KR101010098B1 - Super conduction ultra-lowspeed generator - Google Patents

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Abstract

본 발명은 회전자와 고정자로 구성되는 초전도 저속풍력 발전기에 관한 것으로, 본 발명의 발전기는 각부에 사용되는 소재들의 성질인 자화손실, 통전손실, 외부자장방해손실, 절연손실을 제거한 소재로써 제작된 상기 고정자(20)의 내측으로 냉매순환홀(34)이 형성된 냉각동체(30)를 내설시켜 구성한 후 별도로 연결되는 냉매가스공급부(50)로부터 상기 냉매순환홀(34)로 냉매를 순환공급함으로써 고정자 동체의 계자코일자석(23)과 계자코일(24)을 급진동결시켜 회전자(10)가 회전하면서 발생되는 전기에너지의 손실을 최소화로 줄여주어 저속회전에서도 증속기가 필요 없는 매우 조용한 무진동, 무소음으로 고효율의 전기에너지를 얻을 수 있도록 구성된 것이다. 본 발명은 발전기(1)를 구성하는 회전축의 전방으로 다수의 블레이드(62)가 형성된 회전동체(60)를 결합 구성시켜 적정 장소 및 구조물(7)의 상부에 설치함으로써, 바람에 의해 상기 블레이드(62)가 형성된 회전동체(60)의 회전에 의해 회전축(40)과 회전자(10)가 회전하면서 전기에너지가 발생되도록 구성되어 저속의 바람에 의해서도 회전동체(60)가 회전되면서 친환경적 고효율의 전기에너지가 발생되어 각 분야의 사용목적에 따라 직류전기 및 교류전기를 유용하게 배전 공급하여 사용할 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a superconducting low speed wind power generator composed of a rotor and a stator, the generator of the present invention is made of a material that removes the magnetization loss, current loss, external disturbance loss, insulation loss of the properties of the material used in each part Stator by circulating the refrigerant to the refrigerant circulation hole 34 from the refrigerant gas supply unit 50 which is separately formed after the cooling body 30 formed with the refrigerant circulation hole 34 formed inside the stator 20. Rapidly freezes the field coil magnets (23) and field coils (24) of the fuselage, minimizing the loss of electrical energy generated by the rotor (10) rotation. It is configured to obtain high efficiency electric energy. The present invention is configured to combine the rotating body 60 formed with a plurality of blades 62 in front of the rotating shaft constituting the generator 1 to be installed in the appropriate place and the upper portion of the structure (7), the blade (by wind) The rotating shaft 40 and the rotor 10 are rotated by the rotation of the rotating body 60 in which the rotating body 60 is formed, so that the electric energy is generated. Energy is generated so that DC electricity and AC electricity can be distributed and supplied usefully according to the purpose of use in each field.

Description

초전도 저속풍력 발전기{SUPER CONDUCTION ULTRA-LOWSPEED GENERATOR}Superconducting Low Speed Wind Power Generator {SUPER CONDUCTION ULTRA-LOWSPEED GENERATOR}

본 발명은 초전도 저속 풍력 발전기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회전자와 고정자로 구성되는 발전기에 있어서, 각부에 사용되는 소재들의 성질인 자화손실, 통전손실, 외부자장방해손실, 절연손실을 제거한 소재로써 제작된 상기 고정자의 내측으로 냉매순환홀이 동맥과 정맥의 혈관처럼 형성된 냉각동체를 내설시켜 구성함으로써 초전도 상태를 유도하여 저속의 바람에 의해서도 회전동체가 회전되면서 고효율의 친환경적 전기에너지가 발생되는 초전도 저속풍력 발전기에 관한 것이다. The present invention relates to a superconducting low speed wind generator, and more particularly, in a generator consisting of a rotor and a stator, a material in which magnetization loss, conduction loss, external disturbance loss, and insulation loss, which are properties of materials used in each part, are removed. The refrigerant circulation hole inside the stator made by forming a cooling body formed like blood vessels of arteries and veins induces a superconducting state, so that the rotating fuselage is rotated by low speed wind while generating high efficiency and eco-friendly electric energy. It relates to a low speed wind power generator.

일반적으로 발전기는 외부 동력원으로부터 기계적 에너지를 전달받아 전기에너지를 발생시키는 장치로, 외부 동력원으로는 잘 알려진 터빈 수차, 전동기, 가솔린 엔진 등이 사용될 수 있다.In general, a generator is a device that generates electrical energy by receiving mechanical energy from an external power source, and a well-known turbine aberration, an electric motor, and a gasoline engine may be used as the external power source.

외부 동력원을 사용하여 전기에너지를 발생시키는 방법으로서, 물의 위치에너지 차이를 이용한 수력발전과, 바람의 힘을 이용한 풍력발전 등 자연력을 직접 이용한 발전이 있으며, 또한 자연에서 채취된 예컨대 석탄이나 우라늄과 같은 천연자원을 이용하여 인공적인 방법에 의해 발전을 실시하는 화력발전과 원자력 발전 등이 있다. 또한, 최근 들어 활발히 연구되고 있는 태양광 및 태양열을 이용한 발전도 있다.As a method of generating electric energy by using an external power source, there are hydroelectric power generation using the potential energy difference of water and power generation using natural power such as wind power generation using wind power. Also, it is collected from nature such as coal or uranium. There are thermal power generation and nuclear power generation that use natural resources to generate electricity by artificial methods. In addition, there is also power generation using sunlight and solar heat, which has been actively studied in recent years.

상술한 바와 같은 외부 동력원을 이용한 발전기에 있어서, 발전의 기본 원리는 도체 내의 전자와 자계 사이의 상대적 관계에 기초를 두고 있다.In a generator using an external power source as described above, the basic principle of power generation is based on the relative relationship between the electrons in the conductor and the magnetic field.

즉, 도체가 자속을 끊으면, 그 도체 양단에 전압이 유기되고 유기된 유도전압에 의해 전류가 흐르게 된다.That is, when the conductor breaks the magnetic flux, voltage is induced across the conductor and current flows by the induced induced voltage.

이때, 유도전압(E)의 크기는 자속밀도(B)와 그 자계 속의 도체의 길이(l) 및 도체의 운동 속도(v)의 곱인 E=Blv로 주어진다.In this case, the magnitude of the induced voltage E is given by E = Blv, which is the product of the magnetic flux density B, the length l of the conductor in the magnetic field, and the movement speed v of the conductor.

그러나, 상기한 발전 메카니즘은 반드시 외부의 동력원을 필요로 하며, 외부 동력원에서 지속적으로 기계적 에너지를 공급하지 않으면 발전을 계속할 수 없는 문제점을 갖고 있으며, 발전에 사용되는 외부 동력원의 기계적 에너지를 발전기를 통해 전기적 에너지로 변화시킬 때 발생하는 마찰 등 저항에 의하여 기계적, 전기적 에너지 손실로 발전 에너지 변환 효율이 떨어지게 되어 비경제적인 결점이 있다.However, the above power generation mechanism necessarily requires an external power source, and there is a problem that power generation cannot continue unless mechanical energy is continuously supplied from an external power source, and the mechanical energy of the external power source used for power generation is generated through a generator. There is an uneconomical drawback in that the power generation energy conversion efficiency is lowered due to mechanical and electrical energy loss due to friction, such as friction generated when changing into electrical energy.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 결점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 회전자와 고정자로 구성되는 발전기에 있어서, 기계적인 손실은 물론 전기적인 3대손실인 자화손실, 통전손실, 절연손실을 제거한 상기 고정자의 내측으로 냉매순환홀이 동맥과 정맥의 혈관처럼 형성된 냉각동체를 내설시켜 구성한 후, 별도로 연결되는 냉매가스공급부로부터 상기 냉매순환홀로 냉매를 순환공급시켜줌으로써, 상기 발전기를 구성하는 고정자의 계자코일과 계자코일자석을 급냉각시켜 고정자의 계자코일과 계자코일자석이 초전도 상태가 되도록 하여 회전자가 회전하면서 발생되는 전기에너지의 손실을 최소화로 줄여주어 저속회전에서도 증속기가 필요 없는 아주 조용한 무진동, 무소음으로 고효율의 전기에너지를 얻을 수 있도록 구성된 초전도 저속풍력 발전기를 제공하고자 함에 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above drawback, in the generator consisting of a rotor and a stator, the mechanical loss as well as the electrical loss of three major losses, such as magnetization loss, current loss, insulation loss The stator field coil of the stator constituting the generator by circulating and supplying the coolant body formed inside the stator into a cooling body formed like blood vessels of arteries and veins, and then circulating and supplying the coolant to the coolant circulation hole from a separately connected refrigerant gas supply unit. By rapidly cooling the field coil magnets, the field coils of the stator and the field coil magnets become superconducting, thus minimizing the loss of electrical energy generated by the rotor's rotation. Superconducting low speed wind turbine configured to obtain high efficiency electrical energy It aims to provide as groups.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 회전자와 고정자로 구성되는 발전기에 있어서, 상기 고정자의 내측으로 냉매순환홀이 형설된 냉각동체를 내설시켜 냉매공급부로부터 상기 냉매순환홀로 냉매를 순환공급시켜 상기 발전기를 구성하는 고정자의 계자코일과 계자코일자석을 급냉각시켜 고정자의 계자코일과 계자코일자석이 초전도 상태가 되도록 하여 회전자의 저속회전에서도 친환경적 고효율의 전기에너지가 발생되도록 구성 제작된 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is a generator comprising a rotor and a stator, the cooling body in which the refrigerant circulation hole is formed inside the stator to circulate the refrigerant supply from the refrigerant supply to the refrigerant circulation hole to the generator It is characterized in that the stator field coil and the field coil magnet of the stator constituting the fast cooling to the superconducting state of the field coil and the field coil magnet of the stator to generate an environmentally friendly high-efficiency electrical energy even at low speed rotation of the rotor .

이상 설명한 바와 같이 본원 발명의 초전도 저속풍력 발전기는 상기 발전기를 구성하는 고정자의 내측으로 냉매순환홀이 정맥과 동맥의 혈관처럼 형성된 냉각동체를 내설시켜 구성함으로써, 별도로 연결되는 냉매가스공급부로부터 상기 냉매순환홀로 냉매를 순환공급시켜줌으로써, 상기 발전기를 구성하는 고정자의 계자코일과 계자코일자석을 급진냉각시켜 고정자의 계자코일과 계자코일자석이 초전도 상태가 되도록 하여 회전자가 회전하면서 발생되는 전기에너지의 손실을 최소화로 줄여주어 저속회전에서도 증속기가 필요 없는 기계적 진동이나 무소음으로 고장이 없어 고부가가치 고효율의 전기에너지를 얻을 수 있도록 한다.
또한 본 발명의 발전기를 구성하는 회전축의 전방으로 다수의 블레이드가 형성된 회전동체를 결합 구성시켜 적정 장소 및 구조물의 상부에 설치함으로써, 바람에 의해 상기 블레이드가 형성된 회전동체의 회전에 의해 회전축과 회전자가 회전하면서 전기에너지가 발생되도록 하여 저속의 바람에 의해서도 회전동체가 회전되면서 친환경적 고효율의 전기에너지를 발생되는 것으로, 산업용, 환경용, 통신신호용, 수질개선용, 현장조명용, 전동공구 및 측정장비용, 하이브리드카 충전용 등 각 분야의 사용목적에 따라 직류전기 및 교류전기를 유용하게 배전 공급하여 다목적에 사용할 수 있는 효과가 있는 것이다.As described above, the superconducting low speed wind generator according to the present invention comprises a cooling body formed inside the stator constituting the generator by forming a cooling body formed like a blood vessel of a vein and an artery, thereby circulating the refrigerant from a refrigerant gas supply unit connected separately. By circulating and supplying the refrigerant alone, the field coil and field coil magnet of the stator constituting the generator are radically cooled so that the field coil and the field coil magnet of the stator become superconducting states, thereby reducing the loss of electrical energy generated by the rotation of the rotor. By minimizing and minimizing it, it is possible to obtain high value-added high-efficiency electric energy without mechanical failure or noise-free operation even at low speed.
In addition, by combining the rotating body formed with a plurality of blades in front of the rotating shaft constituting the generator of the present invention installed in a suitable place and the upper part of the structure, the rotating shaft and the rotor by the rotation of the rotating body formed by the blades by wind Electric energy is generated while rotating, and the rotating body is rotated by low speed wind to generate eco-friendly and high-efficiency electric energy.Industrial, environmental, communication signal, water quality improvement, field lighting, power tools and measuring equipment, According to the purpose of use in each field such as hybrid car charging, DC electricity and AC electricity are usefully distributed and supplied for multipurpose use.

