KR20120064844A - Vertical type super dynamics high effiency hybrid turbine engine - Google Patents

Vertical type super dynamics high effiency hybrid turbine engine Download PDF

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KR20120064844A KR1020100126077A KR20100126077A KR20120064844A KR 20120064844 A KR20120064844 A KR 20120064844A KR 1020100126077 A KR1020100126077 A KR 1020100126077A KR 20100126077 A KR20100126077 A KR 20100126077A KR 20120064844 A KR20120064844 A KR 20120064844A
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Abstract

PURPOSE: A vertical super-power and high-efficient combined turbine engine is provided to freely and full automatically control the output of a turbine by the computer programming of a control unit. CONSTITUTION: A vertical super-power and high-efficient combined turbine engine comprises a plurality of turbine casings(110), a turbine shaft(120), rotors(130), a jet nozzle unit(140), velocity curve diagram units(150), stators(160), and thrust nozzle units(170). The turbine shaft is vertically placed in the turbine casing, and rotatably installed. A plurality of first blades is formed in the external side of the rotors. A plurality of second blades is formed in the outermost side of the rotors. The jet nozzle unit injects compressed fluids to the second blades at high pressure. The velocity curve diagram units inject residual compressed fluids passing through the second blades to the first blades. The velocity curve diagram units are formed inside a turbine casing at constant intervals. The stators discharge the compressed fluids passing through the first blades by the velocity curve diagram units outside a turbine housing. The thrust nozzle units are installed inside the turbine housing, and accelerate the rotors by injecting the compressed fluids to the first blades.

Description

수직형 초 동력 고효율 복합 터빈 엔진{VERTICAL TYPE SUPER DYNAMICS HIGH EFFIENCY HYBRID TURBINE ENGINE}VERTICAL TYPE SUPER DYNAMICS HIGH EFFIENCY HYBRID TURBINE ENGINE}

본 발명은 수직형 초 동력 고효율 복합 터빈 엔진에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 터빈 샤프트에 결합하는 회전체(Rotor)의 외각에 충동 및 반동형 구조의 제1 블레이드(First blade)가 형성되고 최 외각에 충동형 구조의 제2 블레이드(Second blade)가 형성되어, 제1 블레이드와 제2 블레이드에 의해서 터빈 출력이 발생하고, 추력 노즐 부(부스터)에 의해서 터빈 출력을 선택적으로 더 높일 수 있음은 물론 컴퓨터프로그래밍에 의해서 전자동으로 터빈 출력이 제어될 수 있는 수직형 초 동력 고효율 복합 터빈 엔진에 관한 것이다.The present invention relates to a vertical super-power high efficiency hybrid turbine engine, and more particularly, a first blade having an impulse and recoil structure is formed on the outer shell of a rotor that is coupled to a turbine shaft, and the outermost shell. The second blade (Second blade) of the impulsive structure is formed in the turbine output by the first blade and the second blade, and the turbine output can be selectively further increased by the thrust nozzle portion (booster) of course The present invention relates to a vertical super power high efficiency hybrid turbine engine in which turbine output can be controlled automatically by computer programming.

일반적으로 증기를 노즐로 분출시켜서 회전운동을 얻으려는 시도는 B.C. 55년 그리스의 헤론에 의하여 최초로 행해진 것으로 알려져 있다. 보일러의 증기를 구(球) 속으로 이끌고, 이 구에 장치된 2개의 노즐로부터 증기를 분출시켜 구를 회전시키는 구조로 되어 있는데 이러한 형태를 반동형 이라 한다. 그 후 오랫동안 증기터빈의 고안은 없었다. 그러다가 17세기에 이탈리아의 G. 브랑카가 증기를 임펠러에 내뿜어서 회전시켜 이것을 약제(藥劑)를 분쇄하는 데 사용하였다고 하는 데 이러한 형태를 충동형 이라 한다.In general, attempts to achieve rotational motion by ejecting steam into a nozzle have been described in B.C. It is said to have been first performed by the Greek Heron in 55. The boiler's steam is drawn into a ball, and the ball is ejected from two nozzles installed in the ball to rotate the ball. This type is called a reaction type. Since then, no steam turbine has been devised. Then, in the 17th century, Italy's G. Branca exhaled the steam by rotating it on an impeller and used it to grind medicine. This form is called impulse type.

또한 1893년 스웨덴의 C. 드 라발은 원심 크림분리기를 고속회전시키기 위하여 노즐로 증기를 분출시켜 임펠러를 회전시키는 충동 터빈을 만듦으로써 터빈 실용화시대로 접어들었다. 다음해에는 영국의 C.A. 파슨스가 반동형 터빈을 만들면서 실용화가 본격적으로 이루어지게 되었다.Also in 1893, Sweden's C. de Laval entered the era of turbine commercialization by creating an impulse turbine that spouts steam with a nozzle to spin the centrifugal cream separator at high speed. The following year, C.A. As Parsons built a reaction turbine, it became practical.

증기 터빈은 보일러에서 발생시킨 고온 고압의 증기를 노즐 또는 고정된 날개로부터 분출 팽창시켜 나온 고속의 증기류(蒸氣流)를 회전하는 터빈 날개에 부딪혀 그 충동작용 또는 반동작용에 의하여 축을 회전시키는 것으로, 증기터빈은 증기가 가지는 열에너지를 속도에너지로 바꾸기 위한 노즐과 속도에너지를 기계적 일로 바꾸기 위한 터빈 날개(블레이드)를 바탕으로 하여 구성되어 있다. 노즐과 터빈 날개의 한 조를 터빈의 단(段)이라고 한다.Steam turbine is to rotate the shaft by impulse or reaction by hitting the turbine blades of the high-speed high-pressure steam generated in the boiler by blowing and expanding the high-speed steam flow from the nozzle or fixed blade, The steam turbine is composed of a nozzle for converting thermal energy of steam into velocity energy and a turbine blade (blade) for converting velocity energy into mechanical work. A pair of nozzles and turbine blades is called a turbine stage.

증기터빈은 이러한 단을 여러 개 나란히 배열하여 구성되어 있다. 보일러로부터 보내 오는 고압증기는 조절밸브를 지나 증기실로 들어가고 여기서부터 팽창하면서 각 단을 통과하여 배기 실로 나간다. 회전 부는 터빈 축, 임펠러 및 터빈 날개로 구성되어 있다. 임펠러는 터빈 축에 장치되어 차 실(車室)에 수용되고 축은 차실 밖의 베어링에 지지 된다. 터빈 축이 차 실을 관통하는 곳에는 증기의 누설을 방지하기 위하여 래버린스 패킹과 같은 밀봉패킹이 있다. 차 실을 나온 증기는 복수기(復水器)로 들어가 여기서 냉각되어 물이 된다. 이 물은 다시 급수펌프로 보일러에 되돌려진다.The steam turbine consists of several such stages arranged side by side. The high pressure steam from the boiler enters the steam chamber through the regulating valve and expands from there into the exhaust chamber through each stage. The rotating part consists of a turbine shaft, an impeller, and a turbine blade. The impeller is mounted on the turbine shaft, accommodated in the compartment, and the shaft is supported by bearings outside the compartment. Where the turbine shaft penetrates the cabin, there is a sealing seal such as labyrinth packing to prevent the leakage of steam. The steam exiting the car compartment enters the condenser, where it is cooled to become water. This water is returned to the boiler with a feed pump.

노즐은 각단마다 설치되는 칸막이 판 속에 고정되어 있다. 터빈의 단에는 터빈 날개를 충동력 만으로 구동하는 것과 충동력과 반동력의 양쪽에 의하여 구동하는 것이 있다. 이러한 증기의 팽창에 따른 분류로 전자를 충동 단, 후자를 반동 단(反動 段) 이라고 한다. 그리고 충동 단 만으로 이루어진 터빈을 충동 터빈, 반동 단 만으로 이루어진 터빈을 반동 터빈이라고 한다.The nozzle is fixed in a partition plate provided at each end. At the stage of the turbine, there are driven the turbine blades only by the impulse force and driven by both the impulse force and the reaction force. The former is called an impulse stage and the latter is called a reaction stage by the classification according to the expansion of steam. The turbine consisting of only the impulse stage is referred to as the impulse turbine, the turbine consisting of only the reaction stage is called the reaction turbine.

충동 터빈은 충동 단 만으로 구성되어 있는 터빈으로 노즐 내에서 증기를 팽창시켜 운동량의 변화에 의해서 생기는 충동작용을 이용한 것인데, 임펠러 내에서는 증기의 압력이 일정하다.The impulse turbine is a turbine composed only of the impulse stage, and uses the impulse action caused by the change in the momentum by expanding the steam in the nozzle, and the pressure of the steam is constant in the impeller.

증기는 노즐을 통과하는 사이에 팽창하고 압력이 강하하여 속도가 커진다. 증기가 노즐을 나와서 날개 사이를 지나는 동안에 속도에너지를 잃고 속도는 감소 된다. 그러나 이 사이의 압력은 일정하다. 드 라발 터빈은 회전속도가 1만?3만 rpm이고 효율은 그다지 좋지 않다. 이 결점을 제거한 것이 1895년 커티스가 개량한 커티스 터빈과 1903년 Y.H. 쵤리가 개량한 쵤리 터빈이다. 커티스 터빈은 증기의 팽창에 의해 얻은 속도에너지를 충분히 유효하게 사용하기 위하여 가동(可動) 날개를 많게 만든 것이다. 1개의 임펠러에 2열 이상의 가동날개를 심고 그 사이에 고정된 안 날개를 둔 구조이다. 쵤리 터빈은 1단 충동 터빈의 임펠러를 직렬로 배열하고 그 각 열에 차례로 증기를 통과시켜 증기의 전압력을 차례로 조금씩 단계적으로 떨어뜨려 임펠러를 회전시키게 되어 있다. 증기를 아주 저압까지 사용할 수 있는 효율이 좋은 터빈이다. The vapor expands between passages of the nozzle and the pressure drops to increase its speed. As the steam exits the nozzle and passes between the wings, it loses its velocity energy and reduces its velocity. But the pressure between them is constant. DeLaval turbines have a rotational speed of 10,000 to 30,000 rpm and are not very efficient. Elimination of these shortcomings was Curtis' turbine, which was improved by Curtis in 1895 and Y.H. in 1903. It is a rice turbine improved by Lee. Curtis turbines are made with a number of movable blades in order to make full use of the velocity energy obtained by the expansion of steam. It is a structure with two or more rows of movable wings on one impeller with inner wings fixed between them. In the turbine turbine, the impellers of the first stage impulse turbine are arranged in series, and the impellers are rotated by gradually dropping the total pressure force of the steam in order by passing steam through each row in turn. It is an efficient turbine that can use steam at very low pressures.

충동 터빈에서는 증기의 압력강하는 노즐 속에서만 발생하고 회전날개 안에서는 변하지 않으나, 반동 터빈에서는 회전날개 속에서도 압력이 내려간다. 증기가 날개를 나올 때의 반동을 이용한 터빈이다. 증기가 축 방향으로 흐르는 것이 많아 이것을 축류(軸流) 터빈이라고 한다. 이 형식의 대표적인 것이 파슨스 터빈이다.In impulse turbines, the pressure drop in steam occurs only in the nozzle and does not change in the rotor blades, but in the reaction turbine the pressure drops in the rotor blades. It is a turbine that uses recoil when steam leaves its wings. A lot of steam flows in the axial direction, and this is called an axial flow turbine. A representative of this type is the Parsons turbine.

많은 고정날개와 회전날개를 축 방향으로 번갈아 배치한 구조를 하고 있으며 고정노즐은 없다. 증기는 고정날개와 회전날개 사이를 흐르고 있는 동안에 압력이 차례로 강하함과 동시에 온도도 강하하여 열에너지를 운동에너지로 바꾼다. 충동 터빈보다 날개 속의 속도가 작고 회전수를 저하시킬 수 있으며 대용량이고 효율이 좋다. 증기가 반지름 방향으로 흐르는 것도 있는데, 이것을 반경류 터빈이라고 한다. 융스트룀 터빈은 그 예이다. 이것은 2개의 임펠러에 날개를 고리 모양으로 달고 임펠러를 마주 서게 하였을 때 이들의 날개가 번갈아 위치하게 되어 있다. 증기는 중심부에 도입되어 거기서 임펠러의 날개를 지나 바깥쪽 반지름 방향으로 흐른다. 따라서 좌우 축의 회전방향이 서로 반대가 된다. 이 때문에 날개의 상대속도는 2배가 되고 단수가 적어도 효율이 좋다.Many fixed blades and rotary blades are arranged alternately in the axial direction, and there are no fixed nozzles. As the steam flows between the stationary blades and the rotor blades, the pressure decreases in turn, and the temperature decreases to convert thermal energy into kinetic energy. The speed in the blades is smaller than the impulse turbine, the rotation speed can be reduced, the capacity is large and the efficiency is good. Steam flows radially, which is called a radial turbine. The Jungstüb turbine is an example. This means that when the two impellers are winged in rings and the impellers face each other, their wings alternate. Steam enters the center, where it flows past the impeller's wings in an outer radial direction. Therefore, the rotation directions of the left and right shafts are opposite to each other. For this reason, the blade's relative speed is doubled and the number of stages is at least efficient.

그러나, 종래 터빈 엔진은 회전체의 회전속도를 조절하여 터빈 출력을 자유롭게 제어하기 어렵고, 회전체의 충동력과 반동력의 발생 과정에서 압축 유체(스팀, 가스 등)의 에너지 손실이 발생하여 에너지 효율이 떨어지는 문제점이 있다.However, in the conventional turbine engine, it is difficult to freely control the turbine output by adjusting the rotational speed of the rotating body, and energy efficiency of the compressed fluid (steam, gas, etc.) occurs in the process of generating the impulsive force and the reaction force of the rotating body. There is a problem falling.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 터빈 샤프트에 결합하는 회전체의 외각에 제1 블레이드(충동 및 반동형 구조)가 형성되고 최 외각에 제2 블레이드(충동형 구조)가 형성되어, 일차적으로 제트 분사 노즐 부에서 제2 블레이드에 압축 유체를 고압 분사한 후, 제2 블레이드를 통과한 잔류 압축 유체가 벨로시티 커브 다이어그램 부에 의해서 재차 제1 블레이드로 안내되고 고압 분사됨으로써, 회전체가 충동력은 물론 반동력에 의해 가속(加速)되어 에너지 손실을 줄일 수 있는 수직형 초 동력 고효율 복합 터빈 엔진을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above-mentioned problems, the first blade (impulse and recoil structure) is formed on the outer shell of the rotating body coupled to the turbine shaft and the second blade (impulsive structure) is formed on the outermost, First, after the high pressure injection of the pressurized fluid to the second blade in the jet injection nozzle portion, the residual compressed fluid passing through the second blade is guided again to the first blade by the velocity curve diagram part and injected at high pressure, whereby the rotating body It is an object of the present invention to provide a vertical super-power high efficiency hybrid turbine engine that can be accelerated by the impulse force and the reaction force to reduce energy loss.

또한, 본 발명은 추력 노즐 부(부스터)에서 압축 유체를 회전체의 제1 블레이드에 고압 분사하여 선택적으로 회전체를 더 가속(加速)시킬 수 있어 터빈의 출력을 높일 수 있으며, 수직으로 설치되어 설치공간에 제약을 받지 않는 수직형 초 동력 고효율 복합 터빈 엔진을 제공함에 그 목적이 있다.In addition, the present invention can be a high-pressure injection of the pressurized fluid to the first blade of the rotating body in the thrust nozzle unit (booster) can selectively accelerate the rotating body further to increase the output of the turbine, is installed vertically Its purpose is to provide a vertical, ultra-powered, highly efficient hybrid turbine engine that is not limited by installation space.

또한, 본 발명은 제어유닛(제어부)의 컴퓨터프로그래밍에 의해서 전자동으로 터빈 출력을 자유롭게 제어할 수 있는 수직형 초 동력 고효율 복합 터빈 엔진을 제공함에 그 목적이 있다.It is also an object of the present invention to provide a vertical super power high efficiency hybrid turbine engine capable of freely controlling the turbine output automatically by computer programming of a control unit (control unit).

