WO2024048830A1

WO2024048830A1 - 기능이 개선된 고 효율 축류 터빈

Info

Publication number: WO2024048830A1
Application number: PCT/KR2022/013580
Authority: WO
Inventors: 박영석; 백종빈; 박유현; 박방림
Original assignee: 박영석; 백종빈; 박유현; 박방림
Priority date: 2022-09-01
Filing date: 2022-09-08
Publication date: 2024-03-07
Also published as: KR20240031744A

Abstract

본 발명은 기능이 개선된 고 효율 축류 터빈(100)에 관한 것이다. 본 발명은 이를 위해 적어도 하나 이상의 투입구(111)를 통해 유체가 축류 터빈 내부로 유입되도록 하고, 좌,우로 관통된 일측에 단턱홈(112)이 형성된 하우징(110); 일정 간격으로 형성된 복수개의 날개입구(131)를 통해 유체가 분출되므로 압력에너지를 속도에너지로 바꿔 임펠러를 고속으로 회전시키는 분사노즐구(130); 분사노즐구(130)의 내부에서 회전축(140)에 의해 조립 설치되며, 분사노즐구와 날개입구(123)에서 분출된 유체에 의해 고속으로 회전하는 임펠러(120); 임펠러(120)의 중앙 회전축지지구(121)에 축설되며, 임펠러를 회전가능하도록 조립 설치된 회전축(140); 회전축(140)이 끼워지게 구멍(151)이 형성됨과 아울러 하우징(110)의 내부를 밀폐시키는 일측판(150); 및 회전축(140)이 끼워지게 구멍(161)이 형성됨과 아울러 유체가 배출되게 적어도 하나 이상의 퇴출구(163)가 형성되며, 하우징(110)의 내부를 밀폐시키는 타측판(160);이 포함된다. 상기와 같이 구성된 본 발명은 축류 터빈의 기능을 대폭 향상시켜 에너지 절감 효과와 경제성을 극대화시킬 수 있도록 한 것이고, 이로 인해 축류 터빈의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시킬 수 있도록 한 것이다. [대표도] 도 1

Description

기능이 개선된 고 효율 축류 터빈

본 발명의 실시예는 기능이 개선된 고 효율 축류 터빈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 축류 터빈의 기능을 대폭 향상시켜 에너지 절감효과와 경제성을 극대화시킬 수 있도록 한 것이고, 이로 인해 축류 터빈의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

본 발명은 본 출원인이 선출원하여 등록 및 공개된 특허를 개량 발명한 것임을 미리 밝혀두는 바이다.

주지하다시피 축류 터빈(axial flow turbine)은 물, 증기, 가스, 공기 따위의 유체가 회전축과 나란한 방향으로 흐르게 되어 있는 구조로 터빈의 날개가 가로형으로 설치된 물레방아 스타일 터빈을 말한다.

상기 축류 터빈은 고정 날개판에 회전 날개가 같이 가로형으로 설치되어 동일 단면의 고정 날개판에 회전 날개가 사용되는 측류 터빈(가로형터빈=물레방아형 터빈)으로 노즐분사구각도와 날개면이 유체와 부딪히는 각도를 직각(90도)으로 설계 제작하고, 다방향 다분사 직각 분사케 하여 터빈 날개의 회전을 초고속 회전시키고, 유체가 여러곳에서 날개에 부딛쳐서 생성되는 힘을 크게 향상시킨다.

그러나 상기와 같이 유용한 종래 축류 터빈은 다음과 문제점이 발생 되었다.

즉, 상기한 종래 기술은 분사노즐구의 날개입구 전체 둘레에 'U'자 홈이 형성되지 않아 축류 터빈의 저항을 줄여주면서 RPM과 토크를 향상시킬 수 없는 문제점이 발생 되었다.

또한 상기 종래 기술은 분사노즐구의 날개 출구쪽에 'Y'자 모양으로 형성되지 않아 부드럽고 자연스럽게 유체가 빠른 속도로 빠져나갈 수 없는 문제점이 발생 되었다.

그리고 상기 종래 기술은 회전축에 송풍날개가 구비되지 않아 분사노즐구 내부의 돌출 저항을 줄이면서 퇴출구 방향으로 유체의 이송을 빨리 퇴출을 유도시킬 수 없는 문제점이 발생 되었다.

또한 상기 종래 기술은 임펠러 날개입구에 날개지지대가 구비되지 않아 지지대 역할과 유체의 고열 고압에 잘 견딜 수 없는 문제점이 발생 되었다.

그리고 상기 종래 기술은 축류 터빈의 하단부에 벨브가 장착되지 않아 터빈 내부의 물기를 빼줄 수 없고 이로 인해 부식을 방지하지 못하는 문제점이 발생 되었다.

또한 상기 종래 기술은 회전축의 양단에 각각 링이 구비되지 않아 베어링의 흔들림을 방지하지 못하는 문제점도 발생 되었다.

그리고 상기 종래 기술은 측판에 요홈이 형성되지 않아 베어링의 탈착이 용이하지 못한 문제점도 발생 되었다.

상기한 문제점을 해결하기 위해 종래에는 아래와 같은 선행기술문헌들이 개발되었으나, 여전히 상기한 종래 기술의 문제점을 일거에 해결하지 못하는 커다란 문제점이 발생 되었다.

[선행기술문헌]

(특허문헌 1) 대한민국 등록특허공보 제2054004호(2019. 12. 03)가 등록된바 있다.

(특허문헌 2) 대한민국 등록특허공보 제1033324호(2011. 04. 28)가 등록된바 있다.

(특허문헌 3) 대한민국 공개특허공보 제2022-0064168호(2022. 05. 18)가 공개된바 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 축류 터빈에 하우징, 임펠러, 분사노즐구, 회전축, 일측판, 타측판 및 제너레이터가 구비됨을 제1목적으로 한 것이고, 상기한 기술적 구성에 의한 본 발명의 제2목적은 축류 터빈의 기능을 대폭 향상시켜 에너지 절감효과와 경제성을 극대화시킬 수 있도록 한 것이고, 제3목적은 분사노즐구의 날개입구 전체 둘레에 'U'자 홈을 형성하므로 축류 터빈의 유체 투입시 저항을 줄여주면서 RPM과 토크를 향상시킬 수 있도록 한 것이고, 제4목적은 분사노즐구의 날개 진입구쪽에는 'Y'자 모양으로 형성하여 부드럽고 자연스럽게 유체가 신속하게 빠져나가서 날개에 전달될 수 있도록 한 것이고, 제5목적은 회전축에 송풍날개를 구비하여 분사노즐구 내부의 돌출 저항을 줄이면서 퇴출구 방향으로 유체의 이송을 빨리 퇴출을 유도시킬 수 있도록 한 것이고, 제6목적은 임펠러 날개와 날개 사이에 날개지지대를 구비하여 지지대 역할과 유체의 고열 고압에 잘 견딜 수 있도록 한 것이고, 제7목적은 축류 터빈의 하단부에 벨브를 장착하여 터빈 내부의 물기를 빼줌으로 부식을 방지하도록 한 것이고, 제8목적은 회전축의 양단에 각각 베어링의 흔들림을 방지하는 링을 구비한 것이고, 제9목적은 측판에 요홈을 형성하여 베어링의 탈착이 용이하도록 한 것이고, 제10목적은 축류 터빈을 독립적으로 사용하거나 또는 한 쌍의 축류 터빈 사이에 제너레이터를 설치하여 다용도 사용 및 효율을 극대화시킬 수 있도록 한 것이고, 제11목적은 이로 인해 축류 터빈의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시킬 수 있도록 한 기능이 개선된 고 효율 축류 터빈을 제공한다.

이러한 목적 달성을 위하여 본 발명은 기능이 개선된 고 효율 축류 터빈에 관한 것으로, 적어도 하나 이상의 투입구를 통해 유체가 축류 터빈 내부로 유입되도록 하고, 좌,우로 관통된 일측에 단턱홈이 형성된 하우징; 하우징의 내부에 조립 설치되며, 일정 간격으로 형성된 복수개의 날개입구를 통해 유체가 분출되므로 압력에너지를 속도에너지로 바꿔 임펠러를 고속으로 회전시키는 분사노즐구; 분사노즐구의 내부에서 회전축에 의해 조립 설치되며, 분사노즐구와 날개입구에서 분출된 유체에 의해 고속으로 회전하는 임펠러; 임펠러의 중앙 회전축지지구에 축설되며, 임펠러를 회전가능하도록 조립 설치된 회전축; 하우징의 일측에 조립 설치되며, 회전축이 끼워지게 구멍이 형성됨과 아울러 하우징의 내부를 밀폐시키는 일측판; 및 하우징의 타측에 조립 설치되며, 회전축이 끼워지게 구멍이 형성됨과 아울러 유체가 배출되게 적어도 하나 이상의 퇴출구가 형성되며, 하우징의 내부를 밀폐시키는 타측판;이 포함됨을 특징으로 하는 기능이 개선된 고 효율 축류 터빈을 제공한다.

상기에서 상세히 살펴본 바와 같이 본 발명은 축류 터빈에 하우징, 임펠러, 분사노즐구, 회전축, 일측판, 타측판 및 제너레이터가 구비되도록 한 것이다.

상기한 기술적 구성에 의한 본 발명은 축류 터빈의 기능을 대폭 향상시켜 에너지 절감효과와 경제성을 극대화시킬 수 있도록 한 것이다.

또한 본 발명은 분사노즐구의 날개입구 전체 둘레에 'U'자 홈을 형성하므로 날개부위에 유체전달시 축류 터빈의 저항을 줄여주면서 RPM과 토크를 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

그리고 본 발명은 분사노즐구의 날개 출구쪽에는 'Y'자 모양으로 형성하여 부드럽고 자연스럽게 유체가 빠져나가도록 단면적을 좁게 구성하였고 그 원리로 인해서 날개진입부에 힘 있고 세차게 전달될 수 있도록 한 것이다.

또한 본 발명은 회전축에 송풍날개를 구비하여 분사노즐구 내부의 돌출 저항을 줄이면서 퇴출구 방향으로 유체의 이송을 빨리 퇴출을 유도시킬 수 있도록 한 것이다.

그리고 본 발명은 임펠러 날개입구에 날개지지대를 구비하여 지지대 역할과 유체의 고열 고압에 잘 견딜 수 있도록 한 것이다.

또한 본 발명은 축류 터빈의 하단부에 벨브를 장착하여 터빈 내부의 물기를 빼줌으로 부식을 방지하도록 한 것이다.

특히 본 발명은 회전축의 양단에 각각 베어링의 흔들림을 방지하는 링을 구비한 것이다.

아울러 본 발명은 측판에 요홈을 형성하여 베어링의 탈착이 용이하도록 한 것이다.

더하여 본 발명은 축류 터빈을 독립적으로 사용하거나 또는 두 개의 터빈을 날개를 반대방향으로 설치하고, 이때에 사용하는 1개의 축은 같은 방향으로 회전하도록하여, 2개의 축류 터빈 사이에 1개의 제너레이터를 설치하여, 터빈의 소형화와 다용도 사용 및 효율을 극대화시킬 수 있도록 한 것이다.

본 발명은 상기한 효과로 인해 축류 터빈의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시킬 수 있도록 한 매우 유용한 발명인 것이다.

이하에서는 이러한 효과 달성을 위한 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명에 적용된 기능이 개선된 고 효율 축류 터빈의 분해 사시도.

도 2 는 본 발명에 적용된 기능이 개선된 고 효율 축류 터빈의 결합상태 사

시도.

도 3 은 본 발명에 적용된 기능이 개선된 고 효율 축류 터빈의 결합상태 정

단면도.

도 4 는 본 발명에 적용된 기능이 개선된 고 효율 축류 터빈의 결합상태 측

단면도.

도 5 는 본 발명에 적용된 분사노즐구의 사시도.

도 6 은 본 발명에 적용된 임펠러의 사시도.

도 7 은 본 발명에 적용된 축류 터빈과 축류 터빈의 사이에 제너레이터를 설

치한 구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100: 축류 터빈

110: 하우징

120: 임펠러

130: 분사노즐구

140: 회전축

150: 일측판

160: 타측판

200: 제너레이터

본 발명에 적용된 기능이 개선된 고 효율 축류 터빈은 도 1 내지 도 7 에 도시된 바와 같이 구성되는 것이다.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

또한 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다.

먼저, 본 발명은 기능이 개선된 고 효율 축류 터빈(100)에 관한 것으로, 다음과 같이 구성된다.

즉, 본 발명은 적어도 하나 이상의 투입구(111)를 통해 유체가 축류 터빈 내부로 유입되도록 하고, 좌,우로 관통된 일측에 단턱홈(112)이 형성된 하우징(110)이 구비된다.

또한 본 발명은 상기 하우징(110)의 내부에 조립 설치되며, 일정 간격으로 형성된 복수개의 날개입구(131)를 통해 단면적이 좁아진 노즐 끝부분을 통과하여 유체가 분출되므로 압력에너지를 속도에너지로 바꿔 임펠러를 고속으로 회전시키는 분사노즐구(130)가 구비된다.

그리고 본 발명은 상기 분사노즐구(130)의 내부에서 회전축(140)에 의해 조립 설치되며, 분사노즐구와 날개입구(123)에서 분출된 유체에 의해 고속으로 회전하는 임펠러(120)가 구비된다.

또한 본 발명은 상기 임펠러(120)의 중앙 회전축지지구(121)에 축설되며, 임펠러를 회전가능하도록 조립 설치된 회전축(140)이 구비된다.

그리고 본 발명은 상기 하우징(110)의 일측에 조립 설치되며, 회전축(140)이 끼워지게 구멍(151)이 형성됨과 아울러 하우징(110)의 내부를 밀폐시키고 균형을 유지시키는 일측판(150)이 구비된다.

또한 본 발명은 상기 하우징(110)의 타측에 조립 설치되며, 회전축(140)이 끼워지게 구멍(161)이 형성됨과 아울러 유체가 배출되게 적어도 하나 이상의 퇴출구(163)가 형성되며, 하우징(110)의 내부를 밀폐시키고 균형을 유지시키는 타측판(160)이 구비된 기능이 개선된 고 효율 축류 터빈을 제공한다.

한편, 본 발명에 적용된 상기 분사노즐구(130)와 타측판(160)의 사이에는 분사노즐구를 지지함과 아울러 투입구로 진입한 유체와 분사노즐구에서 배출된 유체, 그리고 날개통을 통과해서 퇴출구로 나가는 유체를 새지 않고 밀폐시키도록 하면서 통공(137)을 통해 유체를 타측판의 퇴출구 쪽으로 원활히 이송시키는 칸막이지지대(136)가 구비됨이 바람직하다.

특히 상기 분사노즐구(130)의 외부에는 투입구(111)를 통해 하우징 내부로 유입된 유체가 멀리 퍼지지 않도록 하고 인접 투입구에 투입된 유체가 서로 충돌하지 않도록 하기 위하여 유체투입구의 숫자에 비례하여 적어도 하나 이상의 격벽(135)이 포함됨이 바람직하다.

또한 상기 임펠러(120)의 날개는 저항을 최대한 줄이고 효과적인 유체 전달을 용이하게 하고, 고압력을 지탱하기 위해 "갈고리 모양"으로 형성하고, 초입부는 메부리모양으로 제작하고, 밑단은 유체가 저항을 덜 받게 하면서 부드럽게 빠져나가도록 라운드부(123a)가 형성됨이 바람직하다.

그리고 이때 상기 임펠러(120)의 날개와 날개 사이에는 날개지지대(124)를 구비하여 지지대 역할과 유체의 고열 고압에 잘 견딜 수 있도록 하고, 전반적으로 불필요한 저항을 최대한 줄이도록 함이 바람직하다.

또한 상기 본 발명에 적용된 임펠러(120)의 내측면에는 유체 통과를 원활히 해주고, 임펠러 날개 앞쪽 끝분에서 이 저항을 줄이고, 임펠러 내부의 저항을 줄일 수 있도록 요홈(125)이 형성되고, 이 요홈(125)의 내측으로는 유체가 원활이 배출될 수 있도록 서포트 해주는 경사면(125a)이 더 형성됨이 바람직하다.

그리고 상기 회전축(140)이 끼워지는 임펠러(120)의 중앙에는 연장 돌출부(122)를 형성하여 회전축(140)의 고속 회전시 임펠러(120)의 떨림 현상 방지와 안정적으로 회전할 수 있도록 서포트 해주게 된다.

또 한편, 본 발명에 적용된 상기 타측판(160)에는 임펠러(120)를 빠져나온 유체가 퇴출구(163)쪽으로 부드럽고 원활하게 빠져나가도록 유도 해주고, 유체가 회전축의 틈새로 새어나가지 않도록 누수방지막 역할과 임펠러(120)의 흔들림을 방지해주는 원뿔 모양의 경사면(162)이 형성됨이 바람직하다.

아울러 상기 퇴출구(163)는 임펠러(120)를 빠져나온 유체를 퇴출구(163)쪽으로 빨리 빠져나가도록 입구는 넓고 출구는 좁게 형성됨이 바람직하다.

더하여 본 발명에 적용된 상기 회전축(140)의 양단에는 각각 링(141)(142)을 구비하여 베어링의 흔들림을 방지하고, 고속회전하는 터빈의 전체 균형을 유지하게 해준다.

이때 상기 회전축(140)에는 외부로 기울어지게 돌출된 송풍날개(145)를 구비하여 퇴출구 방향으로 유체의 이동을 빠르게 해줌으로서 분사노즐구 내부의 돌출 저항을 줄이면서 빠른 퇴출을 유도시킬 수 있도록 한 것이다.

본 발명에 적용된 상기 일측판(150)과 타측판(160)에는 적어도 하나 이상의 요홈(155)을 형성하여 베어링(171)(181)의 탈착이 용이하도록 함이 바람직하다.

또한 본 발명에 적용된 상기 축류 터빈(100)의 하단부에는 벨브(100a)를 장착하여 터빈 내부의 물기를 빼줌으로 부식을 방지하도록 함이 바람직하다.

또 한편, 본 발명에 적용된 상기 일측판(150)의 외측에는 베어링(171)과 일측마개(170)가 조립 설치되고, 아울러 상기 타측판(160)의 외측에도 베어링(181)과 타측마개(180)가 조립 설치되고, 상기 일측판(150)과 타측판(160)의 하단에는 받침대(157)(167)가 형성되되, 이 받침대에는 축류 터빈(100)을 제너레이터에 결합하고 지지대에 고정시킬 때 축류 터빈의 수평유지, 수직유지, 진동방지를 위해 고정볼트를 체결할 수 있는 체결공(156)(166)이 구비된다.

아울러 본 발명에 적용된 상기 분사노즐구(130)의 날개입구(131) 전체 둘레에는 유체 유입이 원활하도록 하여 축류 터빈의 저항을 줄여주면서 RPM과 토크를 향상시킬 수 있도록 한 'U'자 홈(134)을 형성한다.

더하여 본 발명에 적용된 분사노즐구(130)는 초입부에서는 유체가 부드럽고 자연스럽게 진입되도록 하고, 중간부분에서는 노즐 끝부분쪽을 향하여 저항을 덜 받게 통과하도록 유도하고, 마지막 부분에서는 노즐의 단면적을 확 좁혀서 유체가 빠른 속도로 통과할 수 있도록 'Y'자 모양으로 형성함이 바람직하다.

상기 기술을 덧붙여 설명하면 상기 분사노즐구(130)의 중간부분을 유체가 부드럽고 자연스럽게 통과하도록 유도하고 노즐의 마지막 부분에서는 노즐단면적을 많이 좁혀주어서(즉, 마치 흐르는 물이 계곡을 지날때에 유속이 매우 빨라지듯이) 유체가 빠른 속도로 빠져나갈 수 있도록 노즐의 마지막 부분을 'Y'자 모양으로 형성함이 바람직하다. 노즐통의 안쪽에 위치한 원통형날개통의 날개입구(131)에 빠른속도의 유체를 전달해줌으로서, 터빈기능의 핵심요건인 날개의 회전속도를 높여주고 토크를 높여주도록 구비된다. 특히, 저압의 압력에서도 고속회전기능을 발휘하게 됨으로서 터빈의 사용용도를 넓히고 효율을 높여주도록 했다.

마지막으로 본 발명은 상기 축류 터빈(100)을 독립적으로 사용하거나 또는 2개의 터빈을 날개방향을 반대로 설치하고, 축을 한방향으로 회전토록 하여, 2개의 축류 터빈 사이에 1개의 제너레이터(200)의 축을 좌우 양단에 연결 설치하여, 터빈의 소형화와 나아가 다용도 사용 및 효율을 극대화시킬 수 있도록 함은 물론이다.

한편 본 발명은 상기의 구성부를 적용함에 있어 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있다.

그리고 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명 기능이 개선된 고 효율 축류 터빈의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

우선, 본 발명은 축류 터빈의 기능을 대폭 향상시켜 에너지 절감효과와 경제성을 극대화시킬 수 있도록 한 것이다.

이를 위해 본 발명에 적용된 도 1 은 기능이 개선된 고 효율 축류 터빈(100)의 각 부품을 분해한 분해 사시도를 보인 것이다.

또한 도 2 는 본 발명에 적용된 기능이 개선된 고 효율 축류 터빈(100)의 각 부품을 결합한 결합상태 사시도를 보인 것이다.

그리고 도 3 은 본 발명에 적용된 기능이 개선된 고 효율 축류 터빈(100)의 각 부품을 결합한 결합상태 정단면도를 보인 것이다.

또한 도 4 는 본 발명에 적용된 기능이 개선된 고 효율 축류 터빈(100)의 각 부품이 결합된 결합상태 측단면도를 보인 것이다.

그리고 도 5 는 본 발명에 적용된 분사노즐구(130)의 사시도를 보인 것이다.

또한 도 6 은 본 발명에 적용된 임펠러(130)의 사시도를 보인 것이다.

이하에서 상기한 본 발명 기능이 개선된 고 효율 축류 터빈의 작용효과를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명은 다수의 투입구(111)를 통해 유체가 하우징(110)의 내부로 유입되면 유체는 각각의 격벽(135)으로 인해 옆으로 분산되지 않고 바로 분사노즐구(130)의 날개입구(131)를 통해 다방향 직각분사로 유입된다. 그러면 임펠러(120)가 회전축(140)을 중심으로 시계방향 또는 반시계방향으로 고속으로 회전하게 된다.

상기 과정에서 본 발명은 상기 분사노즐구(130)의 날개입구(131) 전체 둘레에 형성된 'U'자 홈(134)에 의해 초입 입구를 저항이 없도록 하여 유체 유입이 원활하도록 함과 아울러 축류 터빈의 저항을 줄여주면서 RPM과 토크를 향상시킬 수 있도록 한 효과를 제공하게 된다.

그리고 본 발명에 적용된 상기 분사노즐구(130)의 날개 출구쪽에는 'Y'자 모양으로 형성되어 유체가 부드럽고 자연스럽게 빠져나갈 수 있도록 해주게 된다.

아울러 본 발명은 상기 과정에서 임펠러(120)의 안쪽면에 형성된 요홈(125)은 유체통과를 원할하게 하고, 저항을 줄여주는 효과를 제공하게 된다.

더하여 본 발명은 상기 요홈(125)의 일측에 형성된 경사면(125a)은 유체가 원활이 배출될 수 있도록 서포트 해주게 된다.

그리고 본 발명에 적용된 상기 임펠러(120)의 날개는 고압력을 지탱하기 위해 "갈고리 모양"으로 형성하고, 밑단은 유체가 저항을 덜 받게 하면서 부드럽게 빠져나가도록 라운드부(123a)가 형성되어 축류 터빈의 효율을 극대화시킬 수 있도록 하였다.

특히 본 발명에 적용된 상기 임펠러(120)의 날개와 날개 사이에는 날개지지대(124)를 구비하여 날개규격이 대형화에 대비하여 지지대 역할과 유체의 고열 고압에 잘 견딜 수 있도록 하고, 불필요한 저항을 최대한 줄이도록 한 효과를 제공하게 된다.

또한 상기 과정에서 임펠러(120)의 중앙에 형성된 연장돌출부(122)는 회전축(140)과 함께 고속으로 회전하는 임폘러(120)가 떨림 현상이 없도록 방지하고, 날개통쪽의 저항을 줄여주고, 날개통에서 빠져나온 유체를 퇴출구쪽으로 신속하게 빠져나가도록 유도해주며, 결과적으로 터빈날개가 안정적으로 회전할 수 있도록 서포트 해주게 된다.

그리고 본 발명에 적용된 상기 회전축(140)의 양단에는 각각 링(141)(142)을 구비하여 베어링의 흔들림을 방지하고, 터빈날개통의 흔들림을 잡아주며, 날개와 노즐이 전체적으로 원래 위치에서 제기능을 하도록 균형을 유지시켜 주게 된다.

이때 상기 회전축(140)에는 외부로 기울어지게 돌출된 송풍날개(145)를 구비하여 회전축(140)과 함께 고속으로 회전하는 임폘러(120)가 떨림 현상이 없도록 방지하고, 날개통쪽의 저항을 줄여주고, 날개통에서 빠져나온 유체를 퇴출구쪽으로 신속하게 빠져나가도록 유도해주며, 결과적으로 터빈날개가 안정적으로 회전할 수 있도록 한 효과를 제공하게 된다.

아울러 본 발명에 적용된 상기 일측판(150)과 타측판(160)에는 적어도 하나 이상의 요홈(155)을 형성하여 베어링(171)(181)의 탈착이 용이하도록 하게 된다.

더하여 본 발명에 적용된 상기 축류 터빈(100)의 하단부에는 벨브(100a)를 장착하여 터빈 내부의 물기를 빼줌으로 부식을 방지하는 효과를 제공하게 된다.

한편, 상기 임펠러(120)를 빠져나온 유체는 타측판(160)의 퇴출구(163)를 통해 외부로 빠져나가게 되는데, 이때 타측판(160)에는 원뿔모양의 경사면(162)이 형성되어 임펠러(120)를 빠져나온 유체가 경사면(162)을 통해 퇴출구(163)쪽으로 부드럽고 원활하게 빠져나가도록 해주게 된다.

이때 상기 퇴출구(163)는 입구는 넓고 출구는 좁게 형성되어 임펠러(120)를 빠져나온 유체를 퇴출구(163)쪽으로 빨리 빠져나가도록 해주게 된다.

따라서 상기 본 발명은 유체통과를 원활하게 해주고, 임펠러 내부의 불필요한 저항을 최대한 줄여주어 축류 터빈의 효율을 높이고, 아울러 유체 흐름의 방향을 잡아주고, 유체가 퇴출구 쪽으로 부드럽고 원활하게 배출되도록 해줌과 아울러 임펠러의 흔들림을 방지해주는 여러 효과를 제공하게 된다.

한편, 도 7 은 본 발명에 적용된 축류 터빈과 축류 터빈의 사이에 제너레이터(200)를 설치한 구성도를 보인 것으로, 양 축류 터빈(100)에서 발생된 힘을 이용하여 축에 연결된 제너레이터(200)를 구동시키게 되면 아주 간편한 구조로 효율의 극대화를 이루게 되어 결과적으로 에너지를 대폭 절감시킬 수 있는 효과를 제공하게 된다.

이상에서와 같이 본 발명은 축류 터빈의 기능을 대폭 향상시켜 에너지 절감효과와 경제성을 극대화시킬 수 있도록 한 것이고, 분사노즐구의 날개입구 전체 둘레에 'U'자 홈을 형성하므로 축류 터빈의 유체 투입시 저항을 줄여주면서 RPM과 토크를 향상시킬 수 있도록 한 것이고, 분사노즐구의 날개 진입구쪽에는 'Y'자 모양으로 형성하여 부드럽고 자연스럽게 유체가 신속하게 빠져나가서 날개에 전달될 수 있도록 한 것이고, 회전축에 송풍날개를 구비하여 분사노즐구 내부의 돌출 저항을 줄이면서 퇴출구 방향으로 유체의 이송을 빨리 퇴출을 유도시킬 수 있도록 한 것이고, 임펠러 날개와 날개 사이에 날개지지대를 구비하여 지지대 역할과 유체의 고열 고압에 잘 견딜 수 있도록 한 효과를 제공하게 된다.

본 발명 기능이 개선된 고 효율 축류 터빈의 기술적 사상은 실제로 동일 결과를 반복 실시 가능한 것으로, 특히 이와 같은 본원발명을 실시함으로써 기술발전을 촉진하여 산업발전에 이바지할 수 있어 보호할 가치가 충분히 있다.

Claims

기능이 개선된 고 효율 축류 터빈(100)에 관한 것으로,

적어도 하나 이상의 투입구(111)를 통해 유체가 축류 터빈 내부로 유입되도록하고, 좌,우로 관통된 일측에 단턱홈(112)이 형성된 하우징(110);

하우징(110)의 내부에 조립 설치되며, 일정 간격으로 형성된 복수개의 날개입구(131)를 통해 유체가 분출되므로 압력에너지를 속도에너지로 바꿔 임펠러를 고속으로 회전시키는 분사노즐구(130);

분사노즐구(130)의 내부에서 회전축(140)에 의해 조립 설치되며, 분사노즐구와 날개입구(123)에서 분출된 유체에 의해 고속으로 회전하는 임펠러(120);

임펠러(120)의 중앙 회전축지지구(121)에 축설되며, 임펠러를 회전가능하도록 조립 설치된 회전축(140);

하우징(110)의 일측에 조립 설치되며, 회전축(140)이 끼워지게 구멍(151)이 형성됨과 아울러 하우징(110)의 내부를 밀폐시키는 일측판(150); 및

하우징(110)의 타측에 조립 설치되며, 회전축(140)이 끼워지게 구멍(161)이 형성됨과 아울러 유체가 배출되게 적어도 하나 이상의 퇴출구(163)가 형성되며, 하우징(110)의 내부를 밀폐시키는 타측판(160);이 포함됨을 특징으로 하는 기능이 개선된 고 효율 축류 터빈.
청구항 1 에 있어서,

상기 일측판(150)의 외측에는 베어링(171)과 일측마개(170)가 조립 설치되고, 아울러 상기 타측판(160)의 외측에도 베어링(181)과 타측마개(180)가 조립 설치되고, 상기 일측판(150)과 타측판(160)의 하단에는 받침대(157)(167)가 형성되되, 이 받침대에는 축류 터빈(100)을 지지대에 고정시킬 때 축류 터빈의 수평유지, 수직유지, 진동방지를 위해 고정볼트를 체결할 수 있는 체결공(156)(166)이 더 포함됨을 특징으로 하는 기능이 개선된 고 효율 축류 터빈.
청구항 1 에 있어서,

상기 분사노즐구(130)의 날개입구(131) 전체 둘레에는 유체 유입이 원활하도록 하여 축류 터빈의 다수의 노즐 초입부에 최대한 불필요한 저항을 줄여주면서 RPM과 토크를 향상시킬 수 있도록 한 'U'자 홈(134)을 더 형성함을 특징으로 하는 기능이 개선된 고 효율 축류 터빈.
청구항 1 에 있어서,

상기 분사노즐구(130)는 초입부에서는 유체가 부드럽고 자연스럽게 진입되도록 하고, 중간부분에서는 노즐 끝부분쪽을 향하여 저항을 덜 받게 통과하도록 유도하고, 마지막 부분에서는 노즐의 단면적을 확 좁혀서 유체가 빠른 속도로 통과할 수 있도록 'Y'자 모양으로 형성함을 특징으로 하는 기능이 개선된 고 효율 축류 터빈.
청구항 1 에 있어서,

상기 축류 터빈(100)을 독립적으로 사용하거나 또는 한 쌍의 축류 터빈 사이에 제너레이터(200)의 축을 양단에 연결 설치하여 다용도 사용 및 효율을 극대화시킬 수 있도록 함을 특징으로 하는 기능이 개선된 고 효율 축류 터빈.