KR101460123B1 - 물 흐름 또는 공기의 흐름으로부터 전기 에너지를 얻기 위한 에너지 발생 장치 - Google Patents

물 흐름 또는 공기의 흐름으로부터 전기 에너지를 얻기 위한 에너지 발생 장치 Download PDF

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노르만 페르너
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보이트 파텐트 게엠베하
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Abstract

본 발명은 물의 흐름 또는 공기의 흐름으로부터 전기 에너지를 얻기 위한 에너지 발생 장치와 관련이 있다. 본 발명에 따른 에너지 발생 장치는 터빈, 회전자와 고정자가 동축으로 배치된 전기식 제너레이터를 포함하며, 이 경우 상기 회전자는 외부 회전자로서 터빈을 위한 환상 지지 구조물의 부분이고, 상기 고정자는 주변 매체에 대하여 밀봉된 고정자 하우징 안에 배치되어 있으며, 이 경우에는 상기 밀봉된 고정자 하우징의 벽 영역이 회전자와 고정자 사이에 형성된 갭 영역에서 뻗음으로써, 결국 회전자는 상기 밀봉된 고정자 하우징의 방사형 외부에 배치되고, 상기 벽 영역을 통과할 때에 회전자와 고정자 간에는 자기적인 상호 작용이 이루어진다. 본 발명에 따른 에너지 발생 장치는 또한 회전자를 둘러싸는 환상 지지 구조물을 위한 베어링을 포함하며, 이 경우 상기 베어링은 회전자와 고정자 사이에 형성된 갭에 인접하여 배치되고, 상기 밀봉된 고정자 하우징의 외부 둘레에서 지지가 된다.

