KR20070022495A - Expanding turbin with codensing function - Google Patents

Expanding turbin with codensing function Download PDF

Info

Publication number
KR20070022495A
KR20070022495A KR1020050076775A KR20050076775A KR20070022495A KR 20070022495 A KR20070022495 A KR 20070022495A KR 1020050076775 A KR1020050076775 A KR 1020050076775A KR 20050076775 A KR20050076775 A KR 20050076775A KR 20070022495 A KR20070022495 A KR 20070022495A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
turbine
nozzle
fluid
blade
housing
Prior art date
Application number
KR1020050076775A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
주남식
허태복
Original Assignee
허태복
주남식
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 허태복, 주남식 filed Critical 허태복
Priority to KR1020050076775A priority Critical patent/KR20070022495A/en
Priority to PCT/KR2006/002992 priority patent/WO2007024064A1/en
Priority to JP2007532260A priority patent/JP2007535643A/en
Publication of KR20070022495A publication Critical patent/KR20070022495A/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B1/00—Engines of impulse type, i.e. turbines with jets of high-velocity liquid impinging on blades or like rotors, e.g. Pelton wheels; Parts or details peculiar thereto
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2220/00—Application
    • F05B2220/30—Application in turbines
    • F05B2220/32—Application in turbines in water turbines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20—Hydro energy

Abstract

본 발명은 응축기능을 갖는 팽창터빈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유체의 분자운동에너지를 축동력으로 바꾸기 위한 고속 팽창이 용이하고, 팽창된 유체가 터빈과 충돌할 때, 터빈에 대한 유체의 분자운동에너지의 전달이 충분히 이루어져 응축효율을 높일 수 있도록 한 응축기능을 갖는 팽창터빈에 관한 것으로서, 하우징(10)의 중앙부에 형성된 흡입구(21)에 대하여 직각을 이루는 동심원 상으로 다수의 고정날개(31)가 하우징(10)의 내측에 동일방향으로 고정 배치된 노즐(30)과; 상기 고정날개(31)와 대칭을 이루는 다수의 회전날개(41)를 포함하고, 상기 회전날개(41)는 모터(60)의 동력에 의하여 노즐(30)의 토출방향과 같은 방향으로 회전하는 터빈(40);으로 구성됨으로써 유체의 분자운동에너지를 축동력으로 바꾸기 위한 고속 팽창이 용이하여 저비용 고효율의 팽창기 구현이 가능하고, 별도의 복수기가 불필요하게 되어 발전설비의 단순화 및 설비의 소형화에 따른 경제성을 확보할 수 있는 효과도 갖게 된다.The present invention relates to an expansion turbine having a condensation function, and more particularly, high-speed expansion for converting the molecular kinetic energy of the fluid into axial force, and when the expanded fluid collides with the turbine, the molecular motion of the fluid relative to the turbine The present invention relates to an expansion turbine having a condensation function capable of sufficiently transmitting energy to increase condensation efficiency, and comprising a plurality of fixed blades 31 concentrically formed at right angles to an intake port 21 formed in the center of the housing 10. A nozzle 30 fixedly disposed in the same direction inside the housing 10; And a plurality of rotary blades 41 symmetrical with the fixed blade 31, the rotary blade 41 is rotated in the same direction as the discharge direction of the nozzle 30 by the power of the motor 60 It is possible to implement a low-cost and high-efficiency inflator to facilitate the high-speed expansion to change the molecular kinetic energy of the fluid to the axial force by the configuration, and the need for a separate condenser is unnecessary, economical by simplifying the power generation equipment and miniaturization of the equipment It will also have a secured effect.

하우징, 드라발 노즐, 터빈, 고정날개, 회전날개, 모터 Housing, DeLaval nozzle, turbine, fixed blade, rotary blade, motor

Description

응축기능을 갖는 팽창터빈{Expanding turbin with codensing function}Expanding turbin with codensing function

도 1은 본 발명의 팽창터빈을 이용한 동력발생장치를 나타낸 회로도.1 is a circuit diagram showing a power generator using the expansion turbine of the present invention.

도 2는 본 발명의 전체적인 구성을 나타낸 분해사시도.Figure 2 is an exploded perspective view showing the overall configuration of the present invention.

도 3은 도 2의 조립상태를 나타낸 단면도.3 is a cross-sectional view showing the assembled state of FIG.

