KR101104577B1 - 조립식 헬리컬 터빈의 회전축 고정장치 - Google Patents

조립식 헬리컬 터빈의 회전축 고정장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 조립식 헬리컬 터빈의 조립 및 분해작업이 용이하게 이루어질 수 있도록 하는 조립식 헬리컬 터빈의 회전축 고정장치를 개시한다. 유체의 일방향 또는 다방향 흐름에 대하여 연속적인 회전력을 발생시킬 수 있도록 각각의 회전축에 다수개의 블레이드가 형성된 헬리컬 터빈와, 상기 헬리컬 터빈을 회전 가능하게 지지하는 하우징 조립체와, 상기 헬리컬 터빈 및 하우징 조립체를 순차적으로 조립하거나 분해하는 경우 상기 회전축에 일시적으로 고정되는 고정바와, 상기 고정바의 수평방향 회전을 방지함과 동시에 수직 이동은 가능하도록 상기 고정바를 지지하는 지지기둥으로 구성됨으로써, 상기 고정바가 상기 지지기둥에 지지되어 수평방향 회전은 방지되고 수직 이동은 가능해 지므로 조립식 헬리컬 터빈의 분해 및 조립과정 중에 헬리컬 터빈의 회전되는 것을 방지할 수 있도록 한 것이다.
헬리컬 터빈, 하우징 조립체, 고정바, 지지기둥

Description

조립식 헬리컬 터빈의 회전축 고정장치{SHAFT FIXING SYSTEM OF HELICAL TURBINE}
본 발명은 조립식 헬리컬 터빈의 회전축 고정장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 조립식 헬리컬 터빈의 분해 및 조립과정에서 조류의 흐름에 의해 발생되는 헬리컬 터빈의 회전력에 방해받지 않고 조립 및 분해 작업을 실시할 수 있도록 헬리컬 터빈의 회전을 일시적으로 방지하여 그 상태를 유지할 수 있는 조립식 헬리컬 터빈의 회전축 고정장치에 관한 것이다.
일반적으로 터빈은 물, 가스, 증기 등의 유체가 가지는 에너지를 유용한 기계적 일로 변환시키는 기계 또는 장치를 의미한다. 이러한 터빈이 사용되어 에너지를 생성하는 장치로는 조력발전이 많이 사용된다.
종래의 조력발전은 조석간만차가 큰 내만에 조력댐을 설치하여 해수의 이동을 차단한 후, 조석 간만 차에 의해 발생하는 조력댐 내/외측의 수위차를 이용하여 발전하는 것으로 수력발전방식과 유사하다.
그러나 조력발전을 구동하기 위해서는 위치에너지의 이용이 필요하므로 일정높이 이상의 수위차가 필요하다. 이를 해결하기위해 필수적으로 방조제를 조성해야 하고 이에 따라 해수가 오염되는 등의 환경문제가 수반되는 문제점이 있다.
이를 해결하기 위해 현재 헬리컬 터빈이 개발되어 사용중에 있다. 헬리컬 터빈은 미국의 노쓰이스턴(Northeastern) 대학의 고를로프(Gorlov) 교수에 의해 개발된 것으로, 유체의 일방향 흐름뿐만 아니라 다중방향 흐름에 대해서도 회전을 제공할 수 있도록 하는 장치이다. 이러한 헬리컬 터빈 발전기는 도 1에 도시한 바와 같이 유체 내부에 설치되는 프레임 구조물(120)과 프레임 구조물(120)에 설치되고 원통 내부공간을 이루는 하우징 서포터(110)와, 하우징 서포터(110) 내부에 삽입되어 고정되고 중심부에 헬리컬 터빈(130)이 회전 가능하게 장착되는 하우징 조립체(140)로 이루어진다.
상기 헬리컬 터빈(130)은 하우징 조립체(140)에 회전가능하게 지지되는 회전축(131)과, 회전축(131)에서 방사형으로 층을 이루도록 짝을 지어 돌출되는 다수개의 지지부재(132)와, 층을 이루는 각각의 지지부재(132) 끝단에 연결되고 유선형의 단면 형상을 가지며 회전축(131)의 길이방향을 따라 꼬인 헬리컬 형상으로 이루어진 블레이드(133)로 이루어진다.
그리고 하우징 조립체(140)는 하우징 서포터(110)의 내부 수용공간에 삽입되어 고정된다.
그러나 상기와 같이 구성된 종래 구조의 헬리컬 터빈(130) 및 하우징 조립체(140)를 차례차례 순차적으로 조립하거나 분해하는 경우, 유체의 흐름에 의해 설치 도중에도 헬리컬 터빈(130)에 회전력이 작용되어 회전되므로 설치 및 분해작업에 어려움이 발생되는 문제점이 있다.
상기와 같은 점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 헬리컬 터빈의 회전축 회전이 일시적으로 정지된 상태에서 헬리컬 터빈의 조립 및 분해가 가능하도록 그 회전축의 회전을 일시적으로 정지시켜 헬리컬 터빈의 조립 및 분해 작업이 용이하게 이루어질 수 있도록 하는 조립식 헬리컬 터빈의 회전축 고정장치를 제공함에 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 조립식 헬리컬 터빈 고정장치는 유체의 일방향 또는 다방향 흐름에 대하여 연속적인 회전력을 발생시킬 수 있도록 각각의 회전축에 다수개의 블레이드가 형성된 헬리컬 터빈; 상기 헬리컬 터빈을 회전 가능하게 지지하도록 구성되어 프레임 구조물에 설치되는 하우징 조립체; 상기 헬리컬 터빈 및 하우징 조립체를 순차적으로 조립하거나 분해하는 경우 상기 회전축에 일시적으로 고정되는 고정바; 및 상기 고정바의 수평방향 회전을 방지함과 동시에 수직 이동은 가능하도록 상기 고정바를 지지하는 지지기둥을 포함하는 구조로 구성된다.
이와 같이 본 발명에 의한 조립식 헬리컬 터빈의 회전축 고정장치는 헬리컬 터빈의 조립 및 분해 과정 중에 회전축에 고정바를 일시적으로 고정하고, 상기 고정바가 지지기둥에 지지된 상태로 회전축의 수직방향 회전이 일시적으로 정지됨으로써 헬리컬 터빈의 조립 및 분해작업이 용이하게 이루어질 수 있고, 이로 인하여 작업성이 향상되고 작업시간이 단축되는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예인 조립식 헬리컬 터빈 고정장치를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같고, 종래 구조와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예인 조립식 헬리컬 터빈 고정장치를 도시한 사시도이고, 도 3 내지 도 5는 조립식 헬리컬 터빈의 조립과정을 도시한 상태도로서, 도 3은 고정바가 고정된 상태도이고, 도 4는 또 다른 회전축이 얹어지고 고정바가 추가 고정된 상태도이고, 도 5는 하단의 고정바를 해체한 상태도 이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 일 실시예인 조립식 헬리컬 터빈 고정장치는 헬리컬 터빈 발전기는 유체 내부에 설치되는 프레임 구조물(120)과 프레임 구조물(120)에 설치되고 원통 내부공간을 이루는 하우징 서포터(110)와, 하우징 서포터(110) 내부에 삽입되어 고정되고 중심부에 헬리컬 터빈(130)이 회전 가능하게 장착되는 하우징 조립체(140)로 이루어진다.
상기 헬리컬 터빈(130)은 하우징 조립체(140)에 회전가능하게 지지되도록 연결되는 다수개의 회전축(131)과, 각각의 회전축(131)에서 방사형으로 층을 이루도록 짝을 지어 돌출되는 다수개의 지지부재(132)와, 층을 이루는 각각의 지지부재(132) 끝단에 연결되고 유선형의 단면 형상을 가지며 회전축(131)의 길이방향을 따라 꼬인 헬리컬 형상으로 이루어진 블레이드(133)로 이루어진다.
각 회전축(131)의 양 끝단부에는 볼트(11) 체결이 가능하도록 다수개의 체결홈(11a)이 구비된 플렌지부(131a)가 형성되고, 플렌지부(131a)에는 고정바(12)가 방사형으로 돌출되도록 볼트(11)에 의해 고정된다. 고정바(12)는 일정길이를 갖는 바 형상으로 이루어지고 일측 끝단에는 볼트(11)가 삽입될 수 있도록 고정홀(12a)이 관통된다.
또한 회전축(131)과 일정간격을 두고 지면에 대해 직각을 이루도록 세워진 지지기둥(13)이 형성되고, 지지기둥(13)은 고정바(12)의 타측 끝단을 지지한다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 일 실시예인 조립식 헬리컬 터빈 고정장치는 조립식 헬리컬 터빈을 조립하는 작업이 진행되는 도중에 도 3에 도시된 바와 같이 헬리컬 터빈(130)과 하우징 조립체(140)를 순차적으로 조립하면서 회전축(131)의 일측 끝단부에 고정바(12)를 장착한다. 이때 고정바(12)는 플렌지부(131a)의 상면측에 장착되거나 저면측에 장착될 수 있으나, 또 다른 회전축(131)을 후에 추가로 장착하기 위해서는 저면측에 장착되는 것이 바람직하다. 장착된 고정바(12)는 헬리컬 터빈(130)에서 발생되는 회전력에 의해 회전되다가 지지기둥(13)에 접촉되면서 고정상태를 유지하게 된다. 즉, 고정바(12)가 지지기둥(13)에 지지되면서 수평 방향의 회전이 멈추게 되는 것이다.
그 상태로 도 4에 도시된 바와 같이 또 다른 헬리컬 터빈(130)을 이루는 회전축(131)을 추가로 연결한 후, 연결된 회전축(131)에 고정바(12)를 추가로 연결하여 추가된 고정바(12)도 지지기둥(13)에 지지된 상태를 유지할 수 있도록 한다. 상단의 고정바(12)가 지지기둥(13)에 지지되면 도 5에 도시된 바와 같이 기존에 설치되었던 고정바(12)를 제거한 후, 상단에 위치하던 고정바(12)가 지지기둥(13)에 지지된 상태로 헬리컬 터빈(130) 및 하우징 조립체(140)와 함께 수직 방향으로 하강 시킨다.
상기와 같은 작업을 반복적으로 실시하여 유체의 흐름에 의해 헬리컬 터빈(130)이 회전되는 것을 방지함으로써, 조립식 헬리컬 터빈의 조립 작업이 용이하게 이루어질 수 있게 되는 것이다.
분해 작업의 경우에도 마찬가지로 고정바(12)가 지지기둥(13)에 지지되어 수평 회전운동을 방지되고 수직 이동만이 가능하도록 하여 분해 과정 중에 헬리컬 터빈(130)이 회전되는 것을 방지함으로써, 조립식 헬리컬 터빈의 조립 작업이 용이하게 이루어질 수 있게 되는 것이다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.
도 1은 종래 구조의 조립식 헬리컬 터빈을 도시한 단면도,
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예인 조립식 헬리컬 터빈 고정장치를 도시한 사시도,
도 3 내지 도 5는 조립식 헬리컬 터빈의 조립과정을 도시한 상태도로서,
도 3은 고정바가 설치된 상태도,
도 4는 또 다른 회전축이 얹어지고 고정바가 추가 설치된 상태도,
도 5는 하단의 고정바를 해체한 상태도.
**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**
12 : 고정바 13 : 지지기둥
130 : 헬리컬 터빈 131 : 회전축

Claims (3)

  1. 유체의 일방향 또는 다방향 흐름에 대하여 연속적인 회전력을 발생시킬 수 있도록 각각의 회전축에 다수개의 블레이드가 형성된 헬리컬 터빈; 및
    상기 헬리컬 터빈을 회전 가능하게 지지하도록 구성되어 프레임 구조물에 설치되는 하우징 조립체로 이루어진 조립식 헬리컬 터빈의 회전축을 일시적으로 고정하기 위한 것으로서,
    상기 헬리컬 터빈 및 하우징 조립체를 순차적으로 조립하거나 분해하는 경우 상기 회전축에 일측 끝단이 일시적으로 고정되는 고정바; 및
    상기 고정바의 수평방향 회전을 방지함과 동시에 수직 이동은 가능하도록 상기 프레임 구조물에 설치되어 상기 고정바를 지지하는 지지기둥; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 조립식 헬리컬 터빈의 회전축 고정장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 고정바는 상기 회전축에 볼트를 체결하여 고정할 수 있도록 일측 끝단부에 고정홀이 구비되는 것을 특징으로 하는 조립식 헬리컬 터빈의 회전축 고정장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 회전축은 양 끝단부에 볼트 체결이 가능하도록 다수개의 체결홈이 구비된 플렌지부가 형성되고, 상기 고정바는 상기 플렌지부의 체결홈에 고정되는 것을 특징으로 하는 조립식 헬리컬 터빈의 회전축 고정장치.
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