KR101381663B1

KR101381663B1 - 이탈 방지 기능이 강화된 커버를 구비한 풍력발전기용 로터

Info

Publication number: KR101381663B1
Application number: KR1020140006497A
Authority: KR
Inventors: 류지윤; 김상덕; 임민수; 방조혁; 박선호
Original assignee: 유니슨 주식회사
Priority date: 2014-01-20
Filing date: 2014-01-20
Publication date: 2014-04-04
Anticipated expiration: 2034-01-20

Abstract

본 발명은 이탈 방지 기능이 강화된 커버를 구비한 풍력발전기용 로터에 관한 것으로써, 특히, 커버의 고정부 사이에 지지부가 돌출되어 형성되어, 영구자석이 로터에 견고하게 설치되며 영구자석의 파손을 방지하고 자석 감자현상을 방지하는 동시에 커버의 강성도 유지되는 풍력발전기용 로터에 관한 것이다.

Description

이탈 방지 기능이 강화된 커버를 구비한 풍력발전기용 로터{Rotor for wind turbine equipped cover strengthen separation prevention function}

본 발명은 이탈 방지 기능이 강화된 커버를 구비한 풍력발전기용 로터에 관한 것으로써, 특히, 영구자석을 로터에 설치하는 커버의 고정부 사이에 지지부가 돌출되어 형성되는 풍력발전기용 로터에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 풍력발전기 로터의 영구자석 어셈블리에 관한 것으로써, 특히, 영구자석을 로터에 설치하는 커버의 고정부 사이에 지지부가 돌출되어 형성되는 풍력발전기 로터의 영구자석 어셈블리에 관한 것이다.

풍력발전을 하는 풍력발전기는 바람을 이용하여 로터를 회전시키므로 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환시키는 장치로서, 지면에 적정 높이로 고정되게 설치된 지주의 상단에 바람 방향에 따라 회동하는 회동본체를 설치하고, 상기 회동본체의 전단에는 블레이드를 갖는 풍차를 설치하며, 상기 풍차의 회전축에 연결된 로터와, 상기 로터의 외측에 형성되어 전기를 발생시키는 스테이터로 구성된다.

상기 로터의 외주면에는 영구자석이 장착된다.

상기 영구자석의 설치구조는 일본공개특허공보 제2006-34024호, 한국공개실용신안공보 제2010-0004467호, 한국공개특허공보 제2009-0104869호, 일본공개특허공보 제2009-268328호에 제시된 것이 있다.

일본공개특허공보 제2006-34024호는 로터에 영구자석을 볼트로 고정하고 밴드로 싸도록 구비되어 있다.

한국공개실용신안공보 제2010-0004467호는 영구자석을 싸기 위해 커버가 구비되어 있으나, 단일부재로 형성되어 있고 관통공이 형성되어 있으나 이 관통공은 삽입돌기를 끼우기 위한 방편에 불과하여, 영구자석에서 발생한 열을 외부로 방출할 수 없는 문제점이 있다. 이와 같이 영구자석의 온도가 180 이상 상승할 경우, 자석 감자(demagnetization) 현상이 일어나 발전기 효율을 떨어뜨리는 문제점이 있다.

