KR101703930B1 - Turbine generating apparatus - Google Patents

Turbine generating apparatus Download PDF

Info

Publication number
KR101703930B1
KR101703930B1 KR1020150151626A KR20150151626A KR101703930B1 KR 101703930 B1 KR101703930 B1 KR 101703930B1 KR 1020150151626 A KR1020150151626 A KR 1020150151626A KR 20150151626 A KR20150151626 A KR 20150151626A KR 101703930 B1 KR101703930 B1 KR 101703930B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
turbine
fluid
shaft
power generation
housing
Prior art date
Application number
KR1020150151626A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김영원
김호성
Original Assignee
한국생산기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국생산기술연구원 filed Critical 한국생산기술연구원
Priority to KR1020150151626A priority Critical patent/KR101703930B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101703930B1 publication Critical patent/KR101703930B1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D15/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of engines with devices driven thereby
    • F01D15/10—Adaptations for driving, or combinations with, electric generators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/16—Arrangement of bearings; Supporting or mounting bearings in casings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/24—Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2205/00—Fluid parameters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/30—Application in turbines
    • F05D2220/31—Application in turbines in steam turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/55—Seals

Abstract

The present invention relates to a turbine power generating apparatus, comprising: a turbine rotated by a flow of fluid; a shaft of which one side is connected to a rotational shaft of the turbine to transmit a rotational force of the turbine; a power generating module having a rotor connected to the other side of the shaft and a stator disposed near the rotor; a housing having a storage space storing all of the turbine, the shaft, and the power generating module; and a partition wall formed to cross a gap between the turbine and the power generating module to separate the storage space and formed to enable the shaft to penetrate the same.

Description

터빈발전장치{TURBINE GENERATING APPARATUS}TURBINE GENERATING APPARATUS

본 발명은 터빈발전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 터빈의 회전력을 발전기에 효과적으로 전달함과 동시에 터빈의 작동유체가 누설되는 것을 방지할 수 있는 터빈발전장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a turbine generator, and more particularly, to a turbine generator capable of effectively transmitting a rotational force of a turbine to a generator and preventing a working fluid of the turbine from leaking.

일반적으로 발전장치는 회전력을 이용하여 유도전류를 발생시키는 방식으로 전기를 생산한다.Generally, a power generation apparatus generates electricity by generating an induction current by using rotational force.

특히, 대형 발전장치의 경우 유체가 유동하는 에너지를 터빈을 이용하여 회전력으로 변환하여 이용하는 방식을 주로 이용하고 있다.Particularly, in the case of a large-sized power generation apparatus, a method of converting energy used by a fluid to a rotational force by using a turbine is mainly used.

이때, 터빈의 회전력을 발전기로 전달하는 과정에서 터빈을 회전시키는 작동유체가 터빈의 회전축을 따라 외부로 누출되는 상황이 발생할 수 있다.At this time, in the process of transmitting the rotational force of the turbine to the generator, a working fluid for rotating the turbine may leak to the outside along the rotational axis of the turbine.

이러한 경우, 작동유체가 손실될 수도 있고, 작동유체가 유독성일 경우 누설유체로 인한 사고 발생 또는 환경파괴가 발생하는 문제점이 있다.In this case, the working fluid may be lost, and when the working fluid is toxic, there is a problem that an accident or environmental destruction occurs due to the leakage fluid.

위와 같은 문제점을 방지하기 위하여, 터빈의 회전축을 고정하는 베어링의 실링 성능을 높인 실링베어링을 적용하거나, 자력을 이용하여 터빈의 하우징 내부의 회전력을 하우징 외부로 전달하는 기술이 이용되어왔다.In order to prevent the above problems, there has been used a sealing bearing having an improved sealing performance of a bearing for fixing a rotating shaft of a turbine, or a technique of transmitting the rotational force inside the housing of the turbine to the outside of the housing by using magnetic force.

하지만, 실링베어링은 높은 실링효과를 가지기 위하여 터빈의 회전축을 고정하는 힘이 보다 커지게 되고, 이는 터빈의 회전력이 손실되어 전체 발전장치의 발전 효율이 떨어지는 문제점이 있다.However, the sealing bearing has a problem that the power for fixing the rotating shaft of the turbine becomes larger in order to have a high sealing effect, which causes a loss of the rotating force of the turbine, and the power generation efficiency of the entire power generation apparatus is deteriorated.

또한, 자력을 이용하여 하우징의 내부에서 외부로 회전력을 전달하는 경우에는, 양측의 회전체가 직접적으로 결합되지 않기 때문에 신뢰성이 떨어지고, 회전력이 일정 이상으로 강해지는 경우에는 자력으로 온전하게 전달할 수 없는 문제점이 있다.In addition, when the rotational force is transmitted from the inside to the outside of the housing by using the magnetic force, since the rotors of both sides are not directly coupled to each other, the reliability is lowered. When the rotational force becomes stronger than a certain level, There is a problem.

한편, 터빈 하우징에서 작동유체가 누설되어 발전기의 내부로 유입되는 경우에는 발전기 내부로 유입된 작동유체를 배출할 수 없어, 발전기에 문제가 발생하는 문제점도 있다.On the other hand, when the working fluid leaks from the turbine housing and flows into the generator, there is a problem that the working fluid flowing into the generator can not be discharged, resulting in a problem in the generator.

본 발명의 기술적 과제는, 배경기술에서 언급한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 터빈의 회전력을 발전기에 효과적으로 전달함과 동시에 터빈의 작동유체가 누설되는 것을 방지할 수 있는 터빈발전장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a turbine generator capable of effectively transmitting the rotational force of the turbine to the generator and preventing the working fluid of the turbine from leaking.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the precise form disclosed. There will be.

기술적 과제를 해결하기 위해 안출된 본 발명에 따른 터빈발전장치는 유체의 유동에 의해 회전하는 터빈, 일측이 상기 터빈의 회전축에 연결되어 상기 터빈의 회전력을 전달하는 샤프트, 상기 샤프트의 타측과 연결되는 회전자 및 상기 회전자의 인근에 배치되는 고정자를 포함하는 발전모듈, 상기 터빈, 샤프트 및 발전모듈을 모두 수용하는 수용공간이 형성되는 하우징 및 상기 터빈 및 상기 발전모듈의 사이를 가로지르도록 형성되어 상기 수용공간을 분리하며, 상기 샤프트가 관통되도록 형성되는 격벽을 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a turbine power generation system, including: a turbine that rotates by a fluid flow; a shaft that is connected to a rotation axis of the turbine at one side to transmit a rotational force of the turbine; A power generating module including a rotor and a stator disposed adjacent to the rotor, a housing having a housing space for accommodating both the turbine, the shaft, and the power generation module, and a housing formed to cross the turbine and the power generation module And a partition wall that separates the accommodation space and is formed to allow the shaft to pass therethrough.

여기서, 상기 하우징은 상기 수용공간에서 상기 터빈이 수용되는 측에, 상기 터빈을 회전시키는 유체가 유입되는 유입유로 및 상기 터빈을 회전시킨 후의 상기 유체가 배출되는 배출유로가 형성될 수 있다.Here, the housing may include an inlet channel through which the fluid for rotating the turbine flows, and a drain channel through which the fluid is discharged after the turbine is rotated, on a side of the housing space where the turbine is received.

또한, 상기 격벽은 상기 샤프트가 상기 격벽을 관통하는 부위에 베어링을 포함할 수 있다.In addition, the partition may include a bearing at a portion where the shaft passes through the partition.

그리고, 상기 하우징은 상기 수용공간에서 상기 터빈이 수용되는 측으로부터 상기 발전모듈이 수용되는 측으로 유입되는 상기 유체를 회수하는 회수유로가 형성될 수 있다.The housing may include a recovery flow path for recovering the fluid flowing from the side of the accommodation space where the turbine is received to the side where the power generation module is received.

이때, 상기 회수유로는 상기 수용공간의 하면에 형성될 수 있다.At this time, the recovery passage may be formed on the lower surface of the accommodation space.

또한, 상기 회수유로는 상기 유체를 공급하는 유체공급탱크로 연결될 수 있다.In addition, the recovery flow path may be connected to a fluid supply tank for supplying the fluid.

그리고, 상기 회수유로는 상기 회수유로의 내부에 수용된 유체의 양을 측정하는 센서부를 포함할 수 있다.The recovery flow path may include a sensor unit for measuring an amount of the fluid contained in the recovery flow path.

본 발명에 따른 터빈발전장치에 의하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.According to the turbine generator of the present invention, the following effects can be obtained.

첫째, 실링베어링을 이용하지 않으므로, 비용을 절감하고, 터빈의 회전력을 손실없이 발전기로 전달하여 발전효율을 향상시킬 수 있다.First, since no sealing bearing is used, it is possible to reduce the cost and improve the power generation efficiency by transferring the rotational force of the turbine to the generator without loss.

둘째, 누설되는 작동유체를 다시 회수하므로, 유체 누설로 인한 피해를 방지할 수 있다.Second, since the leaked working fluid is recovered again, damage due to fluid leakage can be prevented.

이러한 본 발명에 의한 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

도 1은 본 발명에 따른 터빈발전장치의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 터빈발전장치가 적용된 유체순환시스템의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 터빈발전장치에 유체가 공급되어 터빈을 회전시키는 상태를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 터빈발전장치에 공급된 유체가 발전모듈 측으로 누설되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 터빈발전장치에서 누설된 유체가 회수유로로 회수되는 상태를 나타내는 도면이다.1 is a view showing an embodiment of a turbine generator according to the present invention.
2 is a view showing an embodiment of a fluid circulation system to which a turbine generator according to the present invention is applied.
3 is a view showing a state where a fluid is supplied to a turbine generator according to the present invention to rotate the turbine.
4 is a view showing a state where the fluid supplied to the turbine power generator according to the present invention leaks to the power generation module side.
5 is a view showing a state in which a fluid leaked from the turbine generator according to the present invention is recovered by the recovery flow path.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, the well-known functions or constructions are not described in order to simplify the gist of the present invention.

아울러, 본 발명을 설명하는데 있어서, 전방/후방 또는 상측/하측과 같이 방향을 지시하는 용어들은 당업자가 본 발명을 명확하게 이해할 수 있도록 기재된 것들로서, 상대적인 방향을 지시하는 것이므로, 이로 인해 권리범위가 제한되지는 않는다고 할 것이다.Moreover, in describing the present invention, terms indicating a direction such as forward / rearward or upward / downward are described in order that a person skilled in the art can clearly understand the present invention, and the directions indicate relative directions, It is not limited.

먼저, 도 1 내지 도 6을 참조하여, 본 발명에 따른 터빈발전장치의 일 실시예의 구성에 대하여 상세히 설명하기로 한다.First, the configuration of a turbine generator according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 6. FIG.

여기서, 도 1은 본 발명에 따른 터빈발전장치의 일 실시예를 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 터빈발전장치가 적용된 유체순환시스템의 일 실시예를 나타내는 도면이다.FIG. 1 is a view showing an embodiment of a turbine generator according to the present invention, and FIG. 2 is a view showing an embodiment of a fluid circulation system to which a turbine generator according to the present invention is applied.

또한, 도 3은 본 발명에 따른 터빈발전장치에 유체가 공급되어 터빈을 회전시키는 상태를 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 터빈발전장치에 공급된 유체가 발전모듈 측으로 누설되는 상태를 나타내는 도면이며, 도 5는 본 발명에 따른 터빈발전장치에서 누설된 유체가 회수유로로 회수되는 상태를 나타내는 도면이다.FIG. 3 is a view showing a state in which a turbine is supplied to a turbine power generator according to the present invention and rotating the turbine. FIG. 4 is a view showing a state in which the fluid supplied to the turbine power generator according to the present invention leaks to the power generator module FIG. 5 is a view showing a state in which a fluid leaked from a turbine power generator according to the present invention is recovered by a recovery flow path. FIG.

먼저, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 터빈발전장치는 터빈(100), 샤프트(200), 발전모듈(300), 하우징(400) 및 격벽(500)을 포함할 수 있다.1 and 2, the turbine generator according to the present invention may include a turbine 100, a shaft 200, a power generation module 300, a housing 400, and a partition 500 have.

터빈(100)은 유체의 유동에 의해 회전하는 구성으로, 일반적으로 복수개의 블레이드를 가지는 형태로 형성되어 유체가 유동하면서 전달되는 운동에너지를 회전에너지로 전환하는 역할을 수행할 수 있다.The turbine 100 is configured to rotate by the flow of the fluid. Generally, the turbine 100 has a plurality of blades. The turbine 100 may convert the kinetic energy transmitted through the fluid into rotational energy.

본 실시예에서는 래디얼터빈의 형태로 형성되는 실시예를 기준으로 설명하고 있지만, 다양한 형태의 터빈이 모두 적용 가능하며, 터빈(100)의 구성은 본 실시예에 제한되지 않고 다양할 수 있다.Although the present embodiment is described based on an embodiment formed in the form of a radial turbine, various types of turbines may be applied, and the configuration of the turbine 100 may be various and not limited to the present embodiment.

한편, 샤프트(200)는 전술한 터빈(100)의 회전축에 연결되어, 터빈(100)의 회전력을 전달하는 구성일 수 있다.The shaft 200 may be connected to the rotation shaft of the turbine 100 to transmit the rotational force of the turbine 100.

샤프트(200)는 일측이 터빈(100)에 결합되어 터빈(100)이 회전하는 회전축과 동일한 회전축을 기준으로 회전하며, 타측은 후술하는 발전모듈(300)에 연결되어 터빈(100)의 회전력을 발전모듈(300)에 전달할 수 있다.One end of the shaft 200 is connected to the turbine 100 and rotates about the same rotation axis as the rotation axis of the turbine 100. The other end of the shaft 200 is connected to the power generation module 300, To the power generation module 300.

이러한 샤프트(200)의 구성 역시 본 실시예에 제한되지 않으며, 터빈(100)의 회전력을 전달할 수 있도록 마련된다면, 그 형태 및 구성은 제한되지 않고 다양할 수 있다.The configuration of the shaft 200 is not limited to the present embodiment, and the shape and configuration of the shaft 200 may be varied without limitation if the shaft 200 is provided to transmit the rotational force of the turbine 100.

한편, 발전모듈(300)은 전술한 터빈(100)의 회전력을 샤프트(200)를 통해 전달받아 전기를 발생시키는 구성으로, 본 실시예에서는 회전자(310) 및 고정자(320)를 포함할 수 있다.The power generation module 300 may include the rotor 310 and the stator 320 in the present embodiment in which the rotational force of the turbine 100 is received through the shaft 200 to generate electricity. have.

회전자(310)는 샤프트(200)의 타측에 연결되어 터빈(100)의 회전력을 직접적으로 전달받고, 터빈(100) 및 샤프트(200)가 회전하는 회전축과 동일한 회전축을 기준으로 회전할 수 있다.The rotor 310 is connected to the other side of the shaft 200 to directly receive the rotational force of the turbine 100 and to rotate about the same rotational axis as the rotational axis of the turbine 100 and the shaft 200 .

고정자(320)는 회전자(310)의 인근에 배치되는 구성으로, 본 실시예에서는 회전자(310)를 감싸도록 구성되며, 고정자의 내부에서 회전자(310)가 회전하면서 전기가 발생될 수 있다.The stator 320 is disposed adjacent to the rotor 310. In this embodiment, the stator 320 is configured to surround the rotor 310, and the rotor 310 rotates inside the stator to generate electricity have.

이러한 회전자(310) 및 고정자(320)의 구성은 일반적인 발전기에 적용되는 회전계자형 또는 회전전기자형 발전기의 구성을 이용할 수 있으며, 고정자(320)가 회전자(310)의 내부에 있는 등 제한되지 않고 다양한 구성이 적용될 수 있다.The configuration of the rotor 310 and the stator 320 may be a configuration of a rotary type or a rotary electric generator applied to a general generator and may be configured such that the stator 320 is not limited to the inside of the rotor 310 Various configurations can be applied.

또한, 발전모듈(300) 역시 회전력을 이용하여 전기를 발생시킬 수 있는 구성이라면 본 실시예에 제한되지 않고 다양할 수 있다.In addition, the power generation module 300 may be variously configured as long as it can generate electricity using rotational force.

한편, 하우징(400)은 전술한 터빈(100), 샤프트(200) 및 발전모듈(300)을 모두 수용할 수 있는 수용공간이 내부에 형성되는 구성일 수 있다.Meanwhile, the housing 400 may have a housing space in which the turbine 100, the shaft 200, and the power generation module 300 can be accommodated.

따라서, 하우징(400)의 내부로 작동유체가 공급되어 터빈(100), 샤프트(200) 및 회전자(310)를 회전시키고, 다시 하우징(400)의 외부로 배출될 수 있다.Accordingly, the working fluid is supplied to the inside of the housing 400 to rotate the turbine 100, the shaft 200, and the rotor 310, and then be discharged to the outside of the housing 400.

이를 위하여 하우징(400)은 작동유체가 공급되는 유입유로(410) 및 작동유체가 터빈(100)을 회전시키고 난 후에 배출되는 배출유로(420)가 형성될 수 있다.To this end, the housing 400 may include an inflow passage 410 through which the working fluid is supplied and a discharge passage 420 through which the working fluid rotates after the turbine 100 is rotated.

이러한 유입유로(410) 및 배출유로(420)에 대한 보다 상세한 설명은 후술하기로 한다.A more detailed description of the inflow passage 410 and the discharge passage 420 will be described later.

하우징(400)은 작동유체의 유동 압력이나 작동유체, 터빈(100) 및 발전모듈(300)에서 발생하는 열에 의해, 변형되거나 파손되지 않도록 형성되는 것이 유리할 수 있다.It may be advantageous that the housing 400 is formed so as not to be deformed or damaged by the flow pressure of the working fluid, the working fluid, the heat generated in the turbine 100 and the power generation module 300.

이러한 하우징(400)의 구성 역시 내부에 터빈(100), 샤프트(200) 및 발전모듈(300)을 구비될 수 있도록 내부에 수용공간이 형성되도록 마련된다면 그 형태 및 구성은 제한되지 않고 다양할 수 있다.The configuration of the housing 400 is not limited to the shape and configuration as long as a housing space is formed therein so that the turbine 100, the shaft 200, and the power generation module 300 may be provided therein. have.

한편, 격벽(500)은 전술한 하우징(400)의 내부에서, 터빈(100) 및 발전모듈(300)의 사이를 가로지르도록 형성되어, 전술한 하우징(400)의 수용공간을 분리할 수 있다.The partition wall 500 is formed to cross the space between the turbine 100 and the power generation module 300 within the housing 400 so as to separate the accommodation space of the housing 400 .

따라서, 터빈(100) 및 발전모듈(300)에 결합되어 양측을 직접적으로 연결하고 있는 샤프트(200)는 격벽(500)을 관통하도록 배치될 수 있다.Therefore, the shaft 200, which is coupled to the turbine 100 and the power generation module 300 and directly connects the both sides, may be arranged to penetrate the partition 500.

이때, 격벽(500)과 샤프트(200)의 접촉에 의해 샤프트(200)의 회전력이 손실되는 것을 방지하기 위하여, 샤프트(200)가 격벽(500)을 관통하는 부위에는 베어링(510)이 포함되는 것이 유리할 수 있다.In order to prevent the rotational force of the shaft 200 from being lost due to the contact between the partition 500 and the shaft 200, the bearing 510 is included in a portion of the shaft 200 through which the shaft 200 penetrates the partition 500 Can be advantageous.

이러한 격벽(500)의 구성 역시 하우징(400) 내부의 수용공간을 터빈(100) 측과 발전모듈(300) 측으로 구분하도록 마련된다면 그 형태 및 구성은 제한되지 않고 다양할 수 있다.The shape and configuration of the partition wall 500 may be various without limitation as long as the space for accommodating the inside of the housing 400 is divided into the turbine 100 side and the power generation module 300 side.

한편, 하우징(400)은 내부의 수용공간에서 터빈(100)이 수용되는 측으로부터 발전모듈(300)이 수용되는 측으로 유입되는 유체를 회수하는 회수유로(430)가 형성될 수 있다.Meanwhile, the housing 400 may be provided with a recovery flow passage 430 for recovering fluid flowing from the side where the turbine 100 is accommodated to the side where the power generation module 300 is accommodated.

이러한 회수유로(430)에 대한 보다 상세한 설명은 후술하기로 한다.A more detailed description of the recovery flow path 430 will be described later.

위와 같은 구성을 포함하는 본 발명에 따른 터빈발전장치는 유체가 유동하도록 형성되는 유로에 연결되어, 전기를 생산할 수 있다.The turbine generator according to the present invention including the above-described configuration is connected to a flow path through which a fluid flows to generate electricity.

본 실시예에서는 도 2와 같이 펌프(P)를 이용하여 작동유체를 저장하는 유체공급탱크(T)에서 작동유체를 공급하며, 가열기(H)를 통해 작동유체를 가열하고, 기화된 작동유체가 본 발명에 따른 터빈발전장치의 터빈(100)을 회전시키고 배출되며, 냉각기(C)를 통해 냉각되어 액화된 작동유체가 다시 유체공급탱크(T)로 저장되는 랭킨사이클에 적용될 수 있다.In the present embodiment, as shown in FIG. 2, a working fluid is supplied from a fluid supply tank T storing a working fluid by using a pump P, a working fluid is heated through a heater H, The present invention can be applied to a Rankine cycle in which the turbine 100 of the turbine generator according to the present invention is rotated and discharged and the liquefied working fluid cooled through the cooler C is again stored in the fluid supply tank T.

이러한 구성은 본 발명에 따른 터빈발전장치가 적용되는 일 실시예이며, 이러한 실시예에 제한되지 않고 본 발명에 따른 터빈발전장치는 유체가 유동하도록 유로가 형성되는 구성에 범용적으로 적용될 수 있다.Such a configuration is an embodiment in which the turbine generator according to the present invention is applied, and the turbine generator according to the present invention is not limited to such an embodiment, but can be applied to a general configuration in which a flow path is formed so that fluid flows.

한편, 하우징(400)에서 유체가 유입되고 배출되도록 형성되는 전술한 유입유로(410) 및 배출유로(420)는 수용공간에서 터빈(100)이 수용되는 측에 형성될 수 있다.Meanwhile, the inflow passage 410 and the discharge passage 420, which are formed to allow the fluid to flow in and be discharged from the housing 400, may be formed on the side where the turbine 100 is received in the accommodation space.

도 3에 도시된 바와 같이, 유입유로(410)를 통해 터빈(100) 측 수용공간으로 유입된 작동유체는 유동에 의해 터빈(100)을 회전시키고, 이후 다시 배출유로(420)를 통해 하우징(400)의 외부로 배출될 수 있다.3, the working fluid introduced into the turbine 100 side accommodating space through the inflow passage 410 rotates the turbine 100 by the flow and then flows through the discharge passage 420 into the housing (not shown) 400, respectively.

즉, 작동유체가 하우징(400) 내부의 수용공간에서 유동할 때, 격벽(500)에 의해 나눠진 공간 중 터빈(100)이 수용되는 측의 수용공간이 유체가 유동하는 유로가 될 수 있다.That is, when the working fluid flows in the accommodation space inside the housing 400, the space on the side where the turbine 100 is accommodated by the partition wall 500 can be a flow path through which the fluid flows.

이때, 도 4에 도시된 바와 같이, 터빈(100)이 수용되는 측에서 유동하는 작동유체가 샤프트(200) 및 격벽(500) 사이의 공간 또는 베어링(510)의 내부를 통해 발전모듈(300)이 수용되는 측으로 일부 누설될 수 있다.4, the working fluid flowing from the side where the turbine 100 is received is transferred to the power generation module 300 through the space between the shaft 200 and the partition 500 or the inside of the bearing 510, Can be partially leaked to the receiving side.

본 실시예에서 본 발명에 따른 터빈발전장치가 랭킨사이클에 적용되어 있기 때문에, 터빈에 공급되는 작동유체는 고온 고압의 상태일 수 있다.In this embodiment, since the turbine generator according to the present invention is applied to the Rankine cycle, the working fluid supplied to the turbine may be in a state of high temperature and high pressure.

따라서, 샤프트(200)가 관통하는 격벽(500)의 미세한 틈 등을 이용하여 작동유체가 발전모듈(300)이 수용되는 측으로 누설될 수도 있다.Accordingly, the working fluid may leak to the side where the power generation module 300 is accommodated by using a minute gap or the like of the partition 500 through which the shaft 200 penetrates.

이러한 경우, 도 5에 도시된 바와 같이, 하우징(400)의 수용공간 중 발전모듈(300)이 수용되는 측에 형성된 회수유로(430)를 통해 누설된 작동유체를 회수할 수 있다.In this case, as shown in FIG. 5, the working fluid leaked through the recovery flow path 430 formed on the side where the power generation module 300 is accommodated in the accommodation space of the housing 400 can be recovered.

발전모듈(300)이 수용되는 측의 수용공간은 터빈(100)이 수용되는 측의 수용공간에 비해 상대적으로 내부의 압력 및 온도가 낮을 수 있다.The accommodation space on the side where the power generation module 300 is accommodated may have a relatively low internal pressure and temperature as compared with the accommodation space on the side where the turbine 100 is accommodated.

따라서, 발전모듈(300)이 수용되는 측의 수용공간 내부로 기화된 상태의 작동유체가 유입되어 액화될 수 있으므로, 회수유로(430)는 수용공간 내부의 하면에 형성되는 것이 유리할 수 있다.Accordingly, since the working fluid in the vaporized state can be introduced into the accommodating space on the side where the power generation module 300 is accommodated, the recovering flow path 430 can be advantageously formed on the lower surface inside the accommodating space.

또한, 회수유로(430)는 전체적인 유체순환시스템에 유체를 공급하는 유체공급탱크(T)로 연결되는 것이 유리할 수 있다.It may also be advantageous that the recovery flow path 430 is connected to a fluid supply tank T that supplies fluid to the overall fluid circulation system.

이러한 구성을 통해 발전모듈(300)이 수용된 측의 수용공간으로 누설된 작동유체를 다시 유체순환시스템으로 회수할 수 있다.With this configuration, the working fluid leaked to the accommodation space on the side where the power generation module 300 is accommodated can be recovered to the fluid circulation system again.

그리고, 회수유로(430)는 회수유로(430)의 내부에 수용된 유체의 양을 측정하는 센서부(432)가 더 포함될 수 있다.The recovery flow path 430 may further include a sensor portion 432 that measures the amount of fluid contained in the recovery flow path 430.

본 실시예에서 센서부(432)는 하우징(400)에서 발전모듈(300)이 수용되는 측의 하부에 연결된 회수유로(430)의 상부측에 유체의 레벨을 측정할 수 있는 센서가 구비되어 구성될 수 있다.The sensor unit 432 is provided with a sensor capable of measuring the level of the fluid on the upper side of the recovery flow path 430 connected to the lower portion of the housing 400 where the power generation module 300 is received, .

회수유로(430)의 내부에 누설된 작동유체가 일정량 이상 모이면 센서부(432)가 이를 감지하고, 회수유로(430)에 구비된 별도의 펌프(434)를 구동하여 회수유로(430) 내부의 작동유체를 유체공급탱크(T)로 배출할 수 있다.If the working fluid leaking into the recovery flow passage 430 is collected over a predetermined amount, the sensor portion 432 senses the operation fluid and drives the separate pump 434 provided in the recovery flow passage 430 to return the inside of the recovery flow passage 430 To the fluid supply tank (T).

전술한 구성을 포함하는 본 발명에 따른 터빈발전장치는 실링베어링을 이용하지 않고, 상대적으로 저렴한 일반적인 베어링을 이용할 수 있으므로, 제조 및 보수 등에 소요되는 비용을 절감하는 효과를 얻을 수 있다.The turbine generator according to the present invention including the above-described configuration can utilize a relatively inexpensive general bearing without using a sealing bearing, thereby reducing the manufacturing and repair costs.

또한, 실링베어링으로 인해 터빈의 회전력이 손실되는 것을 방지하여, 터빈의 회전력이 온전히 발전기로 전달될 수 있다.In addition, the sealing bearing prevents the rotational force of the turbine from being lost, so that the rotational force of the turbine can be fully transmitted to the generator.

따라서, 터빈을 이용하는 발전장치의 발전효율을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.Therefore, there is an effect that the power generation efficiency of the power generation apparatus using the turbine can be greatly improved.

또한, 일반적인 베어링을 이용하면서 누설되는 작동유체가 전체 발전시스템의 외부로 배출되거나, 버려지지 않고, 다시 발전시스템의 내부로 회수될 수 있다.Further, the working fluid that is leaked while using a general bearing can be returned to the inside of the power generation system without being discharged to the outside of the entire power generation system, or discarded.

따라서, 유체 누설로 인하여, 환경이 파괴되거나, 유독성 작동유체로 인한 사고발생 등의 피해를 방지할 수 있고, 누설되는 유체를 다시 보충하기 위해 소요되는 비용 및 공정을 절감할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.Therefore, it is possible to prevent the damage such as the breakage of the environment, the accident caused by the poisonous working fluid, and the effect of reducing the cost and the process cost for replenishing the leaked fluid due to the leakage of the fluid have.

또한, 이상 설명한 바와 같이 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만, 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It is self-evident to those of ordinary skill in the art. Accordingly, it should be understood that such modifications or alterations should not be understood individually from the technical spirit and viewpoint of the present invention, and that modified embodiments fall within the scope of the claims of the present invention.

100 : 터빈
200 : 샤프트
300 : 발전모듈
310 : 회전자
320 : 고정자
400 : 하우징
410 : 유입유로
420 : 배출유로
430 : 회수유로
432 : 센서부 434 : 펌프
500 : 격벽
510 : 베어링100: Turbine
200: Shaft
300: power generation module
310: rotor
320: stator
400: housing
410: inflow channel
420:
430:
432: sensor part 434: pump
500:
510: Bearings

Claims (7)

유체의 유동에 의해 회전하는 터빈;
일측이 상기 터빈의 회전축에 연결되어 상기 터빈의 회전력을 전달하는 샤프트;
상기 샤프트의 타측과 연결되는 회전자 및 상기 회전자의 인근에 배치되는 고정자를 포함하는 발전모듈;
상기 터빈, 샤프트 및 발전모듈을 모두 수용하는 수용공간이 형성되는 하우징; 및
상기 터빈 및 상기 발전모듈의 사이를 가로지르도록 형성되어 상기 수용공간을 분리하며, 상기 샤프트가 관통되도록 형성되는 격벽;
을 포함하며,
상기 하우징은,
상기 수용공간에서 상기 터빈이 수용되는 측으로부터 상기 발전모듈이 수용되는 측으로 유입되는 상기 유체를 회수하는 회수유로가 형성되고,
상기 회수유로는,
상기 수용공간의 하면에 형성되고, 상기 유체를 공급하는 유체공급탱크로 연결되며,
상기 회수유로의 내부에 수용된 상기 유체의 양을 측정하는 센서부 및 상기 회수유로 내부의 상기 유체를 유체공급탱크로 배출하는 펌프를 포함하는 터빈발전장치.A turbine rotating by flow of fluid;
A shaft having one side connected to a rotating shaft of the turbine and transmitting rotational force of the turbine;
A power module including a rotor connected to the other side of the shaft and a stator disposed near the rotor;
A housing having a housing space for accommodating both the turbine, the shaft, and the power generation module; And
A partition wall formed to cross the space between the turbine and the power generation module to separate the accommodation space and to allow the shaft to pass therethrough;
/ RTI >
The housing includes:
A recovery flow path for recovering the fluid flowing into the receiving space from the side where the turbine is received to the side where the power generation module is received is formed,
The recovery flow path
A fluid supply tank connected to the fluid supply tank for supplying the fluid,
A sensor portion for measuring an amount of the fluid accommodated in the recovery passage, and a pump for discharging the fluid inside the recovery passage to a fluid supply tank. 제1항에 있어서,
상기 하우징은,
상기 수용공간에서 상기 터빈이 수용되는 측에, 상기 터빈을 회전시키는 유체가 유입되는 유입유로 및 상기 터빈을 회전시킨 후의 상기 유체가 배출되는 배출유로가 형성되는 터빈발전장치.The method according to claim 1,
The housing includes:
Wherein an inlet flow path through which the fluid for rotating the turbine flows and a discharge flow path through which the fluid is discharged after the turbine is rotated are formed on a side of the accommodation space where the turbine is accommodated. 제1항에 있어서,
상기 격벽은,
상기 샤프트가 상기 격벽을 관통하는 부위에 베어링을 포함하는 터빈발전장치.The method according to claim 1,
Wherein,
Wherein the shaft includes a bearing at a portion penetrating the partition. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
KR1020150151626A 2015-10-30 2015-10-30 Turbine generating apparatus KR101703930B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150151626A KR101703930B1 (en) 2015-10-30 2015-10-30 Turbine generating apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150151626A KR101703930B1 (en) 2015-10-30 2015-10-30 Turbine generating apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101703930B1 true KR101703930B1 (en) 2017-02-09

Family

ID=58154543

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150151626A KR101703930B1 (en) 2015-10-30 2015-10-30 Turbine generating apparatus

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101703930B1 (en)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190049085A (en) * 2017-11-01 2019-05-09 인하대학교 산학협력단 Duct and fluid power generator comprising it
KR20210061494A (en) 2019-11-19 2021-05-28 한국기계연구원 Turbine system
KR20220061548A (en) * 2020-11-06 2022-05-13 한국생산기술연구원 Vehicle wheels including a housing having a sound absorbing module having a porous structure
KR20220061698A (en) * 2020-11-06 2022-05-13 한국생산기술연구원 Low temperature power generation system operation control logic
KR20220061557A (en) * 2020-11-06 2022-05-13 한국생산기술연구원 Turbine assembly capable of refrigerant recovery
KR20220061696A (en) * 2020-11-06 2022-05-13 한국생산기술연구원 Low temperature power generation operation control system
KR20220061554A (en) * 2020-11-06 2022-05-13 한국생산기술연구원 Low temperature turbine bearing lubricant device
KR20230060787A (en) * 2021-10-28 2023-05-08 한국생산기술연구원 turbine generator that can prevent interference with cooling system and circuit system
KR20230060785A (en) * 2021-10-28 2023-05-08 한국생산기술연구원 turbine generator with eccentric return path
KR20230068469A (en) * 2021-11-10 2023-05-18 주식회사 코아칩스 Apparatus for Harvesting Energy by using air pressure and pressure measuring device for same
KR20230080574A (en) * 2021-11-30 2023-06-07 한국생산기술연구원 turbine generator that can prevent interference with cooling system and circuit system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002106359A (en) * 2000-07-26 2002-04-10 Kobe Steel Ltd Natural gas generating and turbine generating system
KR20110079491A (en) * 2009-12-31 2011-07-07 한국에너지기술연구원 Organic fluid turbine generator preventing penetration of operating fluid
JP2012039816A (en) * 2010-08-10 2012-02-23 Ihi Corp Power generator and power generation system
KR20130033859A (en) * 2011-09-27 2013-04-04 한국전력공사 Turbine generator system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002106359A (en) * 2000-07-26 2002-04-10 Kobe Steel Ltd Natural gas generating and turbine generating system
KR20110079491A (en) * 2009-12-31 2011-07-07 한국에너지기술연구원 Organic fluid turbine generator preventing penetration of operating fluid
JP2012039816A (en) * 2010-08-10 2012-02-23 Ihi Corp Power generator and power generation system
KR20130033859A (en) * 2011-09-27 2013-04-04 한국전력공사 Turbine generator system

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190049085A (en) * 2017-11-01 2019-05-09 인하대학교 산학협력단 Duct and fluid power generator comprising it
KR102021665B1 (en) * 2017-11-01 2019-11-04 인하대학교 산학협력단 Duct and fluid power generator comprising it
KR20210061494A (en) 2019-11-19 2021-05-28 한국기계연구원 Turbine system
KR102400635B1 (en) * 2020-11-06 2022-05-23 한국생산기술연구원 Vehicle wheels including a housing having a sound absorbing module having a porous structure
KR102424109B1 (en) * 2020-11-06 2022-07-25 한국생산기술연구원 Turbine assembly capable of refrigerant recovery
KR20220061557A (en) * 2020-11-06 2022-05-13 한국생산기술연구원 Turbine assembly capable of refrigerant recovery
KR20220061696A (en) * 2020-11-06 2022-05-13 한국생산기술연구원 Low temperature power generation operation control system
KR20220061554A (en) * 2020-11-06 2022-05-13 한국생산기술연구원 Low temperature turbine bearing lubricant device
KR102397958B1 (en) * 2020-11-06 2022-05-16 한국생산기술연구원 Low temperature power generation system operation control logic
KR102397953B1 (en) * 2020-11-06 2022-05-16 한국생산기술연구원 Low temperature power generation operation control system
KR20220061548A (en) * 2020-11-06 2022-05-13 한국생산기술연구원 Vehicle wheels including a housing having a sound absorbing module having a porous structure
KR102400636B1 (en) * 2020-11-06 2022-05-23 한국생산기술연구원 Low temperature turbine bearing lubricant device
KR20220061698A (en) * 2020-11-06 2022-05-13 한국생산기술연구원 Low temperature power generation system operation control logic
KR20230060787A (en) * 2021-10-28 2023-05-08 한국생산기술연구원 turbine generator that can prevent interference with cooling system and circuit system
KR20230060785A (en) * 2021-10-28 2023-05-08 한국생산기술연구원 turbine generator with eccentric return path
KR102622244B1 (en) * 2021-10-28 2024-01-09 한국생산기술연구원 turbine generator that can prevent interference with cooling system and circuit system
KR102622242B1 (en) * 2021-10-28 2024-01-09 한국생산기술연구원 turbine generator with eccentric return path
KR20230068469A (en) * 2021-11-10 2023-05-18 주식회사 코아칩스 Apparatus for Harvesting Energy by using air pressure and pressure measuring device for same
KR102622126B1 (en) * 2021-11-10 2024-01-10 주식회사 코아칩스 Apparatus for Harvesting Energy by using air pressure and pressure measuring device for same
KR20230080574A (en) * 2021-11-30 2023-06-07 한국생산기술연구원 turbine generator that can prevent interference with cooling system and circuit system
KR102627220B1 (en) 2021-11-30 2024-01-23 한국생산기술연구원 turbine generator that can prevent interference with cooling system and circuit system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101703930B1 (en) Turbine generating apparatus
US10326334B2 (en) Electrical turbo-machine and a power plant
CN106014509A (en) Turbine generator set adopting supercritical carbon dioxide as working medium
KR101817586B1 (en) Generating cycle system
US20170074229A1 (en) Independent power generating method using water pressure and vapor, and generating device thereof
JP4735116B2 (en) Rotary steam engine
JP2014047676A (en) Steam turbine and binary generator with the same
US20130147310A1 (en) Slip ring
KR101322499B1 (en) Power generation system
KR20120021509A (en) Orc system with 2 stage radial turbine
KR101770769B1 (en) Generating cycle system
RU2637158C2 (en) Sealing pump device
KR101938138B1 (en) Generating cycle system
KR101770783B1 (en) Generating cycle system
KR20140021121A (en) The reactor coolant pump of an integral reactor using an external circulation loop
KR101187727B1 (en) Organic fluid turbine generator preventing penetration of operating fluid
CN114867931A (en) Turbine for cold energy power generation and cold energy power generation system provided with same
JP2015524543A (en) Seal structure for steam turbine utilizing sealing liquid and steam extraction system
KR20130033859A (en) Turbine generator system
KR102077731B1 (en) Generator with one-body type rotor and turbine and generating cycle system including the same
KR20100108494A (en) The generating system having sealed turbine room transmitting mechanical power using magnetic force
KR102087054B1 (en) GjENERATOR WITH ONE-BODY TYPE ROTOR-TURBINE AND GENERATING CYCLE SYSTEM INCLUDING THE SAME
KR102400636B1 (en) Low temperature turbine bearing lubricant device
KR100753091B1 (en) Cooling apparatus for lpg external pump
JP2014218993A (en) Condensed water utilization steam power generator

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191223

Year of fee payment: 4