도 1은 본 발명의 초전도 저속풍력 발전기의 설치 상태도, 도 2는 본 발명의 초전도 저속풍력 발전기의 종단면도, 도 3은 도 2의 A-A선 단면도, 도 4는 도 2의 B-B선 단면도를 나타낸 것이다.1 is a state diagram of the superconducting low speed wind power generator of the present invention, Figure 2 is a longitudinal sectional view of the superconducting low speed wind power generator of the present invention, Figure 3 is a cross-sectional view taken along line AA of Figure 2, Figure 4 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. will be.

도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명을 구성하는 초전도 저속풍력발전기(1)는 내측 둘레부로 다수의 자석(13)이 설치된 회전자(10)가 형성되며; 상기 회전자(10)의 내측으로는 고정자 중앙홀(22)이 형성되고 둘레부로 다수의 계자코일(24)이 권취되어 계자코일자석(23)이 설치된 고정자(20)가 설치되며; 상기 고정자(20)의 내측으로는 냉각동체 중앙홀(32)이 형성되고 둘레부로 다수의 냉매순환홀(34)이 형성된 냉각동체 주벽(33)이 형성되며, 상기 다수의 냉매순환홀(34)로 냉매가스공급부(50)와 연결되어 냉매가 순환공급되는 냉매순환홀(34)이 형성된 냉각동체(30)가 끼움 설치되며; 상기 냉각동체(30)의 내측 냉각동체중앙홀(32)로는 조절축봉(41)이 내설된 회전축(40)이 끼움 결합 설치된 것이다.1 and 2, the superconducting low speed wind power generator 1 constituting the present invention is formed with a rotor 10 provided with a plurality of magnets 13 in the inner circumference; A stator central hole 22 is formed inside the rotor 10 and a plurality of field coils 24 are wound around the stator to install a stator 20 having a field coil magnet 23 installed therein; Inside the stator 20, a cooling fuselage central hole 32 is formed and a cooling fuselage main wall 33 formed with a plurality of refrigerant circulation holes 34 is formed around the stator 20, and the plurality of refrigerant circulation holes 34 are formed. A cooling body 30 having a coolant circulation hole 34 connected to the coolant gas supply unit 50 and circulating and supplying coolant therein is fitted; Inside the cooling fuselage central hole 32 of the cooling fuselage 30 is fitted with a rotating shaft 40 in which the control shaft rod 41 is fitted.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings in more detail as follows.

도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 초전도 저속풍력 발전기(1)를 형성하는 회전자(10)는 원통형의 회전자 동체(11)로 형성되어 내측 둘레부로 다수의 자석(13)이 설치 고정되며, 상기 설치되는 다수의 자석(13)은 서로 다른 극성을 갖는 자석(13)들이 순차적으로 설치된다.As shown in Figures 2 and 3, the rotor 10 forming the superconducting low speed wind power generator 1 of the present invention is formed of a cylindrical rotor body 11 so that a plurality of magnets 13 in the inner peripheral portion The mounting magnets are fixed and the magnets 13 having different polarities are sequentially installed.

또, 상기 설치되는 자석(13)은 회전자 동체(11)의 길이 방향으로 분할하여 설치된 것으로 필요에 따라 길이방향으로 일체로 형성된 자석으로 하여 회전자동체(11)의 내측 둘레부로 순차적으로 설치할 수 있다.In addition, the magnet 13 to be installed is installed by dividing in the longitudinal direction of the rotor body 11 as a magnet formed integrally in the longitudinal direction as needed can be installed in the inner circumference of the rotary auto body 11 in sequence have.

상기의 회전자 동체(11)의 후단부로는 슬링거홈(12a)이 형성된 슬링거(12)가 형성되어 배출홀(15a)이 형성된 슬링거 커버(15)가 덮어 씌워져 고정부재(5)에 의해 고정프레임(39)에 고정 설치된다. The slinger 12 having the slinger groove 12a is formed at the rear end of the rotor body 11 so that the slinger cover 15 having the discharge hole 15a is covered and fixed by the fixing member 5. 39 is fixedly installed.

상기와 같이 형성된 슬링거(12)는 회전하는 회전자 동체(11)와 고정프레임(39)의 사이로 빗물이 스며들어 갈 때, 슬링거홈(12a)에 의해 내부로 진입하지 못하고 원심력에 의해 배출홀(15a)을 통하여 외부로 배출되도록 한다.The slinger 12 formed as described above does not enter the inside by the slinger groove 12a when the rainwater penetrates between the rotating rotor body 11 and the fixed frame 39, and is discharged by the centrifugal force. It is discharged to outside through 15a).

또, 상기 슬링거 커버(15)와 밀폐고정플랜지(37)의 둘레부로는 밀폐패킹(14)이 삽입되어 방수 밀폐를 하며, 상기 슬링거 커버(15)의 선단부 내측으로는 필터(16)가 내설되어 외부로부터 밀려드는 먼지나 빗물 등이 스며드는 것을 방지한다.In addition, a sealing seal 14 is inserted into the circumferential portion of the slinger cover 15 and the sealing fixing flange 37 to seal the watertightly, and a filter 16 is internally formed inside the distal end of the slinger cover 15. Prevents dust and rain from infiltrating from the outside.