도 4는 본 발명의 요부를 확대 도시한 정면도.Figure 4 is an enlarged front view of the main portion of the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1:스크롤 압축기 2:팽창터빈1: scroll compressor 2: expansion turbine

3:발전기 10:하우징3: generator 10: housing

20:하우징 커버 21:흡입구20: housing cover 21: inlet

22:배출구 30:노즐22: outlet 30: nozzle

31:고정날개 32:축소유로31: fixed wing 32: shrinkage

33:노즐 전면커버 40:터빈33: Nozzle front cover 40: Turbine

41:회전날개 42:회전판41: rotary blade 42: rotary plate

43:터빈 전면커버 44:유입구43: front cover of the turbine 44: inlet

45:토출구 46:입력부45: discharge port 46: input unit

47:출력부 48:토출유로47: output part 48: discharge passage

본 발명은 응축기능을 갖는 팽창터빈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유체의 분자운동에너지를 축동력으로 바꾸기 위한 고속 팽창이 용이하고, 팽창된 유체가 터빈과 충돌할 때, 터빈에 대한 유체의 분자운동에너지의 전달이 충분히 이루어져 응축효율을 높일 수 있도록 한 응축기능을 갖는 팽창터빈에 관한 것이다.The present invention relates to an expansion turbine having a condensation function, and more particularly, high-speed expansion for converting the molecular kinetic energy of the fluid into axial force, and when the expanded fluid collides with the turbine, the molecular motion of the fluid relative to the turbine The present invention relates to an expansion turbine having a condensation function that allows sufficient energy transfer to increase condensation efficiency.

일반적으로 발전기의 종류는 물의 낙차를 이용하여 발전시키는 수력 발전기와 열을 이용하여 발전시키는 화력 발전기 등이 있고, 화력 발전기는 석유, 석탄, 가스등의 연료의 연소에 의한 열에너지를 기계에너지로 바꾸고, 다시 발전기를 회전시켜 전기에너지로 변환시키는 일을 하는 설비로서, 그 종류가 다양하고 보일러와 증기터빈을 쓰는 발전을 기력발전이라 한다.In general, there are two types of generators: a hydroelectric generator using a drop of water and a thermal generator using a heat generator. The thermal generator converts thermal energy from combustion of fuel such as oil, coal, and gas into mechanical energy, and then again. It is a facility that rotates a generator and converts it into electrical energy, and there are various kinds of electricity, and power generation using boilers and steam turbines is called energy generation.

기력발전(汽力發電)은 연료를 연소하여 얻어지는 열에너지를 보일러에서 물에 전하여 고온 고압의 증기로 바꾸고, 이 증기는 증기터빈으로 유도되어 그 내부에서 팽창하면서 터빈의 날개차에 회전력을 주어, 열에너지는 기계에너지로 변환된다. 증기는 팽창후 저온 저압이 되어 터빈을 나와서 복수기 속에서 물로 응축되는데, 이 응축된 물을 복수라 하고 복수는 다시 펌프로 가압되어 고압상태로 보일러로 보내지게 되는 것으로서, 물은 보일러와 터빈 사이를 순환하여 열의 흡수와 방출을 하는 열사이클을 구성하게 되는 것이며, 이같이 가열- 팽창 - 응축 - 승압을 하는 열사이클을 랭킨 사이클이라 한다.Thermal power generation converts the thermal energy obtained by burning fuel into water in a boiler and converts it into high-temperature, high-pressure steam, which is directed to a steam turbine and expands therein, giving the rotor blades of the turbine rotational force. It is converted into mechanical energy. After expansion, the steam becomes low temperature and low pressure, and the turbine leaves the condenser and condenses water into the condenser. The condensed water is referred to as plural and the plural is pressurized by the pump and sent to the boiler at high pressure. The thermal cycle that circulates absorbs and releases heat, and thus heat-expansion-condensation-pressure boosting is called a Rankine cycle.

이같은 랭킨 사이클을 이용하여 발전설비를 구성하기 위해서는 반드시 연료 를 연소하기 위한 가열기와, 가열되어 얻어진 기체를 팽창시키기 위한 팽창기, 팽창후 저온 저압으로 상태 변화된 기체를 물로 응축시키기 위한 복수기, 물을 다시 고압상태로 가열장치 측으로 보내기 위한 승압기가 필수적으로 요구된다.In order to construct a power plant using such a Rankine cycle, a heater for combusting fuel must be used, an expander for expanding the gas obtained by heating, a condenser for condensing gas changed into water at low temperature and low pressure after expansion, and high pressure of water again. A booster is essentially required to send to the heater side in the state.

