KR102337146B1 - Micro hydro power generation apparatus - Google Patents

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KR102337146B1
KR102337146B1 KR1020210056347A KR20210056347A KR102337146B1 KR 102337146 B1 KR102337146 B1 KR 102337146B1 KR 1020210056347 A KR1020210056347 A KR 1020210056347A KR 20210056347 A KR20210056347 A KR 20210056347A KR 102337146 B1 KR102337146 B1 KR 102337146B1
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KR1020210056347A
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김종우
송유리
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한국친환경에너지기술(주)
김종우
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Abstract

The present invention is to provide a micro-hydropower generation apparatus with high generation efficiency. One embodiment of a micro-hydropower generation apparatus may include an inlet part having an opening through which flowing water is introduced; a flow part communicated with the inlet part and providing a space in which the flowing water drops and flows; a rotating part arranged to penetrate the flow part and provided to be rotated; and an impeller part mounted on the rotating part, arranged on the flowing path of the flowing water, and receiving rotational force by the flowing water to be rotated and, at the same time, rotate the rotating part.

Description

소수력 발전장치{MICRO HYDRO POWER GENERATION APPARATUS}Small hydro power generation device {MICRO HYDRO POWER GENERATION APPARATUS}

본 발명은 소수력 발전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 발전효율이 향상된 구조를 가진 소수력 발전장치에 관한 것이다.The present invention relates to a small hydro power generation device, and more particularly, to a small hydro power generation device having a structure with improved power generation efficiency.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.The content described in this section merely provides background information on the present invention and does not constitute the prior art.

일반적인 수력 발전방법은 대규모의 발전설비와 발전을 위한 막대한 양의 에너지원 및 높은 낙차를 필요로 한다.A general hydroelectric power generation method requires a large-scale power generation facility, a huge amount of energy source for power generation, and a high drop.

석탄이나 석유 등의 발전설비는 화석 연료로 인한 공해물질의 발생으로 환경오염을 유발시키는 가장 주요한 원인이기도 하다. 자연에너지인 태양광, 조력, 파력, 풍력을 활용한 발전방법은 친환경적이며 영구적이지만 날씨와 환경에 상당한 제약이 따른다. 특히 한정된 장소에만 적용할 수밖에 없어 설치장소에 제약이 따르는 단점이 있다.Power generation facilities such as coal and oil are also the main cause of environmental pollution due to the generation of pollutants from fossil fuels. Power generation methods using natural energy such as sunlight, tidal power, wave power, and wind power are eco-friendly and permanent, but there are significant restrictions on weather and environment. In particular, it has to be applied only to a limited place, so there is a disadvantage in that the installation place is limited.

이에 비하여 소수력 발전은 상대적으로 소규모의 발전설비에 해당하여 설치에 별다른 큰 제약이 없다. 또한, 어느정도의 유량을 가진 유수가 있다면 안정적인 전기생산도 가능하다.On the other hand, small-scale hydroelectric power generation is a relatively small-scale power generation facility, so there are no significant restrictions on installation. In addition, if there is running water with a certain flow rate, stable electricity production is possible.

대규모의 수력발전은 댐의 건설과 댐으로 인해 수몰로 인해 환경파괴를 야기할 수 있다. 그러나 소수력 발전은 댐 건설 등의 대규모 토목공사를 진행하지 않고, 주위환경을 해치지 않으면서 발전이 가능하다.Large-scale hydroelectric power generation can cause environmental damage due to the construction of dams and submergence due to dams. However, small-scale hydroelectric power generation is possible without large-scale civil works such as dam construction and without harming the surrounding environment.

이러한 이점이 있고, 친환경적인 점에서, 소수력 발전은 적극적으로 연구와 개발이 필요하다. 한편, 소수력 발전의 기술개발에 있어서, 에너지 변환효율 즉, 발전효율을 높일 수 있는 연구가 필요하다.In terms of these advantages and eco-friendliness, small hydro power generation requires active research and development. On the other hand, in the technology development of small hydro power generation, it is necessary to study the energy conversion efficiency, that is, to increase the power generation efficiency.

본 발명의 목적은 발전효율이 높은 소수력 발전장치를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a small hydro power generation device with high power generation efficiency.

또한 본 발명의 목적은 복수의 임펠러를 구비하여 발전효율을 높일 수 있는 구조를 가진 소수력 발전장치를 제공하는 것이다.It is also an object of the present invention to provide a small hydro power generation device having a structure capable of increasing power generation efficiency by providing a plurality of impellers.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects and advantages of the present invention not mentioned may be understood by the following description, and will be more clearly understood by the examples of the present invention. It will also be readily apparent that the objects and advantages of the present invention may be realized by the means and combinations thereof indicated in the appended claims.

소수력 발전장치의 일 실시예는, 개구가 구비되고, 상기 개구를 통해 유수가 유입되는 유입부; 상기 유입부와 연통되고, 유수가 낙하하여 유동하는 공간을 제공하는 유동부; 상기 유동부를 관통하도록 배치되고, 회전하도록 구비되는 회전부; 및 상기 회전부에 장착되고, 유수의 유동경로에 배치되어, 상기 유수에 의해 회전력을 제공받아 회전함과 동시에 상기 회전부를 회전시키는 임펠러부를 포함하는 것일 수 있다.One embodiment of the small hydro power generation device is provided with an opening, the inlet through which running water is introduced; a flow part communicating with the inlet part and providing a space through which running water falls and flows; a rotating part disposed to pass through the flow part and provided to rotate; and an impeller that is mounted on the rotating part, is disposed in the flow path of running water, rotates by receiving rotational force by the running water, and rotates the rotating part at the same time.

상기 임펠러부는, 상기 유입부에 배치되고, 회전축의 방향이 상기 유수의 유동방향과 교차하도록 배치되고, 복수의 제1블레이드가 회전축을 중심으로 방사상으로 배치되는 제1임펠러; 및 상기 유동부에 배치되고, 회전축의 방향이 상기 유수의 유동방향과 나란하도록 배치되고, 복수의 제2블레이드가 회전축을 중심으로 방사상으로 배치되는 제2임펠러를 포함하는 것일 수 있다.The impeller unit may include: a first impeller disposed in the inlet, a direction of a rotational shaft intersecting a flow direction of the flowing water, and a plurality of first blades disposed radially around the rotational shaft; and a second impeller disposed in the flow part, the direction of the rotational shaft being disposed parallel to the flow direction of the flowing water, and a plurality of second blades being radially disposed about the rotational shaft.

소수력 발전장치의 일 실시예는, 상기 유동부에 상기 제2임펠러의 상측에 배치되고, 중심부를 기준으로 복수의 베인이 방사상으로 배치되는 가이드베인부를 더 포함하는 것일 수 있다.An embodiment of the small hydro power generation device may further include a guide vane portion disposed above the second impeller in the flow portion and radially disposed with a plurality of vanes based on the central portion.

상기 제1블레이드는, 폭방향 형상이 상기 제1임펠러의 회전축방향과 나란하도록 구비되는 것일 수 있다.The first blade may have a shape in a width direction parallel to a rotation axis direction of the first impeller.

상기 제1블레이드는, 상부의 폭방향 형상이 상기 제1임펠러의 회전축방향과 나란하고, 하부의 폭방향 형상이 상기 제1임펠러의 회전축방향과 경사지도록 구비되는 것일 수 있다.The first blade may be provided such that an upper width direction shape is parallel to the rotation axis direction of the first impeller, and a lower width direction shape is inclined with the rotation axis direction of the first impeller.

상기 제1블레이드는, 폭방향 형상이 상기 제1임펠러의 회전축방향과 경사지도록 구비되는 것일 수 있다.The first blade may have a shape in a width direction inclined to a rotation axis direction of the first impeller.

상기 베인은, 폭방향 형상이 유수의 유동방향과 경사지도록 구비되는 것일 수 있다.The vane may be provided so that the shape in the width direction is inclined with the flow direction of flowing water.

