KR20130126883A - Turbine to produce electricity - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 발전용 터빈에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 날개 전체가 고·저 낙차와 관계없이 낙수에 의한 힘을 받을 수 있어 터빈의 회전력이 향상되며 이로 인해 발전 효율을 향상시킬 수 있는 발전용 터빈에 관한 것이다.The present invention relates to a turbine for power generation, and more specifically, the entire blade can receive a force from falling water irrespective of high or low drop, thereby improving the rotational force of the turbine, thereby improving power generation efficiency. It is about.
일반적으로 발전에 사용되는 터빈은 충동식으로 펠톤터빈(PELTON), 튜고(TURGO)터빈, 오스버그(OSSBERGER)터빈 등을 사용하고 있으며, 반동식으로 프란시스(FRANCIS)터빈, 프로펠러터빈로 카플란(KAPLAN)터빈, 튜브라(TUBULAR)터빈, 벌브(BULB)터빈, 림(RIM)터빈 등을 사용하고 있었다.In general, turbines used in power generation are impulse type, including PELTON, TURGO and OSSBERGER turbines. Recoil type FRANCIS turbines and propeller turbines are known as Kaplan. Turbine, TUBULAR turbine, BULB turbine, RIM turbine and the like were used.
아울러 저 낙차에서 발전하는 방식으로는 벌브터빈(프랑스 랑스 조력 발전소)과 튜브라 터빈을 사용하고 있으며, 소수력발전에서는 카플란터빈 또는 프란시스터빈 등을 이용하여 물의 위치에너지와 운동에너지를 회수하는 방식을 사용하고 있었다.In addition, the turbine generator (Lance tidal power plant) and the tuber turbine are used as the method of generating power from the low drop, and in the small hydro power plant, the potential energy and kinetic energy of the water are recovered by using a caplan turbine or a lancer turbine. Was doing.
그러나 기존의 저 낙차용 터빈들은 물이 가지고 있는 위치에너지가 작고, 터빈과 물이 접촉하는 면적이 작아 에너지를 효율적으로 회수할 수 없는 문제점이 있었다.However, the existing low drop turbines have a problem in that the potential energy of the water is small, and the area in which the turbine and the water are in contact with each other cannot efficiently recover energy.
또한, 상술한 종래의 터빈들은 6m 이상의 낙차에서 구동하며 6m 이하에서는 날개의 전체 면적에 힘이 전달되지 않아 효율적인 전력생산에 어려움이 있었다.In addition, the above-mentioned conventional turbines are driven at a drop of 6m or more, and at 6m or less, power is not transmitted to the entire area of the blade, which makes it difficult to efficiently produce power.
특히, 펠톤, 프렌시스 터빈 등은 동 시간대에 한곳에 힘이 작용하나 그 힘은 90°에서 모두 소멸 되어 발전 효율이 떨어지는 단점이 있다.In particular, the Pelton, Francis turbine, etc., the force acts in one place at the same time, but the force is all destroyed at 90 ° has the disadvantage of low power generation efficiency.
본 발명은 상술한 문제점들을 해결하기 위해 창안된 것으로, The present invention has been made to solve the above-mentioned problems,
먼저, 저 낙차에서도 고 효율의 친환경적인 전력생산이 가능한 발전용 터빈의 제공을 일 목적으로 한다.First, it is an object of the present invention to provide a turbine for power generation capable of producing high-efficiency, eco-friendly power even in low drop.
또한, 구성이 간단하여 설치비용 또는 기초 공사비가 저렴하며, 필요한 곳에 쉽게 시공 가능한 발전용 터빈의 제공을 다른 목적으로 한다.In addition, it is another object of the present invention to provide a turbine for power generation that is simple in construction and low in installation cost or foundation construction cost, and can be easily constructed where needed.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명은 상술한 목적들을 달성하기 위하여, 회전축 상에 구비되는 원뿔형 본체와, 상기 본체의 일측에서 타측방향으로 외주면을 따라 굴곡되게 구비되는 복수 개의 날개를 포함하며, 상기 날개는 상기 본체의 외주면에 부착되고 상기 날개를 따라 유체가 유동할 수 있도록 단면이 반타원형태이며 양 단부가 개방된 유로를 길이방향으로 갖는 것을 특징으로 한다. The present invention includes a conical body provided on the rotating shaft and a plurality of wings that are bent along the outer circumferential surface in the other direction from one side of the main body, in order to achieve the above objects, the wing is on the outer circumferential surface of the body A cross-section is semi-elliptical in shape so that the fluid can flow along the wing, and has a flow path having both ends open in the longitudinal direction.
바람직하게는 상기 본체의 상부에는 상기 복수 개의 날개에 물을 공급하기 위한 물 분배관이 구비된다.Preferably, the upper portion of the main body is provided with a water distribution pipe for supplying water to the plurality of wings.
바람직하게는 상기 날개 및 상기 물 분배관은 적어도 2개 이상 구비된다.Preferably, at least two wings and the water distribution pipe are provided.
바람직하게는 상기 본체의 외부에는 상기 본체 및 상기 날개를 보호하기 위한 외부 케이스가 구비된다.Preferably, the outside of the main body is provided with an outer case for protecting the main body and the wing.
본 발명은 다음과 같은 우수한 효과가 있다.The present invention has the following excellent effects.
먼저, 날개 전체에서 낙수에 의한 힘을 전달받을 수 있어 저 낙차에서도 고 효율의 친환경적인 전력생산이 가능하다.First, it is possible to receive the force of the fall through the entire wing, it is possible to produce high-efficiency eco-friendly power even in low drop.
또한, 구성이 간단하여 설치비용 또는 기초 공사비가 저렴하며, 필요한 곳에 쉽게 시공 가능한 우수한 효과가 있다.In addition, since the configuration is simple, the installation cost or the basic construction cost is low, there is an excellent effect that can be easily installed where needed.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 발전용 터빈의 전체 구성도다.
도 2는 도 1에 따른 발전용 터빈의 평면도다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발전용 터빈에 대한 사용 상태도다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 발전용 터빈에 대한 사용 상태도다.1 is an overall configuration diagram of a turbine for power generation according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the turbine for power generation according to FIG. 1. FIG.
3 is a state diagram used for the turbine for power generation according to another embodiment of the present invention.
4 is a state diagram used for the turbine for power generation according to another embodiment of the present invention.
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다. The term used in the present invention is a general term that is widely used at present. However, in some cases, there is a term selected arbitrarily by the applicant. In this case, the term used in the present invention It is necessary to understand the meaning.
이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시 예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the technical structure of the present invention will be described in detail with reference to preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
먼저, 도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 발전용 터빈(100)의 전체 구성도이며 도 2는 도 1에 따른 발전용 터빈(100)의 평면도다.First, FIG. 1 is an overall configuration diagram of a
도 1 및 도 2를 참조하여 상세히 설명하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 발전용 터빈(100)는 발전기(112)와 연결되는 회전축(111) 상에 원뿔형 본체(110)가 구비된다.1 and 2, the
이때, 본체(110)는 다양한 재질로 이루어질 수 있음은 물론이나 물과 항상 접하는 환경에서 구동하는 터빈(100)의 특성상 내 부식성 및 내 마모성이 강하고 경량의 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.At this time, the
한편, 상기 본체(110)의 외주면에는 일정 높이에서 떨어지는 물에 의한 힘을 받아 회전축(111)을 회전시키기 위한 복수 개의 날개(120)가 더 구비된다.On the other hand, the outer circumferential surface of the
이때, 상술한 날개(120)는 도 1 및 2에 도시된 바와 같이 본체(110)의 상부에서 하부방향으로 외주면을 따라 굴곡 되게 구비된다.At this time, the
한편, 날개(120)의 굴곡 각도에 대해서는 크게 제한받지 아니하나, 본 발명의 바람직한 실시 예에 있어서 날개(120)는 도 2에 도시된 바와 같이 본체(110)의 상부 시작부분에서 본체(110)의 하부 끝 부분의 각도가 평면상에서 180°를 이루도록 구비되는 것이 바람직하다.On the other hand, the bending angle of the
또한, 위 날개(120)는 발전을 위한 회전력을 충분히 얻기 위해 적절한 개수로 본체(110)에 구비될 수 있으나, 본 발명의 바람직한 실시 예에 있어서는 총 4개의 날개(120)로 구비되며 인접하는 날개(120)들과 90°를 이룬다.In addition, the
한편, 날개(120)는 떨어지는 물이 날개(120)의 내부를 따라 흐를 수 있도록 날개(120)의 단면이 반타원형으로 구비되며, 반타원형의 날개(120)는 본체(110)의 외주면에 부착된다.On the other hand, the
즉, 본 발명의 일실시 예에 따른 발전용 터빈(100)의 날개(120)는 단면이 반 타원형으로, 반타원형의 날개(120)가 본체(110)의 외주면에 부착됨으로써 본체(110)와 부착된 날개(120) 사이에 물이 흐를 수 있는 수로가 형성되며, 수로의 양 끝단은 모두 개방되어 있다.That is, the
결과적으로 본 발명의 일실시 예에 따른 발전용 터빈(100)은 개방된 본체(110)의 상부 수로를 통해 물이 유입되고 본체(110)의 외주면을 따라 흐르다가 개방된 본체(110)의 하부 수로를 통해 배출되는 구조로 이루어져 있다.As a result, the
이처럼 위 날개(120)를 상술한 바와 같이 구비하는 이유는 종래 터빈의 경우, 터빈에 떨어진 물이 터빈과 닿는 짧은 시간 및 면적에 대해서만 힘을 가하고 나머지는 모두 소진되는 문제가 있었으며, 따라서 종래 터빈의 경우 발전을 위한 충분한 터빈의 회전력을 얻기 위해서는 6m 이상의 높은 낙차를 갖도록 터빈를 설치해야 하는 문제가 있었다.As described above, the reason why the
그러나 본 발명의 일실시 예에 따른 발전용 터빈(100)은 상술한 바와 같이 본체(110)에 구비되는 날개(120)의 단면을 반타원형으로 구비하고 이를 본체(110)의 외주면에 부착하여 수로를 형성함으로써, 발전을 위한 물이 떨어져 터빈에 닿는 시간 및 면적을 높이고, 터빈(100)의 옆으로 튀는 물을 날개(120)의 내부수로를 따라 흐르도록 하여 물이 밖으로 나가려는 힘과 밑으로 떨어지는 중력방향 힘 모두를 터빈(100)의 회전에 최대한 활용하는 것을 특징으로 한다.However, the
이처럼 터빈(100)에 떨어지는 물의 모든 방향 힘을 최대한 활용함으로써 저 낙차에서도 충분한 발전 성능을 갖는 발전용 터빈(100)을 구현할 수 있다.As such, by fully utilizing the force in all directions of water falling on the
한편, 본 발명의 일실시 예에 따른 날개(120)는 그 폭이 동일할 수 있으나 바람직하게는 날개(120)의 상부에서 하부로 진행할수록 날개(120)의 폭이 점점 커지는 형태로 구성하는 것이다.On the other hand, the
이는 날개(120)의 하부 폭을 상부 폭 보다 더 크게 함으로써 날개(120)를 따라 흐르는 물의 유동속도를 높이기 위함이며, 이를 통해 본체(110)의 회전속도를 증가시킬 수 있고 이는 결국 발전 효율을 향상시킬 수 있다.This is to increase the flow rate of the water flowing along the
한편, 본 발명의 일실시 예에 따른 발전용 터빈(100)은 본체(110)의 상부 정확히 본체(110)와 날개(120)가 이루는 상부 수로에 물을 공급하기 위한 물 분배관(130)이 더 구비된다.On the other hand, the
이는 물 분배관(130)을 통해 배출되는 물이 개방된 상부 수로에 정확하게 떨어질 수 있게 하기 위함이며 이를 위해 본 발명의 바람직한 실시 예에 있어서는 위 물 분배관(130)을 날개(120)의 개수와 동일하게 4개로 구비하였다.This is to ensure that the water discharged through the
한편, 본 발명의 일실시 예에 따른 발전용 터빈(100)은 본체(110)의 외부에 본체(110) 및 날개(120)를 보호하기 위한 외부 케이스(140)가 더 구비된다. On the other hand, the
결과적으로 본 발명의 일실시 예에 따른 수력 발전용 터빈(100)은 상술한 구성들을 통해 저 낙차에서도 고 효율의 친환경적인 전력생산이 가능하며, 구성이 간단하여 설치비용 또는 기초 공사비가 저렴하고 필요한 곳에 쉽게 시공 가능한 우수한 효과가 있다.As a result, the
한편, 상술한 바와 같이 본 발명의 일실시 예에 따른 발전용 터빈은 저 낙차에서도 효율적인 발전이 가능한 수력 발전용 터빈에 대해 설명하였다.On the other hand, as described above, the turbine for power generation according to an embodiment of the present invention has been described for a hydro turbine for efficient power generation even in low drop.
그러나, 본 발명의 일실시 예에 따른 발전용 터빈은 반드시 수력 발전용 터빈에만 한정되는 것은 아니며, 수력뿐만 아니라 풍력 발전에도 적용 가능하다.However, the turbine for power generation according to an embodiment of the present invention is not necessarily limited to a hydro turbine, but is applicable to wind power as well as hydro.
이에 대해 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발전용 터빈에 대한 사용 상태도인 도 3을 참조하여 설명하면, 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 발전용 터빈(200)은 풍력발전 특히, 수평형 풍력발전에 적용시 다음과 같은 이점이 있다.This will be described with reference to FIG. 3, which is a state diagram of a turbine for power generation according to another embodiment of the present invention, as shown in FIG. Application to wind power has the following advantages:
종래의 수평형 풍력발전용 터빈의 경우, 터빈의 정면에서 불어오는 바람에 대해서만 회전이 가능하므로 다양한 방향에서 불어오는 바람을 이용하기 위해서는 터빈의 반대쪽에 바람의 방향으로 터빈의 위치를 회전시키기 위한 별도의 구성이 필요하였다.In the case of the conventional horizontal wind turbine, it is possible to rotate only about the wind blowing from the front of the turbine, so that in order to use the wind blowing from various directions, it is necessary to separate the position of the turbine in the direction of the wind on the opposite side of the turbine. The configuration was necessary.
그러나, 본 발명에 따른 발전용 터빈(200)을 풍력발전에 사용시 본체의 상부에서 하부방향으로 외주면을 따라 굴곡되게 구비되는 복수 개의 반타원형 날개로 인하여 터빈의 정면에서 불어오는 바람뿐만 아니라 위 터빈의 측면에서 불어오는 바람에 의해서도 회전이 가능하므로 효율적인 풍력발전이 가능하다.However, when the
한편, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 발전용 터빈(300)에 대한 사용 상태도인 도 4를 참조하면, 도 4에 도시된 발전용 터빈은 조력발전용 터빈(300)으로써, 도 4에 도시된 바와 같이 조력의 방향으로 구비되는 발전용 터빈(300) 및 이를 보호하기 위한 외부케이스(140)로 구비되며, 외부케이스(140)의 일정부분에는 유입되는 바닷물 속에 포함된 이물질의 유입을 방지하기 위한 거름망(310)이 더 구비된다.Meanwhile, referring to FIG. 4, which is a state diagram of a
위 거름망(310)을 통해 터빈의 내구성 및 내 마모성을 향상시킬 수 있으며 장기간 안정적인 고 효율의 발전이 가능하다.Through the
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능하다 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation, Various changes and modifications may be made by those skilled in the art.
100 : 발전용 터빈
111 : 회전축
112 : 발전기
110 : 본체
120 : 날개
130 : 물 분배관
140 : 외부 케이스
200 : 풍력 발전용 터빈
300 : 조력 발전용 터빈
310 : 거름망100: turbine for power generation
111: axis of rotation
112: generator
110:
120: Wings
130: water distribution pipe
140: outer case
200: wind turbine
300: turbine for tidal power generation
310: sieve
Claims (4)
회전축 상에 구비되는 원뿔형 본체와,
상기 본체의 일측에서 타측방향으로 외주면을 따라 굴곡되게 구비되는 복수 개의 날개를 포함하며,
상기 날개는 상기 본체의 외주면에 부착되고 상기 날개를 따라 유체가 유동할 수 있도록 단면이 반타원형태이며 양 단부가 개방된 유로를 길이방향으로 갖는 것을 특징으로 하는 발전용 터빈.In the turbine for power generation,
A conical body provided on the rotating shaft,
It includes a plurality of wings provided to be bent along the outer peripheral surface in the other direction from one side of the main body,
The wing is attached to the outer circumferential surface of the main body and the turbine for power generation, characterized in that the cross-section is semi-elliptical so that the fluid flows along the wing in the longitudinal direction having both ends open.
상기 본체의 상부에는 상기 복수 개의 날개에 물을 공급하기 위한 물 분배관이 구비되는 것을 특징으로 하는 발전용 터빈.The method of claim 1,
The upper portion of the main body turbine for power generation, characterized in that the water distribution pipe for supplying water to the plurality of wings.
상기 날개 및 상기 물 분배관은 적어도 2개 이상 구비되는 것을 특징으로 하는 발전용 터빈.3. The method of claim 2,
Turbine for power generation, characterized in that at least two wings and the water distribution pipe is provided.
상기 본체의 외부에는 상기 본체 및 상기 날개를 보호하기 위한 외부 케이스가 구비되는 것을 특징으로 하는 발전용 터빈.3. The method according to claim 1 or 2,
The turbine for power generation, characterized in that the outer case for protecting the main body and the wing is provided on the outside of the main body.
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021203183A1 (en) * | 2020-04-10 | 2021-10-14 | Queiroz Mauricio | Current energy collection unit |
-
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- 2013-09-23 KR KR1020130112646A patent/KR20130126883A/en not_active Application Discontinuation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2021203183A1 (en) * | 2020-04-10 | 2021-10-14 | Queiroz Mauricio | Current energy collection unit |
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