KR102087054B1 - GjENERATOR WITH ONE-BODY TYPE ROTOR-TURBINE AND GENERATING CYCLE SYSTEM INCLUDING THE SAME - Google Patents

GjENERATOR WITH ONE-BODY TYPE ROTOR-TURBINE AND GENERATING CYCLE SYSTEM INCLUDING THE SAME Download PDF

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Abstract

본 발명의 다단 배치되는 터빈 일체형 회전자가 구비된 발전기는 일측에 작동유체가 유입되는 유입구가 구비되고, 타측에 작동유체가 배출되는 배출구가 마련되며, 유입구 및 배출구를 연결하는 유로가 내부에 구비되는 하우징, 유로상에 배치되어 유로를 통해 유동되는 작동유체의 유속 및 방향을 전환시키되, 하우징에 고정되는 노즐어셈블리, 유로상에서 노즐어셈블리에 후행 배치되고, 노즐어셈블리를 경유한 작동유체의 흐름에 의해 회전되는 터빈, 터빈의 외측둘레에 결합되어, 터빈과 일체로 회전되는 회전자 및 회전자의 외측둘레와 인접하여 배치되는 고정자가 포함되고, 노즐어셈블리 및 터빈은 하나의 쌍을 이루어 다수 개가 반복 배치될 수 있다.
본 발명에 따른 발전 사이클 시스템은 상술한 발전기, 발전기의 전단에 배치되고, 작동유체가 가열되어 발전기로 유동되는 제1열교환모듈, 발전기의 후단에 배치되고, 발전기를 경유한 작동유체가 냉각되는 제2열교환모듈 및 제1열교환모듈, 발전기 및 제2열교환모듈에 작동유체가 순환될 수 있도록 작동유체를 순환시키는 펌프모듈이 포함될 수 있다.
The generator having a multi-stage turbine-integrated rotor of the present invention is provided with an inlet port through which working fluid flows in one side, and an outlet port through which the working fluid is discharged in the other side, and a flow path connecting the inlet port and the outlet port is provided therein. The flow rate and direction of the working fluid flows through the flow path is disposed on the housing, the flow path, and the nozzle assembly is fixed to the housing, the trailing arrangement is disposed in the nozzle assembly on the flow path, and rotated by the flow of the working fluid via the nozzle assembly A turbine coupled to the outer periphery of the turbine, the rotor being integrally rotated with the turbine, and a stator disposed adjacent to the outer periphery of the rotor, wherein the nozzle assembly and the turbine are arranged in pairs to be repeatedly arranged Can be.
In the power generation cycle system according to the present invention, the first heat exchange module is disposed at the front of the generator and the generator, the working fluid is heated and flows into the generator, and is disposed at the rear of the generator, and the working fluid via the generator is cooled. The second heat exchange module and the first heat exchange module, the generator and the second heat exchange module may include a pump module for circulating the working fluid to circulate the working fluid.

Description

다단 배치되는 터빈 일체형 회전자가 구비된 발전기 및 이를 포함하는 발전 사이클 시스템{GjENERATOR WITH ONE-BODY TYPE ROTOR-TURBINE AND GENERATING CYCLE SYSTEM INCLUDING THE SAME}Generator with multi-stage turbine-integrated rotor and power generation cycle system including the same {GjENERATOR WITH ONE-BODY TYPE ROTOR-TURBINE AND GENERATING CYCLE SYSTEM INCLUDING THE SAME}

본 발명은 회전 운동에너지를 통해 유도전류를 발생시켜 전기가 생산되는 발전기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 운동에너지가 전달되는 터빈과 회전자가 직접 체결되어 일체로 회전되도록 한 발전기 및 이를 포함하는 발전 사이클 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a generator in which electricity is produced by generating an induced current through rotational kinetic energy, and more particularly, a generator in which a turbine and a rotor to which kinetic energy is transmitted are directly coupled to rotate and a power generation cycle including the same. It is about the system.

일반적으로 발전장치는 회전력을 이용해 유도전류가 발생되는 방식으로 전기가 생산된다.In general, the power generating device generates electricity in such a manner that an induced current is generated using a rotational force.

대형 발전장치의 경우에는 유체가 일정한 유로를 따라 유동하는 운동에너지가 터빈을 통해 회전력으로 변환되고, 터빈과 회전축으로 연결되어 있는 회전자가 회전되는 방식이 널리 활용되고 있다.In the case of a large power generation apparatus, kinetic energy in which a fluid flows along a constant flow path is converted into rotational force through a turbine, and a method of rotating a rotor connected to a turbine and a rotating shaft is widely used.

이는 도 1에 도시된 바와 같으며, 고온고압의 유체가 터빈 하우징(10)의 내부공간을 경유하여 외부로 배출되는 과정에서 유체의 흐름에 따른 운동에너지가 터빈(20)의 블레이드와 간섭되어 터빈이 회전하게 되고, 회전되는 터빈(20)과 축계로 연결된 발전기 회전자(30)가 고정자(40)와 인접하여 회전되며 유도전류가 발생되었다.This is as shown in Figure 1, the kinetic energy according to the flow of the fluid in the process of the fluid is discharged to the outside through the inner space of the turbine housing 10, the high temperature and high pressure of the turbine 20 turbine This is rotated, the generator rotor 30 is connected to the rotating turbine 20 and the shaft system is rotated adjacent to the stator 40 and the induced current was generated.

이러한 종래의 터빈 및 발전기는 물리력에 의해 직접적인 회전이 발생되는 터빈과 유도전류가 발생되는 발전기가 각기 분리된 공간에 구비되었고, 터빈과 회전자 사이의 회전력 전달은 회전축에 의해 이루어지는 것이 대부분이었다.These conventional turbines and generators are provided in a separate space each of the turbine is a direct rotation is generated by the physical force and the generator generating the induced current, the rotational force transfer between the turbine and the rotor was mostly made by the rotating shaft.

이때, 터빈이 배치된 공간과 발전기가 배치된 공간의 사이에 회전축이 관통하여 배치되어야 하므로 실링이 되었다 하여도 터빈의 내측공간으로 유동하는 유체가 정해진 유로를 이탈하여 유출되는 경우가 빈번하게 발생되었다.At this time, since the rotating shaft must be disposed between the space where the turbine is disposed and the space where the generator is disposed, the fluid flowing into the inner space of the turbine flows out of a predetermined flow path even though it is sealed. .

대한민국 등록특허 제10-1703930호 '터빈발전장치'에는 터빈의 회전력을 발전기에 효과적으로 전달함과 동시에 터빈의 작동유체가 누설되는 것을 방지하기 위한 기술이 게시되어 있다.Republic of Korea Patent No. 10-1703930 'Turbine generator' has been published a technology for effectively transmitting the rotational force of the turbine to the generator and at the same time prevent the leakage of the working fluid of the turbine.

하지만, 작동유체의 회전되는 터빈이 회전자와 축계로 연결되어 동력이 전달되는 구성의 한계로 인해 작동유체의 손실을 일정량 감소시킬수는 있으나, 작동유체의 손실을 원천적으로 방지할 수 없다는 단잠은 여전히 지니고 있었다.However, although the rotating turbine of the working fluid can reduce the loss of the working fluid due to the limitation of the power transmission configuration connected to the rotor and the shaft system, the short sleep still cannot prevent the loss of the working fluid at the source. I had it.

특히 유기랭킨사이클의 경우 작동유체가 유독성이거나 환경을 파괴하는 성분을 지니기에 다양한 형태의 2차피해가 발생될 수 있는 문제점이 있었다.In particular, in the case of the organic Rankine cycle, there are problems that various types of secondary damage may occur because the working fluid is toxic or has a component that destroys the environment.

뿐만 아니라, 회전자 및 고정자가 배치된 발전기 내부로 작동유체가 유입되는 경우에 발성 성능이 현저히 낮아지거나 오작동 등이 발생될 수 있는 단점이 존재하였다.In addition, when a working fluid is introduced into the generator in which the rotor and the stator are disposed, there is a disadvantage in that the speech performance is significantly lowered or a malfunction may occur.

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, a technique of applying a sealing bearing which improves the sealing performance of a bearing which fixes the rotating shaft of the turbine, or using a magnetic force to transfer the rotational force inside the housing of the turbine to the outside of the housing.

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 greater force for fixing the rotation axis of the turbine in order to have a high sealing effect, which is a problem that the rotational force of the turbine is lost, the power generation efficiency of the entire power generation device is lowered.

또한, 직접적인 물리력으로 회전이 발생되는 터빈과 발전이 이루어지는 발전기의 회전자 간에 회전축으로 연결되므로, 회전력의 손실되는 단점 또한 지니고 있었다.In addition, since it is connected to the rotary shaft between the turbine is generated by the rotation of the direct physical force and the rotor of the generator is generated, there was also a disadvantage of losing the rotational force.

따라서 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구된다.Therefore, there is a need for a method for solving such problems.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서 직접적인 물리력이 작용되는 터빈과 발전이 수행되기 위해 회전되는 회전자 간에 회전력의 손실없이 안정적으로 전달될 수 있도록 한 발전기를 제공하기 위함이다.The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems of the prior art, to provide a generator that can be stably transmitted without loss of rotational force between the turbine to which the direct physical force is applied and the rotor rotated to generate power. to be.

또한, 터빈과 회전자가 일체로 체결되어 회전되므로 발전용량은 유지하면서도 보다 작은 크기로 실시될 수 있어, 공간의 활용성이 높고, 유지 및 보수 또한 수월해진 발전기를 제공함에 있다.In addition, since the turbine and the rotor are integrally rotated and rotated, the turbine and the rotor can be implemented in a smaller size while maintaining the power generation capacity, thereby providing a generator having high space utilization and easy maintenance and repair.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다단 배치되는 터빈 일체형 회전자가 구비된 발전기는 일측에 작동유체가 유입되는 유입구가 구비되고, 타측에 작동유체가 배출되는 배출구가 마련되며, 유입구 및 배출구를 연결하는 유로가 내부에 구비되는 하우징, 유로상에 배치되어 유로를 통해 유동되는 작동유체의 유속 및 방향을 전환시키되, 하우징에 고정되는 노즐어셈블리, 유로상에서 노즐어셈블리에 후행 배치되고, 노즐어셈블리를 경유한 작동유체의 흐름에 의해 회전되는 터빈, 터빈의 외측둘레에 결합되어, 터빈과 일체로 회전되는 회전자 및 회전자의 외측둘레와 인접하여 배치되는 고정자가 포함되고, 노즐어셈블리 및 터빈은 하나의 쌍을 이루어 다수 개가 반복 배치될 수 있다.Generator with a turbine-integrated rotor of the multi-stage arrangement of the present invention for achieving the above object is provided with an inlet for the operating fluid is introduced on one side, the outlet is provided to the operating fluid is discharged to the other side, connecting the inlet and outlet The flow path is disposed inside the housing, the flow rate and the direction of the working fluid flowing through the flow path is disposed on the flow path, the nozzle assembly fixed to the housing, the trailing arrangement in the nozzle assembly on the flow path, through the nozzle assembly A turbine that is rotated by a flow of working fluid, a rotor coupled to the outer periphery of the turbine, and a stator disposed adjacent to the outer periphery of the rotor, the nozzle assembly and the turbine being a pair A plurality may be repeatedly arranged.

그리고, 하우징은 유입구를 통해 유입된 작동유체가 노즐어셈블리에 유입되기 이전에 분기되고, 분기된 작동유체는 회전자 및 고정자의 사이로 경유되어 배출구로 배출되는 분기유로가 포함될 수 있다.In addition, the housing may be branched before the working fluid introduced through the inlet flows into the nozzle assembly, and the branched working fluid may include a branching passage which is discharged through the rotor and the stator to the outlet.

또는, 노즐어셈블리는 유입구를 통해 유입된 작동유체가 간섭되어 유동되는 방향이 변경되도록 배치되고, 작동유체의 유속을 증가시키는 노즐블레이드가 포함될 수 있다.Alternatively, the nozzle assembly may be arranged to change the direction in which the working fluid introduced through the inlet is interfered and flow, and may include a nozzle blade for increasing the flow velocity of the working fluid.

그리고, 터빈은 노즐블레이드를 통해 유동되는 방향이 변경된 작동유체의 운동에너지가 전달되는 터빈블레이드가 포함될 수 있다.In addition, the turbine may include a turbine blade through which the kinetic energy of the working fluid whose direction is flowed through the nozzle blade is transferred.

또는, 노즐어셈블리는 유입구와 인접하여 배치되고 제1노즐블레이드가 구비되는 제1노즐어셈블리 및 배출구와 인접하여 배치되고 제2노즐블레이드가 구비되는 제2노즐어셈블리가 포함되고, 터빈은 제1노즐어셈블리에 후행하여 배치되며 제1터빈블레이드가 구비되는 제1터빈 및 제2노즐어셈블리에 후행하여 배치되며 제2터빈블레이드가 구비되는 제2터빈이 포함되며, 제1터빈블레이드 및 제2터빈블레이드에 전달되는 회전력이 동일하도록 제2노즐블레이드의 간격은 제1노즐블레이드의 간격보다 좁게 형성될 수 있다.Alternatively, the nozzle assembly includes a first nozzle assembly disposed adjacent to the inlet and provided with a first nozzle blade, and a second nozzle assembly disposed adjacent to the outlet and provided with a second nozzle blade, wherein the turbine includes a first nozzle assembly. The first turbine and the second nozzle assembly which is disposed later in the first turbine blade is provided, the second turbine is disposed after the second turbine blade and is disposed in the trailing position, and is transmitted to the first turbine blade and the second turbine blade. The interval between the second nozzle blades may be smaller than the interval between the first nozzle blades so that the rotational force is the same.

그리고, 제1노즐어셈블리는 중앙이 관통되어 제1터빈의 일부가 가로질러 관통되고, 제2터빈은 중앙이 관통되어 제2노즐어셈블리의 일부가 가로질러 관통될 수 있다.In addition, the first nozzle assembly may be penetrated through a center thereof to allow a portion of the first turbine to pass through, and the second turbine may penetrate through a center thereof to allow a portion of the second nozzle assembly to penetrate through it.

또는, 제1터빈 및 제2터빈은 각기 하우징의 내주연과 회전가능하게 베어링에 의해 결합될 수 있다.Alternatively, the first turbine and the second turbine may be coupled by a bearing so as to be rotatable with the inner periphery of the housing, respectively.

그리고, 베어링은 하우징의 내주연을 따라 다수 개가 일정한 간격으로 배치될 수 있다.In addition, a plurality of bearings may be arranged at regular intervals along the inner circumference of the housing.

또는, 회전자는 원통형으로 형성되고, 제1터빈 및 제2터빈은 회전자의 내측공간에 결합되어, 제1터빈, 제2터빈 및 회전자가 일체로 회전될 수 있다.Alternatively, the rotor is formed in a cylindrical shape, the first turbine and the second turbine is coupled to the inner space of the rotor, the first turbine, the second turbine and the rotor can be rotated integrally.

그리고, 노즐어셈블리 및 터빈은 하나의 쌍을 이루어 다수 개가 반복 배치될 수 있다.In addition, the nozzle assembly and the turbine may be arranged in pairs and a plurality may be repeatedly arranged.

또는, 일측에 작동유체가 유입되는 유입구가 구비되고, 타측에 작동유체가 배출되는 배출구가 마련되며, 유입구 및 배출구를 연결하는 유로가 내부에 구비되되, 유입구 및 배출구를 연결하는 유로는 적어도 일부가 원통형의 공간으로 형성되는 하우징, 유로의 원통형 공간에 배치되고, 유입구를 통해 하우징으로 유입된 작동유체와 간섭되어 작동유체의 유속 및 방향이 전환되며, 하우징에 고정되는 노즐어셈블리, 노즐어셈블리와 인접하여 배치되고, 노즐어셈블리를 경유한 작동유체의 흐름에 의해 회전되는 터빈, 터빈의 외측둘레에 결합되어, 터빈의 회전에 종속되어 회전되는 회전자 및 회전자의 외측둘레와 인접하도록 이격되어 배치되는 고정자가 포함될 수 있고, 노즐어셈블리 및 터빈은 각각 복수 개가 구비될 수 있다.Or, one side is provided with an inlet for the working fluid is introduced, the other side is provided with an outlet for discharging the working fluid, the flow path for connecting the inlet and outlet is provided therein, at least a portion of the flow path connecting the inlet and the outlet It is disposed in the cylindrical space of the housing, the cylindrical space of the flow path, the flow and direction of the working fluid is switched by interfering with the working fluid introduced into the housing through the inlet, and adjacent to the nozzle assembly, the nozzle assembly fixed to the housing And a turbine which is disposed by a flow of the working fluid via the nozzle assembly, coupled to an outer periphery of the turbine, and which is spaced apart from and adjacent to the outer periphery of the rotor depending on the rotation of the turbine. It may be included, a plurality of nozzle assembly and the turbine may be provided each.

그리고, 유입구는 하우징의 일측에서 방사형으로 확장되어 작동유체가 하우징의 유로를 향해 유입되도록 형성되고, 노즐어셈블리와 대응되는 공간으로 작동유체가 유입될 수 있다.The inlet is radially expanded at one side of the housing such that the working fluid is introduced into the flow path of the housing, and the working fluid may be introduced into the space corresponding to the nozzle assembly.

또는, 배출구는 적어도 유로보다 큰 직경을 지니도록 형성되고, 하우징과 멀어질수록 직경이 점진적으로 작아질 수 있다.Alternatively, the outlet may be formed to have a diameter at least larger than the flow path, and the diameter may gradually decrease as it moves away from the housing.

본 발명에 따른 발전 사이클 시스템은 상술한 발전기, 발전기의 전단에 배치되고, 작동유체가 가열되어 발전기로 유동되는 제1열교환모듈, 발전기의 후단에 배치되고, 발전기를 경유한 작동유체가 냉각되는 제2열교환모듈 및 제1열교환모듈, 발전기 및 제2열교환모듈에 작동유체가 순환될 수 있도록 작동유체를 순환시키는 펌프모듈이 포함될 수 있다.In the power generation cycle system according to the present invention, the first heat exchange module is disposed at the front of the generator and the generator, the working fluid is heated and flows into the generator, and is disposed at the rear of the generator, and the working fluid via the generator is cooled. The second heat exchange module and the first heat exchange module, the generator and the second heat exchange module may include a pump module for circulating the working fluid to circulate the working fluid.

그리고, 제1열교환모듈은 폐열이 발생되는 폐열원과 열교환이 수행되어 열에너지가 공급될 수 있다.In addition, the first heat exchange module may be heat-exchanged with the waste heat source from which waste heat is generated to supply heat energy.

또는, 제2열교환모듈은 냉각기와 열교환이 수행되어 작동유체가 냉각될 수 있다.Alternatively, the second heat exchange module may perform heat exchange with the cooler to cool the working fluid.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 터빈 일체형 회전자가 구비되는 발전기는 작동유로부터 물리력이 전달되어 회전되는 터빈과, 터빈으로부터 회전력이 전달되는 회전자가 직접 체결되어 일체로 회전되므로 회전력의 손실이 적다는 효과가 있고, 안정적인 회전자의 회전이 가능하다는 장점이 있다.The generator having a turbine-integrated rotor of the present invention for solving the above problems is a turbine in which the physical force is transmitted from the hydraulic fluid is rotated, and the rotor that is transmitted from the turbine is directly coupled and rotated integrally, so that the loss of rotational force is small. There is an effect, and there is an advantage that it is possible to rotate a stable rotor.

그리고, 작동유체가 유동되는 유로의 구간이 상대적으로 짧고 유출될 수 있는 가능성이 감소하여 보다 발전기의 내구성이 증대되고, 작동유체의 외부 유출로 인한 2차피해를 예방할 수 있는 효과가 있다.In addition, the section of the flow path through which the working fluid flows is relatively short, and the possibility of outflow is reduced, thereby increasing durability of the generator and preventing secondary damage due to the outflow of the working fluid.

본 발명의 효과들은 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 above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

도 1은 종래 터빈 및 발전기의 구조를 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다단 배치되는 터빈 일체형 회전자가 구비된 발전기의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다단 배치되는 터빈 일체형 회전자가 구비된 발전기에서 노즐블레이드 및 터빈블레이드를 나타낸 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다단 배치되는 터빈 일체형 회전자가 구비된 발전기의 부분단면도이다.
1 is a schematic diagram showing the structure of a conventional turbine and a generator.
2 is a conceptual diagram of a generator provided with a turbine-integrated rotor according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic view showing a nozzle blade and a turbine blade in a generator having a turbine-integrated rotor according to an embodiment of the present invention.
4 is a partial cross-sectional view of a generator provided with a turbine-integrated rotor according to an embodiment of the present invention.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of this embodiment, the same name and the same reference numerals are used for the same configuration and additional description thereof will be omitted.

본 발명에 따른 다단 배치되는 터빈 일체형 회전자가 구비된 발전기는 하기 되는 것과 같이 실시될 수 있다.The generator with a turbine-integrated rotor according to the present invention may be implemented as follows.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다단 배치되는 터빈 일체형 회전자가 구비된 발전기의 개념도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다단 배치되는 터빈 일체형 회전자가 구비된 발전기에서 노즐블레이드 및 터빈블레이드를 나타낸 개략도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다단 배치되는 터빈 일체형 회전자가 구비된 발전기의 부분단면도이다.2 is a conceptual diagram of a generator having a multi-stage turbine integrated rotor according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a nozzle blade in the generator having a multi-stage turbine integrated rotor according to an embodiment of the present invention and 4 is a schematic view illustrating a turbine blade, and FIG. 4 is a partial cross-sectional view of a generator having a turbine integrated rotor disposed in multiple stages according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 다단 배치되는 터빈 일체형 회전자가 구비된 발전기는 일측에 작동유체가 유입되는 유입구(110)가 구비되고, 타측에 작동유체가 배출되는 배출구(120)가 마련되며, 유입구(110) 및 배출구(120)를 연결하는 유로가 내부에 구비되는 하우징(100), 유로상에 배치되어 유로를 통해 유동되는 작동유체의 유속 및 방향을 전환시키되, 하우징(100)에 고정되는 노즐어셈블리(400), 유로상에서 노즐어셈블리(400)에 후행 배치되고, 노즐어셈블리(400)를 경유한 작동유체의 흐름에 의해 회전되는 터빈(200), 터빈(200)의 외측둘레에 결합되어, 터빈(200)과 일체로 회전되는 회전자(500) 및 회전자(500)의 외측둘레와 인접하여 배치되는 고정자(600)가 포함되고, 노즐어셈블리(400) 및 터빈(200)은 하나의 쌍을 이루어 다수 개가 반복 배치될 수 있다.Referring to FIG. 2, the generator having a turbine-integrated rotor according to an embodiment of the present invention includes an inlet 110 through which working fluid is introduced, and an outlet 120 through which the working fluid is discharged. Is provided, the flow path connecting the inlet 110 and the outlet 120 is provided in the housing 100, the flow rate and direction of the working fluid flowing through the flow path is disposed on the flow path, the housing 100 Outside the outer periphery of the turbine 200 and the turbine 200, which are disposed in the nozzle assembly 400 on the flow path and fixed to the nozzle assembly 400, and which are rotated by the flow of the working fluid via the nozzle assembly 400. Is coupled to the rotor 200 and integrally rotated with the turbine 200 includes a stator 600 disposed adjacent to the outer periphery of the rotor 500, the nozzle assembly 400 and the turbine 200 May be arranged in pairs and multiple dogs may be repeatedly arranged. The.

아래에서는 상기된 각각의 구성을 구체적으로 자세하게 설명한다.Hereinafter, each configuration described above will be described in detail.

도 2 및 도 4는 일점쇄선을 기준으로 대칭대는 형태의 단면을 지닌다.2 and 4 have a cross-sectional shape symmetrical with respect to the dashed line.

하우징(100)은 일측에 작동유체가 유입되는 유입구(110)가 마련되고, 타측에는 작동유체가 배출되는 배출구(120)가 구비되며, 유입구(110) 및 배출구(120)의 사이에 작동유체가 유동될 수 있는 공간인 유로가 형성된다.The housing 100 is provided with an inlet port 110 through which working fluid flows in one side, and an outlet port 120 through which the working fluid is discharged, and a working fluid between the inlet port 110 and the outlet port 120. A flow path, which is a space that can flow, is formed.

본 발명의 일 실시예에서 하우징(100)의 내측공간에 형성되는 유로는 도2를 기준으로 하여 누워있는 원기둥 형태일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the flow path formed in the inner space of the housing 100 may have a cylindrical shape lying on the basis of FIG.

하우징(100) 내측공간의 유로상에서 노즐어셈블리(400)는 하우징(100)에 견고하게 결합되어 고정되고, 유입구(110)와 인접한 위치에 배치되며, 작동유체가 유입구(110)를 통해 유입되는 위치와 대응되는 위치에 다수 개의 노즐블레이드(410)가 마련될 수 있다.The nozzle assembly 400 is fixedly coupled to the housing 100 on the flow path of the inner space of the housing 100, is disposed at a position adjacent to the inlet 110, and a working fluid is introduced through the inlet 110. A plurality of nozzle blades 410 may be provided at positions corresponding to the plurality of nozzle blades 410.

유입구(110)는 하우징(100)의 내측공간으로 작동유체가 원형의 공간을 통해 유입되도록 구비될 수 있으며, 이러한 작동유체가 유입되는 원형의 공간과 대응되는 위치에 노즐블레이드(410)가 배치되어 작동유체의 유속 및 흐르는 방향을 전환시키도록 작동될 수 있다.The inlet 110 may be provided such that the working fluid is introduced into the inner space of the housing 100 through the circular space, and the nozzle blade 410 is disposed at a position corresponding to the circular space into which the working fluid is introduced. It may be operated to divert the flow velocity and the flowing direction of the working fluid.

노즐어셈블리(400)는 짧은 원기둥 형태로 형성되고, 유입되는 작동유체가 노즐블레이드(410)의 간격 및 배치되는 각도에 의해 흐름의 방향이 변환될 수 있다.The nozzle assembly 400 may be formed in a short cylindrical shape, and the direction of flow may be changed by an angle at which the inflow working fluid is disposed and the interval of the nozzle blade 410.

이는 도 3에 도시된 바와 같으며, 작동유체가 유입되는 유입구(110)와 대응되는 공간에 여러개의 블레이드로 이루어진 노즐블레이드(410)가 각기 일정한 간격으로 배치되되, 일방향으로 기울어져 배치될 수 잇다. This is as shown in Figure 3, the nozzle blades 410 consisting of a plurality of blades are arranged at regular intervals, respectively, in a space corresponding to the inlet 110 through which the working fluid is introduced, can be arranged inclined in one direction. .

노즐블레이드(410)의 간격을 통해 작동유체의 유속이 결정되고, 노즐블레이드(410)가 기울어진 각도를 통해 작동유체의 흐름 방향이 변환된다.The flow velocity of the working fluid is determined through the intervals of the nozzle blades 410, and the flow direction of the working fluid is changed through the angle at which the nozzle blades 410 are inclined.

터빈(200)은 노즐어셈블리(400)에 후행하여 배치되고, 노즐블레이드(410)를 경유한 작동유체가 터빈블레이드(210)와 직접 간섭되도록 구비된다.The turbine 200 is disposed after the nozzle assembly 400, and the working fluid via the nozzle blade 410 is provided to directly interfere with the turbine blade 210.

구체적으로는, 유입구(110)의 형상이 환형으로 형성되고, 유입구(110)로 작동유체가 환형의 공간을 통해 하우징(100)의 내부로 유입되되, 각기 유체가 거쳐가는 노즐블레이드(410) 및 터빈블레이드(210) 또한 유입구(110)가 지닌 환형과 대응되는 위치 및 크기로 형성될 수 있다.Specifically, the inlet 110 is formed in an annular shape, the working fluid is introduced into the interior of the housing 100 through the annular space through the inlet 110, the nozzle blades 410 through which the fluid passes, respectively; The turbine blade 210 may also be formed in a position and size corresponding to the annular shape of the inlet 110.

또한, 노즐블레이드(410)를 거쳐 변환된 작동유체의 방향은 터빈블레이드(210)와 간섭되어 터빈(200)의 회전력이 최대가 될 수 있도록, 각기 노즐블레이드(410) 및 터빈블레이드(210)가 배치되는 각도가 정해질 수 있다.In addition, the direction of the working fluid converted through the nozzle blade 410 is interfered with the turbine blade 210 so that the rotational force of the turbine 200 to the maximum, respectively, the nozzle blade 410 and the turbine blade 210 is The angle at which it is placed can be determined.

이는 개략적으로 도 3에 도시된 노즐블레이드(410) 및 터빈블레이드(210)의 조합과 같을 수 있으며, 노즐어셈블리(400)을 경유한 작동유체는 노즐블레이드(410)에 의해 그 유속이 증가되고, 터빈블레이드(210)와의 간섭이 최대화 될 수 있도록 각각 노즐블레이드(410)에서 그 흐름이 변환되고, 터빈블레이드(210)에 물리력을 전달하여 종국적으로 터빈(200)이 회전 작동하게 된다.This may be roughly the same as the combination of the nozzle blade 410 and turbine blade 210 shown in Figure 3, the working fluid via the nozzle assembly 400 is increased in flow velocity by the nozzle blade 410, In order to maximize the interference with the turbine blades 210, the flow is converted in the nozzle blades 410, respectively, and transmits a physical force to the turbine blades 210, and eventually the turbine 200 is operated to rotate.

도 4에 도시된 바와 같이, 터빈(200)을 거친 작동유체는 하우징(100)의 내측공간에서 유로가 확장되는 구간을 거치게 되고, 이러한 구성은 터빈(200)에 후행하여 배치되는 유로확장가이드(300)를 통해 구현될 수 있다.As shown in FIG. 4, the working fluid passing through the turbine 200 passes through a section in which the flow path is expanded in the inner space of the housing 100, and such a configuration is a flow path expansion guide disposed later in the turbine 200. 300).

회전자(500)는 터빈(200)의 외측둘레에 결합되고, 터빈(200)의 회전에 종속되어 함께 회전되며, 본 발명의 일 실시예에서는 길이가 짤은 원통형태로 구현될 수 있을 것이다.The rotor 500 is coupled to the outer circumference of the turbine 200, and rotated together depending on the rotation of the turbine 200, in one embodiment of the present invention may be implemented in a cylindrical shape of length.

그리고, 고정자(600)는 회전자(500)의 외경보다 그 내경이 크게 형성된 원통형으로 하우징(100)에 고정될 수 있고, 회전되는 회전자(500)와 그 내측둘레가 일정한 간격이 유지되도록 배치될 수 있다.In addition, the stator 600 may be fixed to the housing 100 in a cylindrical shape whose inner diameter is larger than the outer diameter of the rotor 500, and the rotor 500 and the inner circumference of the rotating part 500 are disposed to maintain a constant interval. Can be.

하우징(100)의 내측공간에는 유입구(110)와 인접하여 유입구(110)로부터 유입되는 작동유체가 일부 분기될 수 있는 분기유로(700)가 더 구비될 수 있고, 분기유로(700)는 회전자(500) 및 고정자(600) 사이의 간격을 경로의 일부로서 포함하여, 일부의 작동유체가 노즐어셈블리(400) 및 터빈(200)을 통해 유동되지 않고, 우회할 수 있게 마련된다.The inner space of the housing 100 may further include a branching flow path 700 through which the working fluid introduced from the inlet 110 may be partially branched adjacent to the inlet 110, and the branching flow path 700 may include a rotor. Including a gap between the 500 and the stator 600 as part of the path, a portion of the working fluid is provided to bypass the nozzle assembly 400 and the turbine 200 without flowing.

분기유로(700)는 배출구(120)와 연결될 수 있다.Branch flow path 700 may be connected to the outlet (120).

따라서, 유입구(110)로 유입되는 작동유체는 노즐어셈블리(400) 및 터빈(200)을 통과하며 터빈(200)의 회전을 유발시키는 주유로(main-lone)와, 주유로에서 일부 분기되어 터빈(200)의 회전에 관여하지 않으며, 회전자(500) 및 고정자(600)의 사이에 이격된 공간을 통해 작동유체가 유동되어 배출구(120)로 이르게 되는 분기유로(700)가 구비될 수 있다.Therefore, the working fluid flowing into the inlet 110 passes through the nozzle assembly 400 and the turbine 200 and causes a main-lone to rotate the turbine 200, and partially branched from the gas passage to the turbine. A branch flow path 700 may be provided that does not participate in the rotation of the 200 and the working fluid flows through the spaced space between the rotor 500 and the stator 600 to reach the outlet 120. .

분기유로(700)는 회전자(500) 및 고정자(600) 사이의 이격을 통해 유동되므로, 회전자(500) 및 고정자(600)가 발전과정에서 과열되는 것을 방지하고, 일정한 온도 이하로 유지될 있도록 하는 효과가 있다.Branch flow path 700 is flowed through the separation between the rotor 500 and the stator 600, to prevent the rotor 500 and the stator 600 from overheating during the power generation process, to be maintained below a certain temperature It is effective.

도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 다단 배치되는 터빈 일체형 회전자가 구비된 발전기는 다수 개의 노즐어셈블리(400)와 이와 대응대응 개수의 터빈(200)의 구성을 통해 구현될 수 있다.As shown in FIG. 4, the generator having a multi-stage turbine integrated rotor according to an embodiment of the present invention may be implemented through the configuration of a plurality of nozzle assemblies 400 and a corresponding number of turbines 200. have.

본 발명의 일 실시예에서는 각기 두 개의 노즐어셈블리(400) 및 두 개의 터빈(200)이 서로 쌍을 이루어 반복 배치되는 예로 설명한다.In an embodiment of the present invention, two nozzle assemblies 400 and two turbines 200 will be described as an example in which they are repeatedly arranged in pairs.

제1노즐어셈블리(402)가 유입구(110)와 인접하여 배치되고, 제1노즐어셈블리(402)는 제1노즐블레이드(412)가 포함될 수 있다.The first nozzle assembly 402 may be disposed adjacent to the inlet 110, and the first nozzle assembly 402 may include a first nozzle blade 412.

제1노즐어셈블리(402)에 후행하여 제1터빈(202)이 배치될 수 있으며, 제1터빈(202)에 마련된 제1터빈블레이드(212)는 제1노즐블레이드(412)를 통해 그 유속 및 흐름의 방향이 전환된 작동유체에 의해 물리적인 간섭을 받아 일방향으로 제1터빈(202)이 회전될 수 있다.The first turbine 202 may be disposed following the first nozzle assembly 402, and the first turbine blade 212 provided in the first turbine 202 may have a flow rate and a first nozzle blade 412 through the first nozzle blade 412. The first turbine 202 may be rotated in one direction by physical interference by the working fluid having the changed direction of flow.

제1터빈(202)에 후행하여 다시 제2노즐어셈블리(404)가 구비될 수 있고, 제2노즐어셈블리(404) 또한 하우징(100)에 구속되어 고정된 상태로 유지된다.The second nozzle assembly 404 may be provided again after the first turbine 202, and the second nozzle assembly 404 is also restrained and fixed to the housing 100.

제2노즐어셈블리(404)의 제2노즐블레이드(414)는 제1터빈블레이드(212)를 경우한 작동유체가 유입되고, 재차 제2노즐블레이드(414)를 통과하는 작동유체는 그 유속 및 흐름의 방향이 전환되어 제2노즐어셈블리(404)에 후행하여 배치되는 제2터빈(204)으로 흐르게 된다.The working fluid flowing in the case of the first turbine blade 212 is introduced into the second nozzle blade 414 of the second nozzle assembly 404, and the working fluid passing through the second nozzle blade 414 again has its flow rate and flow. Direction is changed to flow to the second turbine 204 disposed after the second nozzle assembly 404.

제2터빈(204)에 마련된 제2터빈블레이드(214)는 제2노즐블레이드(414)를 거쳐 그 유속 및 흐름의 방향이 전환된 작동유체와 간섭되어 제2터빈(204)이 회전될 수 있다.The second turbine blade 214 provided in the second turbine 204 may interfere with the working fluid in which the flow velocity and the flow direction are changed through the second nozzle blade 414, such that the second turbine 204 may be rotated. .

이때, 제1터빈(202) 및 제2터빈(204)은 작동유체와의 간섭으로 인해 회전되는 방향이 상호 일치하도록 구비된다.At this time, the first turbine 202 and the second turbine 204 are provided so that the direction of rotation due to the interference with the working fluid coincide with each other.

또한, 제1노즐블레이드(412)의 작동유체가 통과할 수 있는 간격은 제2노즐블레이드(414)의 작동유체가 통과할 수 있는 간격보다 넓게 형성되어, 종국적으로 제1노즐블레이드(412)를 통해 변화되는 작동유체의 유속이 제2노즐블레이드(414)를 통해 변화되는 작동유체의 유속보다 느리게 설정될 수 있다.In addition, the interval through which the working fluid of the first nozzle blade 412 can pass is formed wider than the interval through which the working fluid of the second nozzle blade 414 passes, and eventually the first nozzle blade 412 is formed. The flow rate of the working fluid which is changed through the second nozzle blade 414 may be set slower than the flow rate of the working fluid which is changed through the second nozzle blade (414).

이는 동일한 회전자(500)의 내주연에 결합되는 제1터빈(202) 및 제2터빈(204)이 동일한 토크를 받아 회전될 수 있도록 하기 위함이며, 이러한 구성으로 인해, 회전자(500)가 안정적으로 회전될 수 있는 효과를 얻을 수 있게 된다.This is to allow the first turbine 202 and the second turbine 204 coupled to the inner circumference of the same rotor 500 to be rotated under the same torque. Due to this configuration, the rotor 500 is It is possible to obtain an effect that can be rotated stably.

하우징(100)의 내측 유로에서 회전되는 터빈(200)과 회전자(500)는 다수 개의 베이링에 의해 하우징(100)에 결합될 수 있고, 일 예로서, 하우징(100)의 유로를 이루는 내주연을 따라 배치된 다수 개의 베어링이 회전자(500)와 결합되거나, 제1터빈(202)의 적어도 일부가 제1노즐어셈블리(402)의 중앙을 가로질러 관통하여 그 끝단이 하우징과 회전가능하게 베어링으로 결합될 수있고, 제2터빈(204)의 중앙을 가로질러 제2노즐어셈블리(404)의 적어도 일부가 관통할 수 있고, 가로질러 관통된 제2노즐어셈블리(404)의 끝단은 하우징(100)에 고정될 수 있다.The turbine 200 and the rotor 500 that are rotated in the inner flow path of the housing 100 may be coupled to the housing 100 by a plurality of bearings. A plurality of bearings disposed along the circumference are coupled to the rotor 500, or at least a portion of the first turbine 202 penetrates across the center of the first nozzle assembly 402 so that its ends are rotatable with the housing. It may be coupled to a bearing, at least a portion of the second nozzle assembly 404 can pass through the center of the second turbine 204, and the end of the second nozzle assembly 404 that has passed through the housing ( 100).

이때, 제2터빈(204) 또한 하우징(100)의 내주연을 따라 일정 간격을 두고 배치된 다수 개의 베이링과 회전가능하게 결합될 수 있다.In this case, the second turbine 204 may also be rotatably coupled to the plurality of bearings disposed at regular intervals along the inner circumference of the housing 100.

유입구(110)는 하우징(100)의 일측에서 방사형으로 작동유체가 하우징(100)의 유로를 향해 유입될 수 있도록 형성될 수 있고, 구체적으로는 유입구(110)는 하우징(100)의 유로로 작동유체가 환형을 이루며 유입될 수 있는 형상으로 구비될 수 있다.The inlet 110 may be radially formed at one side of the housing 100 to allow the working fluid to flow toward the flow path of the housing 100, and specifically, the inlet 110 may operate as the flow path of the housing 100. The fluid may be provided in a shape that can flow in an annular shape.

이는, 노즐블레이드(412, 414) 및 터빈블레이드(212, 214)가 환형으로 배치되므로, 작동유체가 방사형으로 전개되어 환형을 이루며 유로로 유입되게하여 작동유체의 유동에 저항을 최소화 하는 효과가 있다.Since the nozzle blades 412 and 414 and the turbine blades 212 and 214 are disposed in an annular shape, the working fluid is radially developed to form an annular shape and flows into the flow path, thereby minimizing resistance to the flow of the working fluid. .

그리고, 배출구(120)는 하우징(100)과 인접한 부분에서 유로보다 큰 직경을 지니도록 형성되는 것이 바람직하고, 하우징(100)과 멀어질수록 그 직경이 감소되도록 형성될 수 있다.In addition, the outlet 120 may be formed to have a diameter larger than that of the flow path in a portion adjacent to the housing 100, and may be formed such that the diameter thereof decreases away from the housing 100.

이는, 하우징(100)의 유로에서 배출되는 작동유체가 유로보다 작은 직경을 지닌 배출구(120)로 배출될 경우에 작동유체의 유동이 원활하지 못하게 될 수 있어, 작동유체가 최소한의 저항으로 하우징(100)을 이탈할 수 있게 하기 위함이다.This is because when the working fluid discharged from the flow path of the housing 100 is discharged to the outlet 120 having a smaller diameter than the flow path, the flow of the working fluid may not be smooth, so that the working fluid has a minimum resistance. It is to be able to escape 100).

본 발명의 일 실시예에 따른 발전 사이클 시스템은 상술하였던 발전기가 포함되고, 발전기의 전단에 배치되어 작동유체가 가열되는 제1열교환모듈(미도시), 발전기의 후단에 배치되고 발전기를 경유한 작동유체가 냉각되는 제2열교환모듈(미도시)이 포함될 수 있다.Power generation cycle system according to an embodiment of the present invention includes the above-described generator, the first heat exchange module (not shown) disposed in the front of the generator to heat the working fluid, the rear end of the generator is operated through the generator A second heat exchange module (not shown) for cooling the fluid may be included.

그리고, 작동유체가 제1열교환모듈(미도시), 발전기, 제2열교환모듈(미도시)을 거쳐 순환될 수 있도록하는 펌프모듈(미도시)이 더 구비될 수 있다.In addition, a pump module (not shown) may be further provided to allow the working fluid to be circulated through the first heat exchange module (not shown), the generator, and the second heat exchange module (not shown).

본 발명이 적용되는 실시예에 따라서 제1열교환모듈(미도시) 및 제2열교환모듈(미도시)은 각기 다양한 열원 및 냉각수단과 열교환이 수행될 수 있을 것이나, 본 발명의 일 실시예에서는 제1열교환모듈(미도시)은 폐열이 발생되는 연료전지와 같은 폐열원과 열교환이 수행되어 열에너지를 공급받을 수 있고, 제2열교환모듈(미도시)은 냉각기와 열교환이 수행되어 작동유체가 냉각될 수 있다.According to the embodiment to which the present invention is applied, the first heat exchange module (not shown) and the second heat exchange module (not shown) may respectively be heat-exchanged with various heat sources and cooling means, but in one embodiment of the present invention, The heat exchange module (not shown) may receive heat energy by performing heat exchange with a waste heat source such as a fuel cell in which waste heat is generated, and the second heat exchange module (not shown) may perform heat exchange with a cooler to cool the working fluid. have.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.As described above, a preferred embodiment according to the present invention has been described, and the fact that the present invention can be embodied in other specific forms in addition to the above-described embodiments without departing from the spirit or scope thereof has ordinary skill in the art. It is obvious to them. Therefore, the above-described embodiments should be regarded as illustrative rather than restrictive, and thus, the present invention is not limited to the above description and may be modified within the scope of the appended claims and their equivalents.

100: 하우징 110: 유입구
120: 배출구
200: 터빈 202: 제1터빈
204: 제2터빈 210: 터빈블레이드
212: 제1터빈블레이드 214: 제2터빈블레이드
300: 유로확장가이드
400: 노즐어셈블리 402: 제1노즐어셈블리
404: 제2노즐어셈블리 410: 노즐블레이드
412: 제1노즐블레이드 414: 제2노즐블레이드
500: 회전자
600: 고정자
700: 분기유로
100: housing 110: inlet
120: outlet
200: turbine 202: first turbine
204: second turbine 210: turbine blade
212: first turbine blade 214: second turbine blade
300: Euro Extension Guide
400: nozzle assembly 402: first nozzle assembly
404: second nozzle assembly 410: nozzle blade
412: first nozzle blade 414: second nozzle blade
500: rotor
600: stator
700: branch euro

Claims (15)

일측에 작동유체가 유입되는 유입구가 구비되고, 타측에 작동유체가 배출되는 배출구가 마련되며, 상기 유입구 및 상기 배출구를 연결하는 유로가 내부에 구비되는 하우징;
상기 유로상에 배치되어 상기 유로를 통해 유동되는 작동유체의 유속 및 방향을 전환시키되, 상기 하우징에 고정되는 노즐어셈블리;
상기 유로상에서 상기 노즐어셈블리에 후행 배치되고, 상기 노즐어셈블리를 경유한 작동유체의 흐름에 의해 회전되는 터빈;
상기 터빈의 외측둘레에 결합되어, 상기 터빈과 일체로 회전되는 회전자; 및
상기 회전자의 외측둘레와 인접하여 배치되는 고정자;가 포함되고,
상기 노즐어셈블리는 상기 유입구를 통해 유입된 작동유체가 간섭되어 유동되는 방향이 변경되도록 배치되고, 작동유체의 유속을 증가시키는 노즐블레이드를 포함하고,
상기 터빈은 상기 노즐블레이드를 통해 유동되는 방향이 변경된 작동유체의 운동에너지가 전달되는 터빈블레이드를 포함하며,
상기 노즐어셈블리 및 상기 터빈은 다수 개가 반복 배치되는 다단 배치되고,
상기 노즐어셈블리는 상기 유입구와 인접하여 배치되고 제1노즐블레이드가 구비되는 제1노즐어셈블리 및 상기 배출구와 인접하여 배치되고 제2노즐블레이드가 구비되는 제2노즐어셈블리가 포함되고,
상기 터빈은 상기 제1노즐어셈블리에 후행하여 배치되며 제1터빈블레이드가 구비되는 제1터빈 및 상기 제2노즐어셈블리에 후행하여 배치되며 제2터빈블레이드가 구비되는 제2터빈이 포함되며,
상기 제1터빈블레이드 및 상기 제2터빈블레이드에 전달되는 회전력이 동일하도록 상기 제2노즐블레이드의 간격은 상기 제1노즐블레이드의 간격보다 좁게 형성되는 다단 배치되는 터빈 일체형 회전자가 구비되는 발전기.
A housing having an inlet through which a working fluid flows in one side, an outlet in which the working fluid is discharged in the other side, and a flow passage connecting the inlet and the outlet;
A nozzle assembly disposed on the flow path to change a flow rate and a direction of the working fluid flowing through the flow path, the nozzle assembly being fixed to the housing;
A turbine which is disposed on the flow path in the nozzle assembly and is rotated by the flow of the working fluid via the nozzle assembly;
A rotor coupled to an outer circumference of the turbine and integrally rotating with the turbine; And
And a stator disposed adjacent to an outer circumference of the rotor.
The nozzle assembly is arranged to change the direction in which the working fluid introduced through the inlet flows to interfere, and includes a nozzle blade for increasing the flow velocity of the working fluid,
The turbine includes a turbine blade to which the kinetic energy of the working fluid is changed in the direction flowing through the nozzle blade is transferred,
The nozzle assembly and the turbine are arranged in a plurality of stages are repeatedly arranged,
The nozzle assembly includes a first nozzle assembly disposed adjacent to the inlet and provided with a first nozzle blade, and a second nozzle assembly disposed adjacent to the outlet and provided with a second nozzle blade.
The turbine includes a first turbine disposed after the first nozzle assembly and provided with a first turbine blade, and a second turbine disposed after the second nozzle assembly and provided with a second turbine blade.
The generator having a multi-stage turbine-integrated rotor is formed so that the interval of the second nozzle blade is narrower than the interval of the first nozzle blade so that the rotational force transmitted to the first turbine blade and the second turbine blade is the same.
제1항에 있어서,
상기 하우징은,
상기 유입구를 통해 유입된 작동유체가 상기 노즐어셈블리에 유입되기 이전에 분기되고, 분기된 작동유체는 상기 회전자 및 상기 고정자의 사이로 경유되어 상기 배출구로 배출되는 분기유로;
가 포함되는 다단 배치되는 터빈 일체형 회전자가 구비되는 발전기.
The method of claim 1,
The housing is
A branching flow passage branched before the working fluid introduced through the inlet flows into the nozzle assembly, and the branched working fluid is discharged through the rotor and the stator to the discharge port;
The generator is provided with a turbine-integrated rotor that is disposed in multiple stages.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제1노즐어셈블리는 중앙이 관통되어 상기 제1터빈의 일부가 가로질러 관통되고, 상기 제2터빈은 중앙이 관통되어 상기 제2노즐어셈블리의 일부가 가로질러 관통되는 다단 배치되는 터빈 일체형 회전자가 구비되는 발전기.
The method of claim 1,
The turbine assembly-integrated rotor having a plurality of stages in which the first nozzle assembly penetrates through the center thereof and a portion of the first turbine passes through the center, and the second turbine penetrates through the center thereof, passes through a portion of the second nozzle assembly. Generator provided.
제6항에 있어서,
상기 제1터빈 및 상기 제2터빈은 각기 상기 하우징의 내주연과 회전가능하게 베어링에 의해 결합되는 다단 배치되는 터빈 일체형 회전자가 구비되는 발전기.
The method of claim 6,
And the first turbine and the second turbine are each provided with a multi-stage turbine-integrated rotor which is rotatably coupled to the inner circumference of the housing by a bearing.
제1항에 있어서,
상기 회전자는 원통형으로 형성되고, 상기 제1터빈 및 상기 제2터빈은 상기 회전자의 내측공간에 결합되어, 상기 제1터빈, 상기 제2터빈 및 상기 회전자가 일체로 회전되는 다단 배치되는 터빈 일체형 회전자가 구비되는 발전기.
The method of claim 1,
The rotor is formed in a cylindrical shape, the first turbine and the second turbine is coupled to the inner space of the rotor, the first turbine, the second turbine and the turbine integrally arranged in multiple stages in which the rotor is integrally rotated Generator with rotor.
제1항에 있어서,
상기 노즐어셈블리 및 상기 터빈은 하나의 쌍을 이루어 다수 개가 반복 배치되는 다단 배치되는 터빈 일체형 회전자가 구비되는 발전기.
The method of claim 1,
The nozzle assembly and the turbine is a generator having a turbine-integrated rotor is provided in a multi-stage arrangement of a plurality of repetitive arrangement.
일측에 작동유체가 유입되는 유입구가 구비되고, 타측에 작동유체가 배출되는 배출구가 마련되며, 상기 유입구 및 상기 배출구를 연결하는 유로가 내부에 구비되되, 상기 유입구 및 상기 배출구를 연결하는 상기 유로는 적어도 일부가 원통형의 공간으로 형성되는 하우징;
상기 유로의 원통형 공간에 배치되고, 상기 유입구를 통해 상기 하우징으로 유입된 작동유체와 간섭되어 작동유체의 유속 및 방향이 전환되며, 상기 하우징에 고정되는 노즐어셈블리;
상기 노즐어셈블리와 인접하여 배치되고, 상기 노즐어셈블리를 경유한 작동유체의 흐름에 의해 회전되는 터빈;
상기 터빈의 외측둘레에 결합되어, 상기 터빈의 회전에 종속되어 회전되는 회전자; 및
상기 회전자의 외측둘레와 인접하도록 이격되어 배치되는 고정자;가 포함되고,
상기 노즐어셈블리 및 상기 터빈은 각각 복수 개가 구비되며,
상기 유입구는 상기 하우징의 일측에서 방사형으로 확장되어 작동유체가 상기 하우징의 유로를 향해 유입되도록 형성되고, 상기 노즐어셈블리와 대응되는 공간으로 작동유체가 유입되는 다단 배치되는 터빈 일체형 회전자가 구비되는 발전기.
One side is provided with an inlet through which the working fluid flows in, the other side is provided with a discharge port through which the working fluid is discharged, and a passage connecting the inlet and the outlet is provided therein, wherein the passage connecting the inlet and the outlet is A housing having at least a portion formed into a cylindrical space;
A nozzle assembly disposed in a cylindrical space of the flow path and interfering with a working fluid introduced into the housing through the inlet to change the flow velocity and direction of the working fluid, the nozzle assembly being fixed to the housing;
A turbine disposed adjacent to the nozzle assembly and rotated by a flow of the working fluid via the nozzle assembly;
A rotor coupled to an outer circumference of the turbine and rotating in dependence on the rotation of the turbine; And
Includes a stator spaced apart to be adjacent to the outer circumference of the rotor;
The nozzle assembly and the turbine are each provided with a plurality,
The inlet is radially extended from one side of the housing is formed so that the working fluid flows toward the flow path of the housing, the generator having a turbine-integrated rotor having a multi-stage arrangement in which the working fluid flows into the space corresponding to the nozzle assembly.
삭제delete 제10항에 있어서,
상기 배출구는,
적어도 상기 유로보다 큰 직경을 지니도록 형성되고, 상기 하우징과 멀어질수록 직경이 점진적으로 작아지는 다단 배치되는 터빈 일체형 회전자가 구비되는 발전기.
The method of claim 10,
The outlet,
And a turbine-integrated rotor, which is formed to have a diameter larger than at least the flow path, and has a multi-stage arrangement in which the diameter gradually decreases away from the housing.
제1항, 제2항, 제6항 내지 제10항 및 제12항 중 어느 한 항에 따른 발전기;
상기 발전기의 전단에 배치되고, 작동유체가 가열되어 상기 발전기로 유동되는 제1열교환모듈;
상기 발전기의 후단에 배치되고, 상기 발전기를 경유한 작동유체가 냉각되는 제2열교환모듈; 및
상기 제1열교환모듈, 상기 발전기 및 상기 제2열교환모듈에 작동유체가 순환될 수 있도록 작동유체를 순환시키는 펌프모듈;
이 포함되는 발전 사이클 시스템.
The generator according to any one of claims 1, 2, 6 to 10 and 12;
A first heat exchange module disposed at a front end of the generator and having a working fluid heated and flowing to the generator;
A second heat exchange module disposed at a rear end of the generator and cooling the working fluid via the generator; And
A pump module configured to circulate the working fluid to circulate the working fluid to the first heat exchange module, the generator, and the second heat exchange module;
Power generation cycle system included.
제13항에 있어서,
상기 제1열교환모듈은 폐열이 발생되는 폐열원과 열교환이 수행되어 열에너지가 공급되는 발전 사이클 시스템.
The method of claim 13,
The first heat exchange module is a power generation cycle system in which heat energy is supplied by heat exchange with a waste heat source from which waste heat is generated.
제13항에 있어서,
상기 제2열교환모듈은 냉각기와 열교환이 수행되어 작동유체가 냉각되는 발전 사이클 시스템.

The method of claim 13,
The second heat exchange module is a power generation cycle system in which heat exchange is performed with a cooler to cool the working fluid.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101327266B1 (en) * 2012-10-04 2013-11-20 한국에너지기술연구원 Power-generating equipment and method based on symmetrical vapor turbine
KR101817586B1 (en) * 2016-02-12 2018-01-12 한국생산기술연구원 Generating cycle system

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