KR20150139309A - Through-hole Centrifugal type Multistage turbine - Google Patents

Through-hole Centrifugal type Multistage turbine Download PDF

Info

Publication number
KR20150139309A
KR20150139309A KR1020140067746A KR20140067746A KR20150139309A KR 20150139309 A KR20150139309 A KR 20150139309A KR 1020140067746 A KR1020140067746 A KR 1020140067746A KR 20140067746 A KR20140067746 A KR 20140067746A KR 20150139309 A KR20150139309 A KR 20150139309A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fluid
rotor
stator
turbine
turbine housing
Prior art date
Application number
KR1020140067746A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김영선
Original Assignee
김영선
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 김영선 filed Critical 김영선
Priority to KR1020140067746A priority Critical patent/KR20150139309A/en
Publication of KR20150139309A publication Critical patent/KR20150139309A/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D1/00—Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines
    • F01D1/02—Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines with stationary working-fluid guiding means and bladed or like rotor, e.g. multi-bladed impulse steam turbines
    • F01D1/04—Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines with stationary working-fluid guiding means and bladed or like rotor, e.g. multi-bladed impulse steam turbines traversed by the working-fluid substantially axially
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D1/00—Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines
    • F01D1/02—Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines with stationary working-fluid guiding means and bladed or like rotor, e.g. multi-bladed impulse steam turbines
    • F01D1/06—Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines with stationary working-fluid guiding means and bladed or like rotor, e.g. multi-bladed impulse steam turbines traversed by the working-fluid substantially radially
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/14—Form or construction
    • F01D5/141—Shape, i.e. outer, aerodynamic form
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/24—Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
    • F01K23/06—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
    • F01K23/10—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/30—Application in turbines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Hydraulic Turbines (AREA)

Abstract

The present invention relates to a through-hole centrifugal type multistage turbine technology which can be applied to an organic Rankine cycle power generation system capable of recovering energy from a low-temperature waste heat source. The through-hole centrifugal type multistage turbine technology comprises: a stator fixated by a turbine housing or integrated within the turbine housing; a rotary shaft installed in an inner side of the stator; and a turbine composed of a disc-type rotor and at least one or more stages of rotor blades installed at the rotary shaft. When a fluid, which spins and comes in from an inlet of the turbine housing, flows along a tubular fluid path formed at the rotor blade, and flows the rotor and from the stator to the rotor and from rotor to stator, energy of the fluid is transmitted from the stator to the rotor. Thereby, the present invention provides a through-hole centrifugal type multistage turbine technology having no blades that delivers power to a rotary shaft connected to the rotor.

Description

통공형 원심식 다단터빈 {Through-hole Centrifugal type Multistage turbine}[0001] The present invention relates to a through-hole centrifugal type multistage turbine,

본 발명은 유체의 에너지를 이용하여 전력을 생산하기 위한 통공형 다단터빈 장치에 관한 것이다. 특히 버려지는 폐열을 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a conduit type multistage turbine device for producing electric power using energy of a fluid. In particular, waste heat

회수하여 동력을 생산하는 유기랭킨사이클 터빈으로서의 마이크로 터빈에 관한 것이다.
To an organic Rankine cycle turbine that recovers and produces power.

일반적으로 유체의 특성을 매체로 하여 에너지 형태를 변환 시킬 수 있는 많은 유체 기계들이 알려져 있고, 그 예로 가스터빈과 증기터빈 등이 있다.
In general, many fluid machines are known which can convert the energy form by using the characteristics of a fluid as a medium, for example, gas turbines and steam turbines.

가스터빈은 압축된 공기와 연료의 혼합 기체가 연소실에서 폭발되면서 팽창 압력에 의해 터빈의 날개를 회전시켜 동력을 얻는데, 증기터빈은 물을 끓여서 발생한 고압 증기로 터빈 날개를 회전시켜 동력을 얻을 수 있다.
In a gas turbine, a mixed gas of compressed air and fuel is exploded in the combustion chamber to generate power by rotating the turbine blades by the expansion pressure. The steam turbine can be powered by rotating the turbine blades with high pressure steam generated by boiling water .

가스터빈 임펠러의 경우, 고온 고압의 가스 팽창압력을 활용하게 됨으로 임펠러가 고온, 고압에 견딜 수 있는 특수 금속을 사용해야 하고 가공도 어려운 점이 있다. In the case of gas turbine impellers, since the gas expansion pressure of high temperature and high pressure is utilized, the impeller has to use special metal which can withstand high temperature and high pressure, and it is difficult to process.

증기터빈 또한 고온 고압의 증기가 터빈 날개에 부딪히면서 날개를 돌려 회전축에 Steam Turbines Steam turbines also have high-temperature and high-pressure steam that hits the turbine blades,

에너지를 전달하여 동력을 생산하기 때문에 날개의 형상, 각도, 배치간격 등에 따라 효율이 좌우되고, 수 많은 날개를 제작 하는데 제작 시간이 많이 걸리는 문제가 있고, 증기가 날개에 부딪히면서 동력을 전달하는 과정에서 증기가 가지고 있던 Since efficiency is influenced by the shape, angle, and spacing of the wings, it takes a lot of time to produce many wings. In the process of transmitting the power while the steam hits the wing, The steam had

에너지가 많이 손실되고 있다.
Lots of energy is being lost.

에너지 문제가 심각해 지면서, 버려지는 비교적 저온의 폐열로 부터 열원을 회수하여 발전할 수 있는 유기랭킨사이클이 사용되고 있는데, 이 경우, 유체로 물을 사용하는 것이 아니라 R245fa나 R134a와 같은 유기냉매를 유체로 활용하여 유기랭킨사이클을 구성 동력을 생산하고 있다.
As the energy problem becomes serious, an organic Rankine cycle is used which can recover the heat source from the waste heat, which is relatively low temperature. In this case, instead of using water as the fluid, the organic refrigerant such as R245fa or R134a Utilizing the Organic Rankine cycle produces a power generating component.

위와 같은 유기냉매는 비등점이 낮아 낮은 열원에서 열을 회수하여 동력을 얻는 데 매우 유효하다.
Such organic refrigerants have a low boiling point, which is very effective in recovering heat from a low heat source to obtain power.

낮은 열원에 의해 유기냉매가 포화증기가 되어, 그 포화증기의 압력으로 터빈을 돌려 동력을 얻을 수 있는데, 이 경우,이에 적합한 비교적 소용량의 터빈이 필요한데, 이를 마이크로 터빈이라 한다.
The low heat source makes the organic refrigerant become saturated vapor, and the pressure of the saturated steam can be used to turn the turbine to generate power. In this case, a comparatively small capacity turbine is needed, which is called a microturbine.

마이크로 터빈에는 용적식과 원심식 터빈이 있는데 원심식 터빈 중에 기존 날개형 터빈의 문제점을 개선한 터빈 날개가 없는 마이크로 터빈기술이 다음과 같이 공지되어 있다. “통공이 형성된 원반을 갖는 터보형 임펠러 동력발생장치(대한민국 공개특허 10-2008-0105323)”
The microturbine has a volumetric and centrifugal turbine, and a turbine bladesless microturbine technique that improves the problems of conventional turbine turbines among centrifugal turbines is known as follows. &Quot; Turbo-type impeller power generating device having a disk with a through hole (Korean Patent Laid-Open No. 10-2008-0105323) "

상기 통공이 형성된 원반 터빈 임펠러(공개특허 10-2008-0105323) 기술의 경우, .원통형의 회전드럼 가장 바깥 쪽 원주에 유체 유입경로를 형성하고, 유입경로 안쪽 원주에 유출경로를 형성하여, 유체의 유입경로 출구공쪽에서 각을 주어 회전드럼 In the case of the turbine impeller having the through-hole formed therein, a fluid inflow path is formed in the outermost circumference of the cylindrical rotating drum, an outflow path is formed in the circumference of the inflow path, The angle of the exit hole is given by the rotary drum

을 돌리고, 다시 유출경로로 유입한 유체가 유출경로 끝단에서 회전각을 갖는 출구공쪽에서 배출되면서 다시 한번 회전드럼 에 회전력을 주게 되나,
The fluid that has flowed into the outflow path again is discharged from the exit hole having the rotation angle at the end of the outflow path,

이 경우 원통형 회전드럼 양끝에서 작용하는 유체의 힘이 작용하는 작용점이 틀려 휠밸런스가 맞지 않아 진동이 발생함은 물론, 이 진동으로 인해 소음이 발생하고 축 베어링이 쉽게 고장날 수 있으며, 유체의 에너지가 유입경로와 출구경로 끝단에서 각각 한번씩 밖에 사용되지 않아 충분한 회전토크를 얻을 수 없어 발전기와 같은 부하가 연결되면 회전수가 급감하는 문제가 발생하게 된다.
In this case, the action point of the fluid acting on both ends of the cylindrical rotating drum is different, so that the wheel balance does not match, resulting in vibration, noise due to the vibration, shaft bearing can easily be broken, A sufficient rotational torque can not be obtained because it is used only once at each of the inlet and outlet path ends, and when the load such as the generator is connected, the number of revolutions is reduced.

상기 문제점을 해결하면서 터빈의 성능 및 효율을 개선하기 위해서 본 발명에서는 유체의 에너지를 최대한 효율적으로 회전축에 전달, 동력을 생산하기 위해 회전축에 연결된 회전자를 고정자 내부에 설치하고, 원반형 회전자 양면에 회전자 날개를 형성하여, 회전축을 따라 고정자 내부에 형성된 유체 통로로 유체가 진행하면서 회전축을 종축으로 횡축의 회전자에 면을 접하는 고정자 내부에 유체가 발산하는 형태로 유체경로를 형성하고, 그 유체경로에서 만나는 회전자 날개 에 형성된 유체경로를 유체가 진행하면서 회전자 날개를 회전시키고, 회전방향 반대로 유체가 빠지면서 진행하는 방향으로 고정자에 형성된 유체경로를 따라 종방향 사선형태로 형성된 유체경로를 따라 유체가 회전자 뒷면의 회전날개를 다시 In order to improve the performance and efficiency of the turbine while solving the above problems, in the present invention, a rotor connected to a rotating shaft is installed inside the stator in order to transmit the energy of the fluid to the rotating shaft as efficiently as possible, A fluid path is formed in such a manner that a fluid flows into a stator having a rotating shaft as a longitudinal axis and a surface in contact with a rotor having a transverse axis as a fluid advances along a rotating shaft along a rotating shaft, The fluid flow path formed in the rotor blade along the fluid path formed in the stator along the fluid path formed in the stator in such a direction that the rotor blade rotates while the fluid advances in the direction opposite to the rotation direction, The rotating wing of the back of the rotor again

돌리면서 수렴하는 방향으로 형성된 고정자 유체경로를 따라 회전축을 따라 고정자 내부에 형성된 유체통로로 들어가면서 유체를 회전시켜, 다시 유체가 횡축으로 발산하는 방향으로 원활히 진행할 수 있게 구성한다.
The fluid flows into the fluid passage formed in the stator along the rotating shaft along the stator fluid path formed in the direction of converging while rotating so that the fluid is smoothly advanced in the direction in which the fluid again diverges to the transverse axis.

즉, 터빈 내부로 들어온 유체가 회전자축을 따라 형성된 고정자 유체경로를 따라 회전하면서 횡방향으로 발산하면서 회전자 날개를 돌리고, 고정자 유체경로를 통해 회전자 뒷면에서 다시 회전자 날개를 돌리고 고정자로 빠져나와, 횡으로 회전자축을 향해 수렴하는 방향으로 고정자에 형성된 유체경로를 따라, 회전자축을 따라 형성된 고정자 유체경로 내부로 회전하면서 들어와 계속 유체가 터빈출구로 진행하도록 설계된다.
That is, the fluid entering the turbine rotates along the stator fluid path formed along the rotor axis while diverging in the lateral direction, turning the rotor wing, turning the rotor wing back from the backside of the rotor through the stator fluid path, Is designed to rotate along the fluid path formed in the stator in the direction of converging toward the rotor axis transversely and into the stator fluid path formed along the rotor axis to continue fluid flow to the turbine outlet.

상기와 같이 회전자축에 회전자를 다단으로 설치하여 유체의 에너지를 최대한 축에 전달할 수 있다.
As described above, the rotator shaft is provided with a plurality of rotors, so that the energy of the fluid can be transmitted to the shaft as much as possible.

위와 같이 유체가 고정자에서 회전자로 고정자에서 회전자로 반복해서 진행하면서 유체에너지가 회전축에 전달됨으로, 부하에 따른 회전수와 회전토크를 충분히 얻을 수 있다.
As described above, the fluid flows from the stator to the rotor repeatedly from the stator to the rotor, and the fluid energy is transmitted to the rotating shaft, so that the number of rotations and the rotational torque according to the load can be sufficiently obtained.

날개가 없는 통공형 다단터빈으로 유체의 상태에 영향을 받지 않고 유체에너지로 부터 동력을 전달 받을 수 있으며, 소형 에서 대형까지 터빈 설계가 용이하며, 날개가 없어 수명이 반 영구적이며 구조가 간단해서 제조비용을 낮출 수 있으며,It is a turbine-type multistage turbine with no wing. It can receive power from fluid energy without being affected by the state of the fluid. It is easy to design turbines from small to large size, has no wings, has a semi-permanent life, You can lower your costs,

관형 유체통로를 따라 고정자에서 회전자로 유체의 에너지가 계속 전달되기 때문에 유체 에너지 손실이 없어 경제적이면서 고효율인 터빈을 제공할 수 있다.
Since the energy of the fluid is continuously transmitted from the stator to the rotor along the tubular fluid passage, there is no loss of fluid energy, so that an economical and highly efficient turbine can be provided.

도1 은 본 발명의 통공형 원심식 양방향 회전자 날개 다단터빈 실시 단면도 1
도2 는 본 발명의 실시 단면도1의 부분단면도와 그 단면도의 양 측면도
도3 은 본 발명의 통공형 원심식 양방향 회전자 날개 다단터빈 실시 단면도 2
도4 는 본 발명의 실시 단면도 2의 터빈하우징 내부 유체입구와 유체출구 단면도
도5 는 본 발명의 실시 단면도 2의 부분단면도와 그 단면도의 양 측면도
도6 은 본 발명의 통공형 원심식 양방향 회전자 날개 다단터빈 실시 단면도 3
도7 은 본 발명의 실시 단면도 3의 측면도
도8 는 본 발명의 다단터빈의 발산하는 원추형 나선운동 유체경로상 고정자와 회전자 접합면 부분 상세도
도9 은 본 발명의 다단터빈의 수렴하는 원추형 나선운동 유체경로상 고정자와 회전자 접합면 부분 상세도
도10 은 종래기술의 통공이 형성된 원반 터빈의 단면도 및 측면도 1 is a sectional view of a multi-stage turbine of a centrifugal centrifugal bidirectional rotor blade of the present invention
Fig. 2 is a partial cross-sectional view of an embodiment of the present invention and Fig.
3 is a cross-sectional view of the multi-stage turbine of the centrifugal centrifugal bidirectional rotor blades of the present invention
Figure 4 is a cross-sectional view of a turbine housing fluid inlet and a fluid outlet section
5 is a partial cross-sectional view of an embodiment of the present invention,
6 is a cross-sectional view of a multi-stage turbine with a centrifugal centrifugal bidirectional rotor blade of the present invention
Figure 7 is a side view of an embodiment of the present invention,
8 is a detailed view of the portion of the stator-rotor joint surface on the diverging conical helical motion fluid path of the multi-stage turbine of the present invention
9 is a detailed view of the portion of the stator-rotor joint surface on the converging conical helical motion fluid path of the multi-stage turbine of the present invention
10 is a cross-sectional view and a side view of a disk turbine having a through hole formed therein according to the prior art;

도1 은 본 발명의 통공형 원심식 양방향 회전자 날개 다단터빈 실시 단면도1 예시도 이다.
1 is a cross-sectional view of a multi-stage turbine of a centrifugal centrifugal bidirectional rotor blade of the present invention.

상기 예시도 에서는 3단으로 통공형 원심식 양방향 회전자 날개 다단터빈을 구성한 예를 보여주고 있다.
In the above example, the three-stage centrifugal centrifugal bi-directional rotor wing multi-stage turbine is constructed.

기본적으로 크게 터빈하우징(108)과 터빈하우징(108)내 고정자(110)가 설치되고, 고정자(110) 내부에 회전축(111)과 회전축(111)에 원반형 회전자(112)가 하나 이상 설치된다. 원반형 회전자(112)에 회전축(111)과 평행하게 하나 이상의 회전자 날개(113) 가 설치되어 회전자 날개(113)에 형성된 관형 유체경로를 통해 유체가 지나가면서 회전축(111)으로 동력을 전달하게 된다.
The turbine housing 108 and the stator 110 in the turbine housing 108 are installed basically and at least one disk rotor 112 is installed inside the stator 110 in the rotating shaft 111 and the rotating shaft 111 . One or more rotor blades 113 are provided in the disk rotor 112 in parallel with the rotating shaft 111 to transmit power to the rotating shaft 111 as the fluid passes through the tubular fluid path formed in the rotor blades 113 .

터빈하우징(108)에 유체입구(101)가 연결되고 유체입구(101)로 들어오는 유체에 회전을 주기 위한 흡입유체 회전날걔(102)가 있어 고정자(110) 내부 고정자 축평행 안쪽 유체통로(103)로 유체가 회전하면서 들어오게 된다.
A fluid inlet 101 is connected to the turbine housing 108 and a suction fluid rotary blade 102 is provided for rotating the fluid entering the fluid inlet 101 so that the stator 110 inner stator axis parallel inner fluid passage 103, So that the fluid will come in while rotating.

회전하는 유체는 고정자(110)에 형성된 고정자 바깥방향 유체통로(104Fx)를 통해 회전자 날개(113)의 유체통로(105F)를 통과하면서 회전자(112)를 회전시켜 회전축(111)에 동력을 전달하게 된다. 유체는 회전자 날개(113) 개수 만큼, 고정자(110)에서 회전자 날개(113)로 관형으로 형성된 유체경로를 지나면서 유체 에너지가 계속 회전축(111)으로 전달되게 된다.
The rotating fluid passes through the fluid passage 105F of the rotor blade 113 through the fluid passage 104Fx outside the stator formed in the stator 110 and rotates the rotor 112 to apply power to the rotating shaft 111 . Fluid passes through the fluid path formed in the tubular shape from the stator 110 to the rotor blades 113 by the number of the rotor blades 113 so that the fluid energy is continuously transmitted to the rotary shaft 111.

최종 회전자 날개(113)를 회전시키고 회전방향 반대로 빠져나온 유체는 외곽 고정자 바깥방향 유체통로(106F)를 지나, 고정자 측면에 회전자(112) 회전방향 반대편으로 사선형태로 회전자(112) 뒷면 외곽 고정자 안쪽방향 유체통로(106B)로 이어지는 유체경로를 따라 다시 축으로 수렴하는 방향으로 회전자 날개(113)을 돌리면서 고정자 축평행 안쪽 유체통로(103)으로 유입되면서 회전하면서 다음 단의 회전자(112)로 회전축(111)을 따라 진행하면서 유체에너지를 계속 회전축(111)으로 전달 하면서 터빈하우징(108)에 설치된 유체출구(109)로 빠져 나가게 된다.The fluid that has rotated the final rotor blades 113 and exits in the opposite rotational direction passes through the fluid passages 106F outwardly of the outer stator and rotates in a direction oblique to the back side of the rotor 112 And flows into the stator shaft parallel inner fluid passages 103 while rotating the rotor blades 113 in the direction of converging to the axis again along the fluid path leading to the outer stator inner fluid passages 106B, The fluid energy is continuously transferred to the rotary shaft 111 while passing through the rotary shaft 111 by the rotary shaft 112 and then discharged to the fluid outlet 109 provided in the turbine housing 108.

도2 는 본 발명의 실시 단면도1의 부분단면도와 그 단면도의 양 측면도 이다.2 is a partial cross-sectional view of an embodiment of the present invention and FIG.

도2의 (a)는 본 발명의 실시 단면도1 예시도의 부분단면도인 도2의 (b)를 2F 방향에서 바라본 측면도 이다.FIG. 2 (a) is a sectional view of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 (b) is a partial cross-sectional view of an example of the present invention.

도2의 (c )는 본 발명의 실시 단면도1 예시도의 부분단면도인 도2의 (b)를 2B 방향에서 바라본 측면도 이다.
2 (c) is a sectional view of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 (b) is a partial cross-sectional view of an example of the present invention.

도3 은 본 발명의 통공형 원심식 양방향 회전자 날개 다단터빈 실시 단면도2 예시도 이다.3 is a cross-sectional view of a double-headed turbine centrifugal centrifugal bi-directional rotor blade of the present invention.

본 발명의 예시도에서는 회전축(111)이 터빈하우징(108) 양측으로 빠져나와 2개의 부하를 연결할 수 있게 구성되어 있다.
In the exemplary embodiment of the present invention, the rotary shaft 111 is configured to extend to both sides of the turbine housing 108 to connect two loads.

이 경우, 유체 입구(101s)는 흡입유체 유체통로(102c) 원주면에 접하는 방향으로 연결되어 흡입유체 유체통로(102c)로 유입하는 유체가 저항 없이 흡입유체 유체통로(102c)를 통해 수렴하는 원추형 나선운동 방향으로 형성된 흡입유체 축 수렴 유체 통로(102w)를 통해 축평행 안쪽 유체통로(103x)로 유입되면서 회전하면서 진행하게 된다.In this case, the fluid inlet 101s is connected in a direction tangential to the circumferential surface of the intake fluid fluid passage 102c, so that the fluid flowing into the intake fluid fluid passage 102c converges through the intake fluid fluid passage 102c without resistance, Parallel to the axial fluid passage 103x through the suction fluid axis converging fluid passage 102w formed in the direction of the helical motion.

도4 는 본 발명의 실시 단면도 2의 터빈하우징 내부 유체입구와 유체출구 단면도 이다.4 is a turbine housing internal fluid inlet and fluid outlet cross-sectional view of an embodiment cross-section of the present invention.

도4의 (a)는 본 발명의 실시 단면도2의 3F방향에서 바라본 터빈하우징(108)에 설치된 유체입구(101s)와 유체 흡입경로를 보여주는 측면도 이다.4 (a) is a side view showing a fluid inlet 101s and a fluid suction path installed in the turbine housing 108 as viewed from the direction 3F of the embodiment section 2 of the present invention.

도4의 (b)는 본 발명의 실시 단면도2의 3B방향에서 바라본 터빈하우징(108)에 설치된 유체출구(109)와 유체 배출경로를 보여주는 측면도 이다.
4 (b) is a side view showing the fluid outlet 109 and the fluid discharge path provided in the turbine housing 108 as viewed from the direction 3B of the embodiment section 2 of the present invention.

회전자(112)를 돌리고 축 평행 안쪽 유체통로(103x)를 회전하면서 빠져 나온 유체는 발산하는 원추형 나선운동 형태의 배출유체 축 발산 유체통로(114)를 통해 배출 유체통로(114c)로 유입되어 유체출구(109)로 빠져 나가게 된다.
The fluid that has exited by rotating the rotor 112 and rotating through the shaft parallel inner fluid passage 103x flows into the discharge fluid passage 114c through the discharge fluid axis diverging fluid passage 114 in the form of a conical spiral motion that diverges, And exits to the outlet 109.

도5 는 본 발명의 실시 단면도 2의 부분단면도와 그 단면도의 양 측면도 예시도 이다.Fig. 5 is a partial cross-sectional view of an embodiment of the present invention, Fig. 2, and both side views of the cross-sectional view. Fig.

도1의 본 발명의 실시 단면도1에서는 회전축(111)을 따라 회전하면서 유체경로를 이동하는 유체가 고정자 축평행 안쪽 유체통로(103)로 이동하는데, 본 발명의 실시 단면도2에서는 회전축(111)과 고정자(110) 사이, 회전축(111) 회전방향으로 회전하면서 고정자축평행 안쪽 유체통로(103x)를 회전하면서 회전자(112) 앞면과 뒷면에 구성된 회전자 날개(113)로 이어지는 유체통로를 진행하면서 유체에너지를 회전축(111)에 전달한다.
1, a fluid moving along a fluid path while moving along a rotation axis 111 moves to a fluid passage 103 parallel to the stator axis. In the embodiment 2 of the present invention, The fluid passages 103x are rotated between the stator 110 and the rotating shaft 111 while rotating in the direction parallel to the stationary shaft parallel to the fluid passages leading to the rotor blades 113 formed on the front surface and the rear surface of the rotor 112 And transfers the fluid energy to the rotary shaft 111.

회전축(111)과 고정자(110)로 형성된 유체경로(103x)는 유체의 압력으로 인해 에어베어링 역할을 하게 된다.
The fluid path 103x formed by the rotating shaft 111 and the stator 110 serves as an air bearing due to the fluid pressure.

도6 은 본 발명의 통공형 원심식 양방향 회전자 날개 다단터빈 실시 단면도3 예시도 이다.6 is a cross-sectional view of a multi-stage turbine with a centrifugal centrifugal bidirectional rotor blade of the present invention.

본 발명의 선 실시 단면도 예시도 에서는 유체가 회전자(112) 앞면에서 뒷면으로 진행할 때, 유체경로가 앞면 최종 회전자 날개에서 고정자로 즉 회전자 바깥방향 유체통로(105F)에서 외곽 고정자 바깥방향 유체통로(106F)로 이동하고, 뒷면 외곽 고정자 안쪽방향 유체통로(105B)로 사선형태로 이어지는 고정자 축평행 바깥쪽 유체통로(107)를 통해 회전자(112) 뒷면으로 이동하였으나, 본 발명의 실시 단면도3 예시도에서는 회전자(112) 앞면 최 외곽 회전자 날개(113)의 외곽 회전자 날개 발산방향 유체통로(105Fs)에서 바로 회전자 날개 내부로 회전자(112) 회전방향 반대편 사선형태로 회전자(112) 뒷면 외곽 회전자 날개 수렴방향 유체통로(105Bs)로 이어지도록 구성되어 있다.
In a preferred embodiment of the present invention, when fluid flows from the front side to the back side of the rotor 112, the fluid path moves from the front end rotor wing to the stator, that is, from the rotor outer fluid passage 105F to the outer stator fluid Pass into the passageway 106F and travel to the backside of the rotor 112 through the stator axis parallel outer fluid passageway 107 that is obliquely connected to the backside outboard stator inward fluid passageway 105B, 3 is an exploded perspective view of the outer rotor rotor of the rotor 112 in the outward direction of the rotor 112 in the radial direction of the rotor 112 from the fluid passage 105Fs of the outer rotor blade in the radial direction, And to the rear outer rotor blades converging direction fluid passage 105Bs.

도7 은 본 발명의 실시 단면도 3의 측면도 이다.7 is a side view of an embodiment cross-sectional view of the present invention.

이 측면도를 통해 회전자 날개에 형성되어 있는 관형 유체경로를 볼 수 있다.
This side view shows the tubular fluid path formed in the rotor blade.

도8 는 본 발명의 다단터빈의 발산하는 원추형 나선운동 유체경로상 고정자와 회전자 접합면 부분 상세도 이다.FIG. 8 is a detailed view of the stator and rotor joint surface portion of the diverging conical helical motion fluid path of the multi-stage turbine of the present invention.

고정자(110)에서 회전자 날개(113)로 들어가는 유체통로 접합면을 보면 고정자(110)가 회전자 날개(113) 홈(800W)로 들어가 있고, 회전자 날개(113)에서 유체가 나오는 접합면에서는 회전자 날개(113)가 고정자(110)의 홈(800M) 안으로 들어가 있다.
When the stator 110 is viewed from the fluid passage junction face into the rotor blade 113, the stator 110 enters the rotor blade 113 groove 800W and the fluid is discharged from the rotor blade 113 The rotor blades 113 are inserted into the grooves 800M of the stator 110. [

이는 유체가 진행하면서 접합면 사이에서 유출되는 것을 방지하기 위한 실링을 위한 장치이다.
This is a device for sealing to prevent the fluid from escaping between the bonding surfaces as it progresses.

도9은 본 발명의 다단터빈의 수렴하는 원추형 나선운동 유체경로상 고정자와 회전자 접합면 부분 상세도 이다.FIG. 9 is a detail view of the stator and rotor joint surface portion of the converging conical helical motion fluid path of the multi-stage turbine of the present invention.

도9의 (a)는 유체가 회전축(111) 으로 원추헝 나선운동 방향으로 수렴하는 경우, 고정자(110), 회전자 날개(113), 고정자(110)를 통해 유체가 지나면서 유체경로상 접합면에서의 부분 단면도로서 도9의 (a)에서 고정자(110)에서 회전자 날개(113)9A is a view showing a state where a fluid passes through a stator 110, a rotor blade 113 and a stator 110 when a fluid converges in a direction of a conical horn spiral toward a rotary shaft 111, Sectional view of the rotor blade 113 in the stator 110 in Fig. 9 (a)

로의 접합면은 고정자(110)과 회전자 날개(113) 홈(900W)으로 들어가 있고, 회전자 날개(113)에서 고정자(110)로의 접합면은 회전자 날개(113)가 고정자(110) 홈(900M)으로 들어가 있어 접합면에서의 유체 유출을 방지하기 위한 실링을 용이하게 할 수 있다.
And the joint surface from the rotor blades 113 to the stator 110 is formed so that the rotor blades 113 come into contact with the stator 110 It is possible to facilitate the sealing for preventing the outflow of the fluid on the joint surface.

도9의 (b)는 고정자(110)와 고정자(110)사이의 회전자 날개(113)가 회전하는 경우, 고정자에서 회전자로 회전자에서 고정자로의 유체경로가 어긋나 막히는 경우가 발생하는데, 이를 방지하기 위해 회전자 날개(113)의 유체통로와 통로사이를 일정한 9B shows a case where the rotor blade 113 between the stator 110 and the stator 110 rotates, the fluid path from the stator to the rotor to the stator is clipped off, In order to prevent this, it is necessary to make a constant distance between the fluid passage and the passage of the rotor blade 113

각도로 깍아주어 회전자 날개(113)가 어떠한 위치에 있어도 항상 유체경로가 형성되어 유체에너지를 계속 회전축(111)으로 전달 할 수 있게 한다.
So that a fluid path is always formed regardless of the position of the rotor blades 113 so that the fluid energy can be continuously transmitted to the rotary shaft 111.

도10은 종래기술의 통공이 형성된 원반 터빈의 단면도 및 측면도이다.
10 is a cross-sectional view and a side view of a disk turbine having a through hole formed therein according to the prior art.

101 : 유체입구
102 : 흡입유체 회전날개
102w : 흡입유체 축 수렴 유체통로
102c : 흡입유체 유체통로
103 : 고정자 축평행 안쪽 유체통로
103x : 축평행 안쪽 유체통로
104F : 고정자 바깥방향 유체통로
104Fx : 고정자 축 발산 유체통로
104B : 고정자 안쪽방향 유체통로
104Bx : 고정자 축 수렴 유체통로
105F : 회전자 바깥방향 유체통로
105B : 회전자 안쪽방향 유체통로
105Fs : 외곽 회전자 날개 발산방향 유체통로
105Bs : 외곽 회전자 날개 수렴방향 유체통로
106F : 외곽 고정자 바깥방향 유체통로
106B : 외곽 고정자 안쪽방향 유체통로
107 : 고정자 축팽행 바깥쪽 유체통로
107i : 회전자 축평행 바깥쪽 유체통로
108 : 터빈하우징
109 : 유체출구
110 : 고정자
111 : 회전축
112 : 회전자
113 : 회전자 날개
114 : 배출유체 축 발산 유체통로
114c : 배출 유체통로
800M,900M : 회전자 회전날개 유체출구
800W,900M : 회전자 회전날개 유체입구 101: fluid inlet
102: Suction fluid rotating blade
102w: suction fluid axis convergent fluid passage
102c: Suction fluid fluid passage
103: stator shaft parallel inner fluid passage
103x: Axial parallel inner fluid passage
104F: fluid passage outside the stator
104Fx: Stator shaft diverging fluid passage
104B: fluid passage in the stator inner direction
104Bx: stator axis convergent fluid passage
105F: fluid passage outwardly of the rotor
105B: fluid passage inside the rotor
105Fs: Outer rotor wing divergence direction fluid passage
105Bs: outer rotor wing converging direction fluid passage
106F: outer stator outer fluid passage
106B: Outer stator inner fluid passage
107: Fluid passage outside the stator axis bulge
107i: rotor shaft parallel outer fluid passage
108: Turbine housing
109: Fluid outlet
110: stator
111:
112: rotor
113: rotor blade
114: discharge fluid axis diverging fluid passage
114c: discharge fluid passage
800M, 900M: rotor rotor blade outlet
800W, 900M: rotor rotating blade fluid inlet

Claims (6)

유동하는 유체로 부터 에너지를 얻기 위해 터빈 하우징과 일체화 되어 있거나 터빈 하우징에 연결하여 고정되어 있는 고정자와, 고정자 내부에 회전축과 회전축에 연결된 하나 이상의 회전자를 설치하고, 회전자 양면에 하나 이상의 회전자 날개를 설치하여 고정자에서 회전자로 회전자에서 고정자로 유체가 통과하는 관형 구멍을 형성하여, 유체의 에너지에 의해 회전자를 회전시킴을 특징으로 하는 통공형 다단 터빈 장치.
A stator integrated with the turbine housing or connected to the turbine housing to obtain energy from the fluid to be flowed, and a stator having one or more rotors connected to the rotating shaft and the rotating shaft inside the stator, Wherein a vane is provided to form a tubular hole through which the fluid passes from the stator to the rotor and from the rotor to the stator so that the rotor is rotated by energy of the fluid.
터빈 하우징에 설치되어 있는 유체 입구로 부터 흡입되는 유체가 흡입유체 유체통로를 통해 수렴하는 원추형 나선운동 형태의 흡입유체 축 수렴 유체통로로 흡입되어 축 평행 안쪽 유체통로로 유입되면서 흡입유체를 회전시킴을 특징으로 하는
통공형 다단터빈 장치.
A suction fluid in the form of a conical spiral motion in which the fluid drawn from the fluid inlet installed in the turbine housing is converged through the suction fluid fluid passage is sucked into the converging fluid passage and then flows into the fluid passage inside the axis parallel to rotate the suction fluid Featured
Conveyor type multi - stage turbine unit.
축 평행 안쪽 유체통로를 통해 회전하면서 발산하는 원추형 나선운동 형태의 배출유체 축 발산 유체통로를 통해 빠져 나온 유체가 배출 유체통로를 통해 유체출구로 배출됨을 특징으로 하는 통공형 다단터빈 장치.
Wherein a fluid exiting through a discharge fluid axis diverging fluid passage in the form of a conical helical motion that rotates and diverges through an axial parallel fluid passage is discharged through a discharge fluid passage to a fluid outlet.
청구항 1항에 있어서,

회전축을 터빈하우징 양측으로 빼내어 양측 각각에 부하를 연결함을 특징으로 하는 통공형 다단터빈 장치.
The method according to claim 1,

Wherein the rotary shaft is pulled out to both sides of the turbine housing and the load is connected to each side of the turbine housing.
청구항 2항에 있어서,
축 평행 안쪽 유체통로를 회전축과 고정자 사이에 형성 함으로서, 유체의 압력에 의해 회전축을 띄어주어 에어베어링 으로 동작함을 특징으로 하는 통공형 다단터빈 장치.
The method according to claim 2,
Wherein the axial parallel fluid passages are formed between the rotating shaft and the stator so that the rotating shaft is separated by the pressure of the fluid to operate as air bearings.
청구항 1항에 있어서,
회전자 내부 관형 유체통로가 회전자 앞면에서 회전자 뒷면으로 형성하는 방법에 있어, 회전자 앞면 외곽 회전자 날개 발산방향 유체통로에서 회전자 회전방향 반대쪽 사선 형태로 회전자 뒷면 외곽 회전자 날개 수렴방향 유체통로로 이어지도록
형성함을 특징으로 하는 통공형 다단터빈 장치.
The method according to claim 1,
In a method in which a tubular fluid passageway inside a rotor is formed from the front surface of the rotor to the back surface of the rotor, the front surface of the rotor outer rotor rotor divergence direction In the fluid path, the rotor rotation direction is opposite to the slanting line in the rotor backward side rotor rotor convergence direction To the fluid passageway
And a plurality of turbine blades are formed in the turbine.
KR1020140067746A 2014-06-03 2014-06-03 Through-hole Centrifugal type Multistage turbine KR20150139309A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140067746A KR20150139309A (en) 2014-06-03 2014-06-03 Through-hole Centrifugal type Multistage turbine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140067746A KR20150139309A (en) 2014-06-03 2014-06-03 Through-hole Centrifugal type Multistage turbine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20150139309A true KR20150139309A (en) 2015-12-11

Family

ID=55020495

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140067746A KR20150139309A (en) 2014-06-03 2014-06-03 Through-hole Centrifugal type Multistage turbine

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20150139309A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190083734A (en) 2018-01-05 2019-07-15 한국과학기술연구원 Multistage Turbine System
US11391183B2 (en) 2018-07-06 2022-07-19 Jung-Hong JIN ORC power generation apparatus

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190083734A (en) 2018-01-05 2019-07-15 한국과학기술연구원 Multistage Turbine System
US11391183B2 (en) 2018-07-06 2022-07-19 Jung-Hong JIN ORC power generation apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Weiß Volumetric expander versus turbine–which is the better choice for small ORC plants
JP5909163B2 (en) Operation method of two-pressure radial turbine
JP2016528426A (en) Use of axial flow compressors and axial flow compressors
JP5536804B2 (en) Reversible gas inlet and outlet system for fluid rotating machinery
KR20170041197A (en) An apparatus, system and method for utilizing thermal energy
RU2011143402A (en) SUPERSONIC COMPRESSOR UNIT (OPTIONS) AND METHOD FOR ITS ASSEMBLY
JP6097487B2 (en) Centrifugal pump
US10247450B2 (en) Device and method for converting thermal energy
KR20150139309A (en) Through-hole Centrifugal type Multistage turbine
US9810195B2 (en) Turbine with radial inlet and outlet and multi-element guide vanes for oscillating flows
KR20150138651A (en) Through-hole Centrifugal type Multistage turbine
KR101332613B1 (en) Radial impeller combined multi-layer turbine
RU2482337C1 (en) Method for increasing pressure and economy of bladed turbomachines
KR20150137305A (en) Through-hole Centrifugal type Multistage turbine
KR20160022481A (en) Through-hole Centrifugal type Multistage turbine
KR101388216B1 (en) Reaction type turbine
JP6929942B2 (en) Multi-stage axial turbine adapted to operate at low steam temperatures
CN219220746U (en) Centripetal turbine driven centrifugal working medium pump and organic Rankine cycle system
JP5908871B2 (en) Reaction turbine
KR102034700B1 (en) Independent-reaction complex turbine apparatus for electric generation
KR20150086590A (en) Centrifugal multi-stage turbine combined with original through-hole impeller
JP2940600B2 (en) Self-propelled pump
US20180291741A1 (en) Reaction-type steam turbine
KR101647879B1 (en) Turbo molecular vapor compression device
JP2004346779A (en) Inducer and pump equipped with the same

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination