KR20120036450A - 물의 흐름을 이용한 수력발전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수력발전장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 설치가 용이하고, 하천과 같이 비교적 유량이 적은 곳에서도 가동이 가능하여 물이 흐르는 곳이면 장소에 구애받지 않고 사용할 수 있는 물의 흐름을 이용한 수력발전장치에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명에 따른 물의 흐름을 이용한 수력발전장치에 의하면, 흐르는 물에 의해 회전하는 구동부와 구동부의 회전력을 전달받아 발전하는 발전부로 이루어진 수력발전장치에 있어서,
상기 구동부는 물속에 위치하고, 물이 흐르는 방향으로 연장된 물유입관과; 상기 물유입관의 일측에 형성되어 물유입관의 내부로 유입되어 흐르는 물에 의해 회전하는 수차로 이루어지고, 상기 발전부는 수차의 중앙에는 상측으로 연장되어 수차에 의해 회전하는 회전축과; 상기 회전축의 일단에 형성되어 중앙에 회전축이 관통된 부력체와; 상기 부력체의 회전축이 관통된 상면 중앙에는 회전축과 함께 회전하되, 부력체에서 아이들회전을 하는 구동관체와; 상기 구동관체의 상단에 형성된 구동기어와; 상기 부력체의 상면에는 구동기어와 맞물려 회전하는 연결기어가 형성된 발전기로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

물의 흐름을 이용한 수력발전장치{.}

본 발명은 수력발전장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 설치가 용이하고, 하천과 같이 비교적 유량이 적은 곳에서도 가동이 가능하여 물이 흐르는 곳이면 장소에 구애받지 않고 사용할 수 있는 물의 흐름을 이용한 수력발전장치에 관한 것이다.

일반적으로 전기를 발전하는 발전장치는 석탄이나 석유와 같은 화석연료를 이용한 화력발전, 우라늄을 이용한 원자력발전과 물의 힘을 이용한 수력발전 등이 있다.

화력발전은 화석연료를 사용하는 것으로 화석연료자원이 한정되어 있고, 공해를 유발하여 환경을 파괴할 뿐만 아니라 지구온난화의 주범이 되고 있다.원자력발전은 핵연료의 사용에 따른 안정성, 발전과정에서 발생되는 폐기물 등의 처리비용 및 폐기물 누출에 의한 방사능오염의 우려가 있다.

이러한 문제점을 지닌 발전장치를 대체하는 발전장치로는 자연을 이용한 발전장치를 들을 수 있다. 즉, 태양열을 이용한 태양열발전, 풍력을 이용한 풍력발전, 물을 이용한 수력발전 등이 있다.

상기 자연을 이용한 발전 중 수력발전은 일반적으로 댐을 건설하여 물을 가두었다가 지속적으로 많은 양의 물을 개방하여 낙하시킴으로서 물의 무게와 중력을 이용하여 발전기를 돌려 전기를 생산하는 것이다.

이러한 수력발전은 자연적인 물의 위치에너지를 이용하여 발전을 하기 위하여 강의 물을 가두는 대규모의 댐 건설이 불가피하여 건설비용이 많이 들고, 건설지역이 한정되어 있으며, 물을 가둠으로 인한 수몰지역이 발생되어 그로 인해 생태계의 변화가 발생되는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 설치가 용이하고, 하천과 같이 비교적 유량이 적은 곳에서도 가동이 가능하여 물이 흐르는 곳이면 장소에 구애받지 않고 사용할 수 있는 물의 흐름을 이용한 수력발전장치를 제공하는데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 흐르는 물에 의해 회전하는 구동부와 구동부의 회전력을 전달받아 발전하는 발전부로 이루어진 수력발전장치에 있어서,

상기 구동부는 물속에 위치하고, 물이 흐르는 방향으로 연장된 물유입관과;

상기 물유입관의 일측에 형성되어 물유입관의 내부로 유입되어 흐르는 물에 의해 회전하는 수차로 이루어지고,

상기 발전부는 수차의 중앙에는 상측으로 연장되어 수차에 의해 회전하는 회전축과;

상기 회전축의 일단에 형성되어 중앙에 회전축이 관통된 부력체와;

상기 부력체의 회전축이 관통된 상면 중앙에는 회전축과 함께 회전하되, 부력체에서 아이들회전을 하는 구동관체와;

상기 구동관체의 상단에 형성된 구동기어와;

상기 부력체의 상면에는 구동기어와 맞물려 회전하는 연결기어가 형성된 발전기로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 물유입관의 전방에는 전방으로 갈수록 둘레가 점점 넓어지고, 그 끝단에 이물질투입방지망이 형성된 물유입유도구를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 물유입유도구의 이물질투입방지망은 물유입관의 양측방향을 기준으로 일정한 경사를 이루며 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구동부는 부력체의 하측에서 회전축을 따라 다수개가 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 물유입관은 물속의 지면에 고정되고, 부력체가 수위에 따라 높이가 조절되도록 회전축에는 길이방향으로 가이드홈이 형성되며, 상기 구동관체의 내부에는 회전축의 가이드홈에 삽입되는 삽입돌기가 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적 및 효과는 이하의 상세한 설명으로부터 명확하게 되고, 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내는 상세한 설명 및 실시예는 본 발명의 범주를 제한하는 것이 아니다.

본 발명에 따른 물의 흐름을 이용한 수력발전장치에 의하면, 설치가 용이하고, 하천과 같이 비교적 유량이 적은 곳에서도 가동이 가능하여 물이 흐르는 곳이면 장소에 구애받지 않고 사용할 수 있는 효과가 발생한다.

도 1은 본 발명에 따른 물의 흐름을 이용한 수력발전장치의 사시도.
도 2는 본 발명에 적용된 수차가 작동되는 것을 보여주는 평단면도.
도 3은 본 발명에 따른 물의 흐름을 이용한 수력발전장치의 설치상태를 대략적으로 보여주는 측면도.
도 4는 본 발명에 따른 물의 흐름을 이용한 수력발전장치의 다른 실시예를 보여주는 사시도.
도 5는 도 4의 설치상태를 대략적으로 보여주는 측면도.
도 6은 본 발명에 따른 물의 흐름을 이용한 수력발전장치의 또 다른 실시예를 사시도.
도 7은 도 6의 설치상태를 대략적으로 보여주는 부분 측단면도.

이하, 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 먼저, 도면에 걸쳐 기능적으로 동일하거나, 유사한 부분에는 동일한 부호를 부여한다.

도 1은 본 발명에 따른 물의 흐름을 이용한 수력발전장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 적용된 수차가 작동되는 것을 보여주는 평단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 물의 흐름을 이용한 수력발전장치의 설치상태를 대략적으로 보여주는 측면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 물의 흐름을 이용한 수력발전장치의 다른 실시예를 보여주는 사시도이고, 도 5는 도 4의 설치상태를 대략적으로 보여주는 측면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 물의 흐름을 이용한 수력발전장치의 또 다른 실시예를 사시도이고, 도 7은 도 6의 설치상태를 대략적으로 보여주는 부분 측단면도이다.

먼저, 본 발명에 있어서 전방은 수력발전장치에 물이 유입되는 방향을 의미하고, 후방은 물이 배출되는 방향을 의미한다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 물의 흐름을 이용한 수력발전장치는 흐르는 물의 힘에 의해 회전하는 구동부(10)와 구동구(10)의 회전력을 전달받아 발전하는 발전부(40)로 이루어져 있다.

상기 구동부(10)는 물유입관(20)과 수차(30)로 이루어진다.

상기 물유입관(20)은 물속에 위치하고, 물이 내부로 유입된 후 관통하여 외부로 유출되도록 물이 흐르는 방향으로 연장되어 있다.

이때, 상기 물유입관(20)의 전방에는 내부로 물이 원활히 유입되도록 전방으로 갈수록 둘레가 점점 넓어지는 물유입유도구(22)가 형성되어 있다.

또한, 상기 물유입유도구(22)의 전방 끝단에는 물유입관(20) 내부로 이물질이 투입되어 수차(30)가 파손되는 것을 방지하기 위하여 이물질투입방지망(24)이 더 설치되어 있다.

바람직하게 상기 이물질투입방지망(24)은 도 2에 도시된 바와 같이 물유입관(20)의 양측방향을 기준으로 어느 일측 방향으로 일정한 경사를 이루며 형성되어 이물질이 이물질투입방지망(24)의 경사를 따라 일측 방향으로 이동하여 이물질투입방지망(24)이 막히는 것을 방지한다.

다시, 상기 수차(30)는 물유입관(20)의 일측에 형성되되, 수차(30)의 일단이 물유입관(20)의 내부로 위치하도록 하여 물유입관(20)의 내부로 유입되어 흐르는 물이 수차(30)의 일단을 밀어 일방향으로 회전시킨다.

이때, 수차(30)는 중심을 기준으로 방사형의 블레이드(32)가 다수개 형성되어 물유입관(20)의 내부로 유입된 물이 블레이드(32)를 밀어 회전하게 된다.

위와 같이 물에 의해 회전하는 수차(30)의 회전력을 전달받아 전기를 생산하는 발전부(40)는 회전축(50), 부력체(60), 발전기(70)로 구성되어 있다.

상기 회전축(50)은 수차(30)의 중앙에서 상측으로 연장되되, 수차(30)와 일체로 형성되어 수차(30)가 회전 시 같이 회전하게 된다.

상기 부력체(60)는 회전축(50)이 중앙을 관통하여 형성되고, 수면에 부유하여 발전기(70)가 물에 잠기지 않도록 한다.

또한, 상기 부력체(60)는 회전축(50)이 관통된 상면의 중앙에는 회전축(50)과 함께 회전하도록 회전체(50)의 외주면을 감싸되, 부력체(60)에서 아이들회전을 하는 구동관체(62)가 형성되고, 구동관체(62)의 상단에는 구동기어(64)가 일체로 더 형성되어 있다.

상기 부력체(60)의 상면에 설치된 발전기(70)에는 회전체(50)의 회전력을 전달받아 발전하도록 구동기어(64)와 맞물려 회전하는 연결기어(72)가 형성되어 있다.

위와 같이 본 발명에 따른 물의 흐름을 이용한 수력발전장치는 강이나 하천과 같이 흐르는 물에 설치하며 별도의 구조물을 더 설치하여 와이어나 로프 등으로 부력체(60)를 고정시켜 물에 떠내려 가는 것을 방지한다.

본 발명에 따른 물의 흐름을 이용한 수력발전장치의 다른 실시예로 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 물유입관(20)과 수차(30)로 이루어진 구동부(10)는 부력체(60)의 하측에서 회전축(50)을 따라 다수개가 형성되어 보다 안정적으로 회전축(50)을 회전시켜 발전할 수 있다.

본 발명에 따른 물의 흐름을 이용한 수력발전장치의 또 다른 실시예로 도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 물유입관(20)은 물속의 지면에 고정되고, 수위의 변화로 인해 발전기(70)가 물속에 잠기지 않도록 부력체(60)가 수위에 따라 높이가 조절가능하게 형성된다.

이를 위해 상기 회전축(50)에는 길이방향을 따라 가이드홈(52)이 형성되고, 상기 회전축(50)의 외주면을 감싸는 구동관체(62)의 내부에는 가이드홈(52)에 삽입되는 삽입돌기(66)가 형성되어 회전축(50)과 함께 구동관체(62)가 회전하되, 회전축(50)의 길이방향으로 이동이 가능하도록 한다.

즉, 전기 설명으로부터 명확해지듯이, 이 발명은 설치가 용이하고, 하천과 같이 비교적 유량이 적은 곳에서도 가동이 가능하여 물이 흐르는 곳이면 장소에 구애받지 않고 사용가능한 효과가 있다.

본 발명은 그 정신 또는 주요한 특징으로부터 일탈하는 일없이, 다른 여러 가지 형태로 실시할 수 있다. 그 때문에, 전술한 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며, 한정적으로 해석해서는 안된다. 본 발명의 범위는 특허청구의 범위에 의해서 나타내는 것으로써, 명세서 본문에 의해서는 아무런 구속도 되지 않는다. 다시, 특허청구범위의 균등 범위에 속하는 변형이나 변경은, 모두 본 발명의 범위 내의 것이다.

* 도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명 *
10 : 구동부 20 : 물유입관
22 : 물유입유도구 24 : 이물질투입방지구
30 : 수차 32 : 블레이드
40 : 발전부 50 : 회전축
52 : 가이드홈 60 : 부력체
62 : 구동관체 64 : 구동기어
66 : 삽입돌기 70 : 발전기
72 : 연결기어

Claims (5)

1. 흐르는 물에 의해 회전하는 구동부와 구동부의 회전력을 전달받아 발전하는 발전부로 이루어진 수력발전장치에 있어서,
   상기 구동부는 물속에 위치하고, 물이 흐르는 방향으로 연장된 물유입관과;
   상기 물유입관의 일측에 형성되어 물유입관의 내부로 유입되어 흐르는 물에 의해 회전하는 수차로 이루어지고,
   상기 발전부는 수차의 중앙에는 상측으로 연장되어 수차에 의해 회전하는 회전축과;
   상기 회전축의 일단에 형성되어 중앙에 회전축이 관통된 부력체와;
   상기 부력체의 회전축이 관통된 상면 중앙에는 회전축과 함께 회전하되, 부력체에서 아이들회전을 하는 구동관체와;
   상기 구동관체의 상단에 형성된 구동기어와;
   상기 부력체의 상면에는 구동기어와 맞물려 회전하는 연결기어가 형성된 발전기로 이루어진 것을 특징으로 하는 물의 흐름을 이용한 수력발전장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 물유입관의 전방에는 전방으로 갈수록 둘레가 점점 넓어지고, 그 끝단에 이물질투입방지망이 형성된 물유입유도구를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 물의 흐름을 이용한 수력발전장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 물유입유도구의 이물질투입방지망은 물유입관의 양측방향을 기준으로 일정한 경사를 이루며 형성된 것을 특징으로 하는 물의 흐름을 이용한 수력발전장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 구동부는 부력체의 하측에서 회전축을 따라 다수개가 형성된 것을 특징으로 하는 물의 흐름을 이용한 수력발전장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 물유입관은 물속의 지면에 고정되고, 부력체가 수위에 따라 높이가 조절되도록 회전축에는 길이방향으로 가이드홈이 형성되며, 상기 구동관체의 내부에는 회전축의 가이드홈에 삽입되는 삽입돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 물의 흐름을 이용한 수력발전장치.

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