상기와 같이 구성된 회전자(10)를 구성하는 회전자 동체(11)의 내측 중앙으로는 고정자(20)가 설치되는 것으로, 상기 고정자(20)는 도 2 내지 도 4에 나타낸 바와 같이, 중앙으로 고정자 중앙홀(22)이 형성된 고정자 동체(21)가 형성되고 상기 고정자 동체(21)의 둘레부로 계자코일자석(23)이 설치 고정되는 끼움홈(26)이 형성되어 상기 끼움홈(26)으로 다수의 계자코일(24)이 권취된 계자코일자석(23)이 끼움 설치된다.The stator 20 is installed at the inner center of the rotor body 11 constituting the rotor 10 configured as described above, and the stator 20 is centered as shown in FIGS. 2 to 4. A stator body 21 having a stator center hole 22 is formed, and a fitting groove 26 in which a field coil magnet 23 is installed and fixed to the circumference of the stator body 21 is formed to the fitting groove 26. The field coil magnet 23 in which a plurality of field coils 24 are wound is fitted.

상기 계자코일자석(23)에 설치되는 계자코일(24)은 보빈(25)에 권취되어 상기 보빈(25)에 의해 계자코일자석(23)에 끼움 고정된다.The field coil 24 installed in the field coil magnet 23 is wound around the bobbin 25 and fitted into the field coil magnet 23 by the bobbin 25.

상기 고정자 동체(21)의 둘레부로 설치되는 다수의 계자코일(24)은 일반적인 연결방식에 의해 각각 서로 연결된 것으로 구체적인 설명은 생략한다.The plurality of field coils 24 installed around the stator body 21 are connected to each other by a general connection method, and thus detailed description thereof will be omitted.

이와 같이 형성된 고정자 동체(21)의 내측 중앙으로는 냉각동체(30)가 끼움 설치되는 것으로, 상기 냉각동체(30)는 도 2 내지 도 5에 나타낸 바와 같이, 중앙부로 냉각동체 중앙홀(32)이 형성되고 둘레부로 다수의 냉매순환홀(34)이 형성된 냉각동체주벽(33)이 형성된다.The cooling body 30 is fitted into the inner center of the stator body 21 formed as described above, and the cooling body 30 has a cooling body center hole 32 as the center as shown in FIGS. 2 to 5. Is formed and a cooling body circumferential wall 33 having a plurality of refrigerant circulation holes 34 formed therein.

상기 냉각동체(30)의 일측단으로는 상기 냉각동체(30)를 별도의 고정부재(5)에 의해 고정할 수 있는 밀폐고정플랜지(37)가 형성되며, 상기 밀폐고정플랜지(37)측에는 본 발명의 초전도 저속풍력 발전기(1)를 설치하고자 하는 장소에 설치 고정할 수 있는 고정프레임(39)이 결합된다.At one end of the cooling body 30, a sealing fixing flange 37 capable of fixing the cooling body 30 by a separate fixing member 5 is formed, and on the sealing fixing flange 37 side, The fixing frame 39 that can be installed and fixed at the place where the superconducting low speed wind power generator 1 of the invention is to be installed is combined.

상기 냉각동체주벽(33)으로 형성된 다수의 냉매순환홀(34)로는 도 5에서와 같이 냉매가스공급부(50)로부터 공급되는 냉매가 순환하는 냉매순환홀(34)이 지그재그로 형성되며, 상기 냉매가스공급부(50)로부터 공급되는 냉매에 의해 상기 냉각동체(30)를 냉각시킨다.As the plurality of refrigerant circulation holes 34 formed as the cooling body circumferential wall 33, the refrigerant circulation holes 34 in which the refrigerant supplied from the refrigerant gas supply unit 50 circulates are zigzag as shown in FIG. The cooling body 30 is cooled by the refrigerant supplied from the gas supply unit 50.

또, 상기 냉매순환홀(34)이 형성된 냉각동체주벽(33)의 일측단으로는 연결홈(34a)이 형성되어 길이 방향으로 지그재그 형성된 냉매순환홀(34)이 서로 연통되도록 하며, 상기 냉각동체주벽(33)의 일측단으로는 상기 냉각동체주벽(33)과 동일한 형상을 한 판형의 밀폐링(35)으로서 고정부재(5)에 의해 결합 고정되어 상기 냉매순환홀(34)을 완전 밀봉한다.In addition, a connection groove 34a is formed at one end of the cooling body circumference wall 33 on which the refrigerant circulation hole 34 is formed so that the refrigerant circulation holes 34 zigzag in the longitudinal direction communicate with each other. One end of the circumferential wall 33 is a plate-shaped sealing ring 35 having the same shape as the cooling body circumferential wall 33 and is fixedly coupled by the fixing member 5 to completely seal the refrigerant circulation hole 34. .

또한, 상기 냉매순환홀(34)이 형성된 냉각동체주벽(33)의 타측단으로는 연결홈(34a)이 형성되어 상기 지그재그 형성된 냉매순환홀(34)이 서로 연통되도록 하여, 상기 냉각동체주벽(33)의 타측단이 안착 끼움되어 결합되는 밀폐고정플랜지(37)가 결합 고정되어 상기 냉매순환홀(34)을 완전 밀봉한다.In addition, a connection groove 34a is formed at the other end of the cooling body circumference wall 33 on which the coolant circulation hole 34 is formed so that the zigzag coolant circulation holes 34 communicate with each other. The other end of the 33 is seated and fitted with a sealing fixing flange 37 coupled to be coupled to completely seal the refrigerant circulation hole 34.

이때, 상기 냉각동체주벽(33)과 결합되는 판형의 밀폐링(35) 및 밀폐고정플랜지(37)의 사이로는 기밀을 유지하는 진공밀봉 접착제를 바른 후에 결합 고정되는 것으로 완전하게 기밀을 유지하면서 밀봉된다.At this time, the sealing between the plate-shaped sealing ring 35 and the sealing fixing flange 37 to be coupled to the cooling fuselage main body 33, after the application of a vacuum sealing adhesive to maintain the airtight seal is completely fixed while maintaining the airtight do.

상기 밀폐고정프랜지(37)의 둘레 일측으로는 가스입구(38a)와 가스출구(38b)가 형성되며, 상부로는 온도센서(38c)가 설치되어 냉각동체(30)의 온도를 측정하여 별도로 설치되는 콘트롤장치(도시생략)에 의해 제어된다.A gas inlet 38a and a gas outlet 38b are formed at one circumference of the hermetic fixing flange 37, and a temperature sensor 38c is installed at the upper part to measure the temperature of the cooling body 30 and install separately. Controlled by a control device (not shown).

상기 냉매가스공급부(50)는 도 6에 나타낸 바와 같이 구성되며, 설치 장소나 사용목적에 따라 대용량의 냉매가스를 공급하여 급동결 냉각시키는 순환고정 가스공급부(52)와 휴대가 용이하고 이동이 편리한 간이탱크 가스공급부(56)로 각각 설치되며, 필요에 따라서는 상기 순환고정 가스공급부(52)와 간이탱크 가스공급부(56)가 복합적으로 설치되어 사용되며, 상기 순환고정 가스공급부(52) 또는 간이탱크 가스공급부(56) 중 어느 것이든 하나만을 사용해도 무방하다.The refrigerant gas supply unit 50 is configured as shown in Figure 6, the circulation fixed gas supply unit 52 for supplying a large amount of refrigerant gas to freeze and cool according to the installation location or purpose of use and easy to carry and convenient It is installed as a simple tank gas supply unit 56, and if necessary, the circulation fixed gas supply unit 52 and the simple tank gas supply unit 56 are installed and used in combination, the circulation fixed gas supply unit 52 or simple Only one of the tank gas supply units 56 may be used.

상기 순환고정 가스공급부(52)는 냉매가스 저장탱크(53) 및 냉매가스 회수진공탱크(54)가 구비되어 체크밸브(53a)와 진공미터기(54a)가 구비된 콤프레셔(55)가 결합 구성된다.The circulating fixed gas supply unit 52 is provided with a refrigerant gas storage tank 53 and a refrigerant gas recovery vacuum tank 54 so that a check valve 53a and a compressor 55 having a vacuum meter 54a are combined. .

또, 상기 냉매가스 저장탱크(53)측으로는 가스배출니플(53b)과 감압밸브(53c) 및 체크밸브(54d)를 갖는 솔레노이드밸브(54e)가 설치된 가스공급관(51a)으로 결합 구성되어 냉각동체(30)에 형성된 냉매순환홀(34)의 가스입구(38a)측으로 결합된다.In addition, the refrigerant gas storage tank 53 is coupled to the gas supply pipe 51a provided with a gas discharge nipple 53b, a solenoid valve 54e having a pressure reducing valve 53c, and a check valve 54d. It is coupled to the gas inlet 38a side of the refrigerant circulation hole 34 formed in the (30).

또한, 냉매가스 회수진공탱크(54)측으로는 진공니플(54b)과 드라이어(54c) 및 체크밸브(54d)를 갖는 솔레노이드밸브(54e)가 설치된 가스유출관(51b)으로 결합 구성되어 냉각동체(30)에 형성된 냉매순환홀(34)의 가스출구(38b)측으로 결합된다.In addition, the refrigerant gas recovery vacuum tank 54 is coupled to the gas outlet pipe 51b provided with a solenoid valve 54e having a vacuum nipple 54b, a dryer 54c, and a check valve 54d. It is coupled to the gas outlet 38b side of the refrigerant circulation hole 34 formed in 30.

한편, 상기 간이탱크 가스공급부(56)는 냉각동체(30)에 매설되어 형성된 냉매순환홀(34)의 가스입구(38a)측으로 착탈 교환이 용이한 간이탱크(56a)와 퀵테크다운잭(56b) 및 니들밸브(56c)가 구비된 가스공급관(51a)이 결합 구성된다.On the other hand, the simple tank gas supply unit 56 is a simple tank 56a and a quick tech down jack 56b which are easily detachable and exchanged toward the gas inlet 38a of the refrigerant circulation hole 34 formed by being embedded in the cooling body 30. And the gas supply pipe 51a provided with the needle valve 56c are combined.

또, 냉각동체(30)에 형성된 냉매순환홀(34)의 가스출구(38b)측으로 배출밸브(57a)와 니들밸브(57b)를 갖는 사일런스(57c)가 구비된 가스유출관(51b)이 결합 구성된다.In addition, a gas outlet pipe 51b having a silencer 57c having a discharge valve 57a and a needle valve 57b is coupled to the gas outlet 38b of the refrigerant circulation hole 34 formed in the cooling body 30. It is composed.

상기와 같이 냉매가스공급부(50)의 냉매가스 공급에 의해 냉각되는 냉각동체(30)는 둘레부에 설치되는 고정자(20)의 계자코일(24)과 계자코일자석(23)을 초전도가 가능한 온도로 동결 냉각시켜 고정자의 계자코일(24)과 계자코일자석(23)이 초전도 상태가 되도록 한다. 여기서, 초전도란 어떤 종류의 금속이나 합금을 절대영도(0K; －273.16℃)에 가까이 냉각할 때, 전기저항이 갑자기 소멸하여 전류가 아무런 장애 없이 흐르는 현상으로서, 금속마다 이 현상이 일어나는 온도가 다르며, 비교적 높은 온도에서 초전도현상을 보이는 금속을 사용하는 것이 바람직하다.As described above, the cooling body 30 cooled by the supply of the refrigerant gas from the refrigerant gas supply unit 50 has a temperature at which superconductivity of the field coil 24 and the field coil magnet 23 of the stator 20 is installed at the circumference. The freezing and cooling were performed so that the stator field coil 24 and the field coil magnet 23 were in a superconducting state. Here, superconductivity is a phenomenon in which an electric resistance suddenly disappears and a current flows without any obstacle when a certain kind of metal or alloy is cooled to near absolute zero (0K; -273.16 ° C). For example, it is preferable to use a metal that exhibits superconductivity at a relatively high temperature.

