(57)【要約】  本発明による管路タービンを利用した水力発電装置は、発電のための流量が内部に通過される管路（２２）の中央に貫通される駆動軸（２）と、前記駆動軸（２）を支持しながら回転自在に設置され、前記管路（２２）の内側面に向かってアーム（６）が延長される管路支持台本体（４）と、前記管路支持台本体（４）の間で前記駆動軸（２）に固定されて流量移動によって回転されるプロペラ（７）と、前記管路支持台本体（４）の間で前記駆動軸（２）とともに回転される内歯（８）と、前記内歯（８）に動力伝達手段を通じて回転力が伝達されて、前記管路（２２）の外部でシャフト（１５）とともに駆動される外歯（１３）と、前記外歯（１３）とシャフト（１５）との回転力が伝達されて電気を発電させる発電機（１０）とを含んで構成される管路タービンユニット（１００）を少なくとも２つ以上多段に直列配置されることを特徴とする。
2021535977.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電のための流量が内部に通過される管路（２２）の中央に貫通される駆動軸（２）と、
前記駆動軸（２）を支持しながら回転自在に設置され、前記管路（２２）の内側面に向かってアーム（６）が延長される管路支持台本体（４）と、
前記管路支持台本体（４）の間で前記駆動軸（２）に固定されて流量移動によって回転されるプロペラ（７）と、
前記管路支持台本体（４）の間で前記駆動軸（２）とともに回転される内歯（８）と、
前記内歯（８）に動力伝達手段を通じて回転力が伝達されて前記管路（２２）の外部でシャフト（１５）とともに駆動される外歯（１３）と、
前記外歯（１３）とシャフト（１５）の回転力が伝達されて電気を発電させる発電機（１０）と、を含んで構成される管路タービンユニット（１００）を少なくとも２つ以上多段に直列配置されることを特徴とする管路タービンを利用した水力発電装置。
【請求項２】
前記管路（２２）の下端部には蛇腹管構造からなるフレキシブル管（１８）がさらに延設されることを特徴とする請求項１に記載の管路タービンを利用した水力発電装置。
【請求項３】
前記各管路支持台本体（４）の各先端部位置には前記駆動軸（２）と一体に結合された圧力支持台（３）が設置され、
前記管路支持台本体（４）と前記圧力支持台（３）との接触部の間にはスラストベアリング（２６）が構成されることを特徴とする請求項１に記載の管路タービンを利用した水力発電装置。
【請求項４】
前記複数の管路タービンユニット（１００）が多段に連続配置されるその外側には補助管路システム（２００）がさらに設置されることを特徴とする請求項１に記載の管路タービンを利用した水力発電装置。
【請求項５】
前記補助管路システム（２００）は、
補助管路（３３）と、
シリンダー装置（３１）によって前記管路タービンユニット（１００）の方と前記補助管路（３３）の方に位置転換される管路転換弁（３０）によって流路を転換させる管路転換弁本体（３５）と、をさらに含んで構成されることを特徴とする請求項４に記載の管路タービンを利用した水力発電装置。
【請求項６】
前記補助管路システム（２００）は、
前記管路転換弁本体（３５）の上方で前記管路（２２）及び補助管路（３３）にそれぞれ連結される２つのドレーン管路（２９）（３４）と、
前記管路転換弁本体（３５）の下方で前記管路（２２）及び補助管路（３３）にそれぞれ連結される２つの充填管路（３２）（３６）と、
前記２つのドレーン管路（２９）（３４）から選択的に水はドレーンするように連結される排出導水管（４４）と、
前記２つの充填管路（３２）（３６）に選択的に水を充填させるように連結される充填導水管（４２）と、を含んで構成されることを特徴とする請求項５に記載の管路タービンを利用した水力発電装置。
【請求項７】
前記管路支持台本体（４）のアーム（６）は平板状にして、流線に抵抗する断面積は最小化し、軸方向の長さは前記管路（２２）の半径より大きい長さにすることを特徴とする請求項１に記載の管路タービンを利用した水力発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は管路タービンを利用した水力発電装置に関し、さらに詳しくは、導水管路に管路タービンを多段に直列設置して低費用で多くの電力を生産することができ、電力の品質保持と安定的な供給が可能な水力発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、電力を生産する主な方法は、水力を利用した水力発電、化石燃料を利用した火力発電、及び原子力を利用した原子力発電などがある。
