KR101819324B1 - Multi-stage radial turbine - Google Patents

Multi-stage radial turbine Download PDF

Info

Publication number
KR101819324B1
KR101819324B1 KR1020160034242A KR20160034242A KR101819324B1 KR 101819324 B1 KR101819324 B1 KR 101819324B1 KR 1020160034242 A KR1020160034242 A KR 1020160034242A KR 20160034242 A KR20160034242 A KR 20160034242A KR 101819324 B1 KR101819324 B1 KR 101819324B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fluid
disk
along
blades
radial
Prior art date
Application number
KR1020160034242A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20170109966A (en
Inventor
문병영
오경근
Original Assignee
군산대학교산학협력단
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 군산대학교산학협력단 filed Critical 군산대학교산학협력단
Priority to KR1020160034242A priority Critical patent/KR101819324B1/en
Publication of KR20170109966A publication Critical patent/KR20170109966A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101819324B1 publication Critical patent/KR101819324B1/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
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
    • F01D5/06—Rotors for more than one axial stage, e.g. of drum or multiple disc type; Details thereof, e.g. shafts, shaft connections
    • 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
    • F01D1/00—Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines
    • F01D1/02—Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines with stationary working-fluid guiding means and bladed or like rotor, e.g. multi-bladed impulse steam turbines
    • F01D1/06—Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines with stationary working-fluid guiding means and bladed or like rotor, e.g. multi-bladed impulse steam turbines traversed by the working-fluid substantially radially
    • 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
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/14—Form or construction

Abstract

본 발명은 유체 입구, 블레이드 및 디스크를 포함하여 구성되며, 유입되는 유체를 회전축 방향을 향하여 유체가 배출되는 래디얼 터빈에 관한 것으로서, 유체의 배출 방향을 향하여 일 방향을 따라 복수로 배열되며, 유체의 배출방향을 향하여 중앙부가 배출방향을 향하여 볼록하게 형성되는 원판형상의 디스크; 디스크의 회전축 중심에서 반경방향을 향하여 복수로 형성되는 블레이드; 및 복수의 공간에 각각 유체가 유입되도록 유입공간이 분할 형성되는 유체 입구;를 포함하며, 디스크는 유체의 배출 방향을 따라 직경이 증가된다.
본 발명에 의하면, 유체의 배출방향을 향하여 일 방향을 따라 블레이드를 다단 배열하여 유체의 토출압력이 감소되는 것을 방지함으로써, 폐열의 재활용을 통한 터빈의 회전 효율을 증대시킴으로써 발전 효율을 향상시킬 수 있다.The present invention relates to a radial turbine including a fluid inlet, a blade, and a disk, in which a fluid is discharged toward an axis of rotation of the fluid, the fluid being arranged in a plurality of directions along one direction toward a discharge direction of the fluid, A disc-shaped disc having a central portion protruding toward a discharge direction and being convex toward a discharge direction; A plurality of blades formed in the radial direction from the center of the rotation axis of the disk; And a fluid inlet in which the inflow space is dividedly formed so as to allow the fluid to flow into the plurality of spaces, respectively, the diameter of which increases along the discharge direction of the fluid.
According to the present invention, it is possible to improve the power generation efficiency by increasing the rotation efficiency of the turbine by recycling the waste heat by preventing the discharge pressure of the fluid from decreasing by arranging the blades in multi-stages along one direction toward the discharge direction of the fluid .

Description

다단 배열된 래디얼 터빈{Multi-stage radial turbine}Multi-stage radial turbine < RTI ID = 0.0 >

본 발명은 다단 배열된 래디얼 터빈에 관한 것으로서, 래디얼 터빈의 블레이드를 회전축 방향을 따라 다단 배열시킴으로써 래디얼 터빈의 출력을 증가시킬 수 있는 다단 배열된 래디얼 터빈에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-stage radial turbine, and relates to a multi-stage arranged radial turbine capable of increasing the output of a radial turbine by arranging the blades of the radial turbine in a multi-stage arrangement along the direction of the rotational axis.

전 세계적으로 전력수요는 매년 늘어나는 추세에 있다. 그러나 전력 공급능력은 전력의 수요를 따라 가지 못해 여름 또는 겨울 등 전력의 수요가 많은 시기에 전력 비상사태를 맞이하게 되는 경우가 있다.Electricity demand is increasing every year worldwide. However, the power supply capability can not keep up with the demand of the electric power, and in some cases, the electric power emergency may come when the electric power demand such as summer or winter is high.

전력의 주 공급은 원전을 통하여 많은 양이 공급되고 있지만, 우리나라뿐만 아니라 세계적으로 원전의 안정성에 대한 신뢰가 저하되고 있다. 이러한 이유로 하절기뿐만 아니라 동절기에는 전기난방의 기하급수적인 증가로 전력의 피크가 빈번하게 발생하며, 우리나라는 전력 수급의 어려움으로 많은 어려움에 처해 있다.The main supply of electricity is supplied by nuclear power plants, but the reliability of nuclear power plants is decreasing not only in Korea but also in the world. For this reason, not only during the summer but also during the winter season, the peak of electric power is frequently generated due to the exponential increase of electric heating, and Korea is faced with many difficulties due to difficulty in supplying and receiving electric power.

또한, 원유 및 천연가스를 이용한 발전을 통해 전력을 공급하기도 하지만, 이러한 화석연료는 매장자원의 한계가 있고, 원유 및 천연가스의 가격이 지속적으로 상승할수 있기 때문에 온실난방의 주요연료로 사용하는 것에 대한 부담이 있다. 이러한 이유로 대체에너지 발전의 중요성은 석유 수입국가인 우리나라에서 매우 중요한 이슈로 자리잡고 있다.In addition, power is supplied through power generation using crude oil and natural gas. However, since these fossil fuels have limited resources in store and the prices of crude oil and natural gas can be continuously increased, There is a burden on me. For this reason, the importance of alternative energy generation is becoming an important issue in Korea, which is an oil importing country.

이러한 현실로 인하여 바이오 메스, 폐자원 등을 이용한 스팀보일러와 소형증기터빈 시스템이 결합된 농가전용 소형 터빈 발전의 개발과 보급이 절실히 필요하지만, 아직까지는 상용화 및 도입이 안되어 스팀 터빈 발전시스템에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.Because of this reality, the development and dissemination of small turbine power generation for farmhouse, which combines steam boiler and small steam turbine system using biomass, waste resources, etc., is urgently needed, but commercialization and introduction of steam turbine power generation system Is progressing actively.

또한, 미활용 에너지를 이용하여 발전함으로써 사업장의 소비전력을 대체하거나 기존 한전송전망에 전력을 공급함으로써 분산 형전원 역할을 수행할 수도 있다. 이러한 폐 에너지를 활용하기 위하여 래디얼 터빈을 이용하여 폐 에너지를 활용하는 방법이 이용되고 있으며, 래디얼 터빈은 다음과 같은 특징을 갖고 있다.In addition, it can be used as a distributed power source by replacing the power consumption of the workplace by generating electricity using unused energy or by supplying power to the existing power transmission network. In order to utilize such waste energy, a method of utilizing waste energy using a radial turbine is used, and a radial turbine has the following characteristics.

도 1은 래디얼 터빈의 구조를 나타내는 도면으로서 (a)는 종단면도이며, 도 (b)는 도 1 (a)를 A 방향에서 바라본 도면이다. 래디얼 터빈은 소용돌이 입구(13, volute inlet), 노즐(14) 및 래디얼 터빈용 회전날개(10)를 포함하여 구성되고, 회전 축(S)에 대해 외측에서 유입한 가스를 반지름 반경 방향으로 유입시켜 회전 축 S 방향으로 유출시키는 특징을 갖고 있다.Fig. 1 is a longitudinal sectional view showing a structure of a radial turbine, and Fig. 1 (b) is a view of Fig. 1 (a) as viewed from direction A. Fig. The radial turbine includes a vane inlet 13, a nozzle 14 and a rotary vane 10 for a radial turbine, and flows radially radially outwardly of the gas flowing into the rotary shaft S And flows out in the direction of the rotation axis S.

즉, 소용돌이 입구(13)에 유입된 가스는 소용돌이 입구(13)에서 노즐(14)에 의해 회전 방향의 고속 선회 흐름이 되어 유출되어, 회전날개(10)에 들어간다. 회전날개(10)에 유입한 가스는 회전날개(10)의 외측에서 내측을 향하을 따라 회전함으로써 회전날개(10)에 연결된 회전축(S)에 토크를 부여해 회전축(S)와 평행한 방향으로 유입된 가스가 유출하게 된다.That is, the gas introduced into the vortex inlet 13 flows out of the vortex inlet 13 through the nozzle 14 as a high-speed swirling flow in the rotating direction, and enters the vortex 10. The gas flowing into the rotary vane 10 rotates from the outside to the inside of the rotary vane 10 to impart torque to the rotary shaft S connected to the rotary vane 10 and flows in a direction parallel to the rotation axis S Gas will leak out.

도 2는 종래의 회전날개를 나타내는 도면으로서,(a)는 래디얼 터빈의 종단면도이며, (b)는 (a)에 있어서의 A-A 단면도로 반경 일정 단면에서의 날개(블레이드)의 형상을 나타내고 있다.Fig. 2 is a longitudinal sectional view of a radial turbine, and Fig. 2 (b) is a sectional view taken along line AA in Fig. 2 (a) showing the shape of a blade .

회전날개(10)은 원추체형 디스크부(11)에 회전 축(S)의 반경방향으로 향하여 일반적으로 8 ~ 18매 정도의 회전날개(11)를 배치해서 이루어질 수 있다. 도 4의 것(b)에 나타난 바와 같이, 종래의 회전날개(11)는 날개는 회전축에서 유출방향을 향하여 반경 방향을 향하여 한 쌍을 이루는 회전날개가 1개가 배열되어 있어 축방향을 중심으로 유출하는 가스의 출력을 높이기 어려운 문제점이 있다. 즉, 래디얼 터빈은 소용돌이 입구(13, volute inlet)로 유입된 폐가스를 외부로 유출시킬 때, 출력이 낮아지게 되는 문제점이 있다.The rotary vane 10 may be formed by arranging about 8 to about 18 rotary vanes 11 toward the radial direction of the rotary shaft S to the conical disc portion 11. [ As shown in FIG. 4 (b), in the conventional rotary vane 11, one pair of rotary vanes arranged in the radial direction from the rotary shaft toward the outflow direction are arranged, There is a problem that it is difficult to raise the output of the gas. That is, the radial turbine has a problem that when the waste gas introduced into the volute inlet 13 flows out, the output of the radial turbine is lowered.

한국등록특허 제10-0680674호 (터빈 동익, 2007년 2월 2일)Korean Patent No. 10-0680674 (Turbine rotor, February 2, 2007)

본 발명의 목적은 유체의 배출방향을 향하여 일 방향을 따라 블레이드를 다단 배열하여 유입되는 유체의 토출압력을 증가시켜, 터빈의 회전 효율을 증대시켜 폐열의 발전 효율을 향상시킬 수 있는 다단 배열된 래디얼 터빈을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a multi-stage arrangement of blades arranged in a multi-stage arrangement of blades along one direction toward a discharge direction of a fluid to increase a discharge pressure of a fluid to be introduced, To provide a turbine.

본 발명의 다른 목적은 대기중에 버려지는 열 즉, 폐열을 재활용하여 온실가스 발생량 감소를 통한 기후변화협약에 따른 의무 온실가스를 감축할 수 있는 다단 배열된 래디얼 터빈을 제공하는데 있다.It is another object of the present invention to provide a multi-stage arranged radial turbine capable of reducing obligatory greenhouse gases according to the convention on climate change through reducing the amount of greenhouse gases generated by recycling waste heat, that is, waste heat.

위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 다단 배열된 래디얼 터빈은 유체 입구, 블레이드 및 디스크를 포함하여 구성되며, 유입되는 유체를 회전축 방향을 향하여 유체가 배출되는 래디얼 터빈에 관한 것으로서, 유체의 배출 방향을 향하여 일 방향을 따라 복수로 배열되며, 유체의 배출방향을 향하여 중앙부가 배출방향을 향하여 볼록하게 형성되는 원판형상의 디스크; 디스크의 회전축 중심에서 반경방향을 향하여 복수로 형성되는 블레이드; 및 복수의 공간에 각각 유체가 유입되도록 유입공간이 분할 형성되는 유체 입구;를 포함하며, 디스크는 유체의 배출 방향을 따라 직경이 증가된다.In order to accomplish the above object, a radial turbine having a multi-stage arrangement according to an embodiment of the present invention includes a fluid inlet, a blade, and a disk, and relates to a radial turbine in which fluid is discharged toward an axis of rotation of an inflow fluid A disk-shaped disk which is arranged in a plurality of directions along one direction toward the discharge direction of the fluid, and whose central portion is convex toward the discharge direction toward the discharge direction of the fluid; A plurality of blades formed in the radial direction from the center of the rotation axis of the disk; And a fluid inlet in which the inflow space is dividedly formed so as to allow the fluid to flow into the plurality of spaces, respectively, the diameter of which increases along the discharge direction of the fluid.

여기서, 디스크 중 적어도 하나는 디스크의 판면에 유체의 유입방향을 따라 적어도 하나 이상 형성되는 관통 홀을 구비하여 유체를 일 방향을 따라 이동시킬 수 있다.At least one of the disks has at least one through-hole formed along the direction of the fluid flow on the surface of the disk to move the fluid along one direction.

여기서, 블레이드는 디스크에 동일한 방향으로 비틀어져 형성될 수 있다.Here, the blade can be formed by twisting the disk in the same direction.

본 발명에 의한 다단 배열된 래디얼 터빈은 유체의 배출방향을 향하여 일 방향을 따라 블레이드를 다단 배열하여 유체의 토출압력이 감소되는 것을 방지함으로써, 폐열의 재활용을 통한 터빈의 회전 효율을 증대시킴으로써 발전 효율을 향상시킬 수 있다. The multi-stage radial turbine according to the present invention arranges the blades in multiple directions along one direction toward the discharge direction of the fluid to prevent the discharge pressure of the fluid from decreasing, thereby increasing the rotation efficiency of the turbine through recycling of the waste heat, Can be improved.

또한, 보일러에서 발생하는 폐열의 회수효율을 높여 에너지 효율 향상을 통한 농가용 온실난방 또는 소각로의 재가열 열원으로 사용함으로써 에너지 절감을 이룰 수 있다.In addition, energy savings can be achieved by increasing the efficiency of recovery of waste heat from the boiler and by using it as a reheating heat source for greenhouses for farm households or incinerators by improving energy efficiency.

또한, 폐열의 재활용 효율을 증대시킴으로써 온실가스발생량을 감소시킬 수 있어 기후 변화협약에 따른 온실가스 감축에 기여가 가능하다.In addition, by increasing the recycling efficiency of waste heat, it is possible to reduce the amount of greenhouse gas emissions, which can contribute to the reduction of greenhouse gases according to the Convention on Climate Change.

도 1은 종래의 래디얼 터빈을 나타내는 도면이다.
도 2는 종래의 래디얼 터빈의 날개 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다단 배열된 래디얼 터빈의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 디스크에 형성된 블레이드의 형상을 나타내는 도면이다.1 is a view showing a conventional radial turbine.
2 is a view showing a structure of a blade of a conventional radial turbine.
3 is a cross-sectional view of a multi-stepped radial turbine according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing the shape of a blade formed on a disk according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Note that, in the drawings, the same components are denoted by the same reference symbols as possible. Further, the detailed description of known functions and configurations that may obscure the gist of the present invention will be omitted. For the same reason, some of the components in the drawings are exaggerated, omitted, or schematically illustrated.

또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서, "~상에"라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.Also, throughout the specification, when an element is referred to as "including" an element, it is understood that the element may include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise. Also, throughout the specification, the term " on " means located above or below a target portion, and does not necessarily mean that the target portion is located on the upper side with respect to the gravitational direction.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 실험자 및 측정자와 같은 사용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed.

본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. The terms first, second, etc. in this specification may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the relevant art and are to be interpreted in an ideal or overly formal sense unless explicitly defined in the present application Do not.

본 발명에서 사용된 "다단 배열"은 블레이드가 형성된 디스크가 일 방향을 따라 복수로 배열(Multi-stage)된 것을 의미한다.The "multi-step arrangement" used in the present invention means that the disks in which the blades are formed are multi-stageed along one direction.

또한, 본 발명의 다단 배열된 래디얼 터빈은 열에너지를 기계적 일로 변환시키는 원동기 방식의 하나이다. 스팀터빈은 진동이 적고, 능률이 좋으며, 고속이면서 큰 마력을 얻을 수 있어, 폐증기를 이용하는 폐열회수 시스템 등에 다양하게 사용될 수 있는 것으로서, 그 적용분야가 이에 제한되는 것은 아니다.In addition, the multi-stage radial turbine of the present invention is one of the prime mover systems that convert thermal energy into mechanical work. The steam turbine has low vibration, high efficiency, high horsepower and high horsepower, and can be used in a variety of waste heat recovery systems using waste steam, and its application field is not limited thereto.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다단 배열된 래디얼 터빈의 단면도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 디스크에 형성된 블레이드의 형상을 나타내는 도면이다.FIG. 3 is a cross-sectional view of a multi-stage arranged radial turbine according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a view showing a shape of a blade formed on a disk according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 다단 배열된 래디얼 터빈은 디스크(100), 블레이드(200) 및 유체 입구(300)를 포함하여 구성된다.A multi-stage arrayed radial turbine according to an embodiment of the present invention comprises a disc 100, a blade 200 and a fluid inlet 300.

디스크(100)는 원판형상으로 형성되며, 회전축(a) 방향을 중심으로 유체의 배출방향을 향하여 복수로 다단 배열(100a)(100b)(100c) 된다. 즉, 디스크(100)는 회전축(a)의 일 방향을 따라 연속해서 배열됨으로써 디스크(100a)(100b)(100c)사이에 공간을 형성하게 된다.The disk 100 is formed in a disk shape and has a plurality of multi-stage arrays 100a, 100b, and 100c toward the discharge direction of the fluid about the rotational axis a. That is, the disc 100 is continuously arranged along one direction of the rotational axis a, thereby forming a space between the discs 100a, 100b and 100c.

디스크(100)는 유체의 배출방향을 향하여 중앙부가 볼록하게 형성되어 유체의 흐름을 일 방향을 따라 원활하게 배출시킬 수 있다.The disk 100 is formed so as to be convex at the center toward the discharge direction of the fluid, so that the flow of the fluid can be smoothly discharged along one direction.

이때, 유체의 배출방향을 따라 다단 배열되는 디스크(100)는 반경방향을 향하여 직경이 증가하도록 형성된다. 이로 인하여, 디스크(100a)는 유체의 배출 시점에 있으므로 직경이 가장 작고, 디스크(100c)는 유체의 배출 종점에 위치하여 직경이 가장 크게 형성된다. 따라서 디스크(100)의 면적은 일 방향을 따라 증가됨으로써 유입된 유체를 배출시킬 수 있는 토출압력을 단계적으로 증가시켜 일 방향을 따라 유체가 이동할 때 유체의 압력이 감소되는 것을 방지할 수 있다.At this time, the discs 100 arranged in multi-stages along the discharge direction of the fluid are formed so as to increase in diameter toward the radial direction. Because of this, the disk 100a is the smallest diameter at the time of discharge of the fluid, and the disk 100c is located at the discharge end point of the fluid, and the diameter is the largest. Accordingly, the area of the disk 100 is increased along one direction, thereby increasing the discharge pressure that can discharge the introduced fluid in a stepwise manner, thereby preventing the fluid pressure from decreasing when the fluid moves along one direction.

본 발명에서 다단 배열된 디스크(100)는 3열 배열된 것을 예시로 설명하였으나, 2 열 또는 4열 이상으로 배열될 수 있는 것으로서 다단 배열의 개수가 이에 제한되는 것은 아니다.In the present invention, the discs 100 arranged in a multi-stage structure are arranged in three rows. However, the discs may be arranged in two or four or more rows.

디스크(100b)(100c)는 (100b)(100c)의 판면에 유체의 유입방향을 따라 적어도 하나 이상 형성되는 관통 홀(110b)(110c)을 구비할 수 있다. 관통 홀(110b)(110c)은 디스크(100b)(100c)의 반경방향을 향하여 서로 이웃하는 블레이드(200) 사이에서 복수로 형성될 수 있다.The disks 100b and 100c may have through holes 110b and 110c formed on the surface of the plates 100b and 100c along at least one direction along the direction of fluid flow. The through holes 110b and 110c may be formed in plurality between adjacent blades 200 toward the radial direction of the disks 100b and 100c.

따라서 유체가 회전축(a) 방향을 따라 이동할 때에, 관통 홀(110)을 따라 유체가 이동함으로써 서로 이웃하는 디스크(100a)(100b)(100c) 사이에 형성된 공간에서 유체의 이동이 정체되는 것을 방지하여 유체의 이동을 원활하게 할 수 있다. 본 발명에서 디스크(100b)(100c)는 반경방향을 향하여 세 개의 관통 홀(110b)(110c)이 형성되었으나, 유입되는 유체의 압력과 양에 따라 관통 홀(110b)(110c)의 개수는 증가 또는 감소될 수 있다.Therefore, when the fluid moves along the direction of the rotation axis a, the fluid moves along the through hole 110, thereby preventing the fluid from stagnating in the space formed between the neighboring disks 100a, 100b, 100c. So that the movement of the fluid can be smoothly performed. In the present invention, three through holes 110b and 110c are formed in the radial direction of the disks 100b and 100c, but the number of the through holes 110b and 110c is increased according to the pressure and amount of the introduced fluid. Or may be reduced.

블레이드(200)는 디스크(100)의 회전축(a) 중심에서 반경방향을 향하여 도 4와 같이 복수로 배치될 수 있다. 다단 배열된 디스크(100)에 형성된 블레이드(200)는 동일한 방향으로 비틀어져 형성되는 것이 바람직하다.The blades 200 may be arranged in a plurality of radial directions from the center of the rotation axis a of the disc 100 as shown in Fig. It is preferable that the blades 200 formed on the multi-stage arrayed disk 100 are formed by being twisted in the same direction.

만약, 일 방향을 따라 배열되는 블레이드(200)가 서로 다른 방향으로 비틀어져 형성되면, 디스크(100a)(100b)(100c) 사이에 형성된 공간에서 난류가 형성되어 유체의 흐름을 방해하여 배출되는 유체의 압력을 감소시킬 수 있다.If the blades 200 arranged in one direction are twisted in different directions, a turbulence is formed in the space formed between the disks 100a, 100b, 100c to prevent the flow of the fluid Pressure can be reduced.

본 발명에서 블레이드(200)는 종단이 반경방향을 향하는 외주면이 시계방향을 향하여 비틀어진 것으로 설명하였으나, 블레이드(200)는 반경방향을 향하여 반시계 방향으로 형성될 수 있는 것으로서 동일한 방향으로 비틀어져 형성된다면 그 비틀어진 회전 방향이 이에 제한되는 것은 아니다.In the present invention, the blade 200 is described as being twisted in the clockwise direction on the outer circumferential surface facing the radial direction. However, if the blade 200 is formed in the counterclockwise direction in the radial direction and is twisted in the same direction The twisted rotation direction is not limited thereto.

또한, 블레이드(200)는 디스크(100)가 일 방향을 따라 증가함에 따라 이에 대응하기 위하여 도 4에 도시된 바와 같이, 크기가 커지도록 형성된다. 따라서 디스크(100)의 증가와 함께 블레이드(200)의 크기가 증대되어 유체의 토출압력을 증가시킴으로써 터빈의 효율을 증대시킬 수 있다.In addition, the blade 200 is formed to have a large size as shown in FIG. 4 to correspond to the increase in the size of the disk 100 along one direction. Accordingly, the size of the blade 200 increases with the increase of the disk 100, and the efficiency of the turbine can be increased by increasing the discharge pressure of the fluid.

유체 입구(300)는 일 방향을 따라 다단 배열되어 형성된 디스크(100a)(100b)(100c) 사이에 형성된 복수의 공간 각각에 유체가 유입되도록 유체 입구(300)의 종단이 유입 공간(310a)(310b)(310c)이 분할 형성된다. 따라서 각각의 독립된 공간을 따라 유체를 유입시킬 수 있다. 즉, 유체는 유체 입구(300)의 소용돌이 형상으로 형성된 유체 입구(300)를 따라 이동하면서 각각의 다단 배열된 디스크(100a)(100b)(100c) 사이로 유입되게 된다.The fluid inlet 300 is connected to the inflow space 310a through the end of the fluid inlet 300 so that the fluid flows into each of the plurality of spaces formed between the disks 100a, 100b, 310b and 310c are dividedly formed. Therefore, the fluid can flow along each independent space. That is, the fluid flows between the multi-stage arrayed disks 100a, 100b and 100c while moving along the fluid inlet 300 formed in the spiral shape of the fluid inlet 300.

즉, 본 발명은 디스크(100)에 블레이드(200)가 형성되고, 유체의 배출방향을 따라 다단 배열됨으로써 다단 배열된 디스크(100) 사이에 유입 공간(310)으로부터 유체를 유입시킬 수 있다. 따라서 각각의 공간에 유입된 유체는 각각의 공간에 배치된 블레이드(200a)(200b)(200c)를 통하여 배출될 수 있도록 압력이 가해지므로 터빈의 압력을 증가시킬 수 있다. 즉, 블레이드(200)가 복수로 배열되어 유체와 복수의 블레이드(200)와 닿는 면적을 증가시킴으로써 터빈의 출력을 증가시킬 수 있는 특징을 갖게 된다.That is, according to the present invention, the blades 200 are formed on the disc 100, and the multi-stage arrangement of the blades 200 along the discharge direction of the fluid allows the fluid to flow from the inflow space 310 into the multi-stage disc 100. Accordingly, the pressure of the turbine can be increased because the pressure of the fluid introduced into the respective spaces can be released through the blades 200a, 200b and 200c disposed in the respective spaces. That is, the plurality of blades 200 are arranged to increase the area of contact between the fluid and the plurality of blades 200, thereby increasing the output of the turbine.

따라서 본 발명에 의한 다단 배열된 래디얼 터빈은 유체의 배출방향을 향하여 일 방향을 따라 유체의 토출압력이 감소되는 것을 방지함으로써, 폐열의 재활용을 통한 터빈의 회전 효율을 증대시킴으로써 발전 효율을 향상시킬 수 있다.Accordingly, the multi-stage radial turbine according to the present invention can prevent the discharge pressure of the fluid from decreasing along one direction toward the discharge direction of the fluid, thereby improving the efficiency of the rotation by increasing the rotation efficiency of the turbine through recycling of the waste heat have.

또한, 보일러에서 발생하는 폐열의 회수효율을 높여 에너지 효율 향상을 통한 농가용 온실난방 또는 소각로의 재가열 열원으로 사용함으로써 에너지 절감을 이룰 수 있다. 또한, 폐열을 재활용 효율을 증대시킴으로써 온실가스발생량을 감소시킬 수 있어 기후변화협약에 따른 온실가스 감축에 기여가 가능하다.In addition, energy savings can be achieved by increasing the efficiency of recovery of waste heat from the boiler and by using it as a reheating heat source for greenhouses for farm households or incinerators by improving energy efficiency. In addition, by increasing the recycling efficiency of waste heat, the amount of greenhouse gas emissions can be reduced, contributing to the reduction of greenhouse gases according to the Convention on Climate Change.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명이 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.It should be noted that the embodiments of the present invention disclosed in the present specification and drawings are only illustrative of the present invention in order to facilitate description of the present invention and to facilitate understanding of the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein.

100 : 디스크 110 : 관통홀
200 : 블레이드 300 : 유체 입구
310 : 유입 공간 100: Disk 110: Through hole
200: blade 300: fluid inlet
310: inflow space

Claims (3)

유체 입구, 블레이드 및 디스크를 포함하여 구성되며, 유입되는 유체를 회전축 방향을 향하여 상기 유체를 배출시키는 래디얼 터빈에 있어서,
상기 유체의 배출 방향을 향하여 일 방향을 따라 복수로 구비되고, 유체의 배출방향을 향하여 중앙부가 배출방향을 향하여 볼록하게 형성되어 상기 볼록하게 형성된 영역이 맞닿도록 일 방향을 따라 연속해서 다단 배열되는 원판형상의 복수의 디스크;
상기 디스크의 회전축 중심에서 반경방향을 향하여 복수로 형성되는 블레이드; 및
상기 다단 배열된 디스크 사이에 형성된 각각의 공간에 각각 상기 유체가 유입되도록 유입 공간이 분할 형성되는 유체 입구;를 포함하며,
상기 디스크는,
상기 유체의 배출 방향을 따라 직경이 증가되도록 형성되고,
일방향을 따라 배열된 상기 디스크 중, 후단에 있는 디스크를 제외한 나머지 디스크는 서로 이웃하는 블레이드 사이에 반경방향을 따라 복수의 관통 홀을 구비하여 상기 다단 배열된 디스크 사이에 형성된 공간에서 유체의 이동이 정체되는 것을 방지하고,
상기 복수의 디스크에 구비되는 블레이드는,
상기 디스크의 회전축 중심에서 반경방향을 따라 동일한 방향으로 비틀어져 형성된 것을 특징으로 하는 다단 배열된 래디얼 터빈.A radial turbine comprising a fluid inlet, a blade and a disk, for discharging the fluid toward an axis of rotation of the fluid to be introduced,
A plurality of discs arranged in one direction toward the discharge direction of the fluid and having a central portion protruding toward the discharging direction toward the discharging direction of the fluid so that the convexly- A plurality of shaped disks;
A plurality of blades formed radially from the center of the rotation axis of the disk; And
And a fluid inlet in which an inflow space is dividedly formed so as to allow the fluid to flow into each space formed between the multi-stage arrayed discs,
The disk comprises:
A diameter of which is increased along the discharge direction of the fluid,
The remaining discs except for the disc at the rear end among the discs arranged along the one direction have a plurality of through holes along the radial direction between adjacent blades so that the movement of the fluid in the space formed between the multi- Therefore,
Wherein the plurality of disks are provided with a plurality of blades,
Wherein the radial turbine is twisted in the same direction along the radial direction at the center of the rotation axis of the disk. 삭제delete 삭제delete
KR1020160034242A 2016-03-22 2016-03-22 Multi-stage radial turbine KR101819324B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160034242A KR101819324B1 (en) 2016-03-22 2016-03-22 Multi-stage radial turbine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160034242A KR101819324B1 (en) 2016-03-22 2016-03-22 Multi-stage radial turbine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170109966A KR20170109966A (en) 2017-10-10
KR101819324B1 true KR101819324B1 (en) 2018-02-28

Family

ID=60190212

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160034242A KR101819324B1 (en) 2016-03-22 2016-03-22 Multi-stage radial turbine

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101819324B1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015510085A (en) * 2012-03-12 2015-04-02 ジャガー・ランド・ローバー・リミテッドＪａｇｕａｒ Ｌａｎｄ Ｒｏｖｅｒ Ｌｉｍｉｔｅｄ Compact multi-stage turbo pump

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015510085A (en) * 2012-03-12 2015-04-02 ジャガー・ランド・ローバー・リミテッドＪａｇｕａｒ Ｌａｎｄ Ｒｏｖｅｒ Ｌｉｍｉｔｅｄ Compact multi-stage turbo pump

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170109966A (en) 2017-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2011018651A3 (en) Turbine
US20180180018A1 (en) Vaned wheel for a turbine, and power generation device
CN104747239A (en) Composite single screw expander
CN101078392B (en) Vane type wind power generator
KR101819324B1 (en) Multi-stage radial turbine
Gupta et al. Design and operation of Tesla turbo machine—a state of the art review
JP6983473B2 (en) Cooling passages for gas turbine system rotor blades
US9709023B2 (en) Shut off valve for oscillating water column turbines
CN108691717B (en) Mixed-flow water turbine with double rotating wheels
KR100720909B1 (en) Impulse turbine with rotor blade for prevention against clearance flow loss
CN102182517B (en) Boundary layer turbine with blade plate
JP4885302B1 (en) Radial turbine
WO2012077359A1 (en) Radial turbine
JP2012122377A5 (en)
KR101238544B1 (en) The centrifugal foot heats and the centrifugal generation of heat way that used a bidirectional revolution
JP2015516535A (en) Hydro turbine
CN104110345A (en) Multi-blade water turbine
JP2013072340A (en) Water turbine runner, hydraulic machinery and operation method of hydraulic machinery
JP5670591B1 (en) Axial impeller and turbine
JP5467703B1 (en) Simple steam flow variable steam turbine engine
CN108412668B (en) Double-duct water turbine power generation system
KR101704306B1 (en) Steam turbine system for recycling wasted heat using radial turbine
JP6526787B2 (en) Turbine blade and turbine
KR101763360B1 (en) Apparatus for power generation using gas
JP2018071548A (en) Power transmission for turbine or compressor with inverse rotation blade

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant