KR20160140860A - 터빈 어셈블리 - Google Patents

터빈 어셈블리 Download PDF

Info

Publication number
KR20160140860A
KR20160140860A KR1020167030398A KR20167030398A KR20160140860A KR 20160140860 A KR20160140860 A KR 20160140860A KR 1020167030398 A KR1020167030398 A KR 1020167030398A KR 20167030398 A KR20167030398 A KR 20167030398A KR 20160140860 A KR20160140860 A KR 20160140860A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
tube
turbine
section
turbine tube
support
Prior art date
Application number
KR1020167030398A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102230415B1 (ko
Inventor
피터 로버츠
Original Assignee
베르드에르그 리미티드
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 베르드에르그 리미티드 filed Critical 베르드에르그 리미티드
Publication of KR20160140860A publication Critical patent/KR20160140860A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102230415B1 publication Critical patent/KR102230415B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/10—Submerged units incorporating electric generators or motors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/08—Machine or engine aggregates in dams or the like; Conduits therefor, e.g. diffusors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B11/00—Parts or details not provided for in, or of interest apart from, the preceding groups, e.g. wear-protection couplings, between turbine and generator
    • F03B11/02—Casings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B1/00—Engines of impulse type, i.e. turbines with jets of high-velocity liquid impinging on blades or like rotors, e.g. Pelton wheels; Parts or details peculiar thereto
    • F03B1/02—Buckets; Bucket-carrying rotors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B1/00—Engines of impulse type, i.e. turbines with jets of high-velocity liquid impinging on blades or like rotors, e.g. Pelton wheels; Parts or details peculiar thereto
    • F03B1/04—Nozzles; Nozzle-carrying members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B11/00—Parts or details not provided for in, or of interest apart from, the preceding groups, e.g. wear-protection couplings, between turbine and generator
    • F03B11/06—Bearing arrangements
    • F03B11/063—Arrangements for balancing axial thrust
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
    • F03B13/14—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B17/00—Other machines or engines
    • F03B17/06—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head"
    • F03B17/061—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head" with rotation axis substantially in flow direction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2220/00—Application
    • F05B2220/30—Application in turbines
    • F05B2220/32—Application in turbines in water turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2220/00—Application
    • F05B2220/70—Application in combination with
    • F05B2220/706—Application in combination with an electrical generator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2220/00—Application
    • F05B2220/70—Application in combination with
    • F05B2220/706—Application in combination with an electrical generator
    • F05B2220/7066—Application in combination with an electrical generator via a direct connection, i.e. a gearless transmission
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2220/00—Application
    • F05B2220/70—Application in combination with
    • F05B2220/706—Application in combination with an electrical generator
    • F05B2220/7068—Application in combination with an electrical generator equipped with permanent magnets
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/10—Stators
    • F05B2240/12—Fluid guiding means, e.g. vanes
    • F05B2240/122—Vortex generators, turbulators, or the like, for mixing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/10—Stators
    • F05B2240/12—Fluid guiding means, e.g. vanes
    • F05B2240/123—Nozzles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/10—Stators
    • F05B2240/13—Stators to collect or cause flow towards or away from turbines
    • F05B2240/133—Stators to collect or cause flow towards or away from turbines with a convergent-divergent guiding structure, e.g. a Venturi conduit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/60—Shafts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/40—Transmission of power
    • F05B2260/403—Transmission of power through the shape of the drive components
    • F05B2260/4031—Transmission of power through the shape of the drive components as in toothed gearing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20—Hydro energy
    • Y02E10/22—
    • Y02E10/28—

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Hydraulic Turbines (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
  • Jet Pumps And Other Pumps (AREA)

Abstract

물 흐름으로부터 전기를 발생시키는 장치. 이 장치는
- 혼합 튜브의 제1단에 연결된 수축 섹션으로서, 상기 수축 섹션의 단부와 상기 혼합 튜브 사이에 벤추리가 형성되어 있는 것인 수축 섹션;
- 상기 혼합 튜브의 제2단에 연결된 확산기 섹션으로서, 상기 확산기 섹션은 상기 벤추리에서의 압력보다 상기 확산기 섹션의 출구에서의 압력이 크도록 구성된 것인 확산기 섹션;
- 복수의 블레이드를 가지는 블레이드 어셈블리를 포함하는 터빈 튜브
를 포함한다.
상기 터빈 튜브는 상기 터빈 튜브와 상기 수축 섹션 사이에 환형 영역이 형성되어 제1 유동 경로를 형성하도록 상기 수축 섹션에 지지되고, 상기 터빈 튜브는 제2 유동 경로를 형성하되, 상기 터빈 튜브는 상기 수축 섹션에 회전가능하게 장착되고, 상기 블레이드는 상기 터빈 튜브의 내표면에 부착되어, 사용시 상기 블레이드를 지나는 물 흐름이 상기 터빈 튜브의 회전을 구동하게 된다.