한국공개특허공보 제2009-0104869호 및 일본공개특허공보 제2009-268328호에는 영구자석을 감싸기 위한 별도의 캡이 형성되어 있지 않아서 영구자석이 쉽게 이탈되거나 영구자석의 설치가 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 영구자석을 지지부가 있는 커버를 통해 로터에 설치하여, 영구자석이 로터에 견고하게 설치되며 영구자석의 파손을 방지하고 자석 감자현상을 방지하는 동시에 커버의 강성도 유지되는 이탈 방지 기능이 강화된 커버를 구비한 풍력발전기용 로터를 제공하는데 그 목적이 있다. 또한, 본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 영구자석을 지지부가 있는 커버를 통해 로터에 설치하여, 영구자석이 로터에 견고하게 설치되며 영구자석의 파손을 방지하고 자석 감자현상을 방지하는 동시에 커버의 강성도 유지되는 이탈 방지 기능이 강화된 커버를 구비한 풍력발전기 로터의 영구자석 어셈블리를 제공하는데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이탈 방지 기능이 강화된 커버를 구비한 풍력발전기용 로터는, 제1홈과, 상기 제1홈에 연통되며 상기 제1홈의 하부 양측에 배치되는 제2홈과, 양측에 배치되는 상기 제2홈의 사이에 배치되고 상기 제1홈에 연통되는 제3홈을 포함하는 홈이 외주면에 형성되며, 축이 전후방향으로 배치되는 원통형상의 로터코어와, 상기 로터코어의 외주면에 배치되는 영구자석과, 하부가 개방되도록 형성되어 상기 영구자석을 상기 로터코어에 설치하는 커버를 포함하는 영구자석 어셈블리를 포함하며, 상기 영구자석 어셈블리는 상기 홈에 삽입되며, 상기 영구자석 어셈블리는 여러개가 구비되고, 여러개의 상기 영구자석 어셈블리는 상기 홈에 로터의 길이방향을 따라 직렬로 배치되며, 상기 커버는 알루미늄재로 형성되며, 상기 커버에는 양측에 상기 제2홈에 삽입되는 고정부가 돌출되어 형성되고, 상기 고정부 사이에 배치되며 상기 제3홈에 삽입되는 지지부가 돌출되어 형성되며, 상기 커버는 상기 영구자석의 상부에 배치되는 캡과, 상기 캡 및 상기 영구자석의 전방 및 후방에 배치되는 스페이서를 포함하며, 상기 스페이서의 전방 또는 후방에는 상기 영구자석이 안착되는 안착홈이 형성되고, 상기 커버와 상기 영구자석 사이에는 테프론 테이프 및 접착제가 배치되어 상기 영구자석은 상기 커버에 접착되고, 상기 테프론 테이프는 일정 두께를 가져서 상기 커버의 내벽과 상기 영구자석 사이의 사이거리를 확보하고, 상기 영구자석의 외주면에서 상기 테프론 테이프가 부착되지 않은 부분에는 상기 테프론 테이프의 두께와 유사한 두께로 상기 접착제가 도포되며, 원심력방향으로의 상기 커버와 상기 영구자석의 사이거리는 0.3mm이며, 로터회전방향으로의 상기 커버와 상기 영구자석의 사이거리는 0.25mm이고, 상기 고정부는 상부로 향할수록 폭이 좁아지도록 외측에 고정부경사면이 형성되며, 상기 지지부 하부에는 양측에 지지부경사면이 각각 형성되어, 상기 지지부는 아래를 향할수록 폭이 넓어지도록 테이퍼지게 형성되며, 상기 고정부와 상기 지지부의 하부 형상에 대응되도록 상기 제2홈과 상기 제3홈은 형성되며, 상기 고정부는 상기 캡에 형성되는 캡고정부와, 상기 스페이서에 형성되는 스페이서고정부를 포함하며, 상기 지지부는 상기 캡에 형성되는 캡지지부와, 상기 스페이서에 형성되는 스페이서지지부를 포함하며, 상기 영구자석 어셈블리는 로터의 길이방향을 따라 여러개 적층되는 판형상의 캡을 포함하며, 적층된 상기 캡 사이에 전류가 흐르지 못하도록 절연재가 배치되고, 상기 고정부의 하부에는 전후방향으로 관통공이 형성되며, 상기 관통공에는 유리섬유 재질의 로드가 삽입되며, 상기 영구자석은 상기 커버의 좌측 하부에 배치되는 제1영구자석과 상기 커버의 우측 하부에 배치되는 제2영구자석을 포함하며, 상기 제1영구자석과 상기 제2영구자석 사이에는 상기 지지부가 배치되며, 상기 커버의 상면은 라운드지게 형성되는 것을 특징으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 풍력발전기 로터의 영구자석 어셈블리는, 영구자석과, 상기 영구자석을 로터코어의 외주면에 설치하는 커버를 포함하며, 상기 커버에는 양측에 고정부가 돌출되어 형성되고, 상기 고정부 사이에 지지부가 돌출되어 형성되는 것을 특징으로 한다.

전술한 구성에서, 상기 커버는 상기 영구자석의 상부에 배치되는 캡과, 상기 캡 및 상기 영구자석의 전방 또는 후방에 배치되는 스페이서를 포함하며, 상기 스페이서의 전방 또는 후방에는 상기 영구자석이 안착되는 안착홈이 형성되고, 원심력방향으로의 상기 커버와 상기 영구자석의 사이거리는 로터회전방향으로의 상기 커버와 상기 영구자석의 사이거리보다 넓을 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 이탈 방지 기능이 강화된 커버를 구비한 풍력발전기용 로터에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.

커버가 양 끝단의 고정부에서만 고정되고 양단 사이가 길게 형성되면, 힘을 받으면 쉽게 파손될 수 있는 문제점이 있다.

그러나, 본 발명은 커버의 고정부 사이에 지지부가 돌출되어 형성되어, 영구자석을 로터에 고정시키기 위한 띠가 필요없게 되어 영구자석이 로터에 견고하게 설치되며 영구자석의 파손을 방지하고 자석 감자현상을 방지하는 동시에 커버의 강성도 유지될 수 있다.

또한, 본 발명은 영구자석을 커버로 씌운 후에 제1,2,3홈에 삽입되도록 하여, 모듈화되어 조립시 영구자석이 이탈하지 않으므로 조립이 용이하고 작업시간을 절약할 수 있다.

상기 커버의 상면은 라운드지게 형성되어 로터의 회전시 공기저항을 최소화할 수 있어서 발전효율을 향상시킬 수 있다.

상기 커버와 상기 영구자석 사이에는 테프론 테이프 및 접착제가 배치되어, 상기 영구자석은 상기 커버에 접착되어, 테프론 테이프는 접착제를 도포할 수 있는 공간을 확보해 줄 뿐만 아니라 조립시나 가동시에 영구자석이 깨지는 것을 방지하고, 영구자석이 탄성에 의해 더욱 견고하게 결합되도록 함으로써 내구성이 향상된다. 또한, 테프론 테이프는 테프론 재질로 형성되어 화학적으로 안정될 수 있고, 영구자석의 내부를 오염시키지 않고 적정 접착강도를 유지할 수 있다.

영구자석이 제1,2영구자석으로 분할되어, 자석에 의한 원심력의 최대값을 감소시켜서 영구자석의 이탈을 더욱 방지할 수 있다.

상기 커버의 상기 고정부의 하부에는 전후방향으로 관통공이 형성되며, 상기 관통공에는 유리섬유 재질(절연 물질)의 로드가 삽입되어, 영구자석의 자력선의 흐름을 방해하지 않는 동시에, 강도 및 내열성이 좋고 제품단가가 저렴한 이점이 있다.

상기 캡은 판형상으로 형성되어, 로터의 길이방향을 따라 여러개가 적층되어 전방 및 후방에 배치되는 상기 스페이서 사이에 배치되고, 적층된 상기 캡 사이에 전류가 흐르지 못하도록 절연재가 배치되어, 커버의 표면은 넓은 1개의 표면이 아닌 적층된 캡의 수만큼 분할된 여러개의 좁은 표면을 갖게 된다. 따라서, 와전류가 커버의 표면 전체에 큰 값을 이루며 형성되지 않고, 여러개의 캡의 작은 표면들 상에 캡의 표면의 넓이에 비례하게 작게 생겨나게 된다. 따라서, 와전류가 적어지는 만큼 온도상승 방지효과를 갖게 된다.

스페이서에는 영구자석이 안착되는 안착홈이 형성되어, 영구자석을 더욱 견고하게 고정할 수 있다.

커버는 가볍고 열전도도가 높은 알루미늄 재질을 사용하여 무게 증가를 최소화하고 열 방출 효과를 증대시킬 수 있다.

캡이 자성체일 경우 누설자속에 의한 손실 및 기전력 파형 왜곡으로 인해 열이 발생할 수 있으나, 본 발명의 캡은 알루미늄과 같은 비자성체 재질로 형성되어 전자기적 손실을 줄 일 수 있다.

