KR101271143B1 - 수문 일체형 발전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수문에 일체로 설치되어 소수력 발전을 하게 되는 수문 일체형 발전장치에 관한 것이다.
본 발명은 담수 등의 목적을 위하여 설치되는 수문에 물이 배출될 수 있도록 한 후 상기 수문의 배출구에 수차를 설치함으로써 수문에 형성된 배출구로 배출되는 물의 수압에 의해 수차가 회전되면서 발전을 할 수 있도록 하는 것으로, 소수력 발전을 위하여 수문에 배출구와 수차 및 발전기를 설치하면 된다.

Description

수문 일체형 발전장치{Power generator attached to the floodgate}

본 발명은 수문에 일체로 설치되어 소수력 발전을 하게 되는 수문 일체형 발전장치에 관한 것이다.

소수력 발전은 유량이 적고 낙차가 크지 않은 곳에 설치되어 전기를 생산하게 되는 것으로, 일반적인 소수력 발전설비는, 배수관을 통해 배출되는 물의 유동을 이용하여 수차를 회전시키고, 상기 이 수차의 회전력을 이용하여 발전기를 구동함으로써 발전이 이루어지도록 하고 있다.

이러한 소수력 발전설비는 초기 건설비가 과다하게 필요하고, 유량이 작거나 저낙차인 경우에는 필요한 발전용량을 얻기가 힘들며, 발전용량이 강수량에 따라 변동이 심한 문제점이 있다.

그러나, 점차 청정에너지의 필요성이 증가되고 있는 시점에서 소량의 소수력 발전을 하여 최소한의 전기를 생산할 필요성이 있는 것으로, 기존의 소수력 발전을 하기 위해서는 물의 담수에 필요한 댐과 수문 설비 및 일정량의 물을 배출시키는 힘으로 수차를 회전시키게 하는 배수관 등의 구조를 갖추어야 하므로, 소수력 발전 설비를 갖추기 위해서는 상당한 비용을 필요로 하게 된다.

본 발명은 소수력 발전을 위하여 별도의 발전설비를 설치하지 않고 이미 설치되어 있는 수문을 이용하여 발전이 이루어지도록 함으로써 댐을 축조하고, 유량을 조절하기 위한 수문을 별도로 설치하는 한편 물을 이동시켜 수차를 돌리기 위한 배관의 설치를 필요로 하게 되는 문제를 해결하기 위한 것으로, 이미 설치되어 있는 수문에 일체로 발전을 위한 수차를 설치함으로써 수차 회전력을 이용한 발전이 이루어지도록 하는 것이다.

본 발명은 담수 등의 목적을 위하여 설치되는 수문에 물이 배출될 수 있도록 한 후 상기 수문의 배출구에 수차를 설치함으로써 수문에 형성된 배출구로 배출되는 물의 수압에 의해 수차가 회전되면서 발전을 할 수 있도록 하는 것으로, 소수력 발전을 위하여 수문에 배출구와 수차 및 발전기를 설치하면 된다.

즉, 담수 등의 목적으로 설치되어 있는 수문을 통하여 담수된 물이 압력을 갖고 배출되게 배출구를 형성하고, 상기 배출구에는 수차를 설치하여 배출구로 배출되는 수압에 의해 수차가 회전되면서 전기 발전을 이루게 되고, 위와 같이 발전되는 소수력 발전에 의해 최소한의 전기를 생산하여 사용할 수 있는 것이다.

본 발명은 별다른 설비투자 없이 이미 설치되어 있는 수문에 수차를 설치하여 소수력 발전이 이루어질 수 있도록 함으로써 최소의 비용으로 소규모 발전이 가능하고, 물을 담수하는 수문에서 발전 차단용 게이트의 활용으로 수력 발전의 조절이 간편하게 이루어지는 한편 발전이 차단된 상태에서 수차 등의 수리가 용이한 이점이 있다.

특히 본 발명은 하천 등에서 소수력 발전이 가능하도록 하되 발전설비를 추가로 설치하지 않고 이미 설치되어 있는 수문을 활용하여 저렴한 비용으로 설치 및 운전을 할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 설치상태 정면도
도 2는 본 발명의 설치상태 확대도
도 3은 본 발명의 요부 확대 정면도
도 4는 본 발명의 설치상태 수문 측면도
도 5는 본 발명의 발전기 설치상태 실시예 측면도

본 발명은 하천을 가로질러 설치되는 수문에 직접 수차를 설치하되 수문을 관통하여 설치되는 배출구에 수차가 설치되게 함으로써 수문에 의해 담수된 물이 배출구를 통하면서 수차를 회전시키도록 하고, 상기 수차의 회전동력을 이용하여 발전기를 구동시킴으로써 소수력 발전이 가능하도록 한다.

본 발명에서 수문에 설치된 수차의 회전력은 발전기에 전달하여 발전기에서 발전이 이루어지게 하되 상기 발전기는 배출구에 수차와 함께 설치되게 하거나, 수문의 배면에서 배출구의 상측에 설치되어 수차의 회전력을 전달받게 된다.

본 발명의 수문에 설치된 배출구에는 입구를 차단용 게이트로 막아줄 수 있도록 하고, 상기 차단용 게이트는 수문의 상부에 설치된 권양기에서 상하 이동시킴으로써 배출구의 입구를 차단용 게이트로 막아주거나 열어주도록 한다.

본 발명의 배출구는 수문의 하측에 설치되어 수문을 닫아 담수된 물의 배출압력에 의해 배출구에 설치된 수차의 회전이 이루어지도록 한다.

이러한 본 발명을 첨부된 실시예 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 하천을 가로지르거나 담수를 할 수 있도록 댐(10)이 설치되게 되게 되고, 상기 댐(10)에는 담수된 물의 배출을 위하여 수문(20)이 설치되게 되고, 상기 수문(20)은 댐(10)의 상부에 설치되는 수문 권양기(30)에 권양로프(31)가 체결되며, 상기 수문 권양기(30)가 작동하여 권양로프(31)를 상부로 감아 올림에 따라 수문(20)이 상부로 올려 지게 된다.

이때 수문(20)의 양측에는 수문(20)의 상하 이동이 용이하도록 가이드롤러(21)가 설치되게 되고, 상기 가이드롤러(21)는 댐(10)에 설치된 가이드레일(11)에 끼워져 수문(20)이 상하 이동할 때 가이드 할 수 있도록 하고, 상기 수문(20)은 수문 권양기(30)의 작동에 따라 들어 올려 지게 된다.

상기 수문(20)은 통상 담수를 위하여 하천을 가로지르거나 물 흐름을 차단하는 댐(10)에 설치되는 것으로, 수문(20)을 열거나 닫아서 담수되는 물의 양을 조절하도록 하며, 댐(10)에 수문(20)을 설치하고, 수문 권양기(30)로 권양로프(31)를 감거나 풀어줌에 따라 가이드레일(11)에 가이드롤러(21)가 끼워진 수문(20)이 상부로 들어 올려 지거나 하부로 내려지게 되는 것은 당 업계의 공지의 사실이다.

수문(20)은 댐(10)의 상부에 설치되는 수문 권양기(30)에 의해 권양로프(31)가 감기거나 풀어지게 되면, 권양로프(31)가 상부에 결합된 수문(20)도 상하 이동되며 열리거나 닫히게 되는 것으로, 상기 수문(20)은 양측으로 가이드롤러(21)를 설치하여 댐(10)에 설치된 가이드레일(11)에 가이드롤러(21)가 끼워지게 함으로써 수문(20)의 상하 이동이 용이하게 이루어질 수 있도록 한다.

본 발명은 상기 수문(20)에 배출구(50)를 형성하여 담수된 물이 배출구(50)를 통하여 외부로 배출될 수 있도록 하되 상기 배출구(50)에는 물의 배출 압력에 의해 회전이 이루어지는 수차(60)를 설치하고, 상기 수차(60)의 회전력을 전달받아 전기를 생산하는 발전기(70)는 배출구(50)의 내부에 설치하거나 수문(20)의 배면에 설치한 후 수차(60)의 회전력이 발전기(70)에 전달되어 발전이 이루어지도록 한다.

상기 배출구(50)에는 입구에 차단용 게이트(80)를 설치하되 상기 차단용 게이트(80)는 수문(20)의 상부에 설치되어 수문(20)과 함께 상하 이동하는 권양기(81)에 게이트바(82)를 통하여 연결되므로, 권양기(81)에서 게이트바(82)를 상승시키면 차단용 게이트(80)가 상승되면서 배출구(50)를 개방하게 되고, 권양기(81)에서 게이트바(82)를 하강시키면 차단용 게이트(80)가 하강되면서 배출구(50)를 막아주게 된다.

상기 차단용 게이트(80)는 수문(20)에 설치된 가이드 레일(22)을 타고 상하 이동이 이루어지게 한다.

본 발명에서 수문(20)의 전방에는 배출구(50)를 통하여 이물질이 투입되지 않도록 이물질을 걸러주는 스크린(90)을 설치하여 이물질이 배출구(50)를 통과할 경우 수차(60)가 파손되는 경우를 없애도록 한다.

본 발명의 배출구(50)는 수문(20)의 저면 쪽으로 낮은 곳에 설치하여 수문(20)을 닫았을 때 수문(20)에 의해 담수되는 수압이 높을수록 배출구(50)에서 배출되는 물의 압력이 높아 수차(60)를 돌리는 힘이 증가하도록 한다.

이러한 구성의 본 발명은 수문(20)을 관통하여 담수된 물이 배출될 수 있도록 배출구(50)를 설치하되 상기 배출구(50)에는 내측으로 수차(60)를 설치하여 수문(20)의 배출구(50)를 통하여 배출되는 수압에 의해 수차(60)가 회전하도록 한다.

수차(60)의 회전은 담수량이 많을수록 수위가 높을수록 빨라지게 되며, 평상시 저수위가 유지되더라도 수문(20)에 의해 담수되는 물은 일정량 배출이 이루어져야 하므로, 본 발명은 평상시 배출되는 물이 배출구(50)를 통하여 배출이 이루어지도록 하고, 상기 배출구(50)로 배출되는 수압에 의해 수차(60)를 회전시키도록 함으로써 소수력 발전이 이루어지도록 하는 것이다.

본 발명에서 배출구(50)를 통하여 물이 배출되는 경우 배출구(50)의 내부에 설치된 수차(60)는 물의 배출압력에 의해 회전하게 되고, 상기 수차(60)의 회전력은 발전기(70)로 전달되어 발전기(70)에서 전기를 생산하게 하고, 발전기(70)에서 생산하는 전기를 인출하여 사용하게 되며, 수차(60)와 발전기(70)가 일체로 설치되지 않고 발전기(70)가 수문(20)의 배면에 설치되는 경우는 수차(60)의 회전력이 발전기(70)로 전달되게 회전축을 설치해 주어야 한다.

본 발명에서 배출구(50)에 수차(60)와 발전기(70)를 일체로 설치하거나, 수차(60)는 배출구(50)에 설치하고 발전기(70)는 수문(20)의 배면에 설치하되 수차(60)의 회전동력이 발전기(70)로 전달되게 하면 발전을 할 수 있는 것으로, 어느 경우를 선택하든 문제는 없으며, 발전기(70)를 별도로 설치하는 경우 수차(60)의 회전력을 전달하는 방식은 베벨기어 등을 활용하게 되는 것으로, 수차(60)의 회전력을 발전기(70)로 전달하는 구조는 일반적인 사항이다.

본 발명은 배출구(50)의 입구를 차단용 게이트(80)로 막아주거나 열어주게 되는 것으로, 차단용 게이트(80)를 구동시키는 권양기(81)는 수문(20)의 상측에 설치함으로서 수문(20)의 열리고 닫힘에 관계없이 권양기(81)를 이용하여 차단용 게이트(80)를 구동시키게 되는 것이다.

즉, 필요에 따라 차단용 게이트(80)로 배출구(50)의 입구를 열거나 닫아주게 되는 것으로, 차단용 케이트(80)는 가이드 레일(22)을 타고 안정되게 상하 이동되며 배출구(50)를 막거나 열어주게 된다.

본 발명에서 배출구(50)는 수문(20)에 일체로 설치되고, 차단용 게이트(80)를 구동시키는 권양기(81)도 수문(20)에 일체로 설치되는 관계로 본 발명은 수문(20)의 개폐에 관계없이 차단용 게이트(80)의 열리고 닫힘에 따라 작동이 이루어지게 된다.

본 발명은 수문(20)의 전방에 스크린(90)을 설치하여 오물이나 이물질이 배출구(50)로 배출되는 것을 차단하게 되며, 이물질은 스크린(90)에 걸려 배출구(50)로 유입되지 않아 수차(60) 등이 망가지는 것을 방지하게 된다.

이러한 본 발명은 수문(20)에 일체로 설치된 배출구(50)에 수차(60)를 설치하여 발전이 이루어지게 하되 상기 배출구(50)의 입구에는 권양기(81)로 이동하는 차단용 게이트(80)를 설치하여 발전을 선택할 수 있는 것으로, 수문(20)을 막아놓은 상태에서 일정량의 물을 배출구(50)로 배출시키되 배출구(50)로 배출되는 물을 이용하여 발전을 하게 된다.

따라서 별도의 소수력 발전을 위한 설비를 갖추지 않고도 이미 설치되어 있는 수문(20)을 이용하여 소수력 발전이 이루어지는 효과가 있다.

10 : 댐 20 : 수문
21,22 : 가이드레일 30 : 수문 권양기
50 : 배출구 60 : 수차
70 : 발전기 80 : 차단용 게이트
81 : 권양기 90 : 스크린

Claims (3)

1. 댐(10)에 설치되어 수문 권양기(30)에 의해 개폐되는 수문(20)의 전방으로 이물질을 걸러주는 스크린(90)을 설치하고,
   상기 수문(20)에는 하측으로 댐(10)에 담수된 물을 배출시키는 배출구(50)를 형성하며,
   상기 수문(20)에 형성된 배출구(50)의 내부에는 담수된 물의 배출에 의해 회전동력을 발생하는 수차(60)를 설치하고,
   상기 수차(60)의 회전동력을 받아 발전을 하는 발전기(70)를 설치하며,
   상기 배출구(50)의 전방에는 수문(20)의 전방에 고정된 가이드레일(22)을 따라 상하 이동하며 배출구(50)의 입구를 막아주거나 개방시키는 차단용 게이트(80)를 설치하고,
   상기 차단용 게이트(80)는 수문(20)의 상부에 설치되어 열리고 닫힘을 조절하는 권양기(81)와 게이트바(82)로 결합되게 구성되는 것을 특징으로 하는 수문 일체형 발전장치.
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