소수력 발전장치의 일 실시예는, 상기 유입부 및 상기 유동부가 장착되는 제1지지부; 상기 제1지지부와 결합하고, 복수의 프레임으로 구비되는 프레임부; 및 상기 제1지지부 하부에서 상기 프레임부와 결합하고, 상기 프레임부의 복수의 상기 프레임의 이격간격을 유지하는 제2지지부를 더 포함하는 것일 수 있다.One embodiment of the small hydro power generation device, the first support portion to which the inlet and the flow portion are mounted; a frame unit coupled to the first support unit and provided with a plurality of frames; and a second support part coupled to the frame part under the first support part and maintaining a spacing between the plurality of frames of the frame part.

소수력 발전장치의 일 실시예는, 상기 유입부의 상측에 배치되고, 상기 유입부에 의해 지지되고, 상기 회전부가 회전가능하도록 결합하는 제1회전지지부; 및 상기 유동부의 하측에 배치되고, 상기 유동부에 의해 지지되고, 상기 회전부가 회전가능하도록 결합하는 제2회전지지부를 더 포함하는 것일 수 있다.One embodiment of the small hydro power generation device is disposed on the upper side of the inlet portion, supported by the inlet portion, the first rotation support portion coupled so that the rotation portion is rotatable; and a second rotation support part disposed below the flow part, supported by the flow part, and rotatably coupled to the rotation part.

소수력 발전장치의 일 실시예는, 상기 유입부의 상측에 배치되고, 상기 프레임부에 결합하고, 상기 제1회전지지부가 장착되는 제1장착부; 및 상기 유동부의 하측에 배치되고, 상기 제2회전지지부가 장착되고, 상기 유동부를 유동하는 유수가 배출되는 배출구가 형성되는 제2장착부를 더 포함하는 것일 수 있다.One embodiment of the small hydroelectric power generation device, is disposed on the upper side of the inlet portion, coupled to the frame portion, the first mounting portion to which the first rotation support is mounted; and a second mounting part disposed below the flow part, the second rotation support part mounted, and an outlet through which the running water flowing through the flow part is discharged.

본 발명에 따른 소수력 발전정치에서, 소수력 발전장치의 상측에 회전축의 방향이 유수의 유동방향과 교차하는 제1임펠러를 배치하여 회전부를 회전시키고, 다시 소수력 발전장치의 하측에 회전축의 방향이 유수의 유동방향과 나란한 방향으로 유수의 낙하에 의해 회전하는 제2임펠러를 배치함으로써, 2중의 임펠러 구조를 사용하여 효과적으로 전기를 생산할 수 있다. 따라서, 소수력 발전장치의 발전효율이 향상될 수 있다.In the small hydro power generation device according to the present invention, a first impeller in which the direction of the rotating shaft intersects the flow direction of running water is disposed on the upper side of the small hydro power generation device to rotate the rotating part, and again the direction of the rotating shaft is at the lower side of the small hydro power generation device. By arranging the second impeller that rotates by the fall of running water in a direction parallel to the flow direction, electricity can be effectively produced using a double impeller structure. Accordingly, the power generation efficiency of the small hydro power generation device can be improved.

또한 본 발명에 소수력 발전장치에서, 와류형성부의 곡선형측벽이 원주방향으로 갈수록 직경이 감소하는 와류형으로 구비됨으로써, 와류형성부에 유입된 유수는 와류를 형성하고 유동함에 따라 와류의 세기가 커질 수 있다. 따라서, 유수에 효과적으로 와류를 형성하고 강화함으로써 회전부에 가해지는 유수의 충격력을 높여 소수력 발전장치의 발전효율을 높일 수 있다.In addition, in the small hydroelectric power generation device according to the present invention, the curved sidewall of the vortex forming unit is provided in a vortex type whose diameter decreases in the circumferential direction, so that the flowing water flowing into the vortex forming unit forms a vortex and the strength of the vortex increases as it flows can Therefore, it is possible to increase the impact force of the running water applied to the rotating part by effectively forming and strengthening the vortex in the running water to increase the power generation efficiency of the small hydro power generation device.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.In addition to the above-described effects, the specific effects of the present invention will be described together while describing specific details for carrying out the invention below.

도 1은 일 실시예에 따른 소수력 발전장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 소수력 발전장치를 나타낸 정면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 소수력 발전장치를 나타낸 단면도이다.
도 4는 도 3의 사시도이다.
도 5는 도 2의 AA방향을 바라본 도면이다.
도 6은 도 2의 BB방향을 바라본 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 소수력 발전장치에서 제2임펠러와 가이드베인부가 장착된 부위를 확대한 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 제1임펠러를 나타낸 도면이다.
도 9는 다른 실시예에 따른 제1임펠러를 나타낸 도면이다.
도 10은 또 다른 실시예에 따른 제1임펠러를 나타낸 도면이다.1 is a perspective view showing a small hydro power generation device according to an embodiment.
2 is a front view showing a small hydro power generation device according to an embodiment.
3 is a cross-sectional view showing a small hydro power generation device according to an embodiment.
FIG. 4 is a perspective view of FIG. 3 ;
FIG. 5 is a view looking in the direction AA of FIG. 2 .
FIG. 6 is a view looking in the BB direction of FIG. 2 .
7 is an enlarged view of a portion where a second impeller and a guide vane unit are mounted in the small hydroelectric power generation device according to an embodiment.
8 is a view showing a first impeller according to an embodiment.
9 is a view showing a first impeller according to another embodiment.
10 is a view showing a first impeller according to another embodiment.

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.The above-described objects, features and advantages will be described below in detail with reference to the accompanying drawings, and accordingly, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to easily implement the technical idea of the present invention. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted. Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to indicate the same or similar components.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것으로, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 제1 구성요소는 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.Although the first, second, etc. are used to describe various elements, these elements are not limited by these terms, of course. These terms are only used to distinguish one component from other components, and unless otherwise stated, it goes without saying that the first component may be the second component.

명세서 전체에서, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 각 구성요소는 단수일 수도 있고 복수일 수도 있다.Throughout the specification, unless otherwise stated, each element may be singular or plural.

본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.As used herein, the singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as “consisting of” or “comprising” should not be construed as necessarily including all of the various components or various steps described in the specification, some of which components or some steps are It should be construed that it may not include, or may further include additional components or steps.

명세서 전체에서, "A 및/또는 B" 라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, A, B 또는 A 및 B 를 의미하며, "C 내지 D" 라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, C 이상이고 D 이하인 것을 의미한다.Throughout the specification, when “A and/or B” is used, it means A, B or A and B, unless otherwise stated, and when “C to D” is used, it means that there is no specific opposite description. Unless otherwise specified, it means that it is greater than or equal to C and less than or equal to D.

도 1은 일 실시예에 따른 소수력 발전장치를 나타낸 사시도이다. 도 2는 일 실시예에 따른 소수력 발전장치를 나타낸 정면도이다.1 is a perspective view showing a small hydro power generation device according to an embodiment. 2 is a front view showing a small hydro power generation device according to an embodiment.

도 3은 일 실시예에 따른 소수력 발전장치를 나타낸 단면도이다. 도 4는 도 3의 사시도이다. 도 5는 도 2의 AA방향을 바라본 도면이다.3 is a cross-sectional view showing a small hydro power generation device according to an embodiment. FIG. 4 is a perspective view of FIG. 3 ; FIG. 5 is a view looking in the direction AA of FIG. 2 .

실시예에 따른 소수력 발전장치는 비교적 유량이 작은 유수를 이용하여 전기를 생산하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 어류, 기타 수생생물의 양식에 사용되는 양식장으로부터 배출되는 유수를 사용하여 실시예의 소수력 발전장치를 운용할 수 있다. 양식장에서는 비교적 일정한 유량의 유수가 계속 배출되는 것이 일반적이므로 이러한 유수를 사용하여 실시예의 소수력 발전장치를 안정적으로 운용할 수 있다.The small hydroelectric power generation device according to the embodiment may be used to produce electricity using running water having a relatively small flow rate. For example, the small hydro power generation device of the embodiment may be operated using running water discharged from a farm used for aquaculture of fish and other aquatic organisms. Since it is common that running water of a relatively constant flow rate is continuously discharged in aquaculture farms, the small hydroelectric power generation device of the embodiment can be stably operated by using such running water.

