KR20130125193A - Reaction type turbine - Google Patents

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KR20130125193A
KR20130125193A KR1020120048746A KR20120048746A KR20130125193A KR 20130125193 A KR20130125193 A KR 20130125193A KR 1020120048746 A KR1020120048746 A KR 1020120048746A KR 20120048746 A KR20120048746 A KR 20120048746A KR 20130125193 A KR20130125193 A KR 20130125193A
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Abstract

As a rotor of which an inner flow passage is formed into an involute curve shape, a flow passage change of working fluid, which is guided from the center of the rotor to the outer periphery of the rotor and sprayed to a circumferential direction, is gradual so that a pressure loss caused by the flow passage change is minimized and the performance of a turbine can be increased. Furthermore, the turbine prevents a rapid flow passage change between a rotor inlet and the inner flow passage by forming at least one among the outer periphery of the rotor inlet, which sends the working fluid from the center of the rotor to an axial direction, and the outer circumference of the inner flow passages into a circle shape.

Description

반작용식 터빈{Reaction type turbine}Reaction type turbine

본 발명은 반작용식 터빈에 관한 것이고, 보다 상세하게는 스팀이나 가스 또는 압축공기 등의 작동 유체의 분사시 반발력을 이용하여 회전력을 발생시키는 반작용식 터빈에 관한 것이다.The present invention relates to a reaction turbine, and more particularly to a reaction turbine that generates a rotational force by using the reaction force when the injection of a working fluid, such as steam, gas or compressed air.

일반적으로 스팀 터빈은 증기가 가진 열에너지를 기계적 일로 변환시키는 원동기 방식의 하나이다. 상기 스팀 터빈은 보일러에서 발생시킨 고온고압의 증기를 노즐 또는 고정된 날개로부터 분출, 팽창시켜 나온 고속의 증기류를 회전하는 터빈 날개에 부딪쳐서 그 충동작용 또는 반동작용에 의하여 터빈축을 회전시키는 것이다. 따라서, 스팀 터빈은 증기가 가지는 열에너지를 속도 에너지로 바꾸기 위한 노즐과 속도에너지를 기계적 일로 바꾸기 위한 터빈 날개를 바탕으로 하여 구성된다. 상기 증기 터빈은 터빈 날개를 충동력만으로 구동하는 충동식 터빈과, 반동력에 의하여 구동하는 반동식 터빈 또는 반작용식 터빈이 있다. In general, a steam turbine is a type of prime mover that converts thermal energy of steam into mechanical work. The steam turbine strikes the turbine blades by rotating the blades of the high-speed, high-pressure steam generated in the boiler from the nozzles or the fixed blades by rotating the high-speed steam flows and rotating them by impulse or reaction. Therefore, the steam turbine is constructed based on a nozzle for converting thermal energy of steam into velocity energy and a turbine blade for converting velocity energy into mechanical work. The steam turbine includes an impulse turbine which drives the turbine blades with only impulse force, and a reaction turbine or reaction turbine which is driven by reaction force.

한국등록특허 10-1052253호에는 반작용식 터빈이 기술되어 있으며, 하우징 내에 2개 이상의 분사 회전부가 서로 연통되어 반경방향을 따라 다단으로 배치되고, 각 분사 회전부의 분사 유로를 통해 분사되는 유체의 분사작용에 대한 반작용으로 회전하도록 구성되어 있다. 그러나, 터빈의 용량을 변경하고자 할 경우, 상기 분사 회전부 등의 각 부품을 공유하기가 곤란한 문제점이 있다.Korean Patent No. 10-1052253 describes a reaction turbine, in which two or more injection rotary parts communicate with each other and are arranged in multiple stages along a radial direction, and an injection action of a fluid injected through an injection flow path of each injection rotary part. It is configured to rotate in reaction to. However, when the capacity of the turbine is to be changed, there is a problem in that it is difficult to share each component such as the injection rotating part.

본 발명의 목적은, 부품의 공유가 가능하여 다양한 용량의 터빈 제작이 가능해질 수 있고, 작동유체의 유동시 압력손실을 최소화하여 터빈의 성능을 향상시킬 수 있는 반작용식 터빈을 제공하는 데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a reaction turbine capable of sharing components, enabling turbines of various capacities, and improving turbine performance by minimizing pressure loss during the flow of working fluid.

본 발명에 따른 반작용식 터빈은, 하우징 입구와 하우징 출구가 형성되고, 상기 하우징 입구로 유입되는 고압의 작동유체가 상기 하우징 출구 방향으로 이동할 수 있도록 상기 하우징 입구와 상기 하우징 출구 사이를 연통시키는 하우징 유로가 형성된 하우징과, 상기 하우징을 관통하고 상기 하우징에 회전 가능하게 결합된 회전축과, 상기 하우징 유로 내에서 상기 회전축과 일체 결합되고, 중심측에서 축방향으로 유입된 작동 유체를 외주측으로 분사시킴에 따라 상기 회전축을 회전시키는 로터를 포함하고, 상기 로터에는 중심측에서 축방향으로 유입된 작동 유체를 외주측으로 안내하는 복수의 내부 유로들이 형성되고, 상기 각 내부 유로는 적어도 일부분이 인볼류트 곡선 형태로 이루어진다.In the reaction turbine according to the present invention, a housing inlet and a housing outlet are formed, and a housing flow path communicating between the housing inlet and the housing outlet so that a high-pressure working fluid flowing into the housing inlet can move toward the housing outlet. Is provided with a housing, a rotating shaft penetrating the housing and rotatably coupled to the housing, and integrally coupled with the rotating shaft in the housing flow path, and injecting a working fluid introduced in the axial direction from the center side to the outer peripheral side thereof. A rotor for rotating the rotary shaft, the rotor is formed with a plurality of inner flow paths for guiding the working fluid introduced in the axial direction from the center side to the outer peripheral side, each of the inner flow passage is at least a portion of the involute curve form .

본 발명의 다른 측면에 따른 반작용식 터빈은, 하우징 입구와 하우징 출구가 형성되고, 상기 하우징 입구로 유입되는 고압의 작동유체가 상기 하우징 출구 방향으로 이동할 수 있도록 상기 하우징 입구와 상기 하우징 출구 사이를 연통시키는 하우징 유로가 형성된 하우징과, 상기 하우징을 관통하고 상기 하우징에 회전 가능하게 결합된 회전축과, 상기 하우징 유로 내에서 축방향을 따라 다단으로 적층 배치되고 상기 회전축과 일체 결합된 복수의 로터들로 이루어지고, 상기 각 로터의 중심측에서 축방향으로 유입된 작동 유체를 외주측으로 분사시킴에 따라 상기 회전축을 회전시키는 로터 조립체를 포함하고, 상기 각 로터는 2개의 로터 플레이트들이 축방향으로 결합되어 일체가 되고, 상기 로터 플레이트들에서 서로 마주보는 면에는 각각 인볼류트 곡선 형태로 이루어지고 단면이 서로 대칭인 제 1,2유로가 형성되고, 상기 제 1,2유로가 합해져 하나의 내부 유로를 이루어진다.According to another aspect of the present invention, a reaction turbine includes a housing inlet and a housing outlet, and communicates between the housing inlet and the housing outlet such that a high pressure working fluid flowing into the housing inlet can move in the direction of the housing outlet. A housing formed with a housing flow path, a rotating shaft penetrating the housing and rotatably coupled to the housing, and a plurality of rotors stacked in multiple stages along the axial direction in the housing flow path and integrally coupled to the rotating shaft. And a rotor assembly for rotating the rotating shaft by injecting the working fluid introduced in the axial direction from the center side of the respective rotors to the outer circumferential side, wherein each rotor has two rotor plates coupled in the axial direction and integrally formed. In the face facing each other in the rotor plates, respectively Formed of a curved shape in cross section are formed symmetrical with the first and second flow path with each other, made of one of the inner flow path of the first and second flow path haphaejyeo.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 반작용식 터빈은, 하우징 입구와 하우징 출구가 형성되고, 상기 하우징 입구로 유입되는 고압의 작동유체가 상기 하우징 출구 방향으로 이동할 수 있도록 상기 하우징 입구와 상기 하우징 출구 사이를 연통시키는 하우징 유로가 형성된 하우징과, 상기 하우징을 관통하고 상기 하우징에 회전 가능하게 결합된 회전축과, 상기 하우징 유로 내에서 축방향을 따라 다단으로 적층 배치되고 상기 회전축과 일체 결합된 복수의 로터들로 이루어지고, 상기 각 로터의 중심측에서 축방향으로 유입된 작동 유체를 외주측으로 분사시킴에 따라 상기 회전축을 회전시키는 로터 조립체를 포함하고, 상기 각 로터에는, 중심에 형성되어 작동유체를 축방향으로 유입하는 로터 유입부와, 상기 로터 유입부로 유입된 작동 유체를 외주측으로 안내하는 복수의 내부 유로들이 형성되고, 상기 각 내부 유로는 적어도 일부분이 인볼류트 곡선 형태로 이루어지며, 상기 로터 유입부의 외주면과 상기 내부 유로의 외주면은 적어도 하나의 원호 형상을 이루도록 연결된다. According to another aspect of the present invention, a reaction turbine includes a housing inlet and a housing outlet, and a space between the housing inlet and the housing outlet so that a high pressure working fluid flowing into the housing inlet can move in the direction of the housing outlet. A housing having a housing flow path communicating therewith, a rotation shaft penetrating the housing and rotatably coupled to the housing, and a plurality of rotors stacked in multiple stages along the axial direction within the housing flow path and integrally coupled to the rotation shaft. And a rotor assembly configured to rotate the rotating shaft by injecting the working fluid introduced in the axial direction from the center side of the respective rotors to the outer circumferential side, wherein each of the rotors is formed at the center thereof and moves the working fluid in the axial direction. Inflow rotor inlet and the working fluid introduced into the rotor inlet to the outer peripheral side A plurality of internal flow path are formed for guiding, each of the internal flow path is composed of at least a part of the involute curve shape, the outer peripheral surface of the outer circumference of the rotor the inlet portion and the inner channel is connected to at least achieve one of the arc-shaped.

본 발명에 따른 반작용식 터빈은, 로터의 내부 유로가 인볼류트 곡선 형태로 이루어지기 때문에, 상기 로터의 중심측에서 외주측으로 안내되어 원주방향으로 분사되는 작동 유체의 유로 변화가 보다 완만하여, 유로 변화로 인해 발생되는 압력 손실이 최소화되어, 터빈의 성능이 향상될 수 있는 효과가 있다. In the reaction turbine according to the present invention, since the inner flow path of the rotor is in the form of an involute curve, the flow path of the working fluid that is guided from the center side of the rotor to the outer circumferential side and injected in the circumferential direction is more gentle, and the flow path changes. Due to the pressure loss caused by it is minimized, there is an effect that can improve the performance of the turbine.

또한, 로터의 중심에서 작동 유체를 축방향으로 유입하는 로터 유입부의 외주면과, 상기 내부 유로의 외주면이 적어도 하나의 원호 형상을 이루도록 형성됨으로써, 상기 로터 유입부와 상기 내부 유로 사이의 급격한 유로 변화가 방지될 수 있다.In addition, the outer circumferential surface of the rotor inlet for introducing the working fluid in the axial direction at the center of the rotor and the outer circumferential surface of the inner flow passage are formed to have at least one arc shape, whereby a sudden flow path change between the rotor inlet and the inner flow passage is achieved. Can be prevented.

또한, 로터는 2개의 제 1,2로터 플레이트가 서로 결합되어 일체가 되고, 내부 유로는 상기 제 1,2로터 플레이트에서 각각 서로 마주보는 면에 형성된 제 1,2유로가 합해져 이루어지기 때문에, 상기 내부 유로의 단면 형상에 대한 제약이 해소되어 설계자가 원하는 형상으로의 제작이 용이해질 수 있다. 또한, 상기 제 1,2유로의 각 단면이 반원 형상으로 제작이 가능하여, 상기 제 1,2유로가 합해진 내부 유로의 형상이 원형이 될 수 있으므로, 상기 내부 유로를 통과하는 작동 유체의 압력 손실이 최소화되어 터빈의 성능이 향상될 수 있는 효과가 있다. In addition, since the rotor is formed by combining two first and second rotor plates with each other, and the internal flow path is formed by combining the first and second flow paths formed on the surfaces facing each other in the first and second rotor plates, Constraints on the cross-sectional shape of the inner flow path can be removed, so that it can be easily manufactured in the shape desired by the designer. In addition, since the cross sections of the first and second flow paths may be manufactured in a semicircular shape, and the inner flow path in which the first and second flow paths are combined may be circular, the pressure loss of the working fluid passing through the inner flow path may be reduced. This is minimized and there is an effect that can improve the performance of the turbine.

또한, 로터는 복수개가 축방향을 따라 다단으로 적층되기 때문에, 터빈의 용량에 따라 로터의 개수를 늘리거나 줄이는 것이 가능하여, 다양한 용량의 터빈 제작이 가능하고 부품의 공유가 용이하여 제조비용이 절감될 수 있다. In addition, since a plurality of rotors are stacked in multiple stages along the axial direction, it is possible to increase or decrease the number of rotors according to the capacity of the turbine, and to manufacture turbines of various capacities and to share parts easily, thereby reducing manufacturing costs. Can be.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반작용식 터빈의 단면도이다.
도 2는 도 1에서 A부분의 확대도이다.
도 3은 도 1에 따른 로터가 도시된 평면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반작용식 터빈의 단면도이다.
도 5는 도 4에서 B부분의 확대도이다.
도 6은 도 5의 C-C선 단면도이다. 1 is a cross-sectional view of a reaction turbine according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of a portion A in FIG. 1.
3 is a plan view of the rotor according to FIG. 1.
4 is a cross-sectional view of a reaction turbine according to another embodiment of the present invention.
5 is an enlarged view of a portion B in FIG. 4.
6 is a cross-sectional view taken along line CC of FIG. 5.

이하, 본 발명에 따른 반작용식 터빈을 첨부 도면에 도시된 실시예들에 의거하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, a reaction turbine according to the present invention will be described in detail based on the embodiments shown in the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반작용식 터빈(1)의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a reaction turbine 1 according to an embodiment of the invention.

본 발명에 따른 반작용식 터빈(1)은, 고압의 스팀이나 가스 또는 압축 공기를 포함하는 작동 유체를 이용하여 회전력을 발생시키는 것이다. 상기 작동 유체는 고압의 스팀이나 가스 또는 압축 공기를 포함한다. 이하, 본 실시예에서는, 상기 작동 유체는 스팀인 것으로 예를 들어 설명한다.The reaction turbine 1 according to the present invention generates a rotating force using a working fluid containing high pressure steam, gas or compressed air. The working fluid includes high pressure steam or gas or compressed air. Hereinafter, in the present embodiment, the working fluid is described as an example of steam.

상기 반작용식 터빈(1)은, 하우징(10)에 회전축(20)이 회전가능하게 결합되고, 상기 회전축(20)에는 적어도 하나 이상의 로터(100)가 축방향을 따라 적층되어 배치된다.The reaction turbine 1, the rotating shaft 20 is rotatably coupled to the housing 10, at least one rotor 100 is disposed on the rotating shaft 20 is stacked along the axial direction.

상기 하우징(10)은 작동 유체인 고압의 스팀이 유입되도록 하우징 입구(10a)가 형성된 입구측 하우징(15)과, 상기 입구측 하우징(15)의 타측에 소정의 간격을 두고 배치되며 팽창된 저압의 스팀이 대기중으로 배출되거나 또는 재순환을 위해 배출되는 하우징 출구(10b)를 갖는 출구측 하우징(16)과, 상기 입구측 하우징(15)과 상기 출구측 하우징(16) 사이에 구비되어 상기 로터(100)가 회전할 수 있도록 하우징 유로(10c)를 형성하는 중간 하우징(11)(12)(13)(14)으로 이루어진다. 상기 하우징 입구(10a)는 적어도 한 개 이상으로 이루어질 수 있으며, 본 실시예에서는 한 개가 형성된 것으로 예를 들어 설명한다. 상기 하우징 출구(10b)는 적어도 한 개 이상으로 이루어질 수 있으며, 본 실시예에서는 한 개가 형성된 것으로 예를 들어 설명한다. 상기 중간 하우징(11)(12)(13)(14)은 상기 로터(100)의 개수에 대응되는 개수로 이루어질 수 있다. 본 실시예에서는 후술하는 로터(100)가 4개가 구비된 것으로 예를 들어 설명하므로, 4개의 중간 하우징들(11)(12)(13)(14)이 축방향을 따라 구비된 것으로 예를 들어 설명한다.The housing 10 has an inlet housing 15 in which a housing inlet 10a is formed so that high pressure steam, which is a working fluid, and an inflated low pressure are arranged at predetermined intervals on the other side of the inlet housing 15. Is provided between the outlet side housing 16 and the inlet side housing 15 and the outlet side housing 16 having a housing outlet 10b through which steam of the air is discharged into the atmosphere or discharged for recirculation. It consists of intermediate housings 11, 12, 13, 14 forming the housing flow path 10c so that 100 can rotate. The housing inlet 10a may be made of at least one, and in this embodiment, one is formed and described as an example. The housing outlet 10b may be formed of at least one, and in this embodiment, one is formed and described as an example. The intermediate housings 11, 12, 13, 14 may have a number corresponding to the number of the rotors 100. In this embodiment, four rotor housings 11, 12, 13, and 14 are described along the axial direction, for example, because four rotors 100 are described below. Explain.

상기 4개의 중간 하우징들(11)(12)(13)(14)의 각 양측에는 상기 중간 하우징(11)(12)(13)(14)과 함께 상기 하우징 유로(10c)를 형성하도록 분리판들(30)이 각각 구비된다. 상기 분리판(30)은 원판 형상으로 이루어지고 중앙에는 후술하는 로터 커버(111)가 회전가능하게 삽입되도록 관통홀이 형성된다. 상기 분리판(30)과 상기 로터 커버(111)사이에는 스팀의 누설을 방지하기 위한 실링부재(40)가 삽입된다. 상기 실링부재(40)는 뒤에서 상세히 설명한다.Separation plates to form the housing flow path 10c together with the intermediate housings 11, 12, 13, 14 on each side of the four intermediate housings 11, 12, 13, 14. Fields 30 are each provided. The separating plate 30 is formed in a disc shape and a through hole is formed in the center so that the rotor cover 111 to be described later is rotatably inserted. A sealing member 40 is inserted between the separator 30 and the rotor cover 111 to prevent leakage of steam. The sealing member 40 will be described in detail later.

상기 로터(100)는 상기 회전축(20)과 일체로 결합되고, 중심측에서 축방향으로 유입된 스팀을 외주측으로 분사시킴에 따라 상기 회전축(20)을 회전시킨다. 상기 로터(100)는 상기 회전축(20)에 결합되는 개수에 따라 터빈의 용량이 가변될 수 있다. 즉, 터빈의 용량이 작은 경우에는 상기 로터(100)의 개수를 적게 구성하고, 터빈의 용량이 큰 경우에는 상기 로터(100)의 개수를 많게 구성할 수 있다.The rotor 100 is integrally coupled with the rotation shaft 20, and rotates the rotation shaft 20 as the steam injected in the axial direction from the center side to the outer peripheral side. The rotor 100 may have a variable capacity of the turbine depending on the number of coupling to the rotation shaft 20. That is, when the capacity of the turbine is small, the number of the rotor 100 may be configured to be small, and when the capacity of the turbine is large, the number of the rotor 100 may be configured to be large.

상기 로터(100)는 복수개가 상기 하우징 유로(10c)내에서 축방향을 따라 다단으로 적층 배치되고, 저단의 로터로부터 외주측으로 분사된 스팀은 상기 하우징 유로(10c)를 통해 후단의 로터의 중심측으로 유입된다. 본 실시예에서는, 상기 로터(100)는 4개의 제 1,2,3,4단 로터(110)(120)(130)(140)로 이루어진 것으로 예를 들어 설명한다. 상기 4개의 제 1,2,3,4단 로터(110)(120)(130)(140)는 축방향을 따라 배치된다. 상기 4개의 제 1,2,3,4단 로터(110)(120)(130)(140)는 각각 스팀이 통과하는 내부 유로(102)를 형성하는 로터 플레이트와, 상기 로터 플레이트의 일측면에 결합되는 로터 커버로 이루어진다. 이하, 상기 4개의 제 1,2,3,4단 로터(110)(120)(130)(140)가 각각 로터 커버와 로터 플레이트로 이루어진 구성은 서로 유사하므로, 상기 제 1단 로터(110)를 중심으로 로터 커버(111)와 로터 플레이트(112)에 대해 설명한다. A plurality of rotors 100 are stacked in a plurality of stages along the axial direction in the housing flow path 10c, and steam injected from the rotor of the lower stage to the outer circumferential side passes toward the center of the rotor of the rear end through the housing flow path 10c. Inflow. In the present embodiment, the rotor 100 is described as an example consisting of four first, one, two, three, four-stage rotors 110, 120, 130, 140. The four first, second, third and fourth stage rotors 110, 120, 130 and 140 are disposed along the axial direction. The four first, second, third and fourth rotors 110, 120, 130, and 140 are respectively formed of a rotor plate forming an inner flow path 102 through which steam passes, and on one side of the rotor plate. It consists of a rotor cover to be coupled. Hereinafter, since the four first, second, third, and fourth stage rotors 110, 120, 130, and 140 are configured in a rotor cover and a rotor plate, the first stage rotor 110 is similar to each other. The rotor cover 111 and the rotor plate 112 will be described below.

도 2는 도 1에서 A부분의 확대도이다. 도 3은 도 1에 따른 로터가 도시된 평면도이다. FIG. 2 is an enlarged view of a portion A in FIG. 1. 3 is a plan view of the rotor according to FIG. 1.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 제 1단 로터(110)는 축방향으로 유입된 스팀을 외주측으로 안내하는 복수의 내부 유로들(102)이 형성된 로터 플레이트(112)와, 상기 로터 플레이트(112)의 일측면을 덮는 로터 커버(111)로 이루어진다. 2 and 3, the first stage rotor 110 includes a rotor plate 112 having a plurality of internal flow paths 102 for guiding steam introduced in an axial direction to an outer circumferential side, and the rotor plate ( It consists of a rotor cover 111 covering one side of the 112.

상기 로터 플레이트(112)는 원판 형상으로 이루어지고, 그 중앙에는 상기 회전축(20)이 삽입되도록 플레이트 보스부(112c)가 형성된다. 상기 플레이트 보스부(112c)에는 상기 회전축(20)이 삽입되는 축 삽입홀(112a)이 형성되고, 상기 축 삽입홀(112a)의 내주면에는 상기 회전축(20)의 키가 삽입되도록 키 홀(112b)이 형성된다. 상기 보스부(112c)의 외주면에는 상기 스팀을 축방향으로 유입하여 상기 내부 유로(102)로 보내는 로터 유입부(101)가 형성된다.The rotor plate 112 has a disc shape, and a plate boss portion 112c is formed at the center thereof so that the rotation shaft 20 is inserted therein. A shaft insertion hole 112a through which the rotation shaft 20 is inserted is formed in the plate boss portion 112c, and a key hole 112b is inserted into an inner circumferential surface of the shaft insertion hole 112a so as to insert a key of the rotation shaft 20. ) Is formed. On the outer circumferential surface of the boss portion 112c, a rotor inflow portion 101 is formed in which the steam flows in the axial direction and is sent to the inner flow passage 102.

상기 내부 유로(102)는, 상기 로터 플레이트(112)의 일면에 형성되고, 상기 로터 유입부(101)로부터 축방향으로 유입된 스팀을 상기 로터 플레이트(112)의 외주측으로 안내하도록 형성된 일종의 홈이다. 상기 제 1단 로터(110)의 내부 유로(102)는 복수개가 형성될 수 있으며, 본 실시예에서는 4개가 형성된 것으로 예를 들어 설명한다. 각 로터의 내부 유로의 개수에 대해서는 뒤에서 상세히 설명한다. The inner flow passage 102 is a type of groove formed on one surface of the rotor plate 112 and formed to guide steam introduced in the axial direction from the rotor inlet 101 to the outer circumferential side of the rotor plate 112. . A plurality of internal flow paths 102 of the first stage rotor 110 may be formed, and in the present embodiment, four will be described as an example. The number of internal flow paths of each rotor will be described later in detail.

상기 4개의 내부 유로(102)는 각각 적어도 일부분이 인볼류트(involute) 곡선 형태로 이루어진다. 상기 내부 유로(102)가 인볼류트 곡선 형태로 이루어짐에 따라 유로의 방향 변화가 완만하여 유로 변화로 인한 스팀의 압력 강하를 감소시킬 수 있다. 상기 내부 유로(102)의 외주면(102a)은 상기 로터 유입부(101)를 이루는 원의 외주면(101a)과 적어도 하나의 원호 형상을 이루도록 연결된다. 상기 원호의 반경(r2)은 상기 로터 유입부(101)의 내경(r1)보다 크게 형성된다. 또한, 상기 내부 유로(102)를 이루는 인볼류트 곡선의 기초원 반경은 상기 로터 유입부(101)의 내경(r1)보다 작게 설정된다. Each of the four inner flow passages 102 is at least partially formed in an involute curve. As the inner flow path 102 is formed in an involute curve, the direction change of the flow path is moderate, thereby reducing the pressure drop of steam due to the flow path change. The outer circumferential surface 102a of the inner flow path 102 is connected to form an at least one arc shape with the outer circumferential surface 101a of the circle constituting the rotor inlet 101. The radius r 2 of the arc is greater than the inner diameter r 1 of the rotor inlet 101. In addition, the base circle radius of the involute curve forming the inner flow passage 102 is set smaller than the inner diameter r 1 of the rotor inlet 101.

상기 내부 유로(102)의 배출부(102b)측에는 상기 내부 유로(102)의 배출부(102b)측보다 작은 단면적을 갖는 노즐부(103)가 설치된다. 상기 노즐부(103)는 상기 내부 유로(102)의 연장선 상에 배치되어, 상기 내부 유로(102)와 상기 노즐부(103)는 동일 인볼류트 곡선 상에 위치된다. 상기 노즐부(103)에 의해 배출되는 스팀의 압력 에너지가 속도 에너지가 증가되어, 스팀의 고속 분사가 가능하다. 다만, 이에 한정되지 않고, 상기 내부 유로(102)의 배출부(102b)측에 소경부를 갖는 별도의 노즐을 체결부재를 이용해 설치하여 사용하는 것도 가능하다.A nozzle portion 103 having a smaller cross-sectional area than the discharge portion 102b side of the internal flow passage 102 is provided on the discharge portion 102b side of the internal flow passage 102. The nozzle part 103 is disposed on an extension line of the inner flow path 102, and the inner flow path 102 and the nozzle part 103 are positioned on the same involute curve. The speed energy of the steam energy discharged by the nozzle unit 103 is increased, so that high-speed injection of steam is possible. However, the present invention is not limited thereto, and a separate nozzle having a small diameter part on the discharge part 102b side of the internal flow path 102 may be installed and used using a fastening member.

상기 내부 유로(102)는 적어도 한 개 이상이 형성될 수 있으며, 상기 4개의 제 1,2,3,4단 로터(110)(120)(130)(140)마다 서로 다른 개수의 내부 유로가 형성될 수 있다. 예를 들어, 전류 측에서 후류측으로 갈수록 상기 내부 유로(102)의 개수를 늘려 형성할 수 있다. 본 실시예에서는, 상기 제 1단 로터(110)의 로터 플레이트(111)에 형성된 상기 내부 유로(102)는 4개인 것으로 예를 들어 설명하므로, 상기 제 2단 로터(112)의 내부 유로(미도시)는 적어도 4개 이상이 형성되고, 상기 제 3단 로터(113)의 내부 유로(미도시)의 개수는 상기 제 2단 로터(112)의 개수보다 많거나 같게 형성되며, 상기 제 4단 로터(114)의 내부 유로(미도시)의 개수는 상기 제 3단 로터(112)의 내부 유로의 개수보다 많거나 같게 형성된다. At least one internal flow path 102 may be formed, and different numbers of internal flow paths may be provided for each of the four first, second, third, and four-stage rotors 110, 120, 130, and 140. Can be formed. For example, the number of the inner passages 102 may be increased from the current side to the downstream side. In this embodiment, since the internal flow path 102 formed in the rotor plate 111 of the first stage rotor 110 is described as four, for example, the internal flow path of the second stage rotor 112 (not shown). At least four) is formed, and the number of internal flow paths (not shown) of the third stage rotor 113 is greater than or equal to the number of the second stage rotor 112, and the fourth stage. The number of inner flow paths (not shown) of the rotor 114 is greater than or equal to the number of inner flow paths of the third-stage rotor 112.

상기 로터 커버(111)는, 도 3을 참조하면, 원판 형상으로 이루어지고, 그 중앙에는 상기 플레이트 보스부(112c)에 대응되는 형상을 갖는 커버 보스부(111a)가 형성된다. 상기 플레이트 보스부(112c)와 상기 커버 보스부(111a)에 의해 상기 로터 유입부(101)가 이루어진다. 상기 로터 커버(111)는 상기 로터 플레이트(112)의 전면을 덮고, 상기 로터 플레이트(112)에 볼트 등의 체결부재에 의해 일체로 체결 고정된다. 상기 로터 커버(111)에 의해 홈 형상의 상기 내부 유로(102)의 전면이 차폐될 수 있다. Referring to FIG. 3, the rotor cover 111 has a disc shape, and a cover boss portion 111a having a shape corresponding to the plate boss portion 112c is formed at the center thereof. The rotor inlet 101 is formed by the plate boss 112c and the cover boss 111a. The rotor cover 111 covers the front surface of the rotor plate 112 and is integrally fixed to the rotor plate 112 by a fastening member such as a bolt. The front surface of the inner flow path 102 of the groove shape may be shielded by the rotor cover 111.

상기 로터 커버(111)의 외주면과 상기 분리판(30)사이에는 상기 로터 유입부(101)로 유입되는 스팀의 누설을 방지하기 위한 실링부재(40)가 구비된다. 상기 실링부재(40)는 링 형상으로 이루어지고, 상기 분리판(30)에 축방향으로 결합된다. 상기 실링부재(40)는 상기 분리판(30)의 내주면에 축방향으로 끼워진 후, 볼트 등의 체결 부재에 의해 고정 설치된다. 상기 실링부재(40)는 상기 로터 커버(111)의 회전이 용이하도록 상기 로터 커버(111)와의 접촉면이 최소화되는 형상으로 이루어진 레버린스 실(Labyrinth Seal)이다. A sealing member 40 is provided between the outer circumferential surface of the rotor cover 111 and the separation plate 30 to prevent leakage of steam introduced into the rotor inlet 101. The sealing member 40 is formed in a ring shape, and is coupled to the separation plate 30 in the axial direction. The sealing member 40 is fitted to the inner circumferential surface of the separation plate 30 in the axial direction, and then fixedly installed by a fastening member such as a bolt. The sealing member 40 is a lever seal (Labyrinth Seal) formed in a shape that minimizes the contact surface with the rotor cover 111 to facilitate the rotation of the rotor cover 111.

상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 반작용식 터빈의 동작을 설명하면, 다음과 같다. Referring to the operation of the reaction turbine according to an embodiment of the present invention configured as described above are as follows.

보일러에서 발생된 고압의 스팀이 배관을 통해 상기 하우징(10)의 하우징 입구(10a)로 공급되면, 그 스팀은 상기 제 1단 로터(110)의 로터 유입부(101)를 통해 축방향으로 유입된다. 상기 로터 유입부(101)를 통해 축방향으로 유입된 스팀은 상기 복수의 내부 유로(102)들로 분배된다. 분배된 스팀은 상기 내부 유로(102)들을 통과하면서 외주측으로 이동하여 상기 노즐부(103)를 통해 상기 로터(100)의 원주 방향을 따라 상기 하우징 유로(10c)로 고속으로 분사된다. When the high pressure steam generated in the boiler is supplied to the housing inlet 10a of the housing 10 through a pipe, the steam flows in the axial direction through the rotor inlet 101 of the first stage rotor 110. do. Steam introduced in the axial direction through the rotor inlet 101 is distributed to the plurality of internal passages (102). The distributed steam moves to the outer circumferential side while passing through the inner passage 102 and is injected at a high speed along the circumferential direction of the rotor 100 through the nozzle unit 103.

상기 제 1단 로터(110)의 외주측으로 분사된 스팀은 상기 제 1단 로터(110)의 후방에 배치된 상기 제 2단 로터(120)의 중심측으로 유입되고, 상기 제 2단 로터(120)로 유입된 스팀은 상기 제 2단 로터(120)의 내부 유로를 통과하여 외주측으로 분사된다. 상기 제 2단 로터(120)의 외주측으로 분사된 스팀은 상기 제 3단 로터(130)의 중심측으로 유입되어 내부 유로를 통과한 후 외주측으로 분사된다. 상기 제 3단 로터(130)의 외주측으로 분사된 스팀은 상기 제 4단 로터(140)의 중심측으로 유입되어 내부 유로를 통과한 후 외주측으로 분사된다. 상기 제 4단 로터(140)의 외주측으로 분사된 스팀은 상기 하우징 출구(10b)를 통해 상기 하우징(10)의 외부로 배출된다. 상기 하우징(10)의 외부로 배출된 스팀은 대기 중으로 배출되거나 복수기(미도시)로 회수되었다가 보일러로 순환되는 일련의 과정을 반복하게 된다. Steam injected into the outer circumferential side of the first stage rotor 110 flows into the center side of the second stage rotor 120 disposed behind the first stage rotor 110 and the second stage rotor 120. Steam introduced into is passed through the inner flow path of the second stage rotor 120 is injected to the outer circumferential side. Steam injected into the outer circumferential side of the second stage rotor 120 flows into the center side of the third stage rotor 130 and passes through the inner flow path and then is injected into the outer circumferential side. Steam injected to the outer circumferential side of the third stage rotor 130 flows into the center side of the fourth stage rotor 140, passes through the inner flow path, and is injected to the outer circumferential side. Steam injected to the outer circumferential side of the fourth stage rotor 140 is discharged to the outside of the housing 10 through the housing outlet 10b. The steam discharged to the outside of the housing 10 is discharged to the atmosphere or recovered to the condenser (not shown) and repeated a series of processes circulated to the boiler.

상기 제 1,2,3,4단 로터(110)(120)(130)(140)가 고압의 스팀을 원주방향으로 분사할 때 발생되는 반작용에 의해 상기 제 1,2,3,4단 로터(110)(120)(130)(140)가 회전하게 된다. 이 때 발생된 회전력은 상기 제 1,2,3,4단 로터(110)(120)(130)(140)가 결합된 상기 회전축(20)에 전달되어, 상기 회전축(20)이 상기 제 1,2,3,4단 로터(110)(120)(130)(140)와 함께 회전하면서 회전력을 외부에 전달하게 된다.The first, second, third and fourth stage rotors 110, 120, 130 and 140 are reacted when the high pressure steam is injected in the circumferential direction. 110, 120, 130, and 140 are rotated. The rotation force generated at this time is transmitted to the rotation shaft 20 to which the first, second, third, and fourth stage rotors 110, 120, 130, and 140 are coupled, so that the rotation shaft 20 is the first. The rotating force is transmitted to the outside while rotating together with the 2,3,4 stage rotors 110, 120, 130 and 140.

상기와 같이 구성된 반작용식 터빈은, 스팀이 통과하는 상기 내부 유로(102)가 인볼류트 곡선 형태로 이루어지기 때문에, 중심측에서 외주측으로 안내되어 원주방향으로 분사되는 스팀의 유로 변화가 완만하여, 압력 손실이 저감되어 터빈의 성능이 향상될 수 있다.
In the reaction turbine configured as described above, since the inner flow passage 102 through which the steam passes has an involute curve shape, the flow passage of steam guided from the center side to the outer circumferential side and injected in the circumferential direction is gentle, The loss can be reduced and the performance of the turbine can be improved.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반작용식 터빈의 단면도이다. 도 5는 도 4에서 B부분의 확대도이다. 도 6은 도 5의 C-C선 단면도이다. 4 is a cross-sectional view of a reaction turbine according to another embodiment of the present invention. 5 is an enlarged view of a portion B in FIG. 4. 6 is a sectional view taken along the line C-C in Fig.

전술한 상기 일 실시예에서는, 로터는 내부 유로(102)가 형성된 로터 플레이트(112)와 상기 로터 플레이트(112)를 덮는 로터 커버(111)로 이루어진 것이었으나, 본 발명의 다른 실시예에서는, 각 로터(210)는 2개의 로터 플레이트들(211)(212)이 축방향으로 결합되어 일체가 되고, 상기 로터 플레이트들(211)(212)의 서로 마주보는 면에 단면이 서로 대칭인 제 1,2유로(211a)(212a)가 형성된 것이 상이하며, 이하 상이한 점을 중심으로 상세히 설명한다. In the above-described embodiment, the rotor was composed of a rotor plate 112 having an inner flow path 102 and a rotor cover 111 covering the rotor plate 112, but in another embodiment of the present invention, The rotor 210 is integrally formed by combining two rotor plates 211 and 212 in the axial direction, and the first and second symmetrical cross sections of the rotor plates 211 and 212 facing each other. The two flow paths 211a and 212a are different from each other, and will be described below in detail based on different points.

상기 하우징 유로(10c)내에는 복수의 로터들로 이루어진 로터 조립체(200)가 구비된다. 상기 로터 조립체(200)는 복수의 로터들이 축방향을 따라 다단으로 적층 배치되고, 저단의 로터로부터 외주측으로 분사된 작동유체는 후단의 로터의 중심측으로 유입되어 다시 외주측으로 분사되는 과정을 반복하게 된다. 상기 로터 조립체(200)는 4개의 제 1,2,3,4단 로터(210)(220)(230)(240)로 이루어진 것으로 예를 들어 설명한다. 상기 제 1,2,3,4단 로터(210)(220)(230)(240)가 축방향을 따라 적층 배치되고 상기 회전축(20)에 일체로 결합된다. 다만, 상기 로터들의 개수는 이에 한정되지 않고 터빈의 용량에 따라 조절될 수 있다. The rotor assembly 200 including a plurality of rotors is provided in the housing flow path 10c. The rotor assembly 200 is a plurality of rotors are stacked in multiple stages along the axial direction, the working fluid injected from the rotor of the lower stage to the outer circumferential side flows into the center side of the rotor of the rear stage to be injected again to the outer circumferential side . The rotor assembly 200 is described as an example consisting of four first, second, third, fourth stage rotors 210, 220, 230, 240. The first, second, third, and fourth stage rotors 210, 220, 230, and 240 are stacked in the axial direction and integrally coupled to the rotation shaft 20. However, the number of the rotors is not limited thereto and may be adjusted according to the capacity of the turbine.

상기 제 1,2,3,4단 로터(210)(220)(230)(240)는 각각 2개의 로터 플레이트들로 이루어지고, 2개의 로터 플레이트들이 축방향으로 결합되어 일체가 된다. 이하, 도 5를 참조하여, 상기 제 1단 로터(210)를 중심으로 설명한다. 상기 제 1단 로터(210)는 2개의 제 1,2로터 플레이트(211)(212)가 축방향으로 결합되어 일체로 이루어진다. The first, second, third and fourth stage rotors 210, 220, 230, and 240 are each composed of two rotor plates, and the two rotor plates are integrally coupled in the axial direction. Hereinafter, the first stage rotor 210 will be described with reference to FIG. 5. The first stage rotor 210 is integrally formed by combining two first and second rotor plates 211 and 212 in an axial direction.

상기 제 1로터 플레이트(211)는 원판 형상으로 이루어지되, 중앙에 상기 하우징 입구부(10a)측을 향해 돌출된 제 1보스부(211b)가 형성되어, 후술하는 제 2보스부(211b)와 함께 작동 유체인 스팀이 유입되는 로터 유입부(201)를 형성한다. 상기 제 1로터 플레이트(211)의 후면에는 상기 로터 유입부(201)로 유입된 스팀을 안내하는 제 1유로(211a)가 형성된다. 상기 제 1로터 플레이트(211)는 주조 방식에 의해 제작되고, 상기 제 1유로(211a)는 주조 작업시 형성되고, 볼 엔드 밀(ball end mill) 등을 이용하여 마무리 가공할 수 있다. 물론, 이에 한정되지 않고, 상기 제 1로터 플레이트(211)에서 상기 제 2로터 플레이트(212)를 향한 면에 홈을 가공할 수 있는 방법이라면 어느 것으로든 제작 가능하다. 또한, 본 실시예에서는 상기 볼 엔드 밀을 이용하여 마무리 가공하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 마무리 가공을 하지 않거나 다른 방법을 이용하여 마무리 가공하는 것도 물론 가능하다. 상기 제 1유로(211a)는 중심측에서 축방향으로 유입된 스팀을 외주측으로 분사시키되 유로 변화가 완만하여 압력 손실이 최소화되도록 적어도 일부분이 인볼류트 곡선 형태로 이루어진다. 상기 로터 유입부(201)의 외주면과 상기 제 1유로(211a)의 외주면은 적어도 하나의 원호 형상을 이루도록 연결되어, 유로의 변화가 완만하게 된다. 또한, 상기 제 1유로(211a)를 이루는 인볼류트 곡선의 기초원 반경은 상기 로터 유입부(201)의 내경보다 작게 설정된다. 상기 제 1유로(211a)의 단면은 후술하는 제 2유로(212a)의 단면과 결합면을 중심으로 서로 대칭 형상으로 이루어진다. 여기서는, 상기 제 1유로(211a)의 단면은 통과하는 유체의 흐름이 원활하도록 반원 형상으로 이루어지는 것으로 예를 들어 설명한다. 다만, 이에 한정되지 않고, 상기 제 1유로(211a)의 내측 모서리가 라운드지게 형성되는 것이면 가능하다. 상기 제 1로터 플레이트(211)의 제 1보스부(211b) 외주측은 상기 분리판(30)이 구비되고, 상기 제 1보스부(211b)와 상기 분리판(30)사이에는 상기 로터 유입부(201)로 유입되는 스팀의 누설을 방지하기 위한 실링 부재(40)가 구비된다. The first rotor plate 211 is formed in a disk shape, the first boss portion 211b protruding toward the housing inlet portion (10a) side is formed in the center, the second boss portion 211b to be described later and Together, the rotor inlet 201 through which the working fluid steam is introduced is formed. A first flow passage 211a for guiding steam introduced into the rotor inlet 201 is formed at a rear surface of the first rotor plate 211. The first rotor plate 211 is manufactured by a casting method, the first flow path 211a is formed during the casting operation, it can be finished by using a ball end mill (ball end mill) or the like. Of course, the present invention is not limited thereto, and any method may be used as long as the groove may be formed on the surface of the first rotor plate 211 toward the second rotor plate 212. In addition, the present embodiment has been described as finishing by using the ball end mill, but is not limited to this, of course, it is also possible to finish the processing by not finishing or using another method. The first flow passage 211a is configured to inject at least a portion of the involute curve so as to inject the steam introduced in the axial direction from the center side to the outer circumferential side to minimize the pressure loss due to the change in the flow path is gentle. The outer circumferential surface of the rotor inlet 201 and the outer circumferential surface of the first flow path 211a are connected to form at least one arc shape, so that the flow path is smoothly changed. In addition, the base circle radius of the involute curve forming the first flow passage 211a is set smaller than the inner diameter of the rotor inlet 201. The cross section of the first flow path 211a is formed in a symmetrical shape with respect to the cross section and the coupling surface of the second flow path 212a which will be described later. Here, for example, the cross section of the first flow passage 211a is formed in a semicircular shape so as to smoothly flow the fluid therethrough. However, the present invention is not limited thereto, and the inner edge of the first passage 211a may be rounded. An outer circumferential side of the first boss portion 211b of the first rotor plate 211 is provided with the separator plate 30, and the rotor inlet portion (between the first boss portion 211b and the separator plate 30) is provided. A sealing member 40 is provided to prevent the leakage of steam introduced into 201.

상기 제 1유로(211a)의 배출 측에는 상기 제 1유로(211a)의 배출측보다 단면적이 작은 제 1노즐부(211c)가 형성된다. 즉, 상기 제 1노즐부(211c)는 상기 제 1유로(211a)의 반경보다 작은 반경을 갖는 홈으로 형성되어, 배출되는 유체의 유속을 증가시키게 된다. 상기 제 1노즐부(211c)는 상기 제 1로터 플레이트(211)에 형성된 홈 형상인 것으로 한정하여 설명하나, 이에 한정되지 않고, 상기 제 1노즐부(211c)에 소경부를 갖는 별도의 노즐이 설치되는 것도 물론 가능하다. The first nozzle part 211c having a smaller cross-sectional area than the discharge side of the first flow path 211a is formed on the discharge side of the first flow path 211a. That is, the first nozzle part 211c is formed as a groove having a radius smaller than the radius of the first flow path 211a to increase the flow velocity of the discharged fluid. The first nozzle part 211c is limited to a groove shape formed in the first rotor plate 211. However, the present invention is not limited thereto, and a separate nozzle having a small diameter part is installed in the first nozzle part 211c. Of course it is possible.

상기 제 2로터 플레이트(212)는 원판 형상으로 이루어지되, 내주면에는 상기 회전축(20)이 결합되도록 제 2보스부(212b)가 형성된다. 상기 제 2보스부(212b)의 외주면과 상기 제 1보스부(211b)의 내주면이 상기 로터 유입부(201)를 이루게 된다. 상기 제 2로터 플레이트(212)에서 상기 제 1로터 플레이트(211)를 향한 전면에는 제 2유로(212a)가 형성된다. 상기 제 2로터 플레이트(212)는 상기 제 1로터 플레이트(211)와 마찬가지로 주조 방식에 의해 제작되고, 상기 제 2유로(212a)는 주조 작업시 형성되고, 볼 엔드 밀(ball end mill) 등을 이용하여 마무리 가공할 수 있다. 물론, 이에 한정되지 않고, 상기 제 2로터 플레이트(212)에서 상기 제 1로터 플레이트(211)를 향한 면에 홈을 가공할 수 있는 방법이라면 어느 것으로든 제작 가능하다. 또한, 본 실시예에서는 상기 볼 엔드 밀을 이용하여 마무리 가공하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 마무리 가공을 하지 않거나 다른 방법을 이용하여 마무리 가공하는 것도 물론 가능하다. 상기 제 1유로(211a)는 중심측에서 축방향으로 유입된 스팀을 외주측으로 분사시키되 유로 변화가 완만하여 압력 손실이 최소화되도록 적어도 일부분이 인볼류트 곡선 형태로 이루어진다. 상기 로터 유입부(201)의 외주면과 상기 제 2유로(212a)의 외주면은 적어도 하나의 원호 형상을 이루도록 연결되어, 유로의 변화가 완만하게 된다. 또한, 상기 제 2유로(212a)를 이루는 인볼류트 곡선의 기초원 반경은 상기 로터 유입부(201)의 내경보다 작게 설정된다. 상기 제 2유로(212a)의 단면은 상기 제 1유로(211a)의 단면과 결합면을 중심으로 서로 대칭 형상으로 이루어진다. 상기 제 1유로(211a)의 단면이 반원 형상으로 이루어지므로, 상기 제 2유로(212a)의 단면도 반원 형상으로 이루어지는 것으로 예를 들어 설명한다. 다만, 이에 한정되지 않고, 상기 제 1유로(211a)와 상기 제 2유로(212a)의 각 단면 형상은 내측 모서리가 라운드지게 형성되는 것이면 가능하다. The second rotor plate 212 is formed in a disk shape, the second boss portion 212b is formed on the inner peripheral surface so that the rotation shaft 20 is coupled. The outer circumferential surface of the second boss portion 212b and the inner circumferential surface of the first boss portion 211b form the rotor inlet 201. A second flow path 212a is formed on the front surface of the second rotor plate 212 toward the first rotor plate 211. The second rotor plate 212 is manufactured by a casting method similarly to the first rotor plate 211, and the second flow path 212a is formed during the casting operation, and a ball end mill or the like is formed. It can be used for finishing. Of course, the present invention is not limited thereto, and any method may be used as long as the groove may be formed on the surface of the second rotor plate 212 facing the first rotor plate 211. In addition, the present embodiment has been described as finishing by using the ball end mill, but is not limited to this, of course, it is also possible to finish the processing by not finishing or using another method. The first flow passage 211a is configured to inject at least a portion of the involute curve so as to inject the steam introduced in the axial direction from the center side to the outer circumferential side to minimize the pressure loss due to the change in the flow path is gentle. The outer circumferential surface of the rotor inlet 201 and the outer circumferential surface of the second flow passage 212a are connected to form at least one arc shape, so that the flow path is smoothly changed. In addition, the base circle radius of the involute curve forming the second flow passage 212a is set smaller than the inner diameter of the rotor inlet 201. Cross sections of the second passage 212a have a symmetrical shape with respect to the cross section of the first passage 211a and the coupling surface. Since the cross section of the said 1st flow path 211a is made into the semicircle shape, it demonstrates, for example as being made into the cross-sectional semicircle shape of the said 2nd flow path 212a. However, the present invention is not limited thereto, and each cross-sectional shape of the first passage 211a and the second passage 212a may be formed so that the inner edge thereof is rounded.

상기 제 2유로(212a)의 배출 측에는 상기 제 2유로(212a)의 배출측보다 단면적이 작은 제 2노즐부(212c)가 형성된다. 즉, 상기 제 2노즐부(212c)는 상기 제 2유로(212a)의 반경보다 작은 반경을 갖는 홈으로 형성되어, 배출되는 유체의 유속을 증가시키게 된다. 상기 제 2노즐부(212c)는 상기 제 2로터 플레이트(212)에 형성된 홈 형상인 것으로 한정하여 설명하나, 이에 한정되지 않고, 상기 제 2노즐부(212c)에 소경부를 갖는 별도의 노즐이 설치되는 것도 물론 가능하다. On the discharge side of the second flow path 212a, a second nozzle part 212c having a smaller cross-sectional area than the discharge side of the second flow path 212a is formed. That is, the second nozzle portion 212c is formed as a groove having a radius smaller than the radius of the second flow passage 212a, thereby increasing the flow velocity of the discharged fluid. The second nozzle part 212c is described as being limited to a groove shape formed in the second rotor plate 212. However, the present invention is not limited thereto, and a separate nozzle having a small diameter part is installed in the second nozzle part 212c. Of course it is possible.

상기 제 1로터 플레이트(211)와 상기 제 2로터 플레이트(212)가 축방향으로 결합되면, 상기 제 1유로(211a)와 상기 제 2유로(212a)가 결합면을 중심으로 대칭을 이루며 하나의 내부 유로(202)를 이루게 된다. When the first rotor plate 211 and the second rotor plate 212 are coupled in the axial direction, the first passage 211a and the second passage 212a are symmetrical with respect to the mating surface and have one An internal flow path 202 is formed.

본 실시예에서는, 상기 제 1,2로터 플레이트(211)가 서로 결합되어 하나의 로터(210)를 이루고, 각각 서로 마주보는 면에 상기 제 1,2유로(211a)(212a)가 형성되고, 상기 제 1,2유로(211a)(212a)가 합해져 하나의 상기 내부 유로(202)가 이루어진다. 따라서, 상기 내부 유로(202)의 단면 형상을 원형으로 가공이 가능하여, 작동 유체의 압력 손실이 최소화되어 터빈의 성능이 향상될 수 있다. 또한, 상기 제 1,2유로(211a)(212a)가 각각 인볼류트 곡선 형태로 이루어지기 때문에, 중심측에서 외주측으로 안내되어 원주방향으로 분사되는 스팀의 유로 변화가 완만하여, 압력 손실이 저감되고 터빈의 성능이 향상될 수 있다.
In the present embodiment, the first and second rotor plates 211 are coupled to each other to form one rotor 210, and the first and second flow paths 211a and 212a are formed on surfaces facing each other. The first and second flow paths 211a and 212a are combined to form one internal flow path 202. Therefore, since the cross-sectional shape of the inner flow path 202 can be processed in a circle, the pressure loss of the working fluid can be minimized and the performance of the turbine can be improved. In addition, since the first and second flow paths 211a and 212a each have an involute curve shape, the flow path of steam guided from the center side to the outer circumferential side and injected in the circumferential direction is moderate, and the pressure loss is reduced. The performance of the turbine can be improved.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

10: 하우징 10a: 하우징 입구
10b: 하우징 출구 10c: 하우징 유로
20: 회전축 30: 분리판
40: 실링 부재 100: 로터
101,201: 로터 유입부 102, 202: 내부 유로
102b: 배출부 103: 노즐부
110, 210: 제 1단 로터 120, 220: 제 2단 로터
130, 230: 제 3단 로터 140, 240: 제 4단 로터
111: 로터 커버 112: 로터 플레이트
200: 로터 조립체 211: 제 1로터 플레이트
212: 제 2로터 플레이트 211a: 제 1유로
212a: 제 2유로10: housing 10a: housing inlet
10b: housing outlet 10c: housing flow path
20: rotating shaft 30: separation plate
40: sealing member 100: rotor
101,201: rotor inlet 102, 202: internal flow path
102b: discharge part 103: nozzle part
110, 210: first-stage rotor 120, 220: second-stage rotor
130, 230: third-stage rotor 140, 240: fourth-stage rotor
111: rotor cover 112: rotor plate
200: rotor assembly 211: first rotor plate
212: second rotor plate 211a: first euro
212a: second euro

Claims (10)

하우징 입구와 하우징 출구가 형성되고, 상기 하우징 입구로 유입되는 고압의 작동유체가 상기 하우징 출구 방향으로 이동할 수 있도록 상기 하우징 입구와 상기 하우징 출구 사이를 연통시키는 하우징 유로가 형성된 하우징과;
상기 하우징을 관통하고 상기 하우징에 회전 가능하게 결합된 회전축과;
상기 하우징 유로 내에서 상기 회전축과 일체 결합되고, 중심측에서 축방향으로 유입된 작동 유체를 외주측으로 분사시킴에 따라 상기 회전축을 회전시키는 로터를 포함하고,
상기 로터에는 중심측에서 축방향으로 유입된 작동 유체를 외주측으로 안내하는 복수의 내부 유로들이 형성되고, 상기 각 내부 유로는 적어도 일부분이 인볼류트 곡선 형태로 이루어지는 반작용식 터빈. A housing in which a housing inlet and a housing outlet are formed, and a housing flow path is formed for communicating between the housing inlet and the housing outlet such that the high-pressure working fluid flowing into the housing inlet moves in the direction of the housing outlet;
A rotating shaft penetrating the housing and rotatably coupled to the housing;
A rotor integrally coupled to the rotation shaft in the housing flow path, the rotor rotating the rotation shaft by injecting a working fluid introduced in the axial direction from the center side to an outer circumferential side;
The rotor is formed with a plurality of inner flow paths for guiding the working fluid introduced in the axial direction from the center to the outer peripheral side, each inner flow passage is at least a portion of the reaction turbine in the form of an involute curve. 청구항 1에 있어서,
상기 내부 유로의 배출 측에 연장되어 형성되며, 상기 내부 유로의 배출 측보다 작은 단면적을 갖는 노즐부를 더 포함하는 반작용식 터빈.The method according to claim 1,
And a nozzle unit extending on the discharge side of the inner passage and having a smaller cross-sectional area than the discharge side of the inner passage. 청구항 1에 있어서,
상기 로터의 중심에는 작동유체를 축방향으로 유입하여 상기 내부 유로로 보내는 로터 유입부가 형성되고,
상기 로터 유입부의 외주면과 상기 내부 유로의 외주면은 적어도 하나의 원호 형상을 이루도록 연결되는 반작용식 터빈. The method according to claim 1,
The rotor inlet is formed at the center of the rotor to flow the working fluid in the axial direction to the inner flow path,
The outer circumferential surface of the rotor inlet and the outer circumferential surface of the inner passage are connected to form at least one arc shape. 청구항 3에 있어서,
상기 내부 유로를 이루는 인볼류트 곡선의 기초원 반경은 상기 로터 유입부의 내경보다 작게 설정된 반작용식 터빈.The method according to claim 3,
And a base circle radius of an involute curve constituting the inner flow path is smaller than an inner diameter of the rotor inlet. 청구항 2 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 로터는 2개의 제 1,2로터 플레이트가 축방향으로 결합되어 이루어지고,
상기 내부 유로는 상기 제 1,2로터 플레이트에서 각각 서로 마주보는 면에 형성된 제 1,2유로가 합해져 이루어지는 반작용식 터빈. The method according to any one of claims 2 to 4,
The rotor is made by combining two first and second rotor plates in the axial direction,
The inner flow passage is a reaction turbine formed by combining the first and second flow paths formed on the surfaces of the first and second rotor plates facing each other. 청구항 5에 있어서,
상기 제 1,2유로는, 상기 제 1,2로터 플레이트의 결합면을 중심으로 서로 대칭인 형상의 단면으로 이루어지는 반작용식 터빈.The method according to claim 5,
Said first and second flow paths, the reaction turbine consisting of cross-sections symmetrical with each other around the engagement surface of the first and second rotor plates. 청구항 5에 있어서,
상기 제 1,2유로의 각 단면은 반원 형상으로 이루어지는 반작용식 터빈.The method according to claim 5,
Each cross-section of the first and second flow paths has a semicircular shape. 청구항 1에 있어서,
상기 로터는 복수개가 상기 하우징 유로내에서 축방향을 따라 다단으로 적층 배치되고,
전단의 로터로부터 외주측으로 분사된 작동유체는 상기 하우징 유로를 통해 후단의 로터의 중심측으로 유입되는 반작용식 터빈. The method according to claim 1,
The rotor is arranged in a plurality of stacks along the axial direction in the housing passage,
Reaction turbine injected into the outer peripheral side from the rotor of the front end flows into the center side of the rotor of the rear end through the housing flow path. 하우징 입구와 하우징 출구가 형성되고, 상기 하우징 입구로 유입되는 고압의 작동유체가 상기 하우징 출구 방향으로 이동할 수 있도록 상기 하우징 입구와 상기 하우징 출구 사이를 연통시키는 하우징 유로가 형성된 하우징과;
상기 하우징을 관통하고 상기 하우징에 회전 가능하게 결합된 회전축과;
상기 하우징 유로 내에서 축방향을 따라 다단으로 적층 배치되고 상기 회전축과 일체 결합된 복수의 로터들로 이루어지고, 상기 각 로터의 중심측에서 축방향으로 유입된 작동 유체를 외주측으로 분사시킴에 따라 상기 회전축을 회전시키는 로터 조립체를 포함하고,
상기 각 로터는 2개의 로터 플레이트들이 축방향으로 결합되어 일체가 되고,
상기 로터 플레이트들에서 서로 마주보는 면에는 각각 인볼류트 곡선 형태로 이루어지고 단면이 서로 대칭인 제 1,2유로가 형성되고, 상기 제 1,2유로가 합해져 하나의 내부 유로를 이루는 반작용식 터빈.A housing in which a housing inlet and a housing outlet are formed, and a housing flow path is formed for communicating between the housing inlet and the housing outlet such that the high-pressure working fluid flowing into the housing inlet moves in the direction of the housing outlet;
A rotating shaft penetrating the housing and rotatably coupled to the housing;
The plurality of rotors are stacked in a plurality of stages along the axial direction in the housing flow path and integrally coupled to the rotating shaft, and inject the working fluid introduced in the axial direction from the center side of each rotor to the outer circumferential side. A rotor assembly for rotating the axis of rotation,
Each rotor is integrally coupled to the two rotor plates in the axial direction,
Reaction turbines formed on the surfaces facing each other in the rotor plates are formed in the involute curve, each of the first and second flow paths are symmetrical in cross section, and the first and second flow paths are combined to form one internal flow path. 하우징 입구와 하우징 출구가 형성되고, 상기 하우징 입구로 유입되는 고압의 작동유체가 상기 하우징 출구 방향으로 이동할 수 있도록 상기 하우징 입구와 상기 하우징 출구 사이를 연통시키는 하우징 유로가 형성된 하우징과;
상기 하우징을 관통하고 상기 하우징에 회전 가능하게 결합된 회전축과;
상기 하우징 유로 내에서 축방향을 따라 다단으로 적층 배치되고 상기 회전축과 일체 결합된 복수의 로터들로 이루어지고, 상기 각 로터의 중심측에서 축방향으로 유입된 작동 유체를 외주측으로 분사시킴에 따라 상기 회전축을 회전시키는 로터 조립체를 포함하고,
상기 각 로터에는, 중심에 형성되어 작동유체를 축방향으로 유입하는 로터 유입부와, 상기 로터 유입부로 유입된 작동 유체를 외주측으로 안내하는 복수의 내부 유로들이 형성되고,
상기 각 내부 유로는 적어도 일부분이 인볼류트 곡선 형태로 이루어지며, 상기 로터 유입부의 외주면과 상기 내부 유로의 외주면은 적어도 하나의 원호 형상을 이루도록 연결되는 반작용식 터빈. A housing in which a housing inlet and a housing outlet are formed, and a housing flow path is formed for communicating between the housing inlet and the housing outlet such that the high-pressure working fluid flowing into the housing inlet moves in the direction of the housing outlet;
A rotating shaft penetrating the housing and rotatably coupled to the housing;
The plurality of rotors are stacked in a plurality of stages along the axial direction in the housing flow path and integrally coupled to the rotating shaft, and inject the working fluid introduced in the axial direction from the center side of each rotor to the outer circumferential side. A rotor assembly for rotating the axis of rotation,
Each of the rotors has a rotor inlet formed at the center to introduce the working fluid in the axial direction, and a plurality of internal flow paths for guiding the working fluid introduced into the rotor inlet to the outer circumferential side,
Each of the inner flow passage is at least a portion of the involute curve form, the outer circumferential surface of the rotor inlet portion and the outer peripheral surface of the inner flow passage is connected to form at least one arc shape.
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