(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリートベース（６０）の上側に一定の間隔で設置する高さ調節ガイド（６１、６２）と、前記高さ調節ガイド（６１、６２）に前方と後方が連結される案内ガイド（７０）同士の間に設置し、上側の流速案内部（３２）の先端にブレード案内部（３３）を形成する流速案内下部ガイド（３０）と、前記流速案内下部ガイド（３０）にタービン軸（１１）で設置し、外周部にブレード溝（１２）を形成するタービン（１０）と、前記ブレード溝（１２）内でタービン（１０）を貫通する固定軸（２１）に連結し、流速で展開されながらタービン（１０）を回転させるブレード（２０）と、および、前記流速案内下部ガイド（３０）の上側で高さ調節ガイド（６２）に連結した案内ガイド（７０）同士の間に設置し、タービン（１０）の外周部からブレード（２０）が展開されながら移動する発電案内部（４１）を有する流速案内上部ガイド（４０）と、を含んでなる河川用水力発電装置において、
前記発電案内部（４１）は、タービン（１０）の外周部から一定の間隔を有し、ブレード（２０）が展開された状態で移動しながら発電案内部（４１）とブレード（２０）の先端との間に一定の間隔で空隙による速度水頭を作ってタービン（１０）に回転力を与え、発電案内部（４１）の内部空間で各ブレード（２０）に同じ流量と圧力を発生させ、水の流速とブレード（２０）の移動方向が一致してタービン（１０）を回転させることで効率を得て発電が行われるように設置し、
前記発電案内部（４１）を通過して排水空間（４５）から放出される流速および水圧が、タービンの外側の流速案内下部ガイド（３０）と流速案内上部ガイド（４０）で発生する流速および水圧と同じ又はそれより小さくなるようにして、流量が容易にタービンから放出されるように設置することを特徴とする、河川用水力発電装置。
【請求項２】
前記流速案内下部ガイド（３０）は、高さ調節ガイド（６１、６２）に下部連結軸（３５、３５ａ）で連結されてコンクリートベース（６０）と当接して河川の底に設置する、或いは下側に水が流れるように底から浮かせるために高さを調節し、前記流速案内上部ガイド（４０）は、高さ調節ガイド（６２）と上部連結軸（４４）で高さが調節されるように連結されて発電が行われるようにすることを特徴とする、請求項１に記載の河川用水力発電装置。
【請求項３】
前記流速案内上部ガイド（４０）は、タービン（１０）の外側の周りに形成した発電案内部（４１）の上部排水部（４２）との境界部分から放出される流速および水圧が、タービンの外側の流速案内下部ガイド（３０）と流速案内上部ガイド（４０）で発生する流速および水圧と同じ又はそれより小さくなるようにする排水空間（４５）を形成する上部排水部（４２）が水平方向に長く形成され、ブレード（２０）を通過した水の流れ方向が屈曲した後にも一直線に流れるようにし、上側には、水中に潜水した状態で上側へ流れる水の流速が正常に移動するように案内する流線型のガイド上部案内部（４３）を形成することを特徴とする、請求項１に記載の河川用水力発電装置。
【請求項４】
前記流速案内上部ガイド（４０）は、前方にゲート回転軸（５４）で角度が調節され、タービン（１０）へ供給される水の流速および供給量を制御することにより、タービン（１０）の角速度を高めて回転エネルギーを極大化させる調節ゲート（５０）をさらに設置し、
前記調節ゲート（５０）は、前方上側でゲート軸（５１）と連結されるシリンダー軸（５３）がゲート調節シリンダ（５２）を介してタービン軸（１１）に連結されて角度が調節されるように設置することを特徴とする、請求項１に記載の河川用水力発電装置。
【請求項５】
前記案内ガイド（７０）は、流速案内下部ガイド（３０）と流速案内上部ガイド（４０）の両側に設置され、タービン（１０）の両側に突出し、固定軸（２１）の先端が固定ブッシング（１５）で連結されたタービンカバー（１６）が回転可能に結合し、タービン軸（１１）が貫通して回転するように設置することを特徴とする、請求項１に記載の河川用水力発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、河川用水力発電装置に係り、さらに詳しくは、水の流れる河川またはダムの水中に潜水するように設置した状態で、水の流速をタービン装置の内部へ誘導して回転するタービンで電力を生産し、流入する水の量を調節することにより、環境にやさしいエネルギーを活用することができ、落差の少ない場所のように様々な場所に設置することができ、必要に応じて大きさを小型化、大型化および多様化することができるようにする、河川用水力発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電力の生産方法には、火力発電、原子力発電、水力発電、太陽光発電、風力発電、潮力発電などがある。火力発電および原子力発電は、熱により発生した蒸気で発電機内のタービン（ｔｕｒｂｉｎｅ）を回転させて電気を発生させるものであり、水力発電は、ダムに貯水された水の落差によってタービンを回転させて電気を発生させるものである。
【０００３】
しかし、火力発電は、石炭または石油などの化石燃料をエネルギー源（ｅｎｅｒｇｙ  ｓｏｕｒｃｅ）として用いるもので、発電所の建設費は比較的安いものの、化石燃料などの埋蔵量に限界があって漸次枯渇しつつあるうえ、環境を汚染させるという問題点がある。
【０００４】
また、原子力発電は、ウランなどの放射性物質を核分裂させるときに発生する膨大な量の熱をエネルギー源として使用するもので、発電容量は大きいものの、放射能による環境汚染が深刻であるという問題点がある。
【０００５】
したがって、古くから環境汚染を防止しながらも発電することが可能な水力発電およびその利用についての実質的な装置の開発のための研究および努力が行われてきた。
【０００６】
ところが、従来の水力発電装置は、高落差の地形を利用するので、地理的環境を利用するか、或いは高いダムの落差を得るために莫大な土木構造を必要とした。
【０００７】
このような高落差の構造障壁により、発電所の上流と下流は互いに生態的に連結が遮断される現象を回避することができず、従来の水力発電は、概ね傾斜のある山間地域に位置して、受給者が集まっている都心とは遠い距離なので、電気の輸送施設費用が多くかかる。
【０００８】
このために低落差および緩やかな流速で使用できるようにした技術が開示されている特許文献１は、地面に設置される支持部材同士の間に、低落差および水の流速に応じて回転する回転体を設置して発電を行う方式であって、効率の良い発電が予想されるが、設置場所が地面に限定されているので実用性に乏しいという欠点がある。
【０００９】
一方、低落差および緩やかな流速で使用できる浮遊式水力発電装置は、様々な種類が提示されているが、次の問題により実際の使用には制限的である。
【００１０】
特許文献２は、浮遊する構造物に複数の水車を設置し、水車の半分以下を水に潜水させて発電を行う形態であって、浮遊施設に比べて水車の効率が相対的に低い構造なので非効率的である。
【００１１】
特許文献３は、浮遊体を両側に浮かべ、それらの間に水車を設置する構造の発電方式であって、施設費用を相対的に減らし、効率の良い発電が予想されるが、構造的な安定性や実現性の面で浮遊体の固定および水車との構造的結合技術が詳細に提示されておらず、不安定な要素が多い。
【００１２】
特許文献４は、浮遊するバージ（はしけ）形の構造物に水車を設置して、水面の下の水車が動力を発生して発電する方式の技術であって、浮遊バージの施設は安定しているが、バージの固定および低流量の場所に適さない面がある。
【００１３】
このように、現在までの浮遊形態の構造物に水車を設置する方式の水力発電装置は、浮遊体の施設費用や浮遊体による動力損失など、実用性および効率の面で不十分な点が多いと思われる。
【００１４】
近年では、かかる問題点を解決するために、多くの水力および潮力発電施設が登場している。このような理由から、発電エネルギーの原価を節約するために人工貯水池を設けて落差を利用した水力発電設備がたくさんできている。
【００１５】
特に、緩やかな傾斜地形の河川は、ゆっくりと流れるので、現在、これを利用した発電に多くの困難さがあり、そのような発電施設は、効率に劣るという問題点によりほぼないのが実情である。
【００１６】
これにより、落差があまり大きくない地形の緩やかな流れの水流および幅を利用して、様々な環境変化にも適切に使用することができる低落差を利用した水力発電装置についての研究開発が求められている。
【００１７】
本発明において、河川は、水が自然に流れる非常に狭い或いは比較的広い河川や、人工的に水が流れるように形成した水路などのように流速が発生して水が流れる範囲をすべて含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】韓国公開特許第１０−２０１０−０１０４６９４号公報
【特許文献２】韓国登録実用新案第２０−０３２９７８５号公報
【特許文献３】韓国登録実用新案第２０−０４１５７３３号公報
【特許文献４】韓国登録実用新案第２０−０４１５７４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
そこで、本発明は、かかる従来の欠点を解消するためになされたもので、その目的は、水の落差が比較的小さい低落差の河川に水力タービンを設置して、一般に水中に潜水させた状態でタービンを回転させるようにすることにより、環境にやさしいエネルギーを活用した水力発電装置を提供することにある。
【００２０】
本発明の他の目的は、河川の底、および河川の底から一定の高さで突出した位置に設置され、河川の幅に応じて様々な個数または幅で多様に設置されるようにすることにある。本発明の別の目的は、水の流速および量を調節して発電に必要な水の量を供給することにより、効率の良い発電が行われるようにすることにある。
【００２１】
本発明の別の目的は、水の量を調節してタービンおよびブレードに加わる流速および圧力を調節することにより、角速度を高めて回転エネルギーを極大化させて高効率の発電が行われるようにすることにある。
【００２２】
本発明の別の目的は、流速とタービンおよびブレードの移動方向が一致して高い効率を得て、高効率の発電が行われるようにすることにある。
【００２３】
本発明の別の目的は、タービンのブレード数および半径を調節して同じ流速で角速度を高めることにより、高効率の発電が行われるようすることにある。
【００２４】
本発明の別の目的は、ブレードの先端と発電案内部との間に一定の間隔による速度水頭を作り、複数のブレードに同じ圧力を発生させて回転軸にブレード数に相応する回転力を発生させることにより、高効率の発電が行われるようにすることにある。
【００２５】
本発明の別の目的は、タービンの出口に関するもので、排水空間から放出される流速および水圧がタービンの外部の流速および水圧と同じかそれより小さくなるようにして、流量が容易にタービンから放出されるようにすることにより、高効率の発電が行われるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
本発明は、コンクリートベースの上側に一定の間隔で設置する高さ調節ガイドと、前記高さ調節ガイドに前方と後方が連結される案内ガイド同士の間に設置し、上側の流速案内部の先端にブレード案内部を形成する流速案内下部ガイドと、前記流速案内下部ガイドにタービン軸を設置し、外周部にブレード溝を形成するタービンと、前記ブレード溝内でタービンを貫通する固定軸に連結し、流速で展開されながらタービンを回転させるブレードと、前記流速案内下部ガイドの上側で高さ調節ガイドに連結した案内ガイド同士の間に設置し、タービンの外周部からブレードが展開されながら移動する発電案内部を有する流速案内上部ガイドとを含んでなる河川用水力発電装置において、前記発電案内部は、タービンの外周部から一定の間隔を有し、ブレードが展開された状態で移動しながら発電案内部とブレードの先端との間に一定の間隔で空隙による速度水頭を作ってタービンに回転力を与え、発電案内部の内部空間で各ブレードに同じ流量と圧力を発生させ、水の流速とブレードの移動方向が一致してタービンを回転させることで効率を得て発電が行われるように設置し、前記発電案内部を通過して排水空間から放出される流速および水圧が、タービンの外側の流速案内下部ガイドと流速案内上部ガイドで発生する流速および水圧と同じかそれより小さくなるようにして、流量が容易にタービンから放出されるように設置することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明は、水の落差が比較的小さい低落差の河川に設置し、一般に水中に潜水させた状態で流速によってタービンを回転させるようにすることにより、環境にやさしいエネルギーを活用した水力発電装置を提供する効果がある。
【００２８】
本発明は、河川の底、および河川の底から一定の高さで突出した位置に設置され、設置高さの調節が可能であり、河川の幅に応じて様々な個数または幅で設置されて効率の高い発電が行われるようにする効果を提供する。
【００２９】
本発明は、調節ゲートによって水の流速および量を調節して発電に必要な水の量を供給し、回転するタービンにおけるブレードが流速によって展開されたり折り畳まれたりして、流速によってブレードに作用する荷重を十分に維持する剛性補強効果、および効率の良い発電が行われるようにする効果を提供する。
【００３０】
本発明は、調節ゲートの角度調節によって水の量を調節して、タービンおよびブレードに加わる流速および圧力を調節することにより、タービンの角速度を高めて回転エネルギーを極大化させることで高効率の発電が行われるようにする効果を提供する。
【００３１】
本発明は、河川における水の流速とタービンおよびブレードの移動方向が一致して高い効率を得、高効率の発電が行われるようにする効果を提供する。
【００３２】
本発明は、タービンのブレード数および半径を調節して同じ流速で角速度を高めることで高効率の発電が行われるようにする効果を提供する。
【００３３】
本発明は、ブレードの先端と発電案内部との間に一定の間隔で空隙による速度水頭を作って複数のブレードに同じ圧力を発生させ、回転するタービンの回転軸にブレード数に相当する回転力を発生させることで高効率の発電が行われるようにする効果を提供する。
【００３４】
本発明は、タービンの出口に関するもので、排水空間から放出される水の流速および水圧が、タービンの外側の流速案内下部ガイドと流速案内上部ガイドで発生する流速および水圧と同じかそれより小さくなるようにして、流量が容易にタービンから放出されるようにすることにより、高効率の発電が行われるようにする効果を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の好適な実施形態を示す設置状態斜視図である。
【図２】本発明の設置状態を示す正面図である。
【図３】本発明の設置状態を示す平面図である。
【図４】本発明の設置状態を示す側面図である。
【図５】本発明の主要部分に対する設置状態の拡大図である。
【図６】本発明のブレードがないタービンの正面図である。
【図７】本発明のブレードが折り畳まれた状態の要部拡大正面図である。
【図８】本発明のブレードが展開された状態の要部拡大正面図である。
【図９】本発明のタービンとブレードに対する結合状態の側面断面図である。
【図１０】本発明のタービンとブレードに対する結合状態の斜視図である。
【図１１】本発明を河川の底に設置した状態を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。
【００３７】
図１は本発明の好適な実施形態を示す設置状態斜視図、図２は本発明の設置状態を示す正面図、図３は本発明の設置状態を示す平面図、図４は本発明の設置状態を示す側面図である。
【００３８】
河川の底に、コンクリートからなる一定の幅、高さおよび長さのコンクリートベース６０を設置し、前記コンクリートベース６０に一定の間隔で高さ調節ガイド６１、６２を設置した後、高さ調節ガイド６１、６２の上側に、底から一定の高さを維持するように両側で案内ガイド７０を設置する。
【００３９】
前記案内ガイド７０同士の間には、流速案内下部ガイド３０と流速案内上部ガイド４０を設置する。
【００４０】
前記流速案内下部ガイド３０の中央上側には、外周部に一定の間隔で回転しながら水の流量によって自然に展開されたり折り畳まれたりするブレード２０を複数個設置したタービン１０を、タービン軸１１によって回転するように設置する。
【００４１】
前記高さ調節ガイド６２の上側には、水の流れを案内する流速案内上部ガイド４０を設置する。
【００４２】
前記流速案内上部ガイド４０の前方には、流れる水がタービン１０に流入する量および流速を制御する調節ゲート５０を設置する。
【００４３】
前記高さ調節ガイド６１には流速案内下部ガイド３０の前方が下部連結軸３５で連結され、高さ調節ガイド６２には流速案内下部ガイド３０の後方が下部連結軸３５ａで連結され、コンクリートベース６０からの高さが調節できるようにする。
【００４４】
前記流速案内下部ガイド３０は、下側が流線型になっているガイド下部案内部３１を形成して下側に水の流れが正常になされるようにする。前記流速案内下部ガイドの上側前方には、流速案内部３２が流線型に形成され、前記流速案内部３２の右側先端には、タービン１０が回転してブレード２０が折り畳まれるように弧状にブレード案内部３３が形成され、前記ブレード案内部３３の右側先端には、排水空間４５が形成されるように、水平状態または出口側に行くほど広くなる形態の下部排水部３４が形成される。
【００４５】
前記排水空間４５は、タービン１０と発電案内部４１との間隔と同じかそれよりさらに広く形成し、放出される水の流速および水圧が外部の流速および水圧と同じかそれより小さくなるようにして、流量が容易に放出されるようにする。
【００４６】
前記流速案内上部ガイド４０は、前方に調節ゲート５０がゲート回転軸５４で連結され、下側に水が流入してブレード２０を回転させる発電案内部４１を弧状に形成し、前記発電案内部４１の右側先端には、排水空間４５が形成されるように水平状態の上部排水部４２を形成し、前記調節ゲート５０の右側先端から上側へ流線型のガイド上部案内部４３を形成して水の流れが正常になされるようにする。
【００４７】
前記発電案内部４１は、ブレード２０の展開される位置から水の放出される位置にわたって同じ間隔を維持し、ブレード２０の先端と発電案内部４１との間に空隙が形成されるように設置する。前記発電案内部４１は、少なくとも２〜５個のブレード２０が位置して高効率が発生するようにする。
【００４８】
前記下部排水部３４と上部排水部４２は、比較的長く形成することで、排水空間４５へ放出される流速および水圧が外部の流速および水圧と同じかそれより小さくなるようにして、流量が外部へ容易に放出されるように設置する。
【００４９】
前記調節ゲートは、ゲート軸５１が連結されるシリンダー軸５３が突出したゲート調節シリンダー５２をタービン軸１１に連結して調節ゲート５０の開閉角度を調節することにより、タービン１０へ供給される水の量を調節することができるようにする。
【００５０】
前記タービン軸１１には減速機または発電装置を連結することにより、タービン１０の回転力の提供を受けて発電が行われるようにする。
【００５１】
前記タービン１０、流速案内下部ガイド３０および流速案内上部ガイド４０は、河川の幅に応じて複数個を設置することができ、河川の水の流れ方向に沿って連続して設置することが可能であり、水中に潜水するように設置することが好ましい。
【００５２】
図５は本発明の主要部分に対する設置状態拡大図、図６は本発明のブレードがないタービンの正面図、図７は本発明のブレードが折り畳まれた状態の要部拡大正面図、図８は本発明のブレードが展開された状態の要部拡大正面図、図９は本発明のタービンとブレードに対する結合状態の側面断面図、図１０は本発明のタービンとブレードに対する結合状態の斜視図である。
【００５３】
タービン１０は、円形からなり、一定の間隔でブレード２０が引っかかることなく一定の角度で折り畳まれるようにするブレード溝１２を形成し、前記ブレード溝１２の一側には、コーナー部分がラウンドになっている「Ｌ」状の剛性補強溝１３を形成する。
【００５４】
前記タービン１０に形成した剛性補強溝１３には、固定軸２１が貫通した後、ブレード２０が回転可能に結合するが、
【００５５】
前記タービン１０の両側に設置したタービンカバー１６に固定軸２１が結合して固定ブッシング１５で連結され、前記固定軸２１の外周部には遊動ブッシング２２が結合してブレード２０が回転するようにする。前記剛性補強溝１３は、ブレード２０が立ち上がる場合に補強部２３と後方および下側で一致する結合状態を提供するように形成する。
【００５６】
前記固定ブッシング１５と遊動ブッシング２２は小型の場合に適用する。前記固定ブッシング１５と遊動ブッシング２２の代わりに、固定軸２１にベアリングを使用することができる。
【００５７】
前記タービン１０は、ブレード２０が折り畳まれて回転移動するようにするためにブレード案内部３３との間隔は狭く、流入する水によってブレード２０が展開されて回転が行われるようにするために発電案内部４１との間隔は広く形成されるように設置する。
【００５８】
前記ブレード２０は、補強部２３から垂直に突出してから先端では上方に流線型となるように延び、前記補強部２３ではラウンド状に延びた後、ブレード溝１２と一致するように垂直に突出し、前記ブレード溝１２の先端では下側に傾くように形成され、外側先端は折り畳まれた状態でブレード溝１２の外側に一部が突出し、流速によって回転して展開されるか或いはブレード案内部３３にひっかかって折り畳まれるように設置する。
【００５９】
前記ブレード２０の幅、高さおよび大きさは、河川および設置位置の流速と発電量に応じて多様に調節することができる。
【００６０】
前記ブレード２０の展開される位置から水の放出される位置にわたる発電案内部４１が同じ間隔を維持し、ブレード２０の先端と発電案内部４１との間に一定の間隔を置く空隙を介して速度水頭を作って複数のブレード２０に同じ圧力を発生させるようにする。
【００６１】
図１１は、本発明を河川の底に設置した状態を示す正面図である。流速案内下部ガイド３０は、コンクリートベース６０に下側の流速案内下部案内部３１が接触して固定される形態で河川の底に設置するが、高さ調節ガイド６１、６２に下部連結軸３５、３５ａで高さが調節されるように設置して、底面から発生する水圧を活用し得るようにし、残りの構成要素は、図１乃至図９に示したのと同様の構成にして電力を生産するように設置する。
【００６２】
このような構成からなる河川用水力発電装置は、河川の底にコンクリートベース６０を設置して一定の間隔で高さ調節ガイド６１、６２を設置した後、下部連結軸３５、３５ａに設置した案内ガイド７０同士の間に流速案内下部ガイド３０を設置し、前記流速案内下部ガイド３０のブレード案内部３３にはタービン１０をタービン軸１１で回転可能に設置し、高さ調節ガイド６２には、上部連結軸４４を用いて設置した案内ガイド７０同士の間に流速案内上部ガイド４０を設置するものである。
【００６３】
前記流速案内下部ガイド３０と流速案内上部ガイド４０の設置高さは、河川の状態に応じて多様に調節することができ、河川の幅に応じて直列に連続して複数個を設置することができ、設置位置も現場の状況に応じて多様に調節することができる。
【００６４】
本発明の河川用水力発電装置を設置すると、河川において水の深さ、幅および傾斜度による様々な流速が発生し、必要に応じてダムを設置し、ダムの堤防の端部やダムの後方などの様々な位置に必要な幅および個数を決定することが可能であり、流速による発電の効率が現れる場合には連続して設置することが可能である。よって、低落差を利用した河川で、環境にやさしいエネルギーを活用した水力発電が可能である。
【００６５】
本発明は、河川に設置した状態で、流速案内下部ガイド３０の流速案内部３２による流線型の形状に沿って水がタービン１０の前方と上方に案内され、流速案内上部ガイド４０の前方に設置した調節ゲート５０を制御することにより、水がタービン１０へ供給される量を調節するように誘導および案内する。
【００６６】
前記調節ゲート５０の角度調節によって水の流速および量を調節して、発電に必要な水の量を供給するので、高効率の発電が行われるのである。
【００６７】
前記流速案内部３２と調節ゲート５０の設置による水がタービン１０の前方上側に供給されると、流速に応じて、タービン１０の外周部に先端が露出するように設置したブレード２０が、ブレード溝１２に折り畳まれた状態から立ち上がる。
【００６８】
ブレード２０は、固定軸２１を介してブレード溝１２の内部に設置された状態でブッシング２２を介して回転可能に設置されているので、流速に応じて回転し、発電案内部４１の内部で立ち上がった状態を提供し、河川の流速と一緒にブレード２０を移動させる動力源が発生し、タービン１０を連続して回転させる回転動力源を提供する。
【００６９】
前記ブレード２０がブレード溝１２から立ち上がると、補強部２３と剛性補強溝１３が、「Ｌ」状にコーナー部分がラウンドとなるように一致した状態を提供するので、補強部２３は、剛性補強溝１３の後方と底部などの２方向で一致した状態を提供することにより、ブレード２０に流速により提供される荷重が作用する場合でも安定して回転力を提供することが可能な剛性補強効果を提供する。
【００７０】
すなわち、ブレード２０の幅と高さは多様に適用することが可能であり、ブレードはタービン１０の外周部において固定軸２１に設置した状態でブッシング２２を介して回転可能に設置し、ブレード２０の幅を広くする場合には補強部２３の広い幅と剛性補強溝１３の広い幅で均一に分布する荷重が作用するので、ブレード２０とタービン１０に無理を与えることなく発電することができる。
【００７１】
さらに詳しくは、調節ゲート５０の角度を調節することにより水の量を調節して、ブレード２０に加わる流速および圧力を調節することにより、タービン１０の角速度を高めて回転エネルギーを極大化させることで高効率の発電が行われるようにする。
【００７２】
前記ブレード２０とタービン１０は、材質による効率が様々に現れる現象が発生するが、比較的軽くて強い金属材質を使用することが好ましい。
【００７３】
前記ブレード２０は、発電案内部４１の弧状形態を通り過ぎながら流速で展開されてタービン１０の回転動力源を提供し、発電案内部４１を通り過ぎるとブレード案内部３３に到達しながら、ブレード２０の回転方向で一部分が引っかかって自然に折り畳まれてブレード溝１２に折り畳まれた状態でブレード案内部３３を通過し、動力が消耗しないようにタービン１０と一緒に回転する。
【００７４】
特に、水の流速とブレード２０の移動方向が一致してタービン１０を回転させるので、高い効率を得て高効率の発電が行われるようにし、
タービン１０に設置するブレード１０の数および半径を調節して同じ流速で角速度を高めることで高効率の発電が行われるようにし、ブレード１０の先端と発電案内部４１との間に一定の間隔による速度水頭を作り、発電案内部４１の内部で展開された状態で水圧を受けるブレード２０に同じ圧力を発生させ、前記ブレード２０の２〜５個が発電案内部４１で展開された状態で回転しながら、タービン軸１１に展開されたブレード２０の数に相応する回転力を発生させて高効率の発電が行われるようにする。
【００７５】
前記速度水頭についてさらに詳細に説明すると、前記発電案内部４１は、タービン１０の外周部から一定の間隔を有し、ブレード２０が展開された状態で移動しながら発電案内部４１とブレード２０の先端との間に一定の間隔を維持するので、速度水頭を作ってタービン１０に回転力を与え、発電案内部４１の内部空間で各ブレード２０に同じ流量と圧力を提供するので、一つのブレード２０に加わる流量と流速によって、発電案内部４１の内部に３つのブレード２０が展開された状態で回転する場合には従来に比べて３倍の強い回転力を提供して高効率の発電を提供する。
【００７６】
前記発電案内部４１を通過した水は、下部排水部３４と上部排水部４２との間である排水空間４５を通過した後に抜け出し、下部排水部３４と上部排水部４２を比較的長く形成することで、ブレード２０を通過した水の流れ方向が屈曲した後にも一直線に流れるようにし、排水空間４５を抜け出す水が外部の流速および水圧と同じかそれより小さくなるようにして外部へ容易に抜け出すようにする。
【００７７】
前記排水空間４５は、流速案内下部ガイド３０と流速案内上部ガイド４０の設置位置に応じて高さを調節することができるので、水中に潜水するように設置したタービン１０が、水中で最も速い流速および水圧を利用し得るようにして、効率を向上させることができる。
【００７８】
前記流速案内下部ガイド３０は、流速案内部３２を介して水がタービン１０の方向に正常に供給されるように案内し、ガイド下部案内部３１は、コンクリートベースの上側に流れる水の流速が影響されることなく正常に移動するように案内する。
【００７９】
前記流速案内上部ガイド４０は、ガイド上部案内部４３が水中に潜水した状態で上側に流れる水の流速が影響されることなく正常に移動するように案内し、調節ゲート５０は、タービン１０へ供給される水の量および流速を調節する。
【００８０】
前記調節ゲート５０は、タービン軸１１に設置したゲート調節シリンダー５２が駆動されてシリンダー軸５３を前進および後進させるにつれて、調節ゲート５０のゲート軸５１の位置を回転移動させることで、ゲート回転軸５４を基準に回転移動する角度が制御され、上昇する場合には水の量を増やし、下降する場合には水の量を減らす方法で水の量および流速を制御して、タービン１０が最適な効率を出して発電し得るように調節する。
【００８１】
前記タービン軸１１の一方の先端にはギアを設置することで、得られた発電動力を所望の場所へ供給し得るようにするか、発電装置を連結して電気を発電した後で所望の場所へ供給し得るようにする。
【００８２】
一方、本発明は、図１０に示すように、コンクリートベース６０に一致するように設置する場合、河川の底を流れる流速を利用して発電が行われるようにする。コンクリートベース６０の上部高さと流速案内部３２の前方高さとが一致して、流速がそのままタービン１０に進入するようにする。流速案内上部ガイド４０の前方に設置する調節ゲート５０は、ゲート調節シリンダー５２とシリンダー軸５３の制御に基づいて傾斜角度が調節されながら、タービン１０への進入水量を調節することができる。よって、流速に応じて調節ゲート５０の傾斜角度を調節して、流速の遅い場合には水の流入量を増やして流速および圧力を向上させることで、発電に最適な流速および圧力を提供して高効率の発電が行われるようにする。
【００８３】
以上、本発明の好適な実施形態によって提案された詳細は、記載された内容に限定されるものではなく、当該技術分野における通常の知識を有する者が多様に変形実施し得るのは当たり前のことであり、それらの変形実施もすべて特許法が定める類似技術の範囲を外れるものではないだろう。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明は、流速が発生する河川の幅と深さにあまり影響されないように設置した後、調節ゲートから水の供給量を調節して発電するタービンを設置することにより、環境にやさしいエネルギーを活用した、電力を効率よく生産することができるようにする非常に有用な発明を提供する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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