다른 실시예로, 하천의 물을 유입시켜 사용함으로써, 실시예의 소수력 발전장치를 운용할 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니다.In another embodiment, by introducing and using river water, the small hydroelectric power generation device of the embodiment can be operated. However, the present invention is not limited thereto.

실시예에 따른 소수력 발전장치는 유입되는 유수가 하중에 의해 낙하하는 구간의 적어도 일부에 유수에 의해 가해지는 충격에 의해 회전하는 회전부(300)를 구비될 수 있다. 상기 회전부(300)는 회전하여 이에 커플링된 발전기를 회전시켜 전기를 생산할 수 있다.The small hydro power generation device according to the embodiment may be provided with a rotating part 300 that rotates by an impact applied by the flowing water to at least a part of a section in which the flowing water falls due to the load. The rotating unit 300 may rotate to rotate a generator coupled thereto to produce electricity.

소수력 발전장치는 유입부(100), 유동부(200), 회전부(300), 유동면적조절부(700), 임펠러부(800) 및 가이드베인부(900)를 포함할 수 있다. 유동면적조절부(700)는 하기에 도면을 참조하여 설명하고, 나머지 구성요소들을 먼저 설명한다.The small hydro power generation device may include an inlet 100 , a flow unit 200 , a rotation unit 300 , a flow area control unit 700 , an impeller unit 800 , and a guide vane unit 900 . The flow area adjusting unit 700 will be described below with reference to the drawings, and the remaining components will be described first.

유입부(100)는 개구(101)가 구비되고, 상기 개구(101)를 통해 유수가 유입될 수 있다. 유수는 유입부(100)의 개구(101)로 유입되어 상기 소수력 발전장치를 관통하여 흐르면서 회전장치에 충격을 가하여 상기 회전장치를 회전시킬 수 있다.The inlet 100 is provided with an opening 101 , and running water may flow in through the opening 101 . Running water flows into the opening 101 of the inlet 100 and flows through the small hydroelectric power generation device to apply an impact to the rotary device to rotate the rotary device.

유동부(200)는 상기 유입부(100)와 연통되고, 유수가 낙하하여 유동하는 공간을 제공할 수 있다. 유동부(200)는 유수가 하중에 의해 낙하하면서 회전부(300)에 충격을 가할 수 있도록, 소수력 발전장치의 상하방향으로 유수가 흐르는 공간을 형성할 수 있다.The flow part 200 may communicate with the inlet part 100 and provide a space in which running water falls and flows. The flow part 200 may form a space in which running water flows in the vertical direction of the small hydro power generation device so that the running water can apply an impact to the rotating part 300 while falling by the load.

회전부(300)는 상기 유동부(200)를 관통하도록 배치되고, 회전하도록 구비될 수 있다. 회전부(300)는 유수가 가하는 충격에 의해 회전하여 전기를 생산할 수 있다.The rotating part 300 may be disposed to pass through the moving part 200 and may be provided to rotate. The rotating unit 300 may be rotated by the impact applied by running water to produce electricity.

회전부(300)의 회전축은 소수력 발전장치의 상하방향으로 배치되도록 구비될 수 있다. 따라서, 회전부(300)는 적어도 일부가 소수력 발전장치의 상하방향으로 공간이 형성되는 유동부(200)의 상기 공간에 장착되도록 구비될 수 있다.The rotating shaft of the rotating unit 300 may be provided to be disposed in the vertical direction of the small hydro power generation device. Accordingly, at least a portion of the rotation unit 300 may be provided to be mounted in the space of the flow unit 200 in which a space is formed in the vertical direction of the small hydro power generation device.

회전부(300)의 상단부에는 기어(10)가 장착될 수 있고, 상기 기어(10)는 발전기(미도시)와 기계적으로 커플링될 수 있다. 따라서, 회전부(300)가 유수에 의해 회전함에 따라 발전기도 회전하여 전기를 생산할 수 있다.A gear 10 may be mounted on the upper end of the rotation unit 300 , and the gear 10 may be mechanically coupled to a generator (not shown). Accordingly, as the rotating unit 300 rotates by running water, the generator also rotates to produce electricity.

임펠러부(800)는 상기 회전부(300)에 장착되고, 유수의 유동경로에 배치되어, 상기 유수에 의해 회전력을 제공받아 회전함과 동시에 상기 회전부(300)를 회전시킬 수 있다. 이때, 임펠러부(800)는 제1임펠러(810)와 제2임펠러(820)를 포함할 수 있다.The impeller unit 800 may be mounted on the rotating unit 300 and disposed in a flow path of running water to receive rotational force by the flowing water to rotate and rotate the rotating unit 300 at the same time. In this case, the impeller unit 800 may include a first impeller 810 and a second impeller 820 .

제1임펠러(810)는 상기 유입부(100)에 배치되고, 회전축의 방향이 상기 유수의 유동방향과 교차하도록 배치되고, 복수의 제1블레이드(811)가 회전축을 중심으로 방사상으로 배치될 수 있다.The first impeller 810 is disposed in the inlet 100, the direction of the rotation shaft is disposed to intersect the flow direction of the flowing water, and the plurality of first blades 811 may be radially disposed about the rotation shaft. have.

제2임펠러(820)는 상기 유동부(200)에 배치되고, 회전축의 방향이 상기 유수의 유동방향과 나란하도록 배치되고, 복수의 제2블레이드(821)가 회전축을 중심으로 방사상으로 배치될 수 있다.The second impeller 820 is disposed in the flow unit 200, the direction of the rotational axis is arranged parallel to the flow direction of the flowing water, and a plurality of second blades 821 may be radially arranged around the rotational axis. have.

가이드베인부(900)는 상기 유동부(200)에 상기 제2임펠러(820)의 상측에 배치되고, 중심부를 기준으로 복수의 베인(910)이 방사상으로 배치될 수 있다. 가이드베인부(900)는 유동부(200)에 회전하지 않도록 장착될 수 있다.The guide vane part 900 may be disposed on the upper side of the second impeller 820 in the flow part 200 , and a plurality of vanes 910 may be radially disposed with respect to the center. The guide vane part 900 may be mounted on the flow part 200 so as not to rotate.

가이드베인부(900)는 유동부(200)를 흐르는 유수가 와류를 형성하거나 또는 유수의 와류가 강화되도록 가이드할 수 있다. 따라서, 가이드베인부(900)를 통과한 유수는 와류가 형성되고, 이미 유수에 형성된 와류가 더욱 강화될 수 있다. 따라서, 유수에 와류를 형성하거나 와류를 강화하기 위해, 가이드베인부(900)의 베인(910)은 회전부(300)의 회전축 방향에 대하여 경사지도록 구비될 수 있다.The guide vane unit 900 may guide the flowing water flowing through the flow unit 200 to form a vortex or to strengthen the vortex of the flowing water. Therefore, a vortex is formed in the flowing water passing through the guide vane unit 900 , and the vortex already formed in the flowing water can be further strengthened. Therefore, in order to form a vortex in running water or to strengthen the vortex, the vanes 910 of the guide vane unit 900 may be provided to be inclined with respect to the rotational axis direction of the rotating unit 300 .

유입부(100)는 와류형성부(110), 안내부(120) 및 유동조절부(130)를 포함할 수 있다.The inlet 100 may include a vortex forming unit 110 , a guide unit 120 , and a flow control unit 130 .

와류형성부(110)는 곡선형측벽(111)이 구비되고, 유입되는 유수에 와류를 형성할 수 있다. 와류형성부(110)는 곡선형측벽(111)일 가지고, 안내부(120)로 유입되는 유수는 상기 곡선형측벽(111)이 부딪히면서 와류(vortex)를 형성할 수 있다.The vortex forming unit 110 is provided with a curved sidewall 111 and may form a vortex in the flowing water flowing therein. The vortex forming unit 110 has a curved side wall 111 , and flowing water flowing into the guide unit 120 may form a vortex while the curved side wall 111 collides.

와류형성부(110)의 중앙은 유동부(200)와 연통이 될 수 있다. 따라서, 유입부(100)로 유입된 유수는 와류형성부(110)에서 와류가 되고, 다시 와류형성부(110)의 중앙에서 중력에 의해 낙하하여 유동부(200)를 흐를 수 있다.The center of the vortex forming part 110 may be in communication with the flow part 200 . Accordingly, the flowing water introduced into the inlet 100 becomes a vortex in the vortex forming unit 110 , and may again fall from the center of the vortex forming unit 110 by gravity to flow through the flowing unit 200 .

유수는 유동하면서 와류형성부(110)에 배치되는 제1임펠러(810)를 충격하고, 또한 유동부(200)에 배치되는 제2임펠러(820)를 충격함으로써, 제1임펠러(810)와 제2임펠러(820)가 장착되는 회전부(300)를 회전시킬 수 있다.The flowing water impacts the first impeller 810 disposed in the vortex forming unit 110 while flowing, and also impacts the second impeller 820 disposed in the flow unit 200, so that the first impeller 810 and the second The rotating part 300 on which the second impeller 820 is mounted may be rotated.

안내부(120)는 길이방향으로 직선형을 가지도록 구비되고 상기 와류형성부(110)와 연통되고, 유입되는 유수를 상기 와류형성부(110)로 안내할 수 있다. 안내부(120)는 와류형성부(110)의 가장자리 부위에서 상기 와류형성부(110)와 연통되도록 구비됨으로써, 안내부(120)를 통해 와류형성부(110)로 유입된 유수가 와류형성부(110)의 곡선형측벽(111)에 의해 가이드되어 와류를 형성하도록 도울 수 있다.The guide unit 120 may be provided to have a straight shape in the longitudinal direction, communicate with the vortex forming unit 110 , and guide flowing water flowing into the vortex forming unit 110 . The guide unit 120 is provided to communicate with the vortex forming unit 110 at the edge of the vortex forming unit 110 , so that running water flowing into the vortex forming unit 110 through the guide 120 is a vortex forming unit. Guided by the curved sidewalls 111 of 110 may help to form a vortex.

유동조절부(130)는 상기 와류형성부(110)와 상기 안내부(120)가 연동되는 위치에 배치되고, 상기 안내부(120)와 상기 와류형성부(110)가 연통되는 부위의 유수의 유동면적을 조절할 수 있다. 유동조절부(130)는 도면을 참조하여 하기에 구체적으로 설명한다.The flow control unit 130 is disposed at a position where the vortex forming unit 110 and the guide unit 120 are interlocked, and the flow control unit 130 is disposed at a portion where the guide unit 120 and the vortex forming unit 110 communicate with each other. The flow area can be adjusted. The flow control unit 130 will be described in detail below with reference to the drawings.

안내부(120)는 제1바닥부(121), 제1직선형측벽(122), 제2직선형측벽(123) 및 천정부를 포함할 수 있다.The guide part 120 may include a first bottom part 121 , a first straight side wall 122 , a second straight side wall 123 , and a ceiling part.

제1바닥부(121)는 안내부(120)의 바닥면을 형성하고, 와류형성부(110)로부터 돌출되도록 형성되어 유수가 상기 안내부(120)를 통해 와류형성부(110)로 유입되는 통로의 하면이 될 수 있다.The first bottom part 121 forms the bottom surface of the guide part 120 , and is formed to protrude from the vortex formation part 110 , so that running water flows into the vortex formation part 110 through the guide part 120 . It can be the bottom of the passage.

제1직선형측벽(122)은 상기 와류형성부(110)의 상기 곡선형측벽(111)의 일단부와 연결되고, 직선형으로 구비될 수 있다.The first straight side wall 122 may be connected to one end of the curved side wall 111 of the vortex forming part 110 and be provided in a straight shape.

제2직선형측벽(123)은 일단부가 상기 와류형성부(110)의 상기 곡선형측벽(111)에 결합하고, 상기 제1직선형측벽(122)과 이격되어 구비되고, 직선형으로 구비될 수 있다.The second straight side wall 123 has one end coupled to the curved side wall 111 of the vortex forming part 110 , and spaced apart from the first straight side wall 122 , and may be provided in a straight shape.

제1바닥부(121), 제1직선형측벽(122) 및 제2직선형측벽(123)은 예를 들어, 판형 부재를 벤딩(bending) 가공하여 일체로 형성되어 하나의 안내부(120)가 될 수 있다. 제1바닥부(121), 제1직선형측벽(122) 및 제2직선형측벽(123)의 일단은 개구(101)를 형성하고, 유수는 상기 개구(101)를 통해 안내부(120)에 의해 안내되어 와류형성부(110)로 유입될 수 있다.The first bottom part 121 , the first straight side wall 122 , and the second straight side wall 123 are integrally formed by, for example, bending a plate-shaped member to become one guide part 120 . can One end of the first bottom portion 121 , the first straight side wall 122 , and the second straight side wall 123 forms an opening 101 , and the running water flows through the opening 101 by the guide unit 120 . It may be guided and introduced into the vortex forming unit 110 .

천정부는 양측이 상기 제1직선형측벽(122)과 제2직선형측벽(123)에 결합하여 안내부(120)의 상면을 형성할 수 있다. 다만, 천정부는 안내부(120)의 필수적인 구성요소는 아니므로, 상기 안내부(120)는 천정부없이 형성될 수도 있다.Both sides of the ceiling portion may be coupled to the first straight side wall 122 and the second straight side wall 123 to form an upper surface of the guide unit 120 . However, since the ceiling part is not an essential component of the guide part 120 , the guide part 120 may be formed without a ceiling part.

와류형성부(110)는 제2바닥부(112)와 곡선형측벽(111)을 포함할 수 있다.The vortex forming part 110 may include a second bottom part 112 and a curved sidewall 111 .

제2바닥부(112)는 상기 제1바닥부(121)와 연결되고, 바닥면을 형성하고, 중앙부에서 상기 유동부(200)와 연통되는 연통구(1121)가 형성될 수 있다. 곡선형측벽(111)은 상기 제2바닥부(112) 상에 배치되고, 유입되는 유수에 와류를 형성할 수 있다.The second bottom part 112 may be connected to the first bottom part 121 and form a bottom surface, and a communication port 1121 communicating with the flow part 200 may be formed in the central part. The curved side wall 111 may be disposed on the second bottom 112 and form a vortex in the flowing water flowing therein.

와류형성부(110)로 유입된 유수는 곡선형측벽(111)에 의해 안내되어 와류를 형성하고, 와류의 유수는 와류형성부(110)에 배치되는 제1임펠러(810)에 충격을 가하여 상기 제1임펠러(810)와 회전부(300)를 회전시킬 수 있다.The flowing water flowing into the vortex forming unit 110 is guided by the curved sidewall 111 to form a vortex, and the flowing water of the vortex is applied to the first impeller 810 disposed in the vortex forming unit 110 as an impact to the The first impeller 810 and the rotating part 300 may be rotated.

한편, 유수는 제2바닥부(112)의 중앙부에 있는 연통구(1121)를 통해 유동부(200)로 유입되어, 상기 유동부(200)에 장착되는 제2임펠러(820)에 충격을 가하여 상기 회전부(300)를 회전시킬 수 있다.On the other hand, running water flows into the flow part 200 through the communication port 1121 in the central part of the second bottom part 112, and applies an impact to the second impeller 820 mounted on the flow part 200. The rotating part 300 may be rotated.

즉, 유수는 제1임펠러(810)와 제2임펠러(820)에 충격을 가하여 상기 제1임펠러(810)와 제2임펠러(820)가 장착된 회전부(300)를 회전시켜 전기를 생산할 수 있다. 한편, 곡선형측벽(111)은 도면을 참조하여 하기에 더욱 구체적으로 설명한다.That is, running water applies an impact to the first impeller 810 and the second impeller 820 to rotate the rotating part 300 on which the first impeller 810 and the second impeller 820 are mounted to produce electricity. . On the other hand, the curved side wall 111 will be described in more detail below with reference to the drawings.

도 5에 도시된 바와 같이, 실시예의 소수력 발전장치는 유동면적조절부(700)를 더 포함할 수 있다. 유동면적조절부(700)는 상기 유입부(100)와 상기 유동부(200)가 연통되는 위치에 배치되고, 상기 유입부(100)와 상기 유동부(200)가 연통되는 연통구(1121)의 단면적을 조절할 수 있다. As shown in FIG. 5 , the small hydro power generation device of the embodiment may further include a flow area control unit 700 . The flow area control unit 700 is disposed at a position where the inlet part 100 and the flow part 200 communicate with each other, and a communication port 1121 through which the inlet part 100 and the flow part 200 communicate with each other. can control the cross-sectional area.

유동면적조절부(700)는 유동부(200)의 입구인 상기 연통구(1121)의 단면적을 조절함으로써, 소수력 발전장치에 유입되는 유수의 유량의 변화에 능동적으로 대처할 수 있다.By adjusting the cross-sectional area of the communication port 1121, which is the inlet of the flow unit 200, the flow area control unit 700 can actively cope with a change in the flow rate of running water flowing into the small hydro power generation device.

특히, 유동부(200)로 유입되는 유수의 유량과 상기 연통구(1121)의 단면적 사이의 상관관계에 따라 상기 유수에서 발생하는 와류의 세기가 달라질 수 있다.In particular, the intensity of the vortex generated in the flowing water may vary according to a correlation between the flow rate of the flowing water flowing into the flow unit 200 and the cross-sectional area of the communication port 1121 .

유동면적조절부(700)를 제어하여 연통구(1121)의 단면적을 변화시킴으로써, 유수의 유량이 변화함에 따라 각각의 유량에서 유동부(200)에서의 와류의 세기가 최대가 되도록 할 수 있다.By controlling the flow area control unit 700 to change the cross-sectional area of the communication port 1121 , as the flow rate of running water changes, the intensity of the vortex in the flow unit 200 at each flow rate can be maximized.

이때, 유수의 각각의 유량에서 상기 유동부(200)에서의 와류의 세기가 최대가 되는 연통구(1121)의 단면적은, 실험 또는 소수력 발전장치의 사용으로 얻은 데이터로부터 도출될 수 있다.At this time, the cross-sectional area of the communication port 1121 in which the intensity of the vortex in the flow unit 200 is maximized at each flow rate of running water may be derived from data obtained through experiments or the use of a small hydro power generator.

유동면적조절부(700)는 회전날개(710), 베이스플레이트(720) 및 조절레버(730)를 포함할 수 있다. 회전날개(710)는 복수로 구비되고, 나선형으로 회전하여 상기 연통구(1121)의 적어도 일부를 덮음으로써 상기 연통구(1121)의 단면적을 축소 및 확장할 수 있다. The flow area control unit 700 may include a rotary blade 710 , a base plate 720 , and a control lever 730 . The rotary blade 710 is provided in plurality, and rotates spirally to cover at least a portion of the communication hole 1121 to reduce and expand the cross-sectional area of the communication hole 1121 .

베이스플레이트(720)에는 상기 회전날개(710)가 회전 가능하도록 장착될 수 있다. 조절레버(730)는 상기 회전날개(710)의 회전을 조절할 수 있다. 사용자는 조절레버(730)를 조작하여 상기 회전날개(710)를 회전시킴으로써 연통구(1121)의 단면적을 축소 및 확장함으로써, 각각의 유수의 유량에 따라 유동부(200)에서의 와류의 세기가 최대가 되도록 상기 연통구(1121)의 단면적을 변경할 수 있다.The rotary blade 710 may be rotatably mounted to the base plate 720 . The control lever 730 may control the rotation of the rotary blade 710 . The user operates the control lever 730 and rotates the rotary blade 710 to reduce and expand the cross-sectional area of the communication port 1121, so that the intensity of the vortex in the flow unit 200 is increased according to the flow rate of each flowing water. The cross-sectional area of the communication port 1121 may be changed to be the maximum.

실시예에서, 유동면적조절부(700)는 연통구(1121)의 단면적을 변화시킴으로써, 유수의 유량이 변화함에 따라 각각의 유량에서 유동부(200)에서의 와류의 세기가 최대가 되도록 할 수 있다.In an embodiment, the flow area control unit 700 may change the cross-sectional area of the communication port 1121 so that the intensity of the vortex in the flow unit 200 is maximized at each flow rate as the flow rate of running water changes. have.

실시예의 소수력 발전장치는 제1지지부(410), 프레임부(420) 및 제2지지부(430)를 포함할 수 있다. 제1지지부(410), 프레임부(420) 및 제2지지부(430)에 의해 유입부(100), 유동부(200) 및 회전부(300)가 소수력 발전장치에 안정적으로 장착되고 지지될 수 있다.The small hydroelectric power generation device of the embodiment may include a first support portion 410 , a frame portion 420 and a second support portion 430 . The inlet part 100, the flow part 200, and the rotating part 300 can be stably mounted and supported in the small hydro power generation device by the first support part 410, the frame part 420, and the second support part 430. .

제1지지부(410)에는 상기 유입부(100) 및 상기 유동부(200)가 장착될 수 있다. 프레임부(420)는 상기 제1지지부(410)와 결합하고, 복수의 프레임으로 구비될 수 있다. 제2지지부(430)는 상기 제1지지부(410) 하부에서 상기 프레임부(420)와 결합하고, 상기 프레임부(420)의 복수의 상기 프레임의 이격간격을 유지하도록 구비될 수 있다.The inlet part 100 and the flow part 200 may be mounted on the first support part 410 . The frame part 420 is coupled to the first support part 410 and may be provided with a plurality of frames. The second support part 430 may be coupled to the frame part 420 under the first support part 410 and may be provided to maintain a spacing between the plurality of frames of the frame part 420 .

실시예의 소수력 발전장치는 회전부(300)가 안정적으로 지지되면서 원활하게 회전할 수 있도록, 제1회전지지부(510)와 제2회전지지부(520)를 포함할 수 있다.The small hydroelectric power generation apparatus of the embodiment may include a first rotation support 510 and a second rotation support 520 so that the rotation unit 300 can rotate smoothly while being stably supported.

제1회전지지부(510)는 상기 유입부(100)의 상측에 배치되고, 상기 유입부(100)에 의해 지지되고, 상기 회전부(300)가 회전가능하도록 결합할 수 있다. 제2회전지지부(520)는 상기 유동부(200)의 하측에 배치되고, 상기 유동부(200)에 의해 지지되고, 상기 회전부(300)가 회전가능하도록 결합할 수 있다.The first rotation support part 510 may be disposed on the upper side of the inlet part 100 , and supported by the inlet part 100 , and may be coupled to the rotation part 300 to be rotatable. The second rotation support part 520 may be disposed below the flow part 200 , be supported by the flow part 200 , and be coupled to the rotation part 300 to be rotatable.

제1회전지지부(510)와 제2회전지지부(520)가 소수력 발전장치에 장착되기 위해, 소수력 발전장치에는 제1장착부(610)와 제2장착부(620)가 구비될 수 있다.In order for the first rotation support 510 and the second rotation support 520 to be mounted on the small hydro power generation device, the small hydro power generation device may include a first mounting part 610 and a second mounting part 620 .

제1장착부(610)는 상기 유입부(100)의 상측에 배치되고, 상기 프레임부(420)에 결합하고, 상기 제1회전지지부(510)가 장착되도록 구비될 수 있다. 제2장착부(620)는 상기 유동부(200)의 하측에 배치되고, 상기 제2회전지지부(520)가 장착되고, 상기 유동부(200)를 유동하는 유수가 배출되는 배출구가 형성되도록 구비될 수 있다.The first mounting part 610 may be disposed on the upper side of the inlet part 100 , coupled to the frame part 420 , and provided such that the first rotation support part 510 is mounted thereon. The second mounting part 620 is disposed below the flow part 200 , the second rotation support part 520 is mounted, and an outlet through which the running water flowing through the flow part 200 is discharged is formed. can

제1장착부(610)와 제2장착부(620)는 상대적으로 직경이 작은 제1회전지지부(510)와 제2회전지지부(520)를 소수력 발전장치에 장착하기 위해 구비될 수 있다.The first mounting part 610 and the second mounting part 620 may be provided to mount the first rotational support part 510 and the second rotational support part 520 having relatively small diameters to the small hydro power generation device.

도 6은 도 2의 BB방향을 바라본 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 와류형성부(110)를 이루는 곡선형측벽(111)은 상기 제1직선형측벽(122)과 연결되는 단부에서 원주방향으로 갈수록 직경이 감소하는 와류형으로 구비될 수 있다.FIG. 6 is a view looking in the BB direction of FIG. 2 . As shown in FIG. 6 , the curved side wall 111 constituting the vortex forming unit 110 may be provided in a vortex type whose diameter decreases in the circumferential direction from the end connected to the first straight side wall 122 . have.

따라서, 안내부(120)를 통해 유입된 유수는 와류형의 와류형성부(110)에 가이드되어 그 유선(stream line)이 회전할수록 중앙부의 연통구(1121)에 가까워지도록 구비될 수 있다. 즉, 유수는 와류형성부(110)에 의해 와류가 형성되고, 유동함에 따라 이러한 와류의 세기가 점차적으로 커질 수 있다.Accordingly, the flowing water introduced through the guide unit 120 may be guided by the vortex-type vortex forming unit 110 so that as the stream line rotates, it may be provided to be closer to the communication port 1121 of the central part. That is, in flowing water, a vortex is formed by the vortex forming unit 110 , and as it flows, the strength of the vortex may gradually increase.

즉, 와류형성부(110)에 유입된 유수는 곡선형측벽(111)의 형상에 따라 유동하여 와류가 형성되고, 또한 곡선형측벽(111)에 의해 유수가 유동함에 따라 와류의 세기가 점차적으로 커질 수 있다.That is, the flowing water flowing into the vortex forming unit 110 flows according to the shape of the curved sidewall 111 to form a vortex, and as the flowing water flows by the curved sidewall 111, the strength of the vortex is gradually increased can grow

실시예에서, 와류형성부(110)의 곡선형측벽(111)이 원주방향으로 갈수록 직경이 감소하는 와류형으로 구비됨으로써, 와류형성부(110)에 유입된 유수는 와류를 형성하고 유동함에 따라 와류의 세기가 커질 수 있다. 따라서, 유수에 효과적으로 와류를 형성하고 강화함으로써 회전부(300)에 가해지는 유수의 충격력을 높여 소수력 발전장치의 발전효율을 높일 수 있다.In the embodiment, as the curved sidewall 111 of the vortex forming unit 110 is provided in a vortex type whose diameter decreases in the circumferential direction, the flowing water flowing into the vortex forming unit 110 forms a vortex and flows. The strength of the vortex can be increased. Therefore, it is possible to increase the impact force of the running water applied to the rotating part 300 by effectively forming and strengthening the vortex in the running water, thereby increasing the power generation efficiency of the small hydro power generation device.

도 6에 도시된 바와 같이, 유동조절부(130)는 힌지회전 가능하도록 구비될 수 있다. 예를 들어, 유동조절부(130)의 일측엣지는 구속없이 자유롭고, 타측엣지에는 힌지장치가 구비되어 회전하도록 구비될 수 있다.As shown in FIG. 6 , the flow control unit 130 may be hinge-rotatably provided. For example, one edge of the flow control unit 130 is free without restriction, and the other edge is provided with a hinge device to rotate.

유동조절부(130)는 상기 곡선형측벽(111)에 대하여 이동함으로써 상기 안내부(120)와 상기 와류형성부(110)가 연통되는 부위의 유수의 유동면적을 변경할 수 있다.By moving with respect to the curved side wall 111 , the flow control unit 130 may change the flow area of flowing water at a portion where the guide unit 120 and the vortex forming unit 110 communicate.

이러한 구조로 인해, 유동조절부(130)는 와류형성부(110)의 제2바닥부(112) 상에서 힌지회전하여 와류형성부(110)와 연통되는 안내부(120)의 단면적을 조절할 수 있다. 이에 따라 와류형성부(110)의 입구인 개구(101)의 단면적을 조절할 수 있다.Due to this structure, the flow control unit 130 hinges on the second bottom portion 112 of the vortex forming unit 110 to adjust the cross-sectional area of the guide unit 120 communicating with the vortex forming unit 110 . . Accordingly, the cross-sectional area of the opening 101 that is the inlet of the vortex forming unit 110 can be adjusted.

유동조절부(130)는 와류형성부(110)의 입구인 개구(101)의 단면적을 조절함으로써, 소수력 발전장치에 유입되는 유수의 유량의 변화에 능동적으로 대처할 수 있다.By adjusting the cross-sectional area of the opening 101 , which is the inlet of the vortex forming unit 110 , the flow control unit 130 can actively cope with changes in the flow rate of running water flowing into the small hydro power generation device.

특히, 와류형성부(110)로 유입되는 유수의 유량과 상기 개구(101)의 단면적 사이의 상관관계에 따라 상기 유수에서 발생하는 와류의 세기가 달라질 수 있다.In particular, according to the correlation between the flow rate of flowing water flowing into the vortex forming unit 110 and the cross-sectional area of the opening 101 , the intensity of the vortex generated in the flowing water may vary.

유동조절부(130)를 제어하여 개구(101)의 단면적을 변화시킴으로써, 유수의 유량이 변화함에 따라 각각의 유량에서 와류형성부(110)에서의 와류의 세기가 최대가 되도록 할 수 있다.By controlling the flow control unit 130 to change the cross-sectional area of the opening 101 , as the flow rate of flowing water changes, the intensity of the vortex in the vortex forming unit 110 at each flow rate can be maximized.

이때, 유수의 각각의 유량에서 상기 와류형성부(110)에서의 와류의 세기가 최대가 되는 개구(101)의 단면적은, 실험 또는 소수력 발전장치의 사용으로 얻은 데이터로부터 도출될 수 있다.At this time, the cross-sectional area of the opening 101 in which the intensity of the vortex in the vortex forming unit 110 is maximized at each flow rate of flowing water may be derived from data obtained through experiments or the use of a small hydro power generator.

실시예에서, 유동조절부(130)는 안내부(120)와 와류형성부(110)가 연통되는 부위의 유수의 유동면적을 변경시킴으로써, 유수의 유량이 변화함에 따라 각각의 유량에서 유동부(200)에서의 와류의 세기가 최대가 되도록 할 수 있다. 이에 따라, 소수력 발전장치의 발전효율을 높일 수 있다.In the embodiment, the flow control unit 130 by changing the flow area of the flowing water in the portion where the guide unit 120 and the vortex forming unit 110 communicate, as the flow rate of the flowing water changes, the flow unit ( 200), the intensity of the vortex can be maximized. Accordingly, it is possible to increase the power generation efficiency of the small hydro power generation device.

도 7은 일 실시예에 따른 소수력 발전장치에서 제2임펠러(820)와 가이드베인부(900)가 장착된 부위를 확대한 도면이다. 회전부(300)는 유동부(200) 내부에 배치되고, 제2임펠러(820)로부터 동력을 전달받아 회전할 수 있다.7 is an enlarged view of a portion where the second impeller 820 and the guide vane unit 900 are mounted in the small hydroelectric power generation device according to an embodiment. The rotation unit 300 is disposed inside the flow unit 200 , and may rotate by receiving power from the second impeller 820 .

이때, 가이드베인부(900)는 유동부(200) 내부에서 제2임펠러(820)의 상측에 배치될 수 있다. 상기 가이드베인부(900)가 유동부(200)에 안정적으로 장착되기 위해 케이싱(920)이 구비될 수 있다.In this case, the guide vane unit 900 may be disposed on the upper side of the second impeller 820 inside the flow unit 200 . A casing 920 may be provided for the guide vane part 900 to be stably mounted on the flow part 200 .

가이드베인부(900)는 케이싱(920)에 결합하고 케이싱(920)은 유동부(200)에 결합함으로써, 가이드베인부(900)는 회전하지 않도록 유동부(200)에 장착되어, 유수가 와류를 형성하거나 또는 유수의 와류가 강화되도록 가이드할 수 있다.The guide vane part 900 is coupled to the casing 920 and the casing 920 is coupled to the flow part 200, so that the guide vane part 900 is mounted on the flow part 200 so as not to rotate, and the flowing water vortexes. It can be guided to form a vortex or to intensify the flowing water vortex.

가이드베인부(900)를 구성하는 베인(910)은, 도 7에 도시된 바와 같이, 폭방향 형상이 유수의 유동방향과 경사지도록 구비될 수 있다. 즉, 가이드베인부(900)는 전체적으로 비틀린 베인(910)(twisted vane)으로 형성될 수 있다.As shown in FIG. 7 , the vanes 910 constituting the guide vane unit 900 may be provided so that the shape in the width direction is inclined with the flow direction of flowing water. That is, the guide vane unit 900 may be formed of an entirely twisted vane 910 .

비틀린 베인(910)으로 형성됨으로써, 가이드베인부(900)는 낙하하여 자신을 통과하는 유수에 대하여 효과적으로 와류를 형성하거나 와류를 강화할 수 있다.By being formed of the twisted vane 910, the guide vane unit 900 can fall and effectively form a vortex with respect to the flowing water passing through it or strengthen the vortex.

실시예에서, 소수력 발전장치의 상측에 회전축의 방향이 유수의 유동방향과 교차하는 제1임펠러(810)를 배치하여 회전부(300)를 회전시키고, 다시 소수력 발전장치의 하측에 회전축의 방향이 유수의 유동방향과 나란한 방향으로 유수의 낙하에 의해 회전하는 제2임펠러(820)를 배치함으로써, 2중의 임펠러 구조를 사용하여 효과적으로 전기를 생산할 수 있다. 따라서, 소수력 발전장치의 발전효율이 향상될 수 있다.In an embodiment, the direction of the rotating shaft is disposed on the upper side of the small hydro power generation device to rotate the first impeller 810 that intersects the flow direction of running water to rotate the rotating unit 300, and again the direction of the rotating shaft is on the lower side of the small hydro power generation device. By disposing the second impeller 820 that rotates by the fall of running water in a direction parallel to the flow direction of Accordingly, the power generation efficiency of the small hydro power generation device can be improved.

이하에서는 도면을 참조하여, 제1임펠러(810)의 구조에 대한 다양한 실시예를 설명한다.Hereinafter, various embodiments of the structure of the first impeller 810 will be described with reference to the drawings.

도 8은 일 실시예에 따른 제1임펠러(810)를 나타낸 도면이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 제1임펠러(810)를 형성하는 제1블레이드(811)는 폭방향 형상이 상기 제1임펠러(810)의 회전축방향과 나란하도록 구비되는 직선형 블레이드(straight blade, SB)로 구비될 수 있다.8 is a view showing a first impeller 810 according to an embodiment. As shown in FIG. 8 , the first blade 811 forming the first impeller 810 has a shape in the width direction parallel to the axis of rotation of the first impeller 810 . A straight blade (SB) ) can be provided.

도 9는 다른 실시예에 따른 제1임펠러(810)를 나타낸 도면이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 다른 실시예의 제1블레이드(811)는 상부의 폭방향 형상이 상기 제1임펠러(810)의 회전축방향과 나란하고, 하부의 폭방향 형상이 상기 제1임펠러(810)의 회전축방향과 경사지도록 구비되는 곡선형 블레이드(curved blade, CB)로 구비될 수 있다. 이때, 제1플레이드의 하부는 연통구(1121)와 인접하도록 배치될 수 있다.9 is a view showing a first impeller 810 according to another embodiment. 9, in the first blade 811 of another embodiment, the upper width direction shape is parallel to the rotation axis direction of the first impeller 810, and the lower width direction shape of the first impeller 810 is ) may be provided as a curved blade (CB) provided to be inclined with the rotation axis direction. In this case, a lower portion of the first plate may be disposed adjacent to the communication hole 1121 .

도 10은 또 다른 실시예에 따른 제1임펠러(810)를 나타낸 도면이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 또 다른 실시예의 제1블레이드(811)는 폭방향 형상이 상기 제1임펠러(810)의 회전축방향과 경사지도록 구비되는 비틀린 블레이드(twisted blade, TB)로 구비될 수 있다.10 is a view showing a first impeller 810 according to another embodiment. As shown in FIG. 10 , the first blade 811 of another embodiment may be provided as a twisted blade (TB) having a width direction shape inclined with the rotation axis direction of the first impeller 810 . have.

이러한 3가지 형상의 블레이드를 가진 제1임펠러(810) 각각에 대하여 유수에 의해 제1임펠러(810)에 가해지는 토크와 회전수를 측정하는 실험을 진행하였다. 실험은 다양한 직경비에 대하여 진행하였다. 여기서, 직경비는 제1임펠러(810)의 제1블레이드(811)를 포함한 직경/연통구(1121)의 직경을 의미한다.An experiment was conducted to measure the torque and rotation speed applied to the first impeller 810 by flowing water for each of the first impellers 810 having blades of these three shapes. Experiments were conducted for various diameter ratios. Here, the diameter ratio means the diameter/diameter of the communication hole 1121 including the first blade 811 of the first impeller 810 .

실험결과는 다음의 표와 같다. 실험에서, 유수의 유량은 0.0069 m3/s로 각 케이스에서 모두 동일하다.The experimental results are shown in the table below. In the experiment, the flow rate of runoff was 0.0069 m 3 /s, which was the same in each case.

: 직선형 블레이드(SB): Straight blade (SB) 직경비diameter ratio 제1임펠러(810)에 가해지는 토크(Nm)Torque (Nm) applied to the first impeller 810 제1임펠러(810)의 회전수(rpm)Rotational speed (rpm) of the first impeller 810 0.1720.172 0.9060.906 130130 0.1840.184 0.8240.824 132132 0.1980.198 0.7820.782 133133 0.2320.232 0.6590.659 136136

: 곡선형 블레이드(CB): Curved blade (CB) 직경비diameter ratio 제1임펠러(810)에 가해지는 토크(Nm)Torque (Nm) applied to the first impeller 810 제1임펠러(810)의 회전수(rpm)Rotational speed (rpm) of the first impeller 810 0.1720.172 0.6590.659 123123 0.1840.184 0.8650.865 122122 0.1980.198 0.6710.671 121121 0.2320.232 0.7420.742 115115

: 비틀린 블레이드(TB): Twisted blade (TB) 직경비diameter ratio 제1임펠러(810)에 가해지는 토크(Nm)Torque (Nm) applied to the first impeller 810 제1임펠러(810)의 회전수(rpm)Rotational speed (rpm) of the first impeller 810 0.1720.172 0.6200.620 135135 0.1840.184 0.5300.530 140140 0.1980.198 0.5500.550 146146 0.2320.232 0.5230.523 148148

실험결과를 보면, 직선형 블레이드의 경우에 제1임펠러(810)에 가해지는 토크가 가장 크게 나타났다. 또한, 비틀린 블레이드의 경우에 제1임펠러(810)의 회전수가 가장 크게 나타났다.From the experimental results, the torque applied to the first impeller 810 was the largest in the case of the straight blade. In addition, in the case of the twisted blade, the rotational speed of the first impeller 810 was the largest.

예를 들어, 소수력 발전장치와 커플링되는 발전기의 특성에 따라 각각의 형상을 가진 블레이드가 구비되는 제1임펠러(810)를 사용할 수 있다. 예를 들어, 높은 토크에서 효율이 좋은 발전기를 사용하는 경우에는 직선형 블레이드를 가진 제1임펠러(810)를 사용하는 것이 효과적이다. 또한, 높은 회전수에서 효율이 좋은 발전기를 사용하는 경우에는 비틀린 블레이드를 가진 제1임펠러(810)를 사용하는 것이 효과적이다.For example, it is possible to use the first impeller 810 provided with blades having respective shapes according to the characteristics of the generator coupled with the small hydro power generator. For example, when using a high-efficiency generator at high torque, it is effective to use the first impeller 810 having a straight blade. In addition, when using a high-efficiency generator at a high rotational speed, it is effective to use the first impeller 810 having a twisted blade.

한편, 제2임펠러(820)의 경우에도 전술한 직선형 블레이드(SB), 곡선형 블레이드(CB) 또는 비틀린 블레이드(TB)의 구조 중 어느 하나를 사용하여 구비될 수 있다. 다만, 제2임펠러(820)는 회전축 방향이 유수의 유동방향과 나란하게 배치되므로, 유수가 제2임펠러(820)에 효과적인 충격을 가하기 위해, 비틀린 블레이드 구조로 구비되는 것이 보다 바람직할 수 있다.Meanwhile, even in the case of the second impeller 820 , it may be provided using any one of the aforementioned structures of the straight blade SB, the curved blade CB, or the twisted blade TB. However, since the second impeller 820 has a rotation axis direction parallel to the flow direction of running water, it may be more preferable to have a twisted blade structure in order for running water to effectively impact the second impeller 820 .

이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.As described above, the present invention has been described with reference to the illustrated drawings, but the present invention is not limited by the embodiments and drawings disclosed in this specification, and various methods can be obtained by those skilled in the art within the scope of the technical spirit of the present invention. It is obvious that variations can be made. In addition, although the effects according to the configuration of the present invention have not been explicitly described and described while describing the embodiments of the present invention, it is natural that the effects predictable by the configuration should also be recognized.

10: 기어
100: 유입부
101: 개구
110: 와류형성부
111: 곡선형측벽
112: 제2바닥부
1121: 연통구
120: 안내부
121: 제1바닥부
122: 제1직선형측벽
123: 제2직선형측벽
130: 유동조절부
200: 유동부
300: 회전부
410: 제1지지부
420: 프레임부
430: 제2지지부
510: 제1회전지지부
520: 제2회전지지부
610: 제1장착부
620: 제2장착부
700: 유동면적조절부
710: 회전날개
720: 베이스플레이트
730: 조절레버
800: 임펠러부
810: 제1임펠러
811: 제1블레이드
820: 제2임펠러
821: 제2블레이드
900: 가이드베인부
910: 베인
920: 케이싱10: gear
100: inlet
101: opening
110: vortex forming part
111: curved side wall
112: second bottom part
1121: Yeontong-gu
120: information department
121: first bottom part
122: first straight side wall
123: second straight side wall
130: flow control unit
200: moving part
300: rotating part
410: first support
420: frame portion
430: second support
510: first rotation support part
520: second rotation support
610: first mounting part
620: second mounting part
700: flow area control unit
710: rotor blades
720: base plate
730: control lever
800: impeller unit
810: first impeller
811: first blade
820: second impeller
821: second blade
900: guide vane unit
910: vane
920: casing

Claims (10)

개구가 구비되고, 상기 개구를 통해 유수가 유입되는 유입부;
상기 유입부와 연통되고, 유수가 낙하하여 유동하는 공간을 제공하는 유동부;
상기 유동부를 관통하도록 배치되고, 회전하도록 구비되는 회전부; 및
상기 회전부에 장착되고, 유수의 유동경로에 배치되어, 상기 유수에 의해 회전력을 제공받아 회전함과 동시에 상기 회전부를 회전시키는 임펠러부
를 포함하고,
상기 임펠러부는,
상기 유입부에 배치되고, 회전축의 방향이 상기 유수의 유동방향과 교차하도록 배치되고, 복수의 제1블레이드가 회전축을 중심으로 방사상으로 배치되는 제1임펠러; 및
상기 유동부에 배치되고, 회전축의 방향이 상기 유수의 유동방향과 나란하도록 배치되고, 복수의 제2블레이드가 회전축을 중심으로 방사상으로 배치되는 제2임펠러
를 포함하는,
소수력 발전장치.an inlet having an opening, through which running water is introduced;
a flow part communicating with the inlet part and providing a space through which running water falls and flows;
a rotating part disposed to pass through the flow part and provided to rotate; and
The impeller part is mounted on the rotating part, is disposed in the flow path of running water, and rotates while receiving rotational force by the running water to rotate the rotating part.
including,
The impeller unit,
a first impeller disposed in the inlet, the direction of the rotational shaft intersecting the flow direction of the flowing water, and a plurality of first blades radially disposed about the rotational shaft; and
A second impeller that is disposed in the flow part, the direction of the rotational shaft is arranged parallel to the flow direction of the flowing water, and a plurality of second blades are radially disposed about the rotational shaft.
containing,
small hydro power plant. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 유동부에 상기 제2임펠러의 상측에 배치되고, 중심부를 기준으로 복수의 베인이 방사상으로 배치되는 가이드베인부
를 더 포함하는,
소수력 발전장치.According to claim 1,
A guide vane portion disposed on the upper side of the second impeller in the flow portion, and a plurality of vanes radially disposed with respect to the center
further comprising,
small hydro power plant. 제1항에 있어서,
상기 제1블레이드는,
폭방향 형상이 상기 제1임펠러의 회전축방향과 나란하도록 구비되는,
소수력 발전장치.According to claim 1,
The first blade,
The width direction shape is provided so as to be parallel to the rotation axis direction of the first impeller,
small hydro power plant. 제1항에 있어서,
상기 제1블레이드는,
상부의 폭방향 형상이 상기 제1임펠러의 회전축방향과 나란하고, 하부의 폭방향 형상이 상기 제1임펠러의 회전축방향과 경사지도록 구비되는,
소수력 발전장치.According to claim 1,
The first blade,
The upper width direction shape is parallel to the rotation axis direction of the first impeller, and the lower width direction shape is provided to be inclined with the rotation axis direction of the first impeller,
small hydro power plant. 제1항에 있어서,
상기 제1블레이드는,
폭방향 형상이 상기 제1임펠러의 회전축방향과 경사지도록 구비되는,
소수력 발전장치.According to claim 1,
The first blade,
The width direction shape is provided to be inclined with the rotation axis direction of the first impeller,
small hydro power plant. 제3항에 있어서,
상기 베인은,
폭방향 형상이 유수의 유동방향과 경사지도록 구비되는,
소수력 발전장치.4. The method of claim 3,
The vane is
The width direction shape is provided to be inclined with the flow direction of running water,
small hydro power plant. 제1항에 있어서,
상기 유입부 및 상기 유동부가 장착되는 제1지지부;
상기 제1지지부와 결합하고, 복수의 프레임으로 구비되는 프레임부; 및
상기 제1지지부 하부에서 상기 프레임부와 결합하고, 상기 프레임부의 복수의 상기 프레임의 이격간격을 유지하는 제2지지부
를 더 포함하는,
소수력 발전장치.According to claim 1,
a first support part on which the inlet part and the flow part are mounted;
a frame unit coupled to the first support unit and provided with a plurality of frames; and
A second support part coupled to the frame part under the first support part and maintaining a spacing between the plurality of frames of the frame part
further comprising,
small hydro power plant. 제8항에 있어서,
상기 유입부의 상측에 배치되고, 상기 유입부에 의해 지지되고, 상기 회전부가 회전가능하도록 결합하는 제1회전지지부; 및
상기 유동부의 하측에 배치되고, 상기 유동부에 의해 지지되고, 상기 회전부가 회전가능하도록 결합하는 제2회전지지부
를 더 포함하는,
소수력 발전장치.9. The method of claim 8,
a first rotation support part disposed above the inlet part, supported by the inlet part, and coupled to the rotation part so as to be rotatable; and
A second rotation support part disposed below the flow part, supported by the flow part, and coupled to the rotation part so as to be rotatable.
further comprising,
small hydro power plant. 제9항에 있어서,
상기 유입부의 상측에 배치되고, 상기 프레임부에 결합하고, 상기 제1회전지지부가 장착되는 제1장착부; 및
상기 유동부의 하측에 배치되고, 상기 제2회전지지부가 장착되고, 상기 유동부를 유동하는 유수가 배출되는 배출구가 형성되는 제2장착부
를 더 포함하는,
소수력 발전장치.10. The method of claim 9,
a first mounting part disposed on the upper side of the inlet part, coupled to the frame part, and mounted with the first rotation support part; and
A second mounting part disposed below the flow part, the second rotation support part is mounted, and an outlet through which running water flowing through the flow part is discharged is formed.
further comprising,
small hydro power plant.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009221882A (en) * 2008-03-13 2009-10-01 Toyama Prefecture Hydraulic power generator
US20180372059A1 (en) * 2015-12-08 2018-12-27 Turbulent Bvba A gravitational vortex water turbine assembly

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