Description

터빈 어셈블리{Turbine Assembly}
본 발명은 물의 흐름으로부터 전력(power)을 발생시키는 데 사용하기 위한 시스템 및 장치에 관한 것이다. 상세하게는, 본 발명은 물의 흐름으로부터 전력을 발생시키기 위한 장치에 사용하기 위한 터빈 어셈블리에 관한 것이다.
물의 흐름을 전기로 변환시키기 위한 시스템들이 많이 제안되어 왔다. WO2013/190304에 한 가지 유형의 장치가 설명되어 있는데, 흐르는 일단(一團)의 물(body of water)로부터, 특히 상대적으로 저속으로 움직이는 다량의 물 흐름이 있는 상태에서 전기를 발생시킬 수 있는 것이다. 이 문헌은 전기를 발생시키기 위해 시스템에서 표준 터빈/드라이브 설비를 사용하는 것을 설명한다.
수력 발전 분야에서 다른 터빈 설비들이 사용되는 것으로 알려져 있다. 한 가지 유형의 터빈은 림-발전 터빈들인데, 스트라플로(straflo) 터빈이라고도 불린다. 스트라플로 터빈에서, 튜브는 두 개의 섹션, 즉 상류 섹션과 하류 섹션으로 구성된다. 이 터빈은 터빈 튜브와 직경이 같은 터빈 블레이드들에 부착된 짧은 실린더형 림을 구비하는데, 두 개의 고정된 튜브 섹션 사이에 위치한다. 블레이드들과 림은, 튜브의 고정된 상류 및 하류 섹션들과 회전하는 터빈 림의 에지 사이에 작은 여유를 두고 함께 회전한다. 튜브가 터빈에 고정되지 않기 때문에 상류와 하류 흐름 경로들은 고정된 튜브 내에 위치한다. 림과 튜브 섹션 사이의 두 원주방향 갭들을 실링하는 것이 힘들다. 갭이 크면 터빈 디스크의 고압면으로부터 터빈 디스크의 하류 저압면으로의 바이패스 누출이 너무 커지고 발생되는 전력이 소실된다. 한편 갭이 작으면 과도하게 타이트한 실링으로 인해 마찰이 너무 커질 수 있다.
본 발명은 저낙차(low-head) 수력 발전에서 사용하기 위한 대안적인 터빈 어셈블리를 제공한다. 특히, 상대적으로 저압인 수두(low pressure head)에서 물이 다량으로 흐르는 상태에서 사용될 수 있는 터빈 어셈블리가 설명되는데, 예를 들면 WO2013/190304에 설명된 바와 같은 시스템에 사용될 수 있는 것이다.
본 발명의 일태양은 물 흐름으로부터 전기를 발생시키는 장치를 포함하는데, 이 장치는
- 혼합 튜브의 제1단에 연결된 수축 섹션으로서, 수축 섹션의 단부와 혼합 튜브 사이에 벤추리가 형성되어 있는 것인 수축 섹션;
- 혼합 튜브의 제2단에 연결된 확산기 섹션으로서, 확산기 섹션은 벤추리에서의 압력보다 확산기 섹션의 출구에서의 압력이 크도록 구성된 것인 확산기 섹션;
- 복수의 블레이드를 가지는 블레이드 어셈블리를 포함하는 터빈 튜브로서, 터빈 튜브는 터빈 튜브와 수축 섹션 사이에 환형 영역이 형성되어 제1 유동 경로를 형성하도록 수축 섹션에 지지되고, 터빈 튜브는 제2 유동 경로를 형성하되, 터빈 튜브는 수축 섹션에 회전가능하게 장착되고, 블레이드는 터빈 튜브의 내표면에 부착되어, 사용시 블레이드를 지나는 물 흐름이 터빈 튜브의 회전을 구동하도록 된 것인 터빈 튜브
를 포함한다.
터빈 튜브와 블레이드는 수축 섹션에 대해 회전한다. 블레이드는 터빈 튜브의 내표면에 고정 연결되고, 물 유동이 블레이드를 지날 때 블레이드 어셈블리와 터빈 튜브가 함께 동심 회전하도록 터빈 튜브의 내경을 가로질러 연장된다. 터빈 튜브는 터빈 튜브의 회전 에너지를 외부 발전기에 전달하기 위해 터빈 튜브의 중심축을 따라 블레이드 어셈블리로부터 연장하는 구동 샤프트를 포함할 필요가 없다. 블레이드는 물 유동이 블레이드를 지날 때 블레이드 어셈블리와 터빈 튜브가 함께 동심 회전하도록 터빈 튜브의 내표면에 연결된다. 터빈 튜브의 회전은 발전기를 구동할 수 있다. 일실시예에서, 블레이드 어셈블리는 터빈 튜브에 배치되고, 이로 인해 터빈 튜브 내 이차 유동 경로의 일부가 블레이드 어셈블리 전후에 제공된다. 일실시예에서, 터빈 튜브의 길이는 터빈 튜브의 직경보다 클 수 있다.
터빈 튜브는 지지 보스에 회전가능하게 장착되고, 지지 보스는 지지 날개에 의해 수축 섹션에 장착된다. 지지 보스는 터빈 튜브를 수용하고 지지하도록 관통 형성되는 중앙 보어를 가진다. 지지 보스는 터빈 튜브가 그 종축 둘레로 회전하는 것을 지지하는 베어링 어셈블리를 포함한다. 터빈 튜브의 내부는 어떠한 기계적 베어링도 포함하지 않을 수 있다. 베어링은 이차 유동 경로 외부에 배치된다.
지지 보스는 터빈 튜브가 안에 유지되는, 터빈 튜브보다 길이가 짧은 지지 튜브를 포함할 수 있다. 지지 보스는 지지 튜브의 어느 한쪽 단부에 엔드캡(end cap)을 더 포함할 수 있고, 엔드캡은 터빈 튜브가 회전할 수 있도록 지지하는 베어링을 가질 수 있다.
터빈 튜브는 터빈 튜브의 외표면 둘레에 둘레방향으로 연장하는 드러스트 플랜지를 포함할 수 있다. 지지 보스는 지지 보스의 내표면 둘레에 둘레방향으로 연장하는 드러스트 보스를 포함할 수 있다. 드러트스 플랜지는 베어링 어셈블리를 경유하여 드러스트 보스와 맞물릴 수 있다. 드러스트 보스와 드러스트 플랜지의 맞물림은 베어링 어셈블리를 경유하여 일어날 수도 있다.
터빈 튜브는 발전기를 구동하도록 자유 회전가능하고, 장치가 터빈 튜브의 회전 에너지로부터 전기 에너지를 발생시키도록 해준다. 터빈 튜브는 발전을 위해 기계식 발전기 또는 전기식 발전기를 구동할 수 있다.
기계식 발전기 어셈블리에서, 터빈 튜브는 발전기에 연결가능한 기어열에 연결된다. 일실시예에서, 터빈 튜브는 그 외표면 상에, 지지 보스와 터빈 튜브 사이의 공간에 위치한 적어도 하나의 피니언 기어와 맞물리는 이빨가공된 플랜지를 포함한다. 각 피니언 기어는 구동 샤프트에 연결되고, 구동 샤프트는 발전기에 연결가능하다.
장치는 지지 보스와 터빈 튜브 사이 공간에 복수의 피니언 기어와 구동 샤프트 장비를 포함할 수 있다. 일실시예에서, 장치는 적어도 세 개의 피니언 기어 및 구동 샤프트 장비를 포함하고, 각 피니언 기어는 이빨가공된 플랜지에 맞물린다. 장치는 두 개, 세 개, 네 개 또는 더 많은 피니언 기어 및 구동 샤프트 장비를 포함할 수도 있다. 이빨가공된 플랜지는 터빈 튜브 둘레에 둘레방향으로 연장된다.
전기식 발전기 어셈블리에서, 터빈 튜브 및 지지 보스는 영구 자석과 고정자 장비를 포함한다. 일실시예에서, 터빈 튜브는 터빈 튜브의 외표면 상의 오목부에 영구 자석을 포함하고, 지지 보스는 영구 자석과 정렬된 고정자를 포함한다. 오목부와 영구 자석은 터빈 튜브의 외표면 둘레에 둘레방향으로 연장될 수 있다.
장치는 지지 보스와 지지 날개 중 하나를 통해 연장된 파워 오프테이크(power off take) 도관을 더 포함할 수 있다. 기계식 발전기 장비의 구동 샤프트 또는 전기식 발전기 장비로부터의 전력 케이블은 도관을 통해 장치의 외부로 연장될 수 있다. 지지 보스 및 지지 날개를 통해 도관을 가진다는 것은 터빈 튜브가 어떠한 구동 샤프트 및/또는 전력 케이블도 그 내부에 가지지 않는다는 것을 의미한다. 이에 의해 일차 유동 경로 및 이차 유동 경로는 어떠한 구동 샤프트 및/또는 전력 케이블도 없을 수 있고, 물 유동에 방해를 저감시키는 데 도움이 된다.
장치는 지지 날개 중 하나를 통해 연장된 도관을 경유하여 터빈 튜브와 지지 보스 사이의 공간에 공기를 주입하기 위한 에어 콤프레서를 더 포함할 수 있다. 에어 콤프레서는 터빈 튜브 및/또는 수축 섹션의 외부에 위치할 수 있다.
장치는 지지 날개 중 하나를 통해 연장된 도관을 통해 터빈 튜브와 지지 보스 사이의 공간에 공기를 진입시키도록 터빈 튜브 둘레에 반경방향으로 배치된 송풍기 팬을 포함할 수 있다.
일실시예에서, 상기 지지 날개를 통해 상기 지지 보스로부터 상기 수축 섹션 외부로 하류방향 연장 배수관이 연장된다. 배수관은 터빈 튜브와 지지 보스 사이 공간에 들어가는 물이 있으면 통로를 제공한다.
지지 보스는 노즈 페어링(nose fairing) 및/또는 테일 페어링(tail fairing)을 포함할 수 있다. 일실시예에서, 노즈 페어링의 외측 프로파일은 실린더형 또는 총알형이다. 노즈 페어링의 내측 프로파일은 오목형, 원뿔형, 볼록형이다.
일실시예에서, 블레이드는 터빈 튜브의 내표면과 일체형이다. 다른 일실시예에서, 터빈 튜브의 내표면은 블레이드의 팁이 끼워지는 복수의 오목부를 포함한다.
상기 터빈 튜브는 제1 재료로 제조된 제1 섹션과 제2 재료로 제조된 제2 섹션을 포함할 수 있는데, 상기 제1 재료와 제2 재료는 상이하다. 제1 재료는 제2 재료보가 강한 재료이다. 제1 섹션은 튜브의 전방 섹션일 수 있고, 플레이드를 포함하며, 제2 섹션은 튜브의 후방 섹션일 수 있다.
터빈 튜브의 내경은 변할 수 있다. 일실시예에서, 터빈 튜브의 내경은 물이 유동 방향으로 길이를 따라 감소한다. 다른 실시예에서, 터빈 튜브는 길이를 따라 실질적으로 일정한 내경을 가진다.
튜브의 위치는 수축 섹션에 따라 상대적으로 변동 가능하다. 터빈 튜브는 터빈 튜브의 종축이 수축 섹션의 종축과 실질적으로 정렬되도록 수축 섹션에 배치된다. 터빈 튜브는 수축 섹션의 입구가 터빈 튜브의 입구의 상류에 있도록 위치될 수 있다. 다른 실시예에서, 터빈 튜브는 터빈 튜브의 입구가 수축 섹션의 입구의 상류에 있도록 위치될 수 있다.
터빈 튜브의 출구 위치도 변동 가능하다. 일실시예에서, 터빈 튜브는 터빈 튜브의 출구가 상기 혼합 튜브 속으로 연장되도록 위치된다. 다른 실시예에서, 터빈 튜브는 터빈 튜브의 출구가 혼합 튜브의 입구의 상류에 있도록 위치된다.
장치는 이차 유동 경로의 입구에 배치된 프리-스월(pre-swirl) 고정자를 더 포함할 수 있다. 프리-스월 고정자는 노즈 페어링의 입구에서 터빈 블레이드 어셈브리 전방에 또는 터빈 튜브의 입구 전방에 배치될 수 있다.
수축 섹션, 혼합 튜브 및 확산기 섹션은 연속하는 튜브로 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 수축 섹션, 혼합 튜브 및 확산기 섹션은 개별 섹션으로 구성되어 연속하는 튜브를 형성하도록 서로 연결된다.
바람직한 실시예에서, 수축 섹션의 프로파일은 환형 영역을 통해 일차 유동의 일정한 가속을 제공하도록 구성된다. 확산기 섹션의 프로파일은 확산기 섹션을 통해 물 유동의 일정한 감속을 제공하도록 바람직하게 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 태양은 물 유동으로부터 전기를 발생시키는 시스템을 포함하는데, 이 시스템은 흐르는 일단의 물의 단면을 가로질러 위치하는 배리어;를 포함하고, 상기한 적어도 하나의 장치를 구비하며, 장치는 사용시 배리어의 상류측으로부터 배리어의 하류측으로 유동 경로를 제공하도록 배치된다.
본 발명의 또 다른 태양은 물의 유동으로부터 전기를 생성하는 방법을 포함하는데, 이 방법은
물이 저장되도록 상술한 시스템 또는 장치를 일단을 물을 가로질러 설치하되, 배리어의 상류와 하류 사이에 수두차가 생기도록 하는 단계와,
장치를 통과하는 물 유동을 이용하여 터빈 튜브를 회전시키는 단계
를 포함한다.
배리어는 상술한 적어도 두 개의 장치를 포함할 수 있다. 바람직하게는 배리어는 상술한 바와 같은 장치의 어레이를 포함한다. 장치들은 배리어에 통합되어 배리어의 한쪽에서 다른 쪽으로 유동 경로를 제공한다.
