KR20000024044A - 톱니단면날개로 형성된 축차 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유속이 약한 저수류에서 사용되어 온 종래의 단순한 유선형 단면의 날개를 갖춘 수직축형 축차(다리우스 축차 및 헬리컬 축차)에 비하여 날개의 추진력이 크게 향상되도록 하는 톱니단면날개로 형성된 축차에 관한 것으로, 특히 유선형 날개의 가장자리 양면에 유체의 흐름방향이 날개의 진행방향(A)의 반대편으로 치우치게 하는 톱니형 단면의 표면(4)을 형성함으로써 날개의 진행추진력이 개선되어 축차의 구동력을 크게 향상시키도록 한 것을 특징으로 하는 톱니단면날개로 형성된 축차에 관한 것이다.

Description

톱니단면날개로 형성된 축차{Turbine Made of Blade of Saw-teeth Form Section}

본 발명은 저수류용 수직축형의 축차에 있어서, 유선형 날개의 가장자리 양면에 유체의 흐름방향이 날개의 후미부분으로 치우치게 하는 톱니형 단면의 표면(4)을 형성함으로써 날개의 추진력이 개선되어 축차의 구동력을 향상시키도록 한 것을 특징으로 하는 톱니단면날개로 형성된 축차에 관한 것이다.

종래의 저수류용 수직축형의 축차는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이 1937년 다리우스가 발명한 수직의 유선형 날개를 갖춘 다리우스(Darrieus)축차 및 1996년 고를로프가 발명한 나선형의 유선형 날개를 갖춘 헬리컬(Helical)축차가 대표적인 것이다. 그러나 이러한 저수류용 수직축형의 축차는 수류의 저항을 감소시키려는 의도에서 매끄러운 표면의 유선형 날개를 채택하고 있기 때문에 축차의 회전시 회전속도를 향상시키기는 하지만 토오크의 힘은 그다지 크지 않아 구동효율이 좋다고 할 수 없었다. 다시 말해서 도 3에 나타낸 바와 같이 유선형의 단면을 갖는 날개(3)에 마주치는 유체의 흐름은 후미부분에서는 날개의 진행방향(A)의 반대편으로 치우친 유체의 흐름(+4)이 발생하여 추진력이 생기지만 앞머리부분에서는 날개의 진행방향(A)으로 치우친 유체의 흐름(-4)이 발생하게 되어 이것이 날개의 진행을 방해하는 힘(저항)으로 작용하게 되어 있기 때문에 축차의 구동효율이 그만큼 감소되는 현상이 나타날 수밖에 없었다.

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 연출한 것으로, 저수류용 수직축형 축차의 날개 표면을 종래처럼 반반하게 형성하지 않고 톱니형 단면의 표면을 형성한 날개로 구성하여 날개양면의 전반에서 유체의 흐름방향이 날개의 진행방향 반대편으로 치우쳐 반사되도록 함으로써 이 톱니단면날개의 구조적 특성상 구동력이 크게 향상되는 축차를 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 다리우스식 축차의 사시도 와 날개 단면도

도 2는 종래의 헬리컬식 축차의 사시도와 날개 단면도

도 3은 종래의 유선형날개의 횡단면 및 유체작용도

도 4는 본 발명의 톱니단면날개의 횡단면 및 유체작용도

도 5는 다리우스식 톱니단면날개를 다단결합한 본 발명의 축차

도 6은 헬리컬식 톱니단면날개를 형성한 본 발명의 축차

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1: 다리우스식 축차, 2: 헬리컬식 축차,

3: 유선형 날개, -4, +4: 유체의 흐름,

5: 톱니형 단면의 표면, A: 날개의 진행방향

이러한 본 발명의 구성 및 작용을 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 저수류용으로 사용하는 수직축형의 축차(1 또는 2)에 있어서, 유체의 힘을 회전하는 추진력으로 만드는 유선형 날개(3)의 가장자리 양면부분에 날 끝이 유선형을 이루며 후미로 치우친 톱니형 단면의 표면(5)을 형성함으로써 날개 (3)에 부딪친 유체의 흐름(+4)이 항상 날개의 진행방향(A)과 반대로 반사되어 그 힘으로 날개가 추진되도록 한 것을 특징으로 하는 톱니단면날개로 형성된 축차를 제공하고 있다.

도 5의 실시예는 다리우스식 축차를 상·하로 겹친 계단식으로 형성하여 날개와 날개사이의 공간을 최대한 줄인 톱니단면날개 축차의 형태로 연출된 것이며, 도 6의 실시예는 날개를 나선형으로 형성하여 날개의 유체대응면적을 최대한 늘이게 한 톱니단면날개 축차의 형태로 연출된 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 실시예에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이 회전하는 축차(1 또는 2)의 모든 방위에 있는 날개(3)에서 유체에 대응하는 날개(3)의 양면부분에 날 끝이 유선형을 이루며 후미로 치우친 톱니형 단면의 표면(4)을 갖추고 있으므로 도 3에서 나타낸 것 처럼 날개의 진행을 방해하는 유체의 흐름(-4) 대신에 도 4에 나타낸 바와 같이 날개의 진행을 촉진하도록 하는 유체의 흐름(+4)이 발생하게 되는 것이다. 따라서 상기한 실시예의 축차(1 또는2)는 모든 회전 방위의 날개에서 톱니형 단면의 표면에 부딪친 유체의 흐름(+4)은 날개의 진행방향(A)에 대한 추진력을 발생시키며 축차(1 또는 2)의 구동력을 크게 향상시키게 되는 것이다.

따라서 본 발명은 톱니형 단면의 표면(5)에서 유체의 흐름(+4)을 날개의 추진력으로 만들게 되어 구동효율이 향상되는 만큼 종래의 반반한 유선형 단면의 날개를 갖춘 수직축형 축차(다리우스 축차 및 헬리컬 축차)에 비하여 유속이 미약한 저수류에서도 매우 큰 에너지를 얻을 수 있는 장점을 갖추고 있는 것이다.

Claims (1)

1. 저수류용으로 사용하는 수직축형의 축차(1, 2)에 있어서, 유체의 힘을 회전하는 추진력으로 만드는 유선형 날개(3)의 가장자리 양면부분에 날 끝이 유선형을 이루며 후미로 치우친 톱니형 단면의 표면(5)을 형성함으로써 날개(3)에 부딪친 유체의 흐름(+4)이 항상 날개의 진행방향(A)과 반대로 반사되어 그 힘으로 날개가 추진되도록 제공한 것을 특징으로 하는 톱니단면날개로 형성된 축차.