캡의 고유저항이 크고, 적층되는 개수가 많으며, 최전방의 캡으로부터 최후방의 캡까지의 길이가 짧을 수록 와전류 손실은 작아진다. 따라서, 본 발명의 비자성체의 적층되는 판형상의 캡은 와전류손실을 줄이는데 효과적이다.

영구자석과 커버 사이에 일정 간격을 두고 접착시켜서 영구자석과 인접한 다른 부품간의 물리적 간섭을 줄이고, 열변형에 의한 자석 균열 및 파손을 방지할 수 있다.

영구자석과 커버를 접착시키는 접착제는 강도가 낮고 변형률이 큰 고온용 접착제를 사용하여 영구자석에 가해지는 열응력을 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 풍력발전기용 로터 사시도.
도 2는 도 1의 로터코어의 일부 확대 사시도.
도 3은 도 1의 로터코어 일부 확대 정면도.
도 4는 도 1의 영구자석 어셈블리 저면 사시도.
도 5는 도 4의 영구자석 어셈블리에서 전방에 배치되는 스페이서를 제거한 상태의 사시도.
도 6은 도 4의 캡 정면도.
도 7은 도 4의 캡 사시도.
도 8은 도 4의 스페이서 사시도.
도 9는 도 4의 스페이서 배면도.
도 10은 도 4의 스페이서 정면도.
도 11은 도 1의 영구자석 어셈블리 사시도.

이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

참고적으로, 이하에서 설명될 본 발명의 구성들 중 종래기술과 동일한 구성에 대해서는 전술한 종래기술을 참조하기로 하고 별도의 상세한 설명은 생략한다.

도 1 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 이탈 방지 기능이 강화된 커버를 구비한 풍력발전기용 로터는, 외주면에 제1홈(231)과, 상기 제1홈(231)에 연통되며 상기 제1홈(231)의 하부 양측에 배치되는 제2홈(232)과, 양측에 배치되는 상기 제2홈(232)의 사이에 배치되고 상기 제1홈(231)에 연통되는 제3홈(233)이 형성되며, 축(210)이 전후방향으로 배치되는 원통형상의 로터코어(230)와, 상기 로터코어(230)의 외주면에 배치되는 영구자석(330)과, 하부가 개방되도록 형성되어 상기 영구자석(330)을 상기 로터코어(230)에 설치하는 커버(340)를 포함하는 영구자석 어셈블리(300)를 포함한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 로터코어(230)는 원통형상으로 형성되며, 중심에 축(210)이 설치되는 축관통공(238)이 형성되어 있다.

축(210)은 전후방향으로 배치되어, 이하에서 원심력방향은 상부 또는 하부를 의미하며, 로터코어(230)의 길이방향은 전방 또는 후방을 의미하고, 로터의 회전방향은 좌측 또는 우측을 의미한다.

또한, 로터코어(230)에는 상기 축관통공(238)의 외측에 배치되도록 통공(237)이 다수개 형성된다. 통공(237)은 상기 축관통공으로부터 외측방향으로 일정간격 이격되게 배치된다.

로터코어(230)의 외주면에는 영구자석 어셈블리(300)가 삽입되는 홈이 로터코어(230)의 길이방향으로 형성된다.

상기 홈은 여러개 형성되며, 여러개의 상기 홈은 로터코어(230)의 원주방향을 따라 배치된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 홈은 제1홈(231)과, 상기 제1홈(231)에 연통되며 상기 제1홈(231)의 하부 양측에 배치되는 제2홈(232)과, 양측에 배치되는 상기 제2홈(232)의 사이에 배치되고 상기 제1홈(231)에 연통되는 제3홈(233)을 포함한다.

나아가, 제2홈(232)과 제3홈(233) 사이에 배치되도록 제4홈(234)이 형성되고, 제4홈(234)의 중간부분에 제5홈(235)이 형성된다.

제5홈(235)은 아래로 오목한 반원형상으로 형성되며, 제4홈(234)보다 깊게 형성된다.

제4홈(234)과 제5홈(235)에는 접착제가 도포되어 이하 서술되는 영구자석 어셈블리(300)의 하부가 접착된다.

상세하게는, 상기 접착제를 통해 이하 서술되는 영구자석(330)의 하면 및 스페이서(310)의 하면이 로터코어(230)에 접착된다.

제4홈(234)은 제2,3홈(232,233)보다 얕게 형성되며, 제1홈(231)보다 깊게 형성된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 영구자석 어셈블리(300)는 로터코어(230)의 외주면에 배치되는 영구자석(330)과, 하부가 개방되도록 형성되어 영구자석(330)을 둘러싸서 영구자석(330)을 상기 로터코어(230)에 설치하는 커버(340)를 포함한다.

영구자석 어셈블리(300)는 하부가 상기 홈에 삽입되어 로터코어(230)의 외주면에 설치된다. 영구자석 어셈블리(300) 및 커버(340)의 캡(320) 및 스페이서(310)는 전후길이보다 좌우길이가 더 길게 형성된다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 영구자석 어셈블리(300)는 전후길이가 상기 홈의 전후길이보다 짧게 형성되며, 여러개가 구비된다. 여러개의 영구자석 어셈블리(300)는 상기 홈에 로터의 길이방향을 따라 직렬로 배치된다. 이로인해 자성체의 분할로 인한 자기특성 저하가 없다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 영구자석(330)은 커버(340)의 좌측 하부에 배치되는 제1영구자석(330a)과 커버(340)의 우측 하부에 배치되는 제2영구자석(330b)을 포함하며, 상기 제1영구자석(330a)과 상기 제2영구자석(330b) 사이에는 이하서술되는 지지부(302)가 배치된다.

제1,2영구자석(330a, 330b)은 지지부(302)를 중심으로 대칭되게 형성된다.

제1,2영구자석(330a, 330b)은 육면체인 블럭으로 형성되며, 상부 양측 및 하부에서 지지부(302)에 근접한 모서리 부분(331)은 라운드지게 형성된다.

제1,2영구자석(330a, 330b)의 상면은 지지부(302)를 향할수록 높이가 높아지도록 원호형상으로 곡면으로 형성된다.

제1,2영구자석(330a, 330b)의 전후면 및 좌우측면 및 하면은 평면으로 형성된다.

영구자석(330)의 외주면 일부에는 일정 두께를 갖는 테프론 테이프(360)가 부착된다. 이러한 테프론 테이프(360)는 커버(340)와 영구자석(330) 사이에 배치되어 커버(340)와 영구자석(330) 사이에 사이거리를 확보한다.

영구자석(330)의 외주면 나머지 일부(테프론 테이프(360)가 부착되지 않은 부분)에는 테프론 테이프(360)와 같거나 유사한 높이(두께)로 접착제(370)가 도포된다. 이러한 테프론 테이프(360)로 인해 본딩두께(사이거리)가 일정하게 유지될 수 있다.

이와 같은 접착제(370)에 의해 영구자석(330)은 커버(340)의 내부에 부착된다. 접착제(370)는 강도가 낮고 변형률이 큰 고온용 접착제를 사용하여 영구자석(330)에 가해지는 열응력을 줄일 수 있다.

영구자석(330)의 상면에 부착되는 테프론 테이프(360)의 두께는 0.3mm가 될 수 있다.

영구자석(330)의 전면 및 후면에 부착되는 테프론 테이프(360)의 두께는 0.25mm가 될 수 있다.

영구자석(330)의 양측면에 부착되는 테프론 테이프(360)의 두께는 0.25mm가 될 수 있다.

따라서, 원심력방향으로의 커버(340)와 영구자석(330)의 사이거리는 0.3mm이며, 로터회전방향으로의 커버(340)와 영구자석(330)의 사이거리는 0.25mm이다.

커버(340)는 영구자석(330)의 상부에 배치되는 캡(320)과, 캡(320) 및 영구자석(330)의 전방 및 후방에 배치되는 스페이서(310)를 포함한다.

커버(340)는 가볍고 열전도도가 높은 알루미늄 재질을 사용하여 무게 증가를 최소화하고 열 방출 효과를 증대시킬 수 있다.

커버(340)의 하부에는 양측에 상기 제2홈(232)에 삽입되는 고정부(301)가 돌출되어 형성되고, 고정부(301) 사이에 배치되며 제3홈(233)에 삽입되는 지지부(302)가 돌출되어 형성된다.

고정부(301)는 내측에 고정부(301)의 바닥면(307)에 대해 수직한 수직면(306)이 형성되고, 외측에 고정부경사면(305)이 형성된다. 따라서, 고정부(301)는 상부로 향할수록 폭이 좁아지게 된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 고정부(301)는 캡(320)에 형성되는 캡고정부(301a)와, 스페이서(310)에 형성되는 스페이서고정부(301b)를 포함한다.

캡고정부(301a)와 스페이서고정부(301b)는 동일한 형상으로 형성되되, 캡고정부(301a)보다 스페이서고정부(301b)의 전후두께가 더 두껍게 형성된다.

고정부(301)의 하부에는 전후방향으로 관통공(304)이 형성된다.

관통공(304)에는 유리섬유 재질의 로드(350)가 삽입된다.

지지부(302) 하부에는 양측에 지지부경사면(308)이 각각 형성되어, 지지부(302)는 아래를 향할수록 폭이 넓어지도록 테이퍼지게 형성된다.

지지부(302)는 캡(320)에 형성되는 캡지지부(302a)와, 스페이서(310)에 형성되는 스페이서지지부(302b)를 포함한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 고정부(301)와 지지부(302)의 하부 형상에 대응되도록 제2홈(232)과 제3홈(233)은 형성된다. 즉, 상기 홈은 전체적으로 보았을 때 도브테일 형상으로 형성된다. 따라서, 영구자석 어셈블리(300)는 설치후에 로터코어(230)의 돌출부(236)에 걸려서 원심력방향으로 쉽게 이탈되지 않게 된다.

캡지지부(302a)와 스페이서지지부(302b)는 동일한 형상으로 형성되되, 캡지지부(302a)보다 스페이서지지부(302b)의 전후두께가 더 두껍게 형성된다.

커버(304)의 하면과 고정부(301) 및 지지부(302)가 연결되는 모서리는 라운드지게 형성된다.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 캡(320)은 영구자석(330)의 상부에 배치되는 덮개부(321)와, 덮개부(321)의 양측 하부에 형성되는 캡고정부(301a)와, 덮개부(321)의 중간 하부에 형성되는 캡지지부(302a)를 포함한다.

캡(320)은 알루미늄과 같은 비자성체 재질로 형성된다.

이러한 캡(320)은 평편한 판형상으로 형성되어, 로터의 길이방향을 따라 여러개가 적층된다.

또한, 적층된 캡(320)과 캡(320) 사이에 전류가 흐르지 못하도록 절연재(미도시)가 배치도록 캡(320)은 절연효과가 있는 에폭시와 같은 절연재로 코팅된다.

적층된 여러개의 캡(302)의 전방 및 후방에는 스페이서(310)가 배치된다.

도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 스페이서(310)는 원호형상으로 굴곡지게 형성되는 상부(311)와, 상부(311)의 양측 하부에 형성되는 스페이서고정부(301b)와, 상부(311)의 중간 하부에 형성되는 스페이서지지부(302b)와, 상부(311) 및 스페이서고정부(301b) 및 스페이서지지부(302b)에 연결되며 스페이서(310)의 전방 또는 후방에 배치되는 평면부(313)를 포함한다.

평면부(313)의 하단 높이는 스페이서고정부(301b) 및 스페이서지지부(302b)의 하단 높이보다 높게 배치된다. 상세하게는, 평면부(313)의 하단은 영구자석(330)과 일직선상에 배치된다.

이러한 평면부(313)로 인해 스페이서(310)의 전방 또는 후방에는 영구자석(330)의 전방 또는 후방이 안착되는 안착홈(312)이 형성된다.

이와 같이 캡(320) 및 스페이서(310)가 형성되어, 커버(340)의 상면(303)은 라운드지게 형성된다.

로터코어(230)의 전방 및 후방에는 영구자석 어셈블리(300)가 상기 홈으로부터 이탈되지 않도록 고정시켜주는 고정수단이 설치될 수 있다. 이러한 고정수단으로 인해 상기 홈에 삽입된 영구자석 어셈블리(300)는 상기 홈의 길이방향으로 이탈되지 않게 된다.

상기 고정수단은 판형상의 고정브라켓(미도시)으로 구비될 수 있다. 상기 고정브라켓에도 볼트가 체결되는 체결공이 관통되어 형성되어 상기 고정브라켓은 로터코어(230)의 전방 및 후방에 볼트에 의해 고정될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 로터 및 발전기를 냉각시켜주는 쿨링팬(220)이 로터코어(230)의 전면에 설치될 수 있다.

쿨링팬(220)은 원판형상으로 형성되는 제1판(221)과, 제1판(221)의 후방 또는 전방에 배치되며 링형상으로 형성되는 제2판(223)과, 제1판(221)과 제2판(223) 사이에 경사지게 배치되는 여러개의 블레이드(222)를 포함한다.

제2판(223)에는 볼트가 체결되는 제1체결공이 다수개 형성되고, 로터코어(230)의 전면에는 볼트가 체결될 수 있도록 제2체결공(미도시)이 형성되다. 따라서, 상기 제1,2체결공에 볼트가 체결되어 쿨링팬(220)은 로터코어(230)의 전방에 고정될 수 있다. 제2판(223)은 로터코어(230)의 전면으로부터 이격되도록 설치되어 냉각이 더욱 효과적으로 될 수 있다.

한편, 쿨링팬(220)의 외경을 도 1에 도시된 것보다 크게 하고 제2판(223)을 로터코어(230)의 전면에 밀착되도록 설치하여, 쿨링팬(220)이 상기 고정수단 역할을 동시에 하도록 할 수도 있다.

이하, 전술한 구성을 갖는 본 실시예의 로터의 조립과정을 설명한다.

캡(320)을 전후방향을 따라 적층시키고, 최전방에 배치되는 캡(320)의 전방과 최후방에 배치되는 캡(320)의 후방에 스페이서(310)를 각각 배치시킨다.

적층되는 판형상의 캡(320)의 중간 부분에 지지부(302)가 형성되어 캡(320) 또는 커버(340)의 파손위험을 줄일 수 있다.

이와 같이 캡(320)과 스페이서(310)를 조립할 때, 관통공(304)에 로드(350)를 끼워넣어서 조립이 용이해지도록 할 수 있다.

영구자석(330)에는 전후면 및 상면 및 양측면의 일부에 각각의 정해진 사이거리(본딩두께)만큼의 두께를 갖는 테플론 테이프(360)를 붙인다.

이어서, 영구자석(330)의 외주면에서 테프론 테이프(360)가 부착되지 않은 부분)에는 테프론 테이프(360)와 같은 높이로 접착제(370)를 도포한다.

이러한 영구자석(330)을 지지부(302)와 고정부(301) 사이에 삽입하여 커버(340) 내벽에 접착시킨다.

이와 같은 과정을 통해 영구자석 어셈블리(300)의 조립이 완료된다. 이와 같이 영구자석 어셈블리(300)는 모듈화된다.

모듈화된 영구자석 어셈블리(300) 여러개를 로터코어(230)의 상기 홈에 로터의 길이방향을 따라 삽입한다.

삽입된 영구자석 어셈블리(300) 및 영구자석(330)의 하부는 상기 홈에 삽입되고 상부는 로터코어(230)의 외부로 돌출되어 노출된다.

외부로 노출된 고정부(301)는 고정부경사면(305)으로 인해 공기저항이 감소되게 된다.

이어서, 영구자석 어셈블리(300) 및 로터코어(230)의 전후방에 상기 고정부재를 배치시켜서 영구자석 어셈블리(300)를 고정시킨다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
210 : 축 220 : 쿨링팬
230 : 로터코어 300 : 영구자석 어셈블리
310 : 스페이서 320 : 캡
330 : 영구자석 340 : 커버
350 : 로드 360 : 테플론 테이프
370 : 접착제

Claims

제1홈과, 상기 제1홈에 연통되며 상기 제1홈의 하부 양측에 배치되는 제2홈과, 양측에 배치되는 상기 제2홈의 사이에 배치되고 상기 제1홈에 연통되는 제3홈을 포함하는 홈이 외주면에 형성되며, 축이 전후방향으로 배치되는 원통형상의 로터코어;
상기 로터코어의 외주면에 배치되는 영구자석과, 하부가 개방되도록 형성되어 상기 영구자석을 상기 로터코어에 설치하는 커버를 포함하는 영구자석 어셈블리를 포함하며,
상기 영구자석 어셈블리는 상기 제1홈과 상기 제2홈과 상기 제3홈에 삽입되며,
상기 영구자석 어셈블리는 여러개가 구비되고, 여러개의 상기 영구자석 어셈블리는 상기 제1홈과 상기 제2홈과 상기 제3홈에 로터의 길이방향을 따라 직렬로 배치되며,
상기 커버는 알루미늄재로 형성되며,
상기 커버에는 양측에 상기 제2홈에 삽입되는 고정부가 돌출되어 형성되고, 상기 고정부 사이에 배치되며 상기 제3홈에 삽입되는 지지부가 돌출되어 형성되며,
상기 커버는 상기 영구자석의 상부에 배치되는 캡과, 상기 캡 및 상기 영구자석의 전방 및 후방에 배치되는 스페이서를 포함하며,
상기 스페이서의 전방 또는 후방에는 상기 영구자석이 안착되는 안착홈이 형성되고,
상기 커버와 상기 영구자석 사이에는 테프론 테이프 및 접착제가 배치되어 상기 영구자석은 상기 커버에 접착되고,
상기 테프론 테이프는 일정 두께를 가져서 상기 커버의 내벽과 상기 영구자석 사이의 사이거리를 확보하고,
상기 영구자석의 외주면에서 상기 테프론 테이프가 부착되지 않은 부분에는 상기 테프론 테이프의 두께와 유사한 두께로 상기 접착제가 도포되며,
원심력방향으로의 상기 커버와 상기 영구자석의 사이거리는 0.3mm이며, 로터회전방향으로의 상기 커버와 상기 영구자석의 사이거리는 0.25mm이고,
상기 고정부는 상부로 향할수록 폭이 좁아지도록 외측에 고정부경사면이 형성되며,
상기 지지부 하부에는 양측에 지지부경사면이 각각 형성되어, 상기 지지부는 아래를 향할수록 폭이 넓어지도록 테이퍼지게 형성되며,
상기 고정부와 상기 지지부의 하부 형상에 대응되도록 상기 제2홈과 상기 제3홈은 형성되며,
상기 고정부는 상기 캡에 형성되는 캡고정부와, 상기 스페이서에 형성되는 스페이서고정부를 포함하며,
상기 지지부는 상기 캡에 형성되는 캡지지부와, 상기 스페이서에 형성되는 스페이서지지부를 포함하며,
상기 캡은 판형상으로 형성되어 상기 로터의 길이방향을 따라 여러개가 적층되고,
적층된 상기 캡 사이에 전류가 흐르지 못하도록 절연재가 배치되고,
상기 고정부의 하부에는 전후방향으로 관통공이 형성되며, 상기 관통공에는 유리섬유 재질의 로드가 삽입되며,
상기 영구자석은 상기 커버의 좌측 하부에 배치되는 제1영구자석과 상기 커버의 우측 하부에 배치되는 제2영구자석을 포함하며, 상기 제1영구자석과 상기 제2영구자석 사이에는 상기 지지부가 배치되며,
상기 커버의 상면은 라운드지게 형성되는 것을 특징으로 하는 이탈 방지 기능이 강화된 커버를 구비한 풍력발전기용 로터.