(57)【要約】  本発明は、流体の漏水及び圧力漏れを最小化するためのもので、本発明のタービン装置は、流体の流入に伴って前記タービン軸５１３と共に回転するタービン５１０、前記タービン５１０を密閉するために前記タービン５１０の上端に結合されたタービンカバー５２０、前記タービン５１０内で互いに結合された下部ノズル板３５０及び上部ノズル板３７０、前記下部ノズル板３５０及び上部ノズル板３７０の間に結合され、前記タービン５１０の内部に流入する流体の量を調節する多数のノズル３８０、前記下部ノズル板３５０の上面中央に結合され、前記下部ノズル板３５０及び上部ノズル板３７０を貫通する貫通パイプ３５６、前記ノズル３８０の開閉のために前記貫通パイプ３５６の内部で回転する調節パイプ３２２を含む。【選択図】  図１
2020523510.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
漏斗形態のタービン筒（５１１）と、前記タービン筒（５１１）の内部に結合された放射状のタービン羽根（５１２）と、前記タービン羽根（５１２）の内側に形成された上部板（５１５）及び下部板（５１６）と、前記上部板（５１５）及び下部板（５１６）の間の内部筒（５１７）と、タービン軸（５１３）が挿入される軸挿入枠（５１４）を含み、流体の流入に伴って前記タービン軸（５１３）と共に回転するタービン（５１０）、
前記タービン（５１０）を密閉するために前記タービン（５１０）の上端に結合されたタービンカバー（５２０）、
前記タービン（５１０）内の前記上部板（５１５）と前記タービンカバー（５２０）の間の空間で互いに結合された下部ノズル板（３５０）及び上部ノズル板（３７０）、
前記下部ノズル板（３５０）及び上部ノズル板（３７０）の間に結合され、前記タービン（５１０）の内部に流入する流体の量を調節する多数のノズル（３８０）、
前記下部ノズル板（３５０）の上面中央に結合され、前記下部ノズル板（３５０）及び上部ノズル板（３７０）を貫通する貫通パイプ（３５６）、及び
前記ノズル（３８０）の開閉のために前記貫通パイプ（３５６）の内部で回転する調節パイプ（３２２）を含む求心力タービン装置。
【請求項２】
前記タービン（５１０）に流体を提供するための流体流入配管（２１１）、
前記タービンカバー（５２０）中央の円形開口部を貫通し、前記流体流入配管（２１１）の下部開口部及び前記上部ノズル板（３７０）の上部開口部を連結する研磨結合筒部（２５０）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の求心力タービン装置。
【請求項３】
前記タービンカバー（５２０）及び前記研磨結合筒部（２５０）の間で流体が漏水しないように前記研磨結合筒部（２５０）の周りに結合された水密ベアリング（２３０）をさらに含むことを特徴とする、請求項２に記載の求心力タービン装置。
【請求項４】
前記貫通パイプ（３５６）の上端に形成され、前記流体流入配管（２１１）の上部開口部と結合される構造結合板（３５８）をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の求心力タービン装置。
【請求項５】
前記ノズル（３８０）は、
前記下部ノズル板（３５０）及び前記上部ノズル板（３７０）の間で開閉されるスライド板（３８５）と、
前記下部ノズル板（３５０）及び前記上部ノズル板（３７０）を貫通するノズル回転軸（３８８）と、
前記ノズル回転軸（３８８）の回転に伴って前記スライド板（３８５）を移動させるノズルアーム（３８６）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の求心力タービン装置。
【請求項６】
前記下部ノズル板（３５０）の下部で前記調節パイプ（３２２）の周りに結合され、前記調節パイプ（３２２）の回転に伴って前記ノズル（３８０）を駆動するノズル動作部（３２０）をさらに含むことを特徴とする、請求項５に記載の求心力タービン装置。
【請求項７】
前記ノズル動作部（３２０）は、
前記調節パイプ（３２２）と共に回転するように放射状に形成された多数の動作バー（３２３）と、
前記動作バー（３２３）それぞれの端に結合された多数の連結バー（３２８）と、