【０００３】
火力発電と原子力発電は環境的問題により先進国などで多くの規制を受けている一方、水力発電はタービンを用いて水の位置エネルギーを運動エネルギーに変換した後電力を生産するので、汚染物質の排出や環境的危険性がなくて環境にやさしい発電と見なされている。
【０００４】
ただ、水力発電は土木工事及び大規模の設備投資が必要であるので、主に発電用ダムまたは多目的ダムで大型のタービンと発電機を設置する方式で具現されている。従って、水力発電のためのシステムの構築には莫大な費用の投資が先行されなければならなく、気候変化などによって淡水量が増加したり縮小される状況に適切に対応しにくいという問題がある。
【０００５】
また、小規模ダムや貯水池のように、流量の小さい所に大型で高価のタービンと発電機を設置することは非効率的で、水力発電が適用されにくい実情である。また、大型タービンと発電機を設置する空間が不足したり空間がない状況ではさらにそうである。
【０００６】
一方、無停電電源（ｕｎｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｂｌｅ  ｐｏｗｅｒ  ｓｕｐｐｌｙ：ＵＰＳ）を構築したり発電された電力を貯蔵するためにＥＳＳ（Ｅｎｅｒｇｙ  Ｓｔｏｒａｇｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）を用いる。ＥＳＳは過剰生産された電力や常用電力を貯蔵しておき、一時的に電力が不足したり断電された時に電力を提供する。ＥＳＳは主にバッテリーを用いるバッテリータイプで、リチウムイオンなどを用いるが、このような素材の価格がますます上昇することにより経済性が低くなり、高価化される実情である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】大韓民国実用新案登録第２０−０４７８７４８号公報（登録日２０１５年１１月５日）
【特許文献２】先行技術２：大韓民国特許登録第１０−１８６８９７３号公報（登録日２０１８年６月１２日）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、低費用で効率的な電力生産が可能な水力発電装置を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、小さな流量でも効率的な電力生産が可能な水力発電装置を提供することにある。
【００１０】
また、本発明の他の目的は、水の位置エネルギーによるＥＳＳの構築に利用可能な水力発電装置を提供することにある。
【００１１】
また、本発明のまた他の目的は、故障や整備要因などが発生しても発電装置全体を止めなくても取り替えや整備が可能で、安定的に電力を供給することができる水力発電装置を提供することにある。
【００１２】
本発明のまた他の目的は、既存の水力発電装置に対して追加増設が容易な水力発電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一様相による管路タービンを利用した水力発電装置は、発電のための流量が内部に通過される管路２２の中央に貫通される駆動軸２と、前記駆動軸２を支持しながら回転自在に設置され、前記管路２２の内側面に向かってアーム６が延長される管路支持台本体４と、前記管路支持台本体４の間で前記駆動軸２に固定されて流量の移動によって回転されるプロペラ７と、前記管路支持台本体４の間で前記駆動軸２とともに回転される内歯８と、前記内歯８に動力伝達手段を通じて回転力が伝達されて前記管路２２の外部でシャフト１５とともに駆動される外歯１３と、前記外歯１３とシャフト１５の回転力が伝達されて電気を発電させる発電機１０と、を含んで構成される管路タービンユニット１００を少なくとも２つ以上多段に直列配置されることを特徴とする。
【００１４】
上記した管路タービンを利用した水力発電装置において、前記管路２２の下端部には蛇腹管構造からなるフレキシブル管１８がさらに延設されることができる。
【００１５】
上記した管路タービンを利用した水力発電装置において、前記各管路支持台本体４の各先端部位置には前記駆動軸２と一体に結合される圧力支持台３が設置され、前記管路支持台本体４と前記圧力支持台３との接触部の間にはスラストベアリング２６が構成されることができる。
【００１６】
上記した管路タービンを利用した水力発電装置において、前記複数の管路タービンユニット１００が多段に連続的に配置されるその外側には補助管路システム２００がさらに設置されることができる。
【００１７】
上記した管路タービンを利用した水力発電装置において、前記補助管路システム２００は、補助管路３３と、シリンダー装置３１によって前記管路タービンユニット１００の方と前記補助管路３３の方に位置転換される管路転換弁３０によって流路を転換させる管路転換弁本体３５と、を含んで構成されることができる。
【００１８】
上記した管路タービンを利用した水力発電装置において、前記補助管路システム２００は、前記管路転換弁本体３５の上方で前記管路２２及び補助管路３３にそれぞれ連結される２つのドレーン管路２９、３４と、前記管路転換弁本体３５の下方で前記管路２２及び補助管路３３にそれぞれ連結される２つの充填管路３２、３６と、前記２つのドレーン管路２９、３４から選択的に水はドレーンするように連結される排出導水管４４と、前記２つの充填管路３２、３６に選択的に水を充填させるように連結される充填導水管４２と、をさらに含んで構成されることができる。
【００１９】
上記した管路タービンを利用した水力発電装置において、前記管路支持台本体４のアーム６は平板状にして、流線に抵抗する断面積は最小化し、軸方向の長さは前記管路２２の半径より大きい長さにすることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明による管路タービンを利用した水力発電装置では低価でありながら小型のプロペラ７、発電機１０などを利用して管路タービンユニット１００を構成することができ、これを管路２２の代わりに多段に設置することにより、低費用でも大きい電力を生産することができ、必要なだけ設置台数を容易に増減することができるという長所がある。
【００２１】
また、本発明による管路タービンを利用した水力発電装置は導水管路５０の口径より若干小さい口径の装置を導水管路５０の代わりに設置するので、効率的な電力生産が可能であり、設置空間が節約されるという長所がある。
【００２２】
また、本発明による管路タービンを利用した水力発電装置を利用すれば、人工貯水槽４９、５９の間に多段に設置することによって水の位置エネルギーによるＥＳＳの構築が可能であるという長所がある。
【００２３】
また、本発明による管路タービンを利用した水力発電装置は、故障された区間の管路タービンユニット１００の取り替えまたは修理が容易で、この過程で大部分の電力の供給が遮断されず、安定的な電力の供給が保持されることができるという長所がある。
【００２４】
また、本発明による管路タービンを利用した水力発電装置は、管路配管を組み立てる方法で簡単に発電装置の設置が可能であるという長所がある。
【００２５】
また、本発明による管路タービンを利用した水力発電装置は、ダムや水力発電所ダム、揚水発電所上部貯水池などの従来の施設を利用して少ない流量でも発電容量を大幅に増大させることができる。従って、環境に対する毀損がなく、発電過程で環境汚染物質を全く排出しない清浄エネルギーを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施例による管路タービンユニットの構成を示す斜視図。
【図２】図１の縦断面図。
【図３】図１の平面図。
【図４】本発明の一実施例による管路タービンユニットが固定フレームによって支持される状態を示す平面図。
【図５】本発明の一実施例による管路タービンユニットにボールチェンが通過される位置に穴と、固定台設置用ボルト穴が開けられている状態を示す要部図。
【図６】管路支持台本体と固定台が分解された状態を示す平面図。
【図７】複数の管路タービンユニットが多段に配置される状態を示す装置図。
【図８】エアベントが備えられたエアベント管の構成を示す断面図。
【図９】本発明の補助管路が配管された状態を例示した全体装置図。
【図１０】図９の要部拡大図。
【図１１】補助管路と管路タービンユニットの入口を開閉する管路転換弁の設置状態を示す要部平面図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の目的、特定の長所及び新規特徴は添付された図面と係る以下の詳細な説明と実施例からより明らかになり得る。本明細書において各図面の構成要素に参照番号を付け加える際に、同一構成要素に限ってはたとえ違う図面上に表示されてもできるだけ同じ符号を付けるようにしていることに留意すべきである。
【００２８】
また、本発明を説明する際に、係わる公知技術に対する具体的な説明が本発明の要旨を不必要に曖昧にする虞があると判断される場合、その詳細な説明は省略する。添付図面において、一部構成要素は誇張されたり省略されたりまたは概略的に示しており、各構成要素の大きさは実際の大きさを全面的に反映するのではない。
【００２９】
以下、添付された図面を参照して本発明の実施例について詳しく説明する。
【００３０】
本発明の好ましい実施例による管路タービンを利用した水力発電装置はダムや揚水によって確保された水の落差と流量で水力発電ができるようにする。
【００３１】
一つの長さ方向に延長された導水管路に管路タービンユニット１００を多段に連続して設置し、各管路タービンユニット１００ではダムや揚水によって確保された流体（水）の位置エネルギーを運動エネルギーに変換し、運動エネルギーを電気エネルギーに変換する。従って、管路タービンユニット１００それぞれの発電容量を合わせば総発電容量を大容量に増大させることができる。
【００３２】
管路タービンユニット１００で流体（水）が移動する管路２２の中央に設置される駆動軸２は管路支持台本体４によって支持されることにより、駆動軸２の回転運動が安定的に持続されることができるようにする。
【００３３】
管路支持台本体４は同じ長さからなる数個（好ましくは４つ）のアーム６を通じて管路２２の内側面に支持された状態であり、アーム６は管路２２の外側面に位置される固定台５と複数のボルトで締結されて管路２２と駆動軸２が同軸を保持した状態で駆動軸２の回転を安定的に支持することができるようにする。
【００３４】
管路支持台本体４は例えば２つに分割された状態で、そのフランジに複数のボルトで締結されて組み立てられ、内部にベアリング２６、２７が設置された状態で円筒状に組み立てられる。
【００３５】
管路支持台本体４と駆動軸２との接触部には、例えば３つのベアリング２７を構成し、それによって駆動軸２の回転を支持している。特に、管路支持台本体４と圧力支持台３の接触部との間にはスラストベアリング２６を構成して管路支持台本体４に対して軸方向の荷重を加えている圧力支持台３及び駆動軸２が抵抗なしに回転しながら支持されることができるようにする。
【００３６】
駆動軸２の一番先端は水頭の抵抗を減少するために、半円状または鋭いコーン状に成形し、各管路支持台本体４の先端側には圧力支持台３が駆動軸２と一体に結合されるように設置されて、駆動軸２などの荷重が各管路支持台本体４によって支持されるようにし、上記したスラストベアリング２６によって回転が自在な状態で支持されるようにする。
【００３７】
圧力支持台３は各管路支持台本体４の先端側ごとに設置されるが、管路２２に流れる流体の流速が早くて流量が多い場合、圧力が大きくなるので、管路支持台本体４を図面のように３ヶ所に設置して駆動軸２を安定的に支持し、圧力が分散されるようにした。
【００３８】
また、管路支持台本体４のアーム６は平板状にして流線に抵抗する断面積は最小化し、軸方向の長さは少なくとも管路２２の半径より大きい長さにして、プロペラ７によって撹乱された流線を再び直して発電効率を向上させることができるようにする。
【００３９】
管路支持台本体４の間には一つまたは複数のプロペラ７が設置されて、管路２２の内部で流量が流れると、流量状態量（落差、流量、流速）エネルギーによってプロペラ７とともに駆動軸２が回転されるようにする。例えば、図面には２つの２枚羽プロペラ７が直列に駆動軸２に設置されていることになっているが、４枚羽プロペラ７が１つまたは２つが設置されるなど多様な実施形態が可能である。
【００４０】
プロペラ７によって流体が有するエネルギーの一部は回転運動エネルギーに転換されて内歯８と外歯１３を通じて発電機１０を駆動させることができる。駆動軸２には内歯８が一緒に駆動されるように管路２２の内部で駆動軸２に固設され、管路の外部には内歯８の回転力が伝達されて一緒に駆動される外歯１３が発電機１０と連結されている。
【００４１】
内歯８と外歯１３を連結して回転動力を伝達するための手段としてステンレススチールワイヤからなるボールチェン１７が備えられ、いつも水が流れる管路の内部で機械的損傷や腐食の心配がなくて安定的な運転効率を達することができる。ボールチェン１７は駆動軸２の回転運動エネルギーが大きいので効果的であり、安定的な動力伝達のために図面のように２列に設置することが好ましい。一方、ボールチェン１７の代わりに他の種類のチェーンやタイミングベルトのような動力伝達手段を選択しても可能であることを明らかにしておく。
【００４２】
内歯８の両方にも管路支持台本体４が設置されて安定的に回転可能な状態で支持される。ボールチェン１７を通じて外歯１３に動力を伝達するために管路２２にはボールチェン１７が通過される位置に穴３７が開けられている（図５参照）。
【００４３】
そして、外歯１３の外側に内部の水が流出されないで外側から空気が流入されないようにケース１２で囲んで内部を密閉させる。ケース１２は複数のボルトを利用して組み立てられるようにして内部装置の組み立て、または分解を容易にする。
【００４４】
外歯１３と発電機１０は同軸で連結され、ベアリング１４によって回転自在にシャフト１１を軸支持するようになり、シャフト１１と発電機１０との間にはカップルリング１５を通じて動力が連結される。前記発電機１０は発電機支柱２４によって管路２２の外側に安定的に設置されるようにする。
【００４５】
一方、前記管路２２の下端部にはフレキシブル管１８を熔接するかフランジにボルトを締結して固定付着する。この蛇腹管構造のフレキシブル管１８は配管過程で長さの誤差を補正して配管作業が容易に行われることができるようにするだけでなく、管路タービンユニット１００が多段に設置された状態でいずれの一つを取り外して取り替えたり整備する際に便利に作業が行われることができるようにする。
【００４６】
また、装置全体に振動が発生する場合、その振動を吸収し、地震などの天災地変が発生される場合にも配管全体に衝撃が伝達されないように緩衝作用をして安定性を向上させることができるようにする。
【００４７】
このような構造からなる管路タービンユニット１００は多段に繰り返し設置され、その設置状態を安定的に保持するために管路２２の外部には底面から複数の垂直ビームとクロスビームが構造物形式になった固定フレーム４１を利用して現場で堅固に組み立て、設置するようになる（図４参照）。
【００４８】
図７のように、本発明の水力発電装置はダムや揚水によって上部貯水槽４９に流量が確保されると、多段に設置された管路タービンユニット１００の上部に連結された導水管路５０と弁６１を通じて水を落下させることによって発電機１０を通じて発電する。また、最後の管路タービンユニット１００に連結されて排出管路５７と弁６２及び排出口５８が配管され、排出口５８からの水は川や下部貯水槽５９に排出されることができる。そして、管路２２の中間には所定区間ごとにエアベント３９が備えられた複数のエアベント管３８を設置して管路２２内部の空気を外部に排出させる。
【００４９】
本発明による管路タービンを利用した水力発電装置では低価でありながら小型のプロペラ７、発電機１０などを利用して管路タービンユニット１００を構成することができ、これを管路２２の代わりに多段に設置することにより、低価でありながらもたくさんの電力を生産することができ、必要なだけ設置台数を容易に増減することができるという長所がある。
【００５０】
また、本発明による管路タービンを利用した水力発電装置は、導水管路５０の口径より若干小さい口径の装置を導水管路５０の代わりに設置するので、効率的な電力生産が可能であり、設置空間が節約されるという長所がある。
【００５１】
また、本発明による管路タービンを利用した水力発電装置を利用すれば、人工貯水槽４９、５９の間に多段に設置することにより、水の位置エネルギーによるＥＳＳの構築の可能な長所がある。
【００５２】
管路タービンユニット１００を多段に設置して発電するシステムでは、その運転効率を高め、電力生産状態を安定的に保持するために、補助管路システム２００をさらに設置した方が良い。
【００５３】
補助管路システム２００は、図９〜図１１のように、多段の補助管路３３、管路転換弁本体３５、ドレーン管路２９、３４、充填管路３２、３６を含み、ある一管路タービンユニット１００を取り替えたり修理が必要な場合、装置全体を止めないで該当の部分のみを止めてシステム全体が正常に運転することができるようにする役割を果たす。
【００５４】
即ち、図面のように管路タービンユニット１００が多段に繰り返し設置される各区間を例としてＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの５つの区間に区分し、各区間ごとに単一（図示の例）または複数の管路タービンユニット１００が構成される。
【００５５】
管路転換弁本体３５では２つの管路転換弁３０の位置移動によって、その上方の管路２２に流れる流量を下方の管路２２に流れるようにするか、その上方の管路２２に流れる流量を下方の補助管路３３に切り替えて流れるようにするか、逆にその上方の補助管路３３に流れる流量を下方の管路２２に切り替えて流れるようにするなどの管路転換機能を果たすようになる。
【００５６】
この転換弁３３はシリンダー装置３１によって位置が転換されて上方または下方にある２つの管路入口３９の中の一つを開き一つを閉めるように作動される。
【００５７】
管路タービンユニット１００が全部運転中である時には、補助管路３３の方に全ての管路転換弁３０が移動されて補助管路３３の方の通路を密閉させ、管路２２の通路全体は開かれるようになる。
【００５８】
管路転換弁本体３５の上方にはドレーン管路２９、３４が構成され、管路２２と補助管路３３にそれぞれ連結配管される。このドレーン管路２９、３４には弁４７、４８を通じて排出導水管４４が連結されて選択的に流路の開放を制御する。弁４７、４８を開放すれば排出導水管４４を通じて内部の水を外部に排出させるようになる。ドレーン管２９、３４に付着された排出導水管４４は弁４８４７を開放すれば水を排出させることができるようになり、この排出導水管４４は川や下部貯水槽５９に連結されている。
【００５９】
また、管路転換弁本体３５の下方には充填管路３２、３６が構成され、管路２２と補助管路３３にそれぞれ連結配管される。この充填管路３２、３６には弁４６、４５を通じて充填導水管４２が連結されて選択的に流路の開放を制御する。弁４６、４５を開放すれば充填導水管４２を通じて内部に水を充填させるようになる。充填導水管４２は上部貯水槽４９に連結され、弁４３を開放すれば充填導水管４２を通じて水が流れ、普段には弁４３が閉鎖されており、管路に水を充填させる時のみ弁４３を開放させて充填が行われるようにする。
【００６０】
このように構成された本発明の水力発電装置は、ダムや揚水によって上部貯水槽４９に流量が確保されると、多段に設置された管路タービンユニット１００の上部に連結された導水管路５０を通じた水を落下させることによって発電機１０を通じて発電するようになる。
【００６１】
導水管路５０と管路タービンユニット１００との間には弁６１が配管され、各区間ごとにエアベント３９が備えられた複数のエアベント管３８が追加設置されて（図９では図示省略）管路２２の内部の空気を外部に排出させることもできる。最後に、管路タービンユニット１００は排出管路５７と弁４３及び排出口５８が連結され、排出口５８からの水は川や下部貯水槽５９に排出されることができる。
【００６２】
以下、本発明による水力発電装置の運転について説明する。
【００６３】
導水管路５０の弁６１と排出管路５７の弁６２を開く場合、管路２２の流量は排出口５８を通じて川や下部貯水槽５９に排出されながら流量の流れによってプロペラ７が回転され、ボールチェン１７によって動力が伝達される発電機１０から発電が行われる。
【００６４】
一方、多段に設置される一管路タービンユニット１００が故障された場合、装置全体の運転を止めれば、電気の供給が遮断されて運転効率が低くなり、総発電量が減少するので、これを防止するために、補助管路３３を利用した補助管路システムを通じて装置全体を止めないで該当の管路タービンユニット１００の修理や取り替えが行われることができる。
【００６５】
図面のように、管路タービンユニット１００が繰り返し設置される各区間を例としてＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの５つの区間に区分した状態で、Ｃ区間の管路タービンユニット１００を取り替え及び修理する場合について説明する。
【００６６】
Ｃ区間の発電電力を遮断し、Ｃ区間の管路タービンユニット１００に水の供給を遮断するようにＣ区間の補助管路３３に水の流れを転換させる。
【００６７】
Ｃ区間補助管路３３の流入口及び流出口を塞いていた２つの管路転換弁３０を管路タービンユニット１００の流入口及び流出口の位置に徐々に移動して遮断させるようになる。
【００６８】
この状態になれば、管路の流量はＣ区間の前方の管路転換弁本体３５の体積を通じてＣ区間の補助管路３３を通じて流れるようになり、裏側の管路転換弁３５の体積を通じて次の区間であるＤ区間の管路タービンユニット１００に流量が流れるようになる。
【００６９】
一方、これに先だち、Ｃ区間の補助管路３３に水を充填するようにすることもできる。補助管路側の充填管路３６に連結された弁４５を開放した後、充填導水管４２の弁４３を開いて上部貯水槽４９に直接連結された充填導水管４２を通じてＣ区間の補助管路３３などに水を充填することができる。
【００７０】
一方、管路を転換した後、Ｃ区間の管路タービンユニット１００を整備または取り替る前に、Ｃ区間の管路２２などに充填されている水を先に排出することができる。Ｃ区間管路タービンユニット１００の下方に配管されているドレーン管路２９に連結された排出導水管４４の弁４８を開けば水が排出管路４４を通じて排出された後、弁４８を再び閉めて管路タービンユニット１００を取り替え、または修理するようになる。
【００７１】
一方、Ｃ区間の管路タービンユニット１００の修理または取り替え後には管路転換を実施するが、補助管路３３と管路タービンユニット１００との間を転換させるようになる。
【００７２】
Ｃ区間管路タービンユニット１００の流入口と流出口を閉めていた管路転換弁３０をそれぞれゆっくり開けば、補助管路３３の流入口及び流出口の方に移動されて補助管路３３の流入口及び流出口を閉めるようになる。従って、Ｃ区間の管路タービンユニット１００も発電可能になり、発電された電力を電気系統に連結するようになる。
【００７３】
この時、再び発電を始めるためには、まず、Ｃ区間の管路タービンユニット１００の内部に水を充填することもできる。即ち、Ｃ区間充填導水管４２に構成された弁４６を開き、充填導水管４２を通じて水が充填されれば弁４６を閉める。
【００７４】
また、Ｃ区間の補助管路３３の水を排出するために、ドレーン管路３４に配管された弁４７を開けば排出導水管４４を通じて排出された後弁４７を閉める。
【００７５】
このように、管路タービンユニット１００を取り替えまたは修理する作業過程で管路の流線を転換させる時、上下に配管された管路転換弁３０を開閉する過程で同時に行われるので、次の区間であるＤ区間に流れる流量状態エネルギーには変化がなくなる。
【００７６】
このような方法で故障した区間の管路タービンユニット１００の取り替えまたは修理が完了され、この過程で大部分の電力の供給が遮断されず、安定した電力供給が保持されることができる。
【００７７】
以上、本発明は実施例を通じて詳しく説明したが、これは本発明を具体的に説明するためのもので、本発明による管路タービンを利用した水力発電装置はこれに限定されず、本発明の技術的思想内で当該分野において通常の知識を有する者によってその変形や改良が可能であることは明らかである。
【００７８】
本発明の単純な変形ないし変更は何れも本発明の領域に属するもので、本発明の具体的な保護範囲は添付された特許請求範囲によって明確になり得る。
【図１】
2021535977.tif 000003
【図２】
2021535977.tif 000004
【図３】
2021535977.tif 000005
【図４】
2021535977.tif 000006
【図５】
2021535977.tif 000007
【図６】
2021535977.tif 000008
【図７】
2021535977.tif 000009
【図８】
2021535977.tif 000010
【図９】
2021535977.tif 000011
【図１０】
2021535977.tif 000012
【図１１】
2021535977.tif 000013
【国際調査報告】
2021535977.tif 000014
2021535977.tif 000015
2021535977.tif 000016
2021535977.tif 000017