KR101730530B1 - Water power generation system - Google Patents

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Abstract

유수의 이용 효율을 높일 수 있는 수차 및 수압관을 이용한 수력발전시스템이 개시된다. 본 발명의 수력발전시스템은, 일정량의 유량이 유입되어 1차로 저장되는 제 1 저수조와, 제 1 저수조의 하부에 지면과 수평방향으로 배치되고 제 1 저수조로부터 일정량의 유량이 유입되어 2차로 저장되며 일정유량을 지속적으로 유지하는 제 2 저수조와, 제 1 저수조의 출구단과 제 2 저수조의 입구단을 연결하는 제 1 수로, 제 2 저수조의 출구단과 하천을 연결하는 제 2 수로, 제 1 수로와 하천을 연결하는 제 3 수로, 제 2 저수조와 제 2 수로 사이에 형성되는 제 4 수로를 포함하는 수로와, 수로에 설치되는 수력발전용 수차와, 수로 상에 설치되어 유량의 유입 및 배출을 조절하는 수문을 포함할 수 있다.A hydroelectric power generation system using an aberration and water pressure pipe capable of increasing the utilization efficiency of water flow is disclosed. The hydraulic power generation system of the present invention comprises a first water tank in which a predetermined amount of flow is introduced and stored in a first order, a second water tank in which a predetermined amount of flow is introduced from a first water tank, A first water channel connecting the outlet end of the first water tank and an inlet end of the second water tank, a second water channel connecting the outlet end of the second water tank and the stream, a first water channel, And a fourth water channel formed between the second water channel and the second water channel; a water turbine provided on the water channel; and a water channel provided on the water channel for controlling the flow of the water It can include hydrological gates.

Description

수력발전시스템{WATER POWER GENERATION SYSTEM}[0001] WATER POWER GENERATION SYSTEM [0002]

본 발명은 수력발전시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유수의 이용 효율을 높일 수 있는 수차 및 수압관을 이용하여 발전 효율을 높일 수 있는 수력발전시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hydraulic power generation system, and more particularly, to a hydraulic power generation system capable of increasing power generation efficiency by using an aberration and a hydraulic pressure pipe that can increase the utilization efficiency of effluent.

일반적인 발전방법으로는 수력을 이용한 수력발전, 화석연료를 이용한 화력발전과, 바람의 풍력을 이용한 풍력발전, 원자력을 이용한 원자력발전 등이 있다.Typical power generation methods include hydroelectric power generation, thermal power generation using fossil fuel, wind power generation using wind power, and nuclear power generation using nuclear power.

그런데, 상술한 발전방법들은 발전설비를 가동시키기 위하여 막대한 자금과 대규모의 발전시설을 필요로 하며, 설치장소에 제약이 따른다. 대규모의 수력발전은 막대한 면적과 환경 및 생태교란이 우려되며, 화력발전은 화석연료로 인한 대기오염 및 지구온난화 등의 문제점이 있다. 특히, 원자력발전은 발전비용은 저렴하나 원자력발전설비에는 막대한 자금과 시간이 소요되며, 더욱 문제되는 것은 원자력발전의 내부고장과 지진 등의 외적요인으로 인한 고정 등은 원자력발전의 큰 문제점이며, 이미 러시아, 일본 등이 대표적인 예이다.However, the above-described power generation methods require enormous amount of money and a large-scale power generating facility to operate the power generation facilities, and there are restrictions on the installation place. Large-scale hydroelectric power generation is concerned about huge area, environmental and ecological disturbance, and thermal power generation has problems such as air pollution caused by fossil fuel and global warming. In particular, nuclear power generation costs are low, but nuclear power generation facilities require enormous amounts of money and time, and even more problematic are nuclear power generation internal failures and fixation due to external factors, such as earthquakes, Russia, and Japan.

따라서, 근래에는 태양발전, 풍력발전과, 조력 및 수력 등의 자연에너지를 이용한 친환경적이면서 영구적으로 에너지원을 활용할 수 있는 발전방법들이 개발되어 적용되고 있다. Accordingly, in recent years, power generation methods that can utilize energy sources using environmentally friendly and permanent energy using natural energy such as solar power, wind power, tidal power and hydro power have been developed and applied.

그러나, 태양에너지 또는 풍력에너지를 전기에너지로 변환하여 전력 축전지 등에 저장하는 방식의 전력 생산방식은 날씨와 환경에 상당한 제약을 받게 된다. 그리고, 조력발전은 조수간만의 차가 심한 지역에 설치해야 전력을 생산할 수 있으므로 지역적으로 한정된 장소에만 적용할 수 밖에 없어 설치장소에 제약이 따른다. 또한, 수력발전의 경우에는 방대한 양의 물이 저류되는 댐을 필요로 하므로 이 역시 한정된 장소에만 적용할 수 밖에 없어 설치장소에 제약이 따른다. 아울러, 종래 수력발전의 경우 높은 위치에 있는 물의 낙차를 이용하여 터빈을 회전시켜 전기를 생산하는 방식이므로 댐과 같은 저수시설과 댐 아래쪽에 설치되는 발전설비 및 댐 상류의 수몰지구 등의 생태파괴 등 문제점이 많다.However, the power generation method of converting solar energy or wind energy into electric energy and storing it in a power storage battery is severely limited by weather and environment. In addition, tidal power generation can only be installed in a region where the difference between the tides is high, so that it can only be applied to a limited area. In addition, in the case of hydroelectric power generation, a dam in which a large amount of water is stored is required, so that it is also limited to a limited area, which restricts the installation site. In addition, in the case of hydroelectric power generation in the past, since it is a method of generating electricity by rotating the turbine by using a water drop at a high position, it is necessary to use a water storage facility such as a dam, an electricity generation facility installed below the dam, and an ecological destruction There are a lot of problems.

따라서, 근래에는 작은 유수에 의하여 전기를 생산할 수 있는 구조의 소수력발전에 대한 연구 및 개발이 활발하게 진행되고 있다. 이러한 소수력발전은 저수지 및 작은 규모의 하천 등에 설치가 가능하며 대규모 토목 공사를 수반하지 않고도 설치가 용이하므로 경제성과 환경요인 문제를 모두 해결할 수 있다.Therefore, in recent years, research and development on small hydroelectric power generation with a structure capable of producing electricity by small oil well have been actively carried out. These small hydroelectric power plants can be installed in reservoirs and small-scale rivers and can be installed easily without involving large-scale civil works, thus solving both economical and environmental problems.

그러나, 종래의 소수력발전을 구성함에 있어서 완만한 수로와 단순히 수차본체 외주에 날개를 형성한 구조의 수차를 이용하고 있기 때문에 이러한 수로 및 수차를 이용한 발전방식은 유수의 이용효율이 낮아 발전 효율이 저하되는 문제점이 있다.However, in the conventional small-scale hydroelectric power generation system, the aberration of a structure that is formed by a gentle water channel and a wing formed on the outer periphery of the aquarium body is used. Therefore, the power generation system using such water channel and aberration has low utilization efficiency, .

대한민국 공개특허공보 제10-1984-0003739호(1984.09.15. 공개)Korean Patent Publication No. 10-1984-0003739 (published September 15, 1984) 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0055354호(2011.05.25. 공개)Korean Patent Publication No. 10-2011-0055354 (published May 25, 2011)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 수차날개의 내부에서 회전에 의한 유수의 이용 효율을 높임으로써 수차의 회전력을 증대시킬 수 있는 수차와, 수압관의 수압을 이용하여 유량의 유속을 증가시켜 수차를 회전시킬 수 있는 수압관을 이용하여 적은 유량으로도 발전 효율을 높일 수 있는 수력발전시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a water turbine which is capable of increasing the use efficiency of water by rotation in the aberration wing and increasing the flow rate of the water flow by using the hydraulic pressure of the hydraulic pipe, The present invention also provides a hydraulic power generation system that can increase the power generation efficiency even at a small flow rate by using a hydraulic pipe that can be provided.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 수력발전시스템은, 일정량의 유량이 유입되어 1차로 저장되는 제 1 저수조; 상기 제 1 저수조의 하부에 지면과 수평방향으로 배치되고, 상기 제 1 저수조로부터 일정량의 유량이 유입되어 2차로 저장되며, 일정유량을 지속적으로 유지하는 제 2 저수조; 상기 제 1 저수조의 출구단과 상기 제 2 저수조의 입구단을 연결하는 제 1 수로, 상기 제 2 저수조의 출구단과 하천을 연결하는 제 2 수로, 상기 제 1 수로와 하천을 연결하는 제 3 수로, 상기 제 2 저수조와 상기 제 2 수로 사이에 형성되는 제 4 수로를 포함하는 수로; 상기 수로에 설치되는 수력발전용 수차; 및 상기 수로 상에 설치되어 유량의 유입 및 배출을 조절하는 수문;을 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a hydro-power generation system including: a first water tank in which a predetermined amount of flow is introduced and stored in a first order; A second water reservoir disposed below the first water reservoir in a horizontal direction with respect to the ground, the second water reservoir storing a predetermined amount of flow from the first water reservoir and stored in a second order, and constantly maintaining a constant flow rate; A first water channel connecting the outlet end of the first water tank and an inlet end of the second water tank, a second water channel connecting the outlet end of the second water tank and the stream, a third water channel connecting the first water channel and the river, A water channel including a fourth water channel formed between the second water tank and the second water channel; A water turbine installed in the water channel; And a water gate provided on the water channel to control the inflow and outflow of the flow rate.

또한, 상기 수차는 상기 제 4 수로에 적어도 하나 이상 설치될 수 있다.In addition, at least one or more aberrations may be installed in the fourth water channel.

또한, 상기 수차는, 수력발전기와 연결되는 회전축; 상기 회전축이 고정되는 수차본체; 및 상기 회전축을 중심으로 상기 수차본체의 외주면을 따라 방사형으로 다수 개가 설치되고, 상기 수차본체의 회전방향과 일치되는 원호 형상의 회전 곡면을 가지며, 유수가 내부로 유입되어 상기 회전 곡면을 따라 회전하면서 유속이 증가하여 상기 수차본체에 회전력을 제공하는 수차날개;를 포함할 수 있다.Further, the aberration may include a rotation axis connected to the hydrostatic generator; An aberration body to which the rotation shaft is fixed; And a plurality of radially extending radial-shaped outer peripheral surfaces of the aberration main body about the rotation axis, and having an arc-shaped rotation curved surface coinciding with a rotation direction of the aberration main body, And an aberration blade that increases the flow velocity to provide a rotational force to the aberration body.

또한, 상기 수차날개는, 사각형상의 판재가 원호 형상의 곡면으로 형성되고, 유수유입구를 통해 유입되는 유수가 부딪힌 후 수차날개의 내부로 향하도록 유수의 유입을 가이드 하는 유수유입부; 및 상기 유수유입부의 후단에 일체형으로 연장 형성되고, 사각형상의 판재가 상기 유수유입부의 곡률 보다 큰 곡률을 갖는 회전 곡면으로 형성되며, 상기 유수유입부를 통해 내부로 유입된 유수를 상기 회전 곡면을 따라 회전시켜 유속을 증가시키는 유속증가부;를 포함할 수 있다.The aberration wing may include a water inflow portion formed in a rectangular curved surface in a rectangular plate shape and guiding the inflow of the inflow water to the inside of the aberration wing after the inflow water flows through the inflow inflow port, And a rectangular plate member is formed of a rotationally curved surface having a curvature larger than a curvature of the water inlet portion, and the water flowed into the body through the water inlet portion is rotated along the rotationally curved surface And a flow rate increasing part for increasing the flow rate.

또한, 상기 유속증가부의 단부가 상기 유수유입부의 단부 안쪽을 향하도록 형성되어 상기 유속증가부에서 회전에 의해 유속이 증가된 유수가 상기 유수유입부를 향해 충돌하도록 하여 유수에 의한 회전력을 증가시킬 수 있다.In addition, the end of the flow rate increasing portion is formed to face the inside of the end portion of the flow-through inlet portion, so that the flow rate of the flow-increased water in the flow rate increasing portion collides against the flow-in inlet portion to increase the rotational force by the flow- .

또한, 상기 수차날개는, 상기 유수유입부 및 상기 유속증가부의 양측면에 판재 형상으로 부착되어 상기 수차날개의 양측면을 밀봉하는 측면밀봉부를 더 포함할 수 있다.The aberration wing may further include a side sealing portion which is attached to both side surfaces of the water flow inflow portion and the flow rate increasing portion in a plate shape to seal both side surfaces of the aberration blades.

또한, 상기 수차는, 상기 회전축에 설치되며, 상기 회전축이 회전할 때 상기 회전축에 관성력을 발생시켜 유속의 변화로 인한 수차의 회전력을 일정하게 유지시키는 플라이휠을 더 포함할 수 있다.The aberration may further include a flywheel provided on the rotating shaft and generating an inertial force on the rotating shaft when the rotating shaft rotates, thereby maintaining a constant aberration rotational force due to a change in the flow velocity.

또한, 상기 수차는, 유속 유량과 수로의 깊이에 따라 수차의 높낮이를 조절할 수 있는 수차높이조절부를 더 포함하며, 상기 수차높이조절부는, 지면에 수직으로 직립되게 설치되는 하부지지대; 상기 하부지지대의 상단에 길이방향으로 삽입되어 상하로 슬라이딩 이동 가능하게 설치되고, 상단부가 상기 회전축을 지지하는 상부지지대; 및 상기 하부지지대에 체결되며, 상기 상부지지대의 상하 이동 높이 조절 후 위치를 고정하는 고정볼트;를 포함할 수 있다.Further, the aberration further includes an aberration height adjuster capable of adjusting the height of the aberration according to the flow rate of the flow velocity and the depth of the waterway, and the aberration height adjuster includes: a lower support vertically installed upright on the ground; An upper support installed on the upper end of the lower support so as to be slidable upward and downward, the upper end supporting the rotary shaft; And a fixing bolt fastened to the lower support and fixing the position of the upper support after adjusting the height of the up and down movement.

또한, 상기 수차가 다수 개일 경우 각각의 수차 회전축을 지지대로 서로 연결하여 지지하되, 상기 지지대는 다수 개의 수차가 배열되는 방향으로 길이 조절이 가능하다.In addition, when the number of the aberrations is plural, each aberration rotation axis is connected to and supported by the support member, and the support member is adjustable in the direction in which a plurality of aberrations are arranged.

또한, 상기 수력발전시스템은, 상기 제 4 수로에 설치되고 상기 제 2 저주조로부터 유량이 유입되며 유량이 유속증가노즐을 통과하면서 발생하는 수로관 내의 수압을 이용하여 유량의 유속을 증가시키는 수압관을 더 포함할 수 있다.The hydraulic power generation system may further include a hydraulic pipe installed in the fourth water channel and flowing in from the second hydraulic tank and increasing the flow rate of the flow rate by using the water pressure in the water pipe generated when the flow rate passes through the flow rate increasing nozzle .

또한, 상기 수압관에 상기 수차가 적어도 하나 이상 설치되고, 상기 수차는 상기 수압관 내 유량의 유속에 의해 회전할 수 있다.In addition, at least one or more aberrations may be provided in the hydraulic pipe, and the aberration may be rotated by the flow rate of the flow rate in the hydraulic pipe.

또한, 상기 수압관은, 상면이 개방된 관 형상으로 형성되어 유수가 내부에서 이동하도록 수로를 형성하며, 상기 수차가 설치되는 수로관; 상기 수차보다 상부에 위치하도록 상기 수로관에 설치되며, 상기 수로관 내의 수압을 이용하여 유량의 유속을 증가시키는 유속증가노즐; 및 상기 유속증가노즐이 설치된 상기 수로관 내의 수압을 일정하게 유지할 수 있도록 상기 수로관의 상면을 밀봉되게 덮는 수로밀봉덮개;를 포함할 수 있다.Also, the hydraulic pipe may be formed in a pipe shape having an opened upper surface, forming a water channel so that the water flows inside, and the water pipe is provided with the aberration; A flow rate increasing nozzle installed in the water pipe to be located above the aberration and increasing the flow rate of the flow rate by using the water pressure in the water pipe; And a water channel sealing cover sealingly covering an upper surface of the water pipe to maintain a constant water pressure in the water pipe provided with the flow rate increasing nozzle.

또한, 상기 수압관은, 상기 수로관에 설치된 제 1 수차보다 상부에 위치하도록 설치되며, 수압을 이용하여 유량을 분사시켜 상기 제 1 수차를 회전시키도록 유속을 증가시키는 제 1 수압관; 및 상기 제 1 수차보다 하부에 위치하고 제 2 수차보다 상부에 위치하도록 설치되며, 수압을 이용하여 유량을 분사시켜 상기 제 2 수차를 회전시키는 제 2 수압관;을 포함할 수 있다.The hydraulic pipe may include a first hydraulic pipe installed to be positioned above the first aberration installed in the water pipe and increasing a flow rate by rotating the first aberration by injecting a flow rate using a hydraulic pressure; And a second water pressure pipe disposed below the first aberration and positioned above the second aberration and injecting a flow rate using a water pressure to rotate the second aberration.

또한, 상기 유속증가노즐은, 상기 제 1 수압관의 내부에 설치되며, 상기 제 1 수차를 회전시키도록 상기 제 1 수압관 내 유량의 유속을 증가시키는 제 1 유속증가노즐; 및 상기 제 2 수압관의 내부에 설치되며, 상기 제 2 수차를 회전시키도록 상기 제 2 수압관 내 유량의 유속을 증가시키는 제 2 유속증가노즐;을 포함할 수 있다.The flow rate increasing nozzle may include a first flow rate increasing nozzle disposed inside the first pressure pipe and increasing a flow rate of the flow rate in the first pressure pipe to rotate the first aberration; And a second flow rate increasing nozzle installed inside the second pressure pipe to increase the flow rate of the flow rate in the second pressure pipe to rotate the second aberration.

또한, 상기 유속증가노즐은, 유수방향으로 중앙 노즐 분사구가 점차적으로 작아지도록 형성되고 상기 중앙 노즐 분사구의 출구로 갈수록 유량의 단면적이 점차적으로 작아져 수압이 커짐에 따라 노즐 입구의 유속보다 노즐 출구의 유속이 증가하여 상기 수차를 회전시키는 메인분사노즐; 및 상기 메인분사노즐의 중앙 노즐 분사구 양측에 측면 노즐 분사구가 유수방향으로 점차적으로 커지도록 각각 형성되어 수압관 내 유량을 일정하게 유지시키는 보조분사노즐;을 포함할 수 있다.In addition, the flow rate increasing nozzle is formed such that the center nozzle jetting port gradually decreases in the water flow direction, and the sectional area of the flow rate gradually decreases toward the outlet of the central nozzle jetting port. As the water pressure increases, A main injection nozzle for increasing the flow velocity to rotate the aberration; And auxiliary jet nozzles formed on both sides of the central nozzle jetting port of the main jetting nozzle so as to gradually increase the side nozzle jetting ports in the water flow direction to maintain a constant flow rate in the pressure receiving pipe.

또한, 상기 유속증가노즐은, 상기 수압관 내 유량의 많고 적음에 따라 상하 유속을 증가시켜 상기 수차를 회전시킬 수 있도록 상하 이단 노즐 형태로 일체로 형성될 수 있다.The flow rate increasing nozzle may be integrally formed in the form of upper and lower end nozzles so as to increase the vertical flow velocity and increase the vertical flow rate as the flow rate in the pressure pipe is increased or decreased.

또한, 상기 수압관은, 상기 수로관의 내부 저면에 삽입되어 상기 수로관의 길이방향으로 설치되며, 상기 수압관의 유량을 일정하게 조절하는 유량조절관을 더 포함하되, 상기 유량조절관은 하면이 개방된 관 형태로 이루어지고 상기 유량조절관의 하면과 상기 수로관의 저면 사이의 공간으로 유량이 흐를 수 있도록 유로가 형성되며, 상기 유속증가노즐보다 상부에 유량유입구가 형성되고 상기 유속증가노즐보다 하부에 유량배출구가 형성되며, 상기 수압관에 과다 유량 유입 시 또는 유량 역류 시 유량이 상기 유속증가노즐의 상부에 위치한 상기 유량유입구를 통해 상기 유량조절관의 내부로 유입되어 상기 유량조절관과 상기 수로관 사이의 유로를 거친 후 상기 유속증가노즐의 하부에 위치한 상기 유량배출구를 통해 상기 수압관 내로 배출되도록 하여 유량 역류로 인해 상기 수압관의 유량이 넘치는 것을 방지하고 상기 수압관의 유량을 일정하게 조절할 수 있다.The water pressure pipe may further include a flow rate adjusting pipe inserted into an inner bottom surface of the water pipe to be installed in a longitudinal direction of the water pipe to adjust a flow rate of the water pressure pipe, Wherein a flow inlet is formed above the flow rate increasing nozzle and a flow rate lower than the flow rate increasing nozzle is formed on the lower side of the flow rate increasing nozzle, Wherein the flow rate of the flow rate of the refrigerant is greater than the flow rate of the flow rate of the refrigerant flowing into the flow rate control tube through the flow rate inlet, Through the flow path of the flow rate increasing nozzle and then discharged through the flow rate discharge port located in the lower portion of the flow rate increasing nozzle into the pressure receiving pipe Due to the non-return flow rate than the full flow rate of the hydraulic tube it can be adjusted to a constant flow rate of the water pressure pipe.

또한, 상기 유량유입구와 상기 유량배출구에는 유수방향의 반대측 단부에 상향으로 경사지게 캡이 설치되어, 평상시에는 유량의 유속으로 인해 상기 유량유입구와 상기 유량배출구로 유량이 유입되지 않도록 할 수 있다.In addition, the flow inlet and the flow outlet are each provided with an upwardly inclined cap at the opposite end in the flow direction, so that the flow rate can be prevented from flowing into the flow inlet and the flow outlet due to the flow rate of the flow.

또한, 상기 수문은, 상기 제 1 저수조의 출구단과 연결되는 상기 제 1 수로의 상단부에 설치되며, 상기 제 1 저수조로부터 일정량의 유량을 상기 제 1 수로로 유입시키는 제 1 수문; 상기 제 2 저수조의 입구단과 연결되는 상기 제 1 수로의 하단부에 설치되며, 상기 제 1 수로를 통해 유입되는 유량을 상기 제 2 저수조로 유입시키며, 상기 제 2 저수조에 유입되는 유량을 일정하게 유지시키는 제 2 수문; 상기 제 2 저수조의 출구단과 연결되는 상기 제 2 수로의 상단부에 설치되며, 상기 제 2 저수조의 유량을 일정하게 방출하여 상기 제 2 저수조의 유량을 일정하게 유지시키는 제 3 수문; 상기 제 1 수로와 연결되는 상기 제 3 수로의 입구단에 설치되며, 상기 제 1 수로로 유량이 과다 유입 시 상기 제 3 수로를 통해 유량을 외부로 방출시켜 상기 제 2 저수조의 유량을 일정하게 유지시키는 제 4 수문; 및 상기 제 2 저수조와 연결되는 상기 제 4 수로의 입구단에 설치되며, 상기 제 2 저수조의 유량을 일정하게 방출하여 상기 제 4 수로에 설치된 상기 수압관으로 유입되는 유량을 일정하게 유지시키는 제 5 수문;을 포함할 수 있다.The water gate may include a first water gate installed at an upper end of the first water channel connected to an outlet end of the first water tank and introducing a predetermined amount of flow from the first water tank into the first water channel; And a flow rate control unit that is installed at a lower end of the first water channel connected to the inlet end of the second water reservoir and flows the flow rate introduced through the first water channel into the second water reservoir, A second water gate; A third sideway installed at an upper end of the second water channel connected to the outlet end of the second water reservoir and discharging the flow rate of the second water reservoir constantly to maintain the flow rate of the second water reservoir constant; Wherein the first water channel is provided at an inlet end of the third water channel connected to the first water channel and the flow rate is discharged to the outside through the third water channel when the flow rate is excessively introduced into the first water channel, The fourth hydrological gate; And a fourth water channel provided at an inlet end of the fourth water channel connected to the second water tank and configured to discharge the flow rate of the second water tank uniformly to maintain a flow rate of the water flowing into the hydraulic pipe installed in the fourth water channel, Hydrology.

본 발명의 수력발전시스템은 다음과 같은 효과가 있다.The hydraulic power generation system of the present invention has the following effects.

첫째, 본 발명은 수차날개의 내부로 유입되는 유수가 유속증가부의 회전 곡면을 따라 지속적인 회전을 하면서 유속이 증가하여 유수의 이용 효율을 높임으로써, 수차의 회전력을 증대시킬 수 있다.First, according to the present invention, the flow of water flowing into the aberration wing continuously rotates along the rotational curved surface of the flow rate increasing portion, and the flow rate is increased to increase the utilization efficiency of the flowing water, thereby increasing the rotational force of the aberration.

둘째, 본 발명은 다수 개의 수차가 설치되는 수로에 수압관을 설치하고, 수압관에서 수압을 이용하여 유량의 유속을 증가시킴으로써, 적은 유량으로도 수차를 회전시킬 수 있다.Second, according to the present invention, a hydraulic tube is installed in a water channel in which a plurality of aberrations are installed, and an aberration can be rotated even at a small flow rate by increasing the flow rate of the flow rate by using a water pressure in the water pressure tube.

셋째, 본 발명은 개선된 수로, 수차 및 수압관을 이용하여 수력발전의 효율을 높일 수 있다.Third, the present invention can improve the efficiency of hydroelectric power generation by using improved waterways, aberrations, and hydraulic pipes.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수력발전시스템의 개략도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수력발전용 수차의 사시도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수력발전용 수차의 분해사시도.
도 4는 도 2의A-A 선에 따른 단면도.
도 5는 도 3에 나타낸 수차날개의 사시도.
도 6은 도 5의 B-B 선에 따른 단면도.
도 7은 수차날개의 작동상태를 나타낸 상태도.
도 8은 수차의 높낮이를 조절하는 상태를 도시한 상태도.
도 9는 다수 개의 수차를 벨트를 이용하여 연결한 상태를 도시한 상태도.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수력발전용 수압관의 사시도.
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수력발전용 수압관의 분해사시도.
도 12는 도 10의 C-C 선에 따른 단면도.
도 13은 도 11에 나타낸 유속증가노즐의 사시도.
도 14는 도 13의 평면도.
도 15는 도 13의 정면도.
도 16은 유속증가노즐의 작동상태를 나타낸 상태도.
도 17은 도 11에 나타낸 유량조절관의 사시도.
도 18은 도 17의 D-D 선에 따른 단면도.
도 19는 유량조절관의 작동상태를 나타낸 상태도.
도 20은 수압관에 수차가 설치된 상태를 나타낸 사시도.1 is a schematic diagram of a hydroelectric power generation system according to a preferred embodiment of the present invention;
2 is a perspective view of a water turbine for hydroelectric power generation according to a preferred embodiment of the present invention.
3 is an exploded perspective view of a water turbine for hydroelectric generation according to a preferred embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view taken along line AA of Fig.
5 is a perspective view of the aberration wing shown in Fig. 3;
6 is a cross-sectional view taken along line BB in Fig.
7 is a state diagram showing an operating state of an aberration wing.
8 is a state diagram showing a state of adjusting the height of the aberration;
Fig. 9 is a state diagram showing a state in which a plurality of aberrations are connected using a belt. Fig.
10 is a perspective view of a hydraulic pipe for hydroelectric power generation according to a preferred embodiment of the present invention.
11 is an exploded perspective view of a hydraulic pipe for hydroelectric power generation according to a preferred embodiment of the present invention.
12 is a sectional view taken along the line CC in Fig.
13 is a perspective view of the flow rate increasing nozzle shown in Fig.
Fig. 14 is a plan view of Fig. 13; Fig.
Fig. 15 is a front view of Fig. 13; Fig.
16 is a state diagram showing an operating state of the flow rate increasing nozzle;
17 is a perspective view of the flow rate control tube shown in Fig.
18 is a cross-sectional view taken along line DD of Fig.
19 is a state diagram showing an operating state of the flow rate control tube;
20 is a perspective view showing a state in which a water turbine is installed in the hydraulic pipe;

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 참고로 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail to avoid unnecessarily obscuring the subject matter of the present invention.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수력발전시스템의 개략도이다. 1 is a schematic view of a hydroelectric power generation system according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수력발전시스템은 제 1 저수조(110), 제 2 저수조(120), 수압관(200), 수차(300), 수로(400) 및 수문(500)을 포함할 수 있다.1, a hydroelectric power generation system according to a preferred embodiment of the present invention includes a first water tank 110, a second water tank 120, a water pipe 200, a water turbine 300, a water channel 400, And may include a water gate 500.

제 1 저수조(110)는 하천(1)과 연결되어 일정량의 유량이 유입되어 1차로 저장된다.The first water tank 110 is connected to the river 1, and a predetermined amount of the water is introduced into the first water tank 110 and stored therein.

제 2 저수조(120)는 제 1 저수조(110)의 하부에 일정거리 이격되어 지면과 수평방향으로 배치된다. 제 2 저수조(120)는 후술할 제 1 수로(410)를 통해 제 1 저수조(110)로부터 일정량의 유량이 유입되어 2차로 저장된다. 또한, 제 2 저수조(120)는 일정유량을 지속적으로 유지하며, 후술할 수압관(200)에 유량을 일정하게 방출시킨다.The second water tank 120 is spaced a predetermined distance from the bottom of the first water tank 110 and disposed horizontally to the ground. The second water tank 120 receives a predetermined amount of flow from the first water tank 110 through a first water channel 410 to be described later and is stored as a second order. In addition, the second water tank 120 maintains a constant flow rate and discharges the flow rate to the hydraulic pipe 200 to be described later.

수압관(200)은 제 2 저수로(120)의 하부에 연결되어 경사지게 형성되는 후술할 제 4 수로(440)에 설치된다. 수압관(200)은 수로의 길이에 따라 다수 개를 설치하여 발전 효율을 높일 수 있다. 수압관(200)은 제 2 저주조(120)로부터 일정량의 유량이 유입되며, 수압을 이용하여 유량의 유속을 증가시켜 후술할 수차(300)를 회전시킨다. 수압관(200)은 도 10 내지 도 20을 참조하여 설명할 때 상세히 후술한다.The hydraulic pipe 200 is installed on a fourth water channel 440, which will be described later, which is connected to a lower portion of the second water channel 120 and is formed to be inclined. The number of the hydraulic pipes 200 may be increased according to the length of the water channel, thereby increasing the power generation efficiency. The hydraulic pipe 200 is supplied with a predetermined amount of flow rate from the second damper 120 and increases the flow rate of the flow rate by using the water pressure to rotate the aberration 300 to be described later. The hydraulic pipe 200 will be described later in detail with reference to Figs. 10 to 20.

수차(300)는 수압관(200)에 설치되어 수압관(200) 내 유량의 유속에 의해 회전한다. 수차(300)는 수압관(200)이 설치되는 수로의 길이에 따라 다수 개 설치하여 발전 효율을 높일 수 있다. 수차는 도 2 내지 도 9를 참조하여 설명할 때 상세히 후술한다.The aberration 300 is provided in the water pressure pipe 200 and is rotated by the flow velocity of the water in the water pressure pipe 200. A plurality of water turbines 300 may be installed depending on the length of the water channel in which the water pressure pipe 200 is installed, thereby improving the power generation efficiency. The aberration will be described later in detail with reference to Figs. 2 to 9.

수로(400)는 제 1 내지 제 4 수로(410, 420, 430, 440)를 포함할 수 있다. 제 1 수로(410)는 제 1 저수조(110)의 출구단과 제 2 저수조(120)의 입구단을 연결하도록 경사지게 형성된다. 제 2 수로(420)는 제 2 저수조(120)의 출구단과 하천(1)을 연결하도록 형성되고, 하부수로(421)의 중간부분에 제 4 수로(440)의 출구단이 연결된다. 제 3 수로(430)는 장마나 폭우 등으로 제 1 수로(410)로 유량이 과다 유입 시 이를 외부로 방출하기 위하여 제 1 수로(410)와 하천(1)을 연결하도록 형성된다. 제 4 수로(440)는 제 2 저수조(120)의 하부와 제 2 수로(420)의 하부수로(421) 사이에 경사지게 형성되고, 제 4 수로(440)의 내부에 수로의 길이방향을 따라 수압관(200)이 설치된다.The water channel 400 may include first to fourth water channels 410, 420, 430, and 440. The first water channel 410 is formed to be inclined so as to connect the outlet end of the first water tank 110 to the inlet end of the second water tank 120. The second water channel 420 is formed to connect the outlet end of the second water tank 120 and the stream 1 and the outlet end of the fourth water channel 440 is connected to the middle portion of the lower water channel 421. The third water channel 430 is formed to connect the first water channel 410 and the river 1 in order to discharge the first water channel 410 into the first water channel 410 due to a rainy season or a heavy rain. The fourth water channel 440 is inclined between the lower portion of the second water tank 120 and the lower water channel 421 of the second water channel 420 and is formed inside the fourth water channel 440 along the longitudinal direction of the water channel A hydraulic pipe 200 is installed.

수문(500)은 수로 상에 설치되어 유량의 유입 및 배출을 조절한다. 수문(500)은 제 1 내지 제 5 수문(510, 520, 530, 540, 550)을 포함할 수 있다. 제 1 수문(510)은 제 1 저수조(110)의 출구단과 연결되는 제 1 수로(410)의 상단부에 설치되어 제 1 저수조(110)로부터 일정량의 유량을 제 1 저수로(110)로 유입시키는 역할을 한다. 제 2 수문(520)은 제 2 저수조(120)의 입구단과 연결되는 제 1 수로(410)의 하단부에 설치되어 제 1 수로(410)를 통해 유입되는 유량을 제 2 저수조(120)로 유입시키면서 제 2 저수조(120)에 유입되는 유량을 일정하게 유지시키는 역할을 한다. 제 3 수문(530)은 제 2 저수조(120)의 출구단과 연결되는 제 2 수로(420)의 상단부에 설치되어 제 2 저수조(120)의 유량을 일정하게 방출하여 제 2 저수조(120)의 유량을 일정하게 유지시키는 역할을 한다. 제 4 수문(540)은 제 1 수로(410)와 연결되는 제 3 수로(430)의 입구단에 설치되어 장마나 폭우 등으로 제 1 수문(510)을 통해 제 1 수로(410)로 유량이 과다 유입 시 제 3 수로(430)를 통해 유량을 외부로 방출시켜 제 2 저수조(120)의 유량을 일정하게 유지시키는 역할을 한다. 제 5 수문(550)은 제 2 저수조(120)와 연결되는 제 4 수로(440)의 입구단에 설치되어 제 2 저수조(120)의 유량을 일정하게 방출하여 제 4 수로(440)에 설치된 수압관(200)으로 유입되는 유량을 일정하게 유지시키는 역할을 한다.The water gates (500) are installed on the waterway to regulate the inflow and outflow of the flow rate. The water gates 500 may include first to fifth water gates 510, 520, 530, 540, 550. The first water gate 510 is installed at the upper end of the first water channel 410 connected to the outlet end of the first water reservoir 110 to allow a flow amount of the predetermined amount from the first water reservoir 110 to flow into the first water reservoir 110 . The second water gate 520 is installed at a lower end portion of the first water channel 410 connected to the inlet end of the second water tank 120 so that the flow rate introduced through the first water channel 410 is introduced into the second water tank 120 And maintains a constant flow rate to the second water tank 120. The third water gate 530 is installed at the upper end of the second water channel 420 connected to the outlet end of the second water tank 120 to constantly discharge the flow rate of the second water tank 120, To be constant. The fourth water gate 540 is installed at the inlet end of the third water channel 430 connected to the first water channel 410 so that the flow rate to the first water channel 410 through the first water gate 510 by rainy season, And discharges the flow amount to the outside through the third water channel 430 to maintain the flow rate of the second water tank 120 constant. The fifth water gate 550 is installed at an inlet end of the fourth water channel 440 connected to the second water tank 120 and discharges the flow rate of the second water tank 120 to a constant pressure, And maintains a constant flow rate into the tube 200.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 수력발전시스템의 작동을 설명하면, 제 1 수문(510)을 개방하면 제 1 저수조(110)에서 일정량의 유량이 제 1 수로(410)로 방출되고 제 1 수로(410)를 거쳐 제 2 수문(520) 개방을 통해 제 2 저수조(120)에 유입된다. 이때, 제 2 수문(520)을 조절하여 제 2 저수조(120)에 유입되는 유량을 일정하게 유지시키고, 제 3 수문(530)을 조절하여 제 2 저수조(120)의 유량을 일정하게 방출함으로써, 제 2 저수조(120)의 유량을 항상 일정하게 유지하게 된다. When the first water gate 510 is opened, a certain amount of flow is discharged from the first water tank 110 to the first water channel 410 and the first water channel 410 is discharged through the first water channel 410. [ 410 to the second water storage tank 120 through the opening of the second water storage 520. At this time, the second water gate 520 is controlled to keep the flow rate flowing into the second water tank 120 constant, and the third water gate 530 is adjusted to discharge the flow rate of the second water tank 120 constantly, The flow rate of the second water tank 120 is always kept constant.

또한, 장마나 폭우 등으로 제 1 수문(510)을 통해 제 1 수로(410)로 유량이 과다 유입 시 제 4 수문(540)을 조절하여 제 3 수로(430)를 통해 유량을 외부로 방출시킴으로써, 제 2 저수조(120)의 유량을 일정하게 유지하게 된다.In addition, when the flow rate is excessively introduced into the first water channel 410 through the first water gate 510 due to a rainy season or heavy rain, the fourth water gate 540 is adjusted to discharge the flow rate to the outside through the third water channel 430 , The flow rate of the second water tank 120 is kept constant.

그리고, 제 5 수문(550)을 개방하면 제 2 저수조(120)로부터 수압관(200)으로 유량을 일정하게 방출된다. 수압관(200)에서는 수압을 이용하여 유량의 유속을 증가시켜 수차를 회전시킴으로써 적은 유량으로도 발전을 할 수 있다.When the fifth water gate 550 is opened, the flow rate is constantly discharged from the second water tank 120 to the water pressure pipe 200. In the hydraulic pipe 200, the flow rate of the flow rate is increased by using the hydraulic pressure, and the aberration is rotated, so that the flow rate can be reduced even at a small flow rate.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수력발전용 수차의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수력발전용 수차의 분해사시도이고, 도 4는 도 2의A-A 선에 따른 단면도이고, 도 5는 도 3에 나타낸 수차날개의 사시도이고, 도 6은 도 5의 B-B 선에 따른 단면도이며, 도 7은 수차날개의 작동상태를 나타낸 상태도이다.FIG. 2 is a perspective view of a water turbine for hydroelectric power generation according to a preferred embodiment of the present invention, FIG. 3 is an exploded perspective view of a hydroelectric turbine according to a preferred embodiment of the present invention, FIG. 4 is a cross- Fig. 5 is a perspective view of the aberration wing shown in Fig. 3, Fig. 6 is a sectional view taken along line BB in Fig. 5, and Fig. 7 is a state diagram showing an operating state of the aberration wing.

도 2 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수력발전용 수차(300)는 회전축(310), 수차본체(320) 및 수차날개(330)를 포함할 수 있다.2 to 7, the hydraulic turbine 300 according to the preferred embodiment of the present invention may include a rotary shaft 310, an aberration body 320, and aberration blades 330.

회전축(310)은 후술할 수차본체(320)의 수차몸체(321)와 고정판(323)을 관통하여 고정된다. 회전축(310)은 발전기(10, 도 9 참조)의 회전축(11, 도 9 참조)과 연결되고, 유수에 의한 수차날개(330)의 회전력에 의해 수차본체(320)와 일체로 회전한다.The rotating shaft 310 is fixed through the aberration body 321 of the aberration body 320 and the fixing plate 323, which will be described later. The rotary shaft 310 is connected to the rotary shaft 11 (see FIG. 9) of the generator 10 (see FIG. 9) and rotates integrally with the aberration main body 320 by the rotational force of the aberration blades 330.

수차본체(320)는 회전축(310)에 고정된다. 수차본체(320)는 수차몸체(321) 및 고정판(323)을 포함할 수 있다. 수차몸체(321)는 원통 형상으로 형성되고, 원통의 양단 중심에 회전축홀(321a)이 형성되어 회전축(310)이 회전축홀(321a)을 관통하여 고정된다. 이러한 수차몸체(321)는 외주면에 설치되는 후술할 수차날개(330)를 지지하는 지지대 역할과 수차날개(330)에 가해진 유속의 회전력을 회전축(310)에 전달하는 역할을 한다. 고정판(323)은 수차몸체(321)의 양단에 각각 설치되도록 한 쌍으로 구성되고, 원판 형상으로 형성된다. 고정판(323)은 수차몸체(321)에 형성된 회전축홀(321a)과 동심이 되게 일치되도록 중앙에 회전축홀(323a)이 형성된다. 고정판(323)은 수차몸체(321)의 양측에서 수차날개(330)의 양측면을 고정볼트(325)로 체결하여 고정한다. 이를 위해 고정판(323)에는 수차날개(330)의 개수와 대응하도록 볼트구멍(323b)이 다수 개 형성된다.The aberration body 320 is fixed to the rotary shaft 310. The aberration body 320 may include a aberration body 321 and a fixing plate 323. [ The aberration body 321 is formed in a cylindrical shape, and a rotary shaft hole 321a is formed at the centers of both ends of the cylinder so that the rotary shaft 310 passes through the rotary shaft hole 321a and is fixed. The aberration body 321 serves to support the aberration blades 330, which will be described later, installed on the outer circumferential surface, and to transmit the rotational force of the aeration velocity applied to the aberration blades 330 to the rotation axis 310. The fixing plate 323 is formed in a pair so as to be provided at both ends of the aberration body 321, and is formed into a disk shape. The fixing plate 323 is formed with a rotation shaft hole 323a at the center so as to be concentric with the rotation shaft hole 321a formed in the aberration body 321. [ The fixing plate 323 fixes both side surfaces of the aberration blades 330 on both sides of the aberration body 321 with fixing bolts 325. To this end, a plurality of bolt holes 323b are formed in the fixing plate 323 to correspond to the number of the aberration blades 330.

수차날개(330)는 회전축(310)을 중심으로 수차본체(320)의 수차몸체(321) 외주면을 따라 일정 간격으로 방사형으로 다수 개가 설치된다. 각각의 수차날개(330)는 후술할 유속증가부(333)가 수차몸체(321)의 외주면에 지지된 상태에서 고정판(323)에 고정볼트(325)로 고정된다. 즉, 수차날개(330)의 유수유입구(331a) 반대측 하단은 수차몸체(321)를 지지대로 지지되고 수차날개(330)의 양측면은 고정볼트(325)로 고정판(323)에 고정된다. 이를 위해 수차날개(330)의 양측면에는 고정볼트(325)가 체결되는 볼트구멍(330a)이 형성된다. 이처럼, 수차날개(330)는 고정볼트(325)를 이용하여 수차본체(320)에 착탈 가능하게 결합되어 수차날개(330)의 손상 시 개별 교환 및 수리가 용이하다. 또한, 수차날개(330)는 고정판(323)의 외주면 밖으로 돌출되어 수차날개(330)에 유속의 저항을 많이 받아 회전력을 증가시킨다.A plurality of aberration wings 330 are radially provided at regular intervals along the outer peripheral surface of the aberration body 321 of the aberration body 320 about the rotation axis 310. [ Each aberration wing 330 is fixed to the fixing plate 323 with a fixing bolt 325 in a state in which a flow rate increasing portion 333 to be described later is supported on the outer peripheral surface of the aberration body 321. [ That is, the lower end of the aberration wing 330 opposite to the water inlet 331a is supported by the aberration body 321, and both side surfaces of the aberration wing 330 are fixed to the fixing plate 323 by the fixing bolts 325. For this, a bolt hole 330a is formed on both sides of the aberration wing 330 to fasten the fixing bolt 325. As described above, the aberration blades 330 are detachably coupled to the aberration body 320 using the fixing bolts 325, so that the aberration blades 330 can be individually replaced and repaired when they are damaged. Further, the aberration wing 330 protrudes from the outer circumferential surface of the fixing plate 323 to increase resistance to the flow velocity of the aberration blades 330 and to increase the rotational force.

수차날개(330)는 수차본체(320)의 회전방향과 일치되는 원호 형상의 회전 곡면(333a)을 가지며, 유수가 내부로 유입되어 회전 곡면(333a)을 따라 회전하면서 유속이 증가하여 수차본체(320)에 회전력을 제공한다. The aberration wing 330 has an arc-shaped rotation curve surface 333a that coincides with the rotation direction of the aberration main body 320. As the water flows into the inside and rotates along the rotation curve surface 333a, 320, respectively.

수차날개(330)는 유수유입부(331), 유속증가부(333) 및 측면밀봉부(335)를 포함할 수 있다.The aberration wing 330 may include a water inflow portion 331, a flow rate increasing portion 333, and a side sealing portion 335.

유수유입부(331)는 사각형상의 판재가 원호 형상의 곡면으로 형성되고, 유수유입구(331a)를 통해 유입되는 유수가 부딪힌 후 수차날개(330)의 내부로 향하도록 유수의 유입을 가이드한다. 유수유입구(331a)는 유수유입부(331)의 판재 단부와 후술할 유속증가부(333)의 판재 단부 사이에 대략 사각형으로 개구되어 형성된다.The water inflow portion 331 is formed in a curved surface having a circular arc shape and guides inflow of water to the inside of the aberration blades 330 after the inflow water flowing through the water inflow inlet 331a is hit. The water inlet 331a is formed in a substantially rectangular shape between the end of the plate member of the water flow inlet 331 and the plate member end of the flow rate increasing portion 333 described later.

유속증가부(333)는 유수유입부(331)의 후단에 일체형으로 연장 형성되고, 사각형상의 판재가 유수유입부(331)의 곡률 보다 큰 곡률을 갖는 회전 곡면(333a)으로 형성되어 유수유입부(331)를 통해 내부로 유입된 유수를 회전 곡면(333a)을 따라 회전시켜 유속을 증가시킨다. 또한, 유속증가부(333)의 단부는 유수유입부(331)의 단부 안쪽을 향하도록 형성되어 유속증가부(333)에서 회전에 의해 유속이 증가된 유수가 유수유입부(331)를 향해 충돌하도록 하여 유수에 의한 회전력을 증가시킨다.The flow rate increasing portion 333 extends integrally to the rear end of the flow-in inlet portion 331. The rectangular plate is formed of a rotational curved surface 333a having a curvature larger than the curvature of the flow-in inlet portion 331, The flow rate of the flowing water flowing into the inside through the rotating surface 331 is increased along the rotating curved surface 333a. The end portion of the flow rate increasing portion 333 is formed so as to face the inside of the end portion of the flow-in inlet portion 331 so that the flow-rate-increased water flows in the flow rate increasing portion 333 toward the water- So that the rotational force by the water flow is increased.

측면밀봉부(335)는 유수유입부(331)와 유속증가부(333)의 양측면에 판재 형상으로 부착되어 수차날개(330)의 양측면을 밀봉한다. 이처럼 측면밀봉부(335)를 통해 수차날개(330)의 양측면을 밀봉함으로써, 수차날개(330)의 내부로 유입되는 유수가 측면으로 배출되지 않도록 하여 유량의 손실 없이 유속증가부(333)로 모두 유입되도록 할 수 있다. 측면밀봉부(335)에는 볼트구멍(330a)이 형성되어 고정판(323)에 고정볼트(325)로 체결 고정된다.The side sealing portion 335 is attached to both side surfaces of the flow-in water inflow portion 331 and the flow rate increasing portion 333 to seal both sides of the aberration blades 330. By sealing the both side surfaces of the aberration blades 330 through the side sealing portions 335, the flow of water flowing into the aberration blades 330 is prevented from being discharged to the side, so that the flow rate increasing portions 333 . A bolt hole 330a is formed in the side sealing portion 335 and is fastened and fixed to the fixing plate 323 with a fixing bolt 325.

수차날개(330)로 유량 유입 시 수차날개(330)의 내부에서 유량의 작동상태를 설명하면, 도 7(a)와 같이 유수(화살표로 표시함)가 유수유입부(331)의 내측면에 부딪힌 후 수차날개(330)의 내부로 향하게 된다. 도 7(b)와 같이 유수유입부(331)를 통해 내부로 유입되는 유수는 유속증가부(333)에서 회전 곡면(333a)을 따라 유속이 지속적인 회전을 하여 수차본체(320)에 회전력을 제공하게 된다. 도 7(c)와 같이 유속증가부(333)에서 회전된 유량이 유수유입부(331)를 향해 충돌하여 유수에 의한 회전력을 더욱 크게 증가시키게 된다. 따라서, 수차날개(330)의 내부에서 회전에 의한 유수의 이용 효율을 높임으로써 적은 유량으로도 수차의 회전력을 증대시킬 수 있다.The operation of the flow rate inside the aberration blades 330 will be described with reference to Fig. 7 (a). The flow of water (indicated by an arrow) is applied to the inner surface of the water flow inlet 331 And is directed to the inside of the aberration wing 330 after being hit. 7B, the flow rate of water flowing into the water flow-in portion 333 through the water flow inlet 331 continuously rotates along the rotational curved surface 333a to provide a rotational force to the aberration body 320 . As shown in FIG. 7 (c), the flow rate of the flow rate increased in the flow rate increasing portion 333 collides against the flow-in inlet portion 331 to further increase the rotational force due to the flow rate. Accordingly, by increasing the efficiency of utilization of the water in the water in the aberration blades 330, it is possible to increase the turning power of the aberration even at a small flow rate.

도 8은 수차의 높낮이를 조절하는 상태를 도시한 상태도이다.8 is a state diagram showing a state of adjusting the height of the aberration.

수차(300)가 다수 개일 경우에는, 각각의 수차(300)가 분리되어 독립되게 설치되거나, 도 8에 도시된 바와 같이, 유량의 유속에 따라 다수 개의 수차 회전축(310)을 지지대(311)로 서로 연결하여 지지함으로써 발전의 효율을 높일 수 있다. 지지대는 다수 개의 수차가 배열되는 방향으로 길이 조절이 가능하며, 다수 개의 파이프관를 인출이 가능하도록 삽입 연결하여 제작할 수 있다.When a plurality of aberrations 300 are provided, the aberrations 300 may be separated and installed independently of each other. Alternatively, as shown in FIG. 8, a plurality of aberration rotation shafts 310 may be supported by a support table 311 It is possible to increase the efficiency of power generation by connecting and supporting them. The support can be adjusted in length in a direction in which a plurality of aberrators are arranged and can be manufactured by inserting and connecting a plurality of pipe pipes so that they can be drawn out.

또한, 수차(300)는 유속 유량과 수로의 깊이에 따라 수차(300)의 높낮이를 조절할 수 있는 수차높이조절부(340)를 포함할 수 있다.The aberration 300 may include an aberration height adjuster 340 that can adjust the height of the aberration 300 according to the flow velocity and the depth of the channel.

수차높이조절부(340)는 하부지지대(341), 상부지지대(343) 및 고정볼트(345)를 포함할 수 있다.The aberration height adjuster 340 may include a lower support 341, an upper support 343, and a fixing bolt 345.

하부지지대(341)는 원형 또는 사각형의 봉 형태로 제작되어 지면에 수직으로 직립되게 설치된다.The lower supporter 341 is formed as a circular or rectangular rod and is installed vertically upright on the ground.

상부지지대(343)는 하부지지대(341)의 내경과 대략 동일한 외경을 갖는 봉 형태로 제작되고, 하부지지대(341)의 상단에 길이방향으로 삽입되어 상하로 슬라이딩 이동 가능하게 설치되며, 상단부가 회전축(310)을 지지한다.The upper support 343 is formed in the shape of a rod having an outer diameter substantially equal to the inner diameter of the lower support 341 and is inserted into the upper end of the lower support 341 in the longitudinal direction so as to be slidable up and down, (Not shown).

고정볼트(345)는 하부지지대(341)의 상단 측면에 형성된 볼트구멍에 체결되며, 상부지지대(343)의 상하 이동 높이 조절 후 위치를 고정한다.The fixing bolt 345 is fastened to the bolt hole formed in the upper side surface of the lower support table 341 and fixes its position after adjusting the vertical movement height of the upper support table 343.

도 9는 다수 개의 수차를 벨트를 이용하여 연결한 상태를 도시한 상태도이다.9 is a state diagram showing a state in which a plurality of aberrations are connected using a belt.

도 9에 도시된 바와 같이, 다수 개의 수차(300)를 벨트(360)를 이용하여 연결함으로써 발전의 효율을 높일 수 있다.As shown in FIG. 9, the efficiency of power generation can be increased by connecting a plurality of aberrants 300 by using the belt 360.

수차(300)의 회전축(310) 양단에는 회전축(310)의 직경 보다 큰 직경을 갖는 플라이휠(350)이 각각 설치될 수 있다. 이러한 플라이휠(350)은 회전축(310)이 회전할 때 회전축(310)에 관성력을 발생시켜 유속의 변화로 인한 수차(300)의 회전력을 일정하게 유지시키는 역할을 한다. 또한, 플라이휠(350)의 외측면에는 벨트풀리(351)가 돌출되어 회전축(310)과 일체로 형성될 수 있다. 수차(300)의 회전축(310) 각각에 형성된 벨트풀리(351)에 벨트(360)가 권취되어 각각의 회전축(310)을 하나로 연결할 수 있다. 다수 개의 수차(310) 중 어느 하나의 수차는 회전축(310)이 발전기(10)의 회전축(11)과 축 결합된다.A flywheel 350 having a diameter larger than the diameter of the rotation shaft 310 may be installed at both ends of the rotation shaft 310 of the aberration 300. The flywheel 350 generates an inertial force on the rotary shaft 310 when the rotary shaft 310 rotates to maintain a constant rotation force of the aberration 300 due to a change in the flow velocity. A belt pulley 351 protrudes from the outer surface of the flywheel 350 and may be integrally formed with the rotation shaft 310. The belt 360 may be wound around the belt pulley 351 formed on each of the rotation shafts 310 of the aberration 300 to connect the respective shafts 310 together. The aberration of any one of the aberrations 310 is axially coupled to the rotary shaft 11 of the generator 10.

도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수력발전용 수압관의 사시도이고, 도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수력발전용 수압관의 분해사시도이며, 도 12는 도 10의 C-C 선에 따른 단면도이다.FIG. 10 is a perspective view of a hydraulic pipe for hydroelectric power generation according to a preferred embodiment of the present invention, FIG. 11 is an exploded perspective view of a hydraulic pipe for hydroelectric power generation according to a preferred embodiment of the present invention, FIG. 12 is a cross- Fig.

도 10 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수력발전용 수압관(200)은 수로관(210), 유량조절관(220), 유속증가노즐(230) 및 수로밀봉덮개(240)를 포함할 수 있다.10 to 12, the hydraulic pipe 200 for hydroelectric power generation according to the preferred embodiment of the present invention includes a water pipe 210, a flow rate control pipe 220, a flow rate increasing nozzle 230, (240).

수로관(210)은 제 4 수로(440)에 수로의 길이방향으로 설치된다. 수로관(210)은 상면이 개방되고 양단이 개구된 직사각형 관 형상으로 형성되어 제 2 저수조(120)로부터 유입되는 유수가 내부에서 이동하도록 수로를 형성한다. 수로관(210)에는 유량의 유속에 의해 회전하는 수차(300)가 다수 개 설치된다.The water pipe 210 is installed in the fourth water channel 440 in the longitudinal direction of the water channel. The water pipe 210 is formed in the shape of a rectangular pipe whose upper surface is opened and both ends are opened, so that the water flowing from the second water tank 120 forms a water channel to move inside. A plurality of water turbines 300 are installed in the water pipe 210 to rotate by the flow rate of the flow rate.

유량조절관(220)은 수로관(210)의 내부 저면에 설치되어 수압관(200)에 과다 유량 유입 또는 유량 역류 시 수압관(200)의 유량을 조절하는 역할을 한다. 유량조절관(220)은 제 1 유량조절관(221) 및 제 2 유량조절관(222)을 포함할 수 있다. 유량조절관(220)은 도 17 내지 도 19를 참조하여 설명할 때 상세히 후술한다.The flow rate control pipe 220 is installed on the inner bottom surface of the water pipe 210 to control the flow rate of the hydraulic pipe 200 when the excessive flow rate of the hydraulic pipe 200 flows backward. The flow rate control pipe 220 may include a first flow rate control pipe 221 and a second flow rate control pipe 222. The flow rate control pipe 220 will be described later in detail with reference to Figs. 17 to 19.

유속증가노즐(230)은 수차(300)보다 상부에 위치하도록 수로관(210)에 설치되어 수로관(210) 내의 수압을 이용하여 유량의 유속을 증가시키는 역할을 한다. 유속증가노즐(230)은 제 1 유속증가노즐(231) 및 제 2 유속증가노즐(232)을 포함할 수 있다. 유속증가노즐(230)은 도 13 내지 도 16을 참조하여 설명할 때 상세히 후술한다.The flow rate increasing nozzle 230 is installed in the water pipe 210 so as to be located above the aberration 300 and serves to increase the flow rate of the flow rate by using the water pressure in the water pipe 210. The flow rate increasing nozzle 230 may include a first flow rate increasing nozzle 231 and a second flow rate increasing nozzle 232. The flow rate increasing nozzle 230 will be described later in detail with reference to Figs. 13 to 16.

수로밀봉덮개(240)는 유속증가노즐(230)이 설치된 수로관(210) 내의 수압을 일정하게 유지할 수 있도록 수로관(210)의 상면을 밀봉되게 덮는다. 즉, 수로관(210)의 개방된 상면을 수로밀봉덮개(240)로 밀봉을 하여 일종의 저수조가 형성되어 수압관이 된다. 수로밀봉덮개(240)는 직사각형의 판재 형태로 제작되며, 후술할 제 1 수압관(201)의 상부를 밀봉하는 제 1 수로밀봉덮개(241)와 제 2 수압관(202)의 상부를 밀봉하는 제 2 수로밀봉덮개(242)를 포함할 수 있다.The watertight seal lid 240 hermetically covers the upper surface of the water pipe 210 so that the water pressure in the water pipe 210 provided with the flow rate increasing nozzle 230 can be kept constant. That is, the opened upper surface of the water pipe 210 is sealed with the water channel sealing lid 240, so that a kind of water storage tank is formed and becomes a water pressure pipe. The watertight seal lid 240 is formed in the shape of a rectangular plate and includes a first watertight seal lid 241 sealing the upper portion of the first watertight pipe 201 to be described later and a second watertight seal lid 241 sealing the upper part of the second watertight pipe 202 And may include a second channel sealing lid 242.

수압관(200)은 수로관(210)에 설치된 제 1 수차(301)보다 상부에 위치하도록 설치되어 수압을 이용하여 유량을 분사시켜 제 1 수차(301)를 회전시키도록 유속을 증가시키는 제 1 수압관(201)과, 제 1 수차(301)보다 하부에 위치하고 제 2 수차(302)보다 상부에 위치하도록 설치되어 수압을 이용하여 유량을 분사시켜 제 2 수차(302)를 회전시키는 제 2 수압관(202)을 포함할 수 있다.The hydraulic pipe 200 is installed to be positioned above the first aberration 301 installed in the water pipe 210 and injects a flow rate by using the water pressure so as to rotate the first aberration 301, A second aberration chamber 302 disposed below the first aberration 301 and above the second aberration 302 for spraying a flow rate using a water pressure to rotate the second aberration vessel 302, (202).

수압관(200)에는 유속증가노즐(230)이 설치된다. 유속증가노즐(230)은 제 1 수압관(201)의 내부에 설치되어 제 1 수차(301)를 회전시키도록 제 1 수압관(201) 내 유량의 유속을 증가시키는 제 1 유속증가노즐(231)과, 제 2 수압관(202)의 내부에 설치되어 제 2 수차(302)를 회전시키도록 제 2 수압관(202) 내 유량의 유속을 증가시키는 제 2 유속증가노즐(232)을 포함할 수 있다.The hydraulic pipe 200 is provided with a flow rate increasing nozzle 230. The flow rate increasing nozzle 230 is provided inside the first pressure pipe 201 and is provided with a first flow rate increasing nozzle 231 for increasing the flow rate of the flow rate in the first pressure pipe 201 so as to rotate the first aberration 301 And a second flow rate increasing nozzle 232 installed inside the second pressure pipe 202 to increase the flow rate of the flow rate in the second pressure pipe 202 so as to rotate the second aberration 302 .

도 13은 도 11에 나타낸 유속증가노즐의 사시도이고, 도 14는 도 13의 평면도이고, 도 15는 도 13의 정면도이며, 도 16은 유속증가노즐의 작동상태를 나타낸 상태도이다.13 is a perspective view of the flow rate increasing nozzle shown in Fig. 11, Fig. 14 is a plan view of Fig. 13, Fig. 15 is a front view of Fig. 13, and Fig. 16 is a state diagram showing an operating state of the flow rate increasing nozzle.

도 13 내지 도 16에 도시된 바와 같이, 유속증가노즐(230)은 메인분사노즐(233) 및 보조분사노즐(235)을 포함할 수 있다.13 to 16, the flow rate increasing nozzle 230 may include a main injection nozzle 233 and an auxiliary injection nozzle 235.

메인분사노즐(233)은 유수방향으로 중앙 노즐 분사구(233a)가 점차적으로 작아지도록 형성되어 수압을 이용하여 유량을 분사시켜 수차(3000를 회전시키도록 유량의 유속을 증가시킨다. 메인분사노즐(233)은 두 개의 직사각형 판재를 서로 마주하도록 이격된 상태에서 수로관(210)의 저면에 직립되게 설치하고, 유수방향으로 중앙 노즐 분사구(233a)가 점차적으로 작아지도록 두 개의 직사각형 판재가 중앙으로 경사지게 배치된다. 따라서, 메인분사노즐(233)은 중앙 노즐 분사구(233a)로 갈수록 유량의 단면적이 점차적으로 작아져 수압이 커짐에 따라 노즐 입구의 유속(V1)보다 노즐 출구의 유속(V2)이 더 크게 된다.The main injection nozzle 233 is formed so that the central nozzle injection opening 233a gradually decreases in the water flow direction and the flow rate is injected by using the water pressure to increase the flow rate of the flow rate so as to rotate the aberration 3000. The main injection nozzle 233 Are arranged so as to stand upright on the bottom surface of the water pipe 210 in a state spaced apart from each other so as to face each other and two rectangular plates are inclined to the center so that the center nozzle jet opening 233a gradually decreases in the water flow direction The flow rate V2 of the nozzle outlet is larger than the flow velocity V1 of the nozzle inlet as the water pressure increases as the cross sectional area of the flow rate gradually decreases toward the central nozzle injection port 233a of the main injection nozzle 233 .

보조분사노즐(235)은 메인분사노즐(233)의 양측에 두 개의 직사각형 판재를 유수방향과 나란하게 설치하여, 수압관(200) 내의 유량을 일정하게 유지시킨다. 보조분사노즐(235)은 메인분사노즐(233)의 중앙 노즐 분사구(233a) 양측에 측면 노즐 분사구(235a)를 각각 형성하게 되며, 측면 노즐 분사구(235a)는 유수방향으로 갈수록 점차적으로 커지도록 형성된다. 또한, 보조분사노즐(235)은 유량의 유속을 가속시켜 수차(300)를 회전시키는 보조역할을 하며, 또한, 연속된 제 1 및 제 2 수압관(201, 202)의 유량을 일정하게 유지시키는 역할을 한다. 또한, 수압관(200)으로 유입되는 유량을 막는 역할을 하여 수압관(200)에 일정 유량을 유지시키는 역할을 한다.The auxiliary spray nozzles 235 are provided on both sides of the main injection nozzle 233 with two rectangular plate members arranged in parallel to the flow direction so as to keep the flow rate in the pressure receiving pipe 200 constant. The auxiliary injection nozzle 235 forms a side nozzle injection port 235a on both sides of the central nozzle injection port 233a of the main injection nozzle 233 and the side nozzle injection port 235a is formed to be gradually larger do. The auxiliary injection nozzle 235 serves to assist the rotation of the aberration 300 by accelerating the flow rate of the flow rate and also to keep the flow rate of the first and second hydraulic pipes 201 and 202 constant It plays a role. In addition, it functions to prevent the flow rate of the water flowing into the water pressure pipe 200, thereby maintaining a constant flow rate in the water pressure pipe 200.

유속증가노즐(230)은 수압관(200) 내 유량의 많고 적음에 따라 상하 유속을 증가시켜 수차를 회전시킬 수 있도록 상하 이단 노즐 형태로 일체로 형성될 수 있다.The flow rate increasing nozzle 230 may be integrally formed in the shape of upper and lower end nozzles so as to increase the vertical flow velocity and increase the vertical flow velocity as the flow rate in the pressure tube 200 increases or decreases.

도 17은 도 11에 나타낸 유량조절관의 사시도이고, 도 18은 도 17의 D-D 선에 따른 단면도이며, 도 19는 유량조절관의 작동상태를 나타낸 상태도이다.FIG. 17 is a perspective view of the flow rate control tube shown in FIG. 11, FIG. 18 is a cross-sectional view taken along line D-D of FIG. 17, and FIG. 19 is a state diagram showing an operation state of the flow rate control tube.

도 17 내지 도 19에 도시된 바와 같이, 유량조절관(220)은 수로관(210)의 내부 저면에 수로관(210)의 길이방향으로 설치되어 수압관(200)에 과다 유량 유입 또는 유량 역류 시 수압관(200)의 유량을 일정하게 조절하는 역할을 한다.17 to 19, the flow rate control pipe 220 is installed in the longitudinal direction of the water pipe 210 on the inner bottom surface of the water pipe 210 and is connected to the hydraulic pipe 200 by a hydraulic pressure And regulates the flow rate of the pipe 200 to a constant level.

유량조절관(220)은 수로관(210)의 내부 저면에 삽입될 수 있도록 수로관(210)의 내측벽의 폭과 거의 동일한 폭을 가지며, 수로관(210)의 길이와 거의 동일한 길이를 가지는 직사각형의 긴 판재형 관 형태로 제작될 수 있다. 또한, 유량조절관(220)은 하면이 개방되고, 유량조절관(220)의 하면과 수로관(210)의 저면 사이의 공간으로 유량이 흐를 수 있도록 유로가 형성된다.The flow control tube 220 has a rectangular shape having a width substantially equal to the width of the inner wall of the water tube 210 so as to be inserted into the inner bottom surface of the water tube 210, It can be produced in the form of a plate-like tube. The flow control tube 220 has a lower surface and a flow path is formed to allow a flow rate to flow into a space between the lower surface of the flow control tube 220 and the bottom surface of the channel tube 210.

유량조절관(220)은 유속증가노즐(230)보다 상부에 제 1 및 제 2 유량유입구(220a, 220b)가 형성되고, 유속증가노즐(230)보다 하부에 유량배출구(220c)가 형성된다. 또한, 제 1 및 제 2 유량유입구(220a, 220b)와 유량배출구(220c)에는 유수방향의 반대측 단부에 상향으로 경사지게 캡(223)이 설치된다. 즉, 제 1 및 제 2 유량유입구(220a, 220b)와 유량배출구(220c)의 개구면 상부는 캡(223)에 의해 막혀 있고, 제 1 및 제 2 유량유입구(220a, 220b)와 유량배출구(220c)의 개구면 하부는 개방되어 있다. 따라서, 평상시에는 유량의 유속으로 인해 제 1 및 제 2 유량유입구(220a, 220b)와 유량배출구(220c)로 유량이 유입되지 않게 된다. 또한, 유량조절관(220)의 하부에는 유량배출구(220c)보다 아래쪽에 유량차단판(220c)이 형성된다.The flow control tube 220 has first and second flow inlets 220a and 220b formed above the flow rate increasing nozzle 230 and a flow rate outlet 220c below the flow rate increasing nozzle 230. In addition, a cap 223 is installed on the opposite ends of the first and second flow inlets 220a and 220b and the flow outlet 220c at an opposite end in the flow direction. That is, the upper portions of the openings of the first and second flow inlets 220a and 220b and the flow outlet 220c are blocked by the cap 223 and the first and second flow inlets 220a and 220b and the flow outlet 220c are open. Therefore, the flow rate does not flow into the first and second flow inlets 220a and 220b and the flow outlet 220c due to the flow rate of the flow rate. In addition, a flow rate blocking plate 220c is formed below the flow rate control valve 220 below the flow rate outlet 220c.

수문(500) 이상으로 수압관(200)에 과다 유량 유입 시 또는 수차(300) 고장 등으로 인한 유량 역류 시 유량이 유속증가노즐(230)의 상부에 위치한 제 1 및 제 2 유량유입구(220a, 220b)를 통해 유량조절관(220)의 내부로 유입된다. 유량조절관(220)의 내부로 유입되어 흐르는 유량은 유량차단판(220c)에 의해 흐름이 차단된 후 유량차단판(220c)의 상측에 위치한 유량배출구(220c)를 통해 수압관(200) 내로 배출된다. 이때, 유량조절관(220)은 긴 직사각형에 수로관(210)의 벽면에 사방이 막혀 있어 제 1 및 제 2 유량유입구(220a, 220b)를 통해 유입된 유량은 유량배출구(220c)로만 유량이 배출된다. 따라서, 유량조절관(220)을 통해 유량 역류로 인한 수압관(200)의 유량이 넘치는 것을 방지하고 수압관의 유량을 일정하게 조절할 수 있다. 또한, 유량조절관(220)은 수압관(200)에 설치된 수차(300)의 작동에 문제가 없도록 수압관(200)의 유량을 일정하게 유지하는 역할도 한다.The flow rate of the flow backflow due to the inflow of an excessive flow rate into the hydraulic pipe 200 or due to the failure of the aberration 300 or the like is greater than the flow rate of the first and second flow inlets 220a, 220b to the inside of the flow rate control pipe 220. [ The flow rate of the coolant flowing into the flow rate control pipe 220 is controlled by the flow rate cutoff plate 220c through the flow rate discharge port 220c located above the flow rate cutoff plate 220c . At this time, since the flow control tube 220 has a long rectangular shape and is closed at four sides on the wall surface of the channel tube 210, the flow rate introduced through the first and second flow rate inlets 220a and 220b is only discharged to the flow rate outlet 220c do. Therefore, it is possible to prevent the flow rate of the hydraulic pipe 200 from overflowing due to the flow back flow through the flow rate control pipe 220 and to adjust the flow rate of the hydraulic pipe constantly. The flow rate control tube 220 also serves to maintain a constant flow rate of the pressure tube 200 so that there is no problem in the operation of the aberration 300 installed in the pressure tube 200.

유량조절관(220)은 제 1 수압관(201)의 내부 저면에 설치되어 제 1 수압관(201)의 유량을 일정하게 유지하는 제 1 유량조절관(221)과, 제 2 수압관(202)의 내부 저면에 설치되어 제 2 수압관(202)의 유량을 일정하게 유지하는 제 2 유량조절관(222)을 포함할 수 있다.The flow rate control pipe 220 includes a first flow rate control pipe 221 installed on the inner bottom surface of the first pressure pipe 201 to maintain a constant flow rate of the first pressure pipe 201, And a second flow rate control pipe 222 installed at an inner bottom surface of the second pressure pipe 202 to maintain a constant flow rate of the second pressure pipe 202.

본 실시예에서는 유량조절관(220)을 제 1 유량조절관(221)과 제 2 유량조절관(222)으로 별개로 제작한 구성을 예시하였으나, 제 1 유량조절관(221)과 제 2 유량조절관(222)이 하나로 일체형으로 형성되도록 유량조절관(220)을 제작할 수도 있다.The first flow rate control pipe 221 and the second flow rate control pipe 222 are formed separately from the first flow rate control pipe 221 and the second flow rate control pipe 222. However, The flow rate control pipe 220 may be formed so that the control pipe 222 is integrally formed.

도 20은 수압관에 수차가 설치된 상태를 나타낸 사시도이다.20 is a perspective view showing a state in which an aberration is installed in the hydraulic pipe.

도 20에 도시된 바와 같이, 수압관(200)에는 수차(300)가 다수 개 설치될 수 있다. 예를 들어, 제 1 수압관(201)과 제 2 수압관(202)을 수압관(200)의 길이방향으로 소정 간격을 두고 상하로 이격되게 설치한다. 또한, 제 1 수압관(201)과 제 2 수압관(202) 사이에는 다수 개의 수차가 일체로 결합된 제 1 수차(301)를 설치하고, 제 2 수압관(202)의 하부에는 다수 개의 수차가 일체로 결합된 제 2 수차(302)를 설치한다. 따라서, 제 1 수압관(201)에서 수압을 이용하여 유량의 유속을 증가시켜 제 1 수차(301)를 회전시키고, 제 2 수압관(202)에서 수압을 이용하여 유량의 유속을 증가시켜 제 2 수차(302)를 회전시킴으로써, 적은 유량으로도 수력발전 효율을 높일 수 있다.As shown in FIG. 20, a plurality of water turbines 300 may be installed in the water pressure pipe 200. For example, the first hydraulic pipe 201 and the second hydraulic pipe 202 are vertically spaced apart from each other by a predetermined distance in the longitudinal direction of the hydraulic pipe 200. A first aberration 301 in which a plurality of aberrations are integrally coupled is provided between the first pressure pipe 201 and the second pressure pipe 202, The second aberration 302 is integrally coupled. Accordingly, the flow of the flow rate is increased by using the water pressure in the first pressure pipe 201, the first aberration 301 is rotated, and the flow rate of the flow rate is increased by using the water pressure in the second pressure pipe 202, By rotating the aberration 302, hydroelectric power generation efficiency can be increased even with a small flow rate.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 자격을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해 해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken in conjunction with the present invention. You will understand. It is therefore to be understood that the embodiments described above are in all respects illustrative and not restrictive. It is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims.

110 : 제 1 저수조 120 : 제 2 저수조
200 : 수압관 201 : 제 1 수압관
202 : 제 2 수압관 210 : 수로관
220 : 유량조절관 221 : 제 1 유량조절관
222 : 제 2 유량조절관 230 : 유속증가노즐
231 : 제 1 유량증가노즐 232 : 제 2 유량증가노즐
233 : 메인분사노즐 235 : 보조분사노즐
240 : 수로밀봉덮개 241 : 제 1 수로밀봉덮개
242 : 제 2 수로밀봉덮개 300 : 수차
301 : 제 1 수차 302 : 제 2 수차
310 : 회전축 320 : 수차본체
321 : 수차몸체 323 : 고정판
325 : 고정볼트 330 : 수차날개
331 : 유수유입부 333 : 유속증가부
335 : 측면밀봉부 340 : 수차높이조절부
341 : 하부지지대 343 : 상부지지대
345 : 고정볼트 350 : 플라이휠
351 : 벨트풀리 360 : 벨트
400 : 수로 410 : 제 1 수로
420 : 제 2 수로 430 : 제 3 수로
440 : 제 4 수로 500 : 수문
510 : 제 1 수문 520 : 제 2 수문
530 : 제 3 수문 540 : 제 4 수문
550 : 제 5 수문110: first water tank 120: second water tank
200: hydraulic pipe 201: first hydraulic pipe
202: second hydraulic pipe 210: water pipe
220: Flow control pipe 221: First flow control pipe
222: second flow control tube 230: flow rate increasing nozzle
231: first flow rate increasing nozzle 232: second flow rate increasing nozzle
233 main injection nozzle 235 auxiliary injection nozzle
240: Watertight seal lid 241: First watertight seal lid
242: second channel sealing lid 300: aberration
301: first aberration 302: second aberration
310: rotation shaft 320: aberration body
321: aberration body 323: fixed plate
325: Fixing bolt 330: aberration wing
331: Flowing water inflow section 333: Flow rate increasing section
335: side sealing part 340: aberration height adjusting part
341: Lower support 343: Upper support
345: Fixing bolt 350: Flywheel
351: Belt Pulley 360: Belt
400: channel 410: first channel
420: second channel 430: third channel
440: Fourth waterway 500: Water gate
510: First water gate 520: Second water gate
530: Third water gate 540: Fourth water gate
550: The fifth water gate

Claims (19)

일정량의 유량이 유입되어 1차로 저장되는 제 1 저수조;
상기 제 1 저수조의 하부에 지면과 수평방향으로 배치되고, 상기 제 1 저수조로부터 일정량의 유량이 유입되어 2차로 저장되며, 일정유량을 지속적으로 유지하는 제 2 저수조;
상기 제 1 저수조의 출구단과 상기 제 2 저수조의 입구단을 연결하는 제 1 수로, 상기 제 2 저수조의 출구단과 하천을 연결하는 제 2 수로, 상기 제 1 수로와 하천을 연결하는 제 3 수로, 상기 제 2 저수조와 상기 제 2 수로 사이에 형성되는 제 4 수로를 포함하는 수로;
상기 수로에 설치되는 수력발전용 수차; 및
상기 수로 상에 설치되어 유량의 유입 및 배출을 조절하는 수문;을 포함하되,
상기 수차는,
수력발전기와 연결되는 회전축;
상기 회전축이 고정되는 수차본체; 및
상기 회전축을 중심으로 상기 수차본체의 외주면을 따라 방사형으로 다수 개가 설치되고, 상기 수차본체의 회전방향과 일치되는 원호 형상의 회전 곡면을 가지며, 유수가 내부로 유입되어 상기 회전 곡면을 따라 회전하면서 유속이 증가하여 상기 수차본체에 회전력을 제공하는 수차날개;를 포함하고,
상기 수차날개는,
사각형상의 판재가 원호 형상의 곡면으로 형성되고, 유수유입구를 통해 유입되는 유수가 부딪힌 후 수차날개의 내부로 향하도록 유수의 유입을 가이드 하는 유수유입부; 및
상기 유수유입부의 후단에 일체형으로 연장 형성되고, 사각형상의 판재가 상기 유수유입부의 곡률 보다 큰 곡률을 갖는 회전 곡면으로 형성되며, 상기 유수유입부를 통해 내부로 유입된 유수를 상기 회전 곡면을 따라 회전시켜 유속을 증가시키는 유속증가부;를 포함하는 수력발전시스템.A first reservoir in which a predetermined amount of flow is introduced and stored as a primary reservoir;
A second water reservoir disposed below the first water reservoir in a horizontal direction with respect to the ground, the second water reservoir storing a predetermined amount of flow from the first water reservoir and stored in a second order, and constantly maintaining a constant flow rate;
A first water channel connecting the outlet end of the first water tank and an inlet end of the second water tank, a second water channel connecting the outlet end of the second water tank and the stream, a third water channel connecting the first water channel and the river, A water channel including a fourth water channel formed between the second water tank and the second water channel;
A water turbine installed in the water channel; And
And a water gate provided on the water channel for controlling the inflow and outflow of the flow amount,
The aberration,
A rotary shaft connected to the hydraulic generator;
An aberration body to which the rotation shaft is fixed; And
A plurality of radially extending radially extending turbine blades disposed around the rotating shaft and having an arc-shaped rotationally curved surface that coincides with a rotational direction of the aberration body, the water flows into the inside of the turbine body, And an aberration wing for increasing a rotational force of the aberration body,
The aberration-
A water inflow portion formed in a rectangular curved surface and guiding inflow of the water so that the water flowing through the water inflow port is directed to the inside of the aberration wing after being hit; And
A rectangular plate member is formed of a rotationally curved surface having a curvature larger than the curvature of the water flow inlet and rotated along the rotationally curved surface by flowing water flowing into the water flow inlet through the water flow inlet, And a flow rate increasing part for increasing the flow rate. 제 1 항에 있어서,
상기 수차는 상기 제 4 수로에 적어도 하나 이상 설치되는 것을 특징으로 하는 수력발전시스템.The method according to claim 1,
Wherein at least one or more aberrations are installed in the fourth water channel. 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 유속증가부의 단부가 상기 유수유입부의 단부 안쪽을 향하도록 형성되어 상기 유속증가부에서 회전에 의해 유속이 증가된 유수가 상기 유수유입부를 향해 충돌하도록 하여 유수에 의한 회전력을 증가시키는 것을 특징으로 하는 수력발전시스템.The method according to claim 1,
And the end portion of the flow rate increasing portion is formed so as to face the inside of the end portion of the flow-in inlet portion so that the flow-rate-increased flow causes the flow-rate water to collide against the flow-in inlet portion to increase the rotational force by the flow- Hydropower system. 제 1 항에 있어서,
상기 수차날개는, 상기 유수유입부 및 상기 유속증가부의 양측면에 판재 형상으로 부착되어 상기 수차날개의 양측면을 밀봉하는 측면밀봉부를 더 포함하는 수력발전시스템.The method according to claim 1,
Wherein the aberration wing further includes side sealing portions attached to both sides of the flow-in inlet portion and the flow rate increasing portion in a plate shape to seal both side surfaces of the aberration wing. 제 1 항에 있어서,
상기 수차는, 상기 회전축에 설치되며, 상기 회전축이 회전할 때 상기 회전축에 관성력을 발생시켜 유속의 변화로 인한 수차의 회전력을 일정하게 유지시키는 플라이휠을 더 포함하는 수력발전시스템.The method according to claim 1,
Wherein the aberration further includes a flywheel provided on the rotating shaft and generating an inertial force on the rotating shaft when the rotating shaft rotates to keep the rotating force of the aberration constant due to a change in the flow rate. 제 1 항에 있어서,
상기 수차는, 유속 유량과 수로의 깊이에 따라 수차의 높낮이를 조절할 수 있는 수차높이조절부를 더 포함하며,
상기 수차높이조절부는,
지면에 수직으로 직립되게 설치되는 하부지지대;
상기 하부지지대의 상단에 길이방향으로 삽입되어 상하로 슬라이딩 이동 가능하게 설치되고, 상단부가 상기 회전축을 지지하는 상부지지대; 및
상기 하부지지대에 체결되며, 상기 상부지지대의 상하 이동 높이 조절 후 위치를 고정하는 고정볼트;를 포함하는 수력발전시스템.The method according to claim 1,
The aberration further includes an aberration height adjuster capable of adjusting a height of the aberration according to a flow velocity and a depth of a waterway,
The aberration-
A lower support vertically installed upright on the ground;
An upper support installed on the upper end of the lower support so as to be slidable upward and downward, the upper end supporting the rotary shaft; And
And a fixing bolt fastened to the lower support and fixing the position of the upper support after adjusting the vertical movement height. 제 1 항에 있어서,
상기 수차가 다수 개일 경우 각각의 수차 회전축을 지지대로 서로 연결하여 지지하되, 상기 지지대는 다수 개의 수차가 배열되는 방향으로 길이 조절이 가능하는 것을 특징으로 하는 수력발전시스템.The method according to claim 1,
Wherein when the aberrations are a plurality of aberrations, the aberration rotation shafts are coupled to and supported by the support rods, and the support rods are adjustable in a direction in which a plurality of aberrations are arranged. 제 1 항에 있어서,
상기 수력발전시스템은, 상기 제 4 수로에 설치되고 상기 제 2 저수조로부터 유량이 유입되며 유량이 유속증가노즐을 통과하면서 발생하는 수로관 내의 수압을 이용하여 유량의 유속을 증가시키는 수압관을 더 포함하는 수력발전시스템.The method according to claim 1,
The hydraulic power generation system may further include a hydraulic pipe installed in the fourth water channel and introducing a flow amount from the second water reservoir and increasing the flow rate of the flow rate by using the water pressure in the water pipe generated when the flow rate passes through the flow rate increasing nozzle Hydropower system. 제 10 항에 있어서,
상기 수압관에 상기 수차가 적어도 하나 이상 설치되고, 상기 수차는 상기 수압관 내 유량의 유속에 의해 회전하는 것을 특징으로 하는 수력발전시스템.11. The method of claim 10,
Wherein at least one of the aberrations is provided in the hydraulic pipe, and the aberration is rotated by the flow rate of the flow rate in the hydraulic pipe. 제 10 항에 있어서,
상기 수압관은,
상면이 개방된 관 형상으로 형성되어 유수가 내부에서 이동하도록 수로를 형성하며, 상기 수차가 설치되는 수로관;
상기 수차보다 상부에 위치하도록 상기 수로관에 설치되며, 상기 수로관 내의 수압을 이용하여 유량의 유속을 증가시키는 유속증가노즐; 및
상기 유속증가노즐이 설치된 상기 수로관 내의 수압을 일정하게 유지할 수 있도록 상기 수로관의 상면을 밀봉되게 덮는 수로밀봉덮개;를 포함하는 수력발전시스템.11. The method of claim 10,
The hydraulic pipe includes:
A water pipe formed in a tubular shape having an open top surface to form a water channel so that water flows inside;
A flow rate increasing nozzle installed in the water pipe to be located above the aberration and increasing the flow rate of the flow rate by using the water pressure in the water pipe; And
And a watertight sealing lid sealingly covering an upper surface of the water pipe to maintain a constant water pressure in the water pipe provided with the flow rate increasing nozzle. 제 12 항에 있어서,
상기 수압관은,
상기 수로관에 설치된 제 1 수차보다 상부에 위치하도록 설치되며, 수압을 이용하여 유량을 분사시켜 상기 제 1 수차를 회전시키도록 유속을 증가시키는 제 1 수압관; 및
상기 제 1 수차보다 하부에 위치하고 제 2 수차보다 상부에 위치하도록 설치되며, 수압을 이용하여 유량을 분사시켜 상기 제 2 수차를 회전시키는 제 2 수압관;을 포함하는 수력발전시스템.13. The method of claim 12,
The hydraulic pipe includes:
A first water pressure pipe installed above the first aberration installed in the water pipe and injecting a flow rate using a water pressure to increase the flow rate so as to rotate the first aberration; And
And a second hydraulic pipe installed below the first aberration and positioned above the second aberration and injecting a flow rate using a hydraulic pressure to rotate the second aberration. 제 13 항에 있어서,
상기 유속증가노즐은,
상기 제 1 수압관의 내부에 설치되며, 상기 제 1 수차를 회전시키도록 상기 제 1 수압관 내 유량의 유속을 증가시키는 제 1 유속증가노즐; 및
상기 제 2 수압관의 내부에 설치되며, 상기 제 2 수차를 회전시키도록 상기 제 2 수압관 내 유량의 유속을 증가시키는 제 2 유속증가노즐;을 포함하는 수력발전시스템.14. The method of claim 13,
The flow rate increasing nozzle includes:
A first flow rate increasing nozzle installed inside the first pressure pipe for increasing a flow rate of the flow rate in the first pressure pipe so as to rotate the first aberration; And
And a second flow rate increasing nozzle installed inside the second pressure pipe for increasing the flow rate of the flow rate in the second pressure pipe so as to rotate the second aberration. 제 12 항에 있어서,
상기 유속증가노즐은,
유수방향으로 중앙 노즐 분사구가 점차적으로 작아지도록 형성되고 상기 중앙 노즐 분사구의 출구로 갈수록 유량의 단면적이 점차적으로 작아져 수압이 커짐에 따라 노즐 입구의 유속보다 노즐 출구의 유속이 증가하여 상기 수차를 회전시키는 메인분사노즐; 및
상기 메인분사노즐의 중앙 노즐 분사구 양측에 측면 노즐 분사구가 유수방향으로 점차적으로 커지도록 각각 형성되어 수압관 내 유량을 일정하게 유지시키는 보조분사노즐;을 포함하는 수력발전시스템.13. The method of claim 12,
The flow rate increasing nozzle includes:
The cross-sectional area of the flow rate gradually decreases toward the outlet of the central nozzle injection port, and as the water pressure increases, the flow rate of the nozzle outlet increases more than the flow rate of the nozzle inlet, Main injection nozzle; And
And auxiliary jet nozzles formed on both sides of the central nozzle jetting port of the main jetting nozzle so as to gradually increase the side nozzle jetting ports in the water flow direction to maintain a constant flow rate in the pressure receiving pipe. 제 12 항에 있어서,
상기 유속증가노즐은, 상기 수압관 내 유량의 많고 적음에 따라 상하 유속을 증가시켜 상기 수차를 회전시킬 수 있도록 상하 이단 노즐 형태로 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 수력발전시스템.13. The method of claim 12,
Wherein the flow rate increasing nozzle is integrally formed in the form of upper and lower end nozzles so as to increase the vertical flow rate and increase the vertical flow rate as the flow rate in the pressure pipe is increased or decreased. 제 12 항에 있어서,
상기 수압관은, 상기 수로관의 내부 저면에 삽입되어 상기 수로관의 길이방향으로 설치되며, 상기 수압관의 유량을 일정하게 조절하는 유량조절관을 더 포함하되,
상기 유량조절관은 하면이 개방된 관 형태로 이루어지고 상기 유량조절관의 하면과 상기 수로관의 저면 사이의 공간으로 유량이 흐를 수 있도록 유로가 형성되며, 상기 유속증가노즐보다 상부에 유량유입구가 형성되고 상기 유속증가노즐보다 하부에 유량배출구가 형성되며,
상기 수압관에 과다 유량 유입 시 또는 유량 역류 시 유량이 상기 유속증가노즐의 상부에 위치한 상기 유량유입구를 통해 상기 유량조절관의 내부로 유입되어 상기 유량조절관과 상기 수로관 사이의 유로를 거친 후 상기 유속증가노즐의 하부에 위치한 상기 유량배출구를 통해 상기 수압관 내로 배출되도록 하여 유량 역류로 인해 상기 수압관의 유량이 넘치는 것을 방지하고 상기 수압관의 유량을 일정하게 조절하는 것을 특징으로 하는 수력발전시스템.13. The method of claim 12,
Wherein the hydraulic pipe further comprises a flow rate control pipe inserted in the inner bottom surface of the water pipe to be installed in the longitudinal direction of the water pipe and configured to adjust the flow rate of the hydraulic pipe constantly,
Wherein the flow control tube is formed in a tubular shape having an open bottom and a flow passage is formed to allow a flow rate to flow into a space between the bottom surface of the flow control tube and the bottom surface of the flow tube, A flow rate outlet is formed below the flow rate increasing nozzle,
Wherein a flow rate of the excess flow rate to the hydraulic pipe or flow backflow is introduced into the flow rate control pipe through the flow rate inlet located at the upper portion of the flow rate increasing nozzle, passes through the flow path between the flow rate control pipe and the passage pipe, And the flow rate of the hydraulic pressure pipe is prevented from being overflowed due to backflow of the flow rate and the flow rate of the hydraulic pressure pipe is controlled to be constant by discharging the hydraulic pressure to the hydraulic pressure pipe through the flow- . 제 17 항에 있어서,
상기 유량유입구와 상기 유량배출구에는 유수방향의 반대측 단부에 상향으로 경사지게 캡이 설치되어, 평상시에는 유량의 유속으로 인해 상기 유량유입구와 상기 유량배출구로 유량이 유입되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 수력발전시스템.18. The method of claim 17,
Wherein a cap is provided on the flow inlet and the flow outlet at an opposite end on the opposite side in the flow direction so that the flow rate is not introduced into the flow inlet and the flow outlet due to the flow rate of the flow. . 제 10 항에 있어서,
상기 수문은,
상기 제 1 저수조의 출구단과 연결되는 상기 제 1 수로의 상단부에 설치되며, 상기 제 1 저수조로부터 일정량의 유량을 상기 제 1 수로로 유입시키는 제 1 수문;
상기 제 2 저수조의 입구단과 연결되는 상기 제 1 수로의 하단부에 설치되며, 상기 제 1 수로를 통해 유입되는 유량을 상기 제 2 저수조로 유입시키며, 상기 제 2 저수조에 유입되는 유량을 일정하게 유지시키는 제 2 수문;
상기 제 2 저수조의 출구단과 연결되는 상기 제 2 수로의 상단부에 설치되며, 상기 제 2 저수조의 유량을 일정하게 방출하여 상기 제 2 저수조의 유량을 일정하게 유지시키는 제 3 수문;
상기 제 1 수로와 연결되는 상기 제 3 수로의 입구단에 설치되며, 상기 제 1 수로로 유량이 과다 유입 시 상기 제 3 수로를 통해 유량을 외부로 방출시켜 상기 제 2 저수조의 유량을 일정하게 유지시키는 제 4 수문; 및
상기 제 2 저수조와 연결되는 상기 제 4 수로의 입구단에 설치되며, 상기 제 2 저수조의 유량을 일정하게 방출하여 상기 제 4 수로에 설치된 상기 수압관으로 유입되는 유량을 일정하게 유지시키는 제 5 수문;을 포함하는 수력발전시스템.11. The method of claim 10,
The above-
A first water gate installed at an upper end of the first water channel connected to an outlet end of the first water tank and introducing a predetermined amount of flow from the first water tank into the first water channel;
And a flow rate control unit that is installed at a lower end of the first water channel connected to the inlet end of the second water reservoir and flows the flow rate introduced through the first water channel into the second water reservoir, A second water gate;
A third sideway installed at an upper end of the second water channel connected to the outlet end of the second water reservoir and discharging the flow rate of the second water reservoir constantly to maintain the flow rate of the second water reservoir constant;
Wherein the first water channel is provided at an inlet end of the third water channel connected to the first water channel and the flow rate is discharged to the outside through the third water channel when the flow rate is excessively introduced into the first water channel, The fourth hydrological gate; And
A fourth water channel provided at the inlet end of the fourth water channel connected to the second water tank and configured to discharge the flow rate of the second water tank uniformly to maintain a constant flow rate flowing into the hydraulic pipe installed in the fourth water channel, And a hydraulic system.
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