前記連結バー（３２８）の端に結合され、前記動作バー（３２３）及び前記連結バー（３２８）の動きに伴って前記ノズル回転軸（３８８）を回転させる多数の４角棒（３２６）を含むことを特徴とする、請求項６に記載の求心力タービン装置。
【請求項８】
前記調節パイプ（３２２）の上端に結合され、前記調節パイプ（３２２）を回転させるノズル制御部（６１０）をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の求心力タービン装置。
【請求項９】
前記タービン（５１０）を囲み、前記流体流入配管（２１１）の下部に結合された密閉カバー（１１１）をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の求心力タービン装置。
【請求項１０】
前記密閉カバー（１１１）の内部と連結された空気管（１１６）、
前記密閉カバー（１１１）の内部の圧力調節のために前記空気管（１１６）を介して前記密閉カバー（１１１）の内部に空気を注入する空気圧縮機（１１７）をさらに含むことを特徴とする、請求項９に記載の求心力タービン装置。
【請求項１１】
前記タービンカバー（５２０）は、その下の面に放射状で一定の間隔を持って配列されたカバー羽根（５２３）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の求心力タービン装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体を用いたタービン装置に関する。さらに詳しくは、水や蒸気等供給流体の漏水及び圧力漏れを抑制するために密閉されたタービン内部にノズルを有するタービン装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のタービンは、流体の衝突や反動力を利用して動作するため、圧力の高い流体が供給される場合、圧力漏れが避けられない傾向にあった。
【０００３】
一般的なタービンは全て、回転するタービンとタービンを収容するケースの形態からなり、外部から供給する流体の圧力はケースに作用するもので、ケースとタービンの間の空間があれば、その間に圧力が漏れるのが一般的な構成である。
【０００４】
蒸気タービンのような場合も、回転体とケースの間の間隔で圧力が漏れるだけでなく、タービン自体の羽根の隙間からも圧力漏れがおきるため、これが損失の一部となり得る構成である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記のような点を勘案して創案されたものであり、流体の漏水及び圧力漏れを最小化するためのタービン装置を提供することにその目的がある。
【０００６】
また、蒸気タービンの場合は勿論のこと、低落差の水力発電設備でタービンに作用する圧力及び位置エネルギーである落差全体を回転力に転換するための構造を提供することにより、タービンの効率を増大させることができるタービン装置を提供することにその目的がある。特に、流体のエネルギーが消滅するまで流体がタービンに留まるようにして、流体が持っている運動エネルギーを全部回転力に変化させることができるタービン装置の構造を提供しようとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明によるタービン装置は、漏斗形態のタービン筒５１１と、前記タービン筒５１１の内部に結合された放射状のタービン羽根５１２と、前記タービン羽根５１２の内側に形成された上部板５１５及び下部板５１６と、前記上部板５１５及び下部板５１６の間の内部筒５１７と、タービン軸５１３が挿入される軸挿入枠５１４を含み、流体の流入に伴って前記タービン軸５１３と共に回転するタービン５１０、前記タービン５１０を密閉するために前記タービン５１０の上端に結合されたタービンカバー５２０、前記タービン５１０内の前記上部板５１５の上の空間で互いに結合された下部ノズル板３５０及び上部ノズル板３７０、前記下部ノズル板３５０及び上部ノズル板３７０の間に結合され、前記タービン５１０の内部に流入する流体の量を調節する多数のノズル３８０、前記下部ノズル板３５０の上面中央に結合され、前記上部ノズル板３７０を貫通する貫通パイプ３５６、前記ノズル３８０の開閉のために前記貫通パイプ３５６の内部で回転する調節パイプ３２２を含む。
【０００８】
本発明によるタービン装置は、前記タービン５１０に流体を供給するための流体流入配管２１１、前記タービンカバー５２０中央の円形開口部を貫通し、前記流体流入配管２１１の下部開口部及び前記上部ノズル板３７０の上部開口部を連結する研磨結合筒部２５０、前記タービンカバー５２０及び前記研磨結合筒部２５０の間で流体が漏水しないように前記研磨結合筒部２５０の周りに結合された水密ベアリング２３０、前記貫通パイプ３５６の上端に形成され、前記流体流入配管２１１の上部開口部と結合される構造結合板３５８をさらに含む。
【０００９】
前記ノズル３８０は、前記下部ノズル板３５０及び前記上部ノズル板３７０の間で開閉されるスライド板３８５と、前記下部ノズル板３５０及び前記上部ノズル板３７０を貫通するノズル回転軸３８８と、前記ノズル回転軸３８８の回転に伴って前記スライド板３８５を移動させるノズルアーム３８６を含む。
【００１０】
また、本発明によるタービン装置は、前記下部ノズル板３５０の下部で前記調節パイプ３２２の周りに結合され、前記調節パイプ３２２の回転に伴って前記ノズル３８０を駆動するノズル動作部３２０をさらに含むが、前記ノズル動作部３２０は前記調節パイプ３２２と共に回転するように放射状に形成された多数の動作バー３２３と、前記動作バー３２３それぞれの端に結合された多数の連結バー３２８と、前記連結バー３２８の端に結合され、前記動作バー３２３及び前記連結バー３２８の動きに伴って前記ノズル回転軸３８８を回転させる多数の４角棒３２６を含む。
【００１１】
また、本発明によるタービン装置は、前記タービン５１０を囲み、前記流体流入配管２１１の下部に結合された密閉カバー１１１、前記密閉カバー１１１の内部と連結された空気管１１６、前記密閉カバー１１１内部の圧力調節のために前記空気管１１６を介して前記密閉カバー１１１内部に空気を注入する空気圧縮機１１７をさらに含むことができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によるタービン装置は、密閉されたタービン内部にノズルを設置することにより、流体及びその圧力がタービンの外に漏れることを防止することができる。
【００１３】
また、流体の運動エネルギーを可能な限り多くタービンに加えられるようにすることにより、タービン装置の効率を増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施例による求心力タービン装置を示した図面である。
【図２】図１のタービン装置の一部分を切り開いた図面である。
【図３】図１のタービン装置を分解した斜視図である。
【図４】本発明のノズル及びノズル動作部を詳しく示した図面である。
【図５】本発明の下部ノズル板、上部ノズル板、ノズルを詳しく示した図面である。
【図６】本発明の下部ノズル板、上部ノズル板、ノズルを詳しく示した図面である。
【図７】本発明の他の実施例によるタービン装置を示した図面である。
【図８】図７の密閉カバーを詳しく示した図面である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
添付された図面を参照して本明細書に開示された実施例を詳しく説明するが、図面符号に関係なく同一か類似の構成要素は同一の参照番号を付与し、これについての重複する説明は省略することとする。また、本明細書に開示された実施例を説明するにおいて、関連する公知技術についての具体的な説明が本明細書に開示された実施例の要旨を曖昧にし得ると判断される場合、その詳細な説明を省略する。また、添付された図面は、本明細書に開示された実施例を容易に理解できるようにするためのものであるだけで、添付された図面によって本明細書に開示された技術的思想が制限されず、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全ての変更、均等物ないし代替物を含むものと理解されるべきものである。
【００１６】
本発明によるタービン装置は閉鎖型のタービン５１０を含むが、このタービン５１０中心部のタービン軸５１３は、タービン５１０の上部に設置されたベアリング装置１５によって支持され、タービン５１０はこのタービン軸５１３を中心に回転する。ここで、閉鎖型のタービン５１０とは、流量を調節するノズル３８０を完全に囲むことができるように密閉されたタービンを意味する。
【００１７】
このようなタービン５１０の回転による遠心力により内部圧力の増加等が発生し得、これにより圧力漏れが発生し得る。本発明は、このような圧力漏れを防止するための手段として閉鎖型タービンを提案し、合わせて、容量を大きくして効率をさらに増大するための方案として閉鎖型のタービンを含むタービン装置を提案する。
【００１８】
以下、添付された図面を参照して本発明の実施例によるタービン装置を詳しく説明することにする。
【００１９】
図１は本発明の一実施例によるタービン装置を示した図面で、図２は図１の一部分を切り開いた斜視図である。
【００２０】
図１及び図２を参照すると、本発明のタービン装置は、鉄構造物１１の上端に結合された発電機１７、下部が上部より細くなる漏斗形状を有するタービン５１０、タービン５１０と共に回転するタービン軸５１３、タービン軸５１３の上部に連結されたベアリング装置１５、発電機１７の回転軸下端とタービン軸５１３の上端を連結する軸結合装置１６、タービン５１０に流体を注入する流体流入配管２１１、タービン５１０の下部に連結された放流水配管２９を含む。
【００２１】
流体流入配管２１１はタービン５１０に流体を提供するためのもので、その端の部分はタービン軸５１３の周りで垂直直径がだんだん小くなる形状を有し、平らな形態の形を有する。このように、流体流入配管２１１の末端部がカタツムリの殻のようにだんだん細くなる形状を有するので、流体の速度が加速され得る。
【００２２】
タービン５１０は、その上部にタービンカバー５２０が覆われて密閉となり、タービン５１０内部に多数のノズル３８０が完全に閉じこめられる構造になる。タービン５１０は、タービン軸５１３と共にタービン軸５１３を中心に回転する。
【００２３】
多数のノズル３８０は、流体流入配管２１１からタービン５１０に注入される流体の量を調節するためのもので、流体の漏水及び流体圧力の漏れを防止するために密閉されたタービン５１０内に設置される。また、各ノズル３８０は、その上部に位置した流体流入配管２１１の延長部分と機械的に堅固に取付及び固定される。
【００２４】
タービン軸５１３は、軸挿入枠５１４を貫通するように設置され、流体流入配管２１１の一部を貫通してベアリング装置１５に回転可能に固定される。また、タービン軸５１３は、軸結合装置１６を介して発電機１７の軸と結合される。
【００２５】
油圧シリンダー６１６がノズル３８０の開き角を調整することにより流体の流動量が調整され、これによりタービン５１０の回転速度を調節することができる。そして、ノズル３８０を介してタービン５１０を通ってきた流体は、放流接続管２８を用いてタービン５１０と接続した放流水配管２９を介して外部に放流され、放流時、高速回転の遠心力によって流体がタービン５１０の外側上部に逆行することを防止するために多数の阻止板５９が設置される。
【００２６】
図３は本発明によるタービン装置の分解斜視図であり、図３に示されたように、流体流入配管部２１０は、流体流入配管２１１の端の部分に渦巻管の形でその直径が小さくなり平たくなる配管水平部２１２を含む。
【００２７】
配管水平部２１２の上部にフレンジ結合構造の結合ホール２１４を有する結合板２１３が設置され、配管水平部２１２の下部にやはりフレンジ結合構造のフレンジホール２１９を有する結合フレンジ２１８を備える。
【００２８】
研磨結合筒部２５０は、タービンカバー５２０の中央の円形開口部を貫通し、前記流体流入配管２１１の下部開口部及び前記上部ノズル板３７０の上部開口部を連結する。流体は、研磨結合筒部２５０を経て前記上部ノズル板３７０の上部開口部を通過する。
【００２９】
研磨結合筒部２５０の上部は結合フレンジ２１８と結合され、研磨結合筒部２５０の下部は上部ノズル板３７０の結合フレンジ３７８と堅固に結合される。研磨結合筒部２５０は、流体流入配管部２１０とタービン５１０の間で流体が漏れないように、流体流入配管部２１０とタービン５１０の間に結合される。
【００３０】
前記タービンカバー５２０及び前記研磨結合筒部２５０の間で流体が漏水しないように、研磨結合筒２５１の周りに水密ベアリング２３０が結合される。研磨結合筒２５１の外形は、研磨加工して滑らかで堅固に表面処理される。水密ベアリング２３０は研磨結合筒２５１に脱着可能である。また、研磨結合筒２５１はその周りにフレンジ結合部品として半円形の結合引張板２２１が結合され、上部結合突出２５２及び下部結合突出２５３を含む。一対の結合引張板２２１は上部結合突出２５２の周りに結合され、他の一対の結合引張板２２１は下部結合突出２５３の周りに結合され、両側の引張ボルトホール２２４に挿入される引張ボルト２２６と引張ナット２２７によって互いに結合される。また下部結合突出２５３に結合された結合引張板２２１は結合フレンジ３７８と結合されるが、フレンジホール３７９及び結合ボルトホール２２５に挿入されたフレンジボルト２２８とフレンジナット２２９を用いて結合される。
【００３１】
ノズル固定板３１０は、軸貫通パイプ３１２と結合された固定円板３１１を含むが、軸貫通パイプ３１２と結合された固定円板３１１の中央部に円形に突出したローラーレール３１６が形成される。また、固定円板３１１の外周に一定の高さの結合突出３１３が形成されると、この結合突出３１３の内側面に多数のノズル軸溝３１５が形成され、結合突出３１３の上面には固定円板３１１を貫通する多数の結合ホール３１９が形成される。
【００３２】
図４に示されたように、ノズル動作部３２０はノズル３８０を駆動するためのもので、ノズル固定板３１０と下部ノズル板３５０の間に設置される。ノズル動作部３２０は、下部ノズル板３５０の下で調節パイプ３２２の周りに結合され、調節パイプ３２２の回転に伴ってノズル３８０を駆動する。
【００３３】
ノズル動作部３２０は、円板型の動作円板３２１、多数の動作バー３２３、多数の連結バー３２８を含む。調節パイプ３２２は、動作円板３２１の中央部を貫通し動作円板３２１と結合される。また、調節パイプ３２２は、ノズル３８０の開閉のために貫通パイプ３５６の内部で回転する。
【００３４】
動作バー３２３は動作円板３２１の外周に放射状に突出した形態を有し、互いに一定間隔に離隔される。連結バー３２８は動作バー３２３それぞれの端に連結され、各連結バー３２８は一対のサブバーを含む。これら動作バー３２３及び連結バー３２８は、連結ピン３２４によって互いに結合され、連結バー３２８は連結ピン３２４を中心に回転する。連結バー３２８の端の部分にはノズル３８０を結合するための４角ホール３２５が形成される。連結バー３２８の端、すなわち４角ホール３２５には４角棒３２６が結合されるが、この４角棒３２６は動作バー３２３及び連結バー３２８の動きに伴ってノズル回転軸３８８を回転させる。
【００３５】
ノズル動作部３２０の下部のローラー部２６０は多数の回転ローラー２６１を含み、回転ローラー２６１は内側結合リング２６２と外側結合リング２６３によって支持され、多数の結合ボルト２６５によってノズル動作部３２０の動作円板３２１の下部に結合される。また、この回転ローラー２６１に軸貫通パイプ３１２が挿入された状態で回転ローラー２６１がローラーレール３１６の上に安着される。
【００３６】
下部ノズル板３５０と上部ノズル板３７０の間にノズル３８０が設置され、４角ホール３２５とノズル３８０の回転軸に整列するように、４角棒３２６がノズル回転軸３８８の４角ホール３８９を貫通する。各ノズル３８０は下部ノズル板３５０の外周及び上部ノズル板３７０の外周の間に位置し、固定ピン３２７は４角棒３２６に挿入されて４角棒３２６が連結バー３２８から離脱しないように支持する。
【００３７】
ノズル固定板３１０、ローラー部２６０、ノズル動作部３２０、下部ノズル板３５０、ノズル３８０、上部ノズル板３７０を順に結合した後、ノズル固定板３１０の結合ホール３１９、下部ノズル板３５０の結合ホール３５４及び上部ノズル板３７０の結合ホール３７４を貫通するように結合ボルト３１７を挿入し、この結合ボルト３１７は結合ナット３１８で締められる。
【００３８】
タービン５１０は、回転時に内部圧力を得るための漏斗形態のタービン筒５１１内部に結合された放射状のタービン羽根５１２を含む。タービン羽根５１２の中心部に上部板５１５と下部板５１６が設置され、軸挿入枠５１４がタービン羽根５１２の中央に堅固に結合され内部筒５１７を貫通する。内部筒５１７は、上部板５１５と下部板５１６の間に形成される。タービン羽根５１２と当接する構成要素は溶接で結合され、タービン軸５１３は軸挿入枠５１４に挿入されて固定される。
【００３９】
タービン筒５１１の上部一定地点に中心方向に一定部分折曲った面枠形態の連結部５１８を備え、この連結部５１８は、タービンカバー５２０と結合するための結合ホール５１９を含む。タービン筒５１１の放流側下端に高速回転による遠心力で水が上部へ飛散することを防止する円形の阻止板５９を有する。
【００４０】
ノズル固定板３１０、ノズル動作部３２０、下部ノズル板３５０、ノズル３８０、上部ノズル板３７０及び研磨結合筒部２５０を順に結合完成したものをタービン筒５１１の内側空間に挿入して設置した後、タービン筒５１１にタービンカバー５２０を結合する。
【００４１】
タービンカバー５２０は中心に円形のホールを有する円板型のカバー板５２１を含み、カバー板５２１の内側部分は垂直に折れた内部折曲部５２２を含む。また、タービンカバー５２０は、その下の面に遠心力発生のために放射状の形態で一定間隔に配列されたカバー羽根５２３を含む。タービンカバー５２０の内側で圧力板固定ボルト５２６を用いて圧力板５２５がカバー板５２１に固定される。
【００４２】
水密ベアリング２３０は、タービンカバー５２０と研磨結合筒部２５０の間で流体が漏れないように圧力板５２５と接触し摩擦される部分で、ベアリング本体である固定部２３１に回転部２３２を挿入した後、結合部２３３を固定部２３１に当て、結合ホール２３５を通過する結合ボルト２３６を用いて結合部２３３を固定部２３１と結合する。このように形成された水密ベアリング２３０は、研磨結合筒２５１の周りに結合されて一定位置で支持ボルト２３７を用いて研磨結合筒２５１に固定される。
【００４３】
研磨結合筒２５１の上部結合突出２５２に形成した溝に、半円形状の引張板２２１二つを挿入突出部２２２が完全に挿入されるように結合して、引張突出２２３に形成した引張ボルトホール２２４に引張ボルト２２６及び引張ナット２２７を締めることで強い引張力で結合する構成である。
【００４４】
研磨結合筒２５１に引張板２２１を設置し、引張板２２１に形成した多数の結合ホール２２５と流体流入配管２１１の下段結合フレンジ２１８のフレンジホール２１９を貫通するフレンジボルト２２８とフレンジナット２２９を締めて結合して、流体流入配管２１１の下端部と研磨結合筒２５１の結合が堅固になる構成である。
【００４５】
図５及び図６は、本発明の下部ノズル板３５０、上部ノズル板３７０、ノズル３８０を詳細に示した図面である。
【００４６】
図５及び図６に示されたように、下部ノズル板３５０及び上部ノズル板３７０は、前記タービン５１０内の前記上部板５１５と前記タービンカバー５２０の間の空間で互いに結合され、ノズル３８０は下部ノズル板３５０及び上部ノズル板３７０の間に結合される。
【００４７】
構造結合板３５８は貫通パイプ３５６の上端に形成され、前記流体流入配管２１１の上部開口部と結合される。構造結合板３５８はその周りに多数の結合ホール３５９を含み、設置段階では流体流入配管２１１の上部結合板２１３と同じ高さに水平状態で位置するようになる。上部結合板２１３には多数の結合ホール２１４が形成され、上部結合板２１３の上部に円板帯形態の配管ノズル接続板２１５が重ねて設置される。この配管ノズル接続板２１５は結合ホール２１６を含み、この結合ホール２１６は構造結合板３５８の結合ホール３５９に対応する位置に形成される。そして、流体流入配管２１１及び下部ノズル板３５０が結合及び固定されるように、結合ボルト２１７を用いて配管ノズル接続板２１５、上部結合板２１３、構造結合板３５８が互いに結束される。
【００４８】
図３のノズル制御部６１０は調節パイプ３２２の上端に結合され、調節パイプ３２２を回転させる。ノズル制御部６１０は、動作円板６１１、動作バー６１２、延長スリーブ６１３を含む。延長スリーブ６１３は、円板形態の動作円板６１１の外周に結合され、調節パイプ３２２が貫通するように一定の高さに位置する。動作円板６１１と動作バー６１２は、油圧シリンダー６１６によって回転し、ノズル動作部３２０に動力を伝達する。
【００４９】
動作円板６１１の下端にローラー部２６０が取付けられるが、多数のローラー２６１が内側結合リング２６１及び外側結合リング２６３に支持され、結合ボルト２６５を用いて動作円板６１１の下部に取付けられる。また、調節パイプ３２２が動作円板６１１に挿入され、動作円板６１１は構造結合板３５８上のローラーレール３５７上に安着するが柔らかく回転することができる。延長スリーブ６１３に形成された取付ホール６１４に取付ボルト６１５を締めることにより、ノズル制御部６１０が調節パイプ３２２に堅固に結合される。したがって、動作円板６１１の回転に伴って調節パイプ３２２が回転するため、ノズル動作部３２０に動力が伝達されることができる。
【００５０】
油圧シリンダー６１６及びピストンロッド６１７の適正な位置で動作バー６１２とベアリング作用をする回動接続部６１８が接続され、油圧シリンダー６１６の本体はやはり若干の回動が可能なようにシリンダー固定ボルト６１９を用いて配管水平部２１２の上部に固定する構成である。
【００５１】
図５及び図６の下部ノズル板３５０は、その中央でノズル板面３５１を貫通する一定の高さの貫通パイプ３５６と結合される。下部ノズル板３５０と上部ノズル板３７０が結合された場合、貫通パイプ３５６は、上部ノズル板３７０中央の開口部を貫通し上部ノズル板３７０の上に突出する。この貫通パイプ３５６の上端に結合された構造結合板３５８の中心に円形軌道のローラーレール３５７が形成される。そして、構造結合板３５８の外郭に多数の結合ホール３５９が形成される。
【００５２】
ノズル板面３５１の上面周りの一部領域に放射状の形態で一定の高さの壁を形成するノズル外壁３５３が形成され、ノズル外壁３５３を垂直に貫通する結合ホール３５４及びノズル回転ホール３５５が形成される。ノズル外壁３５３が形成されていないノズル板面３５１には、ノズル３８０を設置するためのノズル開き部溝３５２がそれぞれ設置され、これは向いの上部ノズル板３７０と対応する構成であるため同じ構造的形状をなす。
【００５３】
上部ノズル板３７０は下部ノズル板３５０と対応する構成で機能的構成を同じと見ることができ、ノズルカバー３７１の中央部の一定の高さにフレンジホール３７９を備えた結合フレンジ３７８を備える。
【００５４】
ノズルカバー３７１の下面周りに放射状の形態で一定の高さの壁を形成するノズル外壁３７３が形成され、ノズル外壁３７３を垂直に貫通する結合ホール３７４及びノズル回転ホール３７５が形成される。ノズル外壁３７３が形成されていないノズルカバー３７１には、ノズル３８０を設置するためのノズル開き部溝３７２がそれぞれ設置され、これは向いの下部ノズル板３５０と対応する構成であるため同じ構造的形状をなす。
【００５５】
ノズル３８０は中心軸で回転するスライド形態であることが特徴であり、ノズル回転軸３８８及びこれと連結されたノズルアーム３８６を含む。ノズル回転軸３８８は、下部ノズル板３５０及び上部ノズル板３７０を貫通するように形成される。ノズル回転軸３８８の内部には４角ホール３８９が形成され、この４角ホール３８９の内部に４角棒３２６が挿入される。４角ホール３８９と４角棒３２６は共に回転する。ノズルアーム３８６はノズル回転軸３８８の回転に伴ってスライド板３８５を移動させる。ノズルアーム３８６は、板結合ホール３８４が備えられたスライド板３８５を結合ボルト３８７で締めて結合され、スライド板３８５はノズルケース３８１に挿入される。
【００５６】
動作円板３２１と共に動作バー３２３及び連結バー３２８が一方向に回転すると、ノズル放流口３８２が開放されるようにスライド板３８５が移動する。反対に、動作円板３２１と共に動作バー３２３及び連結バー３２８が他の方向に回転すると、ノズル放流口３８２が閉じるようにスライド板３８５が移動する。
【００５７】
ノズルケース３８１は、それぞれノズル面３５１のノズル開き部溝３５２と、ノズルカバー３７１のノズル開き部溝３７２に結合する突出結合部３８３を含み、突出結合部３８３はノズル開き部溝３５２とノズル開き部溝３７２に挿入されて固定される。
【００５８】
それぞれのノズルアーム３８６が結合されたスライド板３８５をノズルケース３８１に挿入するとノズル３８０が完成し、ノズル回転軸３８８を下部ノズル板３５０のノズル回転ホール３５５と上部ノズル板３７０のノズル回転ホール３７５に合わせて嵌めるとノズル３８０の設置が完成する。
【００５９】
ノズル動作部３２０はノズル固定板３１０と下部ノズル板３５０の間に挿入設置されてノズル３８０を駆動する。ノズル動作部３２０は、円板型の動作円板３２１の中央部に貫通する調節パイプ３２２と結合され、調節パイプ３２２と共に回転する。動作円板３２１外周に放射状に多数の動作バー３２３及び連結バー３２８が形成され、調節パイプ３２２及び動作円板３２１の回転に伴って動作バー３２３が共に回転する。
【００６０】
このような構造のタービン装置の駆動方法を説明すると次のとおりである。
【００６１】
流体流入配管２１１を介して流体が流入するとき、流体は、流体流入配管２１１の末端部で流速が早くなる。そしてこの流体は、研磨結合筒２５１を介して上部ノズル板３７０及び下部ノズル板３５０の間の空間に注入され、ノズル３８０に至るようになる。
【００６２】
このとき、ノズル３８０を開放すると、流体はタービン筒５１１に流入してタービン羽根５１２に圧力をかけるようになる。したがって、タービン筒５１１、タービンカバー５２０、タービン羽根５１２、タービン軸５１３は共に回転するようになる。そしてこの回転力は発電機１７に伝達される。このようにタービン５１０が回転する間、タービン５１０の内部のノズル固定板３１０、上部ノズル板３７０、下部ノズル板３５０、研磨結合筒部２５０等は回転せずに固定されている。
【００６３】
その後、流体は、内部筒５１７及びタービン筒５１１の間を通ってタービン筒５１１の下部に排出されるが、タービン筒５１１が漏斗の形のように下部が次第に細くなった形状であるため、このとき流体には求心力が発生する。したがって、本発明のタービン装置は、従来と異なり流体に求心力を提供することができる。
【００６４】
図７は本発明の他の実施例によるタービン装置を示した図面で、図８は図７の密閉カバーを詳細に示した図面である。
【００６５】
図７のタービン装置は、図１のタービン装置と類似するが、タービン５１０の周りを囲む密閉カバー１１１がさらに含まれる。
【００６６】
図７及び図８に示されたように、タービン５１０の外部に密閉カバー１１１がさらに形成されるが、密閉カバー１１１の上部は流体流入配管２１１によって固定及び支持される。
【００６７】
密閉カバー１１１の上面には、流体が流入することができるように開口部が形成され、この開口部の周りに流体流入配管２１１及び研磨結合筒２５１との結合のための多数の第１結合ホール１１８が形成される。そして第１結合ホール１１８に結合ボルト１１３を挿入し、挿入された結合ボルト１１３とナットを結束する。
【００６８】
また、放流接続管２８と接触する密閉カバー１１１下部の接触面には、多数の第２結合ホール１１９が形成され、密閉カバー１１１と放流接続管２８の結合のために結合ボルト１１４が第２結合ホール１１９に挿入される。また、密閉カバー１１１の下面には、流体の放流のための開口部が形成される。
【００６９】
密閉カバー１１１は、回転するタービン５１０と接触なしにタービン５１０を完全に囲むように一対のカバーで構成され、一対のカバーが互いに接する密閉羽根１１２には、一対のカバーを互いに結合するための結合ホール１１５が形成される。この結合ホール１１５に結合ボルト１１４を締めて結合して一つの密閉構造となる。
【００７０】
また、密閉カバー１１１を貫通する空気管１１６が設置され、この空気管１１６を介して、外部の空気圧縮機１１７を用いて密閉カバー１１１内部に空気を注入することができる。密閉カバー１１１内部に空気を注入する理由は、密閉カバー１１１の内部、すなわちタービン５１０と密閉カバー１１１の間の空間の圧力を調節するためである。例えば、タービン５１０と密閉カバー１１１の間の空間で圧力が高くなると、タービン５１０の内部の流体が外に漏水することを防止することができる。
【００７１】
以上、本発明を本発明の原理を例示するための望ましい実施例と係わって図示して説明したが、本発明は、そのように図示され説明された通りの構成及び作用に限定されるものではない。むしろ添付された特許請求の範囲の思想及び範囲を逸脱することなしに、本発明に係る多数の変更及び修正が可能であることを当業者たちはよく理解することができるであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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