상기 냉매순환홀(34)로 공급되는 냉매의 종류는 헬륨가스(H), 이산화탄소가 스(CO2), 질소가스(N) 등이 사용된다.Helium gas (H), carbon dioxide gas (CO 2 ), nitrogen gas (N) and the like are used as the type of refrigerant supplied to the refrigerant circulation hole 34.

또, 상기 냉각동체(30)를 구성하는 재질로는 내구성이 우수하고 초전도 냉각응답성이 신속한 재질이 바람직한데, 예컨대 두랄루민이 사용될 수 있다.In addition, the material constituting the cooling body 30 is preferably a material having excellent durability and rapid superconducting cooling response, for example, duralumin may be used.

상기와 같이 설치된 냉각동체(30)의 내측 냉각동체 중앙홀(32)로는 조절축봉(41)이 내설된 회전축(40)이 끼움 결합 설치된다.As the inner cooling body central hole 32 of the cooling body 30 installed as described above, the rotation shaft 40 in which the adjusting shaft bar 41 is installed is fitted and fitted.

상기 회전축(40)이 끼움 결합된 냉각동체(30)와 회전축(41)의 사이로는 절연부재(43)가 설치되며, 일측 및 타측으로는 회전축(41)의 회전을 원활하게 하는 베어링(45)이 설치된다.An insulating member 43 is installed between the cooling body 30 to which the rotary shaft 40 is fitted and the rotary shaft 41, and a bearing 45 for smoothly rotating the rotary shaft 41 to one side and the other side. This is installed.

따라서, 상기 냉각동체(30)에 내설된 조절축봉(41)을 구동하는 유압장치에는 특수냉동유가 사용된다.Therefore, a special refrigeration oil is used in the hydraulic device for driving the control shaft rod 41 in the cooling body (30).

상기와 같이 내설되는 회전축(41)의 일측은 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 다수의 블레이드(62)가 형성된 회전동체(60)가 결합되며, 상기 결합된 회전동체(60)의 중앙부로는 조절축봉(41)이 결합되어 상기 회전동체(60)에 형성된 블레이드(62)의 각도를 조절한다.As shown in FIGS. 1 and 2, one side of the rotating shaft 41 installed as described above is coupled to the rotating body 60 in which a plurality of blades 62 are formed, and to a central portion of the coupled rotating body 60. The adjustment shaft bar 41 is coupled to adjust the angle of the blade 62 formed in the rotating body 60.

이때, 상기 조절축봉(41)은 구조물(7)의 상부로 형성된 중앙동체(8)의 내측으로 설치된 유압장치(8a)에 이동에 의해 블레이드(62)가 60˚이내의 이상적 블레이드 각도를 설정하여 정역 회전하게 되어 바람의 저항을 가능한 적게 받게 되며, 돌풍과 같은 강한 바람에 의해 블레이드(62)가 부러지거나 훼손되는 것을 방지한다.At this time, the adjustment shaft 41 is set to the ideal blade angle of the blade 62 within 60 ° by moving to the hydraulic device (8a) installed to the inside of the central body (8) formed as the upper portion of the structure (7) Forward and reverse rotation is subjected to as little wind resistance as possible, and prevents the blade 62 from being broken or damaged by strong winds such as gusts.

따라서, 상기와 같이 블레이드(62)가 형성되어 회전동체(60)가 결합된 초전도 저속풍력 발전기(1)를 냉각동체(30)의 타측으로 결합 형성된 고정프레임(39)을 이용하여 도 1에 나타낸 바와 같이 설치하고자 하는 장소에 고정부재(5)를 이용하여 설치 고정한다.Accordingly, the blade 62 is formed as described above, and the superconducting low speed wind power generator 1 having the rotary body 60 coupled thereto is fixed to the other side of the cooling body 30 by using the fixed frame 39 shown in FIG. 1. As described above, the fixing member 5 is fixed to the place to be installed.

또, 상기와 같이 초전도 저속풍력 발전기(1)가 설치된 구조물(7)의 상부로 형성된 중앙동체(8)의 후방으로 형성된 후방동체(9)의 내측으로 냉매공급부(50)를 설치하여 상기 냉각동체(30)의 밀폐고정플랜지(37)측으로 인출 형성된 가스입구(38a) 및 가스출구(38b)로 냉매공급부(50)로 부터 연결된 가스공급관(51a)과 가스유출관(51b)을 연결시켜줌으로써, 본 발명의 초전도 저속풍력 발전기(1)의 설치가 완료된다.In addition, the cooling fuselage is provided by installing the refrigerant supply unit 50 inside the rear fuselage 9 formed at the rear of the central fuselage 8 formed at the upper portion of the structure 7 in which the superconducting low speed wind generator 1 is installed as described above. By connecting the gas supply pipe (51a) and the gas outlet pipe (51b) connected from the refrigerant supply unit 50 to the gas inlet (38a) and the gas outlet (38b) formed to be drawn to the sealed fixed flange 37 side of 30, The installation of the superconducting low speed wind power generator 1 of the present invention is completed.

상기 중앙동체(8)의 하방으로는 구조물(7)과 별개로 좌,우 회전이 가능한 구조로 설치되며, 상기 후방동체(9)의 후방 연장선상으로는 본 발명의 초전도 저속풍력 발전기(1)의 바람 방향에 따라 움직임을 용이하게 하는 조향날개(9a)가 설치된다.Below the central body (8) is installed in a structure that can rotate left and right separately from the structure (7), the wind of the superconducting low speed wind power generator (1) of the present invention on the rear extension line of the rear body (9) A steering blade 9a is installed to facilitate movement along the direction.

상기 설치되는 초전도 저속풍력 발전기(1)는 저속용으로 24극(150회전), 48극(75회전), 60극(60회전) 등 설치장소와 발전량에 따라 임의 제작 설치된다.The superconducting low speed wind power generator 1 to be installed is arbitrarily manufactured and installed according to the installation location and power generation amount such as 24 poles (150 rotations), 48 poles (75 rotations), 60 poles (60 rotations) for low speed.

이와 같이 설치되는 본 발명의 초전도 저속풍력 발전기(1)는 고정자(20)의 내측으로 형성된 냉매순환홀(34)로 냉매공급부(50)로부터 냉매가 순환공급되어 상기 발전기를 구성하는 고정자(20)의 계자코일(24)과 계자코일자석(23)을 급냉각시켜 고정자(20)의 계자코일(24)과 계자코일자석(23)이 초전도 상태가 되도록 하여 회전자(10)가 회전하면서 발생되는 전기에너지의 손실을 최소화로 줄여주어 저속회전에서도 증속기가 필요 없는 친환경적인 무진동, 무소음 무보수(수리) 등 경제적이고 친환경적인 고효율의 전기에너지를 임의 장소에서 얻을 수 있도록 한다.The superconducting low speed wind power generator 1 of the present invention installed as described above is stator 20 constituting the generator by circulating and supplying refrigerant from the refrigerant supply unit 50 to the refrigerant circulation hole 34 formed inside the stator 20. The field coil 24 and the field coil magnet 23 of the stator 20 are rapidly cooled to cause the field coil 24 and the field coil magnet 23 of the stator 20 to be in a superconducting state, which is generated while the rotor 10 rotates. By minimizing the loss of electrical energy, it is possible to obtain economical and eco-friendly high-efficiency electrical energy such as eco-friendly vibration-free and noise-free maintenance (repair) that does not require an accelerator even at low speed rotation.

따라서, 상기와 같이 설치되는 초전도 저속풍력 발전기(1)는 설치가 간편하고 사용목적이나 임으로 원하는 발전용량에 맞게 설치가 가능하며, 설치 후 유지 보수 등의 A/S 가 매우 용이하다.Therefore, the superconducting low speed wind power generator 1 installed as described above is easy to install and can be installed according to the purpose of use or the desired power generation capacity, and is very easy to maintain after installation and after maintenance.

도 1은 본 발명의 초전도 저속풍력발전기의 설치 상태도.1 is a state diagram of the superconducting low speed wind power generator of the present invention.

도 2는 본 발명의 초전도 저속풍력발전기의 종단면도.Figure 2 is a longitudinal sectional view of the superconducting low speed wind power generator of the present invention.

도 3은 도 2의 A-A선 단면도.3 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.

도 4는 도 2의 B-B선 단면도.4 is a cross-sectional view taken along the line B-B in FIG.

도 5는 본 발명의 냉각동체를 발췌하여 보인 사시도.5 is a perspective view showing an extract of the cooling body of the present invention.

도 6은 본 발명의 냉매가스를 공급하는 냉매공급부의 개략구성도.6 is a schematic configuration diagram of a refrigerant supply unit supplying a refrigerant gas of the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

1 초전도 저속풍력발전기 5 고정부재 7 구조물1 Superconducting low speed wind power generator 5 Fixed member 7 Structure

8 중앙동체 8a 유압장치 9 후방동체8 Central fuselage 8a Hydraulics 9 Rear fuselage

9a 조향날개 9a steering wing

10 회전자 11 회전자동체 12 슬링거10 Rotor 11 Rotatable 12 Slinger

12a 슬링거홈 14 밀폐패킹 13 자석12a slinger groove 14 sealed packing 13 magnet

15 슬링거커버 15a 배출홀 15 Slinger cover 15a Outlet hole

20 고정자 21 고정자동체 22 고정자중앙홀20 Stator 21 Fixed body 22 Stator center hole

23 계자코일자석 24 계자코일 25 보빈23 Field coil magnet 24 Field coil 25 Bobbin

26 끼움홈 26 fitting groove

30 냉각동체 32 냉각동체중앙홀 33 냉각동체주벽30 Cooling fuselage 32 Cooling fuselage central hole 33 Cooling fuselage main wall

34 냉매순환홀 34a 삽입홈 35 밀폐링34 Refrigerant circulation hole 34a Insertion groove 35 Seal ring

37 밀폐고정플랜지 38a 가스입구 38b 가스출구37 Sealed Flanged Flange 38a Gas Inlet 38b Gas Outlet

38c 온도센서 39 고정프레임38c Temperature Sensor 39 Fixed Frame

40 회전축 41 조절축봉 43 절연부재40 Rotary shaft 41 Adjustment shaft 43 Insulation member

45 베어링 45 bearing

50 냉매가스공급부 51a 가스공급관 51b 가스유출관50 Refrigerant gas supply part 51a Gas supply pipe 51b Gas outlet pipe

52 순환고정가스공급부 53 냉매가스저장탱크 53a 체크밸브52 Circulating fixed gas supply 53 Refrigerant gas storage tank 53a Check valve

53b 가스배출니플 53c 감압밸브 53d 체크밸브53b Gas discharge nipple 53c Pressure reducing valve 53d Check valve

53e 솔레노이드밸브 54 냉매가스회수진공탱크53e Solenoid Valve 54 Refrigerant Gas Recovery Vacuum Tank

54a 진공미터기 54b 진공니플 54c 드라이어54a Vacuum meter 54b Vacuum nipple 54c Dryer

54d 체크밸브 54e 솔레노이드밸브 55 콤프레셔54d Check Valve 54e Solenoid Valve 55 Compressor

56 간이탱크가스공급부 56a 간이탱크 56b 퀵테크다운잭56 Simple Tank Gas Supply Unit 56a Simple Tank 56b Quick Tech Downjack

56c 니들밸브 57a 배출밸브 57b 니들밸브56c Needle Valve 57a Outlet Valve 57b Needle Valve

57c 사일런스 60 회전동체 62 블레이드57c Silence 60 Rotating Body 62 Blades

Claims (6)

회전자와 고정자로 결합 구성된 발전기에 있어서,In a generator composed of a rotor and a stator, 내측 둘레부로 다수의 자석(13)이 설치된 회전자(10)와,A rotor 10 provided with a plurality of magnets 13 at an inner periphery, 상기 회전자(10)의 내측에 설치되며, 고정자 중앙홀(22)이 형성되고 둘레부로 다수의 계자코일(24)이 권취되어 계자코일자석(23)이 설치된 고정자(20)와,A stator 20 installed inside the rotor 10 and having a stator central hole 22 formed therein and a plurality of field coils 24 wound around the stator 20 having the field coil magnets 23 installed thereon; 상기 고정자(20)의 내측으로 끼움 설치되고, 냉각동체 중앙홀(32)이 형성되고 둘레부로 다수의 냉매순환홀(34)이 형성된 냉각동체주벽(33)이 형성되며, 상기 다수의 냉매순환홀(34)로 냉매가스공급부(50)와 연결되어 냉매가 순환공급되는 냉매순환홀(34)이 형성된 냉각동체(30)와,The inner side of the stator 20 is installed, the cooling fuselage central hole 32 is formed and the cooling body main wall 33 formed with a plurality of refrigerant circulation holes 34 formed in the circumference, the plurality of refrigerant circulation holes A cooling body 30 having a refrigerant circulation hole 34 connected to the refrigerant gas supply unit 50 through which the refrigerant is circulated and supplied; 조절축봉(41)이 내설되어 있고, 상기 냉각동체 중앙홀(32)에 끼움 결합 설치되며 상기 회전자(10)를 회전시키는 회전축(40)과,The control shaft rod 41 is internally installed, and fitted to the cooling fuselage central hole 32, the rotating shaft 40 for rotating the rotor 10, 다수의 블레이드(62)가 형성되어 바람에 의해 회전될 수 있고, 상기 회전축(40)의 일측에 결합되어 상기 회전축(40)을 회전시키며, 중앙부로는 상기 조절축봉(41)이 결합되어 상기 블레이드(62)의 각도를 조절할 수 있도록 된 회전동체(60)로 구성된 것을 특징으로 한 초전도 저속풍력 발전기.A plurality of blades 62 are formed can be rotated by the wind, is coupled to one side of the rotary shaft 40 to rotate the rotary shaft 40, the central portion of the control shaft rod 41 is coupled to the blade Superconducting low speed wind power generator, characterized in that consisting of a rotating body 60 to adjust the angle of (62). 제1항에 있어서, 상기 냉각동체(30)는The method of claim 1, wherein the cooling body 30 상기 냉각동체주벽(33)의 길이방향으로 다수의 냉매순환홀(34)이 지그재그 설치된 것을 특징으로 한 초전도 저속풍력 발전기.A superconducting low speed wind power generator, characterized in that a plurality of refrigerant circulation holes (34) are zigzag in the longitudinal direction of the cooling fuselage main wall (33). 제1항에 있어서, 상기 냉각동체(30)는The method of claim 1, wherein the cooling body 30 상기 냉각동체주벽(33)의 일측이 상기 냉각동체주벽(33)의 일측단과 동일한 형상을 한 판형의 밀폐링(35)으로 고정부재(5)에 의해 결합 고정되고,One side of the cooling body circumferential wall 33 is coupled and fixed by the fixing member 5 with a plate-shaped sealing ring 35 having the same shape as one end of the cooling body circumferential wall 33, 상기 냉각동체주벽(33)의 타측이 상기 냉각동체주벽(33)의 타측단이 안착 끼움되어 결합되는 밀폐고정플랜지(37)로 고정부재(5)에 의해 결합 고정되어The other side of the cooling body circumferential wall 33 is coupled and fixed by the fixing member 5 to the hermetic fixing flange 37 to which the other end of the cooling body circumferential wall 33 is seated and coupled. 상기 냉매순환홀(34)이 완전 밀봉된 것을 특징으로 한 초전도 저속풍력 발전기.The superconducting low speed wind power generator, characterized in that the refrigerant circulation hole 34 is completely sealed. 제1항에 있어서, 상기 냉각동체(30)는The method of claim 1, wherein the cooling body 30 두랄루민재로 구성된 것을 특징으로 한 초전도 저속풍력 발전기.Superconducting low speed wind power generator, consisting of duralumin material. 제1항에 있어서, 상기 냉매가스공급부(50)는The method of claim 1, wherein the refrigerant gas supply unit 50 상기 초전도 저속풍력 발전기(1)가 설치되는 중앙동체(8) 또는 후방동체(9)에 고정되는 순환고정 가스공급부(52)로 구현된 것을 특징으로 한 초전도 저속풍력 발전기.The superconducting low speed wind power generator, characterized in that the superconducting low speed wind power generator (1) is implemented as a fixed fixed gas supply unit 52 is fixed to the central body (8) or the rear body (9). 제1항에 있어서, 상기 냉매가스공급부(50)는The method of claim 1, wherein the refrigerant gas supply unit 50 상기 초전도 저속풍력 발전기(1)가 설치되는 중앙동체(8) 또는 후방동체(9)에 착탈 및 휴대가 용이하고 이동이 편리한 간이탱크 가스공급부(56)로 구현된 것을 특징으로 한 초전도 저속풍력 발전기.Superconducting low speed wind power generator, characterized in that the superconducting low speed wind power generator 1 is implemented as a simple tank gas supply unit 56 that is easily removable and portable to the central body 8 or the rear body 9 is installed. .
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