KR101971579B1 - Turbine-generator for small hydropower plant - Google Patents

Turbine-generator for small hydropower plant Download PDF

Info

Publication number
KR101971579B1
KR101971579B1 KR1020170154810A KR20170154810A KR101971579B1 KR 101971579 B1 KR101971579 B1 KR 101971579B1 KR 1020170154810 A KR1020170154810 A KR 1020170154810A KR 20170154810 A KR20170154810 A KR 20170154810A KR 101971579 B1 KR101971579 B1 KR 101971579B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
water
aberration
turbine
generator
casing
Prior art date
Application number
KR1020170154810A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
오민환
Original Assignee
오민환
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 오민환 filed Critical 오민환
Priority to KR1020170154810A priority Critical patent/KR101971579B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101971579B1 publication Critical patent/KR101971579B1/en

Links

Images

Classifications

    • 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"
    • F03B17/062—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head" with rotation axis substantially at right angle to flow direction
    • 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
    • F03B15/00—Controlling
    • F03B15/02—Controlling by varying liquid flow
    • F03B15/04—Controlling by varying liquid flow of turbines
    • F03B15/06—Regulating, i.e. acting automatically
    • F03B15/14—Regulating, i.e. acting automatically by or of water level
    • 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
    • Y02E10/28—

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Hydraulic Turbines (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)

Abstract

The present invention relates to a water-turbine generator for a small hydro power plant, which is capable of not only increasing the flux of flowing water in a water-turbine power generation using the pressure of flowing water along a waterway but also increasing the contact area of a water turbine wing for the flowing water, thereby improving the structure to obtain a stable, sufficient power generation output. According to the present invention, the water-turbine generator for the small hydro power plant comprises: base blocks installed on side walls on both sides of the waterway to have a bottle neck unit for reducing the width of the waterway; a height control means placed on an upper side of the base blocks to control the height of a power generation unit and a fixed shaft in accordance with the water level of the flowing water in the waterway detected by a water level sensor; the power generation unit which has a stator placed on the outer circumference of the fixed shaft and a generator case with a permanent magnet installed on an external side of the stator; and a water-turbine body having a runner support plate which includes: a circular support unit linkably engaged with an external side of the generator case, a plurality of support chambers engaged with an external side of the circular support unit to be extended, and a plurality of water-turbine wings engaged with an end unit of an external side of the support chambers to consecutively come in contact with the flowing water. Each of the water-turbine wings includes: an external casing supported by the runner support plate, whose one side and the other side communicate with each other and whose both side surfaces are fixated on an internal side of the runner support plates on a front side and a rear side of the runner support plates; and an internal casing formed inside the external casing, whose one side and the other side communicate with each other and which is formed to be more tapered from one side towards the other side.

Description

소수력 수차발전장치{Turbine-generator for small hydropower plant}[0001] Turbine-generator for small hydropower plant [0002]

본 발명은 소수력 수차발전장치에 관한 것으로, 특히 소하천, 농어업용 배수로, 하천수, 해양조수간만해수, 화력발전소 및 LNG 냉각수 등의 기존 도수로를 따라 흐르는 유수의 수압을 이용한 수차발전에서 유수의 유속을 증속시킬 수 있을 뿐만 아니라, 유수에 대한 수차 날개의 접촉 면적을 증대시켜 안정적이고 충분한 발전 출력을 얻을 수 있도록 그 구조가 개선된 소수력 수차발전장치에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a small-hydro-aberration power generation apparatus, and more particularly, to a hydro-hydro turbine power generation apparatus that improves the flow rate of an effluent in a water turbine using water pressure flowing along an existing channel such as small river, drainage channel for a river fishery, river water, The present invention relates to a small hydro-aural power generation device having improved structure to increase a contact area of an aberration wing with respect to flowing water to obtain stable and sufficient power generation output.

일반적으로, 지구온난화의 영향 및 화석연료고갈과 국제유가상승 등의 이유로 인하여 신재생 에너지에 대한 관심과개발이 활발하게 이루어지고 있는 추세이며 지구온난화에 대한 규제와 온실가스 감축에 대한 국제협약인 기후변화협약의 실질적 이행에 대한 교토의정서에 의하여 우리나라도 파리협정 후부터는 온실가스 감축의무대상의 지정이 유력화되고 있어 청정에너지에 대한 개발 수요가 증가하고 있다.Generally, interest and development of renewable energy is actively being made due to the effects of global warming, depletion of fossil fuels and increase in international oil prices, and there is a tendency that the regulation for global warming and the international agreement on the reduction of greenhouse gas Under the Kyoto Protocol on the Actual Implementation of the Convention on Change, Korea has also been designating the obligation to reduce greenhouse gases since the Paris Convention, and the demand for development of clean energy is increasing.

우리정부 또한 2008년 대한민국의 새로운 국가비전으로 “저탄소 녹색성장”을 선포하였으며 기후변화적응 및 에너지 자립 전략을 위해 온실가스 감축, 탈석유에너지 자립강화, 기후변화 적응역량 강화의 정책방향을 수립하여 수행하고 있다.The Korean government also declared "Low Carbon Green Growth" as a new national vision of Korea in 2008 and established a policy direction for reducing greenhouse gas emissions, strengthening self-sufficiency of de-petroleum energy, and strengthening adaptation capacity for climate change adaptation and energy independence strategy .

다량의 에너지를 소비하는 수처리 시설분야에도 에너지고갈과 기후변화에 대응하기 위하여, 영국에서는 “수처리의 에너지사용 효율화”를 수처리관련 5대 기술 중 하나로 제시하고 있으며 미국 EPA는 수처리시설의 에너지 절감 및 온실가스 감축을 위한 다양한 노력을 하는 등 수처리에 소모되는 에너지 절감 및 대체 에너지 생산을 통한 에너지 자립의 필요성이 증대하고 있다.In order to cope with energy depletion and climate change in the water treatment facilities that consume a large amount of energy, the UK proposes "energy efficiency of water treatment" as one of the five technologies related to water treatment. US EPA, There is an increasing need for energy self-reliance through the reduction of energy consumed in water treatment and the production of alternative energy such as various efforts for gas reduction.

최근 우리정부는 국제사회 요구 수준을 감안해 온실가스 30% 감축 목표를 확정한 바 있으며 환경부는 녹색성장과 기후변화 대비의 일환으로 하수처리시설을 저탄소 녹색성장의 성장동력으로 활용할 계획으로 2030년까지 다량의 에너지를 소비하는 하수처리시설의 에너지 자립화 50% 달성을 목표로 하는 “에너지 자립화 기본계획”을 수립하여 단계별로 진행하고 있다.Recently, the Korean government has set a target of 30% reduction of greenhouse gas considering the level of international society, and the Ministry of Environment plans to utilize the sewage treatment plant as a growth engine of low carbon green growth as a part of preparation for green growth and climate change. , Which is aimed at achieving 50% of energy independence of sewage treatment plants that consume energy of the energy sector.

이에 따라 해당 기술 분야 중 하수처리장의 경우 처리된 배출수를개수로를 이용하여 하천에 방류하기 때문에 유입관을 이용하는 반동수차의 수차케이스 방류관, 운영 및 유지보수를 위한 수문을 설치하지 않는 흐름식 소수력 수차발전장치를개발하기 위한 기술개발이 요구되고 있다.Accordingly, in the case of the sewage treatment plant of the related art, the treated effluent water is discharged to the river by using the open channel. Therefore, the aeration case discharge pipe using the inflow pipe, the flow type small hydroelectric power plant Development of a technology for developing an aberration generator is required.

이를 위한 수차 발전기와 관련된 종래 선행기술로는 동 출원인이 선 출원한 바 있는 한국 등록특허공보 제10-1363416호 "하수처리장 배출수를 이용한 소수력발전 수차발전기 및 그 건설 시스템 구조"(등록일자 : 2014.02.10)에 개시된 바와 같이, 수차 런너의 회전축에 롯드가 형성되며, 롯드의 중앙 영역에는 상기 롯드를 감싸는 하나의 스테이터, 상기 스테이터를 중심으로 수직으로 2개의 영구자석이 대칭적으로 형성되어, 상기 수차 런너의 회전이 수행되도록 하며, 수차 런너의 각 날개는, 평면에서 반원의 형상으로 유수와의 접촉면적을 1.3배 증가시키기 위해 반원형상의 가운데는 원형의 구멍을 설계하는 것이다.Conventional prior art related to a water turbine generator for this purpose is disclosed in Korean Patent Registration No. 10-1363416 filed by the same applicant and entitled " Structure of a small hydroelectric turbine generator using sewage treatment plant effluent and its construction system " (registered on Apr. 10, a rod is formed on the rotation axis of the aberration runner, a stator surrounding the rod is symmetrically formed in a central region of the rod, and two permanent magnets are vertically disposed about the stator in a symmetrical manner, And each wing of the aberrant runner is designed to form a circular hole in the middle of the semicircular shape so as to increase the contact area with the runner in the shape of a semicircle in the plane by 1.3 times.

또한, 기존 수차 발전기의 수차 구조와 관련된 다른 선행기술로는 한국 등록특허공보 제10-1396667호 "수력발전기용 수차"(등록일자 : 2014.05.12)에 개시된 바와 같이, 수력발전기의 터빈에 연결되어 회전하는 회전축; 상기 회전축을 중심으로 회전축 상부 좌측에 일정 각도로 설치된 복수개의 상부좌측 수평프레임; 상기 회전축을 중심으로 회전축 상부 우측에 일정 각도로 설치된 복수개의 상부우측 수평프레임; 상기 회전축을 중심으로 회전축 하부 좌측에 상부좌측 수평프레임과 일정 거리를 두고 이격되게 설치된 복수개의 하부좌측 수평프레임; 상기 회전축을 중심으로 회전축 하부 우측에 상부우측 수평프레임과 일정 거리를 두고 이격되게 설치된 복수개의 하부우측 수평프레임; 상기 상부좌측 수평프레임과 하부좌측 수평프레임 사이에 상단과 하단이 각각 결합되도록 일정 간격을 두고 설치된 복수개의 좌측 수직프레임; 상기 상부우측 수평프레임과 하부우측 수평프레임 사이에 상단과 하단이 각각 결합되도록 일정 간격을 두고 설치된 복수개의 좌측 수직프레임; 상기 상부우측 수평프레임과 하부우측 수평프레임 사이에 상단과 하단이 각각 결합되도록 일정 간격을 두고 설치된 복수개의 우측 수직프레임; 상기 좌측 수직프레임에 일단이 회동되도록 결합되어 한쪽방향으로만 회동 개폐되도록 설치된 우측 회동날개를 포함하여 이루어진 것이다.As another prior art related to the aberration structure of a conventional aero-generator, as disclosed in Korean Patent Registration No. 10-1396667 " Hydro turbine aberration " (registered on May 31, 2014), the turbine of the hydro- A rotating rotating shaft; A plurality of upper left horizontal frames provided at left angles of the rotation axis about the rotation axis at a predetermined angle; A plurality of upper right horizontal frames provided on the right side of the rotary shaft at a predetermined angle about the rotation axis; A plurality of lower left horizontal frames spaced apart from the upper left horizontal frame by a predetermined distance on the lower left side of the rotation axis about the rotation axis; A plurality of lower right side horizontal frames spaced apart from the upper right side horizontal frame by a predetermined distance on the right side of the lower side of the rotation axis about the rotation axis; A plurality of left vertical frames spaced apart from each other such that an upper end and a lower end are coupled between the upper left horizontal frame and the lower left horizontal frame; A plurality of left vertical frames spaced apart from each other such that upper and lower ends of the upper right horizontal frame and the lower right horizontal frame are coupled to each other; A plurality of right vertical frames arranged at regular intervals so that upper and lower ends are respectively coupled between the upper right horizontal frame and the lower right horizontal frame; And a right turning blade which is coupled to the left vertical frame so that one end thereof is rotated so as to be opened and closed only in one direction.

그런데, 기존 수차 발전기의 수차 구조로는 단순 바가지구조의 버킷 타입으로 구성되거나, 물과의 접촉이 일측면에 한정되는 평판 형태로 구성되어 있으므로, 수압의 접촉면적이 충분하지 못할 뿐만 아니라, 유수의 유속이 만족스럽지 못한 경우에는 설치상의 제약이 있는 단점이 있다.However, since the aberration structure of a conventional water turbine generator is constituted by a bucket type of simple bucket structure or a flat plate shape in which contact with water is limited to one side, not only the contact area of water pressure is not sufficient, If the flow rate is unsatisfactory, there is a disadvantage in terms of installation limitation.

한국 등록특허공보 제10-1363416호 "하수처리장 배출수를 이용한 소수력발전 수차발전기 및 그 건설 시스템 구조"(등록일자 : 2014.02.10)Korean Registered Patent No. 10-1363416 entitled " Structural System Structure of Small Hydropower Water Turbine Generator Using Wastewater Treatment Plant Drainage Water " (Registered on Feb. 2014, 2014) 한국 등록특허공보 제10-1396667호 "수력발전기용 수차"(등록일자 : 2014.05.12)Korean Patent Registration No. 10-1396667 entitled " Water turbine water turbine " (registered on May 31, 2014)

본 발명은 상기한 제반문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 그 목적은 소하천, 농어업용 배수로, 하천수, 해양조수간만해수 및 LNG 냉각수 등의 기존 도수로를 따라 흐르는 유수의 수압을 이용한 수차발전에서 유수의 유속을 증속시킬 수 있을 뿐만 아니라, 유수에 대한 수차 날개의 접촉 면적을 증대시켜 안정적이고 충분한 발전 출력을 얻을 수 있도록 그 구조가 개선된 소수력 수차발전장치를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and its object is to provide a water turbine generating power using water pressure flowing along a conventional canal such as a small river, a drainage line for agricultural and fishery industry, a river water, The present invention is to provide a small hydro-aural power generation device with improved structure so as to increase the flow rate of water flow and to increase the contact area of the aberration wing with respect to the water flow to obtain stable and sufficient power output.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 수로의 좌,우 양측 측벽에 설치되고 수로의 폭을 줄이도록 병목부를 갖는 베이스블록과; 상기 베이스블록의 상측에 마련되고 수위센서로부터 감지된 수로의 유수 수위에 따라 발전부 및 고정축의 높낮이를 조절하는 높이조절수단과; 상기 고정축의 외주에 고정자가 마련되고 상기 고정자의 외측에 영구자석이 설치된 발전기 케이스가 마련된 발전부와; 상기 발전기 케이스의 외측에 연동되게 결합되는 원형지지부와, 상기 원형지지부의 외측에 연장되도록 결합되는 복수의 지지살과, 상기 지지살의 외측 단부에 결합되어 유수와 순차적으로 접촉되는 복수의 수차날개가 마련되는 런너지지판을 갖는 수차몸체;를 구비하며, 상기 수차날개의 각각은 상기 런너지지판에 지지되고 일측과 타측이 연통되며 양측면이 상기 런너지지판의 전,후측 런너지지판 내측에 고정되는 외측 케이싱과, 상기 외측 케이싱의 내측에 형성되고 일측과 타측이 연통되며 일측에서 타측으로 갈수록 테이퍼지게 형성된 내측 케이싱으로 구성된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a watercraft comprising: a base block installed at both side walls of left and right sides of a waterway and having a bottleneck to reduce a width of a waterway; Height adjusting means provided above the base block for adjusting the height of the power generating portion and the fixed shaft according to the water level of the waterway sensed by the water level sensor; A power generator having a generator case provided with a stator on the outer periphery of the fixed shaft and a permanent magnet provided on the outer side of the stator; A plurality of support fingers coupled to the outside of the circular support portion and a plurality of aberration wings connected to the outer end of the support fingers and sequentially in contact with the running water; An outer casing supported by the runner support plate and having one side and the other side communicated and both side surfaces being fixed inside the front and rear runner support plates of the runner support plate; And an inner casing formed on the inner side of the outer casing and communicating with one side and the other side and tapering from one side to the other side.

상기 베이스블록은 전방에서 유수의 흐름방향에 대해 경사진 각도로 병목부까지 연결되는 제1경사면과, 상기 제1경사면의 후단부로부터 후방으로 직선 형태로 연장되는 병목부와, 상기 병목부로부터 후방측의 측벽에 경사진 각도로 연결되는 제2경사면으로 구성된다.The base block includes a first inclined surface connected to the bottleneck at an angle inclined with respect to the flow direction of the flowing water from the front, a bottleneck extending linearly rearward from the rear end of the first inclined surface, And a second inclined surface connected to the side wall at an inclined angle.

상기 런너지지판은 중앙이 천공된 띠 형태로 형성된 것이다.The runner support plate is formed in the shape of a band having a center hole.

상기 수차날개는 외측 케이싱과 내측 케이싱 중 적어도 하나의 내주면에 유수와의 접촉 면적을 넓히기 위해 유수흐름에 대해 간섭되도록 내측으로 돌출된 접촉판을 더 구비한다.The aberration vane further includes a contact plate protruding inwardly to interfere with the flow of water to widen an area of contact between the outer casing and the inner circumferential surface of at least one of the inner casing.

상기 내측 케이싱은 단부가 상기 외측 케이싱의 단부 테두리에 복수의 연결리브로 고정된다.And the end portion of the inner casing is fixed to a plurality of connecting ribs at an end edge of the outer casing.

상기 병목부에 해당하는 수로의 바닥면에 유수의 수위 높이를 높이기 위해 상측으로 돌출된 돌출부가 형성된다.A protruding portion protruding upward is formed on the bottom surface of the water channel corresponding to the bottleneck portion so as to increase the height of the water level.

상기 내측 케이싱은 사각형 단면 구조를 갖는 관 형태로 구성되고, 상기 유수가 진입되는 전방측 내측 폭이 후방측 내측 폭보다 좁게 형성된다.The inner casing is formed in the shape of a tube having a rectangular cross-sectional structure, and the front inner width at which the water flows is narrower than the rear inner width.

본 발명은 소하천, 농어업용 배수로, 하천수, 해양조수간만해수 및 LNG 냉각수 등의 기존 도수로의 설계 변경없이 흐르는 유수의 유속을 증속시키도록 베이스블록을 수로의 측벽 양 내측으로 돌출시키고, 유수와 접촉되는 수차날개의 구조를 외측 케이싱과 출구측으로 갈수록 내경 폭이 커지는 내측 케이싱으로 구성하여 유수와의 접촉면적을 증대시켜 수차몸체 및 발전부의 회전속도를 증대시켜 안정적인 발전 출력을 얻을 수 있는 이점을 갖는다.The present invention proposes to protrude the base block inside the sidewall of the water channel so as to increase the flow rate of the flowing water without changing the design of the existing waterway such as small river, drainage line for agricultural and fishing industry, river water, ocean tide water, and LNG cooling water, The structure of the aberration wing is constituted by the outer casing and the inner casing having a larger inner diameter width toward the outlet, thereby increasing the contact area with the water and increasing the rotation speed of the aberration body and the power generation portion.

또한, 본 발명의 베이스블록은 전방에서 유수의 흐름방향에 대해 경사진 각도로 병목부까지 연결되는 제1경사면과, 제1경사면의 후방측으로 직선형태로 연장되는 병목부와, 상기 병목부로부터 후방측의 측벽에 경사진 각도로 연결되는 제2경사면을 갖는 벤튜리관 구조로 형성되며, 수차몸체 및 발전부를 병목부와 동일 직선상에 위치하도록 마련됨에 따라 유수의 유속이 증대되는 부위에 배치시킴으로써, 충분한 회전력을 수차몸체와 발전기 케이스에 제공할 수 있는 이점을 갖는다.The base block includes a first inclined surface connected to the bottleneck at an angle inclined with respect to the flowing direction of the flowing water from the front, a bottleneck extending linearly to the rear side of the first inclined surface, And the aberration body and the power generation portion are disposed on the same straight line as the bottleneck portion and are disposed at the portion where the flow velocity of the water flow is increased, There is an advantage that a sufficient rotational force can be provided to the aberration body and the generator case.

그리고 본 발명은 병목부에 해당하는 수로의 바닥면에 유수의 수위 높이를 높이기 위해 상측으로 돌출된 돌출부가 형성되어 있으므로, 수차날개에 접촉되는 유수의 수위를 높일 수 있는 이점을 갖는다.In addition, the present invention has an advantage that the water level of the water coming into contact with the aberration wing can be increased because the protruding portion is formed on the bottom surface of the water channel corresponding to the bottleneck portion so as to increase the height of the water level.

또, 본 발명은 수차날개의 외측 케이싱과 내측 케이싱의 내주면에 유수와의 접촉 면적을 넓히기 위해 유수흐름에 대해 간섭되도록 내측으로 돌출 형성된 접촉판을 더 구비할 경우, 유수와의 접촉 면적을 증대시킬 수 있는 이점을 갖는다.Further, in the case where the outer casing of the aberration blades and the inner circumferential surface of the inner casing are further provided with a contact plate protruding inward so as to interfere with the flow of water in order to increase the contact area between the outer casing and the inner casing, .

도 1은 본 발명에 따른 소수력 수차발전장치에 대한 구성을 평면에서 개략적으로 나타낸 구성도.
도 2는 본 발명 높이조절수단과 수차몸체를 정면에서 나타낸 단면도.
도 3은 도 2의 A부위인 발전부를 확대하여 나타낸 도면.
도 4는 본 발명 수차몸체의 측면도.
도 5a는 본 발명 수차날개의 구성을 나타낸 사시도이고, 도 5b는 도 5a의 단면도이며, 도 5c는 본 발명 수차날개의 변형예를 나타낸 단면도이다.
도 6a는 본 발명 수차날개의 정면도이고, 도 6b는 본 발명 수차날개의 배면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view showing a configuration of a small hydro-aural power generation device according to the present invention in a plan view; FIG.
Fig. 2 is a cross-sectional view showing the height adjusting means and the aberration body of the present invention from the front. Fig.
Fig. 3 is an enlarged view of a power generation section which is a region A in Fig. 2; Fig.
4 is a side view of the aberration body of the present invention.
FIG. 5A is a perspective view showing the configuration of the aberration wing of the present invention, FIG. 5B is a sectional view of FIG. 5A, and FIG. 5C is a sectional view showing a modification of the aberration wing of the present invention.
6A is a front view of the aberration wing of the present invention, and Fig. 6B is a rear view of the aberration wing of the present invention.

본 발명에 따른 소수력 수차발전장치는 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명하면, 수로(10)의 좌,우 양측 측벽(20)에 설치되고 수로(10)의 폭을 줄이도록 병목부(105)를 갖는 베이스블록(100)과; 상기 베이스블록(100)의 상측에 마련되고 수위센서(40)로부터 감지된 수로(10)의 유수 수위에 따라 발전부(200) 및 고정축(210)의 높낮이를 조절하는 높이조절수단(400)과; 상기 고정축(210)의 외주에 고정자(220)가 마련되고 상기 고정자(220)의 외측에 영구자석(240)이 설치된 발전기 케이스(230)가 마련된 발전부(200)와; 상기 발전기 케이스(230)의 외측에 연동되게 결합되는 원형지지부(310)와, 상기 원형지지부(310)의 외측에 연장되도록 결합되는 복수의 지지살(322)과, 상기 지지살(322)의 외측 단부에 결합되어 유수와 순차적으로 접촉되는 복수의 수차날개(330)가 마련되는 런너지지판(320)을 갖는 수차몸체(300);를 구비하며, 상기 수차날개(330)의 각각은 상기 런너지지판(320)에 지지되고 일측과 타측이 연통되며 양측면이 상기 런너지지판(320)의 전,후측 런너지지판(320A,320B) 내측에 고정되는 외측 케이싱(332)과, 상기 외측 케이싱(332)의 내측에 형성되고 일측과 타측이 연통되며 일측에서 타측으로 갈수록 테이퍼지게 형성된 내측 케이싱(334)으로 구성된 것이다.1 to 4, the small hydrostatic aberration generating apparatus according to the present invention includes a bottleneck portion 105 installed on both side walls 20 on the left and right sides of the water channel 10 and configured to reduce the width of the water channel 10, A base block (100) having a base (100); A height adjusting means 400 provided on the base block 100 to adjust the height of the power generating unit 200 and the fixed shaft 210 according to the water level of the waterway 10 sensed by the water level sensor 40, and; A power generator 200 having a generator case 230 provided with a stator 220 on the outer periphery of the fixed shaft 210 and a permanent magnet 240 disposed on the outer side of the stator 220; A plurality of supporting pieces 322 extending outwardly from the circular supporting portion 310 and coupled to the outside of the generator case 230; And a runner support plate (320) having a plurality of aberration wings (330) coupled to end portions of the airstream wings (330) to sequentially contact the runners, wherein each of the aberration wings (330) An outer casing 332 supported by the upper and lower runner support plates 320 and 320 and having one side and the other side communicated and fixed to the inner side of the front and rear runner support plates 320A and 320B of the runner support plate 320, And an inner casing 334 which is formed so as to be tapered from one side to the other side.

소수력(SHP : Small Hydro Power) 발전은 유수가 가지는 위치에너지, 운동에너지, 압력에너지를 수차에 의해 회전력 에너지로 변환하여 발전기를 회전시켜 전력을 얻는 것이며, 이를 적용하기 위해 수차 발전기가 설치되는 수로(10)의 유수 낙차가 2m 이상이거나, 유량이 0.2㎥/s 이상이어야 한다. Small Hydro Power (SHP) power generation is to convert the potential energy, kinetic energy, and pressure energy of a runner into rotational energy by aberration to obtain power by rotating the generator. To apply this, a water pump 10) is more than 2m or the flow rate is not less than 0.2m3 / s.

도 1을 참조하면, 농어업용 배수로, 소하천, 하천수, 해양조수간만해수 및 LNG 냉각수 등의 기존 도수로(10)의 좌,우 양측 측벽(20)에 내측으로 돌출되어 병목부(105)를 갖도록 좌,우 대칭되는 베이스블록(100)이 구비된다.1, the left and right sidewalls 20 of the existing canal 10 such as drainage for farming and fishing, small river, river water, marine tidal water, and LNG cooling water are inwardly protruded inward to have a bottleneck 105, , A base block 100 which is symmetrically symmetrical is provided.

상기 베이스블록(100)은 유수가 흐르는 수문 상류쪽 방향을 전방이라 하고 하류측 방향을 후방이라 할 때, 상기 베이스블록(100)은 전방에서 유수의 흐름방향에 대해 경사진 각도로 병목부(105)까지 연결되는 제1경사면(110)과, 상기 제1경사면(110)의 후단부로부터 후방으로 직선 형태로 연장되는 병목부(105)와, 상기 병목부(105)로부터 후방측의 측벽(20)에 경사진 각도로 연결되는 제2경사면(120)로 구성된다.The base block 100 includes a bottleneck portion 105 at an angle inclined with respect to the flowing direction of the flowing water from the front side of the base block 100 when the upstream side of the flowing water flows forward and the downstream side is rearward, A bottleneck portion 105 extending linearly rearward from the rear end of the first inclined surface 110 and a rear side wall 20 extending from the bottleneck portion 105. [ And a second inclined surface 120 connected at an inclined angle to the second inclined surface 120.

상기 수차몸체(300)는 유수의 유속 흐름이 빨라지는 상기 병목부(105)의 후방인 제2경사면(120)에 설치되는 것이 바람직하다.Preferably, the aberration body 300 is installed on the second inclined surface 120, which is located behind the bottleneck 105, in which flow of the flowing water is accelerated.

즉, 상기 수차몸체(300)가 설치되는 위치는 병목부(105)를 통과하여 유속이 빨라지는 유수가 수차날개(330)에 접촉되도록 병목부(105) 위치에 마련된다.That is, the position where the aberration body 300 is installed is provided at the position of the bottleneck portion 105 so that the water flowing through the bottleneck portion 105 and having a flow velocity is brought into contact with the aberration blades 330.

또한, 상기 수로(10)의 측벽(20)에는 수위센서(40)가 구비되어 수위에 대한 정보를 제어부측으로 전달하여, 상기 제어부에서 가변되는 수위에 따라 높이조절수단(400)의 동작을 가변 제어하도록 제어신호를 출력하게 된다.The water level sensor 40 is provided on the side wall 20 of the water channel 10 to transmit information about the water level to the control unit so that the operation of the height adjusting unit 400 is controlled by the variable control unit A control signal is output.

도 2를 참조하면, 상기 높이조절수단(400)은 좌,우 양측의 베이스블록(100)의 내부에 결합되는 지지블록(420)과, 상기 지지블록(420)에 각각 장착되고 승강 가능한 로드(415)의 단부가 상기 고정축(210)의 양측단을 지지하도록 연결된 승강실린더(410)를 구비한다.2, the height adjusting means 400 includes a support block 420 coupled to the inside of the base block 100 on both sides of the left and right sides, a rod 420 mounted on the support block 420, 415 are connected to each other to support both ends of the fixed shaft 210.

상기 승강실린더(410)는 좌,우 양측의 베이스블록(100)에 결합된 지지블록(420)에 장착된 상태에서 제어부(미도시)의 제어신호에 의해 동시에 승강동작되어 고정축(210)을 승강시킴으로써, 고정축(210)에 지지된 수차몸체(300) 및 발전부(200)의 높낮이를 조절하게 된다.The lifting cylinder 410 is simultaneously lifted and lowered by a control signal of a control unit (not shown) in a state where the lifting cylinder 410 is mounted on the support block 420 coupled to the base block 100 on both left and right sides, The height of the aberration body 300 and the power generation unit 200 supported by the fixed shaft 210 can be adjusted.

상기 런너지지판(320)은 전,후로 서로 이격된 전,후측 런너지지판(320A,320B)으로 구성되며 중앙이 천공된 띠 형태로 형성되고, 상기 발전기 케이스(230)의 외주면측에 연동되게 결합된 원형지지부(310)의 외부면에 연결된 지지살(322)의 단부에 연결되며, 서로 이격되게 배치된 상기 수차날개(330)가 전,후측 런너지지판(320A,320B)의 내측에 고정되는 구조를 갖는다.The runner support plate 320 is composed of front and rear runner support plates 320A and 320B spaced apart from each other, and is formed in the shape of a perforated band at the center. The runner support plate 320 is coupled to the outer circumferential surface of the generator case 230 A structure in which the aberration wings 330 connected to the end portions of the support pieces 322 connected to the outer surface of the circular support portion 310 and spaced apart from each other are fixed to the inner sides of the front and rear runner support plates 320A and 320B .

또한, 상기 병목부(105)에 해당하는 수로의 바닥면에 유수의 수위 높이를 높이기 위해 상측으로 돌출된 돌출부(130)가 더 구비된다.Further, a protrusion 130 protruding upward is further provided on the bottom surface of the water channel corresponding to the bottleneck 105 so as to increase the water level of the water.

상기 돌출부(130)는 유수가 병목부(105)를 통과하는 구간에서 수위를 높여서 회전되는 수차날개(330)가 유수의 수면보다 하측에 위치하도록 유수의 수위를 높일 수 있게 한다.The protrusion 130 can increase the water level of the aquarium so that the aberration vane 330, which is rotated at a higher water level in a section where the water flows through the bottleneck 105, is located below the water surface.

도 3을 참조하면, 상기 발전부(200)는 고정축(210)의 외주에 코일이 감겨지는 계좌 권선인 고정자(220)와, 수차몸체(300)의 회전시 연동 회전되도록 외측에 원형 지지부(310)가 일체로 결합되고 내주면에 영구자석(240)이 마련되는 발전기 케이스(230)로 구성된다.3, the power generating unit 200 includes a stator 220, which is an account winding around which a coil is wound around a fixed shaft 210, and a stator 220 that is connected to a circular support portion 310) are integrally coupled to each other and a permanent magnet (240) is provided on an inner peripheral surface of the generator case (230).

또한, 상기 발전부(200)는 상기 고정자(220)에 계좌 권선이 감겨져 있고, 회전자인 발전기 케이스(230)의 내주면에 영구자석(240)이 설치된 아웃터 로터형 발전기를 채택한다.The generator 200 adopts an outer rotor type generator in which an account winding is wound on the stator 220 and a permanent magnet 240 is installed on the inner circumferential surface of the generator case 230 as a rotor.

상기 발전기 케이스(230)의 내부에는 회전을 지지하도록 고정축(210)의 외주면에 베어링(250)이 구비된다.Inside the generator case 230, a bearing 250 is provided on the outer circumferential surface of the fixed shaft 210 to support the rotation.

도 4를 참조하면, 상기 수차몸체(300)는 원형지지부(310)의 외측에 복수의 지지살(322)이 연장되도록 결합되고 지지살(322)의 외측 단부에 전,후측 런너 지지판(320A,320B)에 고정된 복수개의 수차날개(330)가 서로 이격된 상태로 마련된다.4, the aberration body 300 includes a plurality of support pieces 322 extending outwardly from the circular support portion 310 and extending to the outer ends of the support pieces 322. The front and rear runner support plates 320A, And a plurality of aberration blades 330 fixed to the main body 320B are spaced apart from each other.

상기 수차날개(330)는 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 일측과 타측이 서로 연통되는 사각형 단면 형태의 관으로 구성된 외측 케이싱(332)과, 상기 외측 케이싱(332)의 내부에 수용되게 형성되고 외측 케이싱(332)에 일체로 결합된 내측 케이싱(334)으로 구성된다.As shown in FIGS. 5A and 5B, the aberration wing 330 includes an outer casing 332 formed of a tube having a rectangular cross-sectional shape with one side and the other side communicating with each other, and an outer casing 332 accommodated in the outer casing 332 And an inner casing 334 formed integrally with the outer casing 332.

상기 외측 케이싱(332)은 지지살(322)의 외측 단부에 일체로 연결 결합되고 좌,우 양측면이 전,후측 런너지지판(320A,320B)의 서로 마주보는 내측에 일체로 결합되어 각각 지지되고, 내측 케이싱(334)은 연결리브(335)를 매개로 외측 케이싱(332)과 일체로 연결되는 구조를 갖는다.The outer casing 332 is integrally connected to the outer end of the support piece 322 and the left and right sides of the outer casing 332 are integrally coupled to the inner sides of the front and rear runner support plates 320A and 320B, The inner casing 334 has a structure integrally connected to the outer casing 332 via a coupling rib 335.

또한, 상기 외측 케이싱(332)은 양측면이 전,후측 런너지지판(320A,320B)의 서로 마주보는 내측에 용접 등의 방법으로 일체로 결합되고, 상면이 외측으로 돌출되지 않도록 전,후측 런너지지판(320A,320B)의 외주 둘레에 대응되는 곡률로 라운드지게 형성되는 구조를 갖는다.The outer casing 332 is integrally joined to the inner side of the front and rear runner support plates 320A and 320B by welding or the like so that the upper and lower runner support plates 320A and 320B are integrally joined to each other, 320A, and 320B, respectively.

상기 내측 케이싱(334)은 사각형 단면 구조를 갖는 관 형태로 구성되고, 상기 유수가 진입되는 전방측 내경 폭이 후방측 내경 폭보다 좁게 형성된 구조를 갖는다.The inner casing 334 is formed in the shape of a tube having a rectangular cross-sectional structure and has a structure in which the front inner diameter width into which the oil water enters is narrower than the inner diameter width at the rear end.

이로 인해 내측 케이싱(334)과 외측 케이싱(332)의 사이 공간으로 유수가 진입되는 과정에서 전방(입구)측 폭이 좁고 출구 후방측으로 갈수록 내경 폭이 커지는 내측 케이싱(334)의 구조 특성상 전방 입구측의 내측 케이싱(334)과 외측 케이싱(332)의 사이 공간으로 용이하게 유수가 진입할 수 있으며, 내측 케이싱(334)의 후방(출구)측 내경 폭이 넓어짐에 따라 유수와의 접촉면적이 증대되는 이점을 갖는다.Due to the structure of the inner casing 334 which has a narrower width on the front side (inlet side) and a larger inner diameter width toward the rear side of the outlet in the process of flowing water into the space between the inner casing 334 and the outer casing 332, And the inner diameter of the inner casing 334 on the rear side (outlet side) becomes wider, so that the contact area with the oil water is increased .

도 5c는 본 발명 수차날개(330)의 변형예를 나타낸 도면으로서, 수차날개(330)의 외측 케이싱(332)과 내측 케이싱(334)의 내주면에 유수와의 접촉 면적을 넓히기 위해 유수흐름에 대해 간섭되도록 내측으로 돌출 형성된 접촉판(337)이 더 구비된 것이다.5c is a view showing a modification of the aberration wing 330 according to the present invention. In order to increase the contact area between the outer casing 332 of the aberration blades 330 and the inner peripheral surface of the inner casing 334, And further includes a contact plate 337 protruding inward to interfere.

상기 접촉판(337)은 외측 케이싱(332)과 내측 케이싱(334)의 내주면에 중심측으로 돌출되도록 형성되어 유수와의 접촉 면적을 증대시켜 충분한 회전력을 수차몸체(300)와 발전부(200)측에 전달하는 기능을 수행하게 된다.The contact plate 337 is protruded toward the center on the inner circumferential surface of the outer casing 332 and the inner casing 334 to increase the contact area between the contact plate 337 and the flowing water to provide sufficient rotational force to the aberration body 300, As shown in FIG.

도 6a 및 도 6b는 본 발명 수차날개의 정면도 및 후면도로서, 앞서 설명한 바와 같이, 내측 케이싱(334)은 유수가 먼저 진입되는 입구측 전방의 내측 폭이 출구측 후방의 내측 폭보다 좁은 크기를 갖도록 형성된 구조를 갖는다.6A and 6B are a front view and a rear view of the aberration wing according to the present invention. As described above, the inner casing 334 has an inner width in front of the inlet side where oil water first enters, a width smaller than an inner width in the rear of the outlet side As shown in FIG.

또한, 내측 케이싱(334)은 단부가 상기 외측 케이싱(332)의 단부 테두리에 복수의 연결리브(335)로 고정된 구조를 갖는다.Further, the inner casing 334 has a structure in which an end portion is fixed to the end edge of the outer casing 332 by a plurality of connecting ribs 335.

이러한 구성을 갖는 본 발명은 수로(10)의 수문을 개방한 상태에서 베이스블록(100)의 병목부(105)를 통과하면서 베르누이의 정리에 의하여 증속된 후에 수차날개(330)에 접촉된다.The present invention having such a configuration is passed through the bottleneck 105 of the base block 100 in the state in which the water gate of the water channel 10 is opened, and is contacted to the aberration blades 330 after being increased by Bernoulli's theorem.

상기 수차날개(330)는 유수의 접촉 압력에 의해 수차몸체(300)에 회전력을 부여하게 되고, 수차몸체(300)의 원형지지부(310)에 결합된 발전기 케이스(230)를 연동 회전시켜 발전부(200)를 동작시켜 발전시킨다.The aberration vane 330 applies a rotational force to the aberration body 300 by the contact pressure of the water and rotates the generator case 230 coupled to the circular support portion 310 of the aberration body 300, (200).

본 발명의 수차날개(330)는 유수가 수차날개(330)의 외측 케이싱(332)과 내측 케이싱(334)의 내부를 통과하는 중에 내경 폭이 가변되도록 형성되어 출구측으로 갈수록 외측 케이싱(332)의 내주면과의 사이 공간이 좁아지게 되는 내측 케이싱(334)의 외주면에 각각 접촉되므로, 기존 버킷방식이나 플레이트 방식의 수차날개(330)보다 더 큰 접촉 면적을 가지게 되어 수압의 접촉면적을 증대시킬 수 있는 이점을 갖는다.The aberration wing 330 of the present invention is formed such that the inner diameter of the aberration wing 330 is variable during passage of the water through the inside of the outer casing 332 and the inner casing 334 of the aberration blades 330 and the outer casing 332 And the outer circumferential surface of the inner casing 334, which is a space between the inner circumferential surface and the inner circumferential surface, is contacted with the outer circumferential surface of the inner casing 334, .

이때, 유수 증속을 이용한 소수력 발전의 출력계산은 아래의 수학식1에 의하며, 물의 접촉면적과는 비례하고 유속과는 3승에 비례한다.At this time, the calculation of the output of the small hydroelectric power generation using the water flow rate increase is proportional to the contact area of the water, and is proportional to the third flow rate, according to the following equation (1).

Figure 112017115251827-pat00001
Figure 112017115251827-pat00001

P : 발전기 출력(kW),P: generator output (kW),

A : 수차와 유수의 접촉면적(㎡),A: Contact area (m2) of aberration and running water,

ρ : 물의 밀도(1,000kg/㎥)ρ: density of water (1,000 kg / m 3)

ηt : 수차효율(%)ηt: aberration efficiency (%)

ηｇ : 발전기 효율(%)ηg: Generator efficiency (%)

α: 수차날개(330)와 유수의 접촉계수?: a coefficient of contact between the aberration wing (330) and the oil water

또한, 높이조절수단(400)은 수위센서(40)로부터 전달된 수위정보를 근거로 제어부가 제어신호를 높이조절수단(400)의 승강실린더(410) 양측에 전달하여 승강실린더(410)의 로드(415) 높이를 승강동작시킴에 따라, 수로(10)를 흐르는 유수에 수차날개(330)가 순차적으로 접촉되도록 수로(10)의 수면보다 낮은 높이에 수차날개(330)를 위치시킨다.The height adjusting means 400 transmits a control signal to both sides of the elevating cylinder 410 of the height adjusting means 400 based on the level information transmitted from the level sensor 40, The aberration wing 330 is positioned at a height lower than the water surface of the water channel 10 so that the aeration wing 330 contacts the running water flowing in the water channel 10 sequentially.

이에 따라, 유수와의 접촉 압력을 수차날개(330)를 통해 수차몸체(300)를 회전시키는 회전력으로 변환시킴에 따라, 상기 회전력을 수차몸체(300)와 지지살(322)를 통해 일체형으로 결합된 발전기 케이스(230)에 전달하여 발전기 케이스(230)를 회전시킴으로써 발전부(200)에 안정적이고 충분한 발전 출력을 얻을 수 있게 된다.Accordingly, by converting the contact pressure with the oil water into the rotational force for rotating the aberration body 300 through the aberration wing 330, the rotational force can be integrally combined through the aberration body 300 and the support body 322 To the generator casing 230 to rotate the generator casing 230, so that a stable and sufficient power generation output can be obtained in the power generator 200.

따라서, 본 발명은 소하천, 농어업용 배수로, 하천수, 해양조수간만해수 및 LNG 냉각수 등의 기존 도수로(10)를 따라 흐르는 유수의 유속을 증속시키도록 베이스블록(100)을 수로(10)의 측벽(20) 양 내측으로 돌출시키고, 유수와 접촉되는 수차날개(330)를 외측 케이싱(332)과 내경 폭이 가변되는 내측 케이싱(334)으로 구성하여 유수와의 접촉면적을 증대시켜 수차몸체(300) 및 발전기 케이스(230)의 회전속도를 증대시켜 안정적인 발전 출력을 얻을 수 있는 이점을 갖는다.Accordingly, the present invention is applicable to the case where the base block 100 is installed on the sidewall of the water channel 10 so as to increase the flow rate of the flowing water flowing along the existing canal 10, such as a small river, a drainage line for agricultural and fishing industry, river water, And the outer casing 332 and the inner casing 334 having an inner diameter varying to increase the contact area with the water, And the rotational speed of the generator case 230 can be increased to obtain a stable generation output.

또한, 본 발명의 베이스블록(100)은 전방에서 유수의 흐름방향에 대해 경사진 각도로 병목부(105)까지 연결되는 제1경사면(110)과, 상기 제1경사면(110)의 후단부로부터 후방으로 직선 형태로 연장되는 병목부(105)와, 상기 병목부(105)로부터 후방측의 측벽(20)에 경사진 각도로 연결되는 제2경사면(120)을 갖는 구조로 형성되며, 상기 수차몸체(300) 및 발전부(200)를 병목부(105)와 동일 직선상에 위치하도록 마련됨에 따라 유수의 유속이 증대되는 부위에 배치시킴으로써, 충분한 회전력을 수차몸체(300)와 발전기 케이스(230)에 제공할 수 있는 이점을 갖는다.The base block 100 includes a first inclined surface 110 connected to the bottleneck 105 at an inclined angle with respect to the flowing direction of the flowing water from the front and a second inclined surface 110 extending from the rear end of the first inclined surface 110 And a second inclined surface 120 connected to the side wall 20 at a slant angle from the bottleneck 105 to the rear side of the bottleneck portion 105, The body 300 and the power generator 200 are disposed on the same straight line with the bottleneck 105 so that the flow rate of the water is increased so that a sufficient rotational force can be generated between the aberration body 300 and the generator case 230 ).

본 발명의 런너지지판(320)은 전,후로 서로 이격된 전,후측 런너지지판(320A,320B)으로 구성되며 중앙이 천공된 띠 형태로 형성되고 상기 원형지지부(310)의 외주면에 연결된 지지살(322)의 단부에 연결되어 있으므로, 무게를 경감시킬 수 있으며 발전기 케이스(230)측에 회전력을 전달할 수 있는 이점을 갖는다.The runner support plate 320 of the present invention is constituted by the front and rear runner support plates 320A and 320B spaced apart from each other before and after and is formed into a perforated band at the center thereof and is connected to the outer periphery of the circular support portion 310 322, it is possible to reduce the weight and transmit the rotational force to the generator case 230 side.

본 발명은 병목부(105)에 해당하는 수로(10)의 바닥면에 유수의 수위 높이를 높이기 위해 상측으로 돌출된 돌출부(130)가 형성되어 있으므로, 수차날개(330)에 접촉되는 유수의 수위를 높일 수 있는 이점을 갖는다.Since the protrusion 130 protruding upward is formed on the bottom surface of the water channel 10 corresponding to the bottleneck 105 to increase the water level of the water, Can be increased.

또, 본 발명은 수차날개(330)의 외측 케이싱(332)과 내측 케이싱(334)의 내주면에 유수와의 접촉 면적을 넓히기 위해 유수흐름에 간섭되도록 내측으로 돌출된 접촉판(337)을 더 구비할 경우, 유수와의 접촉 면적을 증대시킬 수 있는 이점을 갖는다.The present invention further includes a contact plate 337 protruding inward to interfere with the flow of water to increase the contact area between the outer casing 332 of the aberration blades 330 and the inner circumferential surface of the inner casing 334 There is an advantage that the contact area with the water flow can be increased.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 대해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 앞서 설명된 실시 예에 국한되어 한정되어서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Although the present invention has been described in detail with reference to specific embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be determined by the appended claims, as well as the appended claims.

즉, 이상에서와 같이 설명한 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.That is, the present invention described above is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and any person skilled in the art will be allowed to use the present invention without departing from the gist of the present invention. It will be understood that various modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims.

10 : 수로 20 : 측벽
40 : 수위센서 100 : 베이스블록
105 : 병목부 110 : 제1경사면
120 : 제2경사면 130 : 돌출부
200 : 발전부 210 : 고정축
220 : 고정자 230 : 발전기 케이스
240 : 영구자석 250 : 베어링
300 : 수차몸체 310 : 원형지지부
320 : 런너지지판 322 : 지지살
330 : 수차날개 332 : 외측 케이싱
334 : 내측 케이싱 335 : 연결리브
337 : 접촉판 400 : 높이조절수단
410 : 승강실린더 415 : 로드
420 : 지지블록10: channel 20: side wall
40: Level sensor 100: Base block
105: bottleneck 110: first slope
120: second inclined surface 130:
200: power generator 210: fixed shaft
220: stator 230: generator case
240: permanent magnet 250: bearing
300: aberration body 310: circular support
320: runner support plate 322:
330: aberration wing 332: outer casing
334: inner casing 335: connecting rib
337: contact plate 400: height adjusting means
410: lift cylinder 415: rod
420: support block

Claims (7)

수로(10)의 좌,우 양측 측벽(20)에 설치되고 수로(10)의 폭을 줄이도록 병목부(105)를 갖는 베이스블록(100)과;
상기 베이스블록(100)의 상측에 마련되고 수위센서(40)로부터 감지된 수로(10)의 유수 수위에 따라 발전부(200) 및 고정축(210)의 높낮이를 조절하는 높이조절수단(400)과;
상기 고정축(210)의 외주에 고정자(220)가 마련되고 상기 고정자(220)의 외측에 영구자석(240)이 설치된 발전기 케이스(230)가 마련된 발전부(200)와;
상기 발전기 케이스(230)의 외측에 연동되게 결합되는 원형지지부(310)와, 상기 원형지지부(310)의 외측에 연장되도록 결합되는 복수의 지지살(322)과, 상기 지지살(322)의 외측 단부에 결합되어 유수와 순차적으로 접촉되는 복수의 수차날개(330)가 마련되는 런너지지판(320)을 갖는 수차몸체(300);를 구비하며,
상기 수차날개(330)의 각각은 상기 런너지지판(320)에 지지되고 일측과 타측이 연통되며 양측면이 상기 런너지지판(320)의 전,후측 런너지지판(320A,320B) 내측에 고정되는 외측 케이싱(332)과, 상기 외측 케이싱(332)의 내측에 형성되고 일측과 타측이 연통되며 일측에서 타측으로 갈수록 테이퍼지게 형성된 내측 케이싱(334)으로 구성된 것을 특징으로 하는 소수력 수차발전장치.A base block 100 installed on the left and right side walls 20 of the water channel 10 and having a bottleneck 105 to reduce the width of the water channel 10;
A height adjusting means 400 provided on the base block 100 to adjust the height of the power generating unit 200 and the fixed shaft 210 according to the water level of the waterway 10 sensed by the water level sensor 40, and;
A power generator 200 having a generator case 230 provided with a stator 220 on the outer periphery of the fixed shaft 210 and a permanent magnet 240 disposed on the outer side of the stator 220;
A plurality of supporting pieces 322 extending outwardly from the circular supporting portion 310 and coupled to the outside of the generator case 230; And a runner support plate (320) having a plurality of aberration wings (330) coupled to the end portions and sequentially in contact with the running water,
Each of the aberration wings 330 is supported by the runner support plate 320 and has one side and the other side communicated and both side surfaces are fixed to the inner side of the outer casing 320 332), and an inner casing (334) formed on the inner side of the outer casing (332) and communicating with one side and the other side and tapering from one side to the other side. 청구항 1에 있어서,
상기 베이스블록(100)은 전방에서 유수의 흐름방향에 대해 경사진 각도로 병목부(105)까지 연결되는 제1경사면(110)과,
상기 제1경사면(110)의 후단부로부터 후방으로 직선 형태로 연장되는 병목부(105)와,
상기 병목부(105)로부터 후방측의 측벽(20)에 경사진 각도로 연결되는 제2경사면(120)으로 구성된 것을 특징으로 하는 소수력 수차발전장치.The method according to claim 1,
The base block 100 includes a first inclined surface 110 connected to the bottleneck 105 at an angle inclined with respect to the flowing direction of the flowing water from the front,
A bottleneck 105 extending linearly rearward from a rear end of the first inclined surface 110,
And a second inclined surface (120) connected at an inclined angle to the side wall (20) on the rear side from the bottleneck portion (105). 청구항 1에 있어서,
상기 런너지지판(320)은 중앙이 천공된 띠 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 소수력 수차발전장치.The method according to claim 1,
Wherein the runner support plate (320) is formed in the shape of a band with a center hole. 청구항 1에 있어서,
상기 수차날개(330)는 외측 케이싱(332)과 내측 케이싱(334) 중 적어도 하나의 내주면에 유수와의 접촉 면적을 넓히기 위해 유수흐름에 대해 간섭되도록 내측으로 돌출된 접촉판(337)을 더 구비한 것을 특징으로 하는 소수력 수차발전장치.The method according to claim 1,
The aberration vane 330 further includes a contact plate 337 protruding inwardly to interfere with the flow of water to increase the contact area between the inner casing 334 and the inner circumference of at least one of the outer casing 332 and the inner casing 334 Wherein the small hydrostatic aberration generating device comprises: 청구항 1에 있어서,
상기 내측 케이싱(334)은 단부가 상기 외측 케이싱(332)의 단부 테두리에 복수의 연결리브(335)로 고정된 것을 특징으로 하는 소수력 수차발전장치.The method according to claim 1,
Wherein an end of the inner casing (334) is fixed by a plurality of connecting ribs (335) at an end edge of the outer casing (332). 청구항 1에 있어서,
상기 병목부(105)에 해당하는 수로(10)의 바닥면에 유수의 수위 높이를 높이기 위해 상측으로 돌출된 돌출부(130)가 형성된 것을 특징으로 하는 소수력 수차발전장치.The method according to claim 1,
Wherein a protrusion (130) protruding upward is formed on a bottom surface of the water channel (10) corresponding to the bottleneck part (105) to increase the water level of the water. 청구항 1에 있어서,
상기 내측 케이싱(334)은 사각형 단면 구조를 갖는 관 형태로 구성되고,
상기 유수가 진입되는 전방측 내측 폭이 후방측 내측 폭보다 좁게 형성된 것을 특징으로 하는 소수력 수차발전장치.The method according to claim 1,
The inner casing 334 is formed in the shape of a tube having a rectangular cross-sectional structure,
Wherein the front inner width at which the water flows is narrower than the rear inner width.
KR1020170154810A 2017-11-20 2017-11-20 Turbine-generator for small hydropower plant KR101971579B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170154810A KR101971579B1 (en) 2017-11-20 2017-11-20 Turbine-generator for small hydropower plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170154810A KR101971579B1 (en) 2017-11-20 2017-11-20 Turbine-generator for small hydropower plant

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101971579B1 true KR101971579B1 (en) 2019-04-23

Family

ID=66285269

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170154810A KR101971579B1 (en) 2017-11-20 2017-11-20 Turbine-generator for small hydropower plant

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101971579B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102211447B1 (en) * 2020-03-18 2021-02-04 이상호 Partially submerged blade structure type hydroelectric power system with predicting generation quantity

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110075959A (en) * 2009-12-29 2011-07-06 김인수 The water turbine for power generation
KR20130026314A (en) * 2011-09-05 2013-03-13 오민환 The device of all in one velocity hydro power plant with variable speed nunner turbine
KR101363416B1 (en) 2012-12-21 2014-02-14 오민환 Turbine-generator for small hydropower plant using treated water at sewage disposal plant and construction system structure
KR101396667B1 (en) 2012-03-09 2014-05-16 김우곤 A Water Wheel For Water-Power Generation Plant

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110075959A (en) * 2009-12-29 2011-07-06 김인수 The water turbine for power generation
KR20130026314A (en) * 2011-09-05 2013-03-13 오민환 The device of all in one velocity hydro power plant with variable speed nunner turbine
KR101396667B1 (en) 2012-03-09 2014-05-16 김우곤 A Water Wheel For Water-Power Generation Plant
KR101363416B1 (en) 2012-12-21 2014-02-14 오민환 Turbine-generator for small hydropower plant using treated water at sewage disposal plant and construction system structure

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102211447B1 (en) * 2020-03-18 2021-02-04 이상호 Partially submerged blade structure type hydroelectric power system with predicting generation quantity

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101041539B1 (en) Structure of hydro kinetic low head streamlined hydro-turbine with adjustable vane for regulating flow rate and velocity
NO339029B1 (en) Submerged hydroelectric turbines with buoyancy ramp
CN103397975A (en) Standard floating pipe type hydroelectric generator
KR101196357B1 (en) Energy integration with Magnetism-operation of Vertical axis a Water current Hydraulic turbine
CN109098925A (en) A kind of ocean energy composite generating set
KR20160039226A (en) An assembly for generating electricity
KR101971579B1 (en) Turbine-generator for small hydropower plant
CN108443053A (en) A kind of wave energy generating set of two-way work doing
JP2013130110A (en) Fluid machine and fluid plant
KR20130016783A (en) Tidal current power plant
JP2007009830A (en) Float type hydraulic power generation device
US10215151B2 (en) Aerating system for hydraulic turbine
JP2018076841A (en) Axial flow water turbine power generator
AU2013212537A1 (en) A variable output generator and water turbine
CN203430690U (en) Standard-type floating-tube-type hydroelectric generator
CN208900276U (en) A kind of ocean energy composite generating set
KR101196356B1 (en) Magnetism-operation of Vertical axis a Water current Hydraulic turbine
KR101325675B1 (en) Cross Flow Turbine Having Flow Stabilizing Device
KR101395475B1 (en) Small hydroelectric power generation device using discharge water by waterfall
CN205955903U (en) Wheel counter -current power spacing zhang heshui wheel of fly leaf or wind wheel and power generation system
KR101693699B1 (en) Hydraulic power generator
JP2011007172A (en) Waterwheel utilizing vortex
JP3120021U (en) Underwater water turbine for power generation using water flow
JP2004360536A (en) Hydraulic power generating set
KR20000056283A (en) Aaaaa

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant