KR101027792B1 - A propeller for generator - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유체로 구동되는 발전기용 프로펠러에 관한 것으로서, 발전기 축을 회전시키는 구동 효율성을 개선되게 하고, 또한 본 발명에서 제공하는 발전기용 프로펠러는 발전기 구동축과 하우징을 각각 정 방향과 역방향으로 구동할 수 있게 한 것이다.The present invention relates to a propeller for a generator driven by a fluid, which improves the driving efficiency of rotating the generator shaft, and the generator propeller provided in the present invention is capable of driving the generator drive shaft and the housing in the forward direction and the reverse direction, respectively It is.
즉, 본 발명은 유체로 구동하는 발전기(100)에 사용하는 발전기용 프로펠러(1)에 있어서, 상기 발전기(100)의 구동축(101)과 함께 회전하도록 구동축(101)에 축 결합되며 외면에는 나선형으로 형성된 블레이드(blade)(22)가 시계방향으로 복수개 형성된 제1회전체(2)와; 상기 제1회전체(2)의 전방으로 돌출 형성한 고정축(21)과; 상기 고정축(21)에 시계방향으로 동력을 전달하도록 일방향 베어링(4)으로 조립되는 축지부(31)가 중심에 형성된 제2회전체(3)로 구성되며; 상기 제2회전체(3)는 몸체(32)의 외면에 나선형으로 형성된 블레이드(blade)(33)가 시계방향으로 복수개 형성되며, 몸체(32)의 내면과 축지부(31) 사이에는 유도 안내공(34)이 형성되게 유도 블레이드(35)를 시계방향으로 복수개 형성하거나,That is, the present invention is a propeller 1 for a generator used in a fluid driven generator 100, which is shaft-coupled to a drive shaft 101 to rotate together with the drive shaft 101 of the generator 100, A first rotating body (2) having a plurality of blades (22) formed in a clockwise direction; A fixed shaft (21) protruding forward of the first rotating body (2); And a second rotating body (3) formed at the center thereof with a shaft supporting portion (31) assembled to the fixed shaft (21) in a clockwise direction so as to be unidirectional bearings (4); A plurality of blades 33 spirally formed on the outer surface of the body 32 are formed in a clockwise direction and a guide 33 is formed between the inner surface of the body 32 and the shaft- A plurality of induction blades 35 may be formed in the clockwise direction so as to form the balls 34,
상기 발전기(100)의 구동축(101)과 함께 회전하도록 구동축(101)에 축 결합되며 외면에는 나선형으로 형성된 블레이드(blade)(22)가 시계방향으로 복수개 형성된 제1회전체(2)와; 상기 제1회전체(2)의 전방으로 돌출 형성한 고정축(21)과; 상기 고정축(21)에 시계방향으로 동력을 전달하도록 일방향 베어링(4)으로 조립되는 축지부(31)가 중심에 형성된 내측부재(36)와, 내측부재(36)에 베어링(38) 지지 되게 조립되는 외측부재(37)를 조합 구성한 제2회전체(3)로 구성되며; 상기 제2회전체(3)의 내측부재(36)와 축지부(31) 사이에는 유도 안내공(34)이 형성되게 유도 블레이드(36a)를 시계방향으로 복수개 형성하며, 외측부재(37)는 자유회전 가능하게 설치된 발전기 본체(102)에 고정되며, 외면에 나선형으로 형성된 블레이드(blade)(37a)를 반시계방향으로 복수개 형성한 것이다.A first rotating body 2 axially coupled to the driving shaft 101 to rotate together with the driving shaft 101 of the generator 100 and having a plurality of blades 22 formed in a spiral shape on the outer surface thereof in a clockwise direction; A fixed shaft (21) protruding forward of the first rotating body (2); An inner member 36 formed at the center of the shaft supporting portion 31 assembled with the unidirectional bearing 4 so as to transmit the power in the clockwise direction to the fixed shaft 21 and a bearing 38 supported by the inner member 36 And a second rotating body (3) constituted by a combination of an outer member (37) to be assembled; A plurality of guide blades 36a are formed in a clockwise direction so that guide guide holes 34 are formed between the inner member 36 and the shaft support portion 31 of the second rotating body 3, And a plurality of blades 37a formed on the outer surface of the generator body 102 and formed in a spiral shape in a counterclockwise direction.
발전기용 프로펠러, 회전체, 블레이드(blade), 발전기, 유도 안내공 Propeller for generator, rotor, blade, generator, induction guide
Description
본 발명은 유체로 구동되는 발전기용 프로펠러에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 발전기 축을 회전시키는 구동 효율성을 개선되게 하게 한 것이다.BACKGROUND OF THE
또한 본 발명에서 제공하는 발전기용 프로펠러는 발전기 구동축과 하우징을 각각 정 방향과 역방향으로 구동할 수 있게 한 것이다.Also, the propeller for a generator provided in the present invention can drive the generator drive shaft and the housing in the forward direction and the reverse direction, respectively.
공기와 물(이하에서 '유체'라 함)의 유속을 이용하는 다양한 발전기가 제공되고 있으며, 이들의 경우 발전기 혹은 발전기와 연결되는 기어박스를 구동하기 위한 수단으로 프로펠러를 사용하고 있다.A variety of generators using air and water (hereinafter referred to as "fluids") flow rates are provided, in which case propellers are used as a means to drive gearboxes connected to generators or generators.
유체를 이용하여 프로펠러를 구동하는 기술들은 다양하게 제공되고 있다.Techniques for driving a propeller using fluids are provided in various ways.
대표적인 기술로는 일본 공개특허 2002-285948호, 미국 공개특허 2004/0183310호, 2008/238105호 등이 있다.Representative technologies are disclosed in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2002-285948, Laid-Open Patent Publication No. 2004/0183310, and 2008/238105.
상기에서 언급한 선행기술들은 발전기 축에 결합된 프로펠러의 구동력을 향상시킬 목적으로 나팔관형상의 유도관을 설치하고, 유도관 내측으로 나선을 형성하 여 공급되는 유체의 속도와 압력을 증가시킨 상태에서 프로펠러를 구동하는 기술이다.In the above-mentioned prior arts, in order to improve the driving force of a propeller coupled to a generator shaft, a trumpet-shaped induction pipe is installed, and a spiral is formed inside the induction pipe to increase the speed and pressure of the supplied fluid It is the technology that drives the propeller.
이러한 기술들은 프로펠러의 구동력을 향상시키는데 효과가 있기는 하나, 기대만큼의 효과는 없으며, 프로펠러의 회전 효율성을 높이기 위해서는 유도관의 크기를 키워야 하는 등의 문제점이 있었다.These techniques are effective in improving the driving force of the propeller, but there is no effect as expected, and there is a problem that the size of the induction pipe must be increased in order to increase the rotation efficiency of the propeller.
이에 본 발명자는 상기한 종래 선행기술의 문제점을 일소코자 본 발명을 연구 재발한 것으로서, 발전기 축을 회전시키는 구동 효율성을 개선할 수 있게 하며, 또한 발전기 구동축과 하우징을 각각 정 방향과 역방향으로 구동할 수 있게 함에 발명의 기술적 과제를 두고 본 발명을 완성한 것이다.Accordingly, the present inventor has researched the problem of the prior art as described above and has researched the present invention. It is an object of the present invention to improve driving efficiency of rotating a shaft of a generator and to drive a generator drive shaft and a housing in a forward direction and a reverse direction, respectively The present invention has been completed based on the technical problem of the invention.
과제 해결 수단으로 본 발명에서는 첫째 발전기의 구동축에 제1회전체를 결합하고, 제1회전체의 전방으로 제1회전체에 제2회전체를 일방향 베어링을 매개로 결합함으로 해서 제2회전체의 회전력이 제1회전체에 전달되고, 제2회전체의 내측을 통과하면서 유속과 유압이 증가된 유체가 제1회전체에 전달되게 하였다.According to an embodiment of the present invention, a first rotating body is coupled to a driving shaft of a first generator, and a second rotating body is coupled to a first rotating body forward of the first rotating body through a one- The rotating force is transmitted to the first rotating body, and the fluid having the increased flow velocity and hydraulic pressure is transmitted to the first rotating body while passing through the inside of the second rotating body.
둘째 발전기축에 제1회전체를 결합하고, 제1회전체의 전방으로 제1회전체에 제2회전체를 베어링을 매개로 결합하되, 제2회전체를 베어링을 매개로 내측부재와 외측부재로 분리하여 내측부재는 제1회전체와 동일한 방향으로 구동되게 하고, 외측부재는 발전기몸체와 결합된 상태에서 제1회전체와 역방향으로 회전되게 하였다.The second rotating body is coupled to the first rotating body via a bearing and the second rotating body is coupled to the first rotating body forward of the first rotating body through a bearing, So that the inner member is driven in the same direction as the first rotating body and the outer member is rotated in the direction opposite to the first rotating body in a state of being coupled with the generator body.
본 발명을 발전기에 적용할 경우 구동축의 회전력을 높일 수 있으며, 본 발명의 제2실시예를 적용할 경우 구동축과 발전기본체를 서로 반대방향으로 구동하므로 발전 효율성 향상을 기대할 수 있는 것이다.When the present invention is applied to a generator, the rotational force of the drive shaft can be increased. When the second embodiment of the present invention is applied, the drive shaft and the generator body are driven in directions opposite to each other.
또한 본 발명은 제1회전체 혹은 제2회전체의 외면에 테이퍼형(원뿔형) 구성이므로 유체에 포함되는 각종 이물질이 표면에 감기는 등의 문제점을 일소할 수 있어 유지 보수의 편리성을 제공할 수 있는 것이다. Further, since the outer surface of the first rotating body or the second rotating body has a tapered (conical) configuration, it is possible to eliminate the problems such as various kinds of foreign substances contained in the fluid being wound on the surface, You can.
이하에서 첨부 도면에 의거하여 본 발명의 구성을 설명한다.The configuration of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 바람직한 제1실시예를 보인 단면도를 도시한 것이고, 도 2는 도 1에서의 제1회전체 측면도를 도시한 것이고, 도 3은 도 1에서의 제2회전체 측면도를 도시한 것이다.FIG. 1 is a sectional view showing a first preferred embodiment of the present invention. FIG. 2 is a side view of the first rotating body in FIG. 1, and FIG. 3 is a side view It is.
본 발명에서 제공하는 발전기용 프로펠러(1)는 도시된 바와 같이 발전기(100)의 구동축(101)과 함께 회전하도록 구동축(101)에 축 결합되는 제1회전체(2)와, 제1회전체(2)와 동일방향으로 회전하도록 제1회전체(2)의 전방으로 돌출 형성된 고정축(21)에 일방향 베어링(4)으로 조립되는 축지부(31)가 중심에 형성되 며 제1회전체(2)의 외경부다 큰 외경을 갖도록 제작한 제2회전체(3)를 포함하는 구성이다.The
상기 제1회전체(2)는 발전기(100)에서 멀어질수록 직경이 작아지는 테이퍼형(원뿔형)이며, 외면에는 나선형으로 형성된 블레이드(blade)(22)가 시계방향으로 복수개 형성되어 유체에 의해 제1회전체(2)가 정회전되게 구성한다.The first rotating
상기 제2회전체(3)는 몸체(32)의 외면이 제1회전체(2)에서 멀어질수록 직경이 작아지는 테이퍼형이며, 외면에는 나선형으로 형성된 블레이드(blade)(33)를 시계방향으로 복수개 형성하여 제1회전체(2)의 고정축(21)에 조립되어 있는 제2회전체(3)가 정회전되게 한다. 이때 테이퍼형으로 형성된 제2회전체(3)의 몸체(32)는 선단 쪽(제1회전체(2)와 먼 쪽) 직경은 제1회전체(2)의 발전기(100) 쪽 직경보다 큰 치수로 구성된다.The second rotating