따라서, 종래의 증기 발전설비는 연료를 연소하여 열원을 획득하므로 연료를 연소하는 과정중에 발생하는 각종 유해가스 등으로 인하여 환경오염의 주된 원인으로 되어 왔을 뿐만 아니라 계속적인 연료의 소비로 인하여 고비용 저효율을 야기시키며, 전기한 각종 장치, 즉 가열기와 팽창기 및 복수기, 승압기의 모두를 설치함에 따른 설비의 대형화 및 막대한 비용 부담을 초래하는 문제점이 있었다.Therefore, the conventional steam power generation equipment obtains a heat source by burning fuel, and thus has been a main cause of environmental pollution due to various harmful gases generated during the combustion of fuel, and also has high cost and low efficiency due to continuous consumption of fuel. In addition, there is a problem in that the installation of the above-described various devices, that is, a heater, an expander, a condenser, and a booster, causes an enlargement of equipment and a huge cost burden.

한편, 통상의 팽창기는 주로 실린더, 피스톤, 밸브의 작용에 의해서 팽창시 동력을 얻게 되는데, 이때 충분한 팽창이 이루어지지 않기 때문에 연료의 연소에 의해 발생한 에너지를 축 동력으로 모두 바꾸지 못하는 문제점이 있을 뿐만 아니라 전기한 바와 같이 랭킨 사이클을 이용한 발전설비에 있어서 반드시 연료를 연소시키기 위한 가열기와 팽창기를 통해 나온 배기가스를 응축시키는 복수기가 반드시 필요하기 때문에 설비의 대형화는 물론 경제성이 저하되는 문제점이 있었다.On the other hand, a conventional inflator mainly obtains power when inflated by the action of a cylinder, a piston, a valve, at this time there is a problem that does not change all the energy generated by the combustion of fuel into axial power because not enough expansion is made. As described above, in a power generation facility using a Rankine cycle, a condenser for condensing exhaust gas from a heater and an expander for burning fuel is necessarily required, thereby increasing the size of the equipment and lowering economic efficiency.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 창안된 것으로서, 그 목적은 유체의 분자운동에너지를 축동력으로 바꾸기 위한 고속 팽창이 용이하고, 팽창된 유체가 터빈과 충돌할 때, 터빈에 대한 유체의 분자운동에너지의 전달이 충분히 이루어져 응축효율을 높일 수 있도록 하는데 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, the purpose of which is easy to high-speed expansion for converting the molecular kinetic energy of the fluid into axial force, when the expanded fluid collides with the turbine, The molecular kinetic energy of the fluid is sufficiently transferred to increase the condensation efficiency.

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 하우징의 중앙부에 형성된 흡입구 에 대하여 직각을 이루는 동심원 상으로 다수의 고정날개가 하우징의 내측에 동일방향으로 고정 배치된 노즐과; 상기 고정날개와 대칭을 이루는 다수의 회전날개를 포함하고, 상기 회전날개는 모터의 동력에 의하여 노즐의 토출방향과 같은 방향으로 회전하도록 구성된 터빈;으로 구성된 것을 특징으로 한 응축기능을 갖는 팽창터빈이 제공된다.In order to achieve the object of the present invention, a plurality of fixed blades are fixedly arranged in the same direction on the inner side of the housing in a concentric circle perpendicular to the suction port formed in the central portion of the housing; An expansion turbine having a condensation function comprising a plurality of rotary blades symmetrical with the fixed blade, wherein the rotary blade is configured to rotate in the same direction as the discharge direction of the nozzle by the power of the motor Is provided.

또한, 상기 노즐은 고정날개 사이의 입구측에 유로 단면적을 축소한 축소유로가 형성되고, 상기 고정날개를 단부측으로 갈수록 가늘어지게 형성하여 고정날개 사이의 출구측의 유로 단면적으로 확대한 토출유로를 갖는 드라발 노즐 구조로 구성한 것을 특징으로 한다.In addition, the nozzle has a reduced flow path in which the flow path cross-sectional area is reduced on the inlet side between the fixed blades, and has a discharge flow path enlarged in the cross-sectional area of the flow path side of the outlet side between the fixed blades by forming the fixed wing thinner toward the end side. It is characterized by comprising the DeLaval nozzle structure.

또한, 상기 회전날개는 양끝이 가늘어지는 원호형의 날개로 형성되어 회전날개의 사이에 유입구와 토출구를 형성하고, 상기 유입구를 통하여 유입된 팽창 공기가 회전날개와 접촉하는 시간이 길어지도록 회전날개의 중심에 대하여 입력부보다 출력부의 길이를 길게 형성한 것을 특징으로 한다.In addition, the rotary blade is formed of an arc-shaped blade of which both ends are tapered to form an inlet and outlet between the rotary blades, so that the time that the inflation air introduced through the inlet contact the rotary blade is long. The length of the output unit is formed longer than the input unit with respect to the center.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 구성을 실시예에 따라 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the configuration of the present invention according to the embodiment.

도 1은 본원인이 동일자로 출원한 '터빈을 이용한 동력발생장치'에 본 발명이 적용된 것을 나타낸 회로도로서, 이에 도시된 바와 같이 상기 '터빈을 이용한 동력발생장치'는 유체를 저속으로 압축하는 압축기(1)가 구비되고, 상기 압축기(10)에 의해서 압축된 고압의 유체를 고속으로 팽창시키고 이 팽창된 유체의 운동 에너지를 축동력으로 변화시키는 팽창터빈(2)이 구비되며, 상기 팽창터빈(2)은 축으로 발전기(3)와 연결된다.1 is a circuit diagram showing that the present invention is applied to the 'power generator using the turbine' filed by the applicant as the same, as shown in the 'power generator using the turbine' is a compressor for compressing fluid at low speed (1) is provided, an expansion turbine (2) is provided for expanding the high pressure fluid compressed by the compressor (10) at high speed and changing the kinetic energy of the expanded fluid into axial force, and the expansion turbine (2). ) Is connected to the generator 3 by a shaft.

그리고, 상기 팽창터빈(3)은 저속 압축된 고압의 유체를 내부에서 고속으로 팽창시킨 후, 터빈과 충돌시켜 유체의 분자운동에너지를 축동력으로 전환시키는 기능을 수행한다.In addition, the expansion turbine 3 expands the low-pressure compressed high-pressure fluid therein at high speed, and then collides with the turbine to convert the molecular kinetic energy of the fluid into axial force.

도 2는 본 발명의 구성을 나타낸 분해사시도이다.2 is an exploded perspective view showing the configuration of the present invention.

이에 도시된 바와 같이 본 발명의 팽창터빈은 전방으로 개방된 하우징(10)과 상기 하우징(10)의 개방부에 조립되는 하우징 커버(20)가 구비되고, 상기 하우징 커버(20)는 중앙부에 유체가 흡입되는 흡입구(21)가 형성되며, 상기 흡입구(21)의 외곽에 다수의 배출구(22)가 형성된다.As shown therein, the expansion turbine of the present invention includes a housing 10 opened forward and a housing cover 20 assembled to an opening of the housing 10, and the housing cover 20 has a fluid at the center thereof. The suction port 21 is formed therein, and a plurality of discharge ports 22 are formed outside the suction port 21.

그리고, 상기 하우징 커버(20)는 흡입구(21)의 축선에 대하여 직각을 이루는 방향으로 내측에 다수의 고정날개(31)가 동심원 상의 같은 방향으로 형성되어 노즐(30)을 구성하게 되는 것이며, 상기 고정날개(31)는 노즐 전면커버(33)와 결합되어 고정날개(31)의 사이로 흡입되는 유체의 측방향 누설을 차단하도록 구성된다.In addition, the housing cover 20 is a plurality of fixed blades 31 are formed in the same direction on the concentric circle in the direction perpendicular to the axis of the inlet port 21 constitutes the nozzle 30, The fixed blade 31 is coupled to the nozzle front cover 33 and configured to block lateral leakage of fluid sucked between the fixed blade 31.

또한, 상기 노즐(30)의 외측에는 고정날개(31)와 대칭을 이루는 다수의 회전날개(41)를 포함하는 터빈(40)이 노즐(30)과 분리되어 구비되는 것이며, 상기 회전날개(41)는 원형의 회전판(42) 상에 동심원을 이루면서 고정날개(31)에 대하여 대칭을 이루도록 다수 구비되고, 상기 회전판(42)의 중심에는 모터(60)의 축(50)과 결합되는 축보스(42a)가 형성되어 상기 모터(60)의 동력으로 회전이 가능하도록 구성된다.In addition, a turbine 40 including a plurality of rotary blades 41 symmetrical to the fixed blade 31 is provided separately from the nozzle 30 on the outside of the nozzle 30, the rotary blade 41 ) Is provided on the circular rotating plate 42 to be symmetrical with respect to the fixed blade 31 while forming a concentric circle, the center of the rotating plate 42 is coupled to the shaft 50 of the shaft 50 of the motor 60 ( 42a) is formed to be rotatable by the power of the motor 60.

상기 회전날개(41)는 고정날개(31)와 마찬가지로 회전날개의 사이로 유입되는 공기의 누설을 차단하기 위하여 링 형태의 터빈 전면커버(43)가 결합되는 것이며, 상기 노즐 전면커버(33)는 상기 터빈(40)의 회전판(42) 중심에 형성된 축보스(42a)가 관통하도록 중심에 관통공(33a)을 포함한다.The rotary blade 41 is a ring-shaped turbine front cover 43 is coupled to block the leakage of air flowing between the rotary blades, like the fixed blade 31, the nozzle front cover 33 is the The through-hole 33a is included in the center so that the axial boss 42a formed in the center of the rotating plate 42 of the turbine 40 may pass through.

이와같이 구성된 본 발명은 도 3에 도시된 바와 같이 먼저, 하우징(10)의 내부에 터빈(40)을 모터(60)의 축(50)에 결합하게 되는 것으로서, 상기 터빈(40)은 다수의 회전날개(41)를 갖는 회전판(42)이 축(50)에 결합된다.In the present invention configured as described above, as shown in FIG. 3, first, the turbine 40 is coupled to the shaft 50 of the motor 60 in the housing 10, and the turbine 40 has a plurality of rotations. Rotating plate 42 with vanes 41 is coupled to shaft 50.

그리고, 상기 하우징(10)의 개방부에 하우징 커버(20)가 결합되는 것으로서, 상기 하우징 커버(20)의 내측에 일체로 형성된 노즐(30)의 고정날개(31)는 터빈(40)의 회전날개(41)와 마찬가지로 노즐 전면커버(33)에 의해서 입력되는 공기의 누설을 차단하게 되는 것이며, 상기 하우징 커버(20)가 하우징(10)의 개방부에 결합되는 것에 의해서 일련의 조립을 완료하게 되는 것이다.In addition, the housing cover 20 is coupled to the opening of the housing 10, and the fixed blade 31 of the nozzle 30 integrally formed inside the housing cover 20 rotates the turbine 40. Like the vanes 41, the air flow is blocked by the nozzle front cover 33, and the housing cover 20 is coupled to the opening of the housing 10 to complete a series of assembly. Will be.

이와같이 구성된 본 발명은 하우징 커버(20)의 중앙부에 형성된 흡입구(21)를 통하여 저속 압축된 고압의 유체가 하우징(10)의 내부로 흡입되고, 이 흡입된 유체는 노즐(30)을 구성하는 각 고정날개(31)의 사이를 통과하면서 팽창되어 터빈(40) 측으로 유입된다.According to the present invention configured as described above, the low-pressure compressed high-pressure fluid is sucked into the inside of the housing 10 through the suction port 21 formed at the center of the housing cover 20, and the suctioned fluid forms the nozzle 30. It expands while passing between the stator blades 31 and flows into the turbine 40 side.

이때, 터빈(40) 측으로 유입된 팽창 유체는 노즐(30)에 의해서 압력에너지가 속도에너지로 전환되어 회전날개(41)와 충돌을 일으키게 되는 것으로서, 상기 회전날개(41)는 노즐(30)의 토출방향과 동일하게 회전하므로 충돌시 유체가 가지고 있던 분자운동에너지가 터빈(40)의 회전날개(41)에 전달되는데, 이때 상기 회전날개 (41)의 속도가 유체의 절반속도로 회전하게 되면, 충돌시 유체의 분자운동에너지는 모두 터빈의 회전날개(41)에 전달되는 것이며, 이에 따라 기체 상태의 유체가 저온 저압의 액체상태로 응축되고, 이 응축된 저온 저압의 액상 유체는 하우징 커버(20)의 배출구(22)를 통해서 외부로 배출된다.At this time, the expansion fluid introduced into the turbine 40 is the pressure energy is converted into velocity energy by the nozzle 30 to cause a collision with the rotary blade 41, the rotary blade 41 of the nozzle 30 Since it rotates in the same direction as the discharge direction, the molecular kinetic energy of the fluid during the collision is transmitted to the rotary blade 41 of the turbine 40, when the speed of the rotary blade 41 is rotated at half the speed of the fluid, All the molecular kinetic energy of the fluid during the collision is transmitted to the rotor blade 41 of the turbine, so that the gaseous fluid condenses to the low-temperature low-pressure liquid state, the condensed low-temperature low-pressure liquid fluid is the housing cover (20) It is discharged to the outside through the outlet 22 of the).

통상적으로, 완전탄성 충돌일 때에는 탄성이 좋은 공이 벽에 부딪힌 후 같은 속도로 튀어나오게 되나, 공과 벽이 동일 방향의 같은 속도로 움직이게 되면, 공의 운동에너지를 벽에 전달할 수 없게 된다.Typically, in a fully elastic collision, a ball having good elasticity hits the wall and bounces out at the same speed. However, if the ball and the wall move at the same speed in the same direction, the kinetic energy of the ball cannot be transmitted to the wall.

