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유체의 유동방향에 위치하여 상기 유체의 유동방향을 변경가능한 가이드 베인; 및 상기 가이드 베인의 후단으로부터 소정의 간격으로 이격 배치되고 상기 유동하는 유체로 인해 회전되는 러너를 포함하고, 상기 가이드 베인의 출구 각도는 상기 가이드 베인의 출구 Hub-Span 각도 및 상기 가이드 베인의 출구 Tip-span 각도를 포함하고, 상기 가이드 베인의 출구 Hub-Span 각도는 상기 가이드 베인의 출구 Tip-span 각도와 같거나 보다 크고, 내부에 상기 유체가 통과하는 유로가 형성되고 상기 가이드 베인이 내부에 설치되는 케이싱; 및 상기 케이싱의 내부에 배치되고 상기 러너와 연결되어 상기 러너에 의해 회전되는 샤프트를 포함하고, 상기 가이드 베인의 출구 각도(α_IGVspan)는 α_IGVspan = 5 + A(1-r/R)이고, 이때, 20도 003c# A 003c# 65도, 0 003c# r 003c# R, α_IGVspan은 상기 가이드 베인의 출구 각도, R은 상기 샤프트로부터 상기 케이싱의 내부까지 거리, r은 상기 샤프트로부터 이격된 거리인 마이크로 수력 터빈
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제1 항에 있어서,상기 가이드 베인의 출구 Tip-span 각도(130B_s)는 5도이고, 상기 가이드 베인의 출구 Hub-Span 각도(130B_h)는 32도 내지 67도인 마이크로 수력 터빈
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제1 항에 있어서,상기 러너의 입구 각도(Beta1)는 Beta1 = arctan(wd / Qd) - 0
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제1 항에 있어서,상기 러너는 상기 가이드 베인으로부터 4mm 이상 6mm 이하 이격된 마이크로 수력 터빈
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제5 항에 있어서,상기 러너의 입구 각도(Beta1)는 상기 러너의 입구 Hub-Span 각도(Beta1_h), 상기 러너의 입구 Mid-Span 각도(Beta1_m) 및 상기 러너의 입구 Tip-Span 각도(Beta1_s)를 포함하고, 상기 러너의 출구 각도(Beta2)는 상기 러너의 출구 Hub-Span 각도(Beta2_h), 상기 러너의 출구 Mid-Span 각도(Beta2_m) 및 상기 러너의 출구 Tip-Span 각도(Beta2_s)를 포함하는 마이크로 수력 터빈
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8
제7 항에 있어서,상기 러너의 입구 Hub-Span 각도(Beta1_h), 상기 러너의 입구 Mid-Span 각도(Beta1_m) 및 상기 러너의 입구 Tip-Span 각도(Beta1_s)는 각각 별개로 설정되는 마이크로 수력 터빈
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9
제7 항에 있어서,상기 러너의 출구 각도(Beta2)는 상기 러너의 출구 Hub-Span 각도(Beta2_h), 상기 러너의 출구 Mid-Span 각도(Beta2_m) 및 상기 러너의 출구 Tip-Span 각도(Beta2_s)는 각각 별개로 설정되는 마이크로 수력 터빈
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10
제1 항, 제4 항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 마이크로 수력 터빈의 형상을 설계하는 마이크로 수력 터빈의 설계 방법으로써,상기 마이크로 수력 터빈의 형상을 고려하여 목적함수 및 설계 변수 결정 단계; 상기 설계 변수의 상한 및 하한값을 결정하는 설계 영역 선정단계; 상기 선정된 설계 영역에서 상기 설계 변수를 조합하는 단계; 상기 조합된 설계 변수 중에서 2k 요인실험법에 의해 상기 목적함수에 주요한 영향을 미치는 주요 설계 변수 결정 단계; 상기 선정된 설계영역에서 수치해석 단계; 및 상기 수치해석결과를 통해 상기 설계영역에서 최적점을 탐색하는 단계를 포함하는 마이크로 수력 터빈의 설계 방법
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제10 항에 있어서,상기 목적함수는 전체 유량범위에서 마이크로 수력 터빈의 효율(η)이고, 상기 설계 변수는 상기 목적함수에 영향을 미칠 수 있는 상기 가이드 베인과 상기 러너 사이의 거리(L), 상기 러너의 입구 Hub-Span 각도(Beta1_h), 상기 러너의 입구 Mid-Span 각도(Beta1_m) 및 상기 러너의 입구 Tip-Span 각도(Beta1_s), 상기 러너의 출구 Hub-Span 각도(Beta2_h), 상기 러너의 출구 Mid-Span 각도(Beta2_m) 및 상기 러너의 출구 Tip-Span 각도(Beta2_s)인 마이크로 수력 터빈의 설계 방법
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제11 항에 있어서,상기 설계 변수의 상한 및 하한값을 결정하는 설계 영역 선정단계에서 상기 거리(L)는 4 mm 이상 6 mm 이하이고, 상기 러너의 입구 Hub-Span 각도(Beta1_h)는 38도 이상 52도 이하이며, 상기 러너의 입구 Mid-Span 각도(Beta1_m)는 61도 이상 71도 이하이고, 상기 러너의 입구 Tip-Span 각도(Beta1_s)는 71도 이상 81도 이하이며, 상기 러너의 출구 Hub-Span 각도(Beta2_h)는 63
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제11 항에 있어서,상기 조합된 설계 변수 중에서 2k 요인실험법에 의해 상기 목적함수에 주요한 영향을 미치는 주요 설계 변수 결정 단계에서는 상기 거리(L), 러너의 입구 Hub-Span 각도(Beta1_h), 러너의 입구 Mid-Span 각도(Beta1_m), 러너의 입구 Tip-Span 각도(Beta1_s), 러너의 출구 Hub-Span 각도(Beta2_h), 러너의 출구 Mid-Span 각도(Beta2_m) 및 러너의 출구 Tip-Span 각도(Beta2_s)를 조합하여 상기 목적함수의 민감도를 파악하는 마이크로 수력 터빈의 설계 방법
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제10 항에 있어서,상기 수치해석결과를 통해 설계영역에서 최적점을 탐색하는 단계는 수치해석을 통해 최적의 설계 변수 값을 결정하고 최적의 형상을 결정하는 마이크로 수력 터빈의 설계 방법
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제11 항에 있어서,상기 설계 영역 선정단계는 상기 설계 변수에 대한 목적함수를 결정하기 위해 경계 조건을 고정하는 경계 조건 고정단계를 더 포함하는 마이크로 수력 터빈의 설계 방법
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제15 항에 있어서,작동유체는 25도씨의 물로 고정되는 마이크로 수력 터빈의 설계 방법
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제11 항에 있어서,상기 최적점은 상기 거리(L)는 4 mm, 상기 러너의 입구 Hub-Span 각도(Beta1_h)는 38도, 상기 러너의 입구 Mid-Span 각도(Beta1_m)는 61도, 상기 러너의 입구 Tip-Span 각도(Beta1_s)는 81도, 상기 러너의 출구 Hub-Span 각도(Beta2_h)는 63
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