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KR101791355B1 - Hydroelectric generator - Google Patents

Hydroelectric generator Download PDF

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Publication number
KR101791355B1
KR101791355B1 KR1020160114589A KR20160114589A KR101791355B1 KR 101791355 B1 KR101791355 B1 KR 101791355B1 KR 1020160114589 A KR1020160114589 A KR 1020160114589A KR 20160114589 A KR20160114589 A KR 20160114589A KR 101791355 B1 KR101791355 B1 KR 101791355B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
frame
rotor blade
shaft
fluid
coil
Prior art date
Application number
KR1020160114589A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김형종
박유민
Original Assignee
강원대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 강원대학교산학협력단 filed Critical 강원대학교산학협력단
Priority to KR1020160114589A priority Critical patent/KR101791355B1/en
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Publication of KR101791355B1 publication Critical patent/KR101791355B1/en

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B17/00Other machines or engines
    • F03B17/06Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head"
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F03B3/00Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto
    • F03B3/12Blades; Blade-carrying rotors
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K35/00Generators with reciprocating, oscillating or vibrating coil system, magnet, armature or other part of the magnetic circuit
    • H02K35/02Generators with reciprocating, oscillating or vibrating coil system, magnet, armature or other part of the magnetic circuit with moving magnets and stationary coil systems
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Abstract

수력발전기가 개시된다. 일실시예에 따른 수력발전기는, 코일을 포함하는 다각 링 형태의 제 1 프레임; 코일을 포함하며, 상기 제 1 프레임으로부터 제 1 방향으로 이격되되 중공부가 상기 제 1 프레임의 중공부와 대향되도록 배치되는 다각 링 형태의 제 2 프레임; 상기 제 1 프레임 및 상기 제 2 프레임을 연결하는 샤프트; 및 상기 제 1 프레임의 각 변 및 상기 제 2 프레임의 각 변에 제공되고, 자성체를 포함하며, 유체의 흐름에 따라 회전하는 복수의 제 1 회전익을 포함하고, 상기 제 1 프레임 및 상기 제 1 회전익의 상대적 회전과, 상기 제 2 프레임 및 상기 제 1 회전익의 상대적 회전에 의해 전자기유도 방식으로 전류가 발생될 수 있다.A hydroelectric generator is initiated. A hydrostatic generator according to one embodiment comprises: a first frame in the form of a multi-ring comprising a coil; A second frame including a coil and spaced apart from the first frame in a first direction and having a hollow portion facing the hollow portion of the first frame; A shaft connecting the first frame and the second frame; And a plurality of first rotor blades provided on each side of the first frame and on each side of the second frame and including a magnetic body and rotating in accordance with a flow of the fluid, A current can be generated in an electromagnetic induction manner by the relative rotation of the first frame and the relative rotation of the second frame and the first flywheel.

Description

수력발전기{HYDROELECTRIC GENERATOR}HYDROELECTRIC GENERATOR

이하의 설명은 수력발전기에 관한 것이다.The following description relates to a hydroelectric generator.

일반적인 수력발전기는 유체의 유입에 의해 회전력이 발생되는 터빈부와, 상기 회전력을 이용하여 전류를 발생시키는 발전부를 포함할 수 있다. 회전력을 이용하여 전류를 발생시키기 위해, 회전자(로터, rotor)와 고정자(스테이터, stator) 간의 상대적 회전에 의한 전자기유도 현상을 이용할 수 있다. 회전자에는 자성체 및 코일 중 어느 하나가 제공될 수 있고, 고정자에는 자성체 및 코일 중 다른 하나가 제공될 수 있다. 회전자와 고정자의 상대적 회전에 의해 자기장 변화가 발생되고, 상기 자기장 변화에 의해 코일에 전류가 발생될 수 있다.The general hydroelectric power generator may include a turbine portion generating a rotational force by the inflow of fluid and a power generating portion generating a current using the rotational force. In order to generate a current by using a rotational force, an electromagnetic induction phenomenon due to a relative rotation between a rotor (rotor) and a stator (stator) can be used. The rotor may be provided with either a magnetic body or a coil, and the stator may be provided with a magnetic body and the other one of the coils. The relative rotation of the rotor and the stator causes a change in the magnetic field, and a current can be generated in the coil due to the change in the magnetic field.

유체는 터빈부로 유입되어 수차(러너, runner)를 회전시키고, 수차의 회전에 의해 회전축이 회전될 수 있다. 이어서, 발전부에서는 상기 회전축에 연결되는 회전자가 회전축과 함께 회전하게 되고, 회전자는 그 주변에 배치된 고정자와 상대적 회전을 할 수 있다. The fluid flows into the turbine section to rotate a turbine (runner), and the rotating shaft can be rotated by the rotation of the turbine. Then, in the power generation section, the rotor connected to the rotation shaft rotates together with the rotation axis, and the rotor can rotate relative to the stator disposed around the rotation axis.

한편, 터빈부에서 수력발전을 위한 충분한 회전력을 얻기 위해서는 상당한 유량과 낙차가 필요하다. 유체의 위치에너지가 낙차에 의해 운동에너지로 바뀌게 되고, 그 운동에너지에 의해 수차가 회전하기 때문이다. On the other hand, considerable flow and dropping are required to obtain sufficient rotational force for hydroelectric power generation in the turbine section. This is because the potential energy of the fluid is changed into kinetic energy by the drop, and the aberration is rotated by the kinetic energy.

그런데, 우리나라의 대부분의 강은 낙차가 큰 유역이 적어서 수력발전기를 설치할 장소가 제한될 수 있다.However, in most of Korea's rivers, there are few water basins with a large drop-off point, which may restrict the places where hydroelectric generators are installed.

등록특허공보 제10-1091654호Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-1091654

여기에서 설명되는 실시예들은, 낙차가 없는 장소에서도 발전이 가능한 수력발전기를 제공하기 위한 것이다.The embodiments described herein are intended to provide a hydropower generator capable of generating even in a place free from falls.

일실시예에 따른 수력발전기는, 코일을 포함하는 다각 링 형태의 프레임; 및 상기 프레임의 각 변에 제공되고, 자성체를 포함하며, 유체의 흐름에 따라 회전하는 복수의 회전익을 포함하고, 상기 프레임 및 상기 회전익의 상대적 회전에 의해 전자기유도 방식으로 전류가 발생될 수 있다.A hydrostatic generator according to one embodiment includes a frame in the form of a multi-ring comprising a coil; And a plurality of rotor blades provided on each side of the frame and including a magnetic body and rotating in accordance with the flow of the fluid, and current can be generated in an electromagnetic induction manner by the relative rotation of the frame and the rotor blades.

또한, 상기 회전익은, 상기 프레임을 감싸는 중공 파이프 형태로서, 외주면에서 원주방향으로 연속되는 톱니가 형성될 수 있다.In addition, the rotor blade may be a hollow pipe shape surrounding the frame, and may be formed with serrations continuous in the circumferential direction on the outer circumferential surface.

다른 실시예에 따른 수력발전기는, 코일을 포함하는 다각 링 형태의 제 1 프레임; 코일을 포함하며, 상기 제 1 프레임으로부터 제 1 방향으로 이격되되 중공부가 상기 제 1 프레임의 중공부와 대향되도록 배치되는 다각 링 형태의 제 2 프레임; 상기 제 1 프레임 및 상기 제 2 프레임을 연결하는 샤프트; 및 상기 제 1 프레임의 각 변 및 상기 제 2 프레임의 각 변에 제공되고, 자성체를 포함하며, 유체의 흐름에 따라 회전하는 복수의 제 1 회전익을 포함하고, 상기 제 1 프레임 및 상기 제 1 회전익의 상대적 회전과, 상기 제 2 프레임 및 상기 제 1 회전익의 상대적 회전에 의해 전자기유도 방식으로 전류가 발생될 수 있다.A hydrostatic generator according to another embodiment comprises: a first frame in the form of a multi-ring comprising a coil; A second frame including a coil and spaced apart from the first frame in a first direction and having a hollow portion facing the hollow portion of the first frame; A shaft connecting the first frame and the second frame; And a plurality of first rotor blades provided on each side of the first frame and on each side of the second frame and including a magnetic body and rotating in accordance with a flow of the fluid, A current can be generated in an electromagnetic induction manner by the relative rotation of the first frame and the relative rotation of the second frame and the first flywheel.

또한, 상기 제 1 프레임은, 일단이 상기 제 1 프레임의 일지점에 연결되고 타단이 상기 일지점과 대향하는 타지점에 연결되며 길이방향으로의 중앙지점에 통공이 형성되는 제 1 보강대를 포함하고, 상기 제 2 프레임은, 일단이 상기 제 2 프레임의 일지점에 연결되고 타단이 상기 일지점과 대향하는 타지점에 연결되며 길이방향으로의 중앙지점에 통공이 형성되는 제 2 보강대를 포함하고, 상기 샤프트는 상기 제 1 보강대의 통공 및 상기 제 2 보강대의 통공을 관통하면서 상기 제 1 프레임 및 상기 제 2 프레임의 중앙에 배치될 수 있다.The first frame may include a first reinforcing bar having one end connected to one point of the first frame and the other end connected to another point opposing the one point and a through hole formed at a central point in the longitudinal direction And the second frame includes a second reinforcing bar having one end connected to one point of the second frame and the other end connected to another point opposite to the one point and a through hole formed at a central point in the longitudinal direction, The shaft may be disposed at the center of the first frame and the second frame while passing through the through holes of the first reinforcing bars and the through holes of the second reinforcing bars.

또한, 상기 샤프트의 일단부에 제공되어 상기 제 1 프레임으로부터 상기 제 1 방향과 반대인 제 2 방향으로 이격되고, 유체를 상기 제 1 프레임 내부로 유도하는 제 2 회전익을 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a second rotor blade that is provided at one end of the shaft and is spaced apart from the first frame in a second direction opposite to the first direction and guides the fluid into the first frame.

또한, 상기 제 2 회전익은 상기 제 2 방향으로 갈수록 뾰족해지는 원뿔 형태로서, 서로 원주방향으로 이격되는 복수의 슬릿이 형성되고, 상기 슬릿은 방사방향을 따라 원주방향으로 만곡지며, 상기 제 2 회전익은 유체가 상기 슬릿을 통과함에 따라 상기 샤프트 상에서 회전할 수 있다.The second rotor blade has a conical shape that is sharpened toward the second direction. The second rotor blade has a plurality of slits spaced apart from each other in the circumferential direction. The slits are curved in the circumferential direction along the radial direction, The fluid can rotate on the shaft as it passes through the slit.

또한, 상기 샤프트 상에 코일이 제공되고, 상기 제 2 회전익에 자성체가 제공되어, 상기 샤프트와 상기 제 2 회전익의 상대적 회전에 의해 전자기유도 방식으로 전류가 발생될 수 있다.Further, a coil is provided on the shaft, a magnetic body is provided to the second rotor blade, and a current can be generated in an electromagnetic induction manner by the relative rotation of the shaft and the second rotor blade.

또한, 상기 샤프트 상에서 상기 제 1 프레임으로부터 상기 제 1 방향으로 이격된 지점에 제공되고, 상기 제 1 프레임 내부로 유입된 유체의 흐름에 따라 상기 샤프트 상에서 회전하는 적어도 하나의 제 3 회전익을 더 포함할 수 있다.The apparatus further includes at least one third rotor blade provided on the shaft at a position spaced apart from the first frame in the first direction and rotating on the shaft in accordance with the flow of fluid introduced into the first frame .

또한, 상기 샤프트 상에 코일이 제공되고, 상기 제 3 회전익에 자성체가 제공되어, 상기 샤프트와 상기 제 3 회전익의 상대적 회전에 의해 전자기유도 방식으로 전류가 발생될 수 있다.Further, a coil is provided on the shaft, a magnetic body is provided to the third rotor blade, and a current can be generated in an electromagnetic induction manner by the relative rotation of the shaft and the third rotor blade.

또한, 상기 제 3 회전익은 복수의 날개를 포함하고, 상기 복수의 날개 중 적어도 하나에 내장되고, 유체의 흐름에 따라 전류를 발생시키는 적어도 하나의 보조발전모듈을 더 포함할 수 있다.The third rotor blade may further include a plurality of blades, at least one auxiliary power generation module embedded in at least one of the plurality of blades, and generating current according to the flow of the fluid.

또한, 상기 날개에는 설치홈이 형성되고, 상기 보조발전모듈은, 상기 설치홈 내에 설치되고, 코일을 포함하는 지지대; 및 상기 지지대 상에 제공되고, 자성체를 포함하며, 유체의 흐름에 따라 회전하는 제 4 회전익을 포함하고, 상기 지지대와 상기 제 4 회전익의 상대적 회전에 의해 전자기유도 방식으로 전류가 발생될 수 있다.Further, an installation groove is formed in the vane, and the auxiliary power generation module is provided in the installation groove and includes a coil; And a fourth rotor blade provided on the support and including a magnetic body and rotating in accordance with the flow of the fluid, wherein current can be generated in an electromagnetic induction manner by the relative rotation of the support blade and the fourth rotor blade.

또한, 상기 지지대는 봉 부재이고, 상기 제 4 회전익은 상기 지지대를 감싸는 중공 파이프 형태로서, 외주면에 원주방향으로 연속되는 톱니가 형성되되 상기 톱니는 회전축에 대하여 소정의 경사를 가지도록 연장될 수 있다.In addition, the support member is a rod member, and the fourth rotor blade is in the form of a hollow pipe that surrounds the support member. The rotor blade is provided with teeth that are continuous in the circumferential direction on the outer circumferential surface, and the teeth are extended to have a predetermined inclination with respect to the rotation axis .

또한, 각각 상기 샤프트의 길이방향으로 연장되면서 상기 제 1 프레임 및 상기 제 2 프레임에 연결되고, 전체적으로 상기 수력발전기의 측부를 부분적으로 덮는 복수의 커버를 더 포함할 수 있다.The cover may further include a plurality of covers connected to the first frame and the second frame, respectively, extending in the longitudinal direction of the shaft, and partially covering the sides of the hydrostatic generator as a whole.

또한, 상기 커버의 일측부가 상기 제 1 프레임 및 상기 제 2 프레임의 외주면에 연결되고, 상기 커버의 타측부는 상기 제 1 프레임 및 상기 제 2 프레임으로부터 외측으로 이격되며, 상기 커버는 상기 제 1 프레임 및 상기 제 2 프레임의 내부 방향으로 볼록하게 만곡진 판상 부재일 수 있다.One side of the cover is connected to the outer peripheral surfaces of the first frame and the second frame, and the other side of the cover is spaced outward from the first frame and the second frame, And a convexly curved plate-like member inward of the second frame.

또한, 상기 커버는, 상기 샤프트의 길이방향으로 상기 제 1 프레임으로부터 상기 제 2 프레임까지에 해당하는 제 1 부분; 및 상기 제 2 프레임으로부터 상기 제 1 방향으로 연장되는 제 2 부분을 포함하고, 상기 제 2 부분은 상기 제 1 방향으로 갈수록 면적이 작아지고 상기 샤프트에 근접하게 될 수 있다.The cover may include a first portion corresponding to the first frame to the second frame in the longitudinal direction of the shaft; And a second portion extending from the second frame in the first direction, the second portion being smaller in area in the first direction and closer to the shaft.

여기에서 설명되는 실시예들에 따르면, 낙차가 없는 장소에서도 발전이 가능한 수력발전기를 제공할 수 있다.According to the embodiments described herein, it is possible to provide a hydroelectric generator capable of generating electricity even in a place where there is no drop.

도 1은 일실시예에 따른 수력발전기의 사시도이다.
도 2는 다른 실시예에 따른 수력발전기의 사시도이다.
도 3은 도 2의 수력발전기의 측면도이다.
도 4는 도 2의 수력발전기의 프레임의 사시도이다.
도 5는 도 2의 수력발전기의 중앙 부분에 제공되는 구성들을 나타낸 사시도이다.
도 6은 도 2의 수력발전기의 보조발전모듈을 설명하기 위한 사시도이다.
도 7은 도 2의 수력발전기의 보조발전모듈의 사시도이다.
도 8은 도 2의 수력발전기의 보조발전모듈에서 제 4 회전익을 제거한 모습을 나타낸 사시도이다.
도 9 및 도 10은 도 2의 수력발전기에서의 유체의 흐름을 나타낸 도면이다.
1 is a perspective view of a hydroelectric generator according to an embodiment.
2 is a perspective view of a hydroelectric generator according to another embodiment.
3 is a side view of the hydrostatic generator of FIG. 2;
4 is a perspective view of the frame of the hydraulic power generator of FIG. 2;
Fig. 5 is a perspective view showing the structures provided in the central portion of the hydro-electric generator of Fig. 2;
6 is a perspective view for explaining an auxiliary power generation module of the hydrostatic generator of FIG. 2;
7 is a perspective view of the auxiliary power generation module of the hydro-electric generator of FIG.
FIG. 8 is a perspective view illustrating a state where the fourth rotor blade is removed from the auxiliary power generation module of the hydrostatic generator of FIG. 2. FIG.
9 and 10 are views showing the flow of fluid in the hydrostatic generator of FIG.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 구체적인 실시예들을 상세히 설명하도록 한다. 아울러, 관련된 공지 구성 또는 공지 기능에 대한 구체적인 설명이 상기 실시예들의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 구체적인 설명을 생략한다.Hereinafter, specific embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or a known function can obscure the gist of the embodiments, a detailed description thereof will be omitted.

한편, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 단수만을 가리키는 것이 아닌 한 복수의 표현을 포함한다. 그리고 특정 부분이 특정 구성을 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 상기 특정 부분은 상기 특정 구성 외의 다른 구성을 제외하는 것이 아니라 상기 다른 구성을 더 포함할 수 있음을 의미한다.On the other hand, the singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates singular value. And, when a particular section is referred to as "comprising ", it means that the particular section may include other configurations other than the specific configuration, as long as there is no specially contradictory description.

도 1은 일실시예에 따른 수력발전기(100)의 사시도이다. 본 실시예에 따른 수력발전기(100)는 프레임(110) 및 회전익(120)을 포함할 수 있다.1 is a perspective view of a hydroelectric power generator 100 according to an embodiment. The hydraulic power generator 100 according to the present embodiment may include a frame 110 and a rotor blade 120.

프레임(110)은 내부에 중공부가 형성되는 다각 링 형태일 수 있다. 본 실시예에서는 프레임(110)이 팔각 링 형태인 것으로 예시하였으나, 경우에 따라서는 십각, 십이각 등 변이 더 많도록 하거나, 오각, 육각 등 변이 더 적도록 할 수도 있다.The frame 110 may be in the form of a multi-ring having a hollow portion formed therein. In the present embodiment, the frame 110 is an octagonal ring shape. However, in some cases, the number of sides such as a twelfth angle and a twelve angle may be larger, or a side angle, a hexagon angle, or the like may be smaller.

다각 링 형태의 프레임(110)의 각 변에는 회전익(120)이 제공될 수 있다. 각각의 회전익(120)은 유체의 흐름에 따라 개별적으로 회전할 수 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 회전익(120)은 중공 파이프 형태를 가져 프레임(110)을 감쌀 수 있다. 그리고, 회전익(120)의 외주면에는 회전익(120)의 원주방향으로 연속되는 톱니(121)가 형성될 수 있다. 따라서, 유체가 상기 톱니(121)에 충돌함에 따라 회전익(120)은 프레임(110) 상에서 회전할 수 있다.The rotor blades 120 may be provided on each side of the frame 110 in the form of a multi-ring. Each of the rotor blades 120 can rotate individually according to the flow of the fluid. For example, as shown, the rotor blades 120 may have a hollow pipe shape and may wrap around the frame 110. The teeth 121 continuous in the circumferential direction of the rotor blade 120 may be formed on the outer circumferential surface of the rotor blade 120. Accordingly, as the fluid impinges on the teeth 121, the rotor blades 120 can rotate on the frame 110.

위와 같이 프레임(110)과 회전익(120)이 상대적으로 회전하는 것에 의하여 전자기유도 방식으로 전류가 발생될 수 있다. 예를 들어, 프레임(110)에는 코일이 제공될 수 있고, 회전익(120)에는 자성체가 제공될 수 있다. 프레임(110)과 회전익(120)의 상대적 회전에 의해 자기장 변화가 발생하고, 상기 자기장 변화에 의해 프레임(110)의 코일 측에 전류가 발생될 수 있다. 프레임(110)이 고정자의 역할을 하고, 회전익(120)이 회전자의 역할을 할 수 있는 것이다.As the frame 110 and the rotor blade 120 relatively rotate as described above, a current can be generated by an electromagnetic induction method. For example, the frame 110 may be provided with a coil, and the rotor blade 120 may be provided with a magnetic body. A magnetic field change occurs due to the relative rotation of the frame 110 and the rotor blade 120 and a current can be generated on the coil side of the frame 110 due to the change in the magnetic field. The frame 110 serves as a stator, and the rotor blade 120 can serve as a rotor.

한편, 전자기유도와 관련된 각종 설비, 예를 들어 전선, 제어장치, 집전장치 등의 일반적인 구성은 이미 널리 알려져 있으므로, 여기에서는 이들에 대한 설명은 생략하기로 한다.On the other hand, since general configurations of various facilities related to electromagnetic induction, such as electric wires, control devices, current collectors, and the like are already well known, a description thereof will be omitted here.

앞서 설명한 본 실시예에 따른 수력발전기(100)에 의하면, 낙차 없이도 약간의 유체의 흐름만 있다면 원활하게 발전을 할 수 있다. 또한, 각각의 회전익(120)이 여러 각도로 배치되기 때문에 유체와의 접촉면적을 극대화하여 수력발전기(100)의 전체적인 크기, 면적에 대비해서 최대한 많은 전류를 발생시킬 수 있다. 그리고 회전익(120)의 다각도 배치에 의하여 유체의 난사적 흐름, 즉 유체의 프레임(110) 바깥쪽으로의 흐름, 프레임(110) 안쪽(중공부)으로의 흐름, 프레임(110)의 측방으로부터의 흐름, 부분적인 흐름 등에 모두 대응하여 전류를 생산해낼 수 있다. 뿐만 아니라, 각 회전익(120)이 개별적으로 동작하는바 각각의 회전익(120)의 회전방향이나 회전속도는 다를 수 있고, 적은 유량만으로도 각 회전익(120)이 회전될 수 있다.According to the hydropower generator 100 according to the present embodiment described above, it is possible to smoothly generate power if there is only a slight flow of fluid without dropping. In addition, since each of the rotor blades 120 is disposed at various angles, the contact area with the fluid can be maximized and the maximum amount of current can be generated in comparison with the overall size and area of the hydrostatic generator 100. The flow of the fluid from the side of the frame 110 to the inside of the frame 110 (the hollow portion), the flow of the fluid from the side of the frame 110 , Partial flow, and the like. In addition, the rotational direction and the rotational speed of each of the rotor blades 120 may be different from each other when the rotor blades 120 operate individually, and each of the rotor blades 120 may be rotated with a small flow rate.

도 2 및 도 3은 다른 실시예에 따른 수력발전기(200)의 사시도 및 측면도이다. 본 실시예에 따른 수력발전기(200)는, 제 1 프레임(210), 제 2 프레임(215), 제 1 회전익(220), 샤프트(230), 제 2 회전익(240), 제 3 회전익(250), 보조발전모듈(260) 및 커버(270)를 포함할 수 있다.2 and 3 are a perspective view and a side view of the hydroelectric power generator 200 according to another embodiment. The hydrostatic power generator 200 according to the present embodiment includes a first frame 210, a second frame 215, a first rotor blade 220, a shaft 230, a second rotor blade 240, a third rotor blade 250 A secondary power generation module 260, and a cover 270.

본 실시예에 따른 수력발전기(200)는, 앞서 도 1에서 설명한 수력발전기(100)와는 달리, 전체적으로 통발 형태를 가질 수 있다. 따라서, 후술하겠지만, 유체는 전반적으로 수력발전기(200)의 내부를 통과하도록 유도될 수 있다. 그러나, 본 실시예에 있어서 수력발전기(200)의 측방으로부터의 유체의 흐름에 의한 발전, 수력발전기(200)의 바깥쪽으로의 유체의 흐름에 의한 발전, 유체의 부분적인 흐름에 의한 발전 등이 배제되는 것은 아니다.The hydraulic power generator 200 according to the present embodiment may have a generally cylindrical shape, unlike the hydraulic power generator 100 described above with reference to FIG. Therefore, as will be described later, the fluid can be guided to pass through the inside of the hydrostatic generator 200 as a whole. However, in the present embodiment, the generation by the flow of the fluid from the side of the hydro-power generator 200, the generation by the flow of the fluid to the outside of the hydro-power generator 200, It is not.

도 4는 도 2의 수력발전기(200)의 프레임(210, 215)의 사시도이다. 도 4를 도 2 및 도 3과 병행 참조하여 프레임(210, 215)을 설명하기로 한다.4 is a perspective view of the frames 210 and 215 of the hydro-power generator 200 of FIG. The frames 210 and 215 will be described with reference to FIG. 4 in conjunction with FIG. 2 and FIG.

제 1 프레임(210)과 제 2 프레임(215)은 내부에 중공부가 형성되는 다각 링 형태일 수 있다. 본 실시예에서는 제 1 프레임(210)과 제 2 프레임(215)이 팔각 링 형태인 것으로 예시하였으나, 경우에 따라서는 십각, 십이각 등 변이 더 많도록 하거나, 오각, 육각 등 변이 더 적도록 할 수도 있다.The first frame 210 and the second frame 215 may have a multi-ring shape in which a hollow portion is formed. In the present embodiment, the first frame 210 and the second frame 215 are illustrated as octagonal ring shapes. However, in some cases, the first frame 210 and the second frame 215 may have a larger number of sides such as a twelfth angle and a twelve angle, It is possible.

제 1 프레임(210)은 제 1 보강대(211)를 포함할 수 있는데, 상기 제 1 보강대(211)는 그 일단이 제 1 프레임(210)의 일지점에 연결되고 타단이 상기 일지점과 대향하는 타지점에 연결될 수 있다. 그리고 길이방향으로의 중앙지점에는 통공(212)이 형성될 수 있다.The first frame 210 may include a first reinforcing frame 211 having one end connected to one point of the first frame 210 and the other end opposing the one point It can be connected to another point. And a through hole 212 may be formed at a central point in the longitudinal direction.

제 2 프레임(215)도 제 1 프레임(210)과 마찬가지로 제 2 보강대(216)를 포함할 수 있고, 상기 제 2 보강대(216)의 길이방향으로의 중앙지점에는 통공(217)이 형성될 수 있다.Like the first frame 210, the second frame 215 may include a second reinforcing band 216, and a through hole 217 may be formed at a central point in the longitudinal direction of the second reinforcing band 216 have.

한편, 제 2 프레임(215)은 제 1 프레임(210)으로부터 제 1 방향(도 3 기준, x 방향)으로 이격될 수 있다. 그리고 제 1 프레임(210)의 중공부와 제 2 프레임(215)의 중공부는 서로 대향될 수 있다. 이 상태에서, 샤프트(230)는 제 1 보강대(211)의 통공(212)과 제 2 보강대(216)의 통공(217)을 일거에 관통하며 제 1 프레임(210)과 제 2 프레임(215)을 연결할 수 있다. 결과적으로, 샤프트(230)는 제 1 프레임(210)과 제 2 프레임(215)의 중앙, 다시 말해 수력발전기(200)의 중앙에 배치될 수 있다.Meanwhile, the second frame 215 may be spaced apart from the first frame 210 in the first direction (reference to FIG. 3, x direction). The hollow portion of the first frame 210 and the hollow portion of the second frame 215 may be opposed to each other. In this state, the shaft 230 is uniformly passed through the through hole 212 of the first reinforcing base 211 and the through hole 217 of the second reinforcing base 216, and the first frame 210 and the second frame 215, Can be connected. As a result, the shaft 230 may be disposed at the center of the first frame 210 and the second frame 215, that is, at the center of the hydrostatic generator 200.

다각 링 형태의 제 1 프레임(210) 및 제 2 프레임(215)의 각 변에는 제 1 회전익(220)이 제공될 수 있다. 각각의 제 1 회전익(220)은 유체의 흐름에 따라 개별적으로 회전할 수 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 제 1 회전익(220)은 중공 파이프 형태를 가져 프레임(210, 215)을 감쌀 수 있다. 그리고, 제 1 회전익(220)의 외주면에는 제 1 회전익(220)의 원주방향으로 연속되는 톱니(221)가 형성될 수 있다. 따라서, 유체가 상기 톱니(221)에 충돌함에 따라 제 1 회전익(220)은 프레임(210, 215) 상에서 회전할 수 있다.The first rotor blade 220 may be provided on each side of the first frame 210 and the second frame 215 in the form of a polygonal ring. Each of the first rotor blades 220 can rotate individually according to the flow of the fluid. For example, as shown, the first rotor blades 220 may have a hollow pipe shape and may wrap around the frames 210 and 215. The first rotor blades 220 may be formed on the outer circumferential surface thereof with serrations 221 continuous in the circumferential direction of the first rotor blades 220. Accordingly, as the fluid impinges on the teeth 221, the first rotor blades 220 can rotate on the frames 210 and 215.

위와 같이 프레임(210, 215)과 제 1 회전익(220)이 상대적으로 회전하는 것에 의하여 전자기유도 방식으로 전류가 발생될 수 있다. 예를 들어, 프레임(210, 215)에는 코일이 제공될 수 있고, 제 1 회전익(220)에는 자성체가 제공될 수 있다. 프레임(210, 215)과 제 1 회전익(220)의 상대적 회전에 의해 자기장 변화가 발생하고, 상기 자기장 변화에 의해 프레임(210, 215)의 코일 측에 전류가 발생될 수 있다. 프레임(210, 215)이 고정자의 역할을 하고, 제 1 회전익(220)이 회전자의 역할을 할 수 있는 것이다.As the frames 210 and 215 and the first rotor blades 220 are relatively rotated as described above, a current can be generated by an electromagnetic induction method. For example, the frames 210 and 215 may be provided with coils, and the first rotor blades 220 may be provided with a magnetic body. A magnetic field change occurs due to the relative rotation of the frames 210 and 215 and the first rotor blade 220 and a current may be generated on the coil side of the frames 210 and 215 due to the change of the magnetic field. The frames 210 and 215 serve as stator, and the first rotor blade 220 can serve as a rotor.

앞서 설명한 본 실시예에 따른 수력발전기(200)에 의하면, 낙차 없이도 약간의 유체의 흐름만 있다면 원활하게 발전을 할 수 있다. 또한, 각각의 제 1 회전익(220)이 여러 각도로 배치되기 때문에 유체와의 접촉면적을 극대화하여 수력발전기(200)의 전체적인 크기, 면적에 대비해서 최대한 많은 전류를 발생시킬 수 있다. 그리고 제 1 회전익(220)의 다각도 배치에 의하여 유체의 난사적 흐름, 즉 유체의 프레임(210, 215) 바깥쪽으로의 흐름, 프레임(210, 215) 안쪽(중공부)으로의 흐름, 프레임(210, 215)의 측방으로부터의 흐름, 부분적인 흐름 등에 모두 대응하여 전류를 생산해낼 수 있다. 뿐만 아니라, 각 제 1 회전익(220)이 개별적으로 동작하는바 각각의 제 1 회전익(220)의 회전방향이나 회전속도는 다를 수 있고, 적은 유량만으로도 각 제 1 회전익(220)이 회전될 수 있다.According to the hydropower generator 200 according to the present embodiment described above, it is possible to smoothly generate electricity when there is only a slight flow of fluid without dropping. In addition, since each first rotor blade 220 is disposed at various angles, the contact area with the fluid can be maximized to generate as much current as possible in comparison with the overall size and area of the hydrostatic generator 200. Flow of the fluid out of the frames 210 and 215 and flow to the inside of the frames 210 and 215 due to the polygonal arrangement of the first rotor blades 220, , 215, and a partial flow can be produced. In addition, the rotation direction and rotation speed of each first rotor blade 220 may be different from each other when each of the first rotor blades 220 is operated, and each of the first rotor blades 220 may be rotated with a small flow rate .

한편, 뒤에서 다시 설명하겠지만, 유체는 전체적으로 제 1 프레임(210) 측으로부터 수력발전기(200)의 내부로 유입되어 제 2 프레임(215)을 통과하면서 수력발전기(200)의 외부로 배출될 수 있다. 이 과정에서 제 1 회전익(220)은 주로 수력발전기(200)의 내부 측을 향해 회전할 수 있다. 그리고 도 3에 도시된 바와 같이 제 1 프레임(210)의 직경이 제 2 프레임(215)의 직경보다 크다면 수력발전기(200) 내부에서의 유속이 증가되어 제 1 회전익(220)이 더욱 원활하게 회전할 수 있다.As will be described later, the fluid may be entirely introduced into the hydraulic power generator 200 from the first frame 210 side and may be discharged to the outside of the hydraulic power generator 200 while passing through the second frame 215. In this process, the first rotor blades 220 can rotate mainly toward the inside of the hydro-power generator 200. 3, if the diameter of the first frame 210 is larger than the diameter of the second frame 215, the flow velocity in the hydrostatic power generator 200 is increased to smooth the first rotor blade 220 more smoothly It can rotate.

도 5는 도 2의 수력발전기(200)의 중앙 부분에 제공되는 구성들을 나타낸 사시도이다. 역시 도 2와 도 3을 병행 참조하여 관련 구성들을 설명하기로 한다.5 is a perspective view showing the configurations provided in the central portion of the hydro-power generator 200 of FIG. 2 and 3 will be described with reference to the accompanying drawings.

전술한 바와 같이, 샤프트(230)는 제 1 보강대(211)의 통공(212)과 제 2 보강대(216)의 통공(217)을 일거에 관통하면서 제 1 프레임(210)과 제 2 프레임(215)을 연결할 수 있다. 그리고, 후술하는 바와 같이, 샤프트(230)의 외주면에는 전체적으로 또는 부분적으로 코일이 제공될 수 있다.The shaft 230 is integrally formed with the first frame 210 and the second frame 215 by passing through the through hole 212 of the first supporting frame 211 and the through hole 217 of the second supporting frame 216, ) Can be connected. And, as will be described later, the outer circumferential surface of the shaft 230 may be provided with a coil in whole or in part.

제 2 회전익(240)은 샤프트(230)의 일단부(도 3 기준, 좌측단부)에 제공될 수 있다. 따라서 제 2 회전익(240)은 수력발전기(200)의 외부로 돌출될 수 있으며, 제 1 프레임(210)으로부터 제 2 방향(도 3 기준, -x 방향)으로 이격될 수 있다.The second rotor blade 240 may be provided at one end (reference to FIG. 3, left end) of the shaft 230. Accordingly, the second rotor blade 240 can protrude outside the hydrostatic generator 200 and can be spaced apart from the first frame 210 in a second direction (-x direction in FIG. 3).

제 2 회전익(240)은 유체가 수력발전기(200)의 내부, 즉 제 1 프레임(210)의 내부로 흐르도록 유도할 수 있다. 이를 위해, 제 2 회전익(240)은 제 2 방향으로 갈수록 뾰족해지는 원뿔 형태를 가질 수 있다. 유체는 제 2 회전익(240)의 외주면을 타고 흘러 제 1 프레임(210)의 내부를 통과할 수 있다.The second rotor blades 240 may induce fluid to flow into the interior of the hydraulic power generator 200, i.e., the first frame 210. For this purpose, the second rotor blade 240 may have a conical shape that becomes sharp toward the second direction. The fluid flows on the outer circumferential surface of the second rotor blade 240 and can pass through the interior of the first frame 210.

아울러, 제 2 회전익(240)에는 복수의 슬릿(245)이 형성될 수 있다. 각각의 슬릿(245)은 제 2 회전익(240)의 원주방향을 따라 서로 이격될 수 있다. 그리고 슬릿(245)은 제 2 회전익(240)의 방사방향을 따라 원주방향으로 만곡지게 형성될 수 있다. 다시 말해, 슬릿(245)은 제 2 회전익(240)의 방사방향으로 일자로 뻗도록 형성되는 것이 아니라, 바깥쪽으로 갈수록 일측으로 커브지게 형성될 수 있는 것이다. 유체의 일부는 슬릿(245)을 통과할 수 있고, 상기 슬릿(245)이 만곡지게 형성되어 있는바 제 2 회전익(240)은 유체의 흐름에 따라 샤프트(230) 상에서 회전할 수 있다.In addition, a plurality of slits 245 may be formed in the second rotor blade 240. Each of the slits 245 may be spaced from each other along the circumferential direction of the second rotor blade 240. The slits 245 may be curved in the circumferential direction along the radial direction of the second rotor blade 240. In other words, the slit 245 is not formed to extend in the radial direction of the second rotor blade 240, but may be curved toward the outer side. A part of the fluid can pass through the slit 245 and the slit 245 is curved so that the second rotor blade 240 can rotate on the shaft 230 according to the flow of the fluid.

한편, 샤프트(230) 상에는 코일이 제공될 수 있고, 제 2 회전익(240)에는 자성체가 제공될 수 있다. 위와 같이 제 2 회전익(240)이 샤프트(230) 상에서 회전할 때, 제 2 회전익(240)과 샤프트(230)의 상대적 회전에 의해 전자기유도 방식으로 전류가 발생될 수 있다.On the other hand, a coil may be provided on the shaft 230, and a magnetic body may be provided on the second rotor blade 240. When the second rotor blade 240 rotates on the shaft 230 as described above, a current can be generated in an electromagnetic induction manner by the relative rotation of the second rotor blade 240 and the shaft 230.

제 3 회전익(250)은 샤프트(230) 상에 적어도 하나 배치될 수 있다. 본 실시예에서는 제 3 회전익(250)이 3개인 것으로 예시한다. 제 3 회전익(250)은 복수의 날개(251)를 포함하여 전체적으로 팬(fan)의 형태를 가질 수 있고, 제 1 프레임(210)으로부터 제 1 방향(도 3 기준, x 방향)으로 이격된 지점에 제공될 수 있다. 유체가 수력발전기(200) 내부로 유입되면 제 3 회전익(250)은 샤프트(230) 상에서 회전할 수 있고, 제 3 회전익(250)의 회전에 의해 유체는 수력발전기(200) 내부를 원활하게 통과할 수 있다. 또한, 제 3 회전익(250)의 회전에 의해 수력발전기(200) 내부에서 일부 유속 증가 및 흐름 변화가 생겨 제 1 회전익(220)의 회전에도 도움이 될 수 있다.The third rotor blade 250 may be disposed on the shaft 230 at least one. In the present embodiment, the number of the third rotor blades 250 is three. The third rotor blade 250 may include a plurality of blades 251 and may have the form of a fan as a whole. The third rotor blade 250 may include a plurality of blades 251, As shown in FIG. When the fluid flows into the hydraulic power generator 200, the third rotor blade 250 can rotate on the shaft 230. By the rotation of the third rotor blade 250, the fluid smoothly passes through the hydraulic generator 200 can do. In addition, due to the rotation of the third rotor blade 250, a part of the flow rate increase and flow change may occur in the hydrostatic power generator 200, which may also help rotation of the first rotor blade 220.

한편, 샤프트(230) 상에는 코일이 제공될 수 있고, 제 3 회전익(250)에는 자성체가 제공될 수 있다. 위와 같이 제 3 회전익(250)이 샤프트(230) 상에서 회전할 때, 제 3 회전익(250)과 샤프트(230)의 상대적 회전에 의해 전자기유도 방식으로 전류가 발생될 수 있다.On the other hand, a coil may be provided on the shaft 230, and a magnetic body may be provided on the third rotor blade 250. When the third rotor blade 250 rotates on the shaft 230 as described above, a current can be generated in an electromagnetic induction manner by the relative rotation of the third rotor blade 250 and the shaft 230.

도 6은 도 2의 수력발전기(200)의 보조발전모듈(260)을 설명하기 위한 사시도이고, 도 7은 보조발전모듈(260)의 사시도이며, 도 8은 보조발전모듈(260)에서 제 4 회전익(262)을 제거한 모습을 도시한 사시도이다. 참고로, 도 6은 도 2와 반대의 방향에서 샤프트(230) 및 제 3 회전익(250)을 바라본 모습을 도시한 것이다. 이하, 도 6 내지 도 8을 도 2 및 도 3과 병행 참조하여 보조발전모듈(260)을 설명하기로 한다.7 is a perspective view of the auxiliary power generation module 260. FIG. 8 is a perspective view of the auxiliary power generation module 260 of the hydraulic power generator 200 of FIG. And is a perspective view showing a state where the rotor blades 262 are removed. 6 shows a view of the shaft 230 and the third rotor 250 in a direction opposite to that of FIG. 2. As shown in FIG. Hereinafter, the auxiliary power generation module 260 will be described with reference to FIGS. 6 to 8 in conjunction with FIG. 2 and FIG.

보조발전모듈(260)은 제 3 회전익(250)에 내장될 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 제 3 회전익(250)의 날개(251)의 일측에는 설치홈(252)이 형성될 수 있고, 보조발전모듈(260)은 상기 설치홈(252)에 제공될 수 있다. 설치홈(252)이 날개(251)의 측방에 함몰 형성되는 것으로 예시하였으며, 날개(251)의 제 1 프레임(210) 측 일면은 부분적으로 개구되어 설치홈(252)과 연통됨으로써 보조발전모듈(260)이 수력발전기(200) 내부를 통과하는 유체에 노출되도록 하였다(도 2 참조).The auxiliary power generation module 260 may be embedded in the third rotor blade 250. 6, an installation groove 252 may be formed on one side of the blade 251 of the third rotor blade 250, and the auxiliary power generation module 260 may be formed on the installation groove 252, As shown in FIG. The mounting groove 252 is formed on the side of the wing 251 and the one side of the wing 251 on the side of the first frame 210 is partly opened and communicates with the mounting groove 252, 260 are exposed to the fluid passing through the inside of the hydraulic power generator 200 (see FIG. 2).

보조발전모듈(260)은 지지대(261), 제 4 회전익(262) 및 고정대(263)를 포함할 수 있다. 지지대(261)는 봉 부재로서, 설치홈(252) 내에서 고정대(263)를 매개로 제 3 회전익(250)의 날개(251) 내부에 고정될 수 있다. 이러한 지지대(261)에는 코일이 제공될 수 있다. 제 4 회전익(262)은 지지대(261)를 감싸는 중공 파이프 형태일 수 있고, 외주면에는 원주방향으로 연속되는 톱니가 형성될 수 있다. 상기 톱니는 회전축(지지대(261)의 길이방향)에 대하여 소정의 경사를 가져, 제 4 회전익(262)은 전체적으로 헬리컬 기어와 같은 형태일 수 있다. 그리고 제 4 회전익(262)에는 자성체가 제공될 수 있다.The auxiliary power generation module 260 may include a support table 261, a fourth rotor blade 262, and a fixing table 263. [ The support member 261 may be a rod member and may be fixed within the blade 251 of the third rotor blade 250 through a fixing table 263 in the installation groove 252. The support 261 may be provided with a coil. The fourth rotor blade 262 may be in the form of a hollow pipe surrounding the supporter 261, and teeth may be formed on the outer peripheral surface in the circumferential direction. The teeth may have a predetermined inclination with respect to the rotation axis (the longitudinal direction of the support table 261), and the fourth rotor blade 262 may be shaped like a helical gear as a whole. The fourth rotor blade 262 may be provided with a magnetic body.

수력발전기(200) 내부로 유입된 유체가 샤프트(230)의 길이방향으로 흐르면, 그 중 일부는 제 4 회전익(262)의 톱니에 충돌하여 제 4 회전익(262)은 지지대(261) 상에서 회전할 수 있다. 그리고 지지대(261)와 제 4 회전익(262)의 상대적 회전에 의해 자기장 변화가 발생하여 지지대(261) 측에 전류가 발생될 수 있다. 이러한 보조발전모듈(260)에 의해, 유체의 흐름이 가지는 에너지가 최대한으로 전기적 에너지로 변환될 수 있다.When the fluid flowing into the hydrostatic generator 200 flows in the longitudinal direction of the shaft 230, a part of the fluid impinges on the teeth of the fourth rotor blade 262 and the fourth rotor blade 262 rotates on the support pole 261 . The relative rotation of the support rods 261 and the fourth rotor blades 262 causes a change in the magnetic field so that a current may be generated on the support table 261 side. With this auxiliary power generation module 260, the energy of the fluid flow can be converted into electrical energy to the maximum extent.

이하에서는 도 2 및 도 3을 참조하여 커버(270)를 설명하기로 한다. 커버(270)는 프레임(210, 215)의 각 변마다 제공될 수 있고, 샤프트(230)의 길이방향으로 연장되면서 제 1 프레임(210)과 제 2 프레임(215)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 커버(270)는 판상 부재로서, 그 일측부가 프레임(210, 215)의 외주면에 연결될 수 있고, 그 타측부는 프레임(210, 215)으로부터 외측으로 이격될 수 있다. 즉, 상기 일측부는 고정단이고 상기 타측부는 자유단일 수 있다.Hereinafter, the cover 270 will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. The cover 270 may be provided at each side of the frames 210 and 215 and may be connected to the first frame 210 and the second frame 215 while extending in the longitudinal direction of the shaft 230. For example, the cover 270 may be a sheet-like member, one side of which may be connected to the outer circumferential surface of the frame 210, 215, and the other side thereof may be spaced outward from the frame 210, 215. That is, the one side may be fixed and the other side may be free.

또한, 복수의 커버(270)는 전체적으로 수력발전기(200)의 측부를 부분적으로 덮을 수 있다. 그리고 각 커버(270)는 상술한 바와 같이 판상 부재이되 프레임(210, 215)의 내부 방향으로 볼록하게 만곡질 수 있다.In addition, the plurality of covers 270 can partially cover the side portion of the hydroelectric power generator 200 as a whole. Each of the covers 270 may be curved convexly inward of the frames 210 and 215 as described above.

위와 같은 구조에 의하여, 수력발전기(200) 내부로 유입된 유체는 커버(270)를 가이드 삼아 원활하게 흐를 수 있다. 다만, 커버(270)가 수력발전기(200)의 측방을 완전하게 덮는다면 수력발전기(200) 내부 압력이 지나치게 높아지고 와류가 형성될 수 있는데, 본 실시예의 경우 상술한 바와 같이 커버(270)의 타측부는 프레임(210, 215)으로부터 외측으로 이격되어 수력발전기(200)의 측부를 부분적으로만 덮는바, 제 1 프레임(210)으로 유입된 유체의 일부는 수력발전기(200)의 측부, 즉 각 커버(270)의 사이로 배출됨으로써, 수력발전기(200) 내부의 압력이 적절하게 조절되고 와류의 형성이 방지될 수 있다.With the above structure, the fluid introduced into the hydro-electric generator 200 can smoothly flow through the cover 270 as a guide. However, if the cover 270 completely covers the side of the hydro-power generator 200, the internal pressure of the hydro-power generator 200 may become excessively high and a vortex may be formed. In this embodiment, The sides are spaced outwardly from the frames 210 and 215 so as to partially cover the sides of the hydrostatic generator 200 such that a portion of the fluid introduced into the first frame 210 is located on the side of the hydrostatic generator 200, By being discharged through the cover 270, the pressure inside the hydrostatic power generator 200 can be appropriately adjusted and the formation of eddy currents can be prevented.

한편, 커버(270)는 제 1 부분(271)과 제 2 부분(272)을 포함할 수 있다. 제 1 부분(271)은 제 1 프레임(210)으로부터 제 2 프레임(215)까지의 부분을 의미할 수 있고, 제 2 부분(272)은 제 2 프레임(215)으로부터 제 1 방향(도 3 기준, x 방향)으로 연장되는 부분을 의미할 수 있다. 이 때, 제 2 부분(272)은 제 1 방향으로 갈수록 그 면적이 좁아지며, 수력발전기(200)의 중앙에 배치된 샤프트(230)에 근접하게 될 수 있다. 이러한 구조에 의해 수력발전기(200) 내부로 유입된 유체는 제 1 방향으로 흐를수록 그 속도가 증가될 수 있으며, 이는 각 회전익(220, 250, 262)의 원활한 회전에 도움을 줄 수 있다.Meanwhile, the cover 270 may include a first portion 271 and a second portion 272. The first portion 271 may refer to a portion from the first frame 210 to the second frame 215 and the second portion 272 may extend from the second frame 215 in a first direction , x direction). At this time, the area of the second portion 272 becomes narrower toward the first direction, and can be made closer to the shaft 230 disposed at the center of the hydrostatic power generator 200. With this structure, the fluid flowing into the hydrostatic generator 200 can increase its velocity as it flows in the first direction, which can help smooth rotation of each of the rotor blades 220, 250, and 262.

도 9 및 도 10은 도 2의 수력발전기(200)에서의 유체의 흐름을 나타낸 도면이다. 명확한 이해를 위해, 도 10에서 커버(270)는 도시를 생략하였다.9 and 10 are views showing the flow of fluid in the hydro-power generator 200 of FIG. For clarity of understanding, the cover 270 in FIG. 10 has been omitted from the illustration.

먼저, 수력발전기(200)의 제 1 프레임(210) 측으로 접근한 유체는 제 2 회전익(240)에 의해 수력발전기(200) 내부로 유입될 수 있다. 유체의 일부는 제 2 회전익(240)의 외주면을 타고 제 1 프레임(210) 내부로 흘러 들어갈 수 있고, 나머지는 제 2 회전익(240)의 슬릿(245)을 통과할 수 있다. 이로써 제 2 회전익(240)은 샤프트(230) 상에서 회전할 수 있고, 제 2 회전익(240)과 샤프트(230)의 상대적 회전에 의해 전류가 발생될 수 있다.The fluid approaching the first frame 210 side of the hydrostatic generator 200 may be introduced into the hydrostatic power generator 200 by the second rotor blades 240. A part of the fluid can flow into the first frame 210 through the outer peripheral surface of the second rotor blade 240 and the rest can pass through the slit 245 of the second rotor blade 240. Thus, the second rotor blade 240 can rotate on the shaft 230, and the current can be generated by the relative rotation of the second rotor blade 240 and the shaft 230.

유체는 제 1 프레임(210)을 통과하면서 제 1 프레임(210)의 각 변에 배치된 제 1 회전익(220)을 회전시킬 수 있다. 제 1 회전익(220)과 제 1 프레임(210)의 상대적 회전에 의해 전류가 발생될 수 있다.The fluid may rotate the first rotor blades 220 disposed on the respective sides of the first frame 210 while passing through the first frame 210. A current can be generated by the relative rotation of the first rotor blade 220 and the first frame 210.

제 1 프레임(210)을 통과한 커버(270)에 의해 가이드되며 제 2 프레임(215) 측으로 흐를 수 있다. 이 과정에서 유체의 일부는 커버(270)의 제 1 부분(271) 사이를 통해 수력발전기(200) 외부로 배출될 수 있고, 이로써 수력발전기(200) 내부의 압력이 조절되며 와류의 형성이 방지될 수 있다. It may be guided by the cover 270 passing through the first frame 210 and flow toward the second frame 215 side. In this process, a part of the fluid can be discharged to the outside of the hydro-power generator 200 through the first portions 271 of the cover 270, thereby controlling the pressure inside the hydro-power generator 200, .

위와 같은 유체의 흐름에 의해 제 3 회전익(250)이 회전될 수 있고, 제 3 회전익(250)과 샤프트(230)의 상대적 회전에 의해 전류가 발생될 수 있다. 또한, 제 3 회전익(250)에 내장된 보조발전모듈(260)에 의해 추가적인 전류의 생산이 가능할 수 있다. The third rotor blade 250 can be rotated by the flow of the fluid and the current can be generated by the relative rotation of the third rotor blade 250 and the shaft 230. [ Further, it is possible to produce additional current by the auxiliary power generation module 260 built in the third rotor blade 250. [

유체는 제 2 프레임(215)을 통과하면서 제 2 프레임(215)의 각 변에 배치된 제 1 회전익(220)을 회전시킬 수 있다. 제 1 회전익(220)과 제 2 프레임(215) 간의 상대적 회전에 의해 전류가 발생될 수 있다. 이 때, 제 3 회전익(250)의 회전에 의해 유체가 원활하게 제 1 방향으로 흐를 수 있고, 제 2 프레임(215)의 제 1 회전익(220)도 보다 더 원활하게 회전할 수 있다. 도 10에서 제 3 회전익(250)의 회전으로 유체가 일부 상승 흐름을 가져 제 2 프레임(215)의 제 1 회전익(220) 측으로 접근하는 것을 확인할 수 있다.The fluid can rotate the first rotor blades 220 disposed on the respective sides of the second frame 215 while passing through the second frame 215. A current can be generated by the relative rotation between the first rotor blade 220 and the second frame 215. At this time, the fluid can smoothly flow in the first direction by the rotation of the third rotor blade 250, and the first rotor blade 220 of the second frame 215 can rotate more smoothly. In FIG. 10, it can be confirmed that the fluid moves partially toward the first rotor blade 220 side of the second frame 215 due to the rotation of the third rotor blade 250.

제 2 프레임(215)을 통과한 유체는 수력발전기(200) 외부로 배출될 수 있다. 이 중 일부는 커버(270)의 제 2 부분(272) 사이를 통해 수력발전기(200)의 측부로 배출될 수 있다. 그리고 본 실시예에서와 같이 샤프트(230) 상에서 제 2 프레임(215)으로부터 제 1 방향으로 이격된 지점에 제 3 회전익(250)이 존재하는 경우에는, 제 3 회전익(250)과 보조발전모듈(260)에 의한 추가적인 발전이 이루어질 수 있다.The fluid that has passed through the second frame 215 can be discharged to the outside of the hydroelectric power generator 200. Some of which may be discharged to the side of the hydrostatic generator 200 through the second portion 272 of the cover 270. When the third rotor blade 250 is located on the shaft 230 in the first direction from the second frame 215 as in the present embodiment, the third rotor blade 250 and the auxiliary power generation module 260) can be made.

이상에서 설명된 실시예들에 의하면, 상술한 효과들 외에 아래와 같은 효과들 역시 기대할 수 있다.According to the embodiments described above, besides the above-mentioned effects, the following effects can also be expected.

댐을 이용한 수력발전은 유량의 영향이 커서 강우량이 적으면 효율성이 떨어지는데, 이상의 실시예들에 따른 수력발전기는 유량에 큰 제약을 받지 않을 수 있다. The hydroelectric power generation using the dam is influenced by the flow rate and thus the efficiency is lowered when the amount of rainfall is small. However, the hydraulic power generator according to the above embodiments may not be greatly limited by the flow rate.

또한, 댐 방식 등 다른 수력발전기는 설치 과정에서 생태계 및 환경에 악영향을 주나, 이상의 실시예들에 따른 수력발전기는 단순히 수중에 배치하기만 하면 되므로 자연을 훼손하지 않을 수 있다.In addition, other hydroelectric generators, such as a dam system, adversely affect the ecosystem and the environment during the installation process, but the hydroelectric generators according to the above embodiments can be disposed simply in the water, so that they may not damage nature.

또한, 일반적인 수력발전기는 터빈의 수차와 발전기(로터-스테이터)가 분리된 구조이나, 이상의 실시예들에 따른 수력발전기는 수차에 대응되는 회전익 자체가 로터에 해당되므로, 구조를 단순화할 수 있고, 설치공간 제약 문제로부터 자유로울 수 있으며, 설치비용 및 유지보수비용 측면에서도 유리할 수 있다.In the hydraulic power generator according to the above embodiments, since the rotor itself corresponding to the aberration corresponds to the rotor, the structure can be simplified, It can be free from installation space restriction problem, and can be advantageous in terms of installation cost and maintenance cost.

이상에서 설명된 실시예들은 본 기술 사상의 일부 예를 설명한 것에 불과하고, 본 기술 사상의 범위는 설명된 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 이 분야의 통상의 기술자에 의하여 본 기술 사상의 범위 내에서의 다양한 변경, 변형 또는 치환이 있을 수 있다. 예를 들어, 특정 실시예에서 함께 설명된 구성들 내지는 특징들은 서로 분산되어 실시될 수 있고, 서로 다른 실시예 각각에서 설명된 구성들 내지는 특징들은 서로 결합된 형태로 실시될 수 있다. 마찬가지로, 각 청구항에 기재된 구성들 내지는 특징들도 서로 분산되어 실시되거나 결합되어 실시될 수 있다. 그리고 위와 같은 실시는 모두 본 기술 사상의 범위에 속하는 것으로 보아야 한다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the scope of the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, There may be various changes, modifications or substitutions in the drawings. For example, the configurations or features described together in the specific embodiments may be implemented in a distributed manner, and the configurations or features described in each of the different embodiments may be implemented in a combined manner. Likewise, the configurations or features described in each claim can also be implemented in a dispersed manner or in combination. And all such embodiments are to be regarded as falling within the scope of the present invention.

200: 수력발전기 210: 제 1 프레임
211: 제 1 보강대 215: 제 2 프레임
216: 제 2 보강대 220: 제 1 회전익
230: 샤프트 240: 제 2 회전익
245: 슬릿 250: 제 3 회전익
260: 보조발전모듈 270: 커버
200: hydroelectric generator 210: first frame
211: first reinforcing bar 215: second frame
216: second bend bar 220: first rotor blade
230: shaft 240: second flywheel
245: Slit 250: Third rotor blade
260: auxiliary power generation module 270: cover

Claims (15)

삭제delete 삭제delete 코일을 포함하는 다각 링 형태의 제 1 프레임;
코일을 포함하며, 상기 제 1 프레임으로부터 제 1 방향으로 이격되되 중공부가 상기 제 1 프레임의 중공부와 대향되도록 배치되는 다각 링 형태의 제 2 프레임;
상기 제 1 프레임 및 상기 제 2 프레임을 연결하는 샤프트; 및
상기 제 1 프레임의 각 변 및 상기 제 2 프레임의 각 변에 제공되고, 자성체를 포함하며, 유체의 흐름에 따라 회전하는 복수의 제 1 회전익을 포함하고,
상기 제 1 프레임 및 상기 제 1 회전익의 상대적 회전과, 상기 제 2 프레임 및 상기 제 1 회전익의 상대적 회전에 의해 전자기유도 방식으로 전류가 발생되며,
상기 제 1 프레임은, 일단이 상기 제 1 프레임의 일지점에 연결되고 타단이 상기 일지점과 대향하는 타지점에 연결되며 길이방향으로의 중앙지점에 통공이 형성되는 제 1 보강대를 포함하고,
상기 제 2 프레임은, 일단이 상기 제 2 프레임의 일지점에 연결되고 타단이 상기 일지점과 대향하는 타지점에 연결되며 길이방향으로의 중앙지점에 통공이 형성되는 제 2 보강대를 포함하고,
상기 샤프트는 상기 제 1 보강대의 통공 및 상기 제 2 보강대의 통공을 관통하면서 상기 제 1 프레임 및 상기 제 2 프레임의 중앙에 배치되는 수력발전기.
A first frame in the form of a multi-ring comprising a coil;
A second frame including a coil and spaced apart from the first frame in a first direction and having a hollow portion facing the hollow portion of the first frame;
A shaft connecting the first frame and the second frame; And
And a plurality of first rotor blades provided on each side of the first frame and on each side of the second frame and including a magnetic body and rotating in accordance with a flow of the fluid,
A current is generated in an electromagnetic induction manner by the relative rotation of the first frame and the first rotor blade and the relative rotation of the second frame and the first rotor blade,
Wherein the first frame includes a first reinforcing base having one end connected to one point of the first frame and the other end connected to another point opposite to the one point and a through hole formed at a central point in the longitudinal direction,
Wherein the second frame includes a second reinforcing bar having one end connected to one point of the second frame and the other end connected to another point opposite to the one point and a through hole formed at a central point in the longitudinal direction,
Wherein the shaft is disposed at the center of the first frame and the second frame while penetrating the through hole of the first reinforcing bar and the through hole of the second reinforcing bar.
삭제delete 제 3 항에 있어서,
상기 샤프트의 일단부에 제공되어 상기 제 1 프레임으로부터 상기 제 1 방향과 반대인 제 2 방향으로 이격되고, 유체를 상기 제 1 프레임 내부로 유도하는 제 2 회전익을 더 포함하는 수력발전기.
The method of claim 3,
And a second rotor blade provided at one end of the shaft and spaced apart from the first frame in a second direction opposite to the first direction, for guiding fluid into the first frame.
제 5 항에 있어서,
상기 제 2 회전익은 상기 제 2 방향으로 갈수록 뾰족해지는 원뿔 형태로서, 서로 원주방향으로 이격되는 복수의 슬릿이 형성되고, 상기 슬릿은 방사방향을 따라 원주방향으로 만곡지며,
상기 제 2 회전익은 유체가 상기 슬릿을 통과함에 따라 상기 샤프트 상에서 회전하는 수력발전기.
6. The method of claim 5,
Wherein the second rotor blade has a plurality of slits spaced apart in the circumferential direction from each other, the slits being curved in the circumferential direction along the radial direction,
Wherein the second rotor blade rotates on the shaft as fluid passes through the slit.
제 6 항에 있어서,
상기 샤프트 상에 코일이 제공되고, 상기 제 2 회전익에 자성체가 제공되어, 상기 샤프트와 상기 제 2 회전익의 상대적 회전에 의해 전자기유도 방식으로 전류가 발생되는 수력발전기.
The method according to claim 6,
Wherein a coil is provided on the shaft and a magnetic body is provided to the second rotor blade so that a current is generated in an electromagnetic induction manner by the relative rotation of the shaft and the second rotor blade.
제 3 항에 있어서,
상기 샤프트 상에서 상기 제 1 프레임으로부터 상기 제 1 방향으로 이격된 지점에 제공되고, 상기 제 1 프레임 내부로 유입된 유체의 흐름에 따라 상기 샤프트 상에서 회전하는 적어도 하나의 제 3 회전익을 더 포함하는 수력발전기.
The method of claim 3,
Further comprising at least one third rotor blade provided at a position spaced apart from the first frame in the first direction on the shaft and rotating on the shaft in accordance with a flow of fluid introduced into the first frame, .
제 8 항에 있어서,
상기 샤프트 상에 코일이 제공되고, 상기 제 3 회전익에 자성체가 제공되어, 상기 샤프트와 상기 제 3 회전익의 상대적 회전에 의해 전자기유도 방식으로 전류가 발생되는 수력발전기.
9. The method of claim 8,
Wherein a coil is provided on the shaft and a magnetic body is provided to the third rotor blade to generate a current in an electromagnetic induction manner by the relative rotation of the shaft and the third rotor blade.
제 8 항에 있어서,
상기 제 3 회전익은 복수의 날개를 포함하고,
상기 복수의 날개 중 적어도 하나에 내장되고, 유체의 흐름에 따라 전류를 발생시키는 적어도 하나의 보조발전모듈을 더 포함하는 수력발전기.
9. The method of claim 8,
Wherein the third rotor blade includes a plurality of blades,
Further comprising at least one auxiliary power generation module embedded in at least one of the plurality of blades and generating current in accordance with a flow of the fluid.
제 10 항에 있어서,
상기 날개에는 설치홈이 형성되고,
상기 보조발전모듈은,
상기 설치홈 내에 설치되고, 코일을 포함하는 지지대; 및
상기 지지대 상에 제공되고, 자성체를 포함하며, 유체의 흐름에 따라 회전하는 제 4 회전익을 포함하고,
상기 지지대와 상기 제 4 회전익의 상대적 회전에 의해 전자기유도 방식으로 전류가 발생되는 수력발전기.
11. The method of claim 10,
The wing is provided with an installation groove,
The auxiliary power generation module includes:
A support table installed in the installation groove and including a coil; And
And a fourth rotor blade provided on the support and including a magnetic body and rotating in accordance with the flow of the fluid,
And a current is generated in an electromagnetic induction manner by the relative rotation of the support stand and the fourth rotor blade.
제 11 항에 있어서,
상기 지지대는 봉 부재이고,
상기 제 4 회전익은 상기 지지대를 감싸는 중공 파이프 형태로서, 외주면에 원주방향으로 연속되는 톱니가 형성되되 상기 톱니는 회전축에 대하여 소정의 경사를 가지도록 연장되는 수력발전기.
12. The method of claim 11,
The support is a bar member,
Wherein the fourth rotor blade is in the form of a hollow pipe surrounding the support, the rotor blade being formed with teeth which are continuous in the circumferential direction on the outer circumferential surface, the teeth being extended to have a predetermined inclination with respect to the rotation axis.
제 3 항에 있어서,
각각 상기 샤프트의 길이방향으로 연장되면서 상기 제 1 프레임 및 상기 제 2 프레임에 연결되고, 전체적으로 상기 수력발전기의 측부를 부분적으로 덮는 복수의 커버를 더 포함하는 수력발전기.
The method of claim 3,
Further comprising a plurality of covers connected to the first frame and the second frame, respectively, extending in the longitudinal direction of the shaft, and partially covering the sides of the hydro-generator as a whole.
제 13 항에 있어서,
상기 커버의 일측부가 상기 제 1 프레임 및 상기 제 2 프레임의 외주면에 연결되고, 상기 커버의 타측부는 상기 제 1 프레임 및 상기 제 2 프레임으로부터 외측으로 이격되며,
상기 커버는 상기 제 1 프레임 및 상기 제 2 프레임의 내부 방향으로 볼록하게 만곡진 판상 부재인 수력발전기.
14. The method of claim 13,
Wherein one side portion of the cover is connected to the outer circumferential surfaces of the first frame and the second frame and the other side portion of the cover is outwardly spaced from the first frame and the second frame,
Wherein the cover is a plate-like member convexly curved inward of the first frame and the second frame.
제 13 항에 있어서,
상기 커버는,
상기 샤프트의 길이방향으로 상기 제 1 프레임으로부터 상기 제 2 프레임까지에 해당하는 제 1 부분; 및
상기 제 2 프레임으로부터 상기 제 1 방향으로 연장되는 제 2 부분을 포함하고,
상기 제 2 부분은 상기 제 1 방향으로 갈수록 면적이 작아지고 상기 샤프트에 근접하게 되는 수력발전기.
14. The method of claim 13,
The cover
A first portion corresponding to the first frame to the second frame in the longitudinal direction of the shaft; And
And a second portion extending from the second frame in the first direction,
Wherein the second portion is smaller in area in the first direction and closer to the shaft.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007529679A (en) * 2004-03-16 2007-10-25 カレント パワー スウェーデン アーベー An assembly with a hydro turbine and generator, with the generator rotor connected directly to each blade of the turbine

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JP2007529679A (en) * 2004-03-16 2007-10-25 カレント パワー スウェーデン アーベー An assembly with a hydro turbine and generator, with the generator rotor connected directly to each blade of the turbine

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