또한, 벽이 움직이는 경우에는 공이 움직이는 벽에 부딪힐 때, 공이 갖고 있던 운동에너지는 벽에 전달되는데, 이때 그 벽이 공이 움직이는 속도의 절반인 경우에는 공의 운동에너지가 모두 벽에 전달되어 그 공은 정지하게 된다.In addition, when the wall moves, when the ball hits the moving wall, the kinetic energy of the ball is transmitted to the wall. If the wall is half the speed at which the ball moves, all of the ball's kinetic energy is transferred to the wall. Will stop.

이와 같은 자연법칙에 따라 상기 터빈을 노즐을 통해 나오는 유체의 절반속도의 같은 방향으로 회전시키게 되면, 터빈에 유체가 충돌할 때, 유체가 갖고 있는 운동에너지가 모두 터빈에 전달됨으로써 유체의 에너지가 축동력으로 바뀌게 되는 것이다.When the turbine is rotated in the same direction at half the speed of the fluid coming out of the nozzle according to this natural law, when the fluid collides with the turbine, all of the kinetic energy of the fluid is transmitted to the turbine, so the energy of the fluid is axial. Will be changed to.

도 4는 본 발명의 요부를 확대 도시한 정면도이다.4 is an enlarged front view of the main portion of the present invention.

이에 도시된 바와 같이 상기 노즐(30)은 전기한 바와 같은 동심원 상의 같은 방향으로 다수의 고정날개(31)를 포함하는 것으로서, 상기 고정날개(31) 사이의 입구측은 유로 단면적을 축소한 축소유로(32)를 형성하고, 출구측은 고정날개(31)를 단부측으로 갈수록 가늘어지게 형성하여 유로 단면적을 확대한 토출유로(48)가 형성되게 한 드라발 노즐 구조로 이루어진다.As shown in the drawing, the nozzle 30 includes a plurality of fixed blades 31 in the same direction on the concentric circles as described above, and the inlet side between the fixed blades 31 has a reduced flow path in which the flow path cross-sectional area is reduced ( 32), and the outlet side has a DeLaval nozzle structure in which the fixed blade 31 is made thinner toward the end side to form a discharge passage 48 having an enlarged flow passage cross-sectional area.

일반적으로 고압의 유체를 분출시킬 때, 단면적을 작게 하면, 일반 가정의 분무기 등과 같이 압력에너지가 속도에너지로 바뀌게 되는 것으로서, 끝이 가느다란 노즐을 끝조림(수축) 노즐이라 하고, 도중에서 한 번 가늘어지고 그 끝이 넓어진 것을 발산(확대)노즐 또는 드라발 노즐이라고 하는데, 이렇게 유로면적을 좁혔다가 넓히면 초음속의 분류(噴流)를 얻을 수 있다.In general, when the high-pressure fluid is ejected, if the cross-sectional area is reduced, the pressure energy is changed to the velocity energy as in a general sprayer, and a thin nozzle is called a squeezing nozzle. The thinner and wider end are called divergence nozzles or DeLaval nozzles. If the flow path area is narrowed and widened, the supersonic jet can be obtained.

따라서, 본 발명은 저속 압축되어 하우징 커버(20)의 흡입구(21)를 통하여 하우징(10)의 내부로 흡입된 고압의 기체 유체가 공간이 넓은 하우징(10)의 내부에서 상기 축소유로(32)를 통과하여 토출유로(48)에 의해서 팽창되어 공기의 압력에너지가 초음속류의 속도에너지로 전환되고, 이 속도에너지는 다시 터빈(40)의 회전날개(41)와 충돌을 일으켜 유체의 운동에너지가 축동력으로 바뀌게 되는 것이다.Therefore, in the present invention, the reduced flow path 32 is formed inside the housing 10 in which the high-pressure gas fluid sucked into the housing 10 through the suction port 21 of the housing cover 20 is spaced at a low speed. Passed by the discharge passage 48 is expanded and the pressure energy of the air is converted into the supersonic velocity energy, which in turn collides with the rotary blade 41 of the turbine 40, the kinetic energy of the fluid It will be changed to axial force.

그리고, 상기 회전날개(41)는 도 4에 도시된 바와 같이 양끝이 가늘어지는 원호형의 날개로 형성되어 회전날개(41)의 사이에 유입구(44)와 토출구(45)를 형성하고, 상기 회전날개의 중심(O)에 대하여 입력부(46)보다 출력부(47)의 길이를 길게 형성하였다.And, as shown in Figure 4, the rotary blade 41 is formed as an arc-shaped blade of which both ends are tapered to form an inlet port 44 and the discharge port 45 between the rotary blade 41, the rotation The length of the output part 47 was formed longer than the input part 46 with respect to the center O of the blade | wing.

이같이 상기 회전날개(41) 사이의 출력부(47)를 입력부(46)보다 길이를 길게 형성하게 되면, 초음속류로 회전날개(41)의 입력부(46)를 통해 회전날개(41)의 사이로 유입된 팽창 공기가 회전날개(41)와 충돌할 때, 접촉시간이 길어져 회전날개(41)에 대한 공기의 분자운동에너지의 전달이 충분하게 이루어질 수 있게 됨으로써 유체의 분자운동에너지의 상실로 인한 응축효율을 높일 수 있는 장점을 갖게 되는 것이다In this way, when the output portion 47 between the rotary blades 41 is formed longer than the input unit 46, the supersonic flow flows between the rotary blades 41 through the input unit 46 of the rotary blades 41. When the expanded expansion air collides with the rotary blade 41, the contact time is long, so that the molecular kinetic energy of the air is sufficiently transmitted to the rotary blade 41, so that the condensation efficiency due to the loss of the molecular kinetic energy of the fluid is achieved. Will have the advantage of increasing

상술한 바와 같이 본 발명은 동심원상의 같은 방향으로 이루어진 드라발 노즐의 외측에 상기 노즐과 대칭을 이루고 노즐의 토출방향과 같은 방향으로 회전하는 터빈이 구비됨으로써 유체의 분자운동에너지를 축동력으로 바꾸기 위한 고속 팽창이 용이하여 저비용 고효율의 팽창기 구현이 가능한 효과가 있다.As described above, the present invention provides a high speed for converting the molecular kinetic energy of the fluid into the axial force by providing a turbine which is symmetrical with the nozzle and rotates in the same direction as the discharge direction of the nozzle on the outer side of the DeLaval nozzle formed in the same direction concentrically. It is easy to expand, and there is an effect that can be implemented inexpensive low cost high efficiency.

또한, 본 발명은 상기 터빈에 팽창된 유체가 충돌할 때, 터빈에 대한 유체의 접촉시간을 연장시킴으로써 터빈에 대한 유체의 분자운동에너지의 전달이 충분히 이루어져 응축효율의 향상을 기할 수 있게 되고, 이로 인하여 기존의 발전설비와 같이 별도의 복수기가 불필요하게 되어 발전설비의 단순화 및 설비의 소형화에 따른 경제성을 확보할 수 있는 효과도 갖게 된다.In addition, the present invention is to increase the contact time of the fluid to the turbine when the expanded fluid collides with the turbine, the molecular kinetic energy of the fluid to the turbine can be sufficiently delivered to improve the condensation efficiency, As a result, a separate condenser is unnecessary as in the existing power generation facility, and thus the economic efficiency can be obtained by simplifying the power generation facility and miniaturizing the facility.

Claims (3)

하우징(10)의 중앙부에 형성된 흡입구(21)에 대하여 직각을 이루는 동심원 상으로 다수의 고정날개(31)가 하우징(10)의 내측에 동일방향으로 고정 배치된 노즐(30)과;A nozzle 30 having a plurality of fixed blades 31 fixedly arranged in the same direction inside the housing 10 on a concentric circle formed at a right angle with respect to the suction port 21 formed at the center of the housing 10; 상기 고정날개(31)와 대칭을 이루는 다수의 회전날개(41)를 포함하고, 상기 회전날개(41)는 모터(60)의 동력에 의하여 노즐(30)의 토출방향과 같은 방향으로 회전하는 터빈(40);으로 구성된 것을 특징으로 한 응축기능을 갖는 팽창터빈.And a plurality of rotary blades 41 symmetrical with the fixed blade 31, the rotary blade 41 is rotated in the same direction as the discharge direction of the nozzle 30 by the power of the motor 60 Expansion turbine having a condensation function, characterized in that consisting of. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 노즐(30)은 고정날개(31) 사이의 입구측에 유로 단면적을 축소한 축소유로(32)가 형성되고, 상기 고정날개(31)를 단부측으로 갈수록 가늘어지게 형성하여 고정날개(31) 사이의 출구측의 유로 단면적을 확대한 토출유로(48)를 갖는 드라발 노즐 구조로 구성한 것을 특징으로 한 응축기능을 갖는 팽창터빈.The nozzle 30 has a reduction passage 32 in which the passage cross-sectional area is reduced at the inlet side between the fixed blades 31, and the fixed blade 31 is formed to taper toward the end side between the fixed blades 31. An expansion turbine having a condensation function, characterized in that it has a DeLaval nozzle structure having a discharge flow passage (48) with an enlarged cross-sectional area of the flow path at the outlet side of the outlet. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 회전날개(41)는 양끝이 가늘어지는 원호형의 날개로 형성되어 회전날개(41)의 사이에 유입구(44)와 토출구(45)를 형성하고, 상기 유입구(44)를 통하여 유입된 팽창 공기가 회전날개(41)와 접촉하는 시간이 길어지도록 회전날개의 중심(O)에 대하여 입력부(46)보다 출력부(47)의 길이를 길게 형성한 것을 특징으로 한 응 축기능을 갖는 팽창터빈.The rotary blade 41 is formed of an arc-shaped blade that is tapered at both ends to form an inlet 44 and an outlet 45 between the rotary blade 41, the expansion air introduced through the inlet 44 The expansion turbine having a condensation function, characterized in that the length of the output portion 47 is formed longer than the input portion 46 with respect to the center (O) of the rotary blade so that the contact time with the rotary blade 41 is longer.
KR1020050076775A 2005-08-22 2005-08-22 Expanding turbin with codensing function KR20070022495A (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050076775A KR20070022495A (en) 2005-08-22 2005-08-22 Expanding turbin with codensing function
PCT/KR2006/002992 WO2007024064A1 (en) 2005-08-22 2006-07-31 Power generation apparatus and method using turbine
JP2007532260A JP2007535643A (en) 2005-08-22 2006-07-31 Power generation method and apparatus using turbine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050076775A KR20070022495A (en) 2005-08-22 2005-08-22 Expanding turbin with codensing function

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20070022495A true KR20070022495A (en) 2007-02-27

Family

ID=43654180

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050076775A KR20070022495A (en) 2005-08-22 2005-08-22 Expanding turbin with codensing function

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20070022495A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210048223A (en) * 2019-10-23 2021-05-03 주식회사 소복이세상 Power Generating Apparatus with Acentrifugal Dual Turbine

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5102296A (en) * 1989-09-07 1992-04-07 Ingersoll-Rand Company Turbine nozzle, and a method of varying the power of same
KR100243548B1 (en) * 1991-03-08 2000-03-02 드폴 루이스 에이 Turbine exhaust arrangement for improved efficiency
KR200267757Y1 (en) * 2001-10-31 2002-03-13 남도금형(주) The air turbine for the use of vacuum suction period
JP2002195193A (en) * 2000-11-16 2002-07-10 Ametek Inc Motor/fan assembly having radial diffuser bypass

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5102296A (en) * 1989-09-07 1992-04-07 Ingersoll-Rand Company Turbine nozzle, and a method of varying the power of same
KR100243548B1 (en) * 1991-03-08 2000-03-02 드폴 루이스 에이 Turbine exhaust arrangement for improved efficiency
JP2002195193A (en) * 2000-11-16 2002-07-10 Ametek Inc Motor/fan assembly having radial diffuser bypass
KR200267757Y1 (en) * 2001-10-31 2002-03-13 남도금형(주) The air turbine for the use of vacuum suction period

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210048223A (en) * 2019-10-23 2021-05-03 주식회사 소복이세상 Power Generating Apparatus with Acentrifugal Dual Turbine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6295803B1 (en) Gas turbine cooling system
RU2421620C2 (en) Axial displacement engine, gas turbine engine, and aircraft gas turbine engine
ES2655441T3 (en) Device and process for power generation by organic cycle of Rankine
KR20060055430A (en) A dual-use radial turbomachine
CN101509427A (en) Exhaust stacks and power generation systems for increasing gas turbine power output
WO2011121355A2 (en) Gas turbines
US11408339B2 (en) Steam turbine system and combined cycle plant
US20020073712A1 (en) Subatmospheric gas-turbine engine
WO2001000987A1 (en) Rotary positive displacement engine
JP2014506978A (en) gas turbine
KR20070022495A (en) Expanding turbin with codensing function
JP2007535643A (en) Power generation method and apparatus using turbine
KR100843540B1 (en) Turbine for generating mechanical energy
US11401826B2 (en) Stator structure and gas turbine having the same
JP2023552316A (en) Compressor for CO2 cycles with at least two cascaded compression stages to guarantee supercritical conditions
KR20150138651A (en) Through-hole Centrifugal type Multistage turbine
KR102566355B1 (en) Gas Turbine Blower/Pump
KR20070101462A (en) The centripetal turbine
KR20070022494A (en) The power producing method and appratus use turbine
KR20190120552A (en) Turbine Device
CA2921053C (en) Gas turbine blower/pump
US20170306843A1 (en) Method and apparatus for increasing useful energy/thrust of a gas turbine engine by one or more rotating fluid moving (agitator) pieces due to formation of a defined steam region
KR100741411B1 (en) Power unit system that use hotgas
KR20150139309A (en) Through-hole Centrifugal type Multistage turbine
WO2022202585A1 (en) Trilateral cycle system

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application