KR20160123267A - The power generation turbine that blades are integrated with cylinder, and the power generation methods using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 화석연료를 태워 발생시키는 고압 고속의 수증기와 수력이나 조력 또는 조류, 해류, 바람과 같은 유체의 에너지를 이용한 발전분야에 적용된다.The present invention is applied to a high-pressure, high-speed water vapor for generating fossil fuel and a power generation field using hydroelectric or tidal energy or fluid energy such as algae, ocean current, and wind.
기존의 화력이나 수력, 조력 또는 조류, 계곡물, 바람 등을 이용한 발전 방법에 있어 회전력을 발생시키는 수차 혹은 블레이드는, 회전축을 중심으로 회전하는 프로펠러 형태나, 또는, 회전축과 연결된 동심원상에 회전날개가 설치된 블레이드 형태가 대부분이다. 그러나 이러한 형태의 회전날개는, 유체와 접촉되는 면적이 제한된 상태에서 1회 접촉으로 유체와의 에너지 전환이 완료되며, 회전축과 날개의 연결부위가 날개의 회전중심 부에 위치하여, 양자의 연결부위에서 발생하는 난류현상에 의해 회전축에 심한 진동과 유체교란이 발생하며, 수차 혹은 블레이드와 유체 상호 간에 접촉하는 각도가 큰 원인으로 발생하는 회전축의 진동 및 변위를 억제하기 위해, 회전축의 지름을 필요 이상으로 키우는 현상을 유발하였으며, 수력이나 조력 또는 조류일 경우에는, 회전력을 일으키는 블레이드의 반대방향에 위치한 블레이드가 유체의 유속방향에 역방향으로 작동되는 현상으로 인하여 발전효율이 높지 않으며, 발전을 위한 블레이드의 필요 회전력을 얻기 위하여 블레이드의 크기를 지나치게 키우는 등의 단점들을 내포하고 있어 효율 높은 발전을 구현하지 못하고 있다. In a power generation method using existing thermal power, water power, tidal force, or algae, valley water, wind or the like, a turbine or a blade generating a rotational force may be in the form of a propeller rotating around a rotation axis, Most of the blade type is installed. However, in this type of rotating blades, the energy transfer to the fluid is completed by a single contact in a limited area in contact with the fluid, and the connecting portion of the rotating shaft and the blades is located at the rotating center portion of the blades, In order to suppress the vibration and displacement of the rotating shaft caused by the aberration or the angle of contact between the blade and the fluid, the diameter of the rotating shaft must be more than necessary In the case of hydraulic, tidal or algae, the generation efficiency is not high due to the phenomenon that the blade located in the opposite direction of the blade causing the rotational force is operated in the reverse direction of the flow direction of the fluid, and the necessity of the blade for power generation Disadvantages such as excessive blade size to obtain rotational force And it does not realize efficient development.
(특허문헌 1) KR1405494 10 “조력발전 터빈”은 회전중심 부가 막힌 일반적인 블레이드의 회전중심 부를 개방형 구조로 만들고, 각각의 블레이드를 내부 케이싱에 장착시키는 방법을 사용하여 저 낙차 조건에 적용할 수 있도록 하였으며, (Patent Document 1) KR1405494 10 " tidal power generation turbine " makes it possible to apply the low-drop condition using a method of making the rotation center of a general blade clogging the rotation center open structure and mounting each blade to the inner casing ,
(특허문헌 2) KR20100100876 10 “동력발생장치 조립체, 추진 또는 펌프장치 및 발전장치 설비”는 회전축을 따라 블레이드를 나선형으로 크기가 줄어드는 단일 구조 형태로 제작하였으며,(Patent Document 2) KR20100100876 10 "Power Generator Assembly, Propulsion or Pump Device and Power Generator Apparatus" is a single structure in which the blade is spirally reduced in size along the rotational axis,
(특허문헌 3) KR1035831 10 “임펠러식 회전날개를 구비하는 조류 발전기”는 조류가 작용하는 임펠러 형태의 회전날개의 반대방향 날개 전면에 파도모양의 유도 케이싱을 설치하여 더욱 큰 회전력을 얻게 하였으며,(Patent document 3) KR1035831 10 "tidal generator with impeller-type rotary blades", a wave-shaped induction casing was installed on the front surface of the impeller-type rotary blades opposite to the vanes,
(특허문헌 4) KR1261863 10 “발전장치 및 발전장치 조립체”는 고정된 덕트 전면과 후면에 블레이드를 설치하고 덕트 내면으로 유입되는 유체를 선회 유동시킬 나선형 핀과 유입구 등을 포함한 선회 흐름 수단을 설치하였으며, (Patent Document 4) KR1261863 10 "Generating device and power generator assembly" has a blade installed on the front and rear sides of a fixed duct, and a swirling flow means including a spiral pin and an inlet for swirling the fluid flowing into the duct inner surface is installed ,
(특허문헌 5) KR1488220 10 “풍력, 수력 및 조력발전 터빈의 효율 개선장치”는 수직축 형태의 블레이드의 효율을 높이기 위해 역풍 방향의 블레이드 전면에 회전축을 중심으로 이동 가능한 가이드 부재를 설치하여 효율을 높였으며,(Patent Document 5) KR1488220 10 " Efficiency Improvement Device for Wind Turbine, Hydro Power & Tidal Power Turbine ", in order to increase the efficiency of the vertical blade type blade, a guide member capable of moving around the rotation axis around the blade In addition,
(특허문헌 6) KR20130126883 10 “발전용 터빈”은 자유 낙하하는 유체를 대상으로 회전축 상에 원뿔 형 본체 및 본체 상부에서 하부방향으로 외주 면을 따라 굴곡 되게 설치되는 복수 개의 날개를 장착한 터빈에 대한 것이다. (Patent Document 6) KR 20130126883 10 " Power generation turbine " refers to a turbine having a conical body on a rotating shaft and a plurality of blades installed to be bent along the outer circumferential surface in a downward direction from an upper portion of the body, will be.
상기 기술 중 “조력발전 터빈”은 블레이드의 회전중심 부를 개방형 구조로 만들고 각각의 날개를 내부 케이싱에 장착시키는 방법을 사용하였으나, 날개가 설치되는 내부 케이싱 및 발전을 위한 기타 장치가 유체 속에 잠기는 구조로 되어 있어 유체 유입을 완벽하게 차단하는 기술이 필요하며, 동력발생장치 조립체, 추진 또는 펌프장치 및 발전장치 설비는 회전축을 따라 블레이드를 나선형으로 크기가 줄어드는 단일 구조형태로 제작하는 방법이나, 근본적으로 샤프트가 회전중심에 위치하고 블레이드 설치길이가 증가할수록 샤프트의 크기가 커지는 등의 약점이 있다.The "tidal power generation turbine" described above uses a method of making the rotation center portion of the blade open and attaching each of the blades to the inner casing. However, the inner casing in which the blades are installed and other devices for power generation are immersed in the fluid A power generating device assembly, a propulsion or pump device, and a power generation device are required to have a structure in which a blade is spirally reduced in size along a rotating shaft, Is located at the center of rotation and the shaft size increases as the blade installation length increases.
또한, (특허문헌 7) KR1035096 10 “다단 프로펠러를 이용한 풍력발전장치 및 그 방법”은 하우징 안에 다 단으로 형성된 프로펠러에 의한 풍력 발전에 대한 것이며, Patent Document 7: KR1035096 10 " Wind power generator using multistage propeller and method thereof " refers to wind power generation by propellers formed in multiple stages in a housing,
(특허문헌 8) KR0936503 10 “부스터 블레이드를 갖는 세그먼트 트위스팅 풍력발전시스템”은 샤프트를 중심으로 블레이드가 꼬이는 형태로 설치하여 발전효율을 높였으며, (Patent Document 8) KR0936503 10 "Segment Twisted Wind Power Generation System with Booster Blade", the blades are twisted around the shaft to increase power generation efficiency,
(특허문헌 9) KR1057828 10 “V자형 연속 임펠러 발전장치”는 수력발전에 쓰이는 임펠러의 수면으로 향하는 부위를 ‘V’자 형태로 만들어 물과의 저항을 감소시켰으며,(Patent Document 9) KR1057828 10 "V-shaped continuous impeller power generation device" reduces the resistance to water by making the portion of the impeller used for hydroelectric power generation to the water surface in the shape of "V"
(특허문헌 10) KR1213372 10 “조류 발전용 수차구조물”은 회전방향이 다른 다수의 블레이드를 이용한 조류발전 방법이며,(Patent Document 10) KR121337210 " awnings for a tidal power generation " is an algae generating method using a plurality of blades having different rotational directions,
(특허문헌 11) KR20120026490 10 “발전 장치”는 해류발전에 대한 것이다.(Patent Document 11) KR20120026490 10 " Generator " refers to the ocean current generation.
그러나 상기한 기술 모두에 사용되는 회전체는 회전축을 중심으로 회전하는 방식이므로, 근본적으로 유체로부터의 에너지 회수율이 떨어지며, 하우징 내에 설치된 회전체의 회전에 의해 발생하는 원심력으로 인하여 유체와 회전체 간의 불필요한 마찰이 증가하는 결과를 야기한다. However, since the rotating body used in all of the above techniques rotates around the rotating shaft, the energy recovery rate from the fluid is basically low, and the centrifugal force generated by the rotation of the rotating body installed in the housing causes unnecessary Resulting in an increase in friction.
또한, (특허문헌 12) KR1164430 10 “자가발전 소변기 물 내림 장치”는 급수배관 내에 물의 유동방향으로 설치되는 샤프트에 설치되는 복수의 블레이드의 회전에 의한 발전방법이며,Further, KR1164430 10 "Self-powered urinal water dropping device" is a method of generating electricity by rotation of a plurality of blades mounted on a shaft provided in a water flow direction in a water supply pipe,
(특허문헌 13) KR1078311 10 “배관을 흐르는 유체를 이용한 동력발생장치 및 이를 이용한 발전장치”는 배관 내부에 서로 반대로 회전하는 원판에 공기의 흐름에 의해 회전을 일으키는 복수의 핀이 장착되어 가동하는 발전방법이며, (Patent document 13) KR1078311 10 " Power generation apparatus using fluid flowing through piping " and " power generation apparatus using the same " refer to a power generation apparatus in which a plurality of fins, which cause rotation by the flow of air, / RTI >
(특허문헌 14) KR1189764 10 “배관용 수력발전장치”는 배관 내부의 샤프트에 고정 설치된 스크루 터빈에 일정한 간격으로 설치된 블레이드를 이용하여 발전하는 방식이며,(Patent Document 14) KR1189764 10 " Hydraulic power generation device for piping " is a method of generating power by using a blade installed at a constant interval in a screw turbine fixed to a shaft inside a pipe,
(특허문헌 15) KR1097771 10 “소형 수력발전기”와 (특허문헌 16) KR1465584 10“관로 일체형 수력발전기 및 이를 이용하는 배수관 발전시스템”은 유체가 유동하는 내부 하우징 내면에 회전력을 일으키는 다수의 블레이드를 설치하여 내부 하우징이 회전토록 하며, 내부 하우징과 외부 하우징에 발전장치를 설치하여 발전하는 발전방법에 대한 것이다.(Patent Document 15) KR1097771 10 " Small Hydraulic Generator " and KR1465584 10 " Channel Integrated Hydraulic Generator and Drainage Pipeline Power Generation System Using the Same " have a plurality of blades for generating rotational force on the inner surface of the inner housing The present invention relates to a power generating method in which an inner housing rotates and a power generating device is installed in an inner housing and an outer housing.
그러나 상기 기술 중 “자가발전 소변기 물 내림 장치와 배관용 수력발전장치”는 배관 내에 설치된 회전체의 회전에 의해 발생하는 원심력으로 인하여 유체와 회전체 간의 불필요한 마찰을 증가시키며, “소형 수력발전기와 관로 일체형 수력발전기 및 이를 이용하는 배수관 발전시스템”은 블레이드 설치방법을 명확하게 제시하지 않은 상태로 다수의 블레이드를 회전체 내면에 설치하는 것으로만 기술되어 있어, 블레이드와 유체 간에 발생하는 거동을 명확히 이해할 수 없으며, 또한, 블레이드 설치방법에서 본 발명과 차별된다.However, the above-mentioned " self-generated urine drainage device and piping hydraulic power generation device " increases unnecessary friction between the fluid and the rotating body due to the centrifugal force generated by rotation of the rotating body installed in the piping, An integrated hydraulic power generator and a drainpipe power generation system using the same "is described only by installing a plurality of blades on the inner surface of the rotating body without clearly showing the method of installing the blades, so that the behavior occurring between the blade and the fluid can not be clearly understood , And also differentiated from the present invention in the blade installation method.
본 발명은, 상기한 종래의 기술 및 장치들이 내포하고 있는 기능의 한계와 구조적인 한계를 극복하고, 유체에서 회수되는 에너지 회수비율을 개선하기 위하여 고안된 것으로, 날개와 원통이 일체화된 발전 터빈 및 이를 이용한 발전방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to overcome the limitations and structural limitations of the conventional technologies and devices and to improve the energy recovery ratio recovered from the fluid, The purpose of the present invention is to provide a method of generating electricity using the electric power.
본 발명의 발전 터빈은, 상기의 목적을 달성하기 위하여, 유체를 원통 내부로 유도하는 과정에서 유체의 유속을 증가시키고 원통 밖으로 배출되는 유체를 분산시키는 유도장치와, 자체의 입구에서 출구까지 내부가 비어있는 원형파이프의 형태이면서 자체의 길이방향 중심선을 중심으로 회전하는 원통과, 원통의 외면을 감싸는 형태로 설치되는 하우징과, 원통의 내면 상에 설치되고 원통 내면의 임의 설치위치에서도 원통 내면에 고정되는 부위가 원통 내면과 90도 각도를 이루며 장착된 상태에서 각 고정날개들이 동일한 이동각도를 유지하며 원통의 내면 상에 고정 설치되는 1개 이상의 고정날개들과, 동력전달용 기어 및 샤프트를 포함하는 동력전달 장치와, 원통과 원통 내부의 유체의 무게를 지지하면서 원통의 회전을 유지하는 원통 지지 장치와, 원통의 진동을 제어하는 원통의 진동제어장치와, 유체의 유동방향으로 발생하는 원통의 변위를 제어하는 원통의 변위제어장치와, 누수방지장치를 포함한다.In order to achieve the above object, the power generating turbine of the present invention includes an induction device for increasing a flow rate of a fluid and dispersing a fluid discharged out of the cylinder in a process of introducing the fluid into the cylinder, A cylindrical body which is in the form of an empty circular pipe and rotates about its own longitudinal center line, a housing which is provided in a form to surround the outer surface of the cylinder, and a housing which is provided on the inner surface of the cylinder and fixed to the inner surface of the cylinder And at least one stationary vane fixedly installed on the inner surface of the cylinder while each of the stationary blades maintains the same moving angle in a state where the stationary vane is mounted at an angle of 90 degrees with the inner surface of the cylinder, A cylindrical support device for supporting rotation of the cylinder while supporting the weight of the fluid inside the cylinder and the cylinder, A cylindrical vibration control device for controlling the vibration of the cylinder, a cylindrical displacement control device for controlling the displacement of the cylinder generated in the fluid flow direction, and a leakage preventing device.
또한, 상기 유도장치는, 원통의 입구와 출구 전면에 원추형 형태로 설치되며, 원통 내부로 유입하거나 원통 내부로부터 유출되는 유체의 유속을 변화시키는 작용을 한다.The induction device is installed in a conical shape on the inlet and the outlet of the cylinder and functions to change the flow rate of the fluid flowing into the cylinder or flowing out from the inside of the cylinder.
또한, 상기 원통의 외면(外面) 상에 원통의 회전력을 발전기에 전달하는 기어 및 샤프트가 조합된 최소 1세트 이상의 동력전달장치의 일부와 원통의 진동제어장치, 원통의 변위제어장치, 원통 지지 장치 및 별도의 지지구조물들이 설치되며, 원통은 자신의 외면을 감싸는 형태의 하우징의 내부에 설치된다.In addition, a part of at least one power transmission device combined with a gear and a shaft for transmitting a rotational force of the cylinder to the generator on the outer surface of the cylinder and a part of the power transmission device having a combination of a vibration control device of a cylinder, And separate supporting structures are installed, and the cylinder is installed inside the housing which surrounds its outer surface.
또한, 상기 원통의 외면(外面) 상의 일부 지역에 발전기의 회전자를 설치하고, 하우징의 내면 상의 일부 지역에 발전기의 고정자를 설치하는 방법으로 최소 1개소 이상 발전기를 설치할 수 있으며, 이 경우에는, 상기 동력발생장치를 생략할 수 있고, 발전기와 관련된 지지구조물이 별도로 설치된다.In addition, at least one generator may be installed by installing the rotor of the generator in a part of the outer surface of the cylinder and installing the stator of the generator in a part of the inner surface of the housing. In this case, The power generating device can be omitted, and a supporting structure related to the generator is separately installed.
또한, 상기 원통의 외면상에, 유체와 고정날개들과의 상호작용으로 발생하는 원통의 변위를 억제하는 변위제어용 철판이 최소 1개 이상 설치된다.At least one displacement control steel plate for suppressing the displacement of the cylinder caused by the interaction between the fluid and the fixed vanes is provided on the outer surface of the cylinder.
또한, 상기 원통의 외면상에, 유체와 고정날개들과의 상호작용으로 발생하는 원통의 진동을 억제하는 원통의 진동제어장치가 최소 1개 이상 설치된다.At least one cylindrical vibration control device for suppressing the vibration of the cylinder caused by the interaction between the fluid and the fixed vanes is provided on the outer surface of the cylinder.
또한, 상기 원통은, 유체가 자유 낙하할 경우, 유체가 유입하는 원통의 입구 전면에 설치되는 유도장치의 끝단의 외경을 원통 구경보다 작게 하는 방법으로 유도장치 끝단을 원통 내부로 삽입하고, 유체가 유출하는 원통의 출구에 설치되는 유도장치의 입구 구경을 원통의 외경보다 크게 하여 원통의 끝단이 유도장치 내부로 삽입되는 형태로 설치되며, 누수방지장치를 사용하여 유체가 하우징의 내부로 유출되는 것을 방지한다.In addition, when the fluid falls freely, the cylindrical end is inserted into the cylinder by a method of making the outer diameter of the end of the induction device installed at the inlet front face of the cylinder into which the fluid flows, smaller than the cylindrical diameter, The inlet diameter of the induction device installed at the outlet of the outgoing cylinder is set to be larger than the outside diameter of the cylinder so that the end of the cylinder is inserted into the induction device and the leakage of the fluid to the inside of the housing prevent.
또한, 상기 원통이 고정된 구조물의 내부나 선박의 내부에 설치되어 유체와 원통의 외면(外面)과의 접촉을 최소화할 수 있으며, 그리고 이 경우, 유체가 없는 개방된 공간에서 발전 터빈의 부속장치들을 유지 보수할 수 있다.In addition, it is possible to minimize the contact between the fluid and the outer surface of the cylinder, which is provided in the structure of the cylinder or in the interior of the vessel, and in this case, Can be maintained.
또한, 상기 원통은, 수평 설치된 발전 터빈일 경우, 원통의 양쪽 끝 부분에 설치된 누수방지장치와 함께 발전 터빈의 하우징 내부 또는 고정 구조물의 내부에 설치된다.In addition, in the case of horizontally installed power turbines, the cylinders are installed inside the housing of the power generation turbine or inside the fixing structure together with the water leakage prevention device provided at both ends of the cylinder.
또한, 상기 원통의 외면상에, 원통 및 원통 내부의 유체의 무게를 지지하고 원통이 원활히 회전되기 위하여, 설치위치마다 지지용 베어링 1개, 또는, 최소 3개 이상의 지지용 롤러로 구성되어 작동하는 원통 지지 장치가 최소 1개 이상 설치되며, 원통 지지 장치를 지지하는 별도의 고정골조가 설치된다.Further, in order to support the weight of the fluid in the cylinder and the inside of the cylinder on the outer surface of the cylinder, one bearing or one or more supporting rollers for each installation position is required to rotate the cylinder smoothly At least one cylindrical supporting device is installed, and a separate supporting frame supporting the cylindrical supporting device is installed.
또한, 상기 유체는, 댐이나 수문에서 방류되는 담수나 해수, 조류, 해류, 계곡물, 바람, 화석연료를 태워 발생시키는 수증기가 될 수 있다.In addition, the fluid may be water vapor that burns fresh water or seawater, birds, currents, valleys, winds, fossil fuels discharged from dams or gates.
또한, 상기 고정날개들은, 원통의 내면을 따라 동일한 나선형 변위를 갖으며, 최소 1개 이상 원통의 내면 상에 고정 설치된다.Further, the fixed blades have the same helical displacement along the inner surface of the cylinder, and are fixedly installed on the inner surface of at least one cylinder.
또한, 상기 원통의 변위제어장치는, 설치위치마다 변위제어용 베어링 1개, 또는, 유체의 흐름 방향과 마주보는 방향으로 변위제어용 철판의 면(面)과 접촉된 상태로 작동하는 변위제어용 롤러가 3개 이상 조합된 형태로 구성되며, 그리고 최소 1개 이상 원통의 외면상에 설치되며, 그리고 자신의 후방 또는 하부에 자신을 지지하는 별도의 지지용 고정골조가 설치된다.Further, the displacement control device of the cylinder is provided with one displacement control bearing for each installation position, or a displacement control roller which is operated in a state of being in contact with the surface of the displacement control steel plate in the direction opposite to the fluid flow direction And at least one or more cylinders are provided on the outer surface of the cylinder, and a separate support frame for supporting the user is installed on the rear or bottom of the cylinder.
또한, 상기 원통의 진동제어장치는, 설치위치마다 진동제어용 베어링 1개, 또는, 원통의 길이방향 단면의 외면 원주를 따라 고정 설치되는 철판 1개와 철판의 중심모서리를 따라 회전하는 최소 2개 이상의 진동제어용 롤러가 조합된 형태로 구성되며, 그리고 최소 1개 이상 원통의 외면상에 설치되며, 그리고 자신을 지지하는 별도의 지지용 고정골조가 설치된다.The vibration control device of the cylinder may further include one vibration control bearing for each installation position or one steel plate fixedly installed along the outer circumference of the cylindrical cross section in the longitudinal direction and at least two oscillations A control roller is formed in a combined form, and at least one cylinder is installed on the outer surface of the cylinder, and a separate supporting frame for supporting the cylinder is provided.
본 발명은, 원통 내부로 유입되는 유체의 밀도와 유속에 따라 고정날개들의 설치 개수와 높이, 이동각도, 설치 길이를 조정하는 방법으로 날개와 원통이 일체화된 발전 터빈의 발전효율을 높이며,The present invention improves power generation efficiency of a power generation turbine in which a blade and a cylinder are integrated by adjusting the number and height of the fixed blades, the moving angle, and the installation length according to the density and the flow rate of the fluid flowing into the cylinder,
또한, 본 발명은, 일 방향 발전일 경우, 원통 내부로 유입되는 유체의 밀도와 유속에 따라 원통의 임의 위치에서의 원통 길이방향에 대한 수직단면에서 각 고정날개들의 단면의 형상을 원통의 회전방향과 반대 방향으로 볼록하게 형성하는 방법으로 날개와 원통이 일체화된 발전 터빈의 발전효율을 높이며,According to the present invention, in the case of one-directional power generation, the shape of a cross section of each fixed blade in a vertical cross section with respect to the cylindrical longitudinal direction at an arbitrary position of the cylinder in accordance with the density and flow velocity of the fluid flowing into the cylinder, The power generation efficiency of the power generation turbine in which the blades and the cylinder are integrated is increased,
또한, 본 발명은, 흐름 방향이 주기적으로 반전(反轉)하는 조류(潮流)를 이용한 발전일 경우, 원통의 임의 위치에서의 원통 길이방향에 대한 수직단면에서 각 고정날개들의 단면이 직선 형태를 이루면서 각 고정날개들의 단면의 자유 단(自由 端)의 방향이 원통의 해당 단면의 중심을 향하도록 원통의 내면 상에 설치하는 하는 방법으로 유체의 양방향 흐름에서도 날개와 원통이 일체화된 발전 터빈의 발전효율을 동일하게 구현할 수 있으며,In addition, in the case of power generation using a tidal current which periodically reverses the flow direction, the present invention is characterized in that the cross section of each fixed blade in a vertical section with respect to the cylindrical longitudinal direction at a certain position of the cylinder is a straight line And the direction of the free end of each of the stationary blades is oriented on the inner surface of the cylinder so that the direction of the free end thereof faces the center of the corresponding cross section of the cylinder. The same efficiency can be realized,
또한, 본 발명은, 조류(潮流)발전일 경우, 조류의 흐름 방향과 직각으로 발전 터빈이 다수 설치된 선박의 방향을 조류의 흐름 방향 변화에 따라 수시로 조정하는 방법으로 날개와 원통이 일체화된 발전 터빈의 상시 발전할 수 있음으로써, 수상에 정박한 선박의 방향을 변경하는 방법만으로 상시 발전이 가능함에 따라 조류발전에 소요되는 유지운영비용을 최소화할 수 있다.According to the present invention, in the case of tidal current generation, the direction of a ship having a plurality of power generation turbines at a right angle to the direction of the tidal current is adjusted at any time in accordance with the change in the direction of flow of the tidal current, , It is possible to minimize the maintenance and operation cost required for the algae power generation because it is possible to generate electricity only by changing the direction of the vessel that is docked at the waterfront.
도 1은 일 방향으로 유동하는 유체일 경우에 적용되는 본 발명을 개략적으로 설명하는 도면으로, 유도장치와 원통, 원통의 내면 상에 하나의 고정날개가 설치된 경우에서의 발전 터빈을 설치하는 방법을 나타내며,
도 2는 본 발명을 개략적으로 설명하는 도면으로, 원통의 내부에서 유체와 고정날개들과의 접촉에 의해 발생하는 상호작용들과 이에 따른 유체의 거동을 설명하기 위한 개략적인 설명도 이며,
도 3은 본 발명을 개략적으로 설명하는 도면으로, 원통의 변위제어용 철판과 진동제어용 철판, 원통의 외면상에 장착되는 동력전달용 기어 및 하우징의 설치방법을 나타내고, 원통과 하우징의 각각의 일부 면상에 설치할 수 있는 발전기의 설치방법을 나타내며,
도 4는 본 발명을 개략적으로 설명하는 도면으로, 적용되는 유체가 조류일 경우, 원통의 진동제어장치 및 변위제어장치의 설치방법을 나타내며,
도 5는 본 발명을 개략적으로 설명하는 도면으로, 원통 지지 장치의 설치방법을 나타내며,
도 6은 본 발명을 개략적으로 설명하는 도면으로, 적용되는 유체가 조류일 경우, 선박의 내부에 발전 터빈을 다수 설치한 후, 조류의 유동방향에 따라 선박의 방향을 조정하고, 그리고 선박의 내부에 설치된 발전 터빈들을 동시에 작동함으로써 단위시간당 총발전량을 늘리는 방법을 보여준다.FIG. 1 is a view schematically illustrating the present invention applied to a fluid flowing in one direction, and shows a method of installing a power turbine in a case where one fixed blade is installed on an inner surface of a cylindrical body and a cylinder. Lt; / RTI &
Fig. 2 is a schematic explanatory view for explaining the interactions occurring due to the contact between the fluid and the fixed blades in the inside of the cylinder and the behavior of the fluid,
Fig. 3 is a view schematically explaining the present invention, which shows a method of installing a steel displacement control steel plate, a vibration control steel plate, a power transmission gear mounted on the outer surface of a cylinder, and a housing, And the installation method of the generator,
Fig. 4 is a view schematically explaining the present invention, and shows a method of installing a vibration control device and a displacement control device for a cylinder when the applied fluid is algae,
Fig. 5 is a view schematically explaining the present invention, showing a method of installing a cylindrical supporting apparatus,
Fig. 6 is a view schematically explaining the present invention. When a fluid to be applied is a tidal current, a plurality of power turbines are installed inside the vessel, the direction of the vessel is adjusted according to the flow direction of the tidal current, To increase the total power generation per unit time by simultaneously operating the power generation turbines installed in the power plant.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 실현하기 위하여, 첨부한 도면들을 이용하여 상세히 설명하면 다음과 같다.In order to achieve the object of the present invention as described above, the following description will be made in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 일 방향으로 유동하는 유체일 경우에 적용되는 본 발명을 개략적으로 설명하는 도면으로, 유도장치와 원통, 원통의 내면 상에 하나의 고정날개가 설치된 경우에서의 발전 터빈을 설치하는 방법을 설명하기 위한 것으로, 날개와 원통이 일체화된 발전 터빈은 유도장치(109)와 원통(100), 원통의 외면을 감싸는 형태로 설치되며 내부에 동력전달장치 및 각종 제어장치들이 설치되는 하우징(105), 고정날개들(101) 및 원통의 변위제어장치, 원통의 진동제어장치, 동력전달장치, 원통 지지 장치, 누수방지장치로 이루어진다.FIG. 1 is a view schematically illustrating the present invention applied to a fluid flowing in one direction, and shows a method of installing a power turbine in a case where one fixed blade is installed on an inner surface of a cylindrical body and a cylinder. A power generating turbine in which a blade and a cylinder are integrated is composed of an
상기 원통(100)은, 적용되는 유채가 해수나 육지 수일 경우, 비틀림(torsion)에 강하면서 부식에 강한 스테인리스 스틸로 된 재질의 원형파이프를 사용할 수 있으며, 유체의 밀도 및 유속과 고정날개들의 설치방법에 따라 구경과 길이가 조정된다.When the applied oil is sea water or land water, the
또한, 상기 원통(100)은, 풍력발전일 경우, 강성이 크며 가벼운 공업용 플라스틱 관이 사용될 수 있으며, 고정날개들(101) 및 동력전달용 기어와 원통의 외면상에 고정 장착되는 변위제어용 철판 등은 원통과 동일한 재질로 변경되어 제작될 수 있다.In the case of wind power generation, the
또한, 상기 고정날개들(101)은, 적용되는 유체의 종류 및 유속에 따라, 원통과 동일한 재질의 자재를 사용할 수 있으며, 최소 1개 이상의 고정날개들이 원통 내면 상에 고정 장착되며, 예시한 그림은, 고정날개가 1개 설치된 본 발명의 발전 터빈의 원통 형상을 예시한 계략도이다.The
또한, 상기 각 고정날개들(101)은, 자체의 수직 높이가 원통 구경의 반지름 이하로 형성된 상태로 원통의 내면 상에 고정 장착되며, 이로 인하여 본 발명의 발전 터빈이 유체 속에서 가동될 때, 샤프트가 날개들의 회전중심에 고정되어 회전하는 기존의 발전 터빈에서의 유체와 날개들 간에 발생하는 상호 작용들과는 차별되는 본 발명의 발전 터빈만의 독특한 유체와 고정날개들 사이의 상호 작용들이 일어난다.In addition, each of the
또한, 상기 각 고정날개들(101)은, 유체와의 마찰을 줄이기 위해 자체의 자유 단(自由 端) 면(面)이 날카로운 형태를 갖도록 제작되며, 또한, 유체와의 마찰을 높이기 위해 자신의 시작 단면과 끝 단면이 날카로운 형태를 갖도록 제작된다.In order to reduce the friction with the fluid, each of the
또한, 상기 각 고정날개들(101)은, 원통의 회전 중심선을 중심으로 동일한 단면형상과 이동각도를 유지하며 연속되는 형태로 원통의 내면 상에 장착된다.Each of the
또한, 상기 고정날개들(101)은, 적용되는 유체의 밀도와 유속에 따라, 제작단계에서 원통의 내면 상에 설치되는 자신들의 설치 개수와 설치 높이, 변위각도, 설치 길이를 조정하는 방법으로 날개와 원통이 일체화된 발전 터빈의 효율을 높일 수 있다.In addition, the fixed
또한, 상기 각 고정날개들(101)은, 조류(潮流)처럼 유체의 흐름 방향이 규칙적으로 반전(反轉)되는 경우, 원통의 임의 위치에서의 원통 길이방향에 대한 수직단면에서 각 고정날개들의 단면의 형상을 직선 형태로 만들고, 그리고 각 고정날개들의 단면의 자유 단과 고정 단의 중심을 연결한 중심선이 원통의 내면과 90도 각도를 이루며 원통의 해당 단면의 회전중심을 향하게 원통의 내면 상에 고정 설치되는 방법으로, 날개와 원통이 일체화된 발전 터빈의 발전효율 변동성을 최소화할 수 있다.In addition, when the flow direction of the fluid is regularly reversed, such as a tidal flow, each of the
또한, 상기 원통(100)은, 자체의 유체 유입 부 전면에 원통을 향해 일정하게 원형 단면의 면적이 줄어드는 원뿔형태의 유도장치(109)를 설치하여 유체의 유속을 증가시킬 수 있으며, 그리고 자체의 유체 유출 부의 전면에는 유입 부와 반대형태로 원형 단면의 면적이 원통의 유출 부를 향해 줄어드는 유도장치를 설치하여 원통 내부로부터 유출되는 유체의 확산작용이 용이하게 일어나도록 한다.In addition, the
또한, 상기 원통(100)은, 유도장치(109)를 포함하여, 벽체(112)를 경계로 외부 유체와 격리된 구조물의 내부(113)에 설치될 수 있으며, 이의 효과로, 원통의 외면(外面)과 외부 유체와의 직접접촉을 최소화할 수 있다.The
또한, 상기 유도장치(109)는, 자신의 자유 단의 전방에 상하 방향으로 작동되는 유체 차단장치(미 도시)를 설치할 수 있으며, 유체 차단장치를 가동하여 유체 유입을 차단한 후, 본 발명의 발전 터빈의 각 장치들을 용이하게 개보수할 수 있다.Further, the guiding
이하, 첨부된 도면들에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 설명한다. 본 발명의 실시 예들은, 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자들이 본 발명의 실시가 가능한 범위 내에서 설명된다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Embodiments of the present invention will be described by those skilled in the art to which the present invention is applicable.
따라서 본 발명의 실시 예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있고, 발전을 위해 이용하는 유체를, 댐에 저장된 물이나 계곡물, 조류(潮流), 조력(潮力), 해류, 바람, 고압 고속의 수증기 등으로 변경할 수 있으므로, 본 발명의 특허 청구범위는 아래에서 설명하는 실시 예들로 인하여 한정되는 것은 아니다.Accordingly, embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the fluid used for power generation can be stored in the dam, such as water, valley water, tidal current, tidal force, current, wind, Steam, and the like, the claims of the present invention are not limited to the embodiments described below.
도 2는 본 발명을 개략적으로 설명하는 도면으로, 원통의 내부에서 유체와 고정날개들과의 접촉에 의해 발생하는 상호작용들과 이에 따른 유체의 거동을 설명하기 위해 개략적으로 나타낸 것으로, 원통 내부를 통과하는 유체에 일어나는 에너지 변화는, 유체의 위치에너지와 마찰에 의한 손실에너지를 무시할 경우,Fig. 2 schematically illustrates the present invention, schematically illustrating the interactions caused by the contact of the fluid with the stationary vanes in the interior of the cylinder and the behavior of the fluid, The energy change that occurs in the passing fluid, if ignoring the position energy of the fluid and the loss energy due to friction,
0.5×(M 유)×(V1)²= 0.5×(M 유)×(V2)²+ 0.5×(M 터)×(R 터)²×(W 터)²+ (FE 터)0.5 × (M) × (V 1) ² = 0.5 × (M) × (V 2) + 0.5 × (Meter) × (Rter)
과 같은 관계식으로 표현될 수 있다.Can be expressed as a relational expression.
상기 식이 나타내는 또 다른 의미는, 유체가 원통의 내부를 빠져나갈 때의 유출속도(V2)를 최대한 낮추는 것이, 발전 터빈과 원통 내부에서의 유체 무게를 고정 값으로 산정할 경우, 발전 터빈의 효율을 높일 수 있는 방법임을 나타내며, 유체의 유출속도(V2)를 감소시키는 방법은, 원통의 구경과 길이 및 원통의 내면 상에 설치되는 고정날개들의 설치방법 및 작동원리에 의해 결정됨을 의미한다.Another meaning of the above equation is that when the flow velocity V2 of the fluid exiting the inside of the cylinder is minimized, the efficiency of the power generation turbine is improved when the weight of the fluid in the power generation turbine and the cylinder is calculated as a fixed value The method of reducing the flow velocity V2 of the fluid means that the diameter and the length of the cylinder are determined by the installation method and the operating principle of the fixed vanes installed on the inner surface of the cylinder.
상기 개념을 바탕으로, 원통의 내면 상에 장착되는 고정날개들의 설치방법 및 이를 이용한 발전방법을 간략하게 기술한다.Based on the above concept, a method of installing fixed wings mounted on an inner surface of a cylinder and a power generation method using the fixed wings will be briefly described.
예시한 도면은, 양방향 발전의 경우로, 3개의 고정날개가 원통 입구로부터 원통 내부로 동일한 거리를 이동된 상태로 원통의 내면 상에 설치되며, 그리고 각 고정날개들의 자유 단의 방향은 항시 원통의 길이방향에 대한 수직단면의 회전중심을 향하게 설치되고, 그리고 이웃하는 고정날개들의 사이 각(included angle)은 항상 120도 각도를 유지하며 동일한 변위를 갖고서 원통의 내면을 따라 이동 설치되며, 그리고 각 고정날개들의 끝 지점은 자체의 시작위치에서부터 반 시계 방향으로 120도 회전 이동된 형태로 개별적으로 연속되는 형태로 원통의 내면 상에 설치됨을 나타낸다.In the case of bi-directional power generation, the three fixed blades are installed on the inner surface of the cylinder with the same distance moved from the cylindrical inlet to the inside of the cylinder, and the direction of the free ends of the respective fixed blades is always And the included angle between neighboring stationary blades is always set to move along the inner surface of the cylinder with the same displacement and at a constant angle of 120 degrees, The end points of the wings are installed on the inner surface of the cylinder in an individually continuous form in the form of being rotated by 120 degrees counterclockwise from the start position of the wings.
또한, 원뿔 형태의 유도장치(109)를 거쳐 원통 내부로 유동하는 유체는, 유도장치(109)의 입구와 출구의 단면적 비율에 비례하여 유속이 변화한다.Further, the fluid flowing into the cylinder through the cone-shaped
또한, 원통이 회전하기 전 상태에서, 원통 내부로 유동하는 유체는, 원통 내벽 및 고정날개들과 마찰을 일으키고, 고정날개들의 설치된 형상에 의해, 원통 내면 상에 설치된 이웃하는 고정날개들 사이의 영역에서는 이웃하는 고정날개들 사이의 중심지역에서 최대 유속을 갖고 유동한다. 그리고 고정날개들의 원통 내 설치된 형상에 따라, 유체와 각 고정날개들과의 접촉 면들(205, 206) 은, 원통의 임의 위치에서의 원통 길이방향에 대한 수직단면의 중심을 기준으로 각 고정날개들의 단면의 좌측에 각각 위치하며, 그리고 유체가 원통 내부를 유동함에 따라 각 고정날개들과의 접촉 면적이 넓어진다. 이때, 각 고정날개들의 단면의 우측 공간으로 유동하는 유체 중 고정날개와 접촉한 유체는 유속이 저하되고, 그리고 반 시계 방향으로 유동방향이 변하며 고정날개와 접촉하지 않고서 연속적으로 보충되는 유체와 혼합된다.In addition, in the state before the cylinder is rotated, the fluid flowing into the cylinder causes friction with the cylinder inner wall and the stationary blades, and by the installed shape of the stationary blades, the area between the adjacent stationary blades installed on the cylinder inner surface At a maximum flow rate in the central region between adjacent stationary vanes. According to the installed shape of the fixed blades, the contact surfaces (205, 206) between the fluid and each of the fixed blades are arranged in such a manner that the center of the vertical cross section with respect to the cylindrical longitudinal direction at any position of the cylinder Respectively, and as the fluid flows through the interior of the cylinder, the contact area with each of the stationary blades increases. At this time, the fluid flowing into the right space of the cross section of each stationary vane is mixed with the fluid continuously contacting with the stationary vane without contact with the stationary vane, .
또한, 상기 작용들과 고정날개의 원통 내 위치변화로 인하여, 고정날개와 고정날개 사이에서 유동하는 유체의 최대 유속을 갖는 지점의 위치가 반 시계 방향으로 연속적으로 이동되는 거동을 나타낸다.Further, the above-mentioned actions and the behavior in which the position of the point having the maximum flow velocity of the fluid flowing between the stationary vane and the stationary vane are continuously moved counterclockwise due to the change of the position of the stationary vane in the cylinder.
또한, 원통의 임의 위치에서의 원통 길이방향에 대한 수직단면의 중심부로 유동하는 유체는, 고정날개들과 접촉하는 면적이 상대적으로 작으므로 큰 유속변화 없이 유동하지만, 다른 소 구역들 내에 있는 상대적으로 낮은 유속의 유체들과의 마찰로 인하여 낮은 유속의 유체들을 자신의 유동방향으로 잡아당기는 것과 같은 거동과 다른 구역의 유체들의 영향으로 반시계방향으로 회전하는 거동을 나타내므로, 원통이 정지한 상태에서 원통 내부를 유동하는 전체 유체의 유동은 이웃하는 고정날개들 사이에 위치한 3개의 소 권역에서 유체의 최대 유속 지점이 반시계방향으로 연속적으로 변화하면서 반시계방향으로 회전하며 유동하고, 원통의 중심부에서의 유체는 반시계방향으로 회전하며 유동하는 거동을 나타낸다.Further, the fluid flowing to the center of the vertical cross section with respect to the cylindrical longitudinal direction at any position of the cylinder flows without changing the large flow rate because the area in contact with the stationary vanes is relatively small, Because of the friction with fluids at low flow rates, they behave in a counterclockwise direction due to behaviors such as pulling fluids at low flow rates in their flow direction and fluids in other areas. Therefore, The flow of the entire fluid flowing in the cylinder flows in a counterclockwise direction while the maximum flow velocity point of the fluid continuously changes in the counterclockwise direction in the three small regions located between the adjacent stationary blades, Of the fluid flows counterclockwise and flows.
또한, 상기한 발전 터빈의 원통 내에서의 유체의 유동은, 원통 또는 케이싱 내에서 중심축에 연결되어 작동하는 회전체와 유체 간의 상호작용으로 발생하는 유체의 거동방식과 전혀 다르며, 그리고 상기한 유체의 거동들은 원통의 회전 중에 각 고정날개들이 저속의 유체를 밀어내기 위해 사용되는 에너지 소모량을 줄이는 효과로 나타난다.Further, the flow of the fluid in the cylinder of the power turbine is completely different from the behavior of the fluid generated by the interaction between the fluid and the fluid, which is operated by being connected to the central axis in the cylinder or the casing, The effect of reducing the amount of energy consumed by each stationary blade to push out low velocity fluids during the rotation of the cylinder.
또한, 각 고정날개들의 단면의 좌측 공간에서 유동하는 유체들은, 인접한 고정날개들의 우측 공간에서 유동하는 유체들이므로, 상기한 거동들을 동일하게 수행한다.Further, since the fluids flowing in the left space of the cross section of each stationary vanes are the fluids flowing in the right space of the adjacent stationary vanes, the above-described behaviors are performed in the same manner.
또한, 상기한 여러 거동은 고정날개들이 설치된 원통 내부 전 구간에서 동시에 발생하며, 유체의 연속적인 유동에 의해 전체 고정날개들의 접촉 면에 전달되는 에너지는, 고정날개들의 원통 내 설치된 형상에 의해, 원통의 회전력(toque) 형태로 나타나며, 유체로부터 고정날개들을 통해 전달되는 에너지의 합이 본 발명의 발전 터빈을 회전시킬 수 있는 한계 값을 넘어서는 시점에 본 발명의 발전 터빈은 회전을 시작한다.In addition, the above-mentioned various behaviors occur simultaneously in the cylindrical inner front section provided with the fixed blades, and the energy transmitted to the contact surfaces of the entire fixed blades by the continuous flow of the fluid is reduced by the shape of the fixed blades, And the power generation turbine of the present invention starts rotating when the sum of the energy transmitted from the fluid through the stationary blades exceeds the limit value at which the power generation turbine of the present invention can be rotated.
또한, 발전 터빈이 회전을 시작하면서, 원통 내의 유체와 각 고정날개들과의 상호 거동은 상기한 거동들이 동일하게 일어나지만, 원통의 임의 위치에서의 원통 길이방향에 대한 수직단면의 회전중심에서 보았을 때, 유체가 에너지를 전달하는 각 고정날개들의 접촉 면이 반시계방향으로 설치된 상태에서 원통이 시계방향으로 회전함에 따라, 원통 내 임의 위치에 있는 유체와 각 고정날개들과의 접촉지점들이 연속적으로 바뀌고, 이로 인하여 각 고정날개들과 유체와의 접촉하는 시간이 짧아지며, 그리고 각 고정날개들로 전달되는 유체의 에너지가 원통이 정지한 상태와 비교하여 높아지는 효과가 발생하며, 그리고 이의 결과로, 원통의 시계방향 회전속도는 연속적으로 증가한다.Also, as the power turbine starts to rotate, the mutual behavior of the fluid in the cylinder and each of the fixed vanes occurs in the same manner as described above, but at the center of rotation of the vertical section relative to the cylindrical longitudinal direction at any position of the cylinder As the cylinder rotates in the clockwise direction with the contact surfaces of the respective fixed vanes through which the fluid transfers the energy counterclockwise, the points of contact between the fluid at any position in the cylinder and the respective fixed vanes are continuously As a result, the contact time between the fixed blades and the fluid is shortened, and the energy of the fluid transmitted to each of the fixed blades is increased as compared with the state where the cylinder is stopped. As a result, The clockwise rotation speed of the cylinder increases continuously.
또한, 원통 내부를 유동하는 유체의 속도에 따라, 원통의 회전 중에 발생하는 유체의 시계방향 회전을 위해 소모되는 에너지의 크기가 달라지며, 유체에 의해 각 고정날개들로 전달되는 전체 에너지에서 원통의 회전 중에 발생하는 유체의 시계방향 회전을 위해 소모되는 에너지를 제외한 잔여 에너지에 의해 원통의 최대 회전속도가 결정된다. 따라서 발전 터빈의 원통의 회전력을 향상시키기 위해서는, 유체의 에너지를 감소시키는 원인 중 하나인 마찰을 제외하고, 유체의 유속이 빠를수록 좋고, 고정날개들의 설치 개수가 많을수록 좋으며, 고정날개의 높이가 클수록 좋다.In addition, depending on the speed of the fluid flowing inside the cylinder, the amount of energy consumed for the clockwise rotation of the fluid generated during the rotation of the cylinder varies, and the total energy transferred to each stationary vane by the fluid The maximum rotational speed of the cylinder is determined by the residual energy, excluding the energy consumed for the clockwise rotation of the fluid generated during rotation. Therefore, in order to improve the rotating force of the cylinder of the power generation turbine, the faster the flow rate of the fluid is, the better the number of the fixed blades is, except for the friction, which is one of the causes of reducing the energy of the fluid. good.
또한, 발전 터빈의 효율을 증대시키는 방법으로 일 방향 유체 흐름일 경우, 원통의 임의 위치에서의 원통 길이방향에 대한 수직단면에서 원통의 내면 상에 고정 장착되는 각 고정날개들의 단면의 고정 단과 원통 단면의 내면이 90도를 이루며, 그리고 각 고정날개들의 볼록한 단면의 중심을 지나는 곡선은 원통의 단면 중심과 각 고정날개들의 단면의 고정 단 중심을 연결하는 선(線)과 접하면서 유체의 에너지를 전달받는 자체의 접촉 면 방향을 향해 볼록한 형태를 유지하며, 그리고 동일한 고정날개의 수직 높이 조건에서 직선 형태의 고정날개 단면의 높이 방향으로의 표면 길이보다 볼록한 상태의 고정날개 단면의 높이방향의 표면 길이가 더 긴 효과로 나타나는 각 고정날개들과 유체와의 접촉각도 증가효과와 각 고정날개의 유체와의 접촉면적 확장효과를 이용한다.Further, in the case of a unidirectional fluid flow, a method of increasing the efficiency of a power generation turbine is to use a fixed section and a cylindrical section of each fixed blade fixedly mounted on the inner surface of the cylinder in a vertical section with respect to the cylindrical longitudinal direction at any position of the cylinder And the curve passing through the center of the convex cross section of each stationary wing conveys the energy of the fluid while touching the line connecting the center of the cylinder with the stationary end of each cross section of each stationary wing And the surface length in the height direction of the stationary blade section in the convex state in the height direction of the fixed wing section of the straight shape is larger than the surface length in the height direction of the straight wing section in the vertical height condition of the same stationary wing The effect of increasing the contact angle between each fixed wing and the fluid, which is represented by a longer effect, and the contact area of each fixed wing with the fluid Effect.
또한, 발전 터빈의 효율을 증대시키는 방법으로 조류발전일 경우, 원통의 임의 위치에서의 원통 길이방향에 대한 수직단면에서 각 고정날개들의 단면 형상을 직선 형태로 제작함과 동시에 각 고정날개들의 단면의 자유 단의 방향을 동일한 원통의 수직 단면의 중심으로 향하게 원통의 내면 상에 고정 설치하고, 그리고 각 이웃하는 고정날개들이 서로 동일한 변위와 동일한 사이 각도를 유지하며 원통의 내면 상에 고정 설치하여 제작함으로써, 원통의 임의 위치에서의 원통 길이방향에 대한 수직단면에서 각 고정날개들의 단면은 직선 형태를 유지하며 항상 동일 원통 단면의 중심을 향하며, 동시에 각 고정날개들이 동일한 변위를 유지하며 연속되는 형태로 개별적으로 원통의 내면 상에 설치되며, 그리고 각 고정날개들의 원통 내 시작지점과 끝 지점은 설치된 각 고정날개들의 원통의 내면 상의 위치만 바뀐 것 외에는 동일한 설치형태를 유지하므로, 조류의 흐름 방향의 반전(反轉)과 상관없이 동일한 유속에서는 동일한 효율로 발전 터빈을 가동할 수 있다.In addition, in the case of algae power generation, a method of increasing the efficiency of the power generation turbine is to manufacture the cross-sectional shape of each fixed blade in a vertical cross-section with respect to the cylindrical longitudinal direction at an arbitrary position of the cylinder, The direction of the free end is fixed on the inner surface of the cylinder with the center of the vertical section of the same cylinder facing to the center of the cylinder and each of the adjacent stationary blades is fixedly installed on the inner surface of the cylinder , The cross section of each fixed blade in a vertical cross section with respect to the cylindrical longitudinal direction at an arbitrary position of the cylinder is always in a straight shape and always faces the center of the same cylindrical cross section and at the same time, , And the starting point and the end point in the cylinder of each of the stationary blades The power turbine can be operated with the same efficiency at the same flow rate irrespective of the reversal of the flow direction of the algae, since the same installation type is maintained except that the positions of the fixed vanes installed on the inner surface of the cylinder are changed.
또한, 상기 원통 내부에서의 유체와 각 고정날개들과의 접촉에 의하여 원통의 진동 및 변위현상이 발생하며, 원통의 진동 및 변위 크기는 유체의 밀도와 유속 및 고정날개들의 설치 개수와 설치높이 및 이동각도, 설치 길이에 영향을 받는다.In addition, vibration and displacement of the cylinder occur due to the contact between the fluid and the fixed vanes in the cylinder, and the vibration and displacement magnitude of the cylinder are influenced by the density and flow rate of the fluid, the number of the fixed vanes, The angle of movement, and the length of the installation.
또한, 예시한 도면은, 3개의 고정날개가 각각의 시작위치와 끝 위치가 120도 회전 이동된 형태로, 원통 입구에서 원통의 길이방향으로 원통 내부를 보았을 때, 고정날개들의 투영된 면들이 처음으로 닫히는 지점까지 각 고정날개들을 원통의 내면 상에 고정 설치한 형태이며, 이러한 고정날개들의 설치방법은, 원통 내(內)를 유동하는 유체의 보유에너지를 고정날개들의 투영된 면들이 처음으로 닫히는 원통 내의 전체구간을 통해 연속적으로 전이할 수 있고, 그리고 각 고정날개들의 원통 내 설치 구간에서 전체적으로 균일한 원통의 회전력을 얻을 수 있음을 나타낸다.In addition, in the illustrated example, when the inside of the cylinder is viewed in the longitudinal direction of the cylinder at the inlet of the cylinder in the form in which the three stationary blades are rotated by 120 degrees from the start position and the end position, And the fixed vanes are fixedly installed on the inner surface of the cylinder. The method of installing the fixed vanes is such that the retained energy of the fluid flowing in the cylinder is firstly closed by the projected faces of the fixed vanes. It can be continuously transferred through the whole section of the cylinder, and a uniform cylindrical cylinder rotational force can be obtained in the installation section of the cylinder in each of the stationary blades.
또한, 원통의 길이방향으로 원통 내부를 보았을 때, 고정날개들의 투영된 면들이 2차로 닫히는 위치까지 고정날개들을 원통의 내면 상에 설치할 경우, 유체의 에너지를 좀 더 많이 회수할 수 있으나, 유체로부터 고정날개들로 전이되는 에너지의 불균일함에 따른 원통의 비틀림과 진동 현상이 발생하고, 그리고 늘어난 각 고정날개들의 설치 길이와 관련되어 증가하는 원통과 고정날개들 및 추가되는 관련 장치들의 무게의 증가를 야기하므로 주의해야 한다.Further, when the inside of the cylinder is viewed in the lengthwise direction of the cylinder and the stationary blades are placed on the inner surface of the cylinder to the position where the projected faces of the stationary blades are closed secondarily, more energy of the fluid can be recovered, The twisting and vibrating phenomenon of the cylinder due to the nonuniformity of the energy transferred to the fixed wings is caused and the increase in the weight of the cylinders and the fixed wings and the additional related apparatuses increases in relation to the installation length of each of the fixed wings. Please be careful.
상기 내용을, 고정날개들의 투영된 면들이 처음으로 닫히는 지점까지 각 고정날개들을 원통의 내면 상에 고정 설치하는 것을 기준으로 하고, 고정날개를 중심으로 정리하면,When the above description is based on fixing the respective fixed wings on the inner surface of the cylinder up to the point where the projected faces of the fixed wings are closed for the first time,
각 고정날개들의 시작지점에서부터 끝 지점까지의 이동각도가 클수록, 고정날개들의 설치개수가 줄어들며,The greater the angle of movement from the start point to the end point of each stationary wing, the smaller the number of stationary wings installed,
그리고 고정날개들의 높이가 커질수록, 유체가 보유한 에너지의 본 발명의 발전 터빈으로의 회수율을 높일 수 있으나 고정날개들의 전체 무게가 증가하며,As the height of the fixed blades increases, the recovery of energy of the fluid into the power generation turbine of the present invention can be increased, but the total weight of the fixed blades increases,
그리고 고정날개들의 투영된 면들이 처음으로 닫히는 거리가 길수록, 고정날개들이 설치된 원통 내 전체 구간에서 동일한 크기의 원통의 회전력을 얻을 수 있고 유체의 유속을 균일하게 감소시킬 수 있는 것과 함께, 원통의 진동을 감소시킬 수 있으나, 발전 터빈의 무게가 증가하는 상관관계가 성립한다.The longer the distance that the projected faces of the stationary blades are first closed, the greater the rotational force of the cylinder of the same size can be obtained in the entire section of the cylinder with the stationary blades and the flow velocity of the fluid can be uniformly reduced, But the correlation of increasing the weight of the power generation turbine is established.
도 3은 본 발명과 관련된 변위제어용 철판(102)과 진동제어용 철판(103), 원통의 외면상에 장착되는 동력전달용 기어(104) 및 하우징의 설치방법을 나타내고, 원통과 하우징의 각각의 일부 면상에 설치할 수 있는 발전기의 설치방법을 설명하기 위해 예시한 도면으로, 양방향 발전일 경우, 상기 하우징(105)은 원통의 외면을 감싸는 형태로 설치되며, 그리고 변위제어용 철판(102)은 원통의 외면상에 원형 판의 형태로 고정 설치되는 것을 보여주며, 그리고 변위제어용 철판(102)은 원통 내부에서 유체와 고정날개들과의 접촉에 의해 발생하는 원통의 유체 유동방향으로의 변위를 억제하기 위하여 원통 외면상의 하나 이상의 위치에 고정 설치는 것을 보여주며,3 shows a displacement
또한, 상기 원통 변위제어용 철판(102)은, 유체가 조류일 경우, 원통의 길이방향 중심지점에서 서로 동일하게 떨어진 거리를 두고 철판 2개가 1조인 상태로 원통의 외면상에 고정 설치되며,When the fluid is algae, the steel plate for
또한, 상기 원통 진동제어용 철판(103)은, 원통의 길이방향과 직각으로 원통의 외면의 원주를 따라 철판이 링의 형태로 원통의 외면상에 설치되며, 유체와 고정날개들과의 접촉하는 각도에 의해 발생하는 원통의 진동을 억제하기 위하여 원통 외면상의 최소 1개소 이상의 위치에 고정 설치되며,The
또한, 상기 동력전달용 기어(104)는, 고정날개들의 투영된 면들이 처음으로 닫히는 지점까지의 각 고정날개들의 원통 내 설치 길이와 원통의 양쪽 입구에서 고정날개의 시작 지점과 끝 지점까지의 각각의 거리를 합한 거리로 이루어진 원통 외면상의 최소 1개소 이상의 위치에 고정 설치되며,In addition, the
또한, 상기 동력전달용 기어(104)와 연결되는 동력전달용 샤프트의 설치각도에 따라, 동력전달 과정 중에, 베벨 기어나 헬리컬 기어 등이 추가로 사용되며,In addition, bevel gears, helical gears, and the like are additionally used during the power transmission process, depending on the installation angle of the power transmission shaft connected to the
또한, 상기 발전기는, 동력전달용 기어(104)를 원통의 외면상에 설치하지 않고, 원통의 외면상의 일부 지역에 발전기 회전자를 설치하고 대응되는 위치의 하우징(105)의 내면 상의 일부 지역에 발전기 고정자를 설치하는 방법으로 최소 1개소 이상 설치하여 직접 발전할 수 있으며,In addition, the power generator is not provided on the outer surface of the cylinder, but the generator rotor is installed in a part of the outer surface of the cylinder, and the generator rotor is installed in some area on the inner surface of the
또한, 상기 발전기를 지지하는 지지 골조가 추가로 설치될 수 있음을 나타낸다. In addition, it indicates that a support frame supporting the generator can be additionally installed.
도 4는 본 발명과 관련된 원통의 변위제어장치와 진동제어장치의 설치방법을, 유체가 조류일 경우를 예로 하여, 개략적으로 설명하기 위해 예시한 도면으로, 조류의 유동방향의 변화에 따른 원통의 변위방향이 바뀌는 것에 대응하기 위해, 변위제어용 철판(102)을 최소 2개소 이상의 원통의 외면상의 위치에 설치할 수 있는 것과, 각각의 대응하는 철판에 설치하는 변위제어용 롤러들(106)의 설치 방향이 반대임을 설명하며,Fig. 4 is a view schematically illustrating an example of a displacement control device for a cylinder and an installation method of a vibration control device according to the present invention, in which the fluid is an algae. The displacement
또한, 상기 원통의 변위제어장치는, 설치위치마다 변위제어용 베어링 1개, 또는 변위제어용 철판 1개와 3개 이상의 변위제어용 롤러(106)가 조합된 형태로, 최소 1개소 이상의 원통의 외면상의 위치에 설치되며,Further, the displacement control device of the above-mentioned cylindrical shape is provided with at least one displacement control bearing for each installation position, or a combination of one displacement control control plate and three or more
또한, 상기 원통의 진동제어장치는, 설치위치마다 진동제어용 베어링 1개, 또는 진동제어용 철판(103) 1개와 2개 이상의 진동제어용 롤러(107)가 조합된 형태로, 원통의 외면상의 최소 1개소 이상의 위치에 설치되며,The cylindrical vibration control device may be provided in a form in which one vibration control ball bearing or one vibration
또한, 상기 원통의 변위제어장치 및 진동제어장치를 지지하는 지지용 구조물을 별도로 설치할 수 있음을 나타낸다.Further, it is shown that the support structure supporting the displacement control device and the vibration control device of the cylinder can be separately installed.
도 5는 본 발명과 관련된 원통 지지 장치 및 그의 설치방법을 나타내기 위해 개략적으로 예시한 도면으로, 설치위치마다 원통 지지용 베어링 1개, 또는 원통 지지용 롤러(108)가 최소 3개 이상 조합된 형태로 원통의 외면과 각 롤러들의 회전면이 접촉된 형태로 설치하며, 그리고 각 지지용 롤러들의 회전축 방향이 원통의 회전 중심선 방향과 평행하도록 설치되는 방법으로, 최소 1개소 이상의 원통의 외면상의 위치에 설치되며, 그리고 원통 지지 장치를 지지하는 관련 지지 구조물이 설치될 수 있음을 나타낸다.FIG. 5 is a view schematically illustrating a cylindrical supporting apparatus and a method of mounting the same according to the present invention, wherein at least three cylindrical supporting bearings or cylindrical supporting
도 6은 본 발명과 관련된 적용범위 중 하나인 조류발전에서, 선박의 내부에 발전 터빈을 다수 설치한 후, 조류의 유동방향에 따라 선박의 방향을 조정하고, 그리고 선박에 설치된 발전 터빈들을 동시에 작동시킴으로써 단위 시간당 총발전량을 늘리는 방법을 설명하기 위해 예시한 도면으로서, 조류(潮流) 속도가 최소 2m/sec 이상인 조건에서, 선박에 설치된 4개의 스퍼드(111)를 각각 독립적으로 조정하는 방법으로 선박에 설치된 발전 터빈들의 회전방향을 조류의 유동방향과 직각이 되도록 해상에서 선박의 방향을 조정하고, 그리고 선박에 설치된 다수의 발전 터빈을 동시에 가동하는 방법으로 선박 한 척당 단위 시간에 발전할 수 있는 총 발전량을 증가시키는 방법을 나타내며,FIG. 6 is a graph showing the relationship between the number of power turbines installed in a ship and the direction of the ship in accordance with the flow direction of the algae, The method of independently adjusting the four
또한, 상기 선박(110)은, 발전 터빈의 원통의 전면과 후면에 유도장치(109)가 설치되며, 그리고 선박의 내부는 최소 2층 규모이며, 그리고 원통(100)을 포함한 발전 터빈들의 각종 장치들은 선박의 1층에 설치되며, 그리고 별도의 발전시설들은 선박의 1층, 또는, 2층에 설치됨을 나타내며,In addition, the
또한, 상기 선박(110)은, 각각의 발전 터빈들과 연결된 발전기에서 발생하는 전기를 임시 저장하는 시설 및 송전에 필요한 시설과 선박의 운전시설 등이 설치될 수 있으며,In addition, the
또한, 상기 선박(110)은, 평평한 선박의 선 저(船 低) 철판의 하부 쪽 외부에 조류의 유동방향과 직각방향이면서 하나의 행(行)에 다수의 발전 터빈의 원통들을 설치하며, 그리고 동일 행에 위치한 원통들의 전방과 후방에 선박의 외벽을 각각 하나씩 설치하고, 그리고 발전 터빈의 원통들의 설치 행수(行數)를 최소 2행으로 만들며, 그리고 조류의 유동방향을 기준으로, 전방에 위치한 동일 행의 원통들의 유체 배출구에 설치된 유도장치들(109)과, 후방에 위치한 행(行)에 설치된 원통들의 유체 유입구에 설치된 유도장치(109)들 사이에 선박의 선두에서 선미까지 하나로 연결된 개방된 공간을 원통들이 설치된 2개의 행마다 하나씩의 개방된 공간을 두는 방법으로, 전방에 위치한 원통들에서 배출되는 저속 유체에 의한 유속변화 없이 자연 상태의 유속을 갖는 해수가 유도장치(109)를 거쳐 후방에 있는 원통 내부로 유입될 수 있도록 제작됨을 나타낸다.In addition, the
100: 원통 또는 케이싱(casing)의 모형
101: 고정날개들의 모형
102: 원통 변위제어용 철판의 모형
103: 원통 진동제어용 삼각 철판의 모형
104: 원통에 장착되는 동력전달용 기어의 모형
105: 원통 외면의 일부에 발전기 회전자를 설치할 경우, 발전기 고정자 등을 설치하는 하우징 또는 케이싱(casing)의 일부분의 모형
106: 원통 변위제어용 롤러(roller)의 모형
107: 원통 진동제어용 롤러(roller)의 모형
108: 원통 지지용 롤러(roller)의 모형
109: 유체를 발전 터빈의 원통 내부로 유도하거나 원통 내부로부터 유출을 유도하는 유도장치의 모형
110: 발전설비를 장착한 선박의 모형
111: 선박 고정용 스퍼드(spud)의 모형
112: 발전 터빈 및 관련 장치들이 설치되는 구조물 벽체의 모형
113: 발전 터빈 및 관련 장치들이 설치되는 구조물 내부 공간의 모형
201: 원통의 입구에서 원통 내부로 일정거리를 진입한 위치
202: 상기 위치(201)에서 원통 내부로 추가 이동한 위치
203: 상기 위치(202)에서 원통 내부로 추가 이동한 위치
204: 상기 위치(201)에서 원통을 원통의 길이방향에 대한 수직단면으로 절단하였을 때, 원통 입구에서 원통의 길이방향으로 원통의 내부를 바라보았을 때 고정날개들의 투영된 면들의 모형
205: 상기 위치(202)에서 원통을 원통의 길이방향에 대한 수직단면으로 절단하였을 때, 원통 입구에서 원통의 길이방향으로 원통의 내부를 바라보았을 때 고정날개들의 투영된 면들의 모형
206: 상기 위치(203)에서 원통을 원통의 길이방향에 대한 수직단면으로 절단하였을 때, 원통 입구에서 원통의 길이방향으로 원통의 내부를 바라보았을 때 고정날개들의 투영된 면들의 모형
M 유: 유체의 질량(㎏)
V1: 유체가 원통으로 유입되는 속도(m/sec)
V2: 유체가 원통에서 유출되는 속도(m/sec)
M 터: 원통을 포함한 발전용 터빈의 질량(㎏)
R 터: 발전용 터빈의 질량중심에서의 회전반경(m)
W 터: 발전용 터빈의 질량중심에서의 회전각속도(radian/sec)
FE 터: 유체에 의한 원통과 고정날개의 진동 및 변위를 일으키는 에너지(㎏ ｍ²／sec²)100: Model of cylinder or casing
101: Model of fixed wings
102: Model of steel plate for cylinder displacement control
103: Model of triangular plate for cylindrical vibration control
104: Model of power transmission gear mounted on cylinder
105: When the generator rotor is installed on a part of the outer surface of the cylinder, a model or a part of a housing or a casing for installing a generator stator,
106: Model of roller for cylinder displacement control
107: Model of roller for cylinder vibration control
108: Model of rollers for cylinder support
109: A model of an induction device which induces fluid to the inside of the cylinder of the power turbine or induces the outflow from the inside of the cylinder
110: Model of ship equipped with power generation facilities
111: Model of spud for ship fixing
112: Model of the structure wall on which the power generation turbine and related devices are installed
113: Model of the internal space of the structure where the power generation turbine and related devices are installed
201: Location of the cylinder at a certain distance from the inlet of the cylinder to the inside of the cylinder
202: the position where the additional movement from the
203: a position where the additional movement from the
204: when the cylinder is cut at the
205: When the cylinder is cut at the
206: When the cylinder is cut at the
M oil: mass of fluid (kg)
V1: Velocity at which fluid flows into the cylinder (m / sec)
V2: velocity at which fluid flows out of the cylinder (m / sec)
Meter: Mass of power generation turbine including cylinder (kg)
Rotor: Turn radius at the center of mass of power generating turbine (m)
Watt: Rotational angular velocity (radian / sec) at the center of mass of power generating turbine
FE Equation: Energy causing the vibration and displacement of the cylinder and the fixed blade due to fluid (kg m² / sec²)
Claims (13)
그리고 유체와 고정날개들과의 접촉에 의해 발생한 회전에너지를 동력전달장치로 전달하는 원통과,
그리고 원통 내면 상에 장착되어 원통 내부에서 유체와의 접촉을 통해 유체의 에너지를 전달받아 원통을 회전시키는 고정날개들과,
그리고 원통의 회전력을 발전기에 전달하는 동력전달장치와,
그리고 원통의 변위를 제어하는 원통의 변위제어장치와,
그리고 원통의 진동을 제어하는 원통의 진동제어장치와,
그리고 원통과 원통 내의 유체의 무게를 지지하며 원통의 회전을 유지시키는 원통 지지 장치와,
그리고 하우징과 원통의 접속지점에 설치되어 유체의 하우징 내부로의 유입을 방지하는 누수방지장치를 포함하는 날개와 원통이 일체화된 발전 터빈.
An induction device installed at the starting point and the ending point of the cylinder and guiding the fluid to the inside of the cylinder and inducing the outflow of the fluid from the inside of the cylinder,
A cylinder for transmitting rotational energy generated by contact between the fluid and the fixed vanes to the power transmitting device,
And fixed blades mounted on the inner surface of the cylinder to rotate the cylinder by receiving the energy of the fluid through the contact with the fluid inside the cylinder,
A power transmission device for transmitting the rotational force of the cylinder to the generator,
A cylindrical displacement control device for controlling the displacement of the cylinder,
A cylindrical vibration control device for controlling the vibration of the cylinder,
A cylindrical support device for supporting the weight of the fluid in the cylinder and the cylinder and for maintaining the rotation of the cylinder,
And a water leakage prevention device installed at a connection point between the housing and the cylinder to prevent the fluid from flowing into the housing, the power turbine integrating the wing and the cylinder.
그리고 원통의 구경(內徑)과 길이는, 원통 내부로 유입되는 유체의 밀도와 유속에 따라 고정날개들의 설치 개수와 설치 높이, 설치 길이를 포함한 고정날개들의 사양들이 결정된 이후에 정해지는 것을 특징으로 하는 날개와 원통이 일체화된 발전 터빈.
The method according to claim 1, wherein the cylindrical body is rotated by the rotational force of the fixed blades generated by the interaction of the fluid with the fixed blades installed on the inner surface of the cylinder in the process of flowing the fluid into and out of the cylinder,
The diameter and the length of the cylinder are determined after the specifications of the fixed blades including the number of the fixed blades, the installation height, and the installation length are determined according to the density and the flow rate of the fluid flowing into the cylinder. A turbine with integrated wings and cylinders.
그리고 동력전달장치 및 원통의 변위제어장치, 원통의 진동제어장치, 원통 지지 장치를 구조물의 내부의 개방된 공간에서 원통의 외면상에 설치할 수 있음에 따른 발전 터빈의 유지보수 및 관리가 용이할 수 있는 것을 특징으로 하는 날개와 원통이 일체화된 발전 터빈.
The method of claim 1, wherein when the cylinder is installed inside a structure isolated from an external fluid through a wall, the outer surface of the cylinder can minimize direct contact with the fluid,
The maintenance and management of the power turbine can be facilitated by the fact that the power transmission device and the displacement control device of the cylinder, the vibration control device of the cylinder, and the cylindrical support device can be installed on the outer surface of the cylinder in the open space inside the structure Wherein the blade and the cylinder are integrated with each other.
그리고 각 고정날개들의 고정 단은 원통의 내면과 90도 각도를 이루며 설치되고,
그리고 원통의 임의 위치에서의 원통 길이방향에 대한 수직단면의 중심점을 기준으로 이웃하는 고정날개들의 단면들 사이의 각도는 서로 동일하며,
그리고 각 고정날개들은 동일한 변위를 유지하며 원통 내면을 따라 개별적으로 연속되게 고정 설치되는 것을 특징으로 하는 날개와 원통이 일체화된 발전 터빈.
2. The apparatus of claim 1, wherein at least one of the stationary blades is fixedly mounted on an inner surface of the cylinder,
The fixed end of each fixed wing is installed at an angle of 90 degrees with the inner surface of the cylinder,
And the angles between the cross sections of the adjacent stationary blades are equal to each other with respect to the center point of the vertical cross section with respect to the cylindrical longitudinal direction at any position of the cylinder,
And each of the stationary blades is fixedly and continuously installed along the inner surface of the cylinder while maintaining the same displacement.
즉, 1개의 고정날개를 원통의 내면 상에 설치할 경우, 고정날개의 투영된 면이 처음으로 닫히는 곳까지의 거리는, 고정날개의 시작지점에서부터 고정날개가 원통 내면을 따라 동일한 변위를 유지하면서 원통의 내면 상에 설치되고, 그리고 고정날개의 시작위치에서부터 360도 회전된 원통의 내면 상의 위치에 정착될 때까지 거리이며,
그리고 2개 이상의 고정날개를 원통의 내면 상에 설치할 경우, 각 고정날개들의 시작위치에서부터 원통의 내부각도 360도를 고정날개들의 원통의 내면 상에 설치되는 개수로 나누어 얻어진 몫과 같은 변위각도가 될 때까지 각각의 고정날개들이 동일한 변위를 유지하며 원통의 내면을 따라 원통의 내면 상의 장착되는 위치까지의 거리가 고정날개들의 투영된 면들이 처음으로 닫히는 거리이며,
그리고 상기한 각 고정날개들의 원통 내면 상에서의 시작위치에서부터 고정날개들의 투영된 면들이 처음으로 닫히는 지점까지의 각 고정날개들의 설치 거리는 적용되는 유체의 밀도와 유속에 따라 조정될 수 있는 것을 특징으로 하는 날개와 원통이 일체화된 발전 터빈.
The method as claimed in claim 1, wherein the installation length of each of the stationary blades is a distance from a starting point of each stationary blades to a point at which the projected surfaces of the stationary blades are closed for the first time when the inside of the cylinder is viewed from the cylinder inlet in the longitudinal direction of the cylinder, Lt;
That is, when one fixed blade is provided on the inner surface of the cylinder, the distance from the starting point of the fixed blade to the position where the projected surface of the fixed blade closes for the first time is such that the fixed blade maintains the same displacement along the inner surface of the cylinder, And the distance from the starting position of the fixed blade to the position on the inner surface of the cylinder rotated 360 degrees,
When two or more fixed blades are installed on the inner surface of the cylinder, the displacement angle is the same as the quotient obtained by dividing the inner angle of the cylinder by 360 degrees from the starting position of each of the fixed blades by the number provided on the inner surface of the cylinder of the fixed blades Until the distance between the fixed wings and the inner surface of the cylinder along the inner surface of the cylinder is equal to the distance at which the projected surfaces of the fixed wings are closed for the first time,
And the installation distance of each of the stationary blades from the starting position on the inner surface of each of the stationary blades to the point where the projected surfaces of the stationary blades are closed for the first time can be adjusted according to the density and flow rate of the applied fluid. And a turbine integrated with a cylinder.
[2] The method of claim 1, wherein the installation height of each of the fixed blades is uniformly less than the diameter of the cylindrical bore according to the density and flow rate of the fluid flowing into the cylindrical bore, and the number of the fixed blades increases in proportion to the bore diameter The power turbine integrates the wing and the cylinder.
The stationary vanes according to claim 1, wherein the fixed vanes connect the center of rotation of the vertical cross section with respect to the cylindrical longitudinal direction at any position of the cylinder to the center of the stationary end of each of the stationary vanes, And the angle formed by the line connecting the center of the fixed end of the cross section of each of the fixed wings and the center of the free end can be changed to make the power turbine integrated with the wing and the cylinder.
그리고 발전기의 회전자를 원통의 외면상의 일부 지역에 설치하고 발전기의 고정자를 원통의 외면상의 회전자 설치 지역과 서로 대응하는 하우징의 내면 상의 일부 지역에 설치할 경우, 생략될 수 있는 것을 특징으로 하는 날개와 원통이 일체화된 발전 터빈.
The power transmission device according to claim 1, wherein the power transmission device includes a power transmission gear fixedly mounted on at least one position on an outer surface of the cylinder and a shaft for power transmission,
And the rotor of the generator is installed in a part of the outer surface of the cylinder and the stator of the generator is installed in a part of the inner surface of the housing corresponding to the rotor installation area on the outer surface of the cylinder, And a turbine integrated with a cylinder.
그리고 원통의 길이방향과 90도 각도를 이루며 설치되고,
그리고 최소 1개소 이상의 원통의 외면상의 위치에 설치되는 방법으로 원통의 변위를 제어하는 것을 특징으로 하는 날개와 원통이 일체화된 발전 터빈.
The displacement control device of claim 1, wherein the displacement control device of the cylinder is provided on the outer surface of the cylinder in a form of one displacement control bearing for each installation position, or one displacement control control plate and three or more rollers,
And is installed at an angle of 90 degrees with the longitudinal direction of the cylinder,
And the displacement of the cylinder is controlled by a method that is installed at a position on the outer surface of at least one or more of the cylinders.
그리고 진동제어용 철판은 원통의 길이 방향과 90도 각도를 이루며 원통의 외면상에 링의 형태로 고정 설치되고,
그리고 설치되는 각 롤러들의 회전축은 원통의 길이 방향과 평행한 상태로 진동제어용 철판과 접촉하는 형태로 설치되며,
그리고 최소 1개소 이상의 원통의 외면상의 위치에 설치되는 방법으로 원통의 진동을 제어하는 것을 특징으로 하는 날개와 원통이 일체화된 발전 터빈.The vibration control device according to claim 1, wherein the vibration control device of the cylinder is provided on the outer surface of the cylinder in a form of one vibration control bearing for each installation position or a combination of one vibration control steel plate and two or more rollers,
The steel plate for vibration control has an angle of 90 degrees with the longitudinal direction of the cylinder and is fixedly installed in the form of a ring on the outer surface of the cylinder,
The rotation axes of the respective rollers installed are in contact with the steel plate for vibration control in parallel with the longitudinal direction of the cylinder,
And the vibration of the cylinder is controlled by a method that is installed at a position on the outer surface of at least one or more of the cylinders.
그리고 원통의 길이방향과 각 롤러들의 회전축이 평행한 상태로 원통의 외면상에 설치되고,
그리고 최소 1개소 이상의 원통의 외면상의 위치에 설치되는 방법으로 원통과 원통 내의 유체의 무게를 지지하는 것을 특징으로 하는 날개와 원통이 일체화된 발전 터빈.
The cylindrical supporting device according to claim 1, wherein the cylindrical supporting device is provided in a form such that one cylindrical bearing bearing or three or more rollers are in contact with the outer surface of the cylinder,
And is provided on the outer surface of the cylinder with the longitudinal direction of the cylinder and the rotation axis of the rollers parallel to each other,
And the weight of the fluid in the cylinder and the cylinder is supported by at least one position on the outer surface of the at least one cylinder.
그리고 각 고정날개들의 볼록한 단면의 중심을 지나는 곡선은 원통의 단면 중심과 각 고정날개들의 단면의 고정 단 중심을 연결하는 선(線)과 접하면서 유체의 에너지를 전달받는 자체의 접촉 면 방향을 향해 볼록한 형태를 유지하며,
그리고 동일한 고정날개의 수직 높이 조건에서 직선 형태의 고정날개 단면의 높이 방향으로의 표면 길이보다 볼록한 상태의 고정날개 단면의 높이방향의 표면 길이가 더 긴 효과로 나타나는 각 고정날개들과 유체와의 접촉각도 증가효과와 각 고정날개의 유체와의 접촉면적 확장효과를 이용하는 것을 특징으로 하는 날개와 원통이 일체화된 발전 터빈.
In the case of a unidirectional fluid flow, a method of increasing the efficiency of a power generation turbine is to use a fixed end of each of the fixed vanes fixedly mounted on the inner surface of the cylinder at a vertical section with respect to the cylindrical longitudinal direction at an arbitrary position of the cylinder, Lt; RTI ID = 0.0 > 90,
The curve passing through the center of the convex cross section of each fixed wing is directed toward the contact surface direction of the fluid receiving the energy of the fluid while touching the line connecting the center of cross section of the cylinder and the fixed end of each cross- Maintaining a convex shape,
And the contact angle between each fixed blade and the fluid, which is expressed by a longer effect of the surface length in the height direction of the stationary blade section in the convex state than the surface length in the height direction of the stationary blade section in the straight shape in the vertical height condition of the same stationary blade, And the widening effect and the effect of expanding the contact area of each fixed blade with the fluid are utilized.
그리고 각 이웃하는 고정날개들이 서로 동일한 변위와 동일한 사이 각도를 유지하며 원통의 내면 상에 고정 설치하여 제작함으로써, 원통의 임의 위치에서의 원통 길이방향에 대한 수직단면에서 각 고정날개들의 단면은 직선 형태를 유지하며 항상 동일 원통 단면의 중심을 향하며,
동시에 각 고정날개들이 동일한 변위를 유지하며 연속되는 형태로 개별적으로 원통의 내면 상에 설치되며,
그리고 각 고정날개들의 원통 내 시작지점과 끝 지점은 설치된 각 고정날개들의 원통의 내면 상의 위치만 바뀐 것 외에는 동일한 설치형태를 유지하므로, 조류의 흐름 방향의 반전(反轉)과 상관없이 동일한 유속에서는 동일한 효율로 발전 터빈이 가동될 수 있는 것을 특징으로 하는 날개와 원통이 일체화된 발전 터빈.
In the case of algae power generation, a cross-sectional shape of each fixed blade is formed in a vertical cross-section with respect to the cylindrical longitudinal direction at an arbitrary position of a cylinder, and a free end of each cross- Is fixed on the inner surface of the cylinder with the direction of the cylinder facing the center of the vertical section of the same cylinder,
And by each of the neighboring fixing blades to maintain the same between the angle and the same displacement to each other and produced by fixed to the inner surface of the cylinder, the cross section of each of the fixed wing in the vertical cross-section of the cylindrical longitudinal direction at any position of the cylinder is straight And always faces the center of the same cylindrical cross section,
At the same time, each of the stationary blades is installed on the inner surface of the cylinder individually in a continuous form with the same displacement,
The starting point and the ending point of each fixed wing are maintained in the same installation mode except that the position of each fixed wing on the inner surface of the cylinder is changed. Therefore, regardless of the reversal of the flow direction of the algae, Wherein the power generating turbine can be operated with the same efficiency.
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| CN109709911A (en) * | 2018-12-11 | 2019-05-03 | 上海电力学院 | On-line measurement method and measurement system for external leakage of circulating working fluid of thermal power unit |
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