본 발명의 또 다른 태양은 혼합 튜브의 제1단에 연결된 수축 섹션을 가지는 외측 튜브에 사용하기 위한 터빈 어셈블리를 포함하는데, 수축 섹션과 혼합 튜브 사이에 벤추리가 형성되고, 수축 섹션은 물 유동으로부터 전기를 생성하도록 혼합 튜브의 제2단에 연결되며, 터빈 어셈블리는
- 복수의 블레이드를 가지는 블레이드 어셈블리를 포함하는 터빈 튜브와;
- 외측 튜브의 수축 섹션에 장착되도록 된 지지 보스
를 포함하고,
터빈 튜브는 수축 섹션에 회전가능하게 장착되고, 블레이드는 터빈 튜브의 내표면에 부착되어, 사용시 블레이드를 지나는 물 흐름이 터빈 튜브의 회전을 구동하도록 된다. 터빈 튜브는 지지 보스에 대해 상대적으로 회전한다.
물 유동이 블레이드를 지날 때 블레이드 어셈블리와 터빈 튜브가 함께 동심 회전하도록 블레이드는 터빈 튜브의 내표면에 고정 연결된다.
지지 보스는 터빈 튜브를 수용하고 지지하도록 관통 형성되는 중앙 보어를 가진다. 지지 보스는 터빈 튜브가 그 종축 둘레로 회전하는 것을 지지하는 베어링 어셈블리를 포함한다. 터빈 어셈블리는 상술한 바와 같은 터빈 튜브와 지지 보스의 추가 특징들을 가질 수 있다.
이하 설명에서, 용어 “상류” 및 “하류”는 장치의 특징부들 사이의 상대 위치를 정의하는 데 사용된다. 상류 및 하류 방향은 사용시 장치를 통한 물 유동 방향에 대하여 상대적으로 정의된다. 상류 끝은 입구 영역을 의미할 수 있고, 하류 끝은 출구 영역을 의미할 수 있다.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 예를 들어 설명하겠다.
도 1은 본 발명의 일실시예의 측단면도를 보여준다.
도 2는 본 발명의 장치의 일실시예를 보여준다.
도 3은 도 2의 절개도를 보여준다.
도 4는 본 발명의 일실시예의 측단면도를 보여준다.
도 5는 본 발명의 수축 섹션과 터빈 튜브의 측단면도를 보여준다.
도 6은 본 발명의 장치에 사용하기 위한 수축 섹션, 터빈 튜브 및 지지 보스(boss)의 절개도를 보여준다.
도 7은 본 발명의 터빈 튜브와 지지 보스의 단부(end view)를 보여준다.
도 8과 도 9는 본 발명의 장치에 사용하기 위한 터빈 튜브 및 지지 보스의 일실시예의 절개도를 보여준다.
도 10은 터빈 튜브와 지지 보스의 일실시예의 분해도를 보여준다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 터빈 튜브의 측면 개요도를 보여준다.
도 13A, B, C는 본 발명의 실시예들의 측면 개요도를 보여준다.
도 14는 본 발명의 터빈 튜브와 수축 섹션의 측면 개요도를 보여준다.
도 15는 본 발명의 기계식 발전기의 절개도를 보여준다.
도 16, 17, 18은 본 발명의 터빈 튜브들의 측단면도를 보여준다.
도 1은 물의 흐름을 전기로 변환하기 위한 본 발명에 따른 시스템(10)을 보여준다. 이 시스템은 일단(一團)의 물(body of water)의 폭을 가로질러 위치된 배리어(12)(barrier)와, 배리어 상류측으로부터 배리어 하류측으로 배리어(12)를 통해 물이 흐르는 경로를 제공하는 장치(14)를 포함한다. 이 시스템은 수력 유동 에너지를 수력 위치 에너지로 변환시키고 나서, 이 수력 위치 에너지를 전기 에너지로 변환한다.
유동에 대한 시스템의 저항은 수력 위치 에너지를 비축하는 상류 자유 수면 상승을 야기하고, 이는 장치를 통과하는 흐름을 추진하고 이로부터 터빈은 전기로의 변환을 위한 기계적 에너지를 얻는다. 높아진 상류 자유면에서 수력 위치 에너지의 비축은 상류 유동이 가지는 운동 에너지에 의해 계속 보충된다.
도 1, 도 2, 도 3을 참조하면, 장치(14)는 상류 위치로부터 배리어(12)의 하류 위치로 유동 경로를 제공한다. 이 장치는 수축 섹션(16), 혼합 섹션(18) 및 팽창 확산기 섹션(22)를 가지는 튜브를 포함한다. 수축 섹션(16)은 혼합 튜브(18)를 향해 좁아지고 수축 섹션(16)과 혼합 튜브(18)의 경계에 벤추리(20)가 형성된다. 팽창 확산기 섹션(22)은 혼합 튜브(18)의 출구로부터 연장된다.
수축 섹션(16) 내에는 터빈 튜브(24)가 지지 보스(26)에 회전 가능하게 지지되고, 터빈 튜브(24)의 외면과 수축 섹션(16)의 내면 사이에는 환형 영역(28)이 형성된다. 지지 보스는 터빈 튜브를 수용하고 지지하도록 중앙 보어(bore)를 포함하며, 터빈 튜브(24)의 종축은 수축 섹션(16)의 종축과 실질적으로 정렬된다. 터빈 튜브는 블레이드 어셈블리(30)를 포함한다. 터빈 튜브(24)를 통해 물이 흐를 때, 블레이드 어셈블리(30)는 정지된 지지 보스(26)와 수축 섹션(16)에 대하여 상대적으로 터빈 튜브(24)를 회전시킨다.
터빈 튜브(24)와 수축 섹션(16) 사이 환형 영역 내에는 일차 유동(32)을 위한 제1 유동 경로가 형성된다. 터빈 튜브(24) 내에는 이차 유동(34)을 위한 제2 유동 경로가 형성된다. 환형 영역은 튜브와 수축 섹션 내벽 사이의 원형의 링형 공간에 국한되지 않는다. 환형 영역의 형상은 수축 섹션, 터빈 튜브 및 지지 보스의 단면 형상에 의해 정해진다.
일단의 물을 가로지르는 배리어(12)는 장치의 직접 상류에 압력 수두를 제공한다. 이것은, 배리어 후방 수심이 증가하면 유동이 느려지게 되어, 유동의 더욱 상류로부터의 운동 에너지 일부를 상승된 물 높이의 위치 에너지로 변환시킨다. 이 결과 얻어지는 수두차(head difference)(H)는 위치 에너지가, 동등한 유동으로부터 직접 운동 에너지를 얻어내는 자유 유동 장치의, 베츠 한계(Betz limit)라고 알려진, 출력 상한 이상으로 유용한 에너지로 변환되도록 해준다. 배리어의 상류측으로부터의 물이 수축 섹션을 통해 혼합 섹션으로 흐른 다음, 확산기 섹션을 통해 장치 외부로 흘러나간다. 튜브를 통과하는 이차 유동이 일어나고, 블레이드 어셈블리를 통해 터빈 튜브의 회전이 구동되고, 기계적 또는 전기적 파워 오프 테이크(power off take) 설비를 통해 전기가 발생된다.
수축 섹션은 벤추리에서 일차 유동이 저압 지대로 흐르는 것을 가속시킨다. 저압 지대는 터빈 튜브를 통한 이차 유동을 유도한다. 일차 및 이차 유동은 혼합 챔버에 진입하여 여기에서 두 유동이 혼합된다. 혼합된 유동은 확산기 섹션으로 진입하고, 확산기 섹션을 통해 움직임에 따라 물의 유동 속도는 느려진다. 물이 확산기 섹션 하류를 벗어나기 전에, 확산기 섹션을 통해 흐르면서 유동은 정수두(static head)를 다시 얻고 동수두(dynamic head)를 잃게 된다. 이에 의해 벤추리에서 낮은 정수두를 유지한다.
물 흐름의 주요 부분, 즉 일차 유동(32)은 수축 섹션(16)과 터빈 튜브(24) 사이에 형성된 환형 영역(28)을 통과하게 된다. 터빈 튜브(24)를 통해 보다 작은 용적의 물, 즉 이차 유동(34)이 흐르게 되고, 블레이드 어셈블리(30)를 통과하면서 흐름에 따라 터빈 튜브의 회전이 구동된다. 일차 유동(32)이 벤추리(20)를 향해 수렴함에 따라, 일차 유동은 가속되고 정수두를 잃는다. 터빈 튜브 출구에서 터빈 튜브(24) 외측에서의 고속의 일차 유동(32)은 터빈 튜브(24)의 끝으로부터 보다 느린 이차 유동(34)을 일차 유동(32) 속으로 끌어들이는 데 도움을 준다.
따라서, 장치는 고용적, 저수두 유동을, 터빈 튜브를 회전시킴으로써 효과적으로 전력을 발생시킬 수 있는 저용적 고수두 유동으로 변환시킬 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 터빈 튜브(24)는 고정 지지 보스(26) 내에서 수축 섹션(16)에 회전 가능하게 지지되고, 수축 섹션(16) 내에 중앙에 위치된다. 터빈 튜브(24)는 상류 높은 정수두와 벤추리에서의 낮은 정수두 사이에서 유동 경로를 제공한다. 이차 유동은 터빈 튜브를 통과해 흐르는데, 이는 터빈 튜브의 상류단과 벤추리 사이에서의 증폭된 수두 저하에 의해 야기된다.
복수의 터빈 블레이드를 구비하는 블레이드 어셈블리(30)가 터빈 튜브(24) 내부에 위치된다. 블레이드 어셈블리는, 물이 블레이드 어셈블리(30)를 통해 흐를 때 터빈 튜브(24)가 그 중심축을 중심으로 회전하도록, 블레이드의 끝단을 통해 터빈 튜브(24)의 내표면에 연결된다. 터빈 튜브 및 블레이드 어셈블리는 단일 유닛처럼 함께 회전한다. 블레이드 어셈블리를 통해 물이 흐를 때, 물 흐름은 블레이드와 상호작용하고, 이로 인해 터빈 튜브의 회전이 구동되고, 터빈 튜브는 지지 보스에서 베어링 상에서 회전하게 된다.
일 실시예에서, 터빈 튜브의 내표면에 복수의 오목부(recess)가 가공된다. 각 블레이드는 그 팁에 랜드(land)를 가지며, 이 오목부 속에 삽입 체결되도록 형상을 가지며, 터빈 블레이드를 터빈 튜브에 상대적으로 고정시킨다. 오목부는 터빈 튜브의 선단의 내표면에 가공되고, 블레이드 팁 랜드는 튜브의 선단으로부터 오목부 속으로 미끌어져 들어갈 수 있다. 이로 인해, 블레이드는 터빈 튜브의 선단으로부터 제거 및 삽입 가능하게 되고, 손상되거나 교체가 필요할 시, 터빈 튜브를 크게 분해할 필요가 없다.
대안적인 실시예에서, 블레이드 팁은 터빈 튜브의 내표면과 일체형이다.
블레이드 어셈블리에 대하여 터빈 튜브에 단절(break)이 없고, 따라서 블레이드 어셈블리의 상류 및 하류 표면 사이에서 누출 경로가 없다. 터빈 튜브(24)가 회전하도록 지지하는 베어링(36, 40)은 터빈 튜브(24)의 외부에 있고, 블레이드 어셈블리(30)를 통과해 흐르는 유동으로부터 격리된다. 따라서, 터빈을 가로지르는 높은 압력 저하에도 가능한 우회 누출 경로가 없고, 모든 이차 유동(34)은 터빈 튜브(24)의 길이를 따라 지나간다.
블레이드 어셈블리는 터빈 튜브의 입구로부터 충분한 거리를 가질 수 있게 되는데, 즉 블레이드 어셈블리는 터빈 튜브의 입구로부터 이격되고, 블레이드 어셈블리를 통해 양호 조건의 유동이 있게 된다. 일실시예에서, 블레이드 어셈블리는 터빈 튜브의 길이 일부를 따라 제공되어, 이차 유동 경로의 적어도 일부가 블레이드 어셈블리에 앞에 제공되고, 이차 유동 경로의 적어도 일부가 블레이드 어셈블리 뒤에 제공된다.
터빈 튜브와 블레이드 어셈블리의 블레이드를 단일 유닛처럼 지지 보스 내에서 회전하도록 함으로써, 블레이드로부터 튜브에까지 물리적인 연속성이 제공되고, 전통적인 터빈에서 발생할 수 있는 블레이드 팁에서의 전력 손실을 없애는 데 도움이 된다. 블레이드로부터 터빈 튜브에까지의 연속성은 또한 구조적인 강도 및 블레이드의 복원력을 높이는 데 도움이 되고, 블레이드의 더 작고 더 가벼운 디자인이 사용될 수 있도록 하며, 나아가 전력 손실을 최소화하는 데 도움이 된다.
도 12에 도시된 바와 같이, 터빈 튜브(24)는 그 길이를 따라 실질적으로 일정한 내경을 가질 수 있다. 대안적인 구조에서, 터빈 튜브(24)는 도 11에 도시된 바와 같이 하류 끝을 향하여 테이퍼를 가질 수 있다. 터빈 튜브의 직경은 그 길이를 따라 수축하여, 터빈 튜브(24)의 입구는 터빈 튜브의 출구보다 직경이 크다. 테이퍼형 터빈 튜브를 제공함으로써 스킨 마찰을 저감하고 장치의 효율을 증진시키는 데 도움을 줄 수 있다.
