KR101357121B1 - 발전기 또는 모터가 중공 프로파일로 구성되는 풍차,수력발전소 또는 베셀을 위한 직접구동형 발전기 또는 모터및 이러한 풍차 또는 수력발전소를 조립하는 방법 - Google Patents

발전기 또는 모터가 중공 프로파일로 구성되는 풍차,수력발전소 또는 베셀을 위한 직접구동형 발전기 또는 모터및 이러한 풍차 또는 수력발전소를 조립하는 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101357121B1
KR101357121B1 KR1020087010345A KR20087010345A KR101357121B1 KR 101357121 B1 KR101357121 B1 KR 101357121B1 KR 1020087010345 A KR1020087010345 A KR 1020087010345A KR 20087010345 A KR20087010345 A KR 20087010345A KR 101357121 B1 KR101357121 B1 KR 101357121B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
delete delete
ring
turbine rotor
stator
rotor
Prior art date
Application number
KR1020087010345A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20080072825A (ko
Inventor
아이스테인 보르겐
Original Assignee
스웨이 터빈 에이에스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 스웨이 터빈 에이에스 filed Critical 스웨이 터빈 에이에스
Publication of KR20080072825A publication Critical patent/KR20080072825A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101357121B1 publication Critical patent/KR101357121B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/20—Wind motors characterised by the driven apparatus
    • F03D9/25—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H13/00—Marine propulsion by wind motors driving water-engaging propulsive elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/10—Submerged units incorporating electric generators or motors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor 
    • F03D1/04—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor  having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D13/00—Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
    • F03D13/10—Assembly of wind motors; Arrangements for erecting wind motors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D13/00—Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
    • F03D13/20—Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D15/00—Transmission of mechanical power
    • F03D15/20—Gearless transmission, i.e. direct-drive
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D80/00—Details, components or accessories not provided for in groups F03D1/00 - F03D17/00
    • F03D80/70—Bearing or lubricating arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/04—Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
    • F16C32/0406—Magnetic bearings
    • F16C32/0408—Passive magnetic bearings
    • F16C32/0436—Passive magnetic bearings with a conductor on one part movable with respect to a magnetic field, e.g. a body of copper on one part and a permanent magnet on the other part
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2793—Rotors axially facing stators
    • H02K1/2795—Rotors axially facing stators the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/08—Structural association with bearings
    • H02K7/09—Structural association with bearings with magnetic bearings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/14—Structural association with mechanical loads, e.g. with hand-held machine tools or fans
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/18—Structural association of electric generators with mechanical driving motors, e.g. with turbines
    • H02K7/1807—Rotary generators
    • H02K7/1823—Rotary generators structurally associated with turbines or similar engines
    • H02K7/183—Rotary generators structurally associated with turbines or similar engines wherein the turbine is a wind turbine
    • H02K7/1838—Generators mounted in a nacelle or similar structure of a horizontal axis wind turbine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2220/00—Application
    • F05B2220/70—Application in combination with
    • F05B2220/706—Application in combination with an electrical generator
    • F05B2220/7068—Application in combination with an electrical generator equipped with permanent magnets
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/50—Bearings
    • F05B2240/51—Bearings magnetic
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/50—Bearings
    • F05B2240/51—Bearings magnetic
    • F05B2240/515—Bearings magnetic electromagnetic
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2326/00—Articles relating to transporting
    • F16C2326/30—Ships, e.g. propelling shafts and bearings therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2360/00—Engines or pumps
    • F16C2360/31—Wind motors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20—Hydro energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/728—Onshore wind turbines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T70/00—Maritime or waterways transport
    • Y02T70/50—Measures to reduce greenhouse gas emissions related to the propulsion system
    • Y02T70/5218—Less carbon-intensive fuels, e.g. natural gas, biofuels
    • Y02T70/5236—Renewable or hybrid-electric solutions

Abstract

유동하는 바람 또는 물의 에너지를 전기적 에너지로 변환하기 위한 직접구동형 발전기를 갖는 풍력발전소 또는 수력발전소에 대한 터빈 로터에 있어서, 상기 풍력 또는 수력발전소는 터빈 로터 및 스테이터를 포함하며, 상기 터빈 로터는 상기 스테이터의 중심축과 일치하는 회전축을 갖는 링형상 허브(6)를 더 포함하며, 상기 터빈 로터는 적어도 하나의 로터 날개를 포함하며, 로터 날개는 상기 링형상 허브 상에 배열된다. 또한 상기 터빈 로터는 선박에 대한 프로펠러로서 사용되도록 의도된다.
풍력발전소, 수력발전소, 터빈 로터

Description

발전기 또는 모터가 중공 프로파일로 구성되는 풍차, 수력발전소 또는 베셀을 위한 직접구동형 발전기 또는 모터 및 이러한 풍차 또는 수력발전소를 조립하는 방법{DIRECT-DRIVE GENERATOR/MOTOR FOR A WINDMILL/HYDROPOWER PLANT/VESSEL WHERE THE GENERATOR/MOTOR IS CONFIGURED AS A HOLLOW PROFILE AND A METHOD TO ASSEMBLE SUCH A WINDMILL/HYDROPOWER PLANT}
본 발명은 터빈 로터가 스테이터 상에서 지지되는 직접구동형 발전기를 갖는 풍력발전소, 및 발전기 로터 및 발전기를 조립하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 로터 날개들이 배열된 폐쇄된 비틀림 방지 프로파일로 구성되는 큰 직경의 링형상 로터 허브에 관한 것이다. 로터 허브는 동시에 자기적으로 안정한 베어링이 구비되며, 베어링은 축방향 힘들을 받는다. 본 발명은 에너지를 발생시키기 위하여 사용될 수 있고, 공기 또는 물로 구성된 환경에서 추진시스템으로써 사용될 수 있다.
바람직하게 전력의 형태로 동력을 생성하기 위한 풍차들 또는 풍력 터빈들의 개선은, 점차 더 큰 풍차(mill)들의 방향으로 이동해왔다. 약 5MW의 출력 및 115-125m 이상의 로터 직경을 갖는 풍차들이 이제 설계되고 구성된다. 5MW의 크기 이상의 풍차들은 육지에서 이러한 큰 풍차들을 운반하는 어려움들 때문에 주로 해안에 설치될 목적으로 설계된다. 이들 수평축 풍차들의 원리들은 실질적으로 이들의 더 작은 동종품들의 원리들과 동일하다. 이들은 일반적으로 샤프트를 갖는 중앙 허브 상에 설치되는 세 개의 날개들로 구성되는 로터에 기초하며, 샤프트는 내구성이 강한 볼 베어링에 의해 고정된다. 허브는, 풍향으로 각각의 개별적인 날개 상의 풍력들과, 날개의 회전 경로에서 날개가 위로 또는 아래로 가는 지 여부에 따라 일정하게 가변하는 방향을 갖는 바람에 대하여 실질적으로 직각인 평면에서 각 날개의 자중(dead weight) 모두 때문에, 실질적인 굽힘 모멘트들을 견디기 위하여 치수가 결정되어야 한다. 각각의 날개가 주어진 순간에 바람으로부터 상이한 하중을 갖는다면, 샤프트의 길이 축에 수직한 축에 대해 허브를 돌리려고 시도할 모멘트가 산출될 것이다. 이러한 모멘트는 극한 조건에서 예외적으로 클 수 있고, 또한 샤프트는 이러한 모멘트를 견디도록 치수가 결정되어야 한다. 또한, 중앙 허브 및 샤프트는 직접적으로 또는 기어를 통하여 로터의 토크를 발전기로 전달한다.
해안 풍차들에 대한 유지비용은 육지에 설치된 풍차들보다 초기비용이 많이 든다. 또한, 많은 경우에서 결함 때문에 에너지 생산의 중단(interruption)은 해안에서 더 큰 중요성을 갖으며, 이는 기후 조건들은 종종 필수적인 수리를 수행하기 위하여 풍차에 들어가는 것(boarding)을 허용하지 않기 때문이다. 바다에서 멀리, 또한 바람 조건들은 일반적으로 육지보다 실질적으로 더 강하다. 날개들이 바람으로부터 돌아가는 공칭 풍속을 증가시킴에 의해 되도록 많은 이러한 에너지를 획득하기 원한다면, 풍력발전소는 더 잔잔한 바람 조건들의 위치와 비교하여 증가된 피로 하중들이 가해질 것이다.
커다란 풍차들 또는 풍력 터빈들은 생산된 에너지 유닛의 kWh당 제어 시스템들 등과 같은 "일회성 비용" 및 유지 보수가 감소될 것이 기대될 수 있다는 이점을 갖는다. 무게 및 재료 소비는 이러한 큰 풍차들의 경우에 생산된 전력의 kWh당 증가된다는 단점이 있다. 육지에 기반을 둔 풍차의 최적의 경제적 크기는 많은 사람들이 약 1-3MW이라고 추정한 현재의 기술에 따른다.
풍차의 증가한 크기를 갖는 생산된 에너지 유닛 당 무게 및 재료 소비가 증가한다는 이유는 로터의 스위프 영역(로터 날개들이 회전할 때 로터 날개들을 둘러싸는 원의 영역으로 정의), 및 에너지 생산이 단지 길이 치수의 제곱만큼 증가시키는 반면에, 무게는 대략 길이 치수(체적의 증가)의 세제곱만큼 증가된다는 것이다. 이는 양쪽 모두의 경우에 있어서 바람 세기가 동일한 주어진 위치의 비교를 의미한다. 즉, 전과 같이 동일한 기술을 사용하는 반면 풍차의 크기를 증가시키는 것이 요구된다면, 생산된 에너지 유닛 당 무게 및 대부분 비용들은 대략 풍차의 크기에 선형으로 증가될 것이다.
더욱이, 회전속도(각속도)는 풍차 로터 직경이 증가함에 따라 감소될 것이다. 이는 최적의 날개 팁 속도는 풍속의 함수로서 주어진다. 이하에서 팁 속도 비율로써 언급된, 세개의 날개를 가진 풍차에 대한, 날개 팁 속도와 풍속 사이의 최적의 비율은 일반적으로 날개의 길이/폭 비율에 대략 6이다. 따라서, 풍속이 동일할 때, 로터의 각속도는 더 큰 로터 직경을 갖는 풍차에 대하여 감소할 것이다. 손실을 무시한다면, 생산된 출력은 로터의 각속도와 로터의 토크의 곱이다; P=MT*ω, 여기서 P는 출력이고, MT는 토크이며, ω는 각속도이다.
동력이 로터 직경을 증가시킴에 의해 증가될 때 드라이브 기어를 통해 공기 역학적 로터로부터 전기적 발전기까지 전달되어야 하는 토크의 증가는 이하의 고려사항들에 의해 추정될 수 있다:
P=CP*ρ*v3*A=CP*ρ*v3*D2*π/4,
CP는 상수이며, ρ는 공기 또는 액체의 밀도이며, v는 풍속이고, A는 스위핑된 로터 영역이며, D는 로터 직경이며,
ω=v*6/(D*π)*2*π=12*v/D,
여기서, 6이 팁 속도비이다.
P 및 ω값을 공식 P=MT*ω에 삽입하면 MT=CP*ρ*v3*D2*π*D/(4*12*v)=CP*ρ*v2*D3*π/48이고, MT=k*D3이 산출된다.
여기서, k는 주어진 풍속 및 공기 밀도를 위한 상수이다.
따라서, 로터의 하중과 같이, 드라이브 기어를 거쳐 로터에서 발전기까지 전달된 토크는 로터 직경의 세제곱만큼 증가할 것인 반면, 출력은 단지 로터 직경의 제곱만큼 증가한다. 또한, 이는 큰 풍차의 경우에 트랜스미션(기어박스)이 불균형하게 큰 하중들이 가해진다는 것을 의미하고, 이는 직접구동 해결점을 갖는다는 이점이 있다. 일 문제점은 상술한 바와 같이 큰 로터 직경인 경우에 회전 속도가 낮 다는 것이며, 대신에 큰 로터 직경을 갖는 직접구동형 풍차를 위한 실질적인 발전기 부품에서 필수적으로 활성 재료의 불균형하게 큰 증가가 존재한다. 더욱이, 직접구동형 풍차에 대하여 메인 샤프트의 휨(deflection)때문에, 일반적으로 ± 몇 mm 내에서 유지되어야 하는, 스테이터와 전기적 로터 부품의 사이에서 공극을 제어하는 것은 오늘날의 기술에서 있어서 어렵다.
상술한 조건들은 출력을 증가시키기 위하여 풍차의 로터 직경을 증가시키는 문제점을 예시한다. 무게와, 그에 따른 메가와트 급으로 풍차에 대하여 생산된 kWh 당 대부분의 비용은 로터 직경과 함께 대략 선형으로 증가하며, 이는 오늘날의 공지된 기술을 사용하는 풍차들을 건설하는 것을 반대한다. 더욱이, 스테이터와 전기 로터 사이의 공극 공차는 더 큰 직접구동형 발전기들에 대한 일 문제점이다. 또한, 변동하는 풍속의 결과로써 날개들 및 타워 구조물의 피로도 일 문제점이며, 더 상세하게는 시설들을 플로팅(floating)하는 것에 대한 일 문제점이다.
위에서 언급된 조건들은 해안가에서 실질적으로 3-5MW보다 큰 풍차를 건설하기 위한 가장 중요한 제한들을 나타낸다.
본 기술분야의 종래 기술 중에서, 미국특허 제6,285,090호가 언급될 수 있으며, 이는 허브의 직경이 상대적으로 크지만 로터 날개로부터 하중을 받을 수 있도록 실질적인 무게를 갖는 직접구동형 풍력 터빈을 개시한다. 또한, 고정된 샤프트와 회전하는 부품 사이의 볼베어링은 크고, 실질적인 마모 및 윤활 및 유지보수를 위한 요구가 가해질 것이다.
미국특허 제6,911,741호에서, 스테이터와 전기 로터 사이의 공극에서 작은 공차를 갖는 일 문제점이 개시된다.
WO 02/099950 A1은 직접구동형 발전기를 갖는 터빈을 개시하며, 스테이터 휠 및 로터 휠이 일 종단이 외부 링 또는 림(rim)에 고정되고, 타 종단이 허브에 편심으로 고정된 스포크를 갖는 자전거 휠과 동일한 원리로 만들어진다. 이러한 방법으로, 이것은 반지름 방향힘 및 어느 정도의 축방향 힘 모두를 받는다.
DE 36 38 129 A1은 링 발전기를 갖는 풍력발전소를 개시하며, 발전기의 로터 링은 풍력 터빈 로터의 팁들에 고정된다. 풍력 터빈 로터 및 발전기의 로터 링은 자기 베어링(magnetic bearing) 상에 지지된다.
DE 197 11 869 A1은 중공 허브를 갖는 풍력 터빈을 개시한다. 허브는 두 개의 L형 부품들로 분리되며, L형 부품들 중의 하나는 타워 상에 배열되고, 터빈 날개들은 다른 L형 부품 상에 배열된다. 제 2의 L형 부품은 베어링에 의해 제 1 L형 부품 상에 지지된다.
본 출원에서, 용어 "터빈 로터"은 풍력 또는 수력발전소 상의 회전 유닛을 위한 총괄적인 용어로써 사용되며, 풍력 또는 수력발전소는 물 또는 바람의 에너지를 기계적 에너지로 변환시키고, 다음에는 기계적 에너지가 발전기에서 전기적 에너지로 변환된다. 또한 자석들이 설치된 발전기 로터는 전기적 로터로써 언급된다. 또한 "터빈 로터"는 추진 기관의 로터를 나타내기 위해 사용된다.
"활성 부품"은 풍력발전소에서 에너지 변환에 기여하는 부품들을 의미한다.
본 발명에서, "비철 원소들(ironless principles)"은 자기장들을 전달하기 위하여 강자성의 재료들을 이용하지 않는 발전기를 위한 구조적 원소를 의미한다.
본 발명의 개선안에서, 이는 날개들 및 허브의 무게의 증가 없이, 및 생산된 에너지의 kWh 당 구조물의 더 큰 힘들을 야기시키는 토크 없이, 로터 직경의 실질적인 증가 및 이에 따른 에너지 생산을 갖는 5-15MW 급에서의 풍력발전소들을 위한 비용 효율이 높은 통합된 로터 및 발전기를 구성하는 것이 목적이다.
또한 본 발명의 부품이(로터가 프로펠러로서 사용되는 곳에서) 보트들 및 배들을 위한 추진 시스템들, 수력 생산, 및/또는 조수력(tidal water power)에 사용되기에 적합해야 한다는 목적을 갖는다.
이들 목적들은 독립항에서 개시된 대로 본 발명에 의해 달성된다. 대안적인 실시예들은 각 독립항에 연관된 종속항에 개시된다.
본 발명에 따른 터빈 로터는, 터빈 로터 및 스테이터를 포함하는, 유동하는 바람 또는 물의 에너지를 전기 에너지로 변환하기 위한, 직접구동형 발전기를 갖는 풍력발전소 또는 수력발전소를 위한 터빈 로터에 관한 것으로서, 상기 터빈 로터는 상기 스테이터의 중심축에 일치하는 회전축을 갖는 폐쇄된 중공 프로파일로 구성되는 링형상 허브를 포함하고, 상기 링형상 허브는 원형 단면을 갖는 원환체(torus) 또는 다각형의 단면을 갖는 원환체이며, 풍력 터빈 로터의 회전축과 수직한 상기 링형상 허브의 단면은 링형상이고, 상기 링의 외주 및 내주는 원형 또는 다각형이며, 상기 터빈 로터는 적어도 한 개의 로터 날개를 포함하고, 상기 로터 날개는 상기 링형상 허브 상에 배열되되, 상기 회전축을 중심으로 상기 링형상 허브의 맞은 편까지 연결된 것을 특징으로 한다.
상기 직접구동형 발전기의 로터는 상기 링형상 허브에 설치되는 것이 바람직하다.
상기 터빈 로터의 회전축으로부터 상기 터빈 로터의 회전축 주변의 상기 링형상 허브의 외주까지의 거리는 상기 회전축으로부터 날개 팁(tip)까지의 상기 터빈 로터의 반경의 적어도 1/12인 것이 바람직하다.
상기 풍력 터빈 로터는 적어도 두 개의 인장 로드들을 포함하며, 상기 인장 로드들은 제 1 종단들에서 상기 스테이터의 중심축과 동축인 베어링에 부착되고, 제 2 종단들에서 링형상 허브에 고정되는 것이 바람직하다.
상기 인장 로드들이 하나의 동일한 평면에 위치된 것이 바람직하다.
상기 풍력 터빈 로터는 적어도 두 개의 압력 로드들을 포함하며, 상기 압력 로드들은 제 1 종단들에서 상기 스테이터의 중심축과 동축인 베어링에 고정되고, 제 2 종단들에서 상기 링형상 허브에 고정되는 것이 바람직하다.
상기 압력 로드들이 하나의 동일한 평면에 위치된 것이 바람직하다.
상기 터빈 로터는 풍력 발전소 또는 수력 발전소에 설치되는 것이 바람직하다.
상기 터빈 로터는 베셀 상의 추진 수단으로서 사용되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 발전소는, 유동하는 바람 또는 물의 에너지를 전기 에너지로 변환하기 위한 풍력 또는 수력발전소로서, 상기 터빈 로터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 터빈 로터는 영구 자석, 전자석 또는 이들의 결합으로 구성된 자기 베어링(magnetic bearing)에 의해 상기 스테이터 상에 지지되는 것이 바람직하다.
자기 베어링은 수동 자기 베어링인 것이 바람직하다.
자기 베어링은 할바크 배열(Halbach array)로 배열된 자석들을 갖는 수동 자기 베어링인 것이 바람직하다.
상기 스테이터 상의 영구 자석, 전자석 또는 이들의 결합이, 단락된(short-circuited) 전기적 컨덕터에 의해 치환되는 것이 바람직하다.
자기 베어링은 전자기 베어링인 것이 바람직하다.
전류-생산 권선들(windings)이 강자성 철 코어들 없이 설치되는 것이 바람직하다.
발전기의 자석들은 할바크 배열로 배열되는 영구 자석들로 구성되는 것이 바람직하다.
터빈 로터는 컨벤셔널 베어링(conventional bearing)에 의해 상기 스테이터 상에 지지되는 것이 바람직하다.
상기 터빈 로터가 축방향으로 상기 링형상 허브에 맞닿는 자기 베어링에 의해 지지되고, 컨벤셔널 베어링에 의해 반지름 방향으로 지지되는 것이 바람직하다.
상기 링형상 허브의 회전축으로부터 상기 자기 베어링의 힘 전달면의 중심 영역까지의 최단 거리는 상기 링형상 허브의 회전축으로부터 상기 링형상 허브 단면의 중립축까지의 거리보다 작은 것이 바람직하다.
상기 링형상 허브(6)의 회전축과 수직한 평면에 대한 굽힘을 위한 상기 링형상 허브의 굽힘(bending) 강도는 동일한 평면에 대한 굽힘을 위한 스테이터의 굽힘 강도보다 큰 것이 바람직하다.
상기 링형상 허브의 회전축과 수직한 평면에 대한 굽힘을 위한 상기 링형상 허브의 굽힘 강도는 동일한 평면에 대한 굽힘을 위한 스테이터의 굽힘 강도의 적어도 두배 큰 것이 바람직하다.
다음의 장점들은 본 발명에 의해 얻어진다.
1) 로터 날개들의 길이 및 무게를 증가시킴 없이 로터의 스위핑된 영역 (및 이에 따른 에너지 생산)의 실질적인 증가;
2) 허브의 무게가 감소되는 반면 허브의 직경의 급격한 증가;
3) 큰 허브 직경 때문에 허브 및 샤프트에서(회전축에 대한) 작은 비틀림 응력들;
4) 트랜스미션 유닛(기어)의 생략과 동시에 스테이터와 전기적 로터(자석) 사이의 주변 속도(peripheral speed)의 증가 및 이에 따른, 발전기에서 활성적인 재료를 위한 더 작은 요구를 허용하는 직접 구동(direct drive);
5) 더이상 중요한 파라미터가 되지 않도록 하는, 스테이터 및 전기적 로터 사이의 더 큰 공극 공차;
6) 냉각제의 순환을 위한 펌프 시스템들에 대한 어떠한 요구 없는 직접 공기 냉각;
7) 마모 및 유지보수를 실질적으로 감소시키기 위하여 작동 동안 주 베어링 또는 발전기에서 이동하는 부품들 사이의 비접촉;
8) 5MW 내지 10MW 풍력 터빈을 위한 종래 기술의 척도 확장(scaling up)과 비교하여 로터 및 발전기의 총 무게의 50%이상 감소.
본 발명의 제 1 양상에 따라, 터빈 로터가 바람 에너지 또는 물 에너지를 전기적 에너지로 변환하기 위한 직접 구동형 발전기를 갖는 풍력발전소 또는 수력발전소에 대하여 구비되며, 풍력 또는 수력발전소는 터빈 로터 및 스테이터를 포함하고, 터빈 로터는 스테이터의 중심축에 일치하는 회전축을 갖는 링형상 허브를 더 포함하며, 터빈 로터는 적어도 하나의 로터 날개를 포함하며, 로터 날개는 링형상 허브상에 배열된다.
바람직하게는, 링형상 허브는 발전기 로터(전기적 로터)를 포함한다.
더욱이, 발전기 로터가 링형상 허브 상에 설치되는 것이 바람직하다.
링형상 허브는 바람직하게는 폐쇄된 원형 단면 또는 대략적인 원형 단면을 갖는 원환체로 구성되지만, 폐쇄된 다각형 단면을 갖는 원환체로 구성될 수도 있다.
풍력 터빈 로터의 회전축과 수직한 링형상 허브의 단면은 바람직하게는 링형상이고, 링의 외주 및 내주는 원형이나, 단면이 링 형상일 수 있고, 링의 외주 및 내주가 다각형이다.
바람직하게는, 터빈 로터의 회전축으로부터 터빈 로터의 회전축 주변의 링형상 허브의 외주까지의 거리는 회전축으로부터 날개 팁(tip)까지의 터빈 로터의 반경의 적어도 1/12이다.
일 실시예에서, 링형상 허브는 자기 베어링에 의해 스테이터에 대하여 지지된다. 이러한 자기 베어링은 수동 자기 베어링 또는 전자기 베어링일 수도 있으나, 또한 컨벤셔널 베어링일 수도 있다.
바람직한 실시예에서, 링형상 허브는 전체적인 굽힘 모멘트들(각각의 로터 날개 상의 상이한 풍압에 의해 야기됨) 및 축방향 힘을 받기 위하여 축방향으로 스테이터에 대하여 자기 베어링에 의해 지지되며, 링형상 허브는 반지름 방향힘을 받는 컨벤셔널 베어링에 의해 반지름 방향으로 지지된다.
반경방향힘들을 받기 위하여, 풍력 터빈 로터는 적어도 두 개의 인장 로드들 또는 적어도 두 개의 압력 로드들을 포함하며, 인장 로드들 또는 압력 로드들은 이들의 제 1 종단들에서 스테이터의 중심축과 동축인 베어링에 고정되며, 이들의 제 2 종단들에서 링형상 허브에 고정된다. 이러한 인장 또는 압력 로드들은 바람직하게는 동일한 평면에 위치한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 링형상 허브의 회전축으로부터 자기 베어링의 힘 전달면의 중심 영역까지의 최단 거리는 링형상 허브의 회전축으로부터 링형상 허브 단면의 중립축(neutral axis)까지의 거리보다 작다. 자기 베어링들의 이러한 위치 지정(positioning)은, 자기 베어링의 로터 부품의 변위(displacement)들이 로터 상에 풍력에 의해 야기되는 링형상 허브에서의 굽힘 및 비틀림 때문에 축방향으로 상호 간에 방해하는 것을 의미한다. 각 날개 주변의 허브의 국부적 굽힘(local bending)은 풍향으로 국부적으로 베어링을 당기는 반면, 허브 단면의 토션 비틀림(tortional twisting)은 베어링이 풍향과 반대로 위치하도록 한다. 이상적으로 위치될(도 8의 α각) 때, 허브에 연결된 자기 베어링의 축방향 변위들은 전체적으로 또는 부분적으로 서로를 중립화할 수 있다. 이것은 자기 베어링면들이 가능한한 레벨(평면)로 유지되고, 이에 따라 허브의 휨으로 인해 이들이 국부적으로 상호 간에 접촉하지 않도록 하는 것을 확보하도록 하는 이점이다.
일 실시예에서, 링형상 허브의 회전축과 수직한 평면에 대한 굽힘을 위한 링형상 허브의 굽힘 강도는 동일한 평면에 대한 굽힘을 위한 스테이터의 굽힘 강도보다 크다. 바람직한 실시예에서, 링형상 허브의 회전축과 수직한 평면에 대한 굽힘을 위한 링형상 허브의 굽힘 강도는 평면에 대한 굽힘을 위한 스테이터의 굽힘 강도보다 적어도 두 배 크다.
본 발명의 제 2 양상에 따라, 유동하는 바람 또는 물의 에너지를 전기적 에너지로의 변환하기 위한 풍력 또는 수력발전소가 구비되며, 풍력 또는 수력발전소는 청구범위 제 1 항 내지 제 20 항에 따른 터빈 로터를 포함한다. 또한, 이 정의에서 수력발전소는 조수력발전소 또는 강 발전소(river power plant)일 수도 있다.
본 발명의 제 3 양상에 따라, 전기적 에너지를 운동 에너지로 변환하기 위한 직접구동형 모터를 갖는 추진 기관을 위한 터빈 로터가 구비되며, 추진 기관은 터빈 로터 및 스테이터를 포함하고, 터빈 로터는 스테이터의 중심축과 일치하는 회전축을 갖는 링형상 허브(6)를 포함하며, 터빈 로터는 적어도 한 개의 로터 날개를 포함하며, 로터 날개는 패쇄된 중공 프로파일로 구성된 링형상 허브 상에 배열된다.
본 발명의 제 4 양상에 따라, 선박이 추진 기관을 포함하는 것으로 구비되며, 추진 기관은 청구범위 제 22 항 내지 제 41 항에 따른 터빈 로터를 포함한다.
본 발명의 제 5 양상에 따라, 바람에너지를 전기적 에너지로 변환하기 위한 직접구동형 발전기를 갖는 풍력 또는 수력발전소가 구비되며, 풍력발전소는 스테이터 및 터빈 로터를 포함하며, 터빈 로터는 전기적 발전기를 포함하고, 전기적 발전기 또는 스테이터 둘 중 하나 또는 전기적 발전기와 스테이터 모두는 터빈 로터가 자기 베어링에 의해 스테이터 상에서 지지되는, 에너지 생산 유닛들을 구비하며, 에너지 생산 유닛들의 권선들은 비철(ironless) 코어들로 구성된다.
바람직하게는, 터빈 로터는 링형상 허브를 포함하며, 링형상 허브는 자기 베어링에 의해 스테이터 상에서 지지된다.
바람직하게는, 발전기의 전기적 로터는 링형상 허브에 설치된다. 링형상 허브는 바람직하게는 원형 단면을 갖는 원환체로 구성되지만, 또한 다각형 단면을 갖는 원환체로 구성될 수도 있다.
풍력 터빈 로터의 회전축과 수직한 링형상 허브의 단면은 바람직하게는 링 형상이고, 링의 외주 및 내주가 원형이나, 또한 단면은 링 형상일 수 있고, 링의 외주 및 내주가 다각형이다.
바람직하게는, 터빈 로터의 회전축으로부터 링형상 허브의 외주까지의 거리는 회전축으로부터 날개 팁까지의 터빈 로터 반경의 적어도 1/12이다.
일 실시예에서, 링형상 허브는 자기 베어링에 의해 스테이터 상에서 지지된다. 이러한 자기 베어링은 수동 자기 베어링, 전자기 베어링, 또는 컨벤셔널 베어링일 수도 있다.
바람직한 실시예에서, 링형상 허브는 굽힘 모멘트 및 축방향 힘들을 받기 위해 축방향으로 스테이터에 대하여 자기 베어링에 의해 지지되며, 링형상 허브는 반지름 방향으로 반경방향힘들을 받는 컨벤셔널 베어링에 의해 지지된다.
반경방향힘들을 받기 위하여, 풍력 터빈 로터는 적어도 두 개의 인장 로드들 또는 적어도 두 개의 압력 로드들을 포함할 수 있으며, 인장 로드들 또는 압력 로드들은 이들의 제 1 종단들에서 스테이터의 중심축과 동축인 베어링에 고정되며, 이들의 제 2 종단들에서 링형상 허브에 고정된다. 이러한 인장 또는 압력 로드들은 바람직하게는 동일한 평면에 위치하여, 축방향 힘들 또는 굽힘 모멘트들이 반지름 방향의 베어링 및 이들의 샤프트로 전달되지 않도록 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 링형상 허브의 회전축으로부터 자기 베어링의 힘 전달면의 중심 영역까지의 최단 거리는 링형상 허브의 회전축으로부터 링형상 허브의 단면의 중립축까지의 거리보다 작다. 자기 베어링들의 이러한 위치 지정은 자기 베어링의 로터 부품의 변위가, 로터 상에서 풍력에 의해 야기되는 링형상 허브에서의 굽힘 및 비틀림 때문에 축방향으로 서로를 방해하는 것을 의미한다. 이어서, 각각의 날개 주변의 허브의 국부적 굽힘은 국부적으로 풍향으로 베어링을 당기는 반면, 허브 단면의 토션 비틀림은 베어링이 풍향에 반대로 위치된다. 이상적으로 위치될(도 8의 α각) 때, 허브에 연결되는 자기 베어링의 축방향 변위는 상호 간에 전체적으로 또는 부분적으로 상쇄할 것이다. 이는 자기 베어링면들이 가능한한 평평하게(평면) 유지될 수 있도록 하여, 이에 따라 허브의 휨들 때문에 이들은 상호 간에 국부적으로 접촉하지 않는다는 것을 확보하도록 하는 이점이 있다.
일 실시예에서, 링형상 허브의 회전축과 수직한 평면에 대한 굽힘을 위한 링형상 허브의 굽힘 강도는 동일한 면에 대한 굽힘을 위한 스테이터의 굽힘 강도보다 크다. 바람직한 실시예에서, 링형상 허브의 회전축과 수직한 평면에 대한 굽힘을 위한 링형상 허브의 굽힘 강도는 동일한 평면에 대한 굽힘을 위한 스테이터의 굽힘 강도보다 적어도 두 배 크다. 이는, 만일 자기 베어링 접근 영역에서의 자석들이 상호 간에 접촉한다면 자기 베어링이 국부적 유연성(flexibility)을 갖고, 스테이터는 국부적으로 굽힘이 일어날 수 있다는 것을 의미한다.
본 발명의 제 6 양상에 따라, 풍력 또는 수력발전소 상의 직접구동형 발전기에서 스테이터 권선들을 갖는 스테이터 및 전기적 로터를 조립하는 방법이 제공되며, 풍력 또는 수력발전소는 터빈 로터를 더 포함하며, 터빈 로터는 링형상 허브를 포함하고, 터빈 로터는 자기적 베어링에 의해 스테이터 상에서 지지되며, 자기 베어링은 스테이터 및 전기적 발전기 상에 배열되고, 전기적 발전기가 터빈 로터의 링형상 허브에 설치될 수 있기에 적합하며, 조립동안 다음의 단계들이 수행된다:
ㆍ스테이터 권선들을 갖는 스테이터 및 전기적 로터가 작업장에서 제어된 조건들 하에서 다수의 섹션들에서 생산되는 단계;
ㆍ스테이터 권선들을 갖는 스테이터 및 전기적 로터의 대응하는 섹션들이 작업장에서 제어된 조건들 하에서 함께 설치되는 단계;
ㆍ스테이터 권선들을 갖는 스테이터 및 전기적 로터들의 조립된 섹션들이 상기 풍력발전소 상의 일 유닛으로 설치되는 단계.
전기적 발전기 유닛들 및 스테이터 권선들의 조립된 섹션들의 대응되는 섹션들이 작업장에서 함께 설치될 때, 이들이 일 유닛으로 설치되기 전에 이들은 풍력발전소의 장소로 운송된다.
조립된 섹션들이 상기 스테이터의 상기 스테이터 링 및 상기 풍력 터빈 로터의 상기 링형상 허브에 대하여 설치된다.
설치 동안, 일 섹션이 스테이터 링에 이어서 링형상 허브에 동시에 설치되거나, 또는 반대 순서로 설치된다.
설치하면, 각각의 개별적인 섹션은 바람직하게는 평면에서 조정되어, 최종적으로 섹션들의 설치된 유닛이 완전하거나 거의 완전한 평면에 위치하도록 한다. 이러한 방법으로, 종종 완전히 평평하지 않을 것이고, 이로 인해 자기 베어링 및 전기적 발전기를 위한 문제점들을 야기시킬 수도 있는 링형상 허브 및 스테이터 링의 요철을 보상하는 것이 가능하다.
본 발명이 풍력발전소와의 관련되어 사용될 때, 이는 큰 링형상 허브를 구비하고, 여기서 허브를 형성하는 링은 로터 직경의 대략 10~20%의 직경을 갖는다. 링의 단면은 허브에 대한 이들의 부착에서 날개들의 직경과 비슷한 직경을 갖는다. 하나 이상의 로터 날개들은 링형상 허브에 대하여 배열된다. 로터 날개들이 터빈 로터의 회전축으로부터 멀리 떨어져 종결되기 때문에, 날개의 루트(root)에서 굽힘 모멘트들은 대응하는 로터 영역을 갖는 기존의 허브들을 갖는 풍차들을 위한 것보다 현저하게 더 작다. 허브는 링형상 허브로 구성되며, 이는 큰 비틀림 모멘트들 및 굽힘 모멘트들을 동시에 받기 위하여 설계된다. 이는 날개들의 자중이 링형상 허브에서 굽힘 모멘트로서 전달되는 반면, 풍력 때문에 날개들의 루트에서 발생하는 굽힘 모멘트들이 링형상 허브에서 비틀림 모멘트로 전달되는 것을 의미한다. 에너지 생산을 야기하는 로터의 토크(MT)가 중앙 샤프트를 통하여 지나지 않고 스테이터에서 직접적으로 가해진다. 본 특허 출원에서 샤프트는 발전기의 스테이터와 같고, 큰 외면 직경을 갖는 짧은 환형 링으로 구성되며, 허브의 외면 직경에 적용되고, 풍력발전소의 모터 하우징 또는 지지 구조물에 대하여 직접적으로 배열된다. 이는 로터의 토크에 의해 야기되는 샤프트에서 기존의 큰 비틀림 응력(MT)들이 실질적으로 감소되고 문제들로서 실제로 제거된다.
바람직하게는 본 발명에서, 전기적 발전기의 베어링과 일치하는 풍력발전소의 주 베어링은 허브의 외면에서 안정한 자기 베어링으로 구성된다.
베어링은 반지름 방향의 기계적 베어링에 결합된 허브의 외면에서 자기 축 베어링을 더 구성할 수도 있다. 이러한 경우에, 자기 베어링이 링형상 허브와 스테이터 링 사이에 설치될 것이며, 이곳에서 축방향 힘들을 받는 반면, 반지름 방향힘들은 회전축의 중심에서 풍차의 고정 구조물에 대하여 배열된 기계적 베어링과 링형상 허브 사이에 스포크 시스템을 배열함에 의해 받는다.
임의로, 할바크 배열을 사용함에 의해 축방향 힘들과 반지름 방향힘들을 모두 받는 순수한 자기 베어링이 사용될 수 있다. 언쇼(Earnshaw) 정리에 따라, (극저온 하에서 초전도성이 사용되지 않는다면) 영구 자석들을 사용함에 의해 단독으로 자기적으로 안정한 베어링을 얻는 것은 불가능하다. 이는 미국특허 제6,111,332호 및 제5,495,221호에서 더 상세하게 개시된다. 자기 불안정에 대한 언쇼 정리를 회피하기 위하여, 소위 할바크 배열을 갖는 상술한 두 개의 특허들에서 개시된 것과 같은 수동 자기 베어링은 허브의 지지를 위하여 사용될 수 있거나, 임의로 자기 안정성 및 댐핑을 획득하기 위하여 활성 서보 제어(servo control)를 갖는 활성 전자기 베어링이 사용될 수 있다. 영구 자석들과 활성 서보 제어을 갖는 활성 전자기 베어링 모두를 갖는 하이브리드 솔루션(hybrid solution)은 허브를 지지하기 위하여 사용될 수도 있다.
대안적으로, 허브는 할바크 배열로 조직화된 영구 자석들을 갖는 안정한 수동 자기 베어링 또는 임의로 유사한 구성을 구비할 수도 있으며, 이는 허브를 위한 베어링의 기능을 갖고, 동시에 발전기의 활성 부품들, 즉, 직접구동형 발전기의 전기적 컨덕터들 및 자석들을 포함한다.
위의 경우들 모두에서, 발전기에서 상당한 자기 인력(attraction force)을 피하기 위하여, 스테이터의 전기적 권선들은 바람직하게는 비철(ironless)(강자성 코어가 없는 것)이다. 발전기 스테이터는 전력 생산을 위한 전기적 권선들과 임의적인(할바크 배열을 갖는 유일한 자기 지지를 사용할 때) 자기 베어링들의 부품으로서 전기적 권선들 모두를 포함한다.
동일한 권선들은 임의로 전력 생산 기능을 갖고 동시에 전체적으로 또는 부분적으로 전기적 권선들을 형성하며, 이는 자기적으로 안정한 베어링에서 요구된다.
상술한 바와 같이 스테이터에서 전기적 권선들은 바람직하게는 비철(ironless)이지만, 스테이터를 따르는 영역들에서 철을 포함할 수도 있으며, 여기서 이러한 여분의 자기 인력이 요구된다. 위에서 설명된 대안에 대하여, 수동적으로 안정한 베어링은 허브 상에서 또는 스테이터 상에 배열된 전기적 컨덕터들 및 전기적 로터 상에서 직접적으로 특별한 시스템(할바크 배열 또는 유사한 시스템)으로 배열된 강력한 영구 자석들로 구성된다. 자석들이 움직일 때, 전류는 전기적 컨덕터에서 생산되며, 이는 전기적 로터에서 자석들을 밀어낸다. 자석들은 전기적 로터의 2개 또는 3개의 열들에 위치되어, 시스템이 축방향과 반지름 방향의 외력들 모두에 대하여 안정하도록 한다. 자기 베어링이 활성화되기에 충분한 속도에 도달할 때까지 로터를 지지하는 기계적 지지체가 더 구비된다. 이는 또한, 서보 제어 시스템의 결함 또는 전력 공급을 중단하는 경우에 전자기 베어링이 사용되는 경우에 필요할 것이다. 개시된 대로 자기 베어링의 댐핑 특성들을 증가시키기 위하여, 고무 또는 좋은 댐핑 특성들을 갖는 다른 댐핑 재료가 구조물에 대한 자석들의 부착과 관련되어 사용될 수 있다.
자석들이 전기적 컨덕터들에 가까워질수록, 반발력이 더 커질 것이다. 할바크 배열로 전기적 로터에 자석들을 배열함에 의해, 자기 불안정성의 언쇼 정리를 회피하고, 그럼에도 불구하고 반지름 방향으로 및 축방향으로 자기적으로 안정한 베어링을 획득하는 것이 가능하다. 비철(ironless) 할바크 배열의 원리들에 기초한 발전기를 위하여, 공극은, 철 코어들이 스테이터 권선들에서 사용된 공지된 풍차 기술과 관련하여 1~2mm 부터 20mm 이상까지 증가될 것이다. 따라서, 본 발명에 따라, 풍력발전소에서 발전기의 지지하는 구조적 부품들을 위한 공차들을 생성하고 굽힘을 용이하게 하는 것이 동시에 가능하며, 이는, 종래 기술과 관련되어, 문제 영역들, 특히 큰 직경 풍력발전소들에 대한 문제 영역이다.
강한 영구 자석들, 예를 들어, 활성면(active face) m2당 50톤 까지의 자기력을 갖는 네오디뮴(neodymium) 자석들은 오늘날 상업적으로 이용가능하다. 이러한 자석들은 풍력발전소의 로터를 위하여 개시된 베어링의 모든 상응하는 치수 결정 힘들을 받기에 충분할 것이다. 허브는 본 특허에 따라 큰 직경을 가지고 있어서, 상이한 날개들 상에 풍력의 상이한 분배와 같은, 로터 상의 상이한 하중들을 견디기 위하여 모멘트 암들이 크게 하는 이점이 있다.
또한 스테이터 및 자기 베어링 및 전기적 로터를 갖는 허브는 풍향으로 보이는 열린 허브의 중앙부를 통하여 지나는 공기 흐름로부터 직접적인 공기 냉각을 위한 냉각 리브들을 구비할 수도 있다. 스테이터 권선들은 바람직하게는 철 코어 없이 복합체 스테이터 부품에 실장될 것이다. 이는 물, 기름, 공기 또는 다른 적당한 냉각제가 스테이터 권선들 주위를 순환할 수 있도록 하기 위하여 바람직하게는 관통될 수 있다. 임의로, 이러한 냉각 홀들을 통한 공기의 자연 순환은 스테이터의 충분한 냉각이 될 수도 있고, 그리고/또는 이들이 전기적 로터 상에 배열되는 경우에는 또한 로터 내의 자석들의 충분한 냉각일 수도 있다.
위에서 개시된 배열과 반대로 자기 베어링을 갖는 발전기를 배열하는 것이 가능할 것이다. 이어서 자석들은 로터의 전기적 권선들 및 스테이터 내에 있을 것이다. 이러한 경우에, 전력은 전기적 슬립(slip) 링을 통하여 풍력발전소의 나머지 부분으로 되돌려져야 한다.
원형 허브의 중앙과 동축인, 슬립 링 베어링(미도시)이 구비되며, 이는 피치 제어 모터, 광 등을 위한 로터에 필수적 전력을 전달한다. 더욱이, 전기적 접촉이 낙뢰와 관련하여 전류를 방전하기 위하여 로터와 엔진(nacelle)/타워 사이에 구비된다. 이러한 접촉은 슬립 접촉일 수도 개방 접촉 일 수도 있고 또한 낙뢰가 광 아치(미도시)에서 가로질러 점프할 수 있을 작은 구멍을 갖는 원형 허브의 중앙과 동축일 수도 있다.
이하에서는 첨부된 도면들에서 예시되고 있는 본 발명의 바람직한 실시예에 제한되지 않는 예의 발명의 설명을 나타낸다.
도 1은 로터 날개들과 허브로 구성된 풍력 터빈 로터를 갖는 풍력발전소를 도시한다. 풍력발전소는 타워(7) 위에 설치된다. 타워는 고정된 기초판(foundation)을 가지거나, 또는 부유하는 근해에 설치될 수도 있다.
도 2는 피치 베어링들에 설치된 날개들을 갖는 풍력 터빈 로터를 도시한다.
도 3은 풍력발전소의 부품들의 측면도이다.
도 4는 풍력발전소 부품들의 사시도이다.
도 5는 스테이터로부터 분해되는 로터의 사시도이다.
도 6은 대안적으로 상이한 영역들로 나뉘는 스테이터를 도시한다.
도 7a, 7b, 7c, 7d는 결합된 자기적으로 안정한 베어링 및 발전기의 4개의 대안적인 단면도들(도 6에 지시된 A-A의 단면)을 도시한다.
도 8은 결합된 축방향 자석 베어링 및 반지름 방향의 기계적 베어링을 도시한다.
도 9는 풍력발전소의 측단면도이다.
도 10은 생산 동안에 조립이 구획될 수 있는 방법에 대한 아웃라인이다.
도 11은 풍력발전소가 공기 또는 물에서 베셀을 위한 추진시스템으로써 사용되는 배열을 도시한다.
도 12는 허브가 베셀의 선체의 일부 또는 전체를 둘러싸는 추진시스템을 도시한다.
도 1은 10-12MW출력을 갖는 풍력발전소(1)를 도시하며, 풍력발전소(1)는 큰 링형상 허브를 구비하며, 이는 링형상 허브가 약 20미터 직경을 가질 수 있는 링형상의 허브(6)를 형성한다. 링형상 허브(6)의 단면은 약 2미터의 직경을 가질 수 있다. 로터 날개들(3, 4, 5)은 각각 60미터의 길이를 가질 수도 있으며, 도 2에 도시된 것처럼 피치 베어링들(8, 9, 10)에 대하여 배치되며, 이들은 피치 제어 시스템(미도시)으로부터의 임펄스(impulse)상에서 이들의 길이방향 축에 대하여 날개들이 회전할 수 있도록 배열된다. 피치 베어링은 각각의 베어링 사이에 120도의 각도로 링형상 허브(6)에 배열된다. 링형상 허브(6)는 폐쇄된 중공 프로파일이며, 폐쇄된 중공 프로파일은 중공 원형 튜브로 구성되며, 원은 로터 직경의 약 15% 직경을 갖고, 튜브는 피치 베어링에 대한 이들의 부착에서 날개들(3, 4, 5)의 단면의 약 70%의 단면을 갖는다. 허브의 내부에서, 전기적 로터(11)가 배열되며, 전기적 로터(11)는 스테이터 부품(12)에 대하여 지지된다. 스테이터(12)는 굽힘-강도 빔들(13)에 의해 지지되며, 굽힘-강도 빔들(13)은 실린더형 튜브(14)를 통하여 지지구조물의 나머지로 힘을 가한다. 로터 및 스테이터는 자연적으로 통풍되는 냉각 리브(16)들을 구비한다.
링형상 허브(6)의 하중-베어링 단면은 약 2미터 직경의 폐쇄된 원형 중공 프로파일로 구성되며, 폐쇄된 원형 중공 프로파일은 로터 날개들 상에서 무게 및 풍하중에 의해 야기되는 큰 비틀림 모멘트들 및 굽힘 모멘트들을 동시에 받도록 구성된다. 스테이터(12)는 굽힘-강도 빔들(13)에 의해 지지되며, 굽힘-강도 빔들(13)은 실린더형 튜브(14)를 통하여 지지구조물의 나머지에 힘을 가한다.
각각의 피치 베어링은 인장 로드들 또는 압력 로드들(15)을 통해 링형상 허브(6)의 마주보는 측에 연결되며, 이들 모두는 실린더형 튜브(14)에 대하여 반지름 방향으로 기계적으로 지지되는 중앙 앵커 링 또는 앵커 플레이트(60)에서 상호 간에 연결된다. 인장 로드들 또는 압력 로드들(15)은 동일한 평면에 위치하여, (스포크(spoke)들이 중앙 허브에 대하여 두 개의 상이한 위치들에서 축방향으로 축방향 힘을 받을 수 있도록 설치되는 자전거 휠와 달리) 인장 로드들 또는 압력 로드들은 축방향 힘들을 전달시키지 않도록 한다. 날개들(3, 4, 5)에 대하여 풍압에 기인한 로터로부터의 축방향 힘들은 링형상 허브(6)와 스테이터(12) 사이의 축방향으로 정렬된 자기 베어링(39)을 통하여 스테이터(12)에 직접적으로 전달된다. 이러한 자기 베어링은 마주보도록 배향된 영구 자석들로 구성되어, 반발력들이 베어링면들에서 발생하도록 한다. 바람직하게는 베어링은 복동식(double acting)으로 만들어지며 즉, 이는 축 방향들 모두에서 힘을 받는 것으로 만들어진다. 이어서 자석들의 네 개의 열(row)들은 이를 달성하기 위하여 베어링에서 사용될 수도 있다. 대안적으로, 전자석(electronmagnet)들이 베어링에서 사용될 수 있다. 에너지 생산을 야기시키는 터빈 로터의 토크(MT)는 중앙 샤프트를 거쳐 통과함이 없이 스테이터(12)에서 직접적으로 받는다. 따라서 고정된 샤프트(12)는 발전기 스테이터와 일치하며, 링형상 허브(6)의 외면 직경에 설치되며, 빔(13)을 통해 풍력발전소의 모터 하우징(14) 또는 지지구조물(7)에 대하여 직접적으로 배열되는 큰 외면 직경을 갖는 짧은 환형 링으로 구성된다. 로터 평면에서(여기에서 세개의 날개들의 외부 팁을 교차하는 평면으로서 정의) 로터(2) 및 허브(6)의 댐핑은 전력변압기(정류기(rectifier)/인버터, 미도시)의 제어 시스템에 의해 발전기 동력 출력의 활성적인 변조(modulation)에 의해 수행되며, 임의로 로터 평면에서 공기 역학적 댐핑을 제공하는 공기 역학적 브레이크와 함께 수행된다. 당업계에서 당업자에게 익숙할 것인 공지된 발전기 기술로부터의 요소들은 여기에서 더 상세하게 설명되는 것 없이 본 발명과 함께 사용될 수 있다. 이러한 요소들은 예를 들어, 경사진 스테이터 권선들 또는 자석들일 수 있으며, 또는 코깅(cogging)을 피하기 위한 스테이터 권선들 또는 자석들 사이의 불규칙한 거리일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
주 베어링(39)은 도 8에서 도시된 것과 같은 영구 자석들(61)로 구성된 안정한 자기 베어링이며, 이는 서로를 향하여 배향되어 반발력(repelling force)이 이들 사이에 생성되도록 한다.
스테이터 내의 전기적 권선들은 바람직하게는 일반적으로 비철(ironless)이지만, 그럼에도 불구하고 이들은 대안적으로 영역들(21, 22)에서 철 코어를 포함할 수도 있다.
순수한 자기 베어링이 (할바크 배열을 갖는) 반지름 방향 및 축방향 모두에서 존재한다면, 또한 자기 베어링(미도시)은 전기적 로터(11)와 스테이터(12) 사이에서 구비될 수 있으며, 스테이터(12)는 축방향 및 반지름 방향 모두로 수동 자기 베어링이 활성화 되기에 충분한 속도에 도달할 때까지 전기적 로터를 지지한다.
영구 자석들(23, 61)은 자기적으로 안정한 베어링에서 반지름 방향의 댐핑 및 축방향의 댐핑을 제공하기 위하여 고무 베이스(rubber base)에 대하여 고정된다.
도 8은 로터 상에 철 코어들 및 영구 자석들(23) 없이 전기적 권선(24)들을 갖는(림 상에 설치된) 스테이터 링(12)으로 구성된 전기적 발전기(62)로 구성된 발전기와 자기적으로 안정한 베어링의 결합의 바람직한 단면(도 6에서 지시된 단면 A-A)을 도시한다. 영구 자석들(23)을 갖는 전기적 로터(11)는 링형상 허브(6)의 부품이고 링형상 허브에 직접적으로 고정된다.
도 7a, 7b, 7c, 및 7d는 결합된 자기적으로 안정한 베어링 및 발전기의 대안 적인 단면(도 6에서 지시된 단면 A-A)을 도시한다.
도 8 및 도 9는 링형상 허브(6) 상에 배열된 전기적 발전기(11)를 갖는 링형상 허브(6)를 갖는 풍력발전소의 측면도이다. 전기적 로터(11)는 링형상 허브(6)에 부착된다. 전기적 로터는 환형의 오목부로 구성되며, 환형의 오목부 내에 스테이터(12)가 위치한다. 이러한 오목부는 위로 향하거나(도 8) 아래로 향하는(도 9) U자형일 수도 있다. 이용가능한 자기 영역(magnetic area)을 증가시키기 위하여, 축방향으로 복수 개의 조합 스테이터 링들을 가지고, 축방향으로의 복수 개의 오목부들로 구성된 축방향으로 연속적인 몇몇 디스크들(disc)의 형태로 자기 베어링 및 발전기를 만드는 것이 또한 가능하다. 전기적 로터(11) 및 스테이터(12)는 자석들을 구비하며, 자석들은 풍하중에 의해 야기되는 굽힘 모멘트들 및 축방향 힘들을 받는 자기 베어링을 형성한다. 또한, 전기적 로터(11) 및 스테이터(12)는 전류 생산 요소들, 즉, 자석들 및 스테이터 권선들을 포함한다. 권선들은 스테이터 상의 자석들 및 전기적 로터 위에 배열되는 것이 가능하다. 전기적 로터(11) 및 스테이터(12)의 환형의 오목부는 예를 들어 도 7a-d 및 도 8에서 도시된 것과 같이 상이하게 설계될 수도 있다.
상세하게는 터빈 로터의 무게인 반지름 방향힘을 받기 위하여, 인장 또는 압력 로드들(15)이 제공되며, 인장 또는 압력 로드들은 일 종단에서 링형상 허브(6)에 고정되고, 타 종단에서 중앙 앵커(anchor) 링 또는 앵커 플레이트(55)에 고정되며, 앵커 링 또는 앵커 플레이트(55)는 기계적으로 실린더형 튜브(14)에 대하여 반지름 방향으로 지지된다.
링형상 허브 위에서, 또한 터빈 로터 날개들(3, 4, 5)은 이들 각각의 피치 베어링들 상에 설치된다.
도 10은 전기적 로터(11) 및 스테이터(12)가 일 유닛으로 설치되기 전에, 조립된 섹션들이 링형상 허브(6)에 먼저 설치된 다음 스테이터 빔(13)에 설치되거나, 스테이터 빔(13)에 먼저 설치된 다음 링형상 허브(6)에 설치되는 조립된 섹션들에서 어떻게 구성될 수 있는지를 도시한다. 도면에서, 전기적 로터(11) 및 스테이터(12)가 일 유닛으로 조립되는 것으로 도시된다. 생산 동안, 전기적 로터(11) 및 스테이터(12)는 다수의 섹션들로 구획된다. 도면에서, 전기적 로터(11) 및 스테이터(12)가 8개의 섹션들로 나눠지는 것이 라인들(71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78)에 의해 지시된다. 스테이터 섹션들(91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98)의 베어링 자석들과 로터 섹션들(81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88)의 대응하는 베어링 자석들 사이에서 생산될 강한 자기력 때문에, 섹션닝은 이러한 힘들을 더욱 쉽게 다룰 수 있는 좋은 해결안이다. 섹션들이 일시적인 운송 고착(fastening)에 의해 조립되고 함께 수용될 때, 이들은 개별적으로 풍력발전소의 설치 장소로 운송되고, 일 유닛으로 허브(6)에 대하여 조립된다.
또한 전기적 로터(11) 및 스테이터(12)의 섹션닝은 전기적 로터 및 스테이터가 링형상 허브(6) 및 스테이터 빔들(13)에 설치될 때 전기적 로터 및 스테이터가 평평한 유닛을 형성하는 것을 확보하기 더 쉽게 한다. 예를 들어, 링형상 허브(6)에 처음으로 섹션들이 설치됨에 따라, 새로운 섹션은 심(shim)들을 사용함에 의해 조정되어, 이는 이미 설치된 섹션들을 갖는 평면들이 되도록 한다. 링형상 허브(6) 및 섹션들이 완전하거나 거의 완전한 평면 내에 설치될 때, 이제 일 유닛을 구성하는 링형상 허브 및 섹션들은 스테이터 빔들(13)에 설치된다. 이어서 섹션들의 조립된 유닛이 심들을 사용하여 요철(irregularity)들을 평평하게 함에 의해 스테이터 빔들(13)에 대한 이것의 설치 동안 완전하거나 거의 완전한 평면 내에 수용되는 것이 다시 확보되어야 한다. 따라서, 이들의 큰 치수들을 갖는 스테이터 빔들 및 허브를 위한 공차들을 설정하는 것은 중요하지 않다. 작동 동안, 터빈 로터는 물리적으로 접촉하는 전기적 로터 및 스테이터의 강하게 감소된 위험을 갖는 스테이터에 대하여 회전할 것이다.
또한 본 발명은 물에서 존재하는 모든 종류의 선박 및 보트들 및 항공기를 위한 추진 시스템으로 사용될 수 있다. 본 발명의 이러한 경우에서 링형상 허브(6), 피치 베어링들(8, 9, 10), 및 자기 베어링(39)을 갖는 터빈 로터(2)는 프로펠러로서 배열될 것이다. 이러한 목적을 위해 프로펠러의 크기, 세기(strength), 및 토션/그래디언트 등은 종래 기술에 따라 변경된다. 이어서 발전기는 전기적 모터로서 움직인다. 추진 시스템은 베셀(37) 상에 배열되며, 베셀은 추진 시스템에 의해 움직여지며, 두 개의 예들은 도 14 및 도 15에 도시된다. 베셀(37) 또는 선체 상에서, 본 발명의 일 변형에서, 유선형의 연결은 움직이는 물체/선체의 다른 부품들에 실행할 수 있게 설치될 수 있다. 본 발명의 다른 변형에서, 추진 시스템(40)은 고무(미도시)와 함께 배열된다. 본 발명의 또 다른 변형에서, 추진 시스템(40)은 배열되어, 추진 시스템 자체가 방위각(azimuth) 프로펠러로서 베셀에 대한 회전가능한 부착에서 수직축에 대하여 회전될 수 있도록 한다. 종래 기술에 따른 프로펠러를 설치하 기 위한 많은 다른 구성들이 가능할 것이다. 프로펠러는 여기에서 도시된 바람직한 실시예보다 더 적거나 많게 가질 수도 있다. 또한 베셀(37)은 복수 개의 프로펠러들로 구비될 수도 있다.

Claims (72)

  1. 터빈 로터 및 스테이터를 포함하는, 유동하는 바람 또는 물의 에너지를 전기 에너지로 변환하기 위한, 직접구동형 발전기를 갖는 풍력발전소 또는 수력발전소를 위한 터빈 로터에 있어서,
    상기 터빈 로터는 상기 스테이터의 중심축에 일치하는 회전축을 갖는 폐쇄된 중공 프로파일로 구성되는 링형상 허브를 포함하고, 상기 링형상 허브는 원형 단면을 갖는 원환체(torus) 또는 다각형의 단면을 갖는 원환체이며,
    상기 터빈 로터의 회전축과 수직한 상기 링형상 허브의 단면은 링형상이고, 상기 링의 외주 및 내주는 원형 또는 다각형이며,
    상기 터빈 로터는 적어도 한 개의 로터 날개를 포함하고, 상기 로터 날개는 상기 링형상 허브 상에 배열되되, 상기 회전축을 중심으로 상기 링형상 허브의 맞은 편까지 연결된 것을 특징으로 하는 터빈 로터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 직접구동형 발전기의 로터는 상기 링형상 허브에 설치되는 것을 특징으로 하는 터빈 로터.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 터빈 로터의 회전축으로부터 상기 터빈 로터의 회전축 주변의 상기 링형상 허브의 외주까지의 거리는, 상기 회전축으로부터 날개 팁(tip)까지의 상기 터빈 로터의 반경의 1/12 보다 크거나 같고, 상기 회전축으로부터 날개 팁까지의 상기 터빈 로터의 반경보다 작은 것을 특징으로 하는 터빈 로터.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 터빈 로터는 적어도 두 개의 인장 로드들을 포함하며, 상기 인장 로드들은 제 1 종단들에서 상기 스테이터의 중심축과 동축인 베어링에 부착되고, 제 2 종단들에서 링형상 허브에 고정되는 것을 특징으로 하는 터빈 로터.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 인장 로드들이 하나의 동일한 평면에 위치된 것을 특징으로 하는 터빈 로터.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 터빈 로터는 적어도 두 개의 압력 로드들을 포함하며, 상기 압력 로드들은 제 1 종단들에서 상기 스테이터의 중심축과 동축인 베어링에 고정되고, 제 2 종단들에서 상기 링형상 허브에 고정되는 것을 특징으로 하는 터빈 로터.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 압력 로드들이 하나의 동일한 평면에 위치된 것을 특징으로 하는 터빈 로터.
  8. 유동하는 바람 또는 물의 에너지를 전기 에너지로 변환하기 위한 풍력 또는 수력발전소에 있어서, 상기 풍력 또는 수력발전소는 제 1 항에 따른 터빈 로터를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전소.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 터빈 로터는 영구 자석, 전자석 또는 이들의 결합으로 구성된 자기 베어링(magnetic bearing)에 의해 상기 스테이터 상에 지지되는 것을 특징으로 하는 발전소.
  10. 제 9 항에 있어서,
    자기 베어링은 수동 자기 베어링인 것을 특징으로 하는 발전소.
  11. 제 9 항에 있어서,
    자기 베어링은 할바크 배열(Halbach array)로 배열된 자석들을 갖는 수동 자기 베어링인 것을 특징으로 하는 발전소.
  12. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 스테이터 상의 영구 자석, 전자석 또는 이들의 결합이, 단락된(short-circuited) 전기적 컨덕터에 의해 치환되는 것을 특징으로 하는 발전소.
  13. 제 9 항에 있어서,
    자기 베어링은 전자기 베어링인 것을 특징으로 하는 발전소.
  14. 제 9 항에 있어서,
    전류-생산 권선들(windings)(24)이 강자성 철 코어들 없이 설치되는 것을 특징으로 하는 발전소.
  15. 제 14 항에 있어서,
    발전기의 자석들은 할바크 배열로 배열되는 영구 자석들로 구성되는 것을 특징으로 하는 발전소.
  16. 제 8 항에 있어서,
    상기 터빈 로터가 컨벤셔널 베어링(conventional bearing)에 의해 상기 스테이터 상에 지지되는 것을 특징으로 하는 발전소.
  17. 제 8 항에 있어서,
    상기 터빈 로터가 축방향으로 상기 링형상 허브에 맞닿는 자기 베어링에 의해 지지되고, 컨벤셔널 베어링에 의해 반지름 방향으로 지지되는 것을 특징으로 하는 발전소.
  18. 제 9 항에 있어서,
    상기 링형상 허브의 회전축으로부터 상기 자기 베어링의 힘 전달면의 중심 영역까지의 최단 거리는 상기 링형상 허브의 회전축으로부터 상기 링형상 허브 단면의 중립축까지의 거리보다 작은 것을 특징으로 하는 발전소.
  19. 제 9 항에 있어서,
    상기 링형상 허브(6)의 회전축과 수직한 평면에 대한 굽힘을 위한 상기 링형상 허브의 굽힘(bending) 강도는 동일한 평면에 대한 굽힘을 위한 스테이터의 굽힘 강도보다 큰 것을 특징으로 하는 발전소.
  20. 제 9 항에 있어서,
    상기 링형상 허브의 회전축과 수직한 평면에 대한 굽힘을 위한 상기 링형상 허브의 굽힘 강도는 동일한 평면에 대한 굽힘을 위한 스테이터의 굽힘 강도의 적어도 두배 큰 것을 특징으로 하는 발전소.
  21. 제 1 항에 있어서, 터빈 로터는 풍력 발전소 또는 수력 발전소에 설치된 것을 특징으로 하는 터빈 로터.
  22. 제 1 항에 있어서, 터빈 로터는 베셀 상의 추진 수단으로서 사용되는 것을 특징으로 하는 터빈 로터.
  23. 삭제
  24. 삭제
  25. 삭제
  26. 삭제
  27. 삭제
  28. 삭제
  29. 삭제
  30. 삭제
  31. 삭제
  32. 삭제
  33. 삭제
  34. 삭제
  35. 삭제
  36. 삭제
  37. 삭제
  38. 삭제
  39. 삭제
  40. 삭제
  41. 삭제
  42. 삭제
  43. 삭제
  44. 삭제
  45. 삭제
  46. 삭제
  47. 삭제
  48. 삭제
  49. 삭제
  50. 삭제
  51. 삭제
  52. 삭제
  53. 삭제
  54. 삭제
  55. 삭제
  56. 삭제
  57. 삭제
  58. 삭제
  59. 삭제
  60. 삭제
  61. 삭제
  62. 삭제
  63. 삭제
  64. 삭제
  65. 삭제
  66. 삭제
  67. 삭제
  68. 삭제
  69. 삭제
  70. 삭제
  71. 삭제
  72. 삭제
KR1020087010345A 2005-10-13 2006-10-13 발전기 또는 모터가 중공 프로파일로 구성되는 풍차,수력발전소 또는 베셀을 위한 직접구동형 발전기 또는 모터및 이러한 풍차 또는 수력발전소를 조립하는 방법 KR101357121B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20054704 2005-10-13
NO20054704A NO20054704D0 (no) 2005-10-13 2005-10-13 Fremgangsmate og metode for vindkraftverk og fremdriftssystem med magnetisk stabilt hovedlager og lastkontrollsystem
PCT/NO2006/000357 WO2007043894A1 (en) 2005-10-13 2006-10-13 Direct-drive generator/motor for a windmill/hydropower plan /vessel where the generator/motor is configured as a hollow profile and a method to assemble such a windmill/hydropower plant

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080072825A KR20080072825A (ko) 2008-08-07
KR101357121B1 true KR101357121B1 (ko) 2014-02-04

Family

ID=35428053

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020087010345A KR101357121B1 (ko) 2005-10-13 2006-10-13 발전기 또는 모터가 중공 프로파일로 구성되는 풍차,수력발전소 또는 베셀을 위한 직접구동형 발전기 또는 모터및 이러한 풍차 또는 수력발전소를 조립하는 방법

Country Status (11)

Country Link
US (1) US8222762B2 (ko)
EP (1) EP1937967A4 (ko)
JP (1) JP5257983B2 (ko)
KR (1) KR101357121B1 (ko)
CN (1) CN101360914A (ko)
AU (1) AU2006300003B2 (ko)
BR (1) BRPI0617363A2 (ko)
CA (1) CA2625542C (ko)
NO (1) NO20054704D0 (ko)
RU (1) RU2438041C2 (ko)
WO (2) WO2007043895A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230061692A (ko) * 2021-10-29 2023-05-09 조성원 풍력발전기용 마그네틱 베어링 및 이를 이용한 풍력발전기

Families Citing this family (99)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8608441B2 (en) * 2006-06-12 2013-12-17 Energyield Llc Rotatable blade apparatus with individually adjustable blades
EP1878913B1 (en) 2006-07-14 2013-03-13 OpenHydro Group Limited Bi-directional tidal flow hydroelectric turbine
EP1879280B1 (en) 2006-07-14 2014-03-05 OpenHydro Group Limited A hydroelectric turbine
ATE409279T1 (de) 2006-07-14 2008-10-15 Openhydro Group Ltd Turbinen mit einer rutsche zum durchfluss von fremdkörpern
ATE538304T1 (de) 2006-07-14 2012-01-15 Openhydro Group Ltd Unter wasser gesetzte hydroelektrische turbinen mit schwimmern
DE602007007294D1 (de) 2007-04-11 2010-08-05 Openhydro Group Ltd Verfahren zum Installieren von hydroelektrischen Turbinen
KR20100015945A (ko) * 2007-04-12 2010-02-12 스웨이 에이에스 터빈 회전자 및 발전소
EP1988286A1 (en) * 2007-04-30 2008-11-05 Mario Gaia Wind turbine
DE102007030494A1 (de) * 2007-06-30 2009-01-02 Nordex Energy Gmbh Verfahren zum Anfahren einer Windenergieanlage nach einer Betriebspause und Windenergieanlage, die das Verfahren ausführen kann
US7750493B2 (en) * 2007-08-14 2010-07-06 General Electric Company Wind turbine assemblies and slip ring assemblies for wind blade pitch control motors
FR2924285B1 (fr) * 2007-11-28 2015-04-24 Tecddis Machine electrique a flux axial
EP2088311B1 (en) 2008-02-05 2015-10-14 OpenHydro Group Limited A hydroelectric turbine with floating rotor
EP2110910A1 (en) 2008-04-17 2009-10-21 OpenHydro Group Limited An improved turbine installation method
EP2112370B1 (en) * 2008-04-22 2016-08-31 OpenHydro Group Limited A hydro-electric turbine having a magnetic bearing
US20110080004A1 (en) * 2008-05-06 2011-04-07 Altaf Hadi Renewable energy generation eco system
WO2009145620A2 (en) * 2008-05-13 2009-12-03 Hydroring Capital B.V. Energy converter for flowing fluids and gases
DK2143941T3 (da) * 2008-07-07 2011-01-31 Siemens Ag Direct-drive generator og vindmølle
GB0818610D0 (en) * 2008-10-10 2008-11-19 Sway As Wind turbine rotor and wind turbine
EP2180181A1 (en) * 2008-10-23 2010-04-28 Jia-Yuan Lee Rotor structure of wind turbine
EP2199598B1 (en) 2008-12-18 2012-05-02 OpenHydro IP Limited A hydroelectric turbine comprising a passive brake and method of operation
DE602008002602D1 (de) 2008-12-19 2010-10-28 Openhydro Ip Ltd Verfahren zum Installieren eines hydroelektrischen Turbinengenerators
US20100194116A1 (en) * 2009-02-03 2010-08-05 Imad Mahawili Turbine energy generating system
ATE548562T1 (de) 2009-04-17 2012-03-15 Openhydro Ip Ltd Verbessertes verfahren zur steuerung der ausgabe eines hydroelektrischen turbinengenerators
US8178987B2 (en) 2009-05-20 2012-05-15 E-Net, Llc Wind turbine
KR20120044939A (ko) * 2009-05-20 2012-05-08 이-넷, 엘엘씨 풍력 터빈
US8441152B2 (en) * 2009-08-05 2013-05-14 Chih-Cheng Tai Renewable energy transmission, generation, and utilization device and method
US7851935B2 (en) * 2009-08-11 2010-12-14 Jason Tsao Solar and wind energy converter
EP2302204A1 (en) 2009-09-29 2011-03-30 OpenHydro IP Limited A hydroelectric turbine system
EP2302755B1 (en) 2009-09-29 2012-11-28 OpenHydro IP Limited An electrical power conversion system and method
EP2302766B1 (en) 2009-09-29 2013-03-13 OpenHydro IP Limited A hydroelectric turbine with coil cooling
WO2011059708A2 (en) 2009-10-29 2011-05-19 Oceana Energy Company Energy conversion systems and methods
CN102094759B (zh) * 2010-01-11 2014-08-27 章祖文 船载斥铁悬浮风力水力发电机
WO2011088377A2 (en) 2010-01-14 2011-07-21 Coffey Daniel P Wind energy conversion device
EP2547904B1 (en) * 2010-03-19 2019-05-08 SP Tech Propeller blade
AU2011237561B2 (en) * 2010-04-09 2016-09-08 Innolith Assets Ag Wind turbine rotor and wind turbine
US8177505B2 (en) * 2010-04-22 2012-05-15 General Electric Company Method for measuring a rotational position of a rotor blade of a wind turbine and measuring device
US7939961B1 (en) * 2010-04-28 2011-05-10 General Electric Company Wind turbine with integrated design and controlling method
US9154024B2 (en) 2010-06-02 2015-10-06 Boulder Wind Power, Inc. Systems and methods for improved direct drive generators
US8581464B2 (en) * 2010-07-28 2013-11-12 General Electric Company Segmented rotor
TN2010000433A1 (fr) * 2010-09-22 2011-12-29 Saphon Energy Ltd Systeme de conversion de l'energie eolienne (scee)
WO2012059111A2 (en) 2010-11-05 2012-05-10 Vestas Wind Systems A/S Direct drive segmented generator
EP2450562B1 (en) 2010-11-09 2015-06-24 Openhydro IP Limited A hydroelectric turbine recovery system and a method therefore
CN102052254B (zh) * 2010-11-11 2012-11-07 江苏大学 一种利用风能和燃料化学能的电力发生器
US8816520B2 (en) 2010-12-09 2014-08-26 Northern Power Systems, Inc. Systems for load reduction in a tower of an idled wind-power unit and methods thereof
EP2469257B1 (en) 2010-12-23 2014-02-26 Openhydro IP Limited A hydroelectric turbine testing method
GB2488803B (en) * 2011-03-09 2013-04-17 Sway Turbine As Wind turbine rotors and methods of mounting
MX2013011852A (es) 2011-04-12 2014-01-31 Boulder Wind Power Inc Sistemas y metodos de control de espacio de aire.
IL215281A0 (en) * 2011-09-21 2011-11-30 Minutin D Leonid Pivotal jet wind turbine
GB2494925B (en) * 2011-09-26 2013-09-18 Sway Turbine As Air cooling of wind turbine generator
KR101368346B1 (ko) * 2011-10-21 2014-02-28 (주)파워이에프씨 수력 발전장치
FR2986576B1 (fr) * 2012-02-06 2014-01-24 Converteam Technology Ltd Hydrolienne comprenant un stator, un rotor, un premier palier magnetique de soutien du rotor et un deuxieme palier de soutien avec element(s) roulant(s)
CN102606386A (zh) * 2012-02-11 2012-07-25 蓝星环保能源有限公司 一种水平轴叶片式风力发电机
ES2421521B1 (es) * 2012-03-01 2014-07-02 Pablo LEAL CRESPO Hidrogenerador
US9752438B1 (en) * 2012-04-20 2017-09-05 William Thomas Damron Energy conversion system employing a centrifugal turbine to extract energy from a fluid flow
FR2990812B1 (fr) * 2012-05-16 2014-05-02 Eurocopter France Dispositif d'alimentation electrique d'au moins un equipement d'un rotor d'un aeronef, et aeronef
WO2013184107A1 (en) * 2012-06-06 2013-12-12 Jore Matthew B Systems for improved direct drive electromagnetic machines
ES2471718B8 (es) * 2012-12-24 2015-05-22 Universidad Politécnica de Madrid Aerogenerador con carena de dirección
US9074577B2 (en) 2013-03-15 2015-07-07 Dehlsen Associates, Llc Wave energy converter system
NL2011128C2 (nl) * 2013-07-09 2015-01-12 Eco Logical Entpr B V Rotatie-inrichting, bijvoorbeeld een luchtverplaatser, zoals een ventilator, een propeller of een hefschroef, een waterturbine of een windturbine.
NL2011129C2 (nl) 2013-07-09 2015-01-12 Eco Logical Entpr B V Compacte elektrische inrichting en daarop gebaseerde elektrodynamische luidspreker, elektromotor, roerinrichting en instelbare koppeling.
KR101524432B1 (ko) * 2013-11-08 2015-05-28 삼성중공업 주식회사 에어갭을 구비한 발전기
US20150330367A1 (en) * 2013-12-24 2015-11-19 Google Inc. Drive Mechanism Utilizing a Tubular Shaft and Fixed Central Shaft
RU2546645C1 (ru) * 2014-04-14 2015-04-10 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) Электромашина
RU2544914C1 (ru) * 2014-04-14 2015-03-20 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) Электромашина
RU2557069C1 (ru) * 2014-04-14 2015-07-20 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) Электромашина
RU2549883C1 (ru) * 2014-04-14 2015-05-10 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) Электромашина
RU2544009C1 (ru) * 2014-04-14 2015-03-10 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) Электромашина
RU2544002C1 (ru) * 2014-04-14 2015-03-10 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) Электромашина
RU2565935C1 (ru) * 2014-04-24 2015-10-20 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) Вертикально-осевая ветроустановка
RU2562344C1 (ru) * 2014-04-24 2015-09-10 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) Вертикально-осевая ветроустановка
ES2821417T3 (es) * 2014-07-15 2021-04-26 Vestas Wind Sys As Un aerogenerador con un sistema de rotación que comprende un componente magnético
ES2796283T3 (es) * 2014-10-06 2020-11-26 Vortex Bladeless S L Generador de energía eléctrica y método de generación de energía eléctrica
JP6378366B2 (ja) * 2015-01-07 2018-08-22 国立大学法人長岡技術科学大学 流体発電用回転装置および流体発電装置
WO2016164649A1 (en) * 2015-04-07 2016-10-13 Lugg Richard H Hyperjet superconducting turbine blisk propulsion and power generation
US10337486B2 (en) * 2016-08-12 2019-07-02 William Jasper White Direct drive portable hydroelectric generator and power source
GB2557270B (en) * 2016-12-02 2023-01-25 Time To Act Ltd Improvements to rotary generators
KR101868580B1 (ko) 2017-02-21 2018-06-19 (주)디제이테크 중공식 모터 및 그 제어 장치
PL3595967T3 (pl) * 2017-03-14 2022-01-03 Misal Tasarim Danismanlik Makina Medikal Ithalat Ihracat San. Ve Tic. Ltd. Sti. Elektryczny podwodny silnik wodnoodrzutowy z wieloma stojanami do statków pływających
EP3483428A1 (de) * 2017-11-08 2019-05-15 Nordex Energy GmbH Mittel zur erhöhung der biegesteifigkeit von tragenden komponenten einer windenergieanlage
EP3759339A4 (en) * 2018-03-01 2021-11-03 Ocean Renewable Power Company, Inc. AUTONOMOUS UNDERWATER VEHICLES
RU2684301C1 (ru) * 2018-03-07 2019-04-05 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный технический университет" Ветроколесо
US11046422B2 (en) 2018-07-16 2021-06-29 Pratt & Whitney Canada Corp. Propeller blade angle feedback arrangement and method
US11279465B2 (en) 2018-07-16 2022-03-22 Pratt & Whitney Canada Corp. Propeller blade angle feedback arrangement and method
US20200102931A1 (en) * 2018-10-02 2020-04-02 Edward John Koch Wind Turbine
WO2020088724A1 (en) 2018-11-02 2020-05-07 Vestas Wind Systems A/S A self-aligning interface
KR20210113338A (ko) 2019-01-18 2021-09-15 텔레시스템 에너지 리미티드 에너지 생성 터빈을 포함하는 회전 기계를 위한 수동 자기 베어링 및 상기 베어링을 통합하는 회전 기계
CN113574268A (zh) 2019-03-14 2021-10-29 泰利西斯特姆能源有限公司 用于流体动力涡轮的多级段罩部
US11383850B2 (en) 2019-06-06 2022-07-12 Beta Air, Llc Integrated electric propulsion assembly
US11679891B2 (en) 2019-06-06 2023-06-20 Beta Air, Llc Integrated electric propulsion assembly
CN110490421B (zh) * 2019-07-22 2022-11-22 广东工业大学 一种基于模糊c-均值聚类的微电网中小水电站容量配置方法
CN112653307A (zh) * 2019-10-10 2021-04-13 中国航天科工飞航技术研究院（中国航天海鹰机电技术研究院） 双层直驱型风力发电机
CN110943555A (zh) * 2019-11-21 2020-03-31 新疆金风科技股份有限公司 具有定子和转子的装置及风力发电机组
WO2021112940A1 (en) * 2019-12-04 2021-06-10 Beta Air, Llc An integrated electric propulsion assembly
CN113098209B (zh) * 2019-12-23 2022-12-27 新疆金风科技股份有限公司 电机的组装方法及固定装置
CN112910173B (zh) * 2021-01-29 2022-08-02 广船国际有限公司 一种船舶用发电装置及船舶
CN113090448B (zh) * 2021-05-26 2022-06-21 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种可折叠型风轮的水平轴风力发电机组及使用方法
DE102021206416A1 (de) 2021-06-22 2022-12-22 Festo Se & Co. Kg Strömungsmaschine
US11293410B1 (en) 2021-07-28 2022-04-05 Breezy Wind Turbines LLC Direct drive wind turbine
GB2620422A (en) * 2022-07-07 2024-01-10 Bathwick Electrical Design Ltd Electrical machine

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003083233A (ja) * 2001-09-14 2003-03-19 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 風車装置
DE10255745A1 (de) * 2002-11-28 2004-06-17 Jörck, Hartmut Direkt angetriebene Windenergieanlage mit im Generator integriertem Lager

Family Cites Families (64)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE384705A (ko) * 1930-03-19 1900-01-01
DE917540C (de) * 1953-05-21 1954-09-06 Friedrich Koester Sen Schnellaeufiges Windrad
DE2506160C3 (de) * 1975-02-14 1978-04-13 Alberto 8136 Percha Kling Windkraftwerk
US4025220A (en) * 1975-06-11 1977-05-24 Thompson David F Fluid current turbine with flexible collectors
US4180372A (en) * 1977-03-02 1979-12-25 Grumman Corporation Wind rotor automatic air brake
US4168439A (en) * 1977-11-28 1979-09-18 Palma F Neto Wind turbine
US4289970A (en) * 1978-11-22 1981-09-15 Deibert David D Wind powered electrical generator
US4330714A (en) * 1980-06-26 1982-05-18 Smith Otto J M Wind turbine system
IL65465A0 (en) * 1982-04-11 1982-07-30 Sivan Dev & Implement Tech Sys Wind power utilization
DE3403769A1 (de) * 1984-02-03 1985-08-08 Peter J. 4330 Mülheim Reckwitz Vorrichtung zur energieumwandlung
US4720640A (en) * 1985-09-23 1988-01-19 Turbostar, Inc. Fluid powered electrical generator
US4832569A (en) * 1986-04-11 1989-05-23 Eirik Samuelsen Governed vane wind turbine
DE3638129A1 (de) 1986-11-08 1988-05-11 Licentia Gmbh Generatorturbine mit grossem durchmesser zur erzeugung elektrischer energie grosser leistung
DK160632C (da) * 1988-12-23 1991-09-02 Helge Petersen Aerodynamisk bremse paa en vindrotor til en vindmoelle
NL8902534A (nl) * 1989-10-12 1991-05-01 Holec Projects Bv Windturbine.
US5495221A (en) * 1994-03-09 1996-02-27 The Regents Of The University Of California Dynamically stable magnetic suspension/bearing system
US5570859A (en) * 1995-01-09 1996-11-05 Quandt; Gene A. Aerodynamic braking device
IL116631A0 (en) 1995-03-21 1996-03-31 Kenetech Windpower Inc Doubly-salient permanent-magnet machine
ATE230821T1 (de) * 1995-10-13 2003-01-15 Nils Erik Gislason Windrad mit waagerechter welle
DE69729552T2 (de) 1996-03-13 2005-08-25 Sile S.R.L. Magnuseffektwindturbine
DE19711869A1 (de) * 1997-03-21 1998-09-24 Silke Richert Windenergieanlage mit integriertem Triebstrang
US5765990A (en) * 1997-04-15 1998-06-16 Jones; Byron O. Wind wheel for the generation of electrical energy
IL137473A0 (en) * 1998-01-27 2001-07-24 Hydroring B V Machine, in particular electrical machine, in particular energy converter for flowing fluids and gases
US6111332A (en) * 1998-02-03 2000-08-29 The Regents Of The University Of California Combined passive bearing element/generator motor
DK173641B1 (da) * 1998-12-15 2001-05-14 Bonus Energy As Generator, fortrinsvis til en vindmølle
NL1011876C2 (nl) 1999-04-23 2000-10-24 Aerpac Holding B V Generator.
US6247670B1 (en) * 1999-09-07 2001-06-19 Ramot University Authority For Applied Research And Industrial Development Ltd Active flaperon assembly
US6867520B2 (en) * 2000-05-05 2005-03-15 Bruce A. Jennings Electro-mechanical battery
WO2001087707A1 (en) * 2000-05-15 2001-11-22 Sunlase, Inc. Aircraft and hybrid with magnetic airfoil suspension and drive
US6648589B2 (en) * 2000-09-19 2003-11-18 Herbert Lehman Williams Hydroelectric turbine for producing electricity from a water current
NO320790B1 (no) 2000-10-19 2006-01-30 Scan Wind Group As Vindkraftverk
DE20102029U1 (de) 2000-11-10 2001-06-28 Hennchen Norbert Windkraftanlage
US7382332B2 (en) * 2001-05-30 2008-06-03 Essig Jr John Raymond Modular inflatable multifunction field-deployable apparatus and methods of manufacture
GB0113700D0 (en) * 2001-06-06 2001-07-25 Evolving Generation Ltd Electrical machine and rotor therefor
US6657344B2 (en) * 2001-09-05 2003-12-02 The Regents Of The University Of California Passive magnetic bearing for a horizontal shaft
DE10238017A1 (de) 2001-10-23 2003-04-30 W I T Wiemers Innovative Techn Maschinengondellagerung einer Windkraftanlage
US7071578B1 (en) * 2002-01-10 2006-07-04 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Wind turbine provided with a controller for adjusting active annular plane area and the operating method thereof
US7186083B2 (en) * 2002-06-06 2007-03-06 Elliott Bayly Wind energy conversion device
JP3825020B2 (ja) * 2002-08-01 2006-09-20 株式会社アイ・ヒッツ研究所 分散給電システム
US7042109B2 (en) * 2002-08-30 2006-05-09 Gabrys Christopher W Wind turbine
DK200300670A (da) * 2003-05-05 2004-11-06 Lm Glasfiber As Vindmölleving med opdriftsregulerende organer
EP1650432A4 (en) * 2003-07-08 2012-01-25 Kinpara Shiro WIND ENERGY GENERATING SYSTEM, PERMANENT MAGNET ARRANGEMENT STRUCTURE, AND POWER FORCE CONVERTING SYSTEM
JP2007513318A (ja) * 2003-12-04 2007-05-24 ジョン レイモンド ジュニア エッシグ モジュール式膨張可能多機能野外展張可能型装置および製造方法
NO20041208L (no) * 2004-03-22 2005-09-23 Sway As Fremgangsmate for reduskjon av aksialkraftvariasjoner for rotor samt retningskontroll for vindkraft med aktiv pitchregulering
FR2882203B1 (fr) * 2005-02-15 2007-06-22 Levisys Sarl Procede de stabilisation d'un objet en suspension dans un champ magnetique
ATE476599T1 (de) 2005-03-15 2010-08-15 Clipper Windpower Inc Zugrad in einem rotorsystem für wind- und wasserturbinen
CN101175918B (zh) * 2005-05-13 2011-09-28 加利福尼亚大学董事会 竖直轴风力涡轮机
US7215038B2 (en) * 2005-07-26 2007-05-08 Bacon C Richard Wind wheel and electricity generator using same
US8188611B2 (en) * 2006-07-20 2012-05-29 Daniel Farb Flow deflection devices and method for energy capture machines
ATE419671T1 (de) * 2006-07-31 2009-01-15 Fiat Ricerche Durch eine fluidströmung betätigbarer elektrischer generator
WO2008021569A2 (en) * 2006-08-18 2008-02-21 Maglev Technologies, Llc Rotational apparatus including a passive magnetic bearing
DE102007003618A1 (de) * 2007-01-18 2008-07-24 Voith Patent Gmbh Energieerzeugungsanlage, angetrieben durch eine Wind- oder Wasserströmung
EP2115313A4 (en) * 2007-01-26 2013-08-14 Frank Mcclintic METHOD AND DEVICE FOR AN ADVANCED WIND ENERGY COLLECTION SYSTEM
KR20100015945A (ko) * 2007-04-12 2010-02-12 스웨이 에이에스 터빈 회전자 및 발전소
US20100148515A1 (en) * 2007-11-02 2010-06-17 Mary Geddry Direct Current Brushless Machine and Wind Turbine System
WO2009129309A2 (en) * 2008-04-15 2009-10-22 Sonic Blue Aerospace, Inc. Superconducting turbine wind ring generator
US20100111689A1 (en) * 2008-10-06 2010-05-06 Davis Edward L Ultimate wind turbine system method and apparatus
GB0818610D0 (en) * 2008-10-10 2008-11-19 Sway As Wind turbine rotor and wind turbine
US20100126374A1 (en) * 2008-11-23 2010-05-27 Qigen Ji Magnetostatic levitation and propulsion systems for moving objects
US7825532B1 (en) * 2009-04-20 2010-11-02 Barber Gerald L Electrical generator for wind turbine
US8373298B2 (en) * 2009-04-20 2013-02-12 Gerald L. Barber Electrical generator for wind turbine
US8596978B2 (en) * 2009-11-25 2013-12-03 Pioneer Energy Products, Llc Wind turbine
GB2489158A (en) * 2009-12-16 2012-09-19 Clear Path Energy Llc Floating underwater support structure
US20110309625A1 (en) * 2010-06-22 2011-12-22 Ecomerit Technologies LLC Direct drive distributed generator integrated with stayed rotor

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003083233A (ja) * 2001-09-14 2003-03-19 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 風車装置
DE10255745A1 (de) * 2002-11-28 2004-06-17 Jörck, Hartmut Direkt angetriebene Windenergieanlage mit im Generator integriertem Lager

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230061692A (ko) * 2021-10-29 2023-05-09 조성원 풍력발전기용 마그네틱 베어링 및 이를 이용한 풍력발전기
KR102589099B1 (ko) * 2021-10-29 2023-10-13 조성원 풍력발전기용 마그네틱 베어링 및 이를 이용한 풍력발전기

Also Published As

Publication number Publication date
EP1937967A1 (en) 2008-07-02
EP1937967A4 (en) 2014-12-03
BRPI0617363A2 (pt) 2011-07-26
US20080292467A1 (en) 2008-11-27
AU2006300003A1 (en) 2007-04-19
JP5257983B2 (ja) 2013-08-07
CA2625542C (en) 2014-05-06
RU2438041C2 (ru) 2011-12-27
CA2625542A1 (en) 2007-04-19
WO2007043894A1 (en) 2007-04-19
US8222762B2 (en) 2012-07-17
NO20054704D0 (no) 2005-10-13
RU2008118062A (ru) 2009-11-20
CN101360914A (zh) 2009-02-04
AU2006300003B2 (en) 2012-09-20
KR20080072825A (ko) 2008-08-07
JP2009511817A (ja) 2009-03-19
WO2007043895A1 (en) 2007-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101357121B1 (ko) 발전기 또는 모터가 중공 프로파일로 구성되는 풍차,수력발전소 또는 베셀을 위한 직접구동형 발전기 또는 모터및 이러한 풍차 또는 수력발전소를 조립하는 방법
AU2007351632B2 (en) Turbine rotor and power plant
EP2337953B1 (en) Wind turbine rotor and wind turbine
EP2488748B1 (en) Wind turbine
CA2795926C (en) Wind turbine rotor and wind turbine
GB2479403A (en) Wind turbine rotor and blade mounting arrangement for wind turbine

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee