KR102090182B1 - Multiple-type water flow driven type hydropower plant - Google Patents

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KR102090182B1
KR102090182B1 KR1020190133767A KR20190133767A KR102090182B1 KR 102090182 B1 KR102090182 B1 KR 102090182B1 KR 1020190133767 A KR1020190133767 A KR 1020190133767A KR 20190133767 A KR20190133767 A KR 20190133767A KR 102090182 B1 KR102090182 B1 KR 102090182B1
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Abstract

The present invention provides a split hydropower generator. A generator and a water turbine flow guide device are separately manufactured in a small size to facilitate manufacture and installation, thereby increasing economic efficiency due to reduced costs and improving economic efficiency due to an increased power utilization rate. Even if one power plant breaks down, continuous power generation is possible with other facilities, and constraint on installation is significantly reduced by reducing a rise in water level.

Description

멀티형 흐름 유도식 수력발전소{Multiple-type water flow driven type hydropower plant}Multiple-type water flow driven type hydropower plant

본 발명은 멀티형 흐름 유도식 수력발전소에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명은 강, 하천 등 수로 또는 유로가 존재하는 지역에 간편하게 설치할 수 있고 유지 보수가 편리한 멀티형 흐름 유도식 수력발전소에 관한 것이다. The present invention relates to a multi-type flow induction hydroelectric power plant. Specifically, the present invention relates to a multi-type flow induction hydroelectric power plant that can be easily installed in an area where a waterway or a flow path such as a river or a river exists, and is convenient for maintenance.

수력발전은 공급 안정성이 우수하고, 발전 가격이 장기적으로 안정적이고 상대적으로 싸며, 청정 에너지로 소수력 개발의 필요성이 점점 높아지는 상황에서 온난화 방지에 적합한 에너지 기술이다. 기존의 소수력 발전은 주로 물이 높은 곳에서 낮은 곳으로 향해 흐르는 경우 물의 위치에너지인 낙차를 이용하여 터빈 즉 수차가 물속에서 낙차 및 유속에 의해 회전되고, 물밖에 있는 발전기에 의해서 전기 에너지를 발생시키는 방식을 취한다. Hydroelectric power generation is an energy technology suitable for preventing warming in a situation where the supply stability is excellent, the power generation price is stable and relatively cheap in the long run, and the necessity of developing small hydropower with clean energy is increasing. In the existing small hydro power generation, when water flows from a high place to a low place, a turbine, that is, a water turbine is rotated by a drop and a flow velocity in the water, and generates electric energy by a generator outside the water. Take the way.

그런데, 수력 에너지는 계절에 따라 수자원의 변화가 많고, 유량 및 압력의 변화가 커 일정 출력을 보장하고 효율적인 발전기의 운전을 위해서는 유량, 유속 및 압력의 변화에 따라 발전량을 조절할 수 있는 흐름 유도식 발전 시스템이 필요하다.However, hydroelectric energy has many changes in water resources depending on the season, and a large flow rate and pressure change ensures constant output. For efficient generator operation, flow-driven power generation that can adjust the amount of power generated by changes in flow rate, flow rate, and pressure System is required.

흐름 유도식 발전기는 도 1에 도시한 것과 같이 물(W)의 유로에 입구부(10')와, 입구부(10') 보다 단면적이 작은 출구부(8')를 가지며 수로 채널을 형성하는 하우징(H)을 설치하고, 출구부(8')에 수차(12')와, 수차(12')의 회전축에 연결된 발전기(14')를 설치하고, 발전기(14')의 전력을 인버터(18')와 전신주(20')를 통해 송출한다. 하우징(H)에 유입된 물은 단면적이 점점 감소하는 채널을 통해 흐르면서 점차 가속되어 증가한 물의 운동에너지에 의하여 수차(12')가 고속으로 회전된다. 흐름 유도식 발전기에 관하여 출원인은 특허 제10-1932965호에서 입구부의 하부를 개방하고 발전기를 하우징의 외부에 장착한 발전기를 제안하였다. The flow-induction generator has an inlet portion 10 'and an outlet portion 8' having a smaller cross-sectional area than the inlet portion 10 'in the flow path of the water W to form a water channel. The housing (H) is installed, an aberration (12 ') at the outlet (8'), a generator (14 ') connected to the rotating shaft of the aberration (12') is installed, and the power of the generator (14 ') is inverter ( 18 ') and telephone poles (20'). The water introduced into the housing H gradually accelerates as the cross-sectional area flows through the decreasing channel, and the aberration 12 'is rotated at a high speed by the increased kinetic energy of the water. With respect to the flow-induction generator, the applicant has proposed a generator in Patent No. 10-1932965 that opens the lower portion of the inlet and mounts the generator to the outside of the housing.

흐름 유도식 수력 발전소의 경우 하천에 여러 지지대를 물 속에 수직으로 가설하면서 발전 어셈블리를 순서대로 장착하는 공법을 사용하고 있다. 이 공정은 낙차 수로식 발전소의 건설에 비하여 간편하고 저렴하지만, 지지대의 설치가 번거롭고 장시간을 요하는 단점이 있다. 이에, 출원인은 특허 제10-1577723호에서 수로를 마주보고 상부에서 하부를 향하여 레일을 설치하고, 수력 발전기가 레일을 따라 승하강 가능하도록 하여 수중 설치의 편리성을 도모한 공법을 제안하였다.In the case of a flow-inducing hydroelectric power station, a method of mounting power generation assemblies in sequence while using various supports in the river vertically is used. This process is simpler and cheaper than the construction of a drop channel type power plant, but has the disadvantage that installation of the support is cumbersome and requires a long time. Accordingly, the applicant proposes a construction method that promotes the convenience of underwater installation by installing a rail facing the waterway from the top to the bottom in Patent No. 10-1577723, and allowing the hydroelectric generator to move up and down along the rail.

본 발명은 이상의 개발 경과를 토대로, 단일형은 물론 발전 효율과 발전 용량이 우수한 멀티형 흐름 유도식 수력발전소를 완성한 것이다. The present invention, based on the above development, has completed a single type as well as a multi-type flow induction hydroelectric power plant with excellent power generation efficiency and power generation capacity.

본 발명은 강이나 하천 등 유로가 존재하는 어느 곳에서도 간편하고 안전하게 시공할 수 있는 경제적이고 효율적인 멀티형 흐름 유도식 수력발전소를 제공하는 것을 목적으로 한다. An object of the present invention is to provide an economical and efficient multi-type flow-inducing hydroelectric power plant that can be constructed simply and safely anywhere in a flow path such as a river or a river.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 흐름 유도식 수력발전소로서, 상기 발전소는: 하류로 갈수록 단면적이 좁아지는 케이스와 상기 케이스의 출구부에 설치된 수차 및 수차에 연결된 발전기를 포함하는 발전기 어셈블리; 상기 케이스의 형상에 맞도록 부착된 복수의 가로 리브 및 세로 리브로 이루어지는 한 쌍의 측면 리브; 상기 케이스의 형상에 맞도록 부착된 가로 리브 및 세로 리브로 이루어지는 상면 리브; 및 상기 발전기 어셈블리를 둘러 장착되며, 물이 유입되는 후방이 개방된 케이싱을 포함하는, 수력 발전소를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a flow-inducing hydroelectric power plant, wherein the power plant includes: a generator assembly including a casing having a narrow cross-sectional area as it goes downstream and a generator connected to aberration and aberration installed at the outlet of the case; A pair of side ribs made of a plurality of horizontal ribs and vertical ribs attached to fit the shape of the case; A top rib made of a horizontal rib and a vertical rib attached to fit the shape of the case; And a casing mounted around the generator assembly and having an open rear through which water is introduced.

상기 발전기 어셈블리를 복수 개 제작하고, 각각의 발전기 어셈블리에 대응하는 측면 및 상부 리브와 케이지를 설치하고 각각의 케이지를 병렬로 연결하여 복수의 발전기 어셈블리를 정렬 설치할 수 있다.A plurality of generator assemblies may be manufactured, side and upper ribs and cages corresponding to each generator assembly may be installed, and a plurality of generator assemblies may be aligned and installed by connecting each cage in parallel.

상기 케이지의 양측 상면을 따라 긴 가로대를 설치하고 물의 도입부에 가로대와 일체로 삼각형 형상의 안내부를 설치하여, 물의 상류를 향하여 확개된 “v” 또는 “/” 또는 “＼”형상의 가이드가 형성되도록 할 수 있다.A long crossbar is installed along the upper surfaces of both sides of the cage, and a triangular guide is integrally formed with the crossbar at the inlet of the water, so that an extended “v” or “/” or “＼” shaped guide is formed toward the upstream of the water. can do.

또한, 본 발명은 하류로 갈수록 단면적이 좁아지는 제1 분할케이스와 상기 제1 분할케이스의 출구부에 설치된 제 1수차 및 상기 제 1수차에 연결된 발전기를 포함하는 제1 발전기 어셈블리; 하류로 갈수록 단면적이 좁아지는 제2분할케이스와 상기 제2분할케이스의 출구부에 설치된 제2수차 및 상기 제2수차에 연결된 발전기를 포함하며, 상기 제1 발전기 어셈블리에 인접하여 측면에 정렬 배열된 제2 발전기 어셈블리; 및 제1 및 제2분할 케이스를 통합하도록 상류로 갈수록 높이와 폭이 증가하도록 일체로 설치되며, 양측으로부터 물의 유입을 안내하는 세로대가 설치되고, 유입되는 물을 충분히 유도하도록 적어도 제1 및 제2분할 케이스 이상의 길이를 가지는 입구케이스; 를 구비하여 입구 케이스를 통과한 물이 상기 제1 분할 및 제2분할 케이스로 분기되어 흘러 제1 및 제2수차를 회전시키도록 한, 멀티형 흐름 유도식 수력발전소를 제공한다.In addition, the present invention includes a first generator assembly including a first partition case having a narrower cross-sectional area as it goes downstream and a generator connected to the first water turbine and the first water turbine installed at the outlet of the first partition case; And a generator connected to the second aberration and the second aberration installed at the outlet of the second division case and the second division case, the cross section of which becomes narrower toward the downstream, and arranged on the side adjacent to the first generator assembly. A second generator assembly; And a first and second split case are integrally installed so as to increase in height and width toward the upstream to integrate the at least one first and second vertical guide for guiding the inflow of water from both sides, and at least the first and second to sufficiently induce the inflowing water. An entrance case having a length equal to or larger than the divided case; It provides a multi-type flow-inducing hydroelectric power station, having water passing through the inlet case and branching to the first and second dividing cases to rotate the first and second aberrations.

상기 제1 분할 및 제2 분할 케이스 각각의 형상에 맞도록 부착된 복수의 가로 리브 및 세로 리브로 이루어지는 측면 리브; 상기 제1 분할 및 제2 분할 케이스의 형상에 맞도록 부착된 가로 리브 및 세로 리브로 이루어지는 상면 리브; 를 더 포함할 수 있다.A side rib consisting of a plurality of horizontal ribs and vertical ribs attached to fit the respective shapes of the first and second split cases; A top rib made of a horizontal rib and a vertical rib attached to fit the shape of the first and second split cases; It may further include.

본 발명은 준공 작업이 편리하고 간단하며 신속하고, 유지보수가 편하며, 발전소의 이동이나 해체 작업도 간단하고 폐기물을 남기지 않으므로 친환경적인 수력 발전소를 제공한다는 효과를 발휘한다.The present invention exerts an effect of providing an eco-friendly hydroelectric power plant because the construction work is convenient, simple, rapid, easy to maintain, and the power plant is moved or dismantled easily and does not leave any waste.

본 발명은 발전기 어셈블리가 복수 병렬 배열되며 물의 유입이 신속하고일관되게 유지할 수 있는 흐름 유도식 수력발전소를 제공한다는 효과를 발휘한다.The present invention exerts an effect of providing a flow-inducing hydroelectric power station in which a plurality of generator assemblies are arranged in parallel and water can be rapidly and consistently maintained.

본 발명은, 발전기, 수차 흐름 유도장치의 소형 분할 제작으로 제작, 설치가 용이하여 비용감소로 경제성 상승효과와 발전 이용률 증가효과로 경제성을 개선할 수 있고, 한쪽 발전소가 고장 나도 다른 설비로 지속발전이 가능하며, 수위 상승을 감소시켜 설치의 제약 여건을 크게 완화할 수 있는 멀티형 흐름 유도식 수력발전소를 제공한다는 효과를 발휘한다.According to the present invention, it is easy to manufacture and install a small-sized divider of a generator and a water turbine flow guide device, thereby improving economic feasibility by increasing economic efficiency and increasing power utilization by reducing costs. This is possible, and it has the effect of providing a multi-type flow-inducing hydroelectric power plant that can significantly reduce the constraints of installation by reducing the rise in water level.

도 1은 흐름 유도식 발전기의 개념도;
도 2는 흐름 유도식 수력발전소의 발전기 어셈블리의 사시도;
도 3은 도 2에 측면 리브를 설치하는 공정을 보인 도면;
도 4는 도 3에 상부리브를 설치하는 공정을 보인 도면;
도 5는 도 4에 케이지를 설치하는 공정을 보인 도면;
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 지지대 형틀의 구축 공정을 설명하는 도면;
도 7은 발전기 어셈블리를 수용한 케이지를 지지대 형틀에 설치하여 최종 완성된 흐름 유도식 수력발전소의 도면;
도 8은 본 발명의 다른 실시예로서 발전기 어셈블리를 2개 병렬로 연결하여 설치한 흐름 유도식 수력발전소의 사시도;
도 9는 발전기 어셈블리를 3개 병렬로 연결하여 설치한 흐름 유도식 수력발전소를 전방(하류쪽)에서 바라 본 사시도;
도 10은 도 9를 후방(상류쪽)에서 바라 본 사시도;
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 의한 발전기 어셈블리를 2개 병렬로 연결하여 설치한 흐름 유도식 수력발전소의 사시도; 그리고
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 의한 발전기 어셈블리를 2개 병렬로 연결한 것을 2층으로 배열한 쿼드러플 타입의 흐름 유도식 수력발전소의 사시도이다.1 is a conceptual diagram of a flow induction generator;
2 is a perspective view of a generator assembly of a flow induction hydroelectric power plant;
Figure 3 is a view showing the process of installing the side ribs in Figure 2;
Figure 4 is a view showing the process of installing the upper rib in Figure 3;
Figure 5 is a view showing a process for installing the cage in Figure 4;
6 is a view for explaining a process for constructing a support frame according to an embodiment of the present invention;
7 is a view of the final completed flow-induction hydroelectric power station by installing a cage containing a generator assembly on a support frame;
8 is a perspective view of a flow-induction hydroelectric power plant installed by connecting two generator assemblies in parallel as another embodiment of the present invention;
9 is a perspective view of a flow induction hydroelectric power plant installed by connecting three generator assemblies in parallel, as viewed from the front (downstream);
10 is a perspective view of FIG. 9 seen from the rear (upstream side);
11 is a perspective view of a flow induction hydroelectric power plant installed by connecting two generator assemblies according to another embodiment of the present invention in parallel; And
12 is a perspective view of a quadruple type flow-inducing hydroelectric power station in which two generator assemblies according to another embodiment of the present invention are arranged in two layers in parallel.

본 발명에 따른 각 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 하나의 예에 불과하고, 본 발명이 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명은 각 실시예에 포함되는 개별 구성 및 개별 기능 중 적어도 어느 하나 이상의 조합으로 구성될 수 있다.Each embodiment according to the present invention is only one example to help understanding of the present invention, and the present invention is not limited to these embodiments. The present invention may be composed of a combination of at least one or more of individual components and individual functions included in each embodiment.

<단일형 흐름 유도식 수력 발전소><Single flow induction-type hydro power plant>

먼저, 본 발명의 단일형 흐름 유도식 수력발전소에 대하여 설명한다. First, the single flow induction hydroelectric power plant of the present invention will be described.

흐름 유도식 수력발전소에 포함되는 발전기 어셈블리(10)는, 도 2에서와 같이 하류로 갈수록 단면적이 좁아지는 제1케이스(14)와 제1케이스(14)의 전면으로 수납되어 결합되며 하류로 갈수록 단면적이 좁아지는 제2케이스(14A)로 이루어지는 하우징으로 외관이 규정된다. 제2케이스(14A)의 전방 - 물의 흐름에서는 하류쪽 - 의 출구부(16)에는 수차(2)가 설치된다. 수차(2)는 상세히 도시하지는 않은 회전축을 통하여 발전기에 작동적으로 연결된다. 발전기 어셈블리(10)는 다만 일례를 도시한 것이며, 물의 흐름과 하천 구조, 필요 전력량등의 요소를 고려하여 적절히 어느 것도 채택할 수 있다.The generator assembly 10 included in the flow-induction hydroelectric power station is housed and coupled to the front of the first case 14 and the first case 14, the cross-sectional area of which becomes narrower as shown in FIG. 2, and goes downward. The exterior is defined by a housing made of a second case 14A with a narrow cross-sectional area. The aberration 2 is installed in the outlet 16 of the front of the second case 14A-downstream of the flow of water. The aberration 2 is operatively connected to the generator via a rotating shaft not shown in detail. The generator assembly 10 is merely an example, and any of them may be appropriately adopted in consideration of factors such as water flow, river structure, and amount of power required.

다음, 발전기 어셈블리(10)의 좌우 측면에는 도 3에 도시한 것과 같이 측면 리브(20)를 설치한다. 측면리브(20)는 제1케이스(14)에 부착되기 위한 복수의 제1 가로리브(22a) 및 제1 세로리브(22b)로 이루어지는 제1 측면리브(22)와, 제2케이스(14A)에 부착되기 위한 복수의 제2 가로리브(24a) 및 제2 세로리브(24b)로 이루어지는 제2 측면리브(24)를 포함한다. 제2 측면리브(24)의 각각의 리브는 하류로 갈수록 작아지는 하우징의 측면 크기에 맞도록 제1 측면리브(22)보다 작은 길이와 높이를 가지며, 리브 사이의 그리드 면적도 상대적으로 작도록 설계된다.Next, side ribs 20 are installed on the left and right sides of the generator assembly 10 as shown in FIG. 3. The side rib 20 includes a first side rib 22 and a second case 14A made up of a plurality of first horizontal ribs 22a and first vertical ribs 22b for attachment to the first case 14 It includes a second side rib 24 made of a plurality of second horizontal ribs (24a) and a second vertical rib (24b) for attachment to. Each rib of the second side rib 24 has a smaller length and height than the first side rib 22 so as to fit the side size of the housing that becomes smaller toward the downstream, and the grid area between the ribs is also designed to be relatively small. do.

또, 발전기 어셈블리(10)의 상부에는 도 4에 도시한 것과 같이 상부리브(30)를 설치한다. 상부리브(30)는 제1케이스(14)에 부착되기 위한 복수의 제1 가로리브(32a) 및 제1 세로리브(32b)로 이루어지는 제1 상부리브(32)와, 제2케이스(14A)에 부착되기 위한 복수의 제2 가로리브(34a) 및 제2 세로리브(34b)로 이루어지는 제2 상부리브(34)를 포함한다. 제2 상부리브(34)의 각각의 리브는 하류로 갈수록 작아지는 하우징의 상면 크기에 맞도록 제1 상부리브(32)보다 작은 길이와 높이를 가지며, 리브 사이의 그리드 면적도 상대적으로 작도록 설계된다.In addition, an upper rib 30 is installed on the upper portion of the generator assembly 10 as shown in FIG. 4. The upper rib 30 includes a first upper rib 32 and a second case 14A composed of a plurality of first horizontal ribs 32a and first vertical ribs 32b for attachment to the first case 14 It includes a second upper rib 34 made of a plurality of second horizontal ribs (34a) and a second vertical ribs (34b) for attachment to. Each rib of the second upper rib 34 has a length and height smaller than that of the first upper rib 32 to fit the size of the upper surface of the housing which becomes smaller toward the downstream, and the grid area between the ribs is also designed to be relatively small. do.

측면리브(20)와 상부리브(30)는 철 재질의 앵글 및 파이프로 제작되며, 하우징(12)의 외면을 따라 밀착되어 고정된다.The side ribs 20 and the upper ribs 30 are made of iron angles and pipes, and are fixed in close contact along the outer surface of the housing 12.

이들 측면 및 상부리브(20, 30)는 흐름유도 수력발전 시스템 설치 초기에 워터콘에 물이 적층되면서 난류상태가 심해져 구조물의 진동이 발생하는 경우 이 진동을 완화시킨다. 또, 발전설비 인양시 설비의 하중 및 물의 유속과 유량으로 설비 하중의 5~6배 하중이 걸려 구조물의 변형이 발생하여 가동의 트러블 요인이 되는데, 이때 구조물의 변형 방지 기능을 하며, 채널 내부의 유량 증가시 관로압에 견디는 기능을 수행한다.These side and upper ribs 20 and 30 mitigate this vibration when the vibration of the structure occurs due to deep turbulence as water is deposited on the water cone at the beginning of the installation of the flow-inducing hydropower system. In addition, during the lifting of the power generation facility, the load of the facility and the flow rate and flow rate of the water are applied 5 to 6 times the load of the facility, causing deformation of the structure, which causes trouble in operation. It functions to withstand the pipeline pressure when the flow rate increases.

다음, 도 5에 도시한 것과 같이, 발전기 어셈블리(10)를 둘러 케이지(50)를 설치한다. 케이지(50)는 길이가 긴 사면체 형상이며 후방(상류부)은 물의 유입을 위하여 개방된다. 케이지(50)는 하우징(12)의 길이를 따라 각각의 측면에 인접하여 길게 연장 설치된 하부 및 상부바(56,58)와, 각각의 상부 및 하부바(56.58)를 수직 연결하는 4개의 코너바(66)로 외관이 형성된다. 코너바(66) 사이 및 케이지(50)의 하면에는 구조를 견고히 하기 위한 보강바(54)가 전면 및 양측면에 걸쳐 일정한 간격으로 설치된다. 전방의 코너바(66) 사이에는 상부 및 하부 지지바(52a, 52b)가 설치된다. 케이지(50)는 전술한 지지대 형틀(100) 내부에 설치되기 적합하도록 상류와 하류에 걸쳐 폭과 길이가 일정한 긴 사면체 형상으로 제작되는 것이 바람직하다.Next, as shown in Figure 5, the generator assembly 10 around the cage 50 is installed. The cage 50 has a long tetrahedron shape and the rear (upstream) is opened for the inflow of water. The cage 50 has four corner bars vertically connecting the upper and lower bars 56,58 and the lower and upper bars 56,58 installed adjacent to each side along the length of the housing 12. The exterior is formed with (66). Between the corner bars 66 and the lower surface of the cage 50, reinforcing bars 54 for securing the structure are installed at regular intervals across the front and both sides. Upper and lower support bars 52a and 52b are installed between the front corner bars 66. The cage 50 is preferably made of a long tetrahedron shape having a constant width and length over the upstream and downstream so as to be suitable for installation inside the above support frame 100.

측면 및 상부의 보강바(54)로부터는 케이지(50)의 안쪽을 향하여 몇 개의 연결대(62)가 연장되어 하우징(12)에 고정된다. 케이지(50)를 이동시키고 설치할 때 연결대(62)에 의하여 하우징(12)의 측면과 상면이 지지되고 하면은 보강바(54)에 의하여 지지되므로 안정적으로 발전기 어셈블리(10)를 지지할 수 있다. 또 하천의 급류나 홍수 시 발전기 어셈블리(10)가 요동치거나 파손되는 것을 방지할 수 있다.Several connecting rods 62 extend from the side and upper reinforcement bars 54 toward the inside of the cage 50 and are fixed to the housing 12. When the cage 50 is moved and installed, the side surface and the upper surface of the housing 12 are supported by the connecting rod 62, and the lower surface is supported by the reinforcing bar 54, so that the generator assembly 10 can be stably supported. In addition, it is possible to prevent the generator assembly 10 from fluctuating or being damaged in a rapid or flood of a river.

이와 같이 발전설비가 완성되면, 강이나 하천의 흐름 중에서 낙차가 크고 경제성 있는 장소를 선정한 다음, 도 6에서와 같이, 하천의 변을 따라 길게 수직으로 한 쌍의 측벽(102)을 설치한다. 각각의 측벽(102)의 일단, 즉 물이 흘러오는 상류부 - 도 6에서는 뒷쪽 - 에 수직 포스트(104)를 일체로 설치한다. 양측의 수직 포스트 사이 중간에 수직 포스트(104)를 더 설치하고 각각의 수직 포스트(104)를 보강대(106)로 연결하여 구조를 보강한다. 상류부의 하부에는 측벽(102)을 가로지르도록 입구벽(108)을 더 설치하여 지지대 형틀(100)을 보강할 수 있다. 지지대 형틀(100)은 콘트리트와 같은 재료로 간단한 구조로 시공되므로 단시간 내에 준공할 수 있다. 지지대 형틀(100)은 물의 유입을 안내하는 게이트의 역할을 한다.When the power generation facility is completed in this way, a large drop and economical place is selected from the flow of the river or river, and then, as shown in FIG. 6, a pair of side walls 102 are vertically long along the side of the river. The vertical post 104 is integrally installed at one end of each side wall 102, that is, the upstream portion through which water flows-in FIG. A vertical post 104 is further installed in the middle between the vertical posts on both sides, and each vertical post 104 is connected to the reinforcement 106 to reinforce the structure. In the lower portion of the upstream portion, the entrance wall 108 may be further installed to cross the side wall 102 to reinforce the support frame 100. Since the support frame 100 is constructed with a simple structure made of a material such as concrete, it can be completed in a short time. The support frame 100 serves as a gate for guiding the inflow of water.

도 7은 발전기 어셈블리(10)를 수용한 케이지(50)를 지지대 형틀(100)에 설치하여 최종 완성된 흐름 유도식 수력발전소(1)를 도시하고 있다. 제작소에서 케이지(50)까지 조립하고 발전소 설치 현장으로 운반하여 예를 들어 크레인과 같은 기중기를 이용하여 지지대 형틀(100)의 공간에 안착시키면 되므로 준공 작업이 매우 편리하고 간단하며 신속하다. 또, 발전소의 유지보수가 편하며, 발전소의 이동이나 해체 작업도 간단하고 폐기물을 거의 남기지 않으므로 친환경적인 수력 발전소(1)를 건설할 수 있다.7 shows the final completed flow induction hydroelectric power plant 1 by installing the cage 50 accommodating the generator assembly 10 in the support frame 100. The assembly work is very convenient, simple, and quick as it is assembled from the manufacturing plant to the cage 50 and transported to the power plant installation site, for example, to be placed in the space of the support frame 100 using a crane such as a crane. In addition, the maintenance and repair of the power plant is easy, and the moving or dismantling work of the power plant is simple, and since it leaves little waste, an eco-friendly hydro power plant 1 can be constructed.

도 7에서, 케이지(50) 상부의 상하 좌우에 종형교(100A)와 횡형교(100B)로 이루어지는 거더 브릿지를 설치하여 케이지를 고정하고, 고정강도를 높임과 동시에 설치, 인양 작업시 작업대 역할을 하도록 한다. 이들 거더 브릿지는 상술한 케이지(50)의 제작 시 설치하는 것도 가능하다.In FIG. 7, a girder bridge consisting of a vertical bridge (100A) and a horizontal bridge (100B) is installed on the top, bottom, left, and right of the cage 50 to fix the cage, increase the fixed strength, and simultaneously act as a workbench during installation and lifting operations. Do it. These girder bridges can also be installed during manufacture of the cage 50 described above.

<멀티형 흐름 유도식 수력 발전소><Multi-flow induction hydro power plant>

흐름 유도식 수력 발전 장치는 유량과 유속에 의하여 발전량과 효율이 결정되며, 유압량과 유출량의 상관 관계로 유속을 가감할 수 있다. 그러나, 유량과 방류쪽 수로의 크기는 한정되어 있어, 대형 용량의 발전기 제작과 설비에 많은 제약이 가해진다. 한정된 수로와 유량으로 대형화 설비에 한계가 있고 발전효율도 떨어지는 문제가 있다.In the flow-inducing hydroelectric power generation unit, the amount of power generation and efficiency are determined by the flow rate and the flow rate, and the flow rate can be adjusted by the correlation between the hydraulic flow rate and the flow rate. However, the flow rate and the size of the discharge channel are limited, and many restrictions are imposed on the production and installation of a large-capacity generator. There are limitations on large-sized facilities with limited waterways and flow rates, and there is also a problem of low power generation efficiency.

예를 들어 가로4m, 세로4m의 박스형 수로는 일반적인 수로 형상이다. 이 수로에 설비 용량을 키워 발전 용량을 증가하려 하면 수로와 수차, 발전기의 설비 크기에 제작 비용이 상승한다. 또한, 여유 공간이 생겨 잉여 유량이 방류되어서 발전 효율이 떨어지는 현상이 발생한다. 방류구의 직경에 반비례하여 유속이 증가하고 수위가 상승하는 문제가 있다.For example, a box-shaped waterway of 4m in width and 4m in length is a general waterway shape. If you try to increase the power generation capacity by increasing the capacity of this waterway, the production cost will increase in the size of the waterway, water turbine, and generator. In addition, a free space is generated, and a surplus flow rate is discharged, resulting in a decrease in power generation efficiency. There is a problem that the flow rate increases and the water level rises in inverse proportion to the diameter of the outlet.

터빈 발전 방정식(Turbine power equation)으로부터 수차의 출력 P는 다음 식: P1 = (1/2)ρAV2ητ 으로 정의된다.The output P of aberration from the turbine power equation is defined by the following equation: P 1 = (1/2) ρAV 2 η τ .

여기서, P1은 수차 출력(kW), ρ는 물의 밀도, A는 수차 입구 단면적(m2), V는 유속, ητ는 수차의 효율이다.Here, P 1 is the aberration output (kW), ρ is the density of water, A is the water inlet cross-sectional area (m 2 ), V is the flow rate, and η τ is the efficiency of the aberration.

흐름 유도식 수력 발전의 전체 유효 발전량은 발전기와 인버터의 효율을고려하여 다음 식:The total effective power generation of the flow-inducing hydro power generation takes into account the efficiency of the generator and inverter.

P = (1/2)QV2ηtηgηi 으로 정의된다.P = (1/2) QV 2 η t η g η i .

여기서, Q는 유량(m3/sec)이며, ηt는 수차 효율, ηg는 발전기 효율, 그리고 ηi는 인버터 효율이다.Where Q is the flow rate (m 3 / sec), η t is the aberration efficiency, η g is the generator efficiency, and η i is the inverter efficiency.

유량이 7톤/sec, 흐름유도 출구 방류구의 직경이 1.5m인 경우 방류면적 1.77㎡으로 유속이 3.95m/s 이 되어 발전 설치용량은 55k가 된다. 그러나, 방류구의 직경이 1.2m의 듀얼식 방류구인 경우 방류면적은 2.26㎡로 28% 증가하여, 유속은 3.09m/s 로 22% 하강하고 설비용량은 33kW * 2 = 66kW로 20% 증가하게 된다. If the flow rate is 7 ton / sec and the flow inlet outlet diameter is 1.5m, the discharge area is 1.77㎡ and the flow rate is 3.95m / s, resulting in a power generation capacity of 55k. However, in the case of a dual-type outlet with a diameter of 1.2 m, the discharge area increases by 28% to 2.26 m 2, the flow rate decreases by 22% to 3.09 m / s, and the facility capacity increases by 20% to 33 kW * 2 = 66 kW. .

멀티형 흐름 유도식 수력 발전소를 제작하면, 발전기, 수차 흐름 유도장치의 소형 분할 제작으로 제작, 설치가 용이하여 비용감소로 경제성 상승효과와 발전 이용률 증가효과로 경제성을 개선할 수 있다. 또, 한쪽 발전소가 고장 나도 다른 설비로 지속발전이 가능하며, 수위 상승을 감소시켜 설치의 제약 여건을 크게 완화할 수 있다. 이하, 본 발명의 멀티형 흐름 유도식 수력 발전소의 다양한 실시예를 설명한다. 멀티형 흐름 유도식 수력 발전소는 전술한 단일형의 발전소를 기본 구조로 한다.When a multi-type flow-inducing hydroelectric power plant is manufactured, it is easy to manufacture and install with a small sized production of a generator and a water turbine flow-inducing device, thereby improving economic feasibility by increasing economic efficiency and increasing power utilization. In addition, even if one power plant fails, continuous power generation is possible with the other facilities, and by reducing the rise in water level, the constraints of installation can be greatly alleviated. Hereinafter, various embodiments of the multi-type flow-induction hydroelectric power plant of the present invention will be described. The multi-type flow-induction hydroelectric power plant has the above-described single type power plant as a basic structure.

도 8은 본 발명의 발전기 어셈블리(10)를 2개 병렬로 연결하여 설치한 흐름 유도식 수력발전소(1)의 사시도로서, 발전기 어셈블리(10)의 폭을 절반으로 줄여 2개 제작하여 분할 설치하였다. 발전기 어셈블리(10)의 병렬 연결은 전기회로의 병렬 연결과 같은 효과를 가져온다. 각각의 발전기 어셈블리(10)는 전체 전력량의 절반을 생산하며 따라서 전력 수요가 크지 않을 때는 하나의 어셈블리(10)의 작동을 중지하는 제어 등으로 효율적으로 전력 공급을 조절할 수 있다. 또, 발전기 어셈블리(10) 마다 그리드를 독립 연결하여 송전 라인을 구축함으로써 여러 곳에 전력을 공급할 수 있다. 8 is a perspective view of a flow-induction hydroelectric power plant 1 installed by connecting two generator assemblies 10 of the present invention in parallel, and the width of the generator assembly 10 is cut in half to install two pieces. . The parallel connection of the generator assembly 10 has the same effect as the parallel connection of the electric circuit. Each generator assembly 10 produces half of the total amount of power, so it is possible to efficiently regulate power supply by controlling to stop operation of one assembly 10 when power demand is not high. In addition, grids can be independently connected to each generator assembly 10 to construct a transmission line to supply power to various locations.

도 9는 발전기 어셈블리(10)를 3개 병렬로 연결하여 설치한 흐름 유도식 수력발전소를 전방(하류쪽)에서 바라 본 사시도, 도 10은 후방(상류쪽)에서 바라 본 사시도이다.FIG. 9 is a perspective view of a flow induction hydroelectric power plant installed by connecting three generator assemblies 10 in parallel, as viewed from the front (downstream), and FIG. 10 is a perspective view as viewed from the rear (upstream).

강이나 하천의 흐름 중에서 유량이 많고 유속이 빠른 장소를 선정한 다음, 선정 장소의 강이나, 하천의 양쪽 횡단 육상에 콘크리트와 같은 재료로 간단한 구조로 시공한 고정 지지대를 준공한다.After selecting a place with a high flow rate and a high flow rate among the flows of a river or a river, a fixed support constructed with a simple structure made of a material such as concrete is constructed on the river or a crossing land of the selected place.

발전기 어셈블리(10)의 폭을 1/3로 줄여 3개 제작하여 하천에 직접 설치하고 있다. 케이지(50) 제작 공정의 후반부에서, 케이지(50)의 양측 상면을 따라 긴 가로대(300)를 설치하고 물의 도입부에 가로대(300)와 일체로 직각 삼각형 형상의 안내부(302)를 설치한다. 하천 좌우의 가로대(300)에 인접해서는 육상에 위치하는 고정지지대(400)를 더 설치할 수 있다. 이 경우 수력 발전소(1)의 최종 조립 시, 물의 상류를 향하여 확개된 “v” 또는 “/” 또는 “＼”형상의 베인(vane)과 동일한 기능을 하는 가이드가 형성된다. 따라서 수력발전소를 향하여 유입되는 물을 최대로 신속히 도입할 수 있으며, 특히 안내부(302)의 경사면에 의하여 물을 초기에 가속할 수 있는 효과를 기대할 수 있다. 가로대(300)와 안내부(302)가 더 부설되어 지지대 형틀(100)의 역할을 겸할 수 있으므로 하천 가설 구조는 불필요하다.The width of the generator assembly 10 is reduced to 1/3, and three are manufactured and installed directly in the river. In the latter part of the cage 50 manufacturing process, a long crossbar 300 is installed along both sides of the top surface of the cage 50 and a right-angled triangular guide 302 is integrally formed with the crossbar 300 at the inlet of water. When adjacent to the horizontal rail 300 on the left and right of the river, a fixed support 400 located on the ground may be further installed. In this case, in the final assembly of the hydroelectric power station 1, a guide having the same function as a vane of a “v” or “/” or “＼” shape that is expanded toward the upstream of the water is formed. Therefore, it is possible to rapidly introduce the water flowing toward the hydroelectric power plant to the maximum, and in particular, it is possible to expect an effect of accelerating the water initially by the inclined surface of the guide portion 302. Since the crossbar 300 and the guide portion 302 are further laid, it can also serve as the support frame 100, so a river temporary structure is unnecessary.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 의한 발전기 어셈블리(10)를 2개 병렬로 연결하여 설치한 흐름 유도식 수력발전소(1)의 사시도이다. 편의상 리브와 케이싱의 도시는 이를 생략하였다.11 is a perspective view of a flow induction hydroelectric power plant 1 installed by connecting two generator assemblies 10 according to another embodiment of the present invention in parallel. For convenience, ribs and casings have been omitted.

도면 상 우측에 위치한 제1발전소(10A)의 발전소 어셈블리(10)는 제1분할케이스(140a)에 수용되며, 유출구에는 제1수차(2a)가 설치된다. 좌측에 위치한 제2발전소(10B)의 발전소 어셈블리(10)는 제2분할케이스(140b)에 수용되며 유출구에는 제2수차(2b)가 설치된다. 제1 및 제2발전소(10A, 10B)의 후방에는 제1 및 제2분할 케이스(140a, 140b)를 통합하도록 상류로 갈수록 높이와 폭이 증가하는 입구케이스(140c)가 일체로 설치된다. 분할 및 입구케이스는 하류로 갈수록 아래로 경사지는 형상이므로 물이 신속하게 배출되며, 물이 케이스가 제공하는 경사구간을 타고 흘러 가속되는 효과를 기대할 수 있다. 수차에 인접한 유출구는 사각형상 또는 원형일 수 있다.The power plant assembly 10 of the first power plant 10A located on the right side of the drawing is accommodated in the first split case 140a, and the first water turbine 2a is installed at the outlet. The power plant assembly 10 of the second power plant 10B located on the left side is accommodated in the second dividing case 140b, and a second water turbine 2b is installed at the outlet. At the rear of the first and second power plants 10A and 10B, an entrance case 140c, which increases in height and width toward the upstream to integrate the first and second split cases 140a and 140b, is integrally installed. Since the partition and the entrance case are inclined downward toward the downstream, water can be quickly discharged, and the effect of accelerating the water flowing through the slope provided by the case can be expected. The outlet adjacent to the aberration may be rectangular or circular.

입구케이스(140c)의 양측으로부터는 긴 사각 평면 형상의 세로대(1000)가 설치되고, 입구케이스(140c)의 후방은 물의 유입구(1002)를 제공한다. 세로대(1000)는 흐름 유도식 수력발전소(1)로 유입되는 물을 모으며, 난류로 흩어지거나 측면으로 퍼지지 않고 유입구(1002)를 통하여 균일하게 도입되는 것을 돕는다. 세로대(1000)의 상부(1000a)는 수위 보다 높게 설치되어 물이 넘치는 것이 방지된다.From both sides of the inlet case (140c), a vertical stand (1000) of a long square plane shape is installed, and the rear of the inlet case (140c) provides an inlet (1002) of water. The vertical platform (1000) collects the water flowing into the flow-inducing hydroelectric power plant (1), and helps to be uniformly introduced through the inlet (1002) without being scattered or spread to the side. The upper part 1000a of the vertical stand 1000 is installed higher than the water level to prevent overflow of water.

입구케이스(140c)는 유입되는 물을 충분히 유도하도록 적어도 제1 및 제2분할 케이스(140a, 140b) 이상의 길이이며, 입구케이스(140c)를 통과한 물은 각각의 제1 및 제2분할 케이스(140a, 140b)로 분기되어 흘러 제1 및 제2수차(2a, 2b)를 회전시킨다. 입구케이스(140c)의 도입은 그렇지 않은 경우와 비교하여 물의 흐름을 안정화시키며, 특히 물이 도입 초기에 난류나 급류로 동력을 상실하는 것을 방지할 수 있고 복수의 발전소에 동일한 유량을 공급할 수 있는 점에서 유리하다.The inlet case 140c is at least a length of at least the first and second dividing cases 140a and 140b so as to sufficiently induce the inflowing water, and the water that has passed through the inlet case 140c is a first and second dividing case, respectively. 140a, 140b) to flow and rotate the first and second aberrations 2a, 2b. The introduction of the inlet case 140c stabilizes the flow of water compared to the case where it is not, and in particular, it is possible to prevent the water from losing power due to turbulence or rapid water at the beginning of introduction and to supply the same flow rate to a plurality of power plants. Is advantageous in

도 12는 본 발명의 다른 실시예에 의한 발전기 어셈블리(10)를 2개 병렬로 연결한 것을 2층으로 배열한 쿼드러플 타입의 흐름 유도식 수력발전소(1)의 사시도이다. 도 12는 분할된 발전소가 4개이며, 따라서 도시한 것처럼 4개의 수차(2a1, 2a2, 2a3, 2a4)를 구비하고, 4개의 분할케이스(140a1, 140a2, 140b1, 140b2)를 구비한다. 다른 구성은 도 11의 실시예와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다. 도 12의 실시예는 특히 수심이 깊은 곳에 흐름 유도식 수력발전소를 설치하는데 적합하다.12 is a perspective view of a quadruple type flow-inducing hydroelectric power station 1 in which two generator assemblies 10 connected in parallel are arranged in two layers according to another embodiment of the present invention. FIG. 12 has four divided power plants, and thus has four aberrations 2a 1 , 2a 2 , 2a 3 , 2a 4 as shown, and four divided cases 140a 1 , 140a 2 , 140b 1 , 140b 2 ). Other configurations are the same as in the embodiment of FIG. 11, and detailed descriptions thereof will be omitted. The embodiment of FIG. 12 is particularly suitable for installing a flow-induction hydroelectric power plant in a deep water depth.

본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경과 수정이 가능하며 이들도 모두 본 발명의 권리범위에 속한다..The present invention has been described with reference to preferred embodiments as described above, but is not limited to the above-described embodiments, and various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention, all of which are also within the scope of the present invention. Belongs ..

Claims (5)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 하류로 갈수록 단면적이 좁아지는 제1 분할케이스와 상기 제1 분할케이스의 출구부에 설치된 제 1수차 및 상기 제 1수차에 연결된 발전기를 포함하는 제1 발전기 어셈블리;
하류로 갈수록 단면적이 좁아지는 제2분할케이스와 상기 제2분할케이스의 출구부에 설치된 제2수차 및 상기 제2수차에 연결된 발전기를 포함하며, 상기 제1 발전기 어셈블리에 인접하여 측면에 정렬 배열된 제2 발전기 어셈블리; 및
제1 및 제2분할 케이스를 통합하도록 상류로 갈수록 높이와 폭이 증가하도록 일체로 설치되며, 양측으로부터 물의 유입을 안내하는 세로대가 설치되고, 유입되는 물을 충분히 유도하도록 적어도 제1 및 제2분할 케이스 이상의 길이를 가지는 입구케이스; 를 구비하여 입구 케이스를 통과한 물이 상기 제1 분할 및 제2분할 케이스로 분기되어 흘러 제1 및 제2수차를 회전시키도록 한, 멀티형 흐름 유도식 수력발전소.A first generator assembly including a first split case having a narrower cross-sectional area as it goes downstream, a first aberration installed at an outlet of the first split case, and a generator connected to the first water turbine;
And a generator connected to the second aberration and the second aberration installed at the outlet of the second division case and the second division case, the cross-sectional area of which becomes narrower toward the downstream, and arranged on the side adjacent to the first generator assembly. A second generator assembly; And
It is integrally installed to increase the height and width as it goes upstream to integrate the first and second splitting cases, a vertical stand is provided to guide the inflow of water from both sides, and at least the first and the second split to sufficiently induce the inflowing water. An entrance case having a length longer than that of the case; A multi-type flow-inducing hydroelectric power station having water having passed through the inlet case and branching to the first and second dividing cases to rotate the first and second aberrations. 제 4항에 있어서, 상기 제1 분할 및 제2 분할 케이스 각각의 형상에 맞도록 부착된 복수의 가로 리브 및 세로 리브로 이루어지는 측면 리브;
상기 제1 분할 및 제2 분할 케이스의 형상에 맞도록 부착된 가로 리브 및 세로 리브로 이루어지는 상면 리브; 를 더 포함하는, 멀티형 흐름 유도식 수력발전소.According to claim 4, Side ribs made of a plurality of horizontal ribs and vertical ribs attached to fit the shape of each of the first and second split case;
A top rib made of a horizontal rib and a vertical rib attached to fit the shape of the first and second split cases; Further comprising, a multi-type flow induction hydroelectric power station.
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