일실시예에서, 터빈 튜브(24)는 둘 이상의 섹션을 가질 수 있다. 터빈 튜브(24)는 전방 로드 베어링 섹션(44)과 후방 섹션(46)을 가질 수 있다. 전방 섹션과 후방 섹션은 다른 재료로 제조될 수 있다. 바람직하게는, 전방 섹션은 후방 섹션보다 더 강한 재료로 제조된다. 이는 후방 섹션에 더 가볍고 및/또는 저렴한 재료를 사용함으로써 시스템의 제조 경비를 줄이는 데 도움이 될 수 있다. 사용 가능한 적절한 재료로는, 더 강한 재료로 제조되는 섹션 용으로 강철, 티타늄, 알루미늄, 청동 및 이들의 합금이 포함되나, 이에 한정되지는 않는다. 다른 섹션을 위한 더 가볍고 및/또는 저렴한 재료에는 플라스틱 또는 저가 금속 합금이 포함될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
튜브를 형성하는 섹션들은 전통의 방식으로 제조될 수 있다. 어떤 실시예들에서는, 인캐스터(encastred) 터빈을 포함하는 전방 섹션이 3D 프린팅에 의해 제조될 수도 있다.
터빈 튜브는 충분한 길이를 가짐으로써 수축 섹션에서 고압 구역으로부터 벤추리에서 저압 구역에까지 걸쳐지도록 위치될 수 있다. 도 5에 도시한 바와 같이, 터빈 튜브(24)의 하류단은 일정 거리(X) 혼합 튜브 내로 연장되도록 혼합 튜브(18) 내에 위치될 수 있다. 거리(X)는 장치의 성능을 최적화하기 위해 선택되며, 0, 양수 또는 음수일 수 있다. 거리(X)가 양수이면, 터빈 튜브는 혼합 튜브 내로 연장된다. 거리(X)가 음수이면 터빈 튜브의 출구는 혼합 튜브의 입구 상류에서 끝난다. 거리(X)가 0이면, 터빈 튜브의 출구는 실질적으로 혼합 튜브의 입구와 정렬된다.
지지 보스(26)는 터빈 튜브(24)가 장착되는 중앙 보어를 가지는 지지 튜브를 포함한다. 지지 보스는 지지 날개(vane)(62)에 의해 수축 섹션(16)에 장착된다.
터빈 튜브(24)는 터빈 튜브(24)의 외표면 둘레에 원주방향으로 연장되는 드러스트 플랜지(thrust flange)(38)를 포함한다. 터빈 튜브(24) 상에서 드러스트 플랜지(38)는 나사가공된(threaded) 드러스트 보스(42)에 의해 지지 보스(26) 내에 속박되는 드러스트 베어링(40)과 맞물린다. 나사가공된 드러스트 보스(42)는 지지 보스(26)의 내표면 둘레에 원주방향으로 연장된다. 드러스트 보스와 드러스트 플랜지의 맞물림은 터빈 튜브가 회전할 때 축방향으로 하류방향으로 움직이는 것을 방지한다.
일실시예에서, 지지 보스(26)는 노즈 페어링(nose fairing)(48) 및/또는 테일 페어링(tail fairing)(50)을 포함할 수 있는데, 이들은 지지 튜브와 맞물린다. 노즈 페어링 및 테일 페어링은 난류로 인한 에너지 손실을 최소화하는 데 도움이 되도록 지지 보스에 장착될 때 일차 유동에 매끄러운 유체역학적 프로파일을 부여한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 노즈 페어링은 실린더형일 수 있고, 또는 도 15 내지 도 18에 도시된 바와 같이 총알형 프로파일을 부여할 수도 있다.
노즈 페어링(48)은 터빈 튜브(24)에 입구 덮개를 제공하고, 터빈 튜브 속으로의 이차 유동(34)의 입구를 특정한다. 노즈 페어링의 내표면은 이차 유동과 접촉하고, 장치의 효율을 증진시키도록 형상지어질 수 있다. 도 13은 노즈 페어링의 내표면의 가능한 형상의 예들을 보여준다. 도 13A에 도시된 바와 같이, 노즈 페어링의 내표면은 오목 형상을 가질 수 있다. 도 13B는 노즈 페어링이 입구로부터 터빈 튜브 입구까지 일정한 테이퍼를 가지는 원뿔 형상을 가지는 장치를 보여준다. 도 13C는 노즈 페어링이 볼록 형상을 가지는 장치를 보여준다. 일실시예에서, 장치는 터빈 튜브의 입구에 연결된 (도시되지 않은) 피쉬 스크린(fish screen)을 더 포함할 수 있다. 피쉬 스크린은 물고기들이 튜브에 들어오는 것을 방지하면서 한편 터빈 튜브를 통해 물이 유동하는 것을 허용하도록 선택된다. 튜브 터빈의 회전은 피쉬 스크린이 부스러기 없이 유지되는 데 도움을 줄 수 있다.
도 14에 도시된 바와 같이, 지지 보스(26)의 노즈 페어링(48)의 상류측 끝은 수축 섹션(16)의 입구로부터 거리(Y)에 있다. 거리(Y)는 0, 양수 또는 음수일 수 있다. 거리(Y)가 양수이면 수축 섹션의 입구는 지지 보스의 노즈 페어링의 입구 상류에 있다. 거리(Y)가 음수이면 지지 보스의 입구는 수축 섹션 입구의 상류에 있다. 거리(Y)가 0이면, 수축 섹션의 입구는 지지 보스의 노즈 페어링의 입구와 실질적으로 정렬된다.
자유 유동 유속이 2 m/s 미만인 일실시예에서, 거리(Y)가 D1의 사이즈(수축 입구의 직경)과 연대하여, 노즈 페어링의 선단 엣지와 높이 정렬되는 수축 섹션의 횡단면을 통과하는 물이 약 2 m/s의 평균 속도를 가지는 것을 보장하도록 선택된다.
도 5를 참조하면, 지지 보스(26)는 상승된 내측 원형 랜드(52)를 포함한다. 터빈 튜브(24)의 드러스트 프랜지(38)는 지지 보스의 원형 랜드(52)와 맞물린다. 지지 보스(26)와 터빈 튜브(24) 사이 공간에 발전 콤포넌트가 위치된다. 나사가공된 엔드캡(end cap)(54, 56)이 터빈 튜브(24)와 지지 보스(26) 사이 공간의 끝을 폐쇄한다. 엔드캡(54, 56)은 터빈 튜브(24)가 그 종축 둘레로 회전하는 것을 지지하는 베어링(36)을 구비할 수 있다. 터빈 튜브(24)와 엔드캡(54, 56) 사이, 엔드캡(54, 56)과 노즈(48) 및 테일(50) 페어링 사이, 및/또는 지지 보스(26)와 노즈(48) 및 테일(50) 페어링 사이에 실링(58)이 제공된다. 실링(58)은 지지 보스와 터빈 튜브 사이 공간에 물이 진입하는 것을 제한하는 데 도움이 된다.
지지 보스와 터빈 튜브는 또한 이차 유동으로부터 터빈 튜브와 지지 보스 사이의 공간 속으로 이어주는 가능한 누출 경로의 입구 사이에 압력차가 없거나 작도록 구성된다. 이는 물이 이 공간으로 누출되는 것을 방지하는 데 도움이 된다.
지지 보스(26)는 지지 보스(26)의 외표면으로부터 수축 섹션(16)의 내표면으로 연장되는 둘 이상의 지지 날개(62)에 의해 수축 섹션 내에 지지된다. 지지 날개의 개수는 변동 가능한데, 바람직하게는 3 또는 4 개의 지지 날개가 사용되지만, 필요에 따라 더 많은 또는 더 적은 지지 날개가 사용될 수 있다. 지지 날개는 일차 유동에서 에너지 손실을 최소화하도록 프로파일을 가진다. 지지 날개(62)는 도 8에 도시된 바와 같이 볼트(64) 및/또는 맞춤못(66)으로 수축 섹션(16)과 지지 보스(26)에 부착된다. 지지 날개를 수축 섹션에 그리고 지지 보스에 부착하기 위해 다른 종래의 부착 수단이 사용될 수도 있다.
일실시예에서, 지지 보스(26)는 지지 보스(26)과 지지 날개(62)를 지나 수축 섹션(18) 외부로 연장되는 배수관(60)을 포함할 수 있다. 이 경우, 배수관은 배수관(60)이 수직방향으로 하류에 정렬되도록 위치되고, 지지 보스와 터빈 튜브 사이 공간에 진입하는 물은 장치(14) 외부로 배수될 수 있다.
터빈 튜브의 회전은 일부 회전 에너지가 스킨 마찰을 지나 일차 유동으로 전해지도록 한다. 일실시예에서, 도 6 및 7에 도시된 바와 같이, 노즈 페어링(48)에서 프리-스월(pre-swirl) 고정자(68)를 포함시킴으로써, 유동에서 원하지 않는 정도의 회전을 대비하게 된다. 프리-스월 고정자(68)는 터빈 튜브에 굵은 부스러기들이 진입하는 것도 방지하는 데 도움이 될 수 있다.
지지 보스(26)와 터빈 튜브(24) 사이 공간에 발전 콤포넌트가 위치된다. 장치를 위한 두 가지 바람직한 파워 오프 테이크 옵션은 기계적 파워 오프 테이크 장비와 전기적 파워 오프 테이크 장비이다.
기계적 파워 오프 테이크 장비는 도 15 내지 도 18에 도시되어 있다. 터빈 튜브(24)의 드러스트 플랜지(38)는 상류측으로 물려들어간 기어치를 가진다. 터빈 튜브의 회전은 이빨가공된 드러스트 플랜지(38)에 연결된 기어열을 구동한다. 기어열은 지지 보스(26)와 터빈 튜브(24) 사이 공간 내부에 위치되고 이빨가공된 드러스트 플랜지(38)와 맞물리는 이빨가공된 피니언 휠(70)을 포함한다. 피니언 휠(70)은 구동 샤프트(72)의 끝에 연결된다. 구동 샤프트(72)는 상방 연장되어 지지 보스(26) 및 지지 날개(62)에서 도관(74)을 지난다. 터빈 튜브(24)의 회전은 피니언 휠(70)과 구동 샤프트(72)의 회전을 야기한다. 구동 샤프트는 장치(14) 외부에 위치하여 전기를 생성하는 교류발전기(도시되지 ?邦?)에 연결된다.
장치는 터빈 튜브(24)의 이빨가공된 플랜지(38)와 맞물리는 하나 이상의 구동 샤프트(72) 및 피니언 휠(70) 어셈블리를 포함할 수 있다. 고동력 장치의 경우 장치의 파워 오프테이크 콤포넌트에 응력을 제한하는 것이 바람직할 수 있어, 각 구동 샤프트(72)이 지지 보스(26) 및 지지 날개(62)에서 도관(74)를 통과하는 복수의 지지 샤프트/피니언 휠 어셈블리를 포함할 수 있다.
도 7 및 도 16을 참조하면, 일실시예에서, 장치는 지지 날개(62)와 지지 보스(26)를 통과해 지지 보스(26) 및 터빈 튜브(24) 사이 공간 속으로 연장하는 도관(76)에 공기를 주입하기 위한 (도시하지 않은) 에어 컴프레서를 포함한다. 도관(76)에 공기를 주입하는 것은 지지 보스(26)와 터빈 튜브(24) 사이 공간에 있는 물이 있으면 이를 배수관(60) 밖으로 배출하는 데 도움이 된다. 기계적 오프테이크 장비를 가지는 장치에서, 에어 콤프레서가 존재하면 기어열의 구동 샤프트(72)에 의해 구동될 수 있다.
베어링(36)과 피니얼 휠(70)을 가지는 공간에서 물을 제거하는 것은 구동 트레인에 마찰 드래그를 최소화하는 데 도움이 된다. 장치가 동작하지 않을 때 이 공간에 진입한 물이 있으면 중력 하에서 배수관(60) 외부로 흘러나갈 것이다.
도 8, 도 9, 도 10에는 전기 파워 오프테이크 장비가 도시되어 있다. 터빈 튜브(24)의 외표면에 가공된 홈에 영구 자석(78)이 끼워져 있다. 홈은 터빈 튜브(24)의 로드 베어링부(44)에 위치될 수 있다. 고정자(80)가 일차 권선부(82)를 가지고, 지지 보스(26)에 연결된다. 고장자(80)는 볼트(84) 또는 다른 전통적인 부착 수단에 의해 지지 보스(26) 내부에 유지된다.
터빈 튜브(24)의 회전은 영구 자석(78)을 연철 코어 고정자(80) 및 일차 권선(82) 내부에서 회전하도록 하고, 전력을 발생시킨다. 전력은 장치에서 전력 케이블(86)을 경유하여 지지 보스(26)와 지지 날개(62)를 통해 연장된 전선(88)을 통해 배출된다.
일실시예에서, 터빈 튜브(24) 둘레에 송풍기 팬(90)이 끼워진다. 팬은 터빈 튜브가 회전하여 송풍기 팬이 에어 도관(76)에 공기를 불어넣게 해주도록 치수가 정해진다. 도관은 지지 보스 및 지지 날개를 통해 연장되어, 공기를 지지 보스와 터빈 튜브 사이 공간에 송풍기 팬 직근 상류에서 불어넣는다. 전기적 오프테이크 장비를 포함하는 장치에 송풍기 팬이 존재하면, 고정자를 둘러싸는 공간에 공기를 가압 상태로 불어넣는다.
고정자(80) 둘에에 발생되는 공기 압력은 고정자 둘레 공간에 물이 있으면 배수관(60)을 통해 배출시킨다. 장치가 동작하지 않을 때, 이 공간에 물이 들어가면 중력 하에서 배수관(60)을 통해 흘러나갈 것이다.
터빈으로부터의 전력 오프테이크는, 기계적 장비이건 전기적 장비이건, 지지 보스 및 지지 날개를 통해 연장되는 도관을 통과하도록 만들어진다. 즉, 일차 흐름 또는 이차 흐름은, 고정 튜브에서 터빈이 자유 회전하는 경우에서처럼, 구동 벨트나 샤프트에 의해 방해받지 않는다.
터빈 튜브 및 지지 보스를 형성하는 컴포넌트들의 일체형 구조는 설치 시간과 비용을 저감시키는 데 도움이 되고, 장치의 현장 설치에 도움이 된다.
수축 섹션(16)은 한쪽 끝에 배리어(12) 뒤로부터 물을 받아들이는 입구로서 제1 오프닝을 가지고 반대쪽 끝에 혼합 튜브(18)로 물을 보내는 출구로서 보다 좁은 오프닝을 가지는 깔때기 형태이다. 수축 섹션(16)은 상류측 끝으로부터 혼합 튜브(18)의 입구를 향하여 좁아지는 테이퍼 구조이다. 수축 섹션과 혼합 튜브의 경계에 벤추리(20)가 형성된다. 수축 섹션의 파라미터, 예컨대 수축 각도, 섹션 길이, 사이즈, 예컨대 수축 섹션의 입구 및 출구 직경은 장치의 성능을 최적화하도록 선택될 수 있다.
도 13을 참조하면, 도 13A에 도시된 바와 같이, 수축 섹션(16)은 상류측 끝으로부터 하류측 끝으로 실질적으로 원뿔형 프로파일을 가진다. 수축 섹션은 원뿔형 절단체 형상으로 단일체로 간단히 제조될 수 있다. 도 13B 및 도 5는 수축 섹션(16)이 전방 수축 섹션(92) 및 후방 수축 섹션(94)을 포함하는 대안적 구조를 예시한다. 전방 및 후방 수축 섹션은, 전방 수축 섹션이 원뿔형 절단체로서 단순한 형상을 가지고 후방 수축 섹션이 보다 복잡한 커브형 오목 형상을 가지도록 따로 제조될 수 있다. 도 13C는 수축 섹션(16)이 그 길이를 따라 각도가 변하도록 테이퍼져서 환형 구역을 통해 일차 유동(32)에 일정한 가속도를 생성하도록 형성된 오목형 외측 프로파일을 제공하는 바람직한 대안적인 구조를 예시한다.
혼합 튜브는 이차 유동(34)과 일차 유동(32)이 실질적으로 일정한 유동을 형성하도록 혼합되는 파이프 내 섹션을 제공한다. 유동은 혼합 튜브(18)에서 나와 확산기 섹션(22)에 진입하기 전에 실질적으로 균일하고, 속도 프로파일은 확산기 섹션을 통과하는 유동에서 충분한 압력 회복을 가능하게 하여 벤추리에서의 저압과 확산기 섹션 출구에서의 고압 사이의 압력차를 유지한다.
혼합 튜브는 이차 유동(34)이 통과하는 터빈 튜브의 전력 출력을 최대화하도록 구성된다. 이것은, 적어도 부분적으로, 혼합 섹션이 벤추리에서 저압에 의해 야기되는 터빈을 통과하는 이차 유동이 일차 유동과 섞이기 시작하는 지점의 바로 하류 영역에서 유동 체제를 최적화하도록 구성되어 있기 때문에 달성된다. 혼합 튜브는 혼합 튜브 내에서 일차 유동으로부터 이차 유동으로 에너지 전달을 최적화하도록 구성된다.
혼합 튜브는 오프닝, 출구, 0이 아닌 길이를 가지고, 오프닝과 출구 사이 충분한 길이를 갖는 공간을 제공하여 여기에서 유동이 섞일 수 있게 된다. 혼합 튜브를 형성하는 튜브의 길이(L)는 유동이 확산기 섹션에 진입하기 전에 적합하게 한 상태의 유동이 얻어지도록 선택된다. 유동을 위한 올바른 길이와 압력 조건을 선택하는 것은 빠른 일차 유동과 느린 이차 유동 사이에서 최적의 에너지 전달이 있도록 보장하고, 이에 따라 혼합된 유동이 확산기 섹션을 진입하기 전에 두 유동을 가로지르는 인용 가능한 속도 프로피일이 있게 된다.
본 발명의 일실시예에서, 혼합 튜브는 하류방향으로 반원뿔각 베타(ß)를 갖도록 테이퍼질 수 있는데, 이렇게 해서 혼합 튜브의 출구는 입구보다 좁아진다. 혼합 튜브의 반원뿔각은 양수 또는 음수일 수 있다. 대안적인 실시예에서, 혼합 튜브는 상류 방향으로 테이퍼질 수 있는데, 이렇게 해서 혼합 튜브의 출구는 혼합 튜브의 입구보다 넓어지고, 혼합 튜브는 확산기 섹션 방향을 따라 넓어진다. 테이퍼진 혼합 튜브를 가지는 것은 환영 영역을 통과하는 고속 일차 유동과 터빈 튜브에서 나가는 저속 이차 유동 사이 에너지 전달을 촉진하는 데 도움이 된다.
혼합 튜브(18)의 하류 끝은 확산기 섹션(22)에 연결된다. 확산기 섹션은 혼합 튜브(18)로부터 물을 받아들이는 입구로서 제1 오프닝과, 그 반대쪽 끝에 배리어(12)의 하류측에 자유 유동 속으로 물을 다시 방출하는 출구로서 더 넓은 오프닝을 가지는 깔때기 형태이다. 확산기 섹션(22)은 혼합 튜브(18)의 출구로부터 외측으로 확대되어 확산기 섹션(22)을 벗어나기 전에 유동을 저속화하고 정압력을 회복하며, 난류를 통한 에너지 손실을 최소화한다. 넓어지는 각도는 확산기 성능을 최적화하도록 선택될 수 있다.
확산기 섹션의 파라미터, 예컨대 섹션의 길이, 넓어지는 각도 θ, 제1 오프닝과 제2 오프닝의 단면적 비는 유동이 감속하여 자유 유동 속도로 복귀할 때 난류를 억제하고 유동 단절로 인한 에너지 손실을 저감하도록 선택된다. 난류 하에서, 유동이 확산기 섹션의 출구에 접근할 때 소용돌이와 유동 단절이 압력 회복을 저하시킬 수 있다. 이들 파라미터들은 하류 수심에 의 해 정해지는 확산기 출구에서의 압력이 벤추리에서의 압력보다 가능한 한 높아지게 압력 회복을 최대화하도록 선택된다.
확산기 섹션은 압력 회복이 일어날 때 일차 유동이 확산기 섹션을 통과할 때 일정한 감속도를 가지도록 구성된다. 도 13A 및 도 13C를 참조하면, 확산기 섹션(22)은 그 길이를 따라 각도가 변화하면서 하류 끝으로 확대된다. 도 13A에 도시된 바와 같이, 확산기 섹션은 오목한 형태의 외측 프로파일을 가질 수 있다. 도 13C에 도시된 바와 같이, 확산기 섹션은 볼록한 형태의 외측 프로파일 섹션을 가질 수 있다. 도 13B는 실질적으로 일정한 각도로 테이퍼져서 실질적으로 원뿔형 프로파일을 가지는 넓어지는 섹션(22)을 가지는 장치를 예시한다.
수축 섹션, 혼합 튜브 및 확산기 섹션은 단일의 연속 튜브로 제조될 수 있다. 대안적으로, 수축 섹션, 혼합 튜브 및 확산기 섹션은 볼트나 기타 전통적인 체결 수단이나 기술에 의해 함께 유지되는 두 개 이상의 독립 섹션으로 제조될 수도 있다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 수축 섹션, 혼합 튜브 및 확산기 섹션은 두 개의 섹션, 즉 수축 및 혼합 튜브 섹션과 확산기 섹션이 볼트(96)에 의해 서로 유지되도록 제조될 수 있다.
섹션들 사이에 날카로운 엣지 전이부가 있을 경우 발생할 수 있는 유도되는 난류로 인한 에너지 손실을 최소화하도록 인접한 두 섹션들 사이에 방사형(radiused) 전이부(98)가 형성될 수 있다. 시스템의 에너지 변환 효율을 향상시키는 데 도움이 될 것이다.
장치는 1kW 내지 1MW 이상의 전력 출력을 발생시키는 데 사용될 수 있다. 도 4를 참조하면, 수축 섹션의 입구 직경(D1), 지지 보스의 노즈 페어링 입구의 직경(D2), 터빈 튜브의 출구 직경(D3), 혼합 섹션의 출구 직경(D4), 확산기 섹션의 출구 섹션(D5), 혼합 섹션의 길이 M, 그리고 확산기 섹션의 길이 L이 시스템의 효율을 향상시키도록 변경될 수 있다. D4/D1, D3/D1, M/D4, L/(D5-D4)의 비율들은 시스템이 설치될 곳의 조건에 부합하도록 선택될 것이다.
일실시예에서, 장치는 물 유동의 약 80%가 환형 영역(28)을 통과하고 물 유동의 나머지 약 20%가 터빈 튜브(24)를 통과하도록 설계된다. 일실시예에서, 장치는 두 개의 비-치수(non-dimensional) 파라미터 알파(α) 및 베타(β)의 곱이 약 0.25가 되도록 구성되는데, 여기에서
α는 터빈 튜브의 출구에서 총 이차 유동 면적(πD32/4)에 대한 터빈 튜브의 출구에서 총 일차 유동 면적 [(π/4)(D42-D32)]의 비이고,
β는 터빈 튜브로부터 출구에서 환형 영역 내 일차 유동의 평균 속도에 대한 터빈 튜브 내 이차 유동의 평균 속도의 비이다.
자유 유체 스트림에서의 운동 에너지 기계에서는 최대 전력이 베츠 한계(Betz limit)에 구속되고 각 기계 사이에 상당한 이격을 갖도록 기계 어레이가 배치되어야 하지만, 이와 달리 본 발명은 일단의 물의 전체 폭을 가로질러 배리어를 제공함으로 인해 상류 물 레벨을 상승시킴으로써 전체 유동의 운동 에너지로부터 수력 위치 에너지를 먼저 만들어 놓고, 다음에 그러한 위치 에너지 비축의 다량을 터빈 튜브를 통과하는 유동의 보다 작은 부분에 집중시키고 이를 가로질러 그에 따라 증폭된 압력 강하를 일으키고 경제적인 “water to wire” 효율로 전기 에너지를 발생시키게 된다.
전력 생산에 인용 가능한 효율을 달성하기 위해, 본 발명은 같은 수준의 일단의 흐르는 물을 가로질러 배치되는 자유 스트림 터빈의 터빈 디스크 직경보다 작은 직경을 가지는 블레이드 어셈블리 및 터빈 튜브를 사용 가능하게 된다. 대부분의 강이나 많은 조수가 있는 어귀 영역을 포함하여 많은 곳에서, 자유 스트림 터빈의 바람직한 직경은 이용 가능한 수심을 상당히 초과할 수 있다. 본 발명의 시스템에서 사용될 수 있는 바와 같은 작은 터빈은 저비용으로 동등한 효율을 달성하고, 시스템은 보다 광범위한 곳에서 사용되는 데 적합하다.
본 발명의 시스템 뒷편의 상류 물의 자유면은 유동의 전폭에 걸쳐 상승되는데, 일반적으로 1.0m 내지 3.5m 상승된다. 자유 스트림 터빈의 경우, 터빈의 물 흐름에 대한 저항에 의해 터빈 상측 수면에 작은 부풀림(벌징)(bulging)이 생길 것인데, 자유 스트림 터빈의 에너지 생성 용량의 척도가 된다. 이 부풀림은 일반적으로 육안으로는 확인 불가능하다. 자유면 터빈의 바로 상류 수면상승은 베츠 한계의 제약으로 인해 거의 감지 불가능하다. 더욱이, 이러한 작은 상승 용적은 각 자유 스트림 터빈에 특수하고, 베츠 한계는 어레이 내 각 자유 스트림 터빈 사이에 상당한 개방수를 요하여 자유 스트림 터빈 또는 터빈 어레이 상부 및 바로 상류에서의 상승된 물 용적은 같은 흐르는 일단의 물을 가로질러 배치되는 본 발명의 상승된 상류보다 현저히 작은데, 일반적으로 10배 단위 이상의 차이가 난다. 이러한 상승된 물의 용적 비교는 각각의 유형의 기계에 의해 전기로 변환되는 데 이용가능한 에너지 비교의 직접 척도이다. 본 발명의 시스템은 따라서 일반적으로 자유 스트림 터빈 또는 자유 스트림 터빈 어레이가 동일한 일단의 물로부터 이용가능한 에너지의 10배 이상을 가진다.
나아가, 본 발명은 자유 스트림 터빈의 배치에 비해 훨씬 큰 수두 상승 상류를 발생시키고, 일반적으로 상류 유동의 일반적으로 20%인 야기되는 이차 유동에서 이 수두차를 3 내지 5배 더 증폭한다. 따라서, 본 발명에서 터빈의 추진 수두(압력)는 자유 스트림 터빈보다 크며, 일반적으로 10배 이상의 차이가 난다. 본 발명의 장치는 따라서 일반적인 자유 스트림 터빈보다 10배 이상 직경이 작고 10배 이상 높은 속도로 회전하는 터빈 튜브와 블레이드 어셈블리를 사용할 수 있다.
일반적인 수력 댐에서 물 공급원을 가로지르는 배리어가 터빈을 통과하는 모든 물을 채널링 해야 해서 발전기의 효율적 작업을 위해 3.5m 이상의 수두차를 필요로 한다. 하지만, 본 발명은 유도된 이차 유동에서 압력 증폭 때문에 약 1.0m의 수두차에서 비용 효과적으로 터빈을 작동할 수 있다.

Claims (31)

  1. 물 흐름으로부터 전기를 발생시키는 장치에 있어서,
    - 혼합 튜브의 제1단에 연결된 수축 섹션으로서, 상기 수축 섹션의 단부와 상기 혼합 튜브 사이에 벤추리가 형성되어 있는 것인 수축 섹션;
    - 상기 혼합 튜브의 제2단에 연결된 확산기 섹션으로서, 상기 확산기 섹션은 상기 벤추리에서의 압력보다 상기 확산기 섹션의 출구에서의 압력이 크도록 구성된 것인 확산기 섹션;
    - 복수의 블레이드를 가지는 블레이드 어셈블리를 포함하는 터빈 튜브로서, 상기 터빈 튜브는 상기 터빈 튜브와 상기 수축 섹션 사이에 환형 영역이 형성되어 제1 유동 경로를 형성하도록 상기 수축 섹션에 지지되고, 상기 터빈 튜브는 제2 유동 경로를 형성하되, 상기 터빈 튜브는 상기 수축 섹션에 회전가능하게 장착되고, 상기 블레이드는 상기 터빈 튜브의 내표면에 부착되어, 사용시 상기 블레이드를 지나는 물 흐름이 상기 터빈 튜브의 회전을 구동하도록 된 것인 터빈 튜브
    를 포함하는 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 터빈 튜브는 지지 보스에 회전가능하게 장착되고, 상기 지지 보스는 지지 날개에 의해 상기 수축 섹션에 장착되는 것인 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 지지 보스는 상기 터빈 튜브보다 길이가 짧은 지지 튜브를 포함하는 것인 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 지지 보스는 상기 지지 튜브의 어느 한쪽 단부에 엔드캡(end cap)을 포함하고, 상기 엔드캡은 상기 터빈 튜브가 회전할 수 있도록 지지하는 베어링을 가지는 것인 장치.
  5. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 터빈 튜브는 상기 터빈 튜브의 외표면 둘레에 둘레방향으로 연장하는 드러스트 플랜지를 포함하고, 상기 지지 보스는 상기 지지 보스의 내표면 둘레에 둘레방향으로 연장하는 드러스트 보스를 포함하며, 상기 드러트스 플랜지는 베어링 어셈블리를 경유하여 상기 드러스트 보스와 맞물리는 것인 장치.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 터빈 튜브는 기계식 발전기를 구동하는 것인 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 터빈 튜브는 그 외표면 상에, 상기 지지 보스와 터빈 튜브 사이의 공간에 위치한 적어도 하나의 피니언 기어와 맞물리는 이빨가공된 플랜지를 포함하고, 각 피니언 기어는 구동 샤프트에 연결되고, 상기 구동 샤프트는 발전기에 연결가능한 것인 장치.
  8. 제7항에 있어서, 적어도 세 개의 피니언 기어 및 구동 샤프트 장비를 포함하고, 각 피니언 기어는 상기 이빨가공된 플랜지에 맞물리는 것인 장치.
  9. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 터빈 튜브는 전기식 발전기를 구동하는 것인 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 터빈 튜브는 상기 터빈 튜브의 외표면 상의 오목부에 영구 자석을 포함하고, 상기 지지 보스는 상기 영구 자석과 정렬된 고정자를 포함하는 것인 장치.
  11. 제2항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지 보스와 상기 지지 날개 중 하나를 통해 연장된 파워 오프테이크(power off take) 도관을 포함하는 장치.
  12. 제2항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지 날개 중 하나를 통해 연장된 도관을 경유하여 상기 터빈 튜브와 지지 보스 사이의 공간에 공기를 주입하기 위한 에어 콤프레서를 포함하는 장치.
  13. 제2항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지 날개 중 하나를 통해 연장된 도관을 통해 상기 터빈 튜브와 지지 보스 사이의 공간에 공기를 진입시키도록 상기 터빈 튜브 둘레에 반경방향으로 배치된 송풍기 팬을 포함하는 장치.
  14. 제2항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지 날개를 통해 상기 지지 보스로부터 상기 수축 섹션 외부로 연장된 하류방향 연장 배수관을 포함하는 장치.
  15. 제2항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지 보스는 노즈 페어링(nose fairing) 및/또는 테일 페어링(tail fairing)을 포함하는 것인 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 노즈 페어링의 외측 프로파일은 실린더형 또는 총알형인 것인 장치.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 노즈 페어링의 내측 프로파일은 오목형, 원뿔형, 볼록형인 것인 장치.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 블레이드는 상기 터빈 튜브의 내표면과 일체형인 것인 장치.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 터빈 튜브의 내표면은 상기 블레이드의 팁이 끼워지는 복수의 오목부를 포함하는 것인 장치.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 터빈 튜브는 제1 재료로 제조된 제1 섹션과 제2 재료로 제조된 제2 섹션을 포함하고, 상기 제1 재료와 제2 재료는 상이한 것인 장치.
  21. 제20항에 있어서, 상기 제1 재료는 상기 제2 재료보가 강한 재료인 것인 장치.
  22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 터빈 튜브의 내경은 물이 유동 방향으로 감소하는 것인 장치.
  23. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 터빈 튜브는 실질적으로 일정한 내경을 가지는 것인 장치.
  24. 제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 터빈 튜브는 상기 수축 섹션의 입구가 상기 터빈 튜브의 입구의 상류에 있도록 위치되는 것인 장치.
  25. 제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 터빈 튜브는 상기 터빈 튜브의 입구가 상기 수축 섹션의 입구의 상류에 있도록 위치되는 것인 장치.
  26. 제1항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 이차 유동 경로의 입구에 배치된 프리-스월(pre-swirl) 고정자를 더 포함하는 장치.
  27. 제1항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 터빈 튜브는 상기 터빈 튜브의 출구가 상기 혼합 튜브 속으로 연장되도록 위치되는 것인 장치.
  28. 제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 터빈 튜브는 상기 터빈 튜브의 출구가 상기 혼합 튜브의 입구의 상류에 있도록 위치되는 것인 장치.
  29. 제1항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수축 섹션, 상기 혼합 튜브 및 상기 확산기 섹션은 연속하는 튜브로 구성되는 것인 장치.
  30. 제1항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수축 섹션, 상기 혼합 튜브 및 상기 확산기 섹션은 개별 섹션으로 구성되어 연속하는 튜브를 형성하도록 서로 연결된 것인 장치.
  31. 물 유동으로부터 전기를 발생시키는 시스템에 있어서, 흐르는 일단의 물의 단면을 가로질러 위치하는 배리어;를 포함하고, 제1항 내지 제30항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 장치를 구비하며, 상기 장치는 사용시 상기 배리어의 상류측으로부터 상기 배리어의 하류측으로 유동 경로를 제공하도록 배치되는 것인 시스템.
KR1020167030398A 2014-04-02 2015-04-02 터빈 어셈블리 KR102230415B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB1405946.3A GB2524782B (en) 2014-04-02 2014-04-02 Turbine assembly
GB1405946.3 2014-04-02
PCT/GB2015/051035 WO2015150819A1 (en) 2014-04-02 2015-04-02 Turbine assembly

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160140860A true KR20160140860A (ko) 2016-12-07
KR102230415B1 KR102230415B1 (ko) 2021-03-19

Family

ID=50737891

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167030398A KR102230415B1 (ko) 2014-04-02 2015-04-02 터빈 어셈블리

Country Status (15)

Country Link
US (1) US10876513B2 (ko)
EP (1) EP3126665B1 (ko)
JP (1) JP6604964B2 (ko)
KR (1) KR102230415B1 (ko)
CN (1) CN106164471B (ko)
AU (1) AU2015242400B2 (ko)
BR (1) BR112016022914B1 (ko)
CA (1) CA2943700C (ko)
ES (1) ES2743698T3 (ko)
GB (1) GB2524782B (ko)
HK (1) HK1209168A1 (ko)
PL (1) PL3126665T3 (ko)
RU (1) RU2684855C2 (ko)
SI (1) SI3126665T1 (ko)
WO (1) WO2015150819A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102075020B1 (ko) * 2018-09-05 2020-02-10 주식회사 그랩에너지 수차 및 소수력 발전장치

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190024625A1 (en) * 2017-07-21 2019-01-24 Formarum Inc. Power generator
ES2573602B1 (es) * 2016-03-03 2016-12-21 Perga Ingenieros, S.L. Dispositivo turbogenerador para la producción de energía eléctrica, y procedimientos de funcionamiento e instalación asociados
GB2552950B (en) * 2016-08-10 2018-10-03 Verderg Renewable Energy Ltd Bidirectional system and apparatus for generating power
US11073139B2 (en) 2017-08-29 2021-07-27 Mark R Anteau Power generation system
KR102502582B1 (ko) * 2018-04-23 2023-02-22 삼성전자주식회사 세이프티 가드를 구비한 무인 비행기
AR118364A1 (es) * 2019-03-14 2021-09-29 Telesysteme Energie Ltee Una cubierta multietapa para una turbina hidrocinética
CN110132556B (zh) * 2019-04-30 2021-11-12 中国航发湖南动力机械研究所 模块化涡轮试验件及其试验方法
CN110762068A (zh) * 2019-10-25 2020-02-07 长江大学 一种具有可变流道管径、宽工况的旋转型压力能回收设备
US11353001B1 (en) 2021-04-30 2022-06-07 Sitkana Inc. Hydrokinetic generator
GB2612840B (en) * 2021-11-15 2024-04-17 Verderg Renewable Energy Ltd An apparatus for generating electricity from water flow
CZ2021560A3 (cs) * 2021-12-13 2023-04-26 Výzkumné a vývojové centrum obnovitelných zdrojů a elektromobility s.r.o. Zařízení pro výrobu elektrické energie a způsob řízení chodu zařízení
CN115095555A (zh) * 2022-07-25 2022-09-23 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 调压组件及压力匹配器

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3542096A1 (de) * 1985-11-28 1987-10-29 Roland Frey Generatoranlage
JP2008513650A (ja) * 2004-09-17 2008-05-01 クリーン カーレント パワー システムズ インコーポレイテッド 水中タービン発電機のための流量増大
JP2012241702A (ja) * 2011-05-16 2012-12-10 Shinichi Fujita 水中発電装置
EP2568161A1 (de) * 2011-09-09 2013-03-13 Robert Niederer Vorrichtung zur Gewinnung von elektrischer Energie aus Wasserkraft

Family Cites Families (142)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1397704A (en) * 1917-07-02 1921-11-22 George I Rockwood Dry-pipe valve
US1485186A (en) * 1919-11-24 1924-02-26 Leroy F Harza Hydraulic turbine
US1362304A (en) * 1920-04-08 1920-12-14 Leroy F Harza Hydromotive unit
US1929098A (en) * 1920-04-13 1933-10-03 I P Morris & De La Vergne Inc Hydraulic turbine
US1493154A (en) * 1920-05-10 1924-05-06 Leroy F Harza Hydraulic-power station
US1502879A (en) * 1921-01-06 1924-07-29 George I Rockwood Air exhauster for dry-pipe sprinkler systems
US1562556A (en) * 1922-12-18 1925-11-24 Leroy F Harza Hydraulic turbine
US1499589A (en) * 1923-08-27 1924-07-01 Navin Frank Method and apparatus for extracting oil from wells
US1567050A (en) * 1923-11-12 1925-12-29 Electric Boat Co Ballast-tank automatic blow-out valve
GB305705A (en) * 1927-11-10 1929-02-11 William Joseph Willett Bruce Improvements in and connected with steam or other gaseous fluid supply or controlling valves or valvular apparatus
US1947808A (en) * 1931-03-30 1934-02-20 I P Morris & De La Vergne Inc Apparatus for controlling pump and turbine operations
US1958325A (en) * 1932-10-22 1934-05-08 Henry L Veatch Flotation machine
US2007488A (en) * 1934-02-12 1935-07-09 Arthur I Epton Beer apparatus
US2361949A (en) * 1942-01-20 1944-11-07 Jesse D Langdon Torpedo carrier and discharger
FR891697A (fr) 1942-10-30 1944-03-15 Turbines motrices à rotor réduit
US2376536A (en) 1943-10-04 1945-05-22 Earnest P Gonzer Fluid power device
US2436683A (en) * 1945-04-06 1948-02-24 Atlantic Pipe Line Company Generator for pipe lines
FR923131A (fr) 1946-01-17 1947-06-27 Système d'utilisation de l'énergie des marées
US2714080A (en) * 1952-12-31 1955-07-26 Pyrate Sales Inc Tank cleaning device and method
US2971334A (en) * 1955-01-04 1961-02-14 Solar Aircraft Co Gas turbine engine adaptable for multi-purpose use
US2937065A (en) * 1956-01-09 1960-05-17 Zelma D Harza Water stop
US2992531A (en) * 1958-07-11 1961-07-18 Westinghouse Electric Corp Turbine apparatus
US2929937A (en) * 1958-11-18 1960-03-22 Kroger Rudolf William Hydro-motor
ZA717868B (en) 1971-02-08 1972-08-30 Fmc Corp Attenuation of water waves and control and utilization of wave-induced water movements
BE789567A (fr) * 1971-09-30 1973-03-29 Norgren Ltd C A Valve perfectionnee servant a purger un gaz comprime des liquides qui le polluent
US3980894A (en) * 1974-07-02 1976-09-14 Philip Vary Flow tubes for producing electric energy
US3988592A (en) * 1974-11-14 1976-10-26 Porter William H Electrical generating system
US3931707A (en) * 1975-01-08 1976-01-13 General Electric Company Augmentor flameholding apparatus
AR216286A1 (es) * 1975-07-14 1979-12-14 Gutierrez Atencio F Conjunto hidromotriz transportatable
US4021135A (en) 1975-10-09 1977-05-03 Pedersen Nicholas F Wind turbine
US4272685A (en) * 1976-12-20 1981-06-09 James Toyama Generating means
GB2001396B (en) 1977-05-09 1982-01-06 Hawes R Tidal energy conversion apparatus
US4159188A (en) * 1977-07-11 1979-06-26 Atencio Francisco J G Dam with reversible hydroelectric station
US4179886A (en) * 1977-11-08 1979-12-25 Junjiro Tsubota Method and apparatus for obtaining useful work from wave energy
FR2497877A2 (fr) 1978-01-03 1982-07-16 Lestage Pierre Groupe mobile, turbo-hydraulique, generateur d'electricite, immergeable
US4182123A (en) * 1978-01-18 1980-01-08 Fuji Electric Co., Ltd. Hydraulic power plant
US4320304A (en) 1978-01-30 1982-03-16 New Environment Energy Development Aktiebolag (Need) Apparatus for increasing the flow speed of a medium and for recovering its kinetic energy
US4166596A (en) 1978-01-31 1979-09-04 Mouton William J Jr Airship power turbine
US4152895A (en) * 1978-02-21 1979-05-08 Lockheed Corporation Wave powered motor
US4204799A (en) 1978-07-24 1980-05-27 Geus Arie M De Horizontal wind powered reaction turbine electrical generator
US4208873A (en) 1978-08-24 1980-06-24 Vincent Foglia Fluid flow energy extracting device or wind dam
US4261171A (en) * 1978-10-20 1981-04-14 Atencio Francisco J G Functionally transformable dam with tidal power station
US4275989A (en) * 1979-02-08 1981-06-30 Gutierrez Atencio Francisco J Reversible pump-turbine
JPS55139979A (en) * 1979-04-18 1980-11-01 Fuji Electric Co Ltd Electricity generating plant of cylindrical water wheel
CA1144381A (en) 1979-08-07 1983-04-12 Thomas G. Hammond Dams or barrages
US4279539A (en) * 1979-08-17 1981-07-21 Gutierrez Atencio Francisco J Dam with transformable hydroenergetic arrangement
JPS5735166A (en) * 1980-08-13 1982-02-25 Hitachi Ltd Control method and unit for water turbine operation
US4504192A (en) 1983-09-15 1985-03-12 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Jet spoiler arrangement for wind turbine
SU1204775A1 (ru) 1984-05-25 1986-01-15 Khlopenkov Pavel R Турбонасосный агрегат энергонакопительной гидроэлектростанции
US4798048A (en) * 1987-12-21 1989-01-17 United Technologies Corporation Augmentor pilot
DE3813958A1 (de) 1988-04-26 1989-11-09 Uwe Dipl Ing Pagel Wasserkraftmaschine
GB2224059B (en) 1988-10-21 1992-11-04 Lee Myung Choon Dam structure for a prefabricated tidal power generation plant
US4998846A (en) * 1989-01-26 1991-03-12 Evstratov Jury I Concrete dam bottom discharge works
US4960363A (en) 1989-08-23 1990-10-02 Bergstein Frank D Fluid flow driven engine
DE4105499A1 (de) 1991-02-19 1992-08-20 Clauss Guenther Prof Dr Ing Vorrichtung zum daempfen von wellen bzw. wellenreflexionen an schwimmenden objekten
JPH0539773A (ja) * 1991-08-01 1993-02-19 Yoshikazu Iwamoto 河川水流利用発電装置
US5464320A (en) 1993-06-02 1995-11-07 Finney; Clifton D. Superventuri power source
US5385015A (en) * 1993-07-02 1995-01-31 United Technologies Corporation Augmentor burner
US5709419A (en) 1994-02-03 1998-01-20 Roskey; John E. Wind energy collection
IL129049A (en) 1996-09-20 2002-05-23 Arnold Lee Extraction of energy from flowing Niger
JPH10285890A (ja) * 1997-03-31 1998-10-23 Mitsuhiro Fukada 永久磁石型発電機
US5977649A (en) 1997-11-26 1999-11-02 Dahill; Henry W. Wind energy conversion system
EP0931931A1 (en) 1998-01-27 1999-07-28 Entry-Technology Magneto hydro dynamical tidal and ocean current converter
RU2124142C1 (ru) 1998-03-25 1998-12-27 Орлов Игорь Сергеевич Ветроэнергетическая установка
GB9901350D0 (en) 1998-06-12 1999-03-10 Imperial College Apparatus for extracting power from a fluid flow
US6470667B1 (en) * 1998-07-24 2002-10-29 General Electric Company Methods and apparatus for water injection in a turbine engine
US6864597B1 (en) 1999-01-25 2005-03-08 Jonathan C Ricker Multiaxis turbine
US6239506B1 (en) 1999-04-12 2001-05-29 John Roskey Wind energy collection system
US6437457B2 (en) 1999-04-12 2002-08-20 The Roskey Family Trust Airfoil ventilation system for a building and the like
FR2792661B1 (fr) 1999-04-21 2001-05-18 Jacques Victorin Armand Avias Nouveau type de barrage, a mise en oeuvre reduite, dans lequel les efforts sont reportes en quasi-totalite sur des forages tubes ou des pieux encastres dans un substratum mecaniquement resistant
NL1013205C2 (nl) 1999-10-04 2001-04-05 G & L Exclusives B V Werkwijze en inrichting voor het benutten van windenergie en elektriciteit opgewekt door het toepassen van de werkwijze of de inrichting.
US6368059B1 (en) 2000-07-28 2002-04-09 Lockheed Martin Corporation Controlled passive porosity systems to mitigate cavitation
US6860331B2 (en) * 2001-02-09 2005-03-01 Potter Electric Signal Company Single-piece manifold
PT1430220E (pt) * 2001-09-17 2005-11-30 Clean Current Power Systems Inc Grupo de turbinas subaquaticas
AT411369B (de) 2001-12-20 2003-12-29 Va Tech Hydro Gmbh & Co Verfahren zur herstellung einer wasserkraftanlage
CA2366043C (en) 2001-12-20 2009-10-06 Steven Campbell Method and apparatus for converting tidal power into electrical energy
ES2266794T3 (es) 2002-03-20 2007-03-01 Hydroventuri Limited Obtencion de energia a partir del flujo de un fluido.
GB0206623D0 (en) 2002-03-20 2002-05-01 Rv Co Ltd Extracting power from a fluid flow
US7218011B2 (en) * 2003-04-16 2007-05-15 Composite Support & Solutions, Inc. Diffuser-augmented wind turbine
US20050005592A1 (en) * 2003-07-07 2005-01-13 Fielder William Sheridan Hollow turbine
US20100007152A1 (en) 2003-07-14 2010-01-14 Marquiss Wind Power, Inc. Sail embedded drawtube arrays
US20050017514A1 (en) 2003-07-23 2005-01-27 Tocher Angus J. Laminar flow, suction driven, wind energy conversion
NO318654B1 (no) 2003-08-14 2005-04-25 Tidetec As Anordning ved tidevannsdrevet energigenerator
US6967413B2 (en) 2003-09-05 2005-11-22 Ramez Atiya Tidal energy system
ITRN20040005A1 (it) 2004-02-02 2004-05-02 Gian Vieri Nardini Estrazione di energia da correnti d'acqua per mezzo di eiettori d'aria
US6887031B1 (en) 2004-03-16 2005-05-03 Angus J. Tocher Habitat friendly, pressure conversion, wind energy extraction
GB2415748A (en) 2004-07-03 2006-01-04 Robert Cavendish Water wheel tidal barrage
US7493759B2 (en) 2004-11-15 2009-02-24 The Regents Of The University Of Michigan Fluid motion energy converter
US7163012B2 (en) * 2005-02-18 2007-01-16 Delphia John B Diving snorkel assembly including a casing
US20060233647A1 (en) * 2005-04-14 2006-10-19 Saunders Robert D Slotted bladeless turbine disc
US7578131B2 (en) * 2005-06-30 2009-08-25 United Technologies Corporation Augmentor spray bar mounting
US7506514B2 (en) * 2005-06-30 2009-03-24 United Technologies Corporation Augmentor fuel conduit bushing
US7632069B2 (en) 2005-08-16 2009-12-15 W2 Energy Development Corporation Adaptable flow-driven energy capture system
DE102005040805A1 (de) 2005-08-29 2007-03-08 Schopf, Walter, Dipl.-Ing. Durchström-Wasserturbine für den Einsatz in freier Strömung
EP1879280B1 (en) * 2006-07-14 2014-03-05 OpenHydro Group Limited A hydroelectric turbine
GB2443195B8 (en) 2006-08-03 2010-05-05 Verderg Ltd Apparatus for converting energy from wave or current flows
KR101354182B1 (ko) * 2006-08-03 2014-01-22 베르드에르그 리미티드 조류 또는 해류를 이용하여 전력을 발생시키는 장치
US7573143B2 (en) 2006-12-01 2009-08-11 Humdinger Wind Energy, Llc Generator utilizing fluid-induced oscillations
NO326269B1 (no) * 2007-01-30 2008-10-27 Ernst Johnny Svelund Innretning for utnyttelse av havbolgeenergi.
WO2008109186A1 (en) 2007-03-01 2008-09-12 Laura Jane Bailey Shrouded vertical axis dual-turbine generator
FR2913728A1 (fr) * 2007-03-14 2008-09-19 Paul Guinard Dispositif et procede pour capter une energie cinetique d'un fluide naturellement en mouvement
GB2447668B (en) * 2007-03-20 2012-02-08 Verderg Ltd Method and apparatus for pipe testing
US8021100B2 (en) 2007-03-23 2011-09-20 Flodesign Wind Turbine Corporation Wind turbine with mixers and ejectors
US8067852B2 (en) * 2007-03-31 2011-11-29 Mdl Enterprises, Llc Fluid driven electric power generation system
US20090015018A1 (en) 2007-07-09 2009-01-15 Nail Jasper M Flow Stream Momentum Conversion Device Power Rotor
ES2608572T3 (es) 2007-08-08 2017-04-12 1070118 B.C. Ltd. Turbina de eje transversal con perfiles alabeados
RU2345245C1 (ru) 2007-08-20 2009-01-27 Артер Текнолоджи Лимитед Ветроэнергетическая установка
US8272839B2 (en) 2007-11-23 2012-09-25 Matthew Charles Gartner Oscillating energy capture mechanism
US7795748B2 (en) * 2007-11-30 2010-09-14 Deangeles Steven J System and process for generating hydroelectric power
DE202007017544U1 (de) * 2007-12-13 2009-04-23 Schiller, Helmut Unterwasser Turbine
US8282339B2 (en) 2007-12-14 2012-10-09 Sankar Terrence C Vertical axis turbine
US8614523B2 (en) 2008-01-08 2013-12-24 Richard Arthur Henry Reynolds Turbine assembly
EP2088311B1 (en) * 2008-02-05 2015-10-14 OpenHydro Group Limited A hydroelectric turbine with floating rotor
RU2370660C1 (ru) 2008-02-26 2009-10-20 Николай Борисович Болотин Гидрогенератор
US20090236858A1 (en) 2008-03-21 2009-09-24 Larry Johnson Vertical turbine for water or wind power generation
GB2463504B (en) 2008-09-16 2011-02-16 Verderg Ltd Method and apparatus for installing tidal barrages
KR100995404B1 (ko) * 2008-10-28 2010-11-19 주식회사 포스코건설 공기에 의해 기밀되는 발전기를 가지는 조류 발전용 터빈
US8209987B2 (en) * 2008-11-26 2012-07-03 United Technologies Corporation Augmentor pilot
JP5345430B2 (ja) * 2009-03-19 2013-11-20 株式会社美装いがらし 水力発電装置
US8400006B2 (en) 2009-09-02 2013-03-19 Blue Energy Canada Inc. Hydrodynamic array
US8978705B2 (en) * 2009-06-04 2015-03-17 National Oilwell Varco, L.P. Apparatus for reducing turbulence in a fluid stream
US20160251964A1 (en) * 2009-10-26 2016-09-01 Luis Indefonso Solorzano Apparatus and methods for energy conversion
US9127639B2 (en) * 2009-11-02 2015-09-08 Michael Y. Cho System and method for water expulsion from underwater hydropower plant and hydropower plant associated therewith
GB2471349B (en) 2009-11-09 2011-06-29 David John Hicks Wind turbine
GB2478743A (en) 2010-03-16 2011-09-21 Verderg Ltd Series of venturi pump water power generators
BR112012023409B1 (pt) * 2010-03-16 2020-12-15 Verderg Ltd Dispositivo e processo para gerar eletricidade
GB2479367A (en) * 2010-04-06 2011-10-12 Donald Robertson Hubless turbine tube
DE102010018804A1 (de) * 2010-04-29 2011-11-03 Voith Patent Gmbh Wasserturbine
DE102010018892B3 (de) 2010-04-30 2011-09-22 Ksb Aktiengesellschaft Stauwehr mit Turbinenanlage
US10184229B2 (en) * 2010-07-30 2019-01-22 Robert Kremer Apparatus, system and method for utilizing thermal energy
WO2012054276A1 (en) * 2010-10-22 2012-04-26 Louisiana Tech Research Foundation A rotating housing turbine
CA2819586C (en) * 2010-12-10 2014-09-16 Corporation Mc2 Recherches Internationales Turbine assembly, and kit with components for assembling the same
GB2486451B (en) * 2010-12-15 2013-01-16 Verderg Connectors Ltd Connection apparatus and method
DE102012010763A1 (de) * 2012-03-26 2013-09-26 Axel Trautmann Vorrichtung und Verfahren zur katalytischen Depolymerisation von Kohlenstoff enthaltendem Material
GB2503250B (en) 2012-06-20 2015-05-27 Verderg Ltd Apparatus for converting energy from fluid flow
US9879862B2 (en) * 2013-03-08 2018-01-30 Rolls-Royce North American Technologies, Inc. Gas turbine engine afterburner
GB2519214B8 (en) * 2013-10-10 2017-03-01 Kirloskar Integrated Tech Ltd A power generation system
US10478875B2 (en) * 2013-10-24 2019-11-19 Aerosolization Equity Investments, Llc System and method for applying covering material with an aerosolization system
TWI573935B (zh) * 2013-11-22 2017-03-11 國立臺灣海洋大學 利用邊界層控制的單向雙層導罩的海流發電裝置
CN204003043U (zh) * 2014-08-12 2014-12-10 广东梅雁吉祥水电股份有限公司 灯泡贯流式发电机组节能型冷却水系统
US10781722B2 (en) * 2015-12-11 2020-09-22 General Electric Company Steam turbine, a steam turbine nozzle, and a method of managing moisture in a steam turbine
US10508545B2 (en) * 2016-05-10 2019-12-17 Alan Robert Gillengerten Axial impeller with rotating housing and positionable blades

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3542096A1 (de) * 1985-11-28 1987-10-29 Roland Frey Generatoranlage
JP2008513650A (ja) * 2004-09-17 2008-05-01 クリーン カーレント パワー システムズ インコーポレイテッド 水中タービン発電機のための流量増大
JP2012241702A (ja) * 2011-05-16 2012-12-10 Shinichi Fujita 水中発電装置
EP2568161A1 (de) * 2011-09-09 2013-03-13 Robert Niederer Vorrichtung zur Gewinnung von elektrischer Energie aus Wasserkraft

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102075020B1 (ko) * 2018-09-05 2020-02-10 주식회사 그랩에너지 수차 및 소수력 발전장치

Also Published As

Publication number Publication date
EP3126665A1 (en) 2017-02-08
KR102230415B1 (ko) 2021-03-19
HK1209168A1 (zh) 2016-03-24
RU2016135698A (ru) 2018-05-04
AU2015242400B2 (en) 2018-11-08
JP6604964B2 (ja) 2019-11-13
ES2743698T3 (es) 2020-02-20
US10876513B2 (en) 2020-12-29
BR112016022914B1 (pt) 2022-09-27
RU2684855C2 (ru) 2019-04-15
AU2015242400A1 (en) 2016-09-22
BR112016022914A2 (ko) 2017-08-15
CA2943700A1 (en) 2015-10-08
GB2524782A (en) 2015-10-07
CN106164471A (zh) 2016-11-23
EP3126665B1 (en) 2019-06-12
RU2016135698A3 (ko) 2018-10-03
GB2524782B (en) 2016-04-20
JP2017519139A (ja) 2017-07-13
CA2943700C (en) 2022-07-19
SI3126665T1 (sl) 2019-10-30
CN106164471B (zh) 2020-04-28
GB201405946D0 (en) 2014-05-14
US20170184069A1 (en) 2017-06-29
PL3126665T3 (pl) 2019-11-29
WO2015150819A1 (en) 2015-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20160140860A (ko) 터빈 어셈블리
US9752549B2 (en) Apparatus for converting energy from fluid flow
US9599090B2 (en) Rotor apparatus
WO2010109169A2 (en) Bladeless turbine and power generator
GB2487403A (en) Conical helical rotor
KR101786451B1 (ko) 프로펠러 스크류 터빈 및 이를 포함하는 발전장치
JPWO2010086958A1 (ja) 水力発電装置
CN105041550A (zh) 高速外传螺旋环驱动发电系统
RU123849U1 (ru) Энергетическая установка для преобразования энергии воды в механическую
RU2542164C1 (ru) Способ утилизации энергии текущей среды и устройство для его осуществления
GB2608806A (en) Underwater hydro turbine with radial waterjet nozzles
RU139031U1 (ru) Устройство для утилизации энергии текущей среды

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant