WO2020022530A1 - 소수력 발전용 수차 하우징 - Google Patents

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WO2020022530A1
WO2020022530A1 PCT/KR2018/008382 KR2018008382W WO2020022530A1 WO 2020022530 A1 WO2020022530 A1 WO 2020022530A1 KR 2018008382 W KR2018008382 W KR 2018008382W WO 2020022530 A1 WO2020022530 A1 WO 2020022530A1
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WO
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housing
aberration
bearing
base
shaft
Prior art date
Application number
PCT/KR2018/008382
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English (en)
French (fr)
Inventor
신성우
강형구
한정훈
Original Assignee
노츠 주식회사
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B11/00—Parts or details not provided for in, or of interest apart from, the preceding groups, e.g. wear-protection couplings, between turbine and generator
    • F03B11/02—Casings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B11/00—Parts or details not provided for in, or of interest apart from, the preceding groups, e.g. wear-protection couplings, between turbine and generator
    • F03B11/06—Bearing arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B17/00—Other machines or engines
    • F03B17/06—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head"
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20—Hydro energy

Definitions

  • the present invention relates to a hydrophobic power aberration housing, and more specifically, the upper part is designed to be open and close to facilitate the installation, dismantling, replacement, etc. of the aberration and to efficiently configure the rotation and load support of the aberration of the aberration
  • the present invention relates to an aberration housing for hydrophobic power generation with improved rotational efficiency.
  • Small hydro power generation refers to a power generation method that converts into electric energy by using hydraulic power due to a height difference. Recently, renewable energy is in the spotlight due to environmental problems caused by energy generation. Among renewable energy, energy generated by hydropower is a very powerful form of power because the system is simple and does not harm the surrounding environment.
  • hydroelectric power generation has unlimited potential as a form of power generation wherever water flows.
  • a hydropower generation aberration In such hydropower generation, a hydropower generation aberration must be used, and an aberration housing that serves to fix and support such hydropower generation aberration is required.
  • Turbine housings such as such aberration housings are required to be designed to perform the various functions described below. That is, the aberration housing should be able to support and fix the aberration shaft smoothly, and be designed so that the energy transmitted through the pipe is delivered with the least loss to the aberration, maximize maintenance, safety and convenience To prevent deformation and abnormality due to internal and external loads and maintain durability, to consider the assembly and manufacturing process and to simplify as much as possible to reduce the manufacturing cost and to secure economic feasibility, and to consider the assembly and installation. It should be possible to minimize field work.
  • An object of the present invention for solving the above problems can be used without replacement even if the size or shape of the aberration is changed, by easily assembling the aberration and the shaft fastened therein to easily perform the installation, repair, replacement, etc.
  • the hydrophobic power generation aberration housing according to the characteristics of the present invention for achieving the above-described technical problems, the both ends of the cylindrical pipe is open, the upper portion of the pipe is formed with an opening for aberration replacement work, the lower portion of the pipe aberration
  • a housing base having a lower through hole for fixing the shaft
  • a base cover configured to cover the opening of the housing base, the base cover having a central upper through hole for fixing the aberration shaft
  • the main body is configured to be mounted on the upper surface of the base cover, the shaft is formed in the through hole for fixing the aberration shaft, the upper bearing housing formed with an upper bearing mounting groove along the inner circumferential surface of the shaft through hole;
  • the main body is configured to be mounted on the lower surface of the housing base, a shaft through hole for fixing the aberration shaft in a position corresponding to the lower through hole of the housing base is formed, the lower bearing is mounted along the inner peripheral surface of the shaft through
  • the housing support comprises: an upper plate configured to be seated on a lower surface of the housing base; A bottom plate configured to be fastened and fixed with the ground; It is preferable to have an H-shape; H-beam fastened between the upper plate and the lower plate.
  • the upper bearing is composed of a thrust ball bearing and a tapered roller bearing, and it is preferable to smoothly rotate and support and fix the aberration shaft.
  • the lower bearing is preferably made of a tapered roller bearing.
  • the base cover is connected to the opening of the housing base by bolting method, the diameter of the base cover and the opening of the housing base is larger than the size of the hydrophobic power generation aberration It is preferably configured to be able to insert or pull out hydrophobic power aberration through the opening.
  • a hydrophobic power generation aberration housing according to the above-mentioned features, wherein the upper bearing housing and the lower bearing housing comprise: a rubber gasket; And a bearing plate, it is preferable to reduce the friction on the bearing and the shaft.
  • the housing base further includes four device fixing plates formed at positions spaced apart from each other by a predetermined distance to distribute the load of the upper mechanical devices on the upper portion of the pipe.
  • the fixing plate is preferably configured to stably support the mechanical devices to be fastened and fixed on top of the aberration housing.
  • the upper bearing housing comprising: an upper bearing base configured to be mounted on an upper surface of the base cover; And an upper bearing cover configured to be mounted on an upper surface of the upper bearing base.
  • a shaft through hole through which the aberration shaft can pass is formed in the center of the upper bearing base and the upper bearing cover, and an upper bearing mounting groove for mounting the upper bearing is formed along the inner circumferential surface of the shaft through hole.
  • the lower bearing housing comprising: a lower bearing base configured to be mounted on a lower surface of the housing base; And a lower bearing cover configured to be mounted on a lower surface of the lower bearing base, wherein a through hole for a shaft through which an aberration shaft is passed is formed in the center of the lower bearing base and the lower bearing cover,
  • the lower bearing mounting groove for mounting the lower bearing is preferably formed along the inner circumferential surface of the sphere.
  • the hydrophobic aberration housing for hydropower generation is manufactured by independently manufacturing the housing base, the base cover, the upper and lower bearing housings, and the base cover is detachable from the housing base, thereby changing the aberration housing even if the aberration design is changed. It is very easy to replace, install, and repair the aberration.
  • the hydrophobic power aberration housing according to the present invention, by independently manufacturing the housing base, the base cover, the upper and lower bearing housings, it is very easy to perform maintenance work, it is possible to maximize the workability.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the state in which the aberration is coupled to the hydrophobic power generation aberration housing according to a preferred embodiment of the present invention as a whole.
  • FIG. 2 is a front view of the hydrophobic power aberration housing of FIG. 1
  • FIG. 3 is a plan view of the hydrophobic power aberration housing
  • FIG. 4 is a side view of the hydrophobic power aberration housing
  • FIG. 6 is a bottom view of the aberration housing for power generation
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the AA direction of FIG. 4.
  • FIG. 7 is a perspective view, a plan view, a front view, a side view, and a sectional view of a hydrophobic power aberration housing according to a preferred embodiment of the present invention, showing the housing base 10.
  • FIG 8 is a perspective view, a plan view, a front view, and a sectional view of the base cover 20 in the hydrophobic power aberration housing according to the preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a perspective view illustrating the upper bearing base 31 in the hydrophobic power aberration housing according to the preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a perspective view and a cross-sectional view of the upper bearing cover 35 in the hydrophobic power aberration housing according to the preferred embodiment of the present invention.
  • FIG 11 is a perspective view showing a bearing gasket 80 in a hydrophobic power aberration housing according to a preferred embodiment of the present invention
  • Figure 12 is a bearing in a hydrophobic power aberration housing according to a preferred embodiment of the present invention
  • It is a perspective view which shows the plate 90.
  • FIG. 13 is a perspective view illustrating the lower bearing base 51 in the hydrophobic power aberration housing according to the preferred embodiment of the present invention.
  • FIG 14 is a perspective view and a cross-sectional view of the lower bearing cover 55 in the hydrophobic power aberration housing according to the preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a perspective view of the housing support 70 in the hydrophobic power aberration housing according to the preferred embodiment of the present invention.
  • the hydrophobic aberration housing for hydropower generation is manufactured by independently manufacturing the housing base, the base cover, the upper and lower bearing housings, and the base cover is detachable from the housing base, thereby changing the aberration housing even if the aberration design is changed. It is very easy to replace, install, and repair the aberration.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the state in which the aberration is coupled to the hydrophobic power generation aberration housing according to a preferred embodiment of the present invention as a whole.
  • FIG. 2 is a front view of the hydrophobic power aberration housing of FIG. 1
  • FIG. 3 is a plan view of the hydrophobic power aberration housing
  • FIG. 4 is a side view of the hydrophobic power aberration housing
  • FIG. 6 is a bottom view of the aberration housing for power generation
  • FIG. 6 is a sectional view taken along the AA direction of FIG. 4.
  • a hydrophobic power aberration housing 1 includes a housing base 10, a base cover 20, an upper bearing housing 30, and an upper bearing 40. ), A lower bearing housing 50, a lower bearing 60, and a housing support 70.
  • the hydrophobic power generation aberration 2 is disposed inside the housing base 10, and the aberration shaft 3 connected to the hydrophobic power generation aberration 2 has an upper bearing. And a lower bearing so as to be rotatable to the housing base.
  • FIG. 7 is a perspective view, a plan view, a front view, a side view, and a sectional view of a hydrophobic power aberration housing according to a preferred embodiment of the present invention, showing the housing base 10.
  • the main body 100 of the housing base 10 is formed of a cylindrical pipe having both ends open, and an opening 102 for aberration replacement is formed at an upper portion thereof, and a lower bearing and aberration shaft at a lower portion thereof.
  • a lower through hole 104 is formed to fix it.
  • the housing base further includes four device fixing plates 106 formed at positions spaced apart from each other by the upper part of the pipe to distribute the load of the upper mechanical devices.
  • the device fixing plate 106 is installed to stably support mechanical devices such as gear boxes, generators, etc. to be fastened and fixed to the upper part of the aberration housing. It is desirable to distribute the load of these.
  • the mechanical devices can be bolted to the device fixing plate.
  • the main body 200 of the base cover 20 is configured to cover the opening of the housing base, and has an upper through hole 202 for fixing the aberration shaft at the center thereof.
  • the main body of the base cover is mounted to the opening 102 of the housing base, and is preferably fixed by bolting to the housing base.
  • the upper bearing housing 30 has an upper bearing base 31 fixed to the base cover and an upper bearing cover 35 fastened and fixed to the upper bearing base 31.
  • the diameter of the opening of the base cover and the housing base is larger than the diameter of the hydrophobic power generation aberration, it is preferable to be configured to insert or pull out the hydrophobic power generation aberration through the opening.
  • FIG. 9 is a perspective view illustrating the upper bearing base 31 in the hydrophobic power aberration housing according to the preferred embodiment of the present invention.
  • the first surface of the main body 310 of the upper bearing base 31 is configured to be tightly coupled to the upper surface of the base cover, and a through hole 312 for the shaft through which the aberration shaft passes in the center thereof.
  • projections 314 to be fastened to the upper bearing cover 35 on a second surface of the main body 310 that faces the first surface of the main body 310.
  • the main body 350 of the upper bearing cover 35 is configured to be mounted on the second surface of the upper bearing base, and has a shaft through-hole 352 through the aberration shaft in the center thereof. And an upper bearing mounting groove 354 along the inner circumferential surface of the through hole 352 for the shaft.
  • the protrusion insertion grooves 356 into which the protrusions 314 of the upper bearing base are inserted in the body of the upper bearing cover are formed at positions corresponding to the protrusions.
  • the upper bearing 40 preferably consists of a thrust ball bearing 42 and a taper roller bearing 45.
  • the thrust ball bearing 42 is mounted in the upper bearing mounting groove 354 of the upper bearing cover to support and fix all loads of the aberration and the aberration shaft, and the aberration rotates on the shaft.
  • the data roller bearing 45 supports the aberration shaft.
  • a rubber bearing gasket 80 and a bearing plate 90 are assembled in the upper bearing housing and disposed between the upper bearing housing and the upper surface of the base cover, thereby providing aberration shafts and bearings. It is desirable to reduce the friction applied so that the aberration can be rotated more smoothly.
  • FIG 11 is a perspective view showing a bearing gasket 80 in a hydrophobic power aberration housing according to a preferred embodiment of the present invention
  • Figure 12 is a bearing in a hydrophobic power aberration housing according to a preferred embodiment of the present invention
  • It is a perspective view which shows the plate 90.
  • the lower bearing housing 50 has a lower bearing base 51 fixed to the lower surface of the housing base 10 and a lower bearing cover 55 fastened and fixed to the lower bearing base 51.
  • the lower bearing base 51 has the same shape as the upper bearing base 31.
  • FIG. 13 is a perspective view illustrating the lower bearing base 51 in the hydrophobic power aberration housing according to the preferred embodiment of the present invention. Referring to FIG. 13, a first surface of the main body 510 of the lower bearing base 51 is configured to be tightly coupled to a lower surface of the housing base, and a through hole 512 for a shaft through which an aberration shaft passes in the center thereof. And a second surface facing the first surface of the main body 510, and protrusions 514 to be fastened to the lower bearing cover 55.
  • the main body 550 of the lower bearing cover 55 is configured to be mounted on the second surface of the lower bearing base, and has a shaft through-hole 552 through the aberration shaft in the center thereof. And a lower bearing mounting groove 554 along the inner circumferential surface of the through hole 552 for the shaft.
  • the projection insertion grooves 556 into which the projections 514 of the lower bearing base can be inserted are formed at positions corresponding to the projections.
  • the lower bearing 60 is preferably made of a taper roller bearing.
  • the data roller bearing supports the aberration shaft.
  • the housing support 70 is disposed below the housing base to support the housing base, and includes a top plate 700 configured to be seated on the bottom surface of the housing base, and a bottom configured to be fastened and fixed to the ground.
  • the plate 702 has an H shape and includes an H-beam 704 fastened between the upper plate and the lower plate. The upper plate is stably fixed to the upper portion of the ground plate by the H-beam.

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Abstract

본 발명은 소수력 발전용 수차 하우징에 관한 것이다. 상기 소수력 발전용 수차 하우징은, 양단부가 오픈된 원통형 배관으로 이루어지며, 배관의 상부에는 수차 교체 작업을 위한 개구부가 형성되고, 배관의 하부에는 수차 샤프트를 고정시키기 위한 하부 관통구가 형성된 하우징 베이스; 상기 하우징 베이스의 개구부를 덮을 수 있도록 구성되며, 수차 샤프트를 고정시키기 위한 상부 관통구가 중앙에 형성된 베이스 커버; 본체는 상기 베이스 커버의 상부면에 장착되도록 구성되고, 중앙에는 수차 샤프트를 고정시킬 수 있는 샤프트용 관통구가 형성되고, 샤프트용 관통구의 내주면을 따라 상부 베어링 탑재홈이 형성된 상부 베어링 하우징; 수차 샤프트의 지지 및 고정을 위하여 상기 상부 베어링 하우징의 상부 베어링 탑재홈에 탑재된 상부 베어링; 본체는 상기 하우징 베이스의 하부면에 장착되도록 구성되고, 상기 하우징 베이스의 하부 관통구와 대응되는 위치에 수차 샤프트를 고정시킬 수 있는 샤프트용 관통구가 형성되고, 샤프트용 관통구의 내주면을 따라 하부 베어링 탑재홈이 형성된 하부 베어링 하우징; 수차 샤프트의 지지 및 고정을 위하여 상기 하부 베어링 하우징의 하부 베어링 탑재홈에 탑재된 하부 베어링;을 구비한다.

Description

소수력 발전용 수차 하우징
본 발명은 소수력 발전용 수차 하우징에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 상부를 개폐가능한 형태로 설계하여 수차의 설치, 해체, 교체 등의 작업이 용이하고 수차의 회전 및 하중 지지를 효율적으로 구성하여 수차의 회전 효율을 향상시킨 소수력 발전용 수차 하우징에 관한 것이다.
소수력 발전은 높이차로 인한 수력을 이용하여 전기에너지로 전환하는 발전 방식을 말한다. 최근, 에너지 발전에 따른 환경 문제로 인하여 신재생 에너지가 각광을 받고 있다. 신재생 에너지 중에서도 소수력 발전에 의한 에너지는 시스템이 단순하면서도 주변 환경을 해치지 않기 때문에 매우 유력한 발전 형태이다.
특히, 소수력 발전은 물만 흐르면 어디든지 가능한 발전의 형태로서, 무한한 잠재력을 갖고 있다.
이러한 소수력 발전에서는 소수력 발전용 수차를 반드시 사용하게 되며, 이와 같은 소수력 발전용 수차를 고정하고 지지하는 역할을 하는 수차 하우징이 필요하다.
이와 같은 수차 하우징과 같은 터빈 하우징은 후술되는 여러 가지 기능을 수행되도록 설계되는 것이 요구된다. 즉, 수차 하우징은, 수차 샤프트의 회전을 원활하게 하며 지지 및 고정할 수 있어야 하며, 배관을 통해 전달되는 에너지가 수차에 가장 최소한의 손실로 전달되도록 설계되어야 하며, 유지 보수성을 최대화하고 안전성 및 편의성을 극대화시켜야 하며, 내/외부의 하중에 의한 변형 및 이상을 방지하고 내구성을 유지하여야 하며, 조립 및 제작 과정을 고려하고 최대한 단순화하여 제작비용을 낮추고 경제성을 확보하여야 하며, 조립 및 설치를 고려하고 현장 작업을 최소화시킬 수 있어야 한다.
하지만, 종래의 대부분의 수차 하우징은 일체형으로 제작됨에 따라, 초기 제작 비용은 저렴하였으나, 수차의 설치, 수리, 교체 등의 유지 보수 작업이 매우 어려웠으며, 수차의 구조나 크기 등과 같이 수차의 설계가 변경되는 경우 수차 하우징을 새로 제작하고 수차를 교체하여야 하는 문제점이 발생하였다. 특히, 대형 크기의 수차를 사용하는 경우에는 현장 설치 작업이 더욱 많아질 뿐만 아니라, 이에 따른 위험성, 시간, 경제적 손실이 수반되기도 한다.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 수차의 크기나 형태가 변경되더라도 교체없이 사용될 수 있으며, 수차와 이에 체결된 샤프트만을 내부 조립함으로써 수차의 설치, 수리, 교체 등의 작업을 쉽게 수행할 수 있도록 설계된 소수력 발전용 수차 하우징을 제공하는 것이다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 소수력 발전용 수차 하우징은, 양단부가 오픈된 원통형 배관으로 이루어지며, 배관의 상부에는 수차 교체 작업을 위한 개구부가 형성되고, 배관의 하부에는 수차 샤프트를 고정시키기 위한 하부 관통구가 형성된 하우징 베이스; 상기 하우징 베이스의 개구부를 덮을 수 있도록 구성되며, 수차 샤프트를 고정시키기 위한 상부 관통구가 중앙에 형성된 베이스 커버; 본체는 상기 베이스 커버의 상부면에 장착되도록 구성되고, 중앙에는 수차 샤프트를 고정시킬 수 있는 샤프트용 관통구가 형성되고, 샤프트용 관통구의 내주면을 따라 상부 베어링 탑재홈이 형성된 상부 베어링 하우징; 수차 샤프트의 지지 및 고정을 위하여 상기 상부 베어링 하우징의 상부 베어링 탑재홈에 탑재된 상부 베어링; 본체는 상기 하우징 베이스의 하부면에 장착되도록 구성되고, 상기 하우징 베이스의 하부 관통구와 대응되는 위치에 수차 샤프트를 고정시킬 수 있는 샤프트용 관통구가 형성되고, 샤프트용 관통구의 내주면을 따라 하부 베어링 탑재홈이 형성된 하부 베어링 하우징; 수차 샤프트의 지지 및 고정을 위하여 상기 하부 베어링 하우징의 하부 베어링 탑재홈에 탑재된 하부 베어링;하우징 베이스를 지지하는 하우징 지지대; 를 구비한다.
전술한 특징에 따른 소수력 발전용 수차 하우징에 있어서, 상기 하우징 지지대는, 하우징 베이스의 하부면에 안착되도록 구성된 상단 플레이트; 지면과 체결 및 고정되도록 구성된 하단 플레이트; H 형상으로 이루어져 상기 상단 플레이트와 상기 하단 플레이트의 사이에 체결된 H-beam;을 구비하는 것이 바람직하다.
전술한 특징에 따른 소수력 발전용 수차 하우징에 있어서, 상기 상부 베어링은 스러스트 볼 베어링 및 테이퍼 롤러 베어링으로 이루어져, 수차 샤프트를 원활하게 회전시킴과 동시에 지지 및 고정시키는 것이 바람직하다.
전술한 특징에 따른 소수력 발전용 수차 하우징에 있어서, 상기 하부 베어링은 테이퍼 롤러 베어링으로 이루어진 것이 바람직하다.
전술한 특징에 따른 소수력 발전용 수차 하우징에 있어서, 상기 베이스 커버는 상기 하우징 베이스의 개구부에 볼트 체결 방식으로 연결되며, 상기 베이스 커버 및 상기 하우징 베이스의 개구부의 직경은 소수력 발전용 수차의 크기보다 크게 구성되어, 상기 개구부를 통해 소수력 발전용 수차를 삽입하거나 빼낼수 있도록 구성된 것이 바람직하다.
전술한 특징에 따른 소수력 발전용 수차 하우징에 있어서, 제1항에 있어서, 상기 상부 베어링 하우징 및 하부 베어링 하우징은 고무 재질의 베어링 가스켓; 및 베어링 플래이트;를 더 구비하여, 베어링과 샤프트에 걸리는 마찰을 감소시키는 것이 바람직하다.
전술한 특징에 따른 소수력 발전용 수차 하우징에 있어서, 상기 하우징 베이스는 배관의 상부에 상부 기계 장치들의 하중 분산을 위하여 서로 일정 거리 이격된 위치에 형성된 4개의 장치 고정용 플레이트를 더 구비하고, 상기 장치 고정용 플레이트는 수차 하우징의 상부에 체결 및 고정될 기계 장치들을 안정적으로 지지하도록 구성된 것이 바람직하다.
전술한 특징에 따른 소수력 발전용 수차 하우징에 있어서, 상기 상부 베어링 하우징은, 베이스 커버의 상부면에 장착되도록 구성된 상부 베어링 베이스; 및 상기 상부 베어링 베이스의 상부면에 탑재되도록 구성된 상부 베어링 커버;를 구비하고,
상기 상부 베어링 베이스 및 상부 베어링 커버의 중앙에는 수차 샤프트가 통과될 수 있는 샤프트용 관통구가 형성되고, 상기 샤프트용 관통구의 내주면을 따라 상부 베어링을 탑재하기 위한 상부 베어링 탑재홈이 형성된 것이 바람직하다.
전술한 특징에 따른 소수력 발전용 수차 하우징에 있어서, 상기 하부 베어링 하우징은, 하우징 베이스의 하부면에 장착되도록 구성된 하부 베어링 베이스; 및 상기 하부 베어링 베이스의 하부면에 탑재되도록 구성된 하부 베어링 커버;를 구비하고, 상기 하부 베어링 베이스 및 하부 베어링 커버의 중앙에는 수차 샤프트가 통과될 수 있는 샤프트용 관통구가 형성되고, 상기 샤프트용 관통구의 내주면을 따라 하부 베어링을 탑재하기 위한 하부 베어링 탑재홈이 형성된 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 소수력 발전용 수차 하우징은, 하우징 베이스, 베이스 커버, 상부 및 하부 베어링 하우징들을 각각 독립형으로 제작하고, 베이스 커버를 하우징 베이스로부터 분리가능하도록 구성함으로써, 수차 설계 변경이 되더라도 수차 하우징의 변경없이 수차의 교체, 설치, 수리 등이 매우 용이하다.
또한, 본 발명에 따른 소수력 발전용 수차 하우징은 하우징 베이스, 베이스 커버, 상부 및 하부 베어링 하우징들을 각각 독립형으로 제작함으로써, 유지 보수 작업을 매우 쉽게 수행할 수 있으며, 작업성을 최대화시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소수력 발전용 수차 하우징에 수차가 결합된 상태를 전체적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 상기 소수력 발전용 수차 하우징에 대한 정면도이며, 도 3은 상기 소수력 발전용 수차 하우징에 대한 평면도이며, 도 4는 상기 소수력 발전용 수차 하우징에 대한 측면도이며, 도 5는 상기 소수력 발전용 수차 하우징에 대한 저면도이며, 도 6은 도 4의 A-A 방향에 대한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소수력 발전용 수차 하우징에 있어서, 하우징 베이스(10)를 도시한 사시도, 평면도, 정면도, 측면도 및 단면도이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소수력 발전용 수차 하우징에 있어서, 베이스 커버(20)를 도시한 사시도, 평면도, 정면도 및 단면도이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소수력 발전용 수차 하우징에 있어서, 상부 베어링 베이스(31)를 도시한 사시도이다.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소수력 발전용 수차 하우징에 있어서, 상부 베어링 커버(35)를 도시한 사시도 및 단면도이다.
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소수력 발전용 수차 하우징에 있어서, 베어링 가스켓(80)을 도시한 사시도이며, 도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소수력 발전용 수차 하우징에 있어서, 베어링 플레이트(90)를 도시한 사시도이다.
도 13은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소수력 발전용 수차 하우징에 있어서, 하부 베어링 베이스(51)를 도시한 사시도이다.
도 14는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소수력 발전용 수차 하우징에 있어서, 하부 베어링 커버(55)를 도시한 사시도 및 단면도이다.
도 15는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소수력 발전용 수차 하우징에 있어서, 하우징 지지대(70)를 도시한 사시도이다.
본 발명에 따른 소수력 발전용 수차 하우징은, 하우징 베이스, 베이스 커버, 상부 및 하부 베어링 하우징들을 각각 독립형으로 제작하고, 베이스 커버를 하우징 베이스로부터 분리가능하도록 구성함으로써, 수차 설계 변경이 되더라도 수차 하우징의 변경없이 수차의 교체, 설치, 수리 등이 매우 용이하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소수력 발전용 수차 하우징의 구성에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소수력 발전용 수차 하우징에 수차가 결합된 상태를 전체적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 상기 소수력 발전용 수차 하우징에 대한 정면도이며, 도 3은 상기 소수력 발전용 수차 하우징에 대한 평면도이며, 도 4는 상기 소수력 발전용 수차 하우징에 대한 측면도이며, 도 5는 상기 소수력 발전용 수차 하우징에 대한 저면도이며, 도 6은 도 4의 A-A 방향에 대한 단면도이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소수력 발전용 수차 하우징(1)은, 하우징 베이스(10), 베이스 커버(20), 상부 베어링 하우징(30), 상부 베어링(40), 하부 베어링 하우징(50), 하부 베어링(60), 하우징 지지대(70)를 구비한다. 본 발명에 따른 소수력 발전용 수차 하우징(1)은 하우징 베이스(10)의 내부에 소수력 발전용 수차(2)가 배치되고, 상기 소수력 발전용 수차(2)에 연결된 수차 샤프트(3)는 상부 베어링 및 하부 베어링에 의해 하우징 베이스에 회전 가능하도록 고정 및 지지된다. 이하, 본 발명에 따른 소수력 발전용 수차 하우징의 각 구성요소들에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소수력 발전용 수차 하우징에 있어서, 하우징 베이스(10)를 도시한 사시도, 평면도, 정면도, 측면도 및 단면도이다. 도 7을 참조하면, 상기 하우징 베이스(10)의 본체(100)는 양단부가 오픈된 원통형 배관으로 이루어지며, 상부에는 수차 교체 작업을 위한 개구부(102)가 형성되고, 하부에는 하부 베어링 및 수차 샤프트를 고정시키기 위한 하부 관통구(104)가 형성된다.
상기 하우징 베이스는 배관의 상부에 상부 기계 장치들의 하중 분산을 위하여 서로 일정 거리 이격된 위치에 형성된 4개의 장치 고정용 플레이트(106)를 더 구비한다. 상기 장치 고정용 플레이트(106)는 수차 하우징의 상부에 체결 및 고정되어야 하는 기어 박스, 발전기 등과 같은 기계 장치들을 안정적으로 지지하기 위하여 설치된 것으로서, 하우징 베이스의 상부에 서로 이격된 곳에 각각 설치함으로써 기계 장치들의 하중을 분산하도록 하는 것이 바람직하다. 상기 기계 장치들은 상기 장치 고정용 플레이트에 볼트 체결될 수 있다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소수력 발전용 수차 하우징에 있어서, 베이스 커버(20)를 도시한 사시도, 평면도, 정면도 및 단면도이다. 도 8을 참조하면, 상기 베이스 커버(20)의 본체(200)는 상기 하우징 베이스의 개구부를 덮을 수 있도록 구성되며, 중앙에 수차 샤프트를 고정시키기 위한 상부 관통구(202)를 구비한다. 상기 베이스 커버의 본체는 상기 하우징 베이스의 개구부(102)에 장착되며, 하우징 베이스에 볼트 체결하여 고정시키는 것이 바람직하다.
상기 상부 베어링 하우징(30)은 베이스 커버에 고정되는 상부 베어링 베이스(31) 및 상부 베어링 베이스(31)에 체결 및 고정된 상부 베어링 커버(35)를 구비한다.
상기 베이스 커버 및 상기 하우징 베이스의 개구부의 직경은 소수력 발전용 수차의 직경보다 크게 구성되어, 상기 개구부를 통해 소수력 발전용 수차를 삽입하거나 빼낼수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소수력 발전용 수차 하우징에 있어서, 상부 베어링 베이스(31)를 도시한 사시도이다. 도 9를 참조하면, 상기 상부 베어링 베이스(31)의 본체(310)의 제1면은 베이스 커버의 상부면에 밀착 결합되도록 구성되며, 중앙에는 수차 샤프트가 통과될 수 있는 샤프트용 관통구(312)를 구비하고, 상기 본체(310)의 제1면과 대향되는 제2면에는 상부 베어링 커버(35)와 체결될 돌기들(314)을 구비한다.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소수력 발전용 수차 하우징에 있어서, 상부 베어링 커버(35)를 도시한 사시도 및 단면도이다. 도 10을 참조하면, 상기 상부 베어링 커버(35)의 본체(350)는 상기 상부 베어링 베이스의 제2면에 장착되도록 구성되고, 중앙에는 수차 샤프트를 통과될 수 있는 샤프트용 관통구(352)를 구비하고, 샤프트용 관통구(352)의 내주면을 따라 상부 베어링 탑재홈(354)을 구비한다. 또한, 상기 상부 베어링 커버의 본체에는 상기 상부 베어링 베이스의 돌기들(314)이 삽입될 수 있는 돌기 삽입홈들(356)이 돌기들에 대응되는 위치에 형성된 것이 바람직하다.
상기 상부 베어링(40)은 스러스트 볼 베어링(thrust ball bearing; 42) 및 테이퍼 롤러 베어링(Taper rolling bearing; 45)으로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 스러스트 볼 베어링(42)은 상기 상부 베어링 커버의 상부 베어링 탑재홈(354) 에 탑재되어, 수차와 수차 샤프트의 모든 하중을 지지 및 고정하게 되며 수차는 샤프트에 매달려 회전하게 된다. 상기 테이터 롤러 베어링(45)은 수차 샤프트를 지지하게 된다.
한편, 고무 재질의 베어링 가스켓(Bearing gasket; 80)과 베어링 플레이트(Bearing plate; 90)를 상부 베어링 하우징에 조립하여, 상부 베어링 하우징과 베이스 커버의 상부면의 사이에 배치시킴으로써, 수차 샤프트와 베어링에 걸리는 마찰을 감소시켜 수차를 보다 원할하게 회전될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소수력 발전용 수차 하우징에 있어서, 베어링 가스켓(80)을 도시한 사시도이며, 도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소수력 발전용 수차 하우징에 있어서, 베어링 플레이트(90)를 도시한 사시도이다.
상기 하부 베어링 하우징(50)은 하우징 베이스(10)의 하부면에 고정되는 하부 베어링 베이스(51) 및 하부 베어링 베이스(51)에 체결 및 고정된 하부 베어링 커버(55)를 구비한다. 하부 베어링 베이스(51)는 상부 베어링 베이스(31)와 동일한 형상으로 이루어진다. 도 13은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소수력 발전용 수차 하우징에 있어서, 하부 베어링 베이스(51)를 도시한 사시도이다. 도 13을 참조하면, 상기 하부 베어링 베이스(51)의 본체(510)의 제1면은 하우징 베이스의 하부면에 밀착 결합되도록 구성되며, 중앙에는 수차 샤프트가 통과될 수 있는 샤프트용 관통구(512)를 구비하고, 상기 본체(510)의 제1면과 대향되는 제2면에는 하부 베어링 커버(55)와 체결될 돌기들(514)을 구비한다.
도 14는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소수력 발전용 수차 하우징에 있어서, 하부 베어링 커버(55)를 도시한 사시도 및 단면도이다. 도 14를 참조하면, 상기 하부 베어링 커버(55)의 본체(550)는 상기 하부 베어링 베이스의 제2면에 장착되도록 구성되고, 중앙에는 수차 샤프트를 통과될 수 있는 샤프트용 관통구(552)를 구비하고, 샤프트용 관통구(552)의 내주면을 따라 하부 베어링 탑재홈(554)을 구비한다. 또한, 상기 하부 베어링 커버의 본체에는 상기 하부 베어링 베이스의 돌기들(514)이 삽입될 수 있는 돌기 삽입홈들(556)이 돌기들에 대응되는 위치에 형성된 것이 바람직하다.
상기 하부 베어링(60)은 테이퍼 롤러 베어링(Taper roller bearing)으로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 테이터 롤러 베어링은 수차 샤프트를 지지하게 된다.
도 15는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소수력 발전용 수차 하우징에 있어서, 하우징 지지대(70)를 도시한 사시도이다. 도 15를 참조하면, 상기 하우징 지지대(70)는 하우징 베이스의 하부에 배치되어 하우징 베이스를 지지하는 것으로서, 하우징 베이스의 하부면에 안착되도록 구성된 상단 플레이트(700), 지면과 체결 및 고정되도록 구성된 하단 플레이트(702) 및 H 형상으로 이루어져 상기 상단 플레이트와 상기 하단 플레이트의 사이에 체결된 H-beam(704)을 구비한다. 상기 H-beam 에 의해 상기 상단 플레이트는 지면 플레이트의 상부에 안정되게 고정될 수 있게 된다.
이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였으나, 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 그리고, 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 양단부가 오픈된 원통형 배관으로 이루어지며, 배관의 상부에는 수차 교체 작업을 위한 개구부가 형성되고, 배관의 하부에는 수차 샤프트를 고정시키기 위한 하부 관통구가 형성된 하우징 베이스;
    상기 하우징 베이스의 개구부를 덮을 수 있도록 구성되며, 수차 샤프트를 고정시키기 위한 상부 관통구가 중앙에 형성된 베이스 커버;
    본체는 상기 베이스 커버의 상부면에 장착되도록 구성되고, 중앙에는 수차 샤프트를 고정시킬 수 있는 샤프트용 관통구가 형성되고, 샤프트용 관통구의 내주면을 따라 상부 베어링 탑재홈이 형성된 상부 베어링 하우징;
    수차 샤프트의 지지 및 고정을 위하여 상기 상부 베어링 하우징의 상부 베어링 탑재홈에 탑재된 상부 베어링;
    본체는 상기 하우징 베이스의 하부면에 장착되도록 구성되고, 상기 하우징 베이스의 하부 관통구와 대응되는 위치에 수차 샤프트를 고정시킬 수 있는 샤프트용 관통구가 형성되고, 샤프트용 관통구의 내주면을 따라 하부 베어링 탑재홈이 형성된 하부 베어링 하우징;
    수차 샤프트의 지지 및 고정을 위하여 상기 하부 베어링 하우징의 하부 베어링 탑재홈에 탑재된 하부 베어링;
    을 구비하는 소수력 발전용 수차 하우징.
  2. 제1항에 있어서, 상기 소수력 발전용 수차 하우징은 하우징 베이스를 지지하는 하우징 지지대를 더 구비하고,
    상기 하우징 지지대는,
    하우징 베이스의 하부면에 안착되도록 구성된 상단 플레이트;
    지면과 체결 및 고정되도록 구성된 하단 플레이트;
    H 형상으로 이루어져 상기 상단 플레이트와 상기 하단 플레이트의 사이에 체결된 H-beam;
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 소수력 발전용 수차 하우징.
  3. 제1항에 있어서, 상기 상부 베어링은 스러스트 볼 베어링으로 이루어져, 수차 샤프트를 회전시킴과 동시에 지지 및 고정시키는 것을 특징으로 하는 소수력 발전용 수차 하우징.
  4. 제3항에 있어서, 상기 상부 베어링은 테이퍼 롤러 베어링을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 소수력 발전용 수차 하우징.
  5. 제1항에 있어서, 상기 하부 베어링은 테이퍼 롤러 베어링으로 이루어진 것을 특징으로 하는 소수력 발전용 수차 하우징.
  6. 제1항에 있어서, 상기 베이스 커버는 상기 하우징 베이스의 개구부에 볼트 체결 방식으로 연결되며,
    상기 베이스 커버 및 상기 하우징 베이스의 개구부의 직경은 소수력 발전용 수차의 크기보다 크게 구성되어, 상기 개구부를 통해 소수력 발전용 수차를 삽입하거나 빼낼수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 소수력 발전용 수차 하우징.
  7. 제1항에 있어서, 상기 상부 베어링 하우징 및 하부 베어링 하우징은
    고무 재질의 베어링 가스켓; 및
    베어링 플래이트;
    를 더 구비하여, 베어링과 샤프트에 걸리는 마찰을 감소시키는 것을 특징으로 하는 소수력 발전용 수차 하우징.
  8. 제1항에 있어서, 상기 하우징 베이스는 배관의 상부에 상부 기계 장치들의 하중 분산을 위하여 서로 일정 거리 이격된 위치에 형성된 4개의 장치 고정용 플레이트를 더 구비하고,
    상기 장치 고정용 플레이트는 수차 하우징의 상부에 체결 및 고정될 기계 장치들을 안정적으로 지지하기 위한 것을 특징으로 하는 소수력 발전용 수차 하우징.
  9. 제1항에 있어서, 상기 상부 베어링 하우징은,
    베이스 커버의 상부면에 장착되도록 구성된 상부 베어링 베이스; 및
    상기 상부 베어링 베이스의 상부면에 탑재되도록 구성된 상부 베어링 커버;를 구비하고,
    상기 상부 베어링 베이스 및 상부 베어링 커버의 중앙에는 수차 샤프트가 통과될 수 있는 샤프트용 관통구가 형성되고,
    상기 샤프트용 관통구의 내주면을 따라 상부 베어링을 탑재하기 위한 상부 베어링 탑재홈이 형성된 것을 특징으로 하는 소수력 발전용 수차 하우징.
  10. 제1항에 있어서, 상기 하부 베어링 하우징은,
    하우징 베이스의 하부면에 장착되도록 구성된 하부 베어링 베이스; 및
    상기 하부 베어링 베이스의 하부면에 탑재되도록 구성된 하부 베어링 커버;를 구비하고,
    상기 하부 베어링 베이스 및 하부 베어링 커버의 중앙에는 수차 샤프트가 통과될 수 있는 샤프트용 관통구가 형성되고,
    상기 샤프트용 관통구의 내주면을 따라 하부 베어링을 탑재하기 위한 하부 베어링 탑재홈이 형성된 것을 특징으로 하는 소수력 발전용 수차 하우징.
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