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 수직형 초 동력 고효율 복합 터빈 엔진은 차세대 녹색 혁명을 리드해나갈 신동력 엔진 기술로서, 수직으로 설치되는 터빈 케이싱 내부에 회전 가능하게 수직 설치되는 터빈 샤프트; 상기 터빈 샤프트에 고정되며, 외각에 다수의 제1 블레이드(충동 및 반동형 구조)가 형성되고, 최 외각에 다수의 제2 블레이드(충동형 구조)가 형성되는 적어도 하나 이상의 회전체(Rotor); 압축 유체(스팀, 가스 등)를 상기 제2 블레이드에 고압 분사하기 위하여 상기 터빈 케이싱 내부에 설치되는 제트 노즐 부; 상기 제2 블레이드들을 통과한 잔류 압축 유체를 상기 제1 블레이드 방향으로 가이드 하고 분사하도록 상기 터빈 케이싱 내부에 균등 간격을 두고 형성되는 벨로시티 커브 다이어그램 부; 상기 터빈 하우징의 양측에 고정되어 상기 터빈 샤프트를 회전 가능하게 지지하며, 상기 벨로시티 커브 다이어그램 부에 의해서 상기 제1 블레이드들을 통과한 압축 유체를 상기 터빈 하우징 외부로 배출하기 위하여 내측에 배출 부가 형성되는 고정 체; 상기 제1 블레이드에 압축 유체를 분사하여 상기 회전체를 가속시킬 수 있도록 상기 터빈 하우징에 설치되는 다수의 추력 노즐 부(Booster); 상기 터빈 샤프트의 출력을 제어할 수 있도록 상기 회전체의 회전속도를 감지하고, 상기 제트 노즐 부와 상기 추력 노즐 부의 압축 유체 분사를 자동 제어하는 제어유닛; 잔류 압축 유체를 상기 제1 블레이드 방향으로 가이드 하고 분사하도록 상기 벨로시티 커브 다이어그램 부에 인접 설치되는 벨로시티 가이드 플레이트;를 구비한다.In order to achieve the above object, the vertical super power high efficiency hybrid turbine engine of the present invention is a new power engine technology that will lead the next generation of green revolution, comprising: a turbine shaft rotatably installed in a vertically installed turbine casing; At least one rotor fixed to the turbine shaft, wherein a plurality of first blades (impact and recoil structures) are formed at the outer shell, and a plurality of second blades (impact structures) are formed at the outermost shell; A jet nozzle unit installed inside the turbine casing for high-pressure injection of compressed fluid (steam, gas, etc.) to the second blade; A velocity curve diagram portion formed at equal intervals in the turbine casing to guide and eject the residual compressed fluid passing through the second blades in the first blade direction; Is fixed to both sides of the turbine housing to rotatably support the turbine shaft, the discharge curve is formed inside to discharge the compressed fluid passing through the first blades to the outside of the turbine housing by the velocity curve diagram portion Fixture; A plurality of thrust nozzle portions (Booster) installed in the turbine housing to accelerate the rotating body by injecting a compressed fluid to the first blade; A control unit which senses the rotational speed of the rotating body so as to control the output of the turbine shaft, and automatically controls the compressed fluid injection between the jet nozzle unit and the thrust nozzle unit; And a velocity guide plate installed adjacent to the velocity curve diagram portion to guide and eject residual compressed fluid in the direction of the first blade.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 터빈 샤프트에 결합하는 회전체의 외각에 제1 블레이드(충동 및 반동형 구조)가 형성되고 최 외각에 제2 블레이드(충동형 구조)가 형성되어, 일차적으로 제트 분사 노즐 부에서 제2 블레이드에 압축 유체를 고압 분사한 후, 제2 블레이드를 통과한 잔류 압축 유체가 벨로시티 커브 다이어그램 부에 의해서 재차(再次) 제1 블레이드로 안내되고 고압 분사됨으로써, 회전체가 충동력은 물론 반동력에 의해 가속(加速)되어 에너지 손실을 줄일 수 있는 효과가 있다.As described above, in the present invention, the first blade (impulse and recoil structure) is formed on the outer surface of the rotating body coupled to the turbine shaft, and the second blade (impact structure) is formed on the outermost surface, and the jet is primarily After the high pressure injection of the pressurized fluid to the second blade at the injection nozzle part, the residual compressed fluid having passed through the second blade is guided to the first blade again by the velocity curve diagram part and injected at high pressure, whereby the rotating body Impulse force is of course accelerated by the reaction force (加速) has the effect of reducing the energy loss.

또한, 본 발명은 추력 노즐 부(부스터)에서 압축 유체를 회전체의 제1 블레이드에 고압 분사하여 선택적으로 회전체를 더 가속시킬 수 있어 터빈의 출력을 높일 수 있으며, 수직으로 설치되어 설치공간을 줄일 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention can pressurize the rotating fluid further by the high pressure spraying the compressed fluid to the first blade of the rotating body in the thrust nozzle portion (booster) can increase the output of the turbine, it is installed vertically to install the space There is an effect that can be reduced.

또한, 본 발명은 제어유닛이 컴퓨터프로그래밍에 의해서 작동하도록 설계되어 있어, 속도센서, 용량센서, 압력센서, 온도센서 등의 각종 센서를 통해서 작동 상황을 감지하고, 회전체의 회전속도를 실시간으로 감지하며 피드백하여, 제트 노즐 부와 상기 추력 노즐 부의 압축 유체 분사를 자동 제어하고, 터빈 샤프트의 출력을 전자동으로 제어함과 아울러, 이러한 일련의 작동 상황들을 인디게이터로 디스플레이함으로써, 작업자가 터빈 작동을 확인할 수 있도록 한다.In addition, the present invention is designed so that the control unit is operated by computer programming, to detect the operating situation through a variety of sensors, such as speed sensors, capacitive sensors, pressure sensors, temperature sensors, and to detect the rotational speed of the rotating body in real time And feedback, the automatic control of the injection of the jet nozzle and the thrust nozzle, the automatic control of the output of the turbine shaft, and the display of such a series of operating conditions, the operator can confirm the turbine operation Make sure

또한, 본 발명은 터보 차저에 의해서 배기가스를 활용하여 연료 효율을 높이고 배기가스 배출에 의한 대기 오염을 줄일 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of increasing the fuel efficiency and reduce the air pollution by exhaust gas by utilizing the exhaust gas by the turbocharger.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 수직형 초 동력 고효율 복합 터빈 엔진 외관을 보인 사시도
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 수직형 초 동력 고효율 복합 터빈 엔진 내부를 보인 단면도
도 3은 본 발명의 터빈 하우징과 그 터빈 하우징에 설치된 회전체를 보인 사시도
도 4는 본 발명의 터빈 하우징을 보인 평면도
도 5는 본 발명의 터빈 하우징 내부를 보인 평면도
도 6은 본 발명의 회전체를 보인 사시도
도 7은 본 발명의 회전체를 보인 정면도 및 회전체의 제1 블레이드와 제2블레이드를 설명하기 위한 도면
도 8은 본 발명의 제1 블레이드를 보인 사시도 및 제1 블레이드의 상단과 하단의 비틀림 각도를 설명하는 도면
도 9는 본 발명의 회전체의 회전원리를 설명하는 도면
도 10은 본 발명의 터빈 하우징 양측에 위치한 고정체를 보인 평면도
도 11은 도 10의 단면도
도 12는 본 발명의 터빈 하우징의 중간에 위치한 고정체를 보인 평면도
도 13은 도 12의 단면도1 is a perspective view showing the appearance of a vertical super power high efficiency hybrid turbine engine according to a preferred embodiment of the present invention;
2 is a cross-sectional view showing the inside of a vertical super power high efficiency hybrid turbine engine according to a preferred embodiment of the present invention.
3 is a perspective view showing a turbine housing and a rotating body installed in the turbine housing of the present invention;
4 is a plan view showing a turbine housing of the present invention;
5 is a plan view showing the inside of the turbine housing of the present invention;
Figure 6 is a perspective view of a rotating body of the present invention
7 is a front view showing a rotating body of the present invention and a view for explaining the first blade and the second blade of the rotating body;
8 is a perspective view showing a first blade of the present invention and a diagram illustrating the twist angles of the top and bottom of the first blade;
9 is a view for explaining the principle of rotation of the rotating body of the present invention
Figure 10 is a plan view showing a fixture located on both sides of the turbine housing of the present invention
11 is a cross-sectional view of FIG.
12 is a plan view showing a fixture positioned in the middle of the turbine housing of the present invention;
13 is a cross-sectional view of FIG.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 수직형 초 동력 고효율 복합 터빈 엔진을 상세하게 설명한다.Hereinafter, a vertical super power highly efficient hybrid turbine engine according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 수직형 초 동력 고효율 복합 터빈 엔진 외관을 보인 사시도, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 수직형 초 동력 고효율 복합 터빈 엔진 내부를 보인 단면도, 도 3은 본 발명의 터빈 하우징과 그 터빈 하우징에 설치된 회전체를 보인 사시도, 도 4는 본 발명의 터빈 하우징을 보인 평면도, 도 5는 본 발명의 터빈 하우징 내부를 보인 평면도, 도 6은 본 발명의 회전체를 보인 사시도, 도 7은 본 발명의 회전체를 보인 평면도 및 회전체의 제1 블레이드와 제2 블레이드를 설명하기 위한 도면, 도 8은 본 발명의 제1 블레이드를 보인 사시도 및 제1 블레이드의 상단과 하단의 비틀림 각도를 설명하는 도면, 도 9는 본 발명의 회전체의 회전원리를 설명하는 도면, 도 10은 본 발명의 터빈 하우징 양측에 위치한 고정 체를 보인 평면도, 도 11은 도 10의 단면도, 도 12는 본 발명의 터빈 하우징의 중간에 위치한 고정 체를 보인 평면도, 도 13은 도 12의 단면도이다.1 is a perspective view showing the appearance of a vertical super power high efficiency hybrid turbine engine according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view showing the inside of a vertical super power high efficiency hybrid turbine engine according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 3 Is a perspective view showing a turbine housing of the present invention and a rotor installed in the turbine housing, FIG. 4 is a plan view showing the turbine housing of the present invention, FIG. 5 is a plan view showing the inside of the turbine housing of the present invention, and FIG. 7 is a perspective view showing the whole view, FIG. 7 is a plan view showing the rotating body of the present invention and a view for explaining the first blade and the second blade of the rotating body, FIG. 8 is a perspective view showing the first blade of the present invention and the first blade 9 is a view for explaining the twist angle of the upper and lower, Figure 9 is a view for explaining the principle of rotation of the rotating body of the present invention, Figure 10 is a fixed body located on both sides of the turbine housing of the present invention 11 is a sectional view of FIG. 10, FIG. 12 is a plan view of a fixing body positioned in the middle of the turbine housing of the present invention, and FIG. 13 is a sectional view of FIG.

위 도면을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 수직형 초 동력 고효율 복합 터빈 엔진(100)은 터빈 케이싱(110); 상기 터빈 케이싱(110) 내부에 회전 가능하게 수직 설치되는 터빈 샤프트(120); 상기 터빈 샤프트(120)에 고정되며, 외각에 다수의 제1 블레이드(131)가 형성되고, 최 외각에 다수의 제2 블레이드(133)가 형성되는 적어도 하나 이상의 회전체(130); 압축 유체를 상기 제2 블레이드(133)에 고압 분사하기 위하여 상기 터빈 케이싱(110) 내부에 설치되는 제트 노즐 부(140); 상기 제2 블레이드들(133)을 통과한 잔류 압축 유체를 상기 제1 블레이드(131) 방향으로 가이드 하고 분사(Injection)하도록 상기 터빈 케이싱(110) 내부에 균등 간격을 두고 형성되는 벨로시티 커브 다이어그램 부(150); 상기 터빈 하우징(110)에 고정되어 상기 터빈 샤프트(120)를 회전 가능하게 지지하며, 상기 벨로시티 커브 다이어그램 부(150)에 의해서 상기 제1 블레이드들(131)을 통과한 압축 유체를 상기 터빈 하우징(110) 외부로 배출하기 위하여 내측에 배출 부(161)(161')가 형성되는 고정 체(160)(160'); 상기 제1 블레이드(131)에 압축 유체를 분사하여 상기 회전체(130)를 가속시킬 수 있도록 상기 터빈 하우징(110)에 설치되는 다수의 추력 노즐 부(170); 및 상기 터빈 샤프트(120)의 출력을 제어할 수 있도록 상기 회전체(130)의 회전속도를 실시간으로 감지하고, 상기 제트 노즐 부(140)와 상기 추력 노즐 부(170)의 압축 유체 분사를 자동 제어하는 제어유닛(제어부)(180)을 구비한다.Referring to the drawings, the vertical super power high efficiency hybrid turbine engine 100 according to a preferred embodiment of the present invention includes a turbine casing 110; A turbine shaft 120 rotatably installed vertically in the turbine casing 110; At least one rotating body (130) fixed to the turbine shaft (120), wherein a plurality of first blades (131) are formed at an outer shell, and a plurality of second blades (133) are formed at the outermost shell; A jet nozzle unit (140) installed inside the turbine casing (110) to inject high pressure to the second blade (133); Velocity curve diagram part formed at equal intervals in the turbine casing 110 to guide and inject the residual compressed fluid passing through the second blades 133 toward the first blade 131. 150; The turbine fluid is fixed to the turbine housing 110 to rotatably support the turbine shaft 120, and the compressed fluid passing through the first blades 131 by the velocity curve diagram part 150 is transferred to the turbine housing. Fixing body (160, 160 ') is formed in the discharge portion (161, 161') to discharge to the outside (110); A plurality of thrust nozzle units 170 installed in the turbine housing 110 to accelerate the rotating body 130 by injecting a compression fluid to the first blade 131; And in real time to detect the rotational speed of the rotor 130 so as to control the output of the turbine shaft 120, and automatically injects the compressed fluid of the jet nozzle unit 140 and the thrust nozzle unit 170. A control unit (control unit) 180 for controlling is provided.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 수직형 초 동력 고효율 복합 터빈 엔진(100)의 구성을 좀더 구체적으로 살펴본다.Hereinafter, the configuration of the vertical super power high efficiency composite turbine engine 100 according to the preferred embodiment of the present invention will be described in more detail.

우선, 상기 복수 개의 터빈 케이싱(110)은 원통 형상으로 형성되며, 수직으로 위치된다. 상기 복수 개의 터빈 케이싱(110)은 통상의 체결수단, 예를 들어 관통 볼트(B) 등으로 체결되는바, 상기 터빈 케이싱(110) 외각에는 관통 볼트(B)가 결합하는 볼트 홀(H)이 일정 간격을 두고 다수 형성된다.First, the plurality of turbine casing 110 is formed in a cylindrical shape, it is positioned vertically. The plurality of turbine casings 110 are fastened by conventional fastening means, for example, through bolts B, and the like, and bolt holes H to which the through bolts B are coupled to the outer surface of the turbine casing 110 are provided. Many are formed at regular intervals.

상기 터빈 케이싱(110) 내부 적소(適所)에는 제트 노즐 부(140)가 형성된다. 상기 제트 노즐 부(140)는 압축 유체(스팀, 가스 등)를 상기 제2 블레이드(133)에 고압 분사하는 역할을 한다.The jet nozzle part 140 is formed in the turbine casing 110 in place. The jet nozzle unit 140 plays a role of high pressure spraying the compressed fluid (steam, gas, etc.) to the second blade 133.

상기 제트 노즐 부(140)에는 압축 유체의 유량을 조절하는 압축 유체 조절밸브(117)가 설치되고, 상기 각 압축 유체 조절밸브(117)에는 압력계(P)가 설치된다(도 2 참조).The jet nozzle unit 140 is provided with a compressed fluid control valve 117 for adjusting the flow rate of the compressed fluid, and each of the compressed fluid control valve 117 is provided with a pressure gauge (P) (see FIG. 2).

상기 터빈 하우징(110)의 내부에는 상기 제트 노즐 부(140)에서 분사된 압축 유체의 역류를 방지하는 토글 브래킷(115)이 일정 간격을 두고 다수 설치된다(도 4 참조).A plurality of toggle brackets 115 are installed in the turbine housing 110 at regular intervals to prevent backflow of the compressed fluid injected from the jet nozzle unit 140 (see FIG. 4).

상기 터빈 케이싱(110) 내부, 즉 내주 면을 따라 균등 간격을 두고 벨로시티 커브 다이어그램 부(150)가 형성된다. 상기 벨로시티 커브 다이어그램 부(150)는 상기 제2 블레이드들(133)을 통과한 잔류 압축 유체를 상기 제1 블레이드(131) 방향으로 가이드 하고 분사되도록 하는 역할을 하는 것으로, 압축 유체의 흐름에 장애가 되지 않도록 원만한 커브형상을 갖는다(도 2 및 도 9 참조).The velocity curve diagram unit 150 is formed at equal intervals in the turbine casing 110, that is, along the inner circumferential surface thereof. The velocity curve diagram unit 150 serves to guide and spray the residual compressed fluid that has passed through the second blades 133 toward the first blade 131. It does not have a smooth curve shape (see FIGS. 2 and 9).

상기 벨로시티 커브 다이어그램 부(150)와 인접하는 위치에는 잔류 압축 유체를 상기 제1 블레이드(131) 방향으로 가이드 하고 분사하도록 하는 벨로시티 가이드 플레이트(190)가 터빈 하우징(110) 내부에 고정 설치된다. 상기 벨로시티 가이드 플레이트(190)의 가이드 블레이드들(191) 사이에는 가이드 홀(192)이 형성된다(도 9 참조).At a position adjacent to the velocity curve diagram unit 150, a velocity guide plate 190 is fixedly installed inside the turbine housing 110 to guide and eject the residual compressed fluid in the direction of the first blade 131. . A guide hole 192 is formed between the guide blades 191 of the velocity guide plate 190 (see FIG. 9).

상기 벨로시티 가이드 플레이트(190)는 상기 벨로시티 커브 다이어그램 부(150)에 가이드 되는 잔류 압축 유체에 의해서 반동력을 발생할 뿐만 아니라 추력 노즐 부(170)에서 분사되는 압축 유체에 의해서 충동력을 발생할 수 있는 구조로 구성되는바, 가이드 블레이드들(191)은 입구부분이 두껍고 출구부분으로 갈수록 얇게 형성되며, 가이드 홀(192)은 입구부분보다 출구부분이 좁게 형성된다(도 9 참조).The velocity guide plate 190 may not only generate a reaction force by the residual compressed fluid guided by the velocity curve diagram unit 150 but also generate an impulse force by the compressed fluid injected from the thrust nozzle unit 170. The guide blades 191 have a thicker inlet portion and become thinner toward the outlet portion, and the guide hole 192 has a narrower outlet portion than the inlet portion (see FIG. 9).

상기 터빈 샤프트(120)는 상기 터빈 케이싱(110) 센터에 수직으로 위치되고 회전 가능하게 설치된다. 4 개의 회전체(130)가 서로 일정 간격을 두고 상기 터빈 샤프트(120)에 고정 설치된다(도 2 참조).The turbine shaft 120 is located perpendicular to the center of the turbine casing 110 and rotatably installed. Four rotors 130 are fixedly installed on the turbine shaft 120 at regular intervals from each other (see FIG. 2).

상기 회전체(130)는 그 외각에 다수의 제1 블레이드(internal blade)(131)가 형성되고, 최 외각에 다수의 제2 블레이드(external blade)(133)가 형성된다(도 6 참조).The rotating body 130 has a plurality of first blades (internal blade) 131 is formed on the outer shell, a plurality of external blades (133) are formed on the outermost (see Fig. 6).

상기 제1 블레이드(131)는 충동형 및 반동형 블레이드 구조이고, 상기 제2 블레이드(133)는 충동형 블레이드 구조로 형성된다.The first blade 131 has an impulsive and semi-reactive blade structure, and the second blade 133 is formed with an impulsive blade structure.

도 2에 보인 바와 같이, 상기 회전체(130)는 레프트 블레이드 형과 라이트 블레이드 형이 한 조로 구성되는바, 상기 제1 블레이드(131)의 경우에는 레프트 블레이드 형과 라이트 블레이드 형과 동일하게 배치되지만, 상기 제2 블레이드(133)의 경우에는 레프트 블레이드 형과 라이트 블레이드 형이 서로 대향 위치된다.As shown in FIG. 2, the rotor 130 includes a left blade type and a light blade type, and the first blade 131 is disposed in the same manner as the left blade type and the light blade type. In the case of the second blade 133, the left blade type and the light blade type are positioned to face each other.

이와 같이 레프트 블레이드 형과 라이트 블레이드 형은 대향 위치될 뿐 서로 동일한 형상을 가지므로, 이하에서는 설명의 중복을 피하기 위하여 레프트 블레이드 형에 대해서만 도면에 도시하고 설명하기로 한다.As such, the left blade type and the light blade type are opposite to each other and have the same shape. Therefore, only the left blade type is shown and described in the drawings in order to avoid duplication of description.

먼저, 상기 제2 블레이드(133)는 좌우 대칭형상을 가지며, 압축 유체의 입사각과 투사각이 각각 30°로 동일 각도를 유지하도록 형성된다(도 2 및 도 7 참조).First, the second blade 133 has a symmetrical shape and is formed such that the incident angle and the projection angle of the compressed fluid are maintained at the same angle at 30 °, respectively (see FIGS. 2 and 7).

상기 제2 블레이드(133)에 있어서, 제트 노즐 부(140)에서 분사되는 압축 유체가 상기 제2 블레이드(133)에 30°로 입사되고 20°로 출력되며, 이때 발생하는 충동력에 의해서 회전체(130)의 회전력을 발생한다.In the second blade 133, the compressed fluid injected from the jet nozzle unit 140 is incident at 30 ° and is output at 20 ° to the second blade 133, and a rotating body is generated by the impulse force generated at this time. Generate a rotational force of 130.

그리고 상기 제1 블레이드(131)는 좌우 비대칭형상을 가지며, 상단(131a)에서 하단(131b)으로 내려갈수록 트위스트 되고 두께가 점차 두꺼워지는 형상을 가지며, 상단(131a) 각도가 50°로 비틀림 되고 하단(131b) 각도가 20°로 비틀림 되는 구조로 형성된다(도 8 참조).The first blade 131 has a right and left asymmetric shape, twisted downward from the top 131a to the bottom 131b and gradually thickened, and the top 131a is twisted at an angle of 50 ° and the bottom. 131b is formed in a structure in which the angle is twisted at 20 ° (see FIG. 8).

상기 제1 블레이드(131)에 있어서, 벨로시티 커브 다이어그램 부(150)에 안내되는 압축 유체가 벨로시티 가이드 플레이트(190)의 가이드 홀(192)을 통해서 30°로 입사되고 20°로 출력되며 이때 발생하는 반동력에 의해서 회전체(130)의 회전력을 발생한다.In the first blade 131, the compressed fluid guided to the velocity curve diagram part 150 is incident at 30 ° and output at 20 ° through the guide hole 192 of the velocity guide plate 190. The rotating force of the rotating body 130 is generated by the generated reaction force.

또한, 상기 추력 노즐 부(부스터)(170)의 압축 유체가 벨로시티 가이드 플레이트(190)의 가이드 홀(192)을 통해서 30°로 입사되고 20°로 출력되며 이때 발생하는 충동력에 의해서 회전체(130)의 회전력을 발생한다(도 7 참조).In addition, the compressed fluid of the thrust nozzle unit (booster) 170 is incident at 30 ° through the guide hole 192 of the velocity guide plate 190 and output at 20 ° and the rotating body is generated by the impulse force generated at this time. Generate a rotational force of 130 (see Fig. 7).

상기 제2 블레이드(133)는 좌우 대칭형상을 가지며, 압축 유체의 입사각과 투사각이 각각 30°로 동일 각도를 유지하도록 형성된다(도 2 및 도 7 참조).The second blade 133 has a symmetrical shape and is formed such that the incident angle and the projection angle of the compressed fluid are maintained at the same angle at 30 °, respectively (see FIGS. 2 and 7).

부연하면, 충동형 구조에서는 제2 블레이드(133) 입구와 출구에서 압축 유체의 상대속도가 일정하여 압축 유체의 분사 압력에 의해서만 회전체(130)의 회전력이 발생한다. 하지만, 반동형 구조에서는 제1 블레이드(131) 입구와 출구에서 압축 유체의 상대 속도가 증가하여 압축 유체의 분사 압력과 압축 유체의 팽창 압이 더해져 회전체(130)의 회전력이 발생한다. 여기서 상기 제1 블레이드(131)는 반동형의 회전력뿐만 아니라 상기 추력 노즐 부(부스터)(170)의 압축 유체 분사에 의해서 충동형의 회전력이 발생한다(도 9 참조).In other words, in the impulsive structure, the relative speed of the compressed fluid at the inlet and the outlet of the second blade 133 is constant, so that the rotational force of the rotor 130 is generated only by the injection pressure of the compressed fluid. However, in the reactionary structure, the relative velocity of the compressed fluid at the inlet and the outlet of the first blade 131 increases, so that the injection pressure of the compressed fluid and the expansion pressure of the compressed fluid are added to generate the rotational force of the rotating body 130. Here, the first blade 131 generates an impulse-type rotational force by the compression fluid injection of the thrust nozzle unit (booster) 170 as well as the reaction force of the reaction type (see FIG. 9).

상기 고정 체(160)는 상기 터빈 하우징(110)의 양측에 통상의 체결수단, 예를 들어 볼트(B)로 고정되며, 상기 고정 체(160)의 센터에는 상기 터빈 샤프트(120)를 회전 가능하게 지지하는 베어링 부(164)가 설치된다. 상기 베어링 부(164)에는 베어링 커버(165)가 볼트(B') 고정된다. 상기 고정 체(160) 하부는 베이스 지지 브래킷(BS)에 의해 지지된다. 상기 터빈 샤프트(120)에는 부싱(121)이 설치되고, 상기 부싱(121)에는 스페리컬 롤러 베어링(123)이 설치된다. 미설명부호 125는 윤활탱크 내의 윤활유를 보인 것이다.The fixing body 160 is fixed to both sides of the turbine housing 110 by a conventional fastening means, for example, a bolt (B), the center of the fixing body 160 can rotate the turbine shaft 120 The bearing portion 164 to be supported is installed. The bearing cover 165 is fixed to the bearing portion 164 by a bolt B '. The lower portion of the fixing body 160 is supported by the base support bracket (BS). A bushing 121 is installed in the turbine shaft 120, and a spherical roller bearing 123 is installed in the bushing 121. Reference numeral 125 denotes a lubricant in the lubrication tank.

상기 고정 체(160)는 상기 벨로시티 커브 다이어그램 부(150)에 의해서 상기 제1 블레이드들(131)을 통과한 압축 유체를 상기 터빈 하우징(110) 외부로 배출하기 위하여 내측에 배출 부(161)를 구비한다.The fixing body 160 has a discharge part 161 therein for discharging the compressed fluid passed through the first blades 131 by the velocity curve diagram part 150 to the outside of the turbine housing 110. It is provided.

상기 고정 체(160)의 상기 배출 부(161)에는 상기 제2 블레이드들(133) 사이를 통과한 압축 유체를 상기 터빈 케이싱(110) 외부로 배출하기 위한 배출 홀(162)이 형성되고, 상기 배출 홀(162) 입구에는 경사의 고정 블레이드(163)가 형성된다(도 10 및 도 11 참조).The discharge part 161 of the fixing body 160 is formed with a discharge hole 162 for discharging the compressed fluid passing between the second blades 133 to the outside of the turbine casing 110, An inclined fixed blade 163 is formed at the inlet of the discharge hole 162 (see FIGS. 10 and 11).

상기 고정 체(160')는 상기 터빈 하우징(110)의 중간에 고정되며, 상기 고정 체(160')의 센터에는 상기 터빈 샤프트(120)를 회전 가능하게 지지하는 베어링 부(164')가 설치된다.The fixing body 160 'is fixed to the middle of the turbine housing 110, and a bearing portion 164' for rotatably supporting the turbine shaft 120 is installed at the center of the fixing body 160 '. do.

상기 고정 체(160')는 상기 벨로시티 커브 다이어그램 부(150)에 의해서 상기 제1 블레이드들(131)을 통과한 압축 유체를 상기 터빈 하우징(110) 외부로 배출하기 위하여 내측에 배출 부(161')를 구비한다.The fixing body 160 ′ has a discharge part 161 therein for discharging the compressed fluid passing through the first blades 131 by the velocity curve diagram part 150 to the outside of the turbine housing 110. ').

상기 고정 체(160')의 상기 배출 부(161')에는 상기 제2 블레이드들(133) 사이를 통과한 압축 유체를 상기 터빈 케이싱(110) 외부로 배출하기 위한 배출 홀(162')이 형성되고, 상기 배출 홀(162') 입구에는 경사의 고정 블레이드(163')가 형성된다(도 12 및 도 13 참조).The discharge portion 161 ′ of the fixing body 160 ′ is provided with a discharge hole 162 ′ for discharging the compressed fluid passing between the second blades 133 to the outside of the turbine casing 110. And an inclined fixed blade 163 'is formed at the inlet of the discharge hole 162' (see FIGS. 12 and 13).

상기 배출 부(161)(161')에는 배기관(119)이 연결되며, 상기 배기관(119)에는 터보차저(turbocharger, turbo-supercharger)(T)가 설치될 수도 있다(도 1 및 도 2 참조). 상기 터보차저(T)는 배기가스를 이용해 터빈 엔진의 출력을 높이는 역할을 한다.An exhaust pipe 119 is connected to the discharge parts 161 and 161 ′, and a turbocharger T may be installed in the exhaust pipe 119 (see FIGS. 1 and 2). . The turbocharger T serves to increase the output of the turbine engine using exhaust gas.

상기 추력 노즐 부(170)는 상기 터빈 하우징(110) 내부 적소(適所)에 설치되어 상기 제1 블레이드(131)에 압축 유체를 더 분사하여 상기 회전체(130)를 더 가속(加速) 시키는 역할을 하는 것으로, 상기 제1 블레이드(131)에 압축 유체를 일정각도로 경사지게 분사하도록 설치되는 것이 바람직하다(도 1 및 도 2 참조).The thrust nozzle unit 170 is installed in the turbine housing 110 in place and serves to further accelerate the rotor 130 by further injecting a compressed fluid to the first blade 131. In this case, the first blade 131 is preferably installed to inject the compressed fluid inclined at a predetermined angle (see FIGS. 1 and 2).

상기 제어유닛(180)은 컴퓨터프로그래밍에 의해서 작동하도록 설계되어 있어, 상기 터빈 하우징(110)에 설치된 속도센서, 용량센서, 압력센서, 온도센서, 온도센서 등의 각종 센서(미도시)를 통해서 작동 상황을 감지하고, 상기 회전체(130)의 회전속도를 실시간으로 감지하며, 상기 제트 노즐 부(140)와 상기 추력 노즐 부(170)의 압축 유체 분사를 자동 제어하고, 상기 터빈 샤프트(120)의 출력을 전자동으로 제어함과 아울러, 이러한 일련의 작동 상황들을 인디게이터(미도시)로 디스플레이함으로써, 작업자가 터빈 작동을 확인할 수 있도록 한다(도 2 참조).The control unit 180 is designed to operate by computer programming, and operates through various sensors (not shown) such as a speed sensor, a capacity sensor, a pressure sensor, a temperature sensor, and a temperature sensor installed in the turbine housing 110. Detects a situation, detects the rotational speed of the rotor 130 in real time, automatically controls the injection of the compressed fluid of the jet nozzle unit 140 and the thrust nozzle unit 170, and the turbine shaft 120 In addition to the automatic control of the output, the series of operating conditions are displayed by an indicator (not shown), allowing the operator to confirm the turbine operation (see FIG. 2).

이와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 수직형 초 동력 고효율 복합 터빈 엔진 자동 제어방법에 대하여 좀더 구체적으로 설명한다.It will be described in more detail with respect to the vertical super-power high efficiency hybrid turbine engine automatic control method according to a preferred embodiment of the present invention configured as described above.

제어 유닛(180)에서는 제트 노즐 부(140)가 압축 유체를 회전체(130)의 제2 블레이드(133)를 향하여 고압 분사하도록 한다. 상기 제트 노즐 부(140)의 고압 분사에 의하여 충동력이 발생하여 회전체(130)가 일차적으로 회전하는 힘을 받는다.In the control unit 180, the jet nozzle unit 140 causes the high pressure jet of compressed fluid toward the second blade 133 of the rotating body 130. Impulse force is generated by the high-pressure injection of the jet nozzle unit 140 receives the force to rotate the rotating body 130 primarily.

이때 압축 유체의 입사각과 투사각이 각각 30°로 동일 각도를 유지함으로써, 상기 제2 블레이드들(133)을 통과한 잔류 압축 유체는 터빈 하우징(110)의 벨로시티 커브 다이어그램 부(150) 및 벨로시티 가이드 플레이트(190)의 가이드 블레이드(191)에 의해서 상기 회전체(130)의 제1 블레이드(131)로 가이드하고 분사되어 반동력이 발생하여 상기 회전체(130)를 재차 가속시킨다.At this time, the incidence angle and the projection angle of the compressed fluid are maintained at the same angle of 30 degrees, respectively, so that the residual compressed fluid passing through the second blades 133 is the velocity curve diagram portion 150 and the velocity of the turbine housing 110. The guide blade 191 of the guide plate 190 guides and sprays the first blade 131 of the rotating body 130 to generate a reaction force, thereby accelerating the rotating body 130 again.

제1 블레이드(131) 입구와 출구에서 압축 유체의 상대속도가 증가하여 압축 유체의 분사 압력과 압축 유체의 팽창압이 더해져 회전체(130)의 회전력이 발생하는 것이다.The relative speed of the compressed fluid increases at the inlet and the outlet of the first blade 131, so that the injection pressure of the compressed fluid and the expansion pressure of the compressed fluid are added to generate a rotational force of the rotating body 130.

제어 유닛(180)에서는 압축 유체 조절밸브(117)가 유체의 양을 조절하여 상기 제트 노즐 부(140)의 압축 유체 유량을 조절하도록 하여, 회전체(130)의 회전을 제어할 수 있다.In the control unit 180, the compressed fluid control valve 117 adjusts the amount of fluid to adjust the compressed fluid flow rate of the jet nozzle unit 140, thereby controlling the rotation of the rotor 130.

터빈 출력을 더 높이고자 하는 경우(추력 하고자 하는 경우), 제어 유닛(180)은 상기 추력 노즐 부(170)가 압축 유체를 벨로시티 가이드 플레이트(890)의 가이드 홀(192) 안으로 고압 분사하도록 하고, 상기 가이드 홀(192) 안으로 고압 분사된 압축 유체가 상기 회전체(130)의 제1 블레이드(131)를 향하여 고압 분사되도록 함으로써 충동력을 발생하여 상기 회전체(130)를 더 가속(加速)시킬 수 있다.If the turbine output is to be increased further (if thrust is desired), the control unit 180 causes the thrust nozzle portion 170 to inject high pressure into the guide hole 192 of the velocity guide plate 890. The compressed fluid injected into the guide hole 192 by the high pressure is injected toward the first blade 131 of the rotor 130 to generate an impulsive force to further accelerate the rotor 130. You can.

상기 제어유닛(180)은 터빈 하우징(110) 내부에 설치된 통상의 속도계(미도시)를 통해서 상기 회전체(130)의 회전속도를 실시간으로 감지하고, 상기 압축 유체 조절밸브(117)를 조절하여 상기 제트 노즐 부(140)를 제어함으로써, 상기 회전체(130)의 속도를 제어함과 아울러, 상기 추력 노즐 부(170)의 압축 유체 분사를 제어하여 터빈 출력을 전자동으로 제어할 수 있다.The control unit 180 detects the rotational speed of the rotor 130 in real time through a conventional speedometer (not shown) installed inside the turbine housing 110, and adjusts the compressed fluid control valve 117 By controlling the jet nozzle unit 140, it is possible to control the speed of the rotating body 130, and also to control the injection of the compressed fluid of the thrust nozzle unit 170 to automatically control the turbine output.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 터빈 샤프트에 결합하는 회전체의 외각과 최 외각에 각각 제1 블레이드(충동 및 반동형 구조)와 제2 블레이드(충동형 구조)가 형성되고, 일차적으로 제트 분사 노즐 부에서 제2 블레이드에 압축 유체를 고압 분사한 후, 제2 블레이드를 통과한 잔류 압축 유체가 벨로시티 커브 다이어그램 부에 의해서 재차 제1 블레이드로 안내되고 분사됨으로써, 회전체가 충동력은 물론 반동력에 의해 가속(加速)되어 에너지 손실을 줄일 수 있는 효과가 있다.As described above, in the present invention, the first blade (impulse and recoil structure) and the second blade (impulse structure) are formed at the outer and outermost portions of the rotating body coupled to the turbine shaft, respectively, and are primarily jet jetted. After the high pressure injection of the pressurized fluid to the second blade at the nozzle part, the residual compressed fluid passing through the second blade is guided and injected again to the first blade by the velocity curve diagram part, whereby the rotor is not only impulsive but also reactive force. It is accelerated by (加速) has the effect of reducing the energy loss.

또한, 본 발명은 추력 노즐 부(부스터)에서 압축 유체를 회전체의 제1 블레이드에 고압 분사하여 선택적으로 회전체를 더 가속시킬 수 있어 터빈의 출력을 높일 수 있음은 물론 수직으로 설치되어 설치공간에 제약을 받지 않는 효과가 있다.In addition, the present invention by spraying the high pressure spraying the compressed fluid to the first blade of the rotating body in the thrust nozzle unit (booster) can selectively accelerate the rotating body to increase the output of the turbine as well as installed vertically installed space The effect is not restricted by.

또한, 본 발명은 제어유닛이 컴퓨터프로그래밍에 의해서 작동하도록 설계되어 있어, 속도센서, 용량센서, 압력센서, 온도센서, 온도센서 등의 각종 센서를 통해서 작동 상황을 감지하고, 회전체의 회전속도를 실시간으로 감지하며 피드백하여, 제트 노즐 부와 상기 추력 노즐 부의 압축 유체 분사를 자동 제어하고, 터빈 샤프트의 출력을 전자동으로 제어함과 아울러, 이러한 일련의 작동 상황들을 인디게이터로 디스플레이함으로써, 작업자가 터빈 작동을 확인할 수 있도록 한다.In addition, the present invention is designed so that the control unit is operated by computer programming, and detects the operating situation through a variety of sensors, such as speed sensors, capacitive sensors, pressure sensors, temperature sensors, temperature sensors, the rotational speed of the rotating body By detecting and feeding back in real time, the operator automatically controls the jet nozzle section and compressed fluid injection of the thrust nozzle section, automatically controls the output of the turbine shaft, and displays this set of operating conditions with an indicator, allowing the operator to operate the turbine. Make sure to check.

또한, 본 발명은 터보 차저에 의해서 배기가스를 활용하여 연료 효율을 높이고 배기가스 배출에 의한 대기 오염을 줄일 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of increasing the fuel efficiency and reduce the air pollution by exhaust gas by utilizing the exhaust gas by the turbocharger.

이와 같이 본 발명의 권리는 상기 설명된 실시 예에 한정되지 않고, 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형을 할 수 있다는 것은 자명하다.As such, the rights of the present invention are not limited to the above-described embodiments, but are defined by the claims, and various modifications can be made within the scope of the claims by those skilled in the art. It is self evident.

100: 초 동력 고효율 복합 터빈 엔진
110: 터빈 케이싱
115: 토글 브래킷
117: 압축 유체 공급조절밸브
119: 배기관
120: 터빈 샤프트
130: 회전체
131: 제1 블레이드
133: 제2 블레이드
140: 제트 노즐 부
150: 벨로시티 커브 다이어그램 부
160: 고정 체
161,161': 배출 부
162,162': 배출 홀
163,163': 경사의 고정 블레이드
164,164': 베어링 부
170: 추력 노즐 부
180: 제어유닛
190: 벨로시티 가이드 플레이트
191: 가이드 블레이드
192: 가이드 홀100: Ultra-powered high efficiency composite turbine engine
110: turbine casing
115: toggle bracket
117: compressed fluid supply control valve
119: exhaust pipe
120: turbine shaft
130: rotating body
131: first blade
133: second blade
140: jet nozzle
150: velocity curve diagram part
160: stationary
161,161 ': discharge section
162,162 ': discharge hole
163,163 ': Fixed blade in bevel
164,164 ': bearing part
170: thrust nozzle
180: control unit
190: velocity guide plate
191: guide blade
192: guide hole

Claims (18)

원통 형상으로 형성되고, 수직으로 위치되는 복수 개의 터빈 케이싱(110);
상기 터빈 케이싱(110) 내부에 수직으로 위치하고, 회전 가능하게 설치되는 터빈 샤프트(120);
상기 터빈 샤프트(120)에 고정되며, 외각에 다수의 제1 블레이드(131)가 형성되고, 최 외각에 다수의 제2 블레이드(133)가 형성되는 적어도 하나 이상의 회전체(130);
압축 유체를 상기 제2 블레이드(133)에 고압 분사하기 위하여 상기 터빈 케이싱(110) 내부에 설치되는 제트 노즐 부(140);
상기 제2 블레이드들(133)을 통과한 잔류 압축 유체를 상기 제1 블레이드(131) 방향으로 가이드 하고 분사하도록 상기 터빈 케이싱(110) 내부에 균등 간격을 두고 형성되는 벨로시티 커브 다이어그램 부(150);
상기 터빈 하우징(110)에 고정되어 상기 터빈 샤프트(120)를 회전 가능하게 지지하며, 상기 벨로시티 커브 다이어그램 부(150)에 의해서 상기 제1 블레이드들(131)을 통과한 압축 유체를 상기 터빈 하우징(110) 외부로 배출하기 위하여 내측에 배출 부(161)(161')가 형성되는 고정 체(160)(160'); 및
상기 제1 블레이드(131)에 압축 유체를 분사하여 상기 회전체(130)를 가속시킬 수 있도록 상기 터빈 하우징(110)에 설치되는 다수의 추력 노즐 부(170);를 포함하는 수직형 초 동력 고효율 복합 터빈 엔진.A plurality of turbine casings 110 formed in a cylindrical shape and positioned vertically;
A turbine shaft 120 disposed vertically in the turbine casing 110 and rotatably installed;
At least one rotating body (130) fixed to the turbine shaft (120), wherein a plurality of first blades (131) are formed at an outer shell, and a plurality of second blades (133) are formed at the outermost shell;
A jet nozzle unit (140) installed inside the turbine casing (110) to inject high pressure to the second blade (133);
Velocity curve diagram unit 150 formed at equal intervals in the turbine casing 110 to guide and spray the residual compressed fluid that has passed through the second blades 133 toward the first blade 131. ;
The turbine fluid is fixed to the turbine housing 110 to rotatably support the turbine shaft 120, and the compressed fluid passing through the first blades 131 by the velocity curve diagram part 150 is transferred to the turbine housing. Fixing body (160, 160 ') is formed in the discharge portion (161, 161') to discharge to the outside (110); And
And a plurality of thrust nozzle units 170 installed in the turbine housing 110 to accelerate the rotating body 130 by spraying compressed fluid onto the first blade 131. Composite turbine engine. 제1 항에 있어서,
상기 터빈 샤프트(120)의 출력을 제어할 수 있도록 상기 회전체(130)의 회전속도를 감지하고, 상기 제트 노즐 부(140)와 상기 추력 노즐 부(170)의 압축 유체 분사를 자동 제어하는 제어유닛(180)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직형 초 동력 고효율 복합 터빈 엔진.The method according to claim 1,
Control to sense the rotational speed of the rotating body 130 so as to control the output of the turbine shaft 120, the control to automatically control the compressed fluid injection of the jet nozzle unit 140 and the thrust nozzle unit 170 Vertical super power high efficiency composite turbine engine further comprises a unit (180). 제1 항에 있어서,
잔류 압축 유체를 상기 제1 블레이드(131) 방향으로 가이드 하고 분사하도록 상기 벨로시티 커브 다이어그램 부(150)와 인접하는 위치에 고정 설치되는 벨로시티 가이드 플레이트(190)를 더 포함하는 수직형 초 동력 고효율 복합 터빈 엔진.The method according to claim 1,
Vertical super power high efficiency further includes a velocity guide plate 190 fixedly installed at a position adjacent to the velocity curve diagram portion 150 to guide and eject the residual compressed fluid in the direction of the first blade 131. Composite turbine engine. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 제1 블레이드(131)는 좌우 비대칭형상을 가지며, 상기 제2 블레이드(133)는 좌우 대칭형상을 갖는 것을 특징으로 하는 수직형 초 동력 고효율 복합 터빈 엔진.The method according to claim 1 or 2,
The first blade (131) has a left and right asymmetrical shape, the second blade 133 is a vertical super power high efficiency hybrid turbine engine, characterized in that having a symmetrical shape. 제4 항에 있어서,
상기 제1 블레이드(131)는 충동 및 반동형 블레이드이고, 상기 제2 블레이드(133)는 충동형 블레이드인 것을 특징으로 하는 수직형 초 동력 고효율 복합 터빈 엔진.5. The method of claim 4,
Wherein the first blade (131) is an impulse and recoil blade, and the second blade (133) is an impulse blade. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 고정 체(160)(160')의 상기 배출 부(161)(161')에는 상기 제2 블레이드들(133) 사이를 통과한 압축 유체를 상기 터빈 케이싱(110) 외부로 배출하기 위한 배출 홀(162)(162')이 형성되고, 상기 배출 홀(162)(162') 입구에는 경사의 고정 블레이드(163)(163')가 형성되는 것을 특징으로 하는 수직형 초 동력 고효율 복합 터빈 엔진.The method according to claim 1 or 2,
Discharge holes for discharging the compressed fluid passing between the second blades 133 to the outside of the turbine casing 110 are provided in the discharge portions 161 and 161 'of the fixing bodies 160 and 160'. (162) (162 ') is formed, the inlet of the discharge hole (162, 162') vertical super power high efficiency composite turbine engine, characterized in that the inclined fixed blades (163, 163 ') are formed. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 터빈 하우징(110)의 내부에는 상기 제트 노즐 부(140)에서 분사된 압축 유체의 역류를 방지하는 토글 브래킷(115)이 설치되는 것을 특징으로 하는 수직형 초 동력 고효율 복합 터빈 엔진.The method according to claim 1 or 2,
The turbine housing 110, the vertical super-power high efficiency composite turbine engine, characterized in that the toggle bracket 115 for preventing the back flow of the compressed fluid injected from the jet nozzle unit 140 is installed. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 추력 노즐 부(170)는 상기 제1 블레이드(131)에 압축 유체를 일정각도로 경사지게 분사하도록 상기 터빈 하우징(110)에 설치되는 것을 특징으로 하는 수직형 초 동력 고효율 복합 터빈 엔진.The method according to claim 1 or 2,
The thrust nozzle unit 170 is a vertical super power high efficiency hybrid turbine engine, characterized in that installed in the turbine housing 110 to inject the compressed fluid inclined at a predetermined angle to the first blade (131). 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 고정 체(160)(160')의 센터에는 상기 터빈 샤프트(120)를 지지하는 베어링 부(164)(164')가 설치되는 것을 특징으로 하는 수직형 초 동력 고효율 복합 터빈 엔진.The method according to claim 1 or 2,
The vertical super power high efficiency hybrid turbine engine, characterized in that the bearing portion (164) (164 ') for supporting the turbine shaft 120 is installed at the center of the stationary body (160, 160'). 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제트 노즐 부(170)에는 압축 유체의 공급 양을 조절하는 압축 유체 조절밸브(117)가 설치되는 것을 특징으로 하는 수직형 초 동력 고효율 복합 터빈 엔진.The method according to claim 1 or 2,
The jet nozzle unit 170 is a vertical super-power high efficiency hybrid turbine engine, characterized in that the compressed fluid control valve for adjusting the supply amount of the compressed fluid is installed. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 블레이드(131)와 상기 제2 블레이드(133)는 서로 일정 간격을 두고 상기 회전체(130)에 형성되는 것을 특징으로 하는 수직형 초 동력 고효율 복합 터빈 엔진.The method according to claim 1 or 2,
The first blade 131 and the second blade 133 is a vertical super power high efficiency hybrid turbine engine, characterized in that formed on the rotating body at a predetermined interval from each other. 제 3항에 있어서,
상기 벨로시티 가이드 플레이트(190)는 상기 벨로시티 커브 다이어그램 부(150)에 가이드 되는 잔류 압축 유체에 의해서 반동력을 발생할 뿐만 아니라 추력 노즐 부(170)에서 분사되는 압축 유체에 의해서 충동력을 발생할 수 있는 구조로 구성되는 것을 특징으로 하는 수직형 초 동력 고효율 복합 터빈 엔진.The method of claim 3, wherein
The velocity guide plate 190 may not only generate a reaction force by the residual compressed fluid guided by the velocity curve diagram unit 150 but also generate an impulse force by the compressed fluid injected from the thrust nozzle unit 170. Vertical super power high efficiency composite turbine engine characterized in that the structure. 제 12항에 있어서,
상기 벨로시티 가이드 플레이트(190)의 가이드 블레이드들(191)은 입구부분이 두껍고 출구부분으로 갈수록 얇게 형성되며, 가이드 홀(192)은 입구부분보다 출구부분이 좁게 형성되는 것을 특징으로 하는 수직형 초 동력 고효율 복합 터빈 엔진.13. The method of claim 12,
The guide blades 191 of the velocity guide plate 190 are formed with a thicker inlet portion and thinner toward the outlet portion, and the guide hole 192 has a narrower outlet portion than the inlet portion. Power efficient high efficiency turbine turbine engine. 제 1항에 있어서,
상기 제1 블레이드(131)는 좌우 비대칭형상을 가지며, 상단(131a)에서 하단(131b)으로 내려갈수록 트위스트 되고 두께가 두꺼워지는 형상을 가지며, 상단(131a) 각도가 50°로 비틀림 되고 하단(131b) 각도가 20°로 비틀림 되는 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 수직형 초 동력 고효율 복합 터빈 엔진.The method of claim 1,
The first blade 131 has a right and left asymmetrical shape, has a shape that is twisted and thickened as it goes down from the upper end (131a) to the lower end (131b), the upper end (131a) angle is twisted to 50 ° and the lower end (131b) A vertical super-power high efficiency hybrid turbine engine, characterized in that it is formed in a structure twisted at an angle of 20 °. 제 14항에 있어서,
상기 제1 블레이드(131)의 경우, 벨로시티 커브 다이어그램 부(150)에 안내되는 압축 유체가 벨로시티 가이드 플레이트(190)의 가이드 홀(192)을 통해서 30°로 입사되고 20°로 출력되는 것을 특징으로 하는 수직형 초 동력 고효율 복합 터빈 엔진.The method of claim 14,
In the case of the first blade 131, the compressed fluid guided to the velocity curve diagram unit 150 is incident at 30 ° and output at 20 ° through the guide hole 192 of the velocity guide plate 190. Vertical super power high efficiency composite turbine engine. 제 1항에 있어서,
상기 추력 노즐 부(부스터)(170)에서 분사되는 압축 유체는 벨로시티 가이드 플레이트(190)의 가이드 홀(192)을 통해서 30°로 입사되고 20°로 출력되는 것을 특징으로 하는 수직형 초 동력 고효율 복합 터빈 엔진.The method of claim 1,
The compressed fluid sprayed from the thrust nozzle part (booster) 170 is incident to 30 ° through the guide hole 192 of the velocity guide plate 190 and is output at 20 ° vertically Composite turbine engine. 제 1항에 있어서,
상기 제2 블레이드(133)는 좌우 대칭형상을 가지며, 압축 유체의 입사각과 투사각이 각각 30°로 동일 각도를 유지하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 수직형 초 동력 고효율 복합 터빈 엔진.The method of claim 1,
The second blade 133 has a left-right symmetrical shape, the vertical super-power high efficiency composite turbine engine, characterized in that the incidence angle and the projection angle of the compression fluid is formed to maintain the same angle at 30 degrees, respectively. 제 6항에 있어서,
상기 배출 부(161)(161')에는 배기관(119)이 연결되며, 상기 배기관(119)에는 터보차저(turbocharger, turbo-supercharger)(T)가 설치되는 것을 특징으로 하는 수직형 초 동력 고효율 복합 터빈 엔진.The method according to claim 6,
An exhaust pipe 119 is connected to the discharge parts 161 and 161 ′, and a turbocharger (turbocharger, turbo-supercharger) T is installed in the exhaust pipe 119. Turbine engine.
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