그리고 제2회전체(3) 몸체(32)의 내면에는 제1회전체(2)에서 멀어질수록 직경이 커지는 테이퍼형의 유도 안내공(34)이 형성되도록 축지부(31)와 사이에 제1회전체(2) 쪽으로 유체를 유도 공급하는 유도 블레이드(35)를 시계방향으로 형성한다. 이때 테이퍼형의 유도 안내공(34)의 입구는 제1회전체(2)의 발전기(100) 쪽 직경보다 크고, 유도 안내공(34)의 출구는 제1회전체(2)의 중간부분 직경과 비슷한 크기가 되도록 한다.In order to form a tapered guiding
이상과 같이 구성되는 본 발명 제1실시예에서 제공하는 발전기용 프로펠러(1)를 발전기(100)에 적용한 상태에서 유속이 있는 유체와 부딪히게 설치하면 되는 것으로, 본 발명에 의하면 유체가 먼저 제2회전체(3)와 먼저 부딪히게 된다.According to the present invention, when the
이때 제2회전체(3)는 몸체(32)의 외면 선단 직경이 제1회전체(2)의 발전기(100) 쪽 직경보다 크고, 내면에 형성되어 있는 유도 안내공(34)의 제1회전체(2) 쪽 직경이 제1회전체(2)의 중간부분 직경과 비슷한 크기이므로 제1회전체(2)로 전달되는 유체의 저항을 최소화 시키면서 제2회전체(3)가 유체에 의해 축지부(31)를 중심으로 정방향(시계방향)으로 회전된다. 이때 제1회전체(2)와 제2회전체(3)의 축지부(31)는 일방향 베어링(4)으로 상호 결합되어 있는 구성이므로 제2회전체(3)가 정방향으로 회전함에 따라 제1회전체(2)가 함께 회전된다.The diameter of the outer peripheral end of the
한편 제2회전체(3)의 내측에 형성되어 있는 유도 안내공(34)을 경유하는 유체가 제2회전체(2)에 구동력을 전달하면서 이동되는데, 이때 유체는 입구가 넓고 출구가 좁은 테이퍼형 구성이고 유도 블레이드(35)에 의해 형성되는 유도 안내공(34)을 통과하면서 유속 증가 및 압력 증가가 이루어진 상태에서 원뿔형 구성의 제1회전체(32)로 제공된다.On the other hand, the fluid passing through the
상기와 같이 유도 안내공(34)으로 제공되는 유체에 의해 구동되는 제1회전체(2)의 경우 상기에서 설명한 바와 같이 제2회전체(3)가 구동되면서 제2회전체(3)와 동일한 속도의 구동력이 제공된 상태에서 유도 안내공(34)을 통해서 유속 증가 및 압력 증가가 이루어진 유체에 의해 증속되므로 제2회전체(3)의 회전 보다 더 빠른 회전을 하면서 발전기(100)의 구동축(101)을 구동하게 되는 것이다.As described above, in the case of the first rotating
도 4는 본 발명의 바람직한 제2실시예를 보인 단면도를 도시한 것이다.FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a second preferred embodiment of the present invention.
이는 발전기(100)의 구동축(101)을 발전기(100) 양측으로 도출시키고 도출된 각 구동축(101)에 본 발명 발전기용 프로펠러(1)를 대칭되게 설치한 구성이다.This is a configuration in which the
이러한 구성은 유체의 흐름이 양방향에서 교대로 이루어지는 해안의 조력발전용 등에 적용될 수 있으며 발전 효율성을 높일 수 있다.Such a configuration can be applied to coastal tidal power generation where fluid flow alternates in both directions, and the like, and the power generation efficiency can be enhanced.
본 발명 제1회전체(2)에 형성된 블레이드(22)의해 배출되는 유체의 경우 원뿔형으로 형성된 제1회전체(2)의 표면을 따라서 배출될 때 소정 각도를 두고 외향 배출되므로 반대측에 위치하는 프로펠러(1)에 지장을 지지는 않으나, 본 발명에서는 제1회전체(2)의 발전기(100) 쪽에 유도배출판(23)을 제1회전체(2) 보다 큰 직경으로 형성하여 반대쪽에 설치되는 제1회전체(2)에 유체가 직접 부딪히는 것을 원천적으로 방지할 수 있게 한다.In the case of the fluid discharged by the
도 5는 본 발명의 바람직한 제3실시예를 보인 단면도를 도시한 것이고, 도 6은 도 5에서의 제2회전체 확대 단면도를 도시한 것이다.FIG. 5 is a sectional view showing a third preferred embodiment of the present invention, and FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of the second rotary member in FIG.
본 발명 제3실시예는 상기 제1실시예와 같은 발전기용 프로펠러(1)를 구성함에 있어서 제2회전체(2)의 구성을 달리하여 발전 효율성을 더욱 개선할 수 있게 한 것이다.The third embodiment of the present invention makes it possible to further improve the power generation efficiency by configuring the second rotating
즉, 본 발명 제3실시예는 발전기(100)의 구동축(101)과 함께 회전하도록 축결합되는 제1회전체(2)와, 제1회전체(2)와 동일방향으로 회전하도록 제1회전체(2)의 전방으로 돌출 형성된 고정축(21)에 일방향 베어링(4)으로 조립되는 축지부(31)가 중심에 형성되며 제1회전체(2)의 외경부다 큰 외경을 갖도록 제작한 제2회전체(3)를 포함하되, 상기 제1회전체(2)는 발전기(100)에서 멀어질수록 직경이 작아지는 테이퍼형이며, 외면에는 나선형으로 형성된 블레이드(blade)(22)가 시계방향으로 복수개 형성되어 유체에 의해 제1회전체(2)가 정회전되게 구성한다.That is, the third embodiment of the present invention includes a first rotating
그리고 제2회전체(3)는 축지부(31)를 중심으로 하여 제1회전체(2)와 동일한 방향으로 회전하는 내측부재(36)와, 내측부재(36)에 베어링(38) 결합된 상태로 내측부재(36)와 반대방향으로 회전하는 외측부재(37)로 구획된다.The second rotating
상기 외측부재(37)는 자유회전 가능하게 설치된 발전기 본체(102)에 브래킷(103)으로 고정되며, 제1회전체(2)에서 멀어질수록 직경이 작아지는 테이퍼형이고, 외면에는 나선형으로 형성된 블레이드(blade)(37a)를 반시계방향으로 복수개 형성한 구성이고, 내측부재(36)는 제1회전체(2)의 고정축(21)에는 제1회전체(2)에서 멀어질수록 직경이 커지는 테이퍼형의 유도 안내공(34)이 형성되도록 내측부재(36)와 축지부(31) 사이에 제1회전체(2) 쪽으로 유체를 유도 공급하는 유도 블레이드(36a)를 시계방향으로 형성한 구성이다. 이때 테이퍼형의 유도 안내공(34)의 입구는 제1회전체(2)의 발전기(100) 쪽 직경보다 크고, 유도 안내공(34)의 출구는 제1회전체(2)의 중간부분 직경과 비슷한 크기가 되도록 한다.The
상기한 제 3실시예의 발전기용 프로펠러(1)를 발전기(100)에 적용한 상태에서 유속이 있는 유체와 부딪히게 설치하면 되는 것으로, 본 발명 제3실시예에 의하면 유체가 제2회전체(3)와 먼저 부딪히게 되는데, 이때 제2회전체(3)는 제1회전체(2)와 일방향 베어링(4)으로 조립되어 시계방향으로 회전하는 내측부재(36)와 발전기 본체(102)에 조립된 상태로 반시계방향으로 회전하는 외측부재(37)가 역방향으로 구동되면서 발전기(100)의 구동축(101)과 발전기 본체(102)를 역방향으로 구동하여 발전 효율성을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.According to the third embodiment of the present invention, when the fluid is supplied to the second rotating
도 1은 본 발명의 바람직한 제1실시예를 보인 사시도1 is a perspective view showing a first preferred embodiment of the present invention.
도 2는 도 1에서의 제1회전체 단면도Fig. 2 is a cross-sectional view
도 3은 도 1에서의 제2회전체 측면도Fig. 3 is a side view of the second rotating body in Fig. 1
도 4는 본 발명의 바람직한 제2실시예를 보인 단면도4 is a sectional view showing a second preferred embodiment of the present invention
도 5는 본 발명의 바람직한 제3실시예를 보인 사시도5 is a perspective view showing a third preferred embodiment of the present invention.
도 6은 도 5에서의 제2회전체 확대 단면도6 is an enlarged cross-sectional view of the second rotating body in Fig. 5
■도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명 ■Description of reference numerals used in the main parts of the drawings
1:발전기용 프로펠러 2:제1회전체1: propeller for generator 2: first whole
21:고정축 22:블레이드(blade)21: fixed shaft 22: blade
3:제2회전체 31:축지부3: the second whole 31:
32:몸체 33,37a:블레이드(blade)32:
34:유도 안내공 35,36a:유도 블레이드34: guiding
36:내측부재 37:외측부재36: inner member 37: outer member
4:일방향 베어링 100:발전기4: one-way bearing 100: generator
101:구동축 102:발전기 본체101: drive shaft 102: generator body
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