, 상기 구동축에 접속되고 일단에 이탈방지돌부가 형성된 베어링축, 상기 베어링축에 삽입되는 원통형의 구동축무급유베어링, 및 상기 베어링축의 타단에 체결되는 제1 베어링축프랜지를 포함하고,
   상기 축지지부는 상기 구동축무급유베어링의 외면에 삽입되는 축베어링하우징, 및 상기 축베어링하우징이 접속되는 축지지부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 수력 발전장치.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 회전안내부는 상기 베어링축의 일단에 체결되는 제2 베어링축프랜지를 더 포함하고,
   상기 구동축은 축부재의 양단에 형성되어 상기 제1 베어링축프랜지 및 상기 제2 베어링축프랜지에 체결되는 접속프랜지를 포함하는 것을 특징으로 하는 수력 발전장치.
   
6. 제2항에 있어서,
   상기 블레이드조립체는, 상기 구동축에 조립되는 블레이드하우징, 상기 블레이드하우징에 일체로 형성되는 단일 구조의 블레이드부, 및 상기 블레이드하우징을 상기 구동축에 고정하는 블레이드고정하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 수력 발전장치.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 블레이드하우징은 호 형상으로 굴곡된 하우징몸체 양단에 하우징걸림홈이 요입되고 상기 구동축에 체결되도록 체결공이 천공된 구조로 형성되고,
   상기 블레이드고정하우징은 호 형상으로 굴곡된 하우징몸체 양단에 하우징걸림홈이 요입되고 상기 구동축에 체결되도록 체결공이 천공된 구조로 형성되어 상기 블레이드하우징과 마주보게 배치되는 제1 블레이드고정하우징, 호 형상으로 굴곡된 하우징몸체 양단에 상기 하우징걸림홈에 형합되는 하우징걸림돌부가 형성되고 상기 구동축에 체결되도록 체결공이 천공된 구조로 형성되어 상기 블레이드하우징 및 상기 제1 블레이드고정하우징 사이에 조립되는 한 쌍의 제2 블레이드고정하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 수력 발전장치.
   
8. 제6항에 있어서,
   상기 블레이드부는 항력식 블레이드, 양력식 블레이드 및 상기 양력식 블레이드 및 항력식 블레이드를 혼합한 방식 중에서 선택되어 구성되되,
   상기 항력식 블레이드는 유속이 항력식 블레이드에 유리한 속도이고 유체 흐름방향이 일정한 장소에 설치되는 경우 비대칭 항력식 블레이드로 구성되고, 유속이 항력식 블레이드에 유리한 속도이고 유체 흐름방향이 변경되는 장소에 설치되는 경우 대칭 항력식 블레이드로 구성되며,
   상기 양력식 블레이드는 유속이 양력식 블레이드에 적합한 속도 이상이면서 유체 흐름방향이 일정한 장소에 설치되는 경우 비대칭 양력식 블레이드로 구성되고, 유속이 양력식 블레이드에 적합한 속도 이상이면서 유체 흐름방향이 변경되는 장소에 설치되는 경우 대칭 양력식 블레이드로 구성된 것을 특징으로 하는 수력 발전장치.
   
9. 제2항에 있어서,
   상기 발전부는,
   상기 구동축에 접속되어 회전력을 전달하는 동력전달장치; 및
   상기 동력전달장치에 접속되어 전달받은 동력에 의해 회전되면서 전기에너지를 발전하는 발전기;를 포함하고,
   상기 동력전달장치는, 상기 구동축에 접속되고 수평베벨기어가 형성된 수평베벨기어축; 상기 수평베벨기어축이 회전 가능하게 내장되는 수평베벨기어하우징; 상기 수평베벨기어에 치합되는 수직베벨기어가 형성된 수직베벨기어축; 상기 수직베벨기어축이 회전 가능하게 내장되는 수직베벨기어하우징; 상기 수직베벨기어축의 상단에 접속되는 대기어; 상기 대기어에 치합되고 상기 발전기의 회전축에 접속되는 소기어; 및 상기 대기어 및 상기 소기어가 내장되는 기어박스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수력 발전장치.
   
10. 제2항에 있어서,
    상기 블레이드조립체로 유입되는 이물질의 제거를 위해 유체 유입방향에 설치되는 이물질유입방지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수력 발전장치.
    
11. 제10항에 있어서,
    상기 이물질유입방지부는 나선상으로 형성된 복수의 이물질차단날개, 및 상기 이물질차단날개가 설치되는 날개지지부재를 포함하여 구성되고, 상기 구동축에 일측 말단 부위 또는 상기 구동축의 양측 말단 부위에 배치되는 것을 특징으로 하는 수력 발전장치.
    
12. 제2항에 있어서,
    상기 축지지부에 결속되는 부력체를 포함하는 것을 특징으로 하는 수력 발전장치.
    
13. 제12항에 있어서,
    상기 부력체는,
    상기 구동축의 길이방향을 따라 배치되고 중공 기둥 구조로 형성된 메인부력체;
    상기 메인부력체의 일단 및 타단에 결속되고 견인부가 형성된 말단부부력체; 및
    상기 메인부력체와 상기 메인부력체 사이 또는 상기 말단부부력체와 상기 메인부력체 사이에 접속되는 연결부력체;를 포함하고,
    상기 메인부력체, 상기 말단부부력체 및 상기 연결부력체는 서로 간의 체결을 위해 일측 및 타측에 수연결프랜지와, 암연결프랜지가 대응되게 배치, 구성되는 것을 특징으로 하는 수력 발전장치.
    
14. 제13항에 있어서,
    상기 수연결프랜지는 상기 메인부력체, 상기 말단부부력체 및 상기 연결부력체의 몸체에 접속되는 수부력체접속링, 상기 수부력체접속링에 돌출되고 내부에 돌부수용홈이 마련된 연결돌출부 및 상기 연결돌출부의 단부에 형성되고 복수의 수체결공이 천공된 수프랜지부를 포함하고,
    상기 암연결프랜지는 상기 메인부력체, 상기 말단부부력체 및 상기 연결부력체의 몸체에 접속되는 암부력체접속링, 상기 암부력체접속링에 돌출되어 상기 돌부수용홈에 삽입되는 프랜지접속돌부, 상기 수체결공으로 삽입되는 볼트가 체결되도록 상기 암부력체접속링에 대응되게 형성되는 암체결공을 포함하는 것을 특징으로 하는 수력 발전장치.
    
15. 제12항에 있어서,
    상기 부력체는 서로 평행하게 복수 개로 배열되어 부력체연결부재에 의해 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 수력 발전장치.
    
16. 제4항에 있어서,
    상기 블레이드조립체로 유입되는 이물질의 제거를 위해 유체 유입방향에 설치되는 이물질유입방지부; 상기 이물질유입방지부가 설치되는 말단부부력체; 상기 구동축의 일측 말단에 회전 가능하게 설치되는 구동축보조부력체; 및 상기 구동축의 각운동이 가능하도록 상기 발전부와의 연결부위에 설치되는 연결조인트부재;를 포함하고,
    상기 발전부는 상기 말단부부력체에 설치되어 상기 구동축의 타측 말단에서 회전력을 전달받도록 설치된 것을 특징으로 하는 수력 발전장치.
    
17. 제2항에 있어서,
    상기 구동축에 침지를 위한 하중을 인가하도록 설치되고 유체의 유입 및 배출이 가능한 구조의 침지용하중체; 및
    상기 침지용하중체에 연결되는 앵커수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 수력 발전장치.
    
18. 제2항에 있어서,
    유체가 유동되는 유로의 내부에 상기 구동축이 길이방향을 따라 설치되는 유동관로를 포함하는 것을 특징으로 하는 수력 발전장치.
    
19. 제18항에 있어서,
    상기 유동관로는 상부에 배치되는 연결관로, 상기 연결관로의 일측에 연결되어 하방으로 배치되는 저수부삽입관로, 상기 연결관로의 타측에 연결되어 하방으로 배치되고 상기 블레이드조립체를 포함하는 상기 구동축이 내장되고 외부에 상기 발전부가 배치되는 발전부관로를 포함하고,
    상기 연결관로에 형성되고 시동용 유체가 유입되는 시동유체유입부;
    상기 저수부삽입관로의 입구 부위에 설치되는 이물질유입방지부; 및
    상기 발전부관로에 설치되는 개폐부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수력 발전장치.
    
20. 제19항에 있어서,
    상기 시동유체유입부는,
    상기 연결관로에 설치되는 유체삽입관; 및
    상기 유체삽입관에 설치되는 삽입관차단밸브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수력 발전장치.

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