Description

바람 흐름 또는 물 흐름에 의해서 구동되는 에너지 발생 장치{ENERGY GENERATION PLANT, DRIVEN BY WIND OR WATER CURRENTS}
본 발명은 바람 흐름 또는 물 흐름에 의해서 구동되는 에너지 발생 장치에 관한 것으로서, 특히 유수 흐름 혹은 바닷물 흐름으로부터 또는 근해(Offshore)-영역에서의 풍력에 의해 전기 에너지를 얻기 위한 에너지 발생 장치와 관련이 있다.
댐 구조물과 무관하게 형성되어 물속에 잠길 수 있으며 물 흐름, 특히 바닷물 흐름의 동역학적인 에너지에 의해서 구동되는 에너지 발생 장치는 재생 가능한 에너지원을 완전히 이용하기 위한 큰 잠재 가능성을 갖고 있다. 상기 에너지 발생 장치는 유동 매체의 높은 밀도 때문에 대략 2 내지 2.5 m/s의 낮은 유속에서도 이미 경제적인 에너지 획득을 위해서 완전히 이용될 수 있다. 이와 같은 유동 비율은 간만 조류로서 존재할 수 있거나, 또는 특히 해협에서 경제적으로 이용할 수 있는 속도에 도달할 수 있는 다른 바닷물 흐름이 완전히 이용될 수 있다. 이와 같은 형태의 흐름은 풍력 설비와 유사한 형상을 갖는 유동 발전소를 구동시킬 수 있는데, 다시 말하자면 회전자 블레이드를 구비한 러닝 휠(running wheel)이 수력 터빈으로서 사용된다. 하지만, 다른 수력 터빈 개념들, 말하자면 수직 터빈 및 관형 터빈도 생각할 수 있다. 상기와 같이 분리된 상태로 물속에 잠길 수 있는 에너지 발생 장 치는 바닷물 흐름으로부터 에너지를 획득하기 위한 적용 분야 이외에, 환경 보호 또는 교통 항해에 의한 규정으로 인하여 수력 터빈이 그 내부에 삽입되어 있는 바라지(barrage)에 전혀 도달할 수 없는 유수 상황에서도 사용될 수 있다.
물속에 잠긴 유동 발전소를 작동시킬 때에 기본적으로 발생하는 한 가지 어려움은 특히 근해-영역에서 관리가 복잡하다는 것이다. 근해-영역에서의 관리를 위해서는 통상적으로 수력 터빈 및 상기 수력 터빈에 할당된 전기식 제너레이터가 수면 위로 상승되어야만 한다. 이 경우에는 날씨 조건 및 거센 파도에 대한 의존성으로 인해 부유하는 크레인 시스템이 단점으로 작용함으로써, 결국에 유동 발전소는 바다 밑 또는 유수 바닥에 앵커(anchor)를 구비하는 부유 가능한 유닛들로서 다양하게 형성될 수 있다. 이와 같은 부유 가능한 유닛들은 서비스 상황을 위해서 수면으로 팽창할 수 있도록 형성될 수 있다. 대안적인 한 실시예에 따르면 유동 발전소는 흐름 속에서 베어링 및 지지 구조물에, 특히 바다 저면 상에 서 있는 기둥 모양의 구성으로 고정된다. 상기 베어링 및 지지 구조물이 수면까지 연장되면, 관리 상황을 위해서 에너지 발생 장치를 상기 구조물에 대하여 수직으로 이동시키는 것이 가능해진다. 통상적으로 상기와 같은 베어링 및 운반 구조물은 수면 위로 돌출하고, 상기 구조물에는 리프팅 장치(lifting mechanism)가 할당된다. 이 경우에는 구조적으로 복잡한 형상 이외에 수면 위에 그리고 수면 바로 아래에 배치된 구조물이 항해를 위해서는 위험한 장애물이 될 수 있다는 사실도 단점으로 작용한다.
근해-풍력 설비를 둘러싸는 염무(salt fog) 분위기에 의해서 영구적으로 부식에 노출되는 근해-풍력 설비에 대해서도 유사한 문제점들이 발생한다. 관리 작업 은 장소 때문에 이미 실행하기가 어렵다. 더 나아가서는 미래의 근해-풍력 설비도 고출력으로 그리고 대형으로 구현되고 있는데, 이와 같은 사실은 재차 관리를 목적으로 하는 리프팅 시스템에 대하여 특별한 요구 조건들을 제기한다.
동류의 에너지 발생 장치에서 발생하는 관리 문제점으로부터 출발하는 본 발명의 과제는, 물속에 잠긴 유동 발전소 또는 풍력 설비에 대한 관리가 필요 없도록 그리고 가급적이면 서비스가 완전히 생략될 수 있도록 유동 발전소 또는 풍력 설비를 형성하는 것이다. 상기 에너지 발생 장치는 부식에 대한 안정성 및 견고성 이외에도 구조적으로 단순한 형상을 특징으로 한다.
상기 과제는 독립 청구항의 특징들에 의해서 해결된다. 바람직한 실시예들은 종속 청구항들에서 드러난다.
본 발명에 따른 에너지 발생 장치는 고장에 대한 안전성을 높이기 위하여 축소된 개수의 개별 소자들을 포함한다. 특히 제너레이터의 직접 구동 방식에 의해서는 한편으로는 드라이브 트레인(drive train) 내에 있는 소자들의 개수가 줄어들고, 다른 한편으로는 기어 소자들이 생략됨으로써, 결국에는 수력 터빈 또는 풍력 터빈의 통상적으로 느린 동작이 제너레이터 회전자에 직접 전달되어 작업 성능(operational performance)과 연관된 마모를 저하시킨다. 또한, 이와 같은 특징은 수력 터빈 또는 풍력 터빈의 곤돌라(gondola)에서 오일을 기본으로 하는 윤활 순환계를 생략할 수 있는 가능성을 열어준다.
제너레이터가 예를 들어 다중 극자(multi-pole) 동기 제너레이터로서 그리고 특히 링 제너레이터로서 형성되면, 순환 속도가 느림에도 불구하고 유도 전압이 발생할 수 있으며, 상기 유도 전압의 주파수는 고속으로 동작하는 제너레이터에 상응한다. 상기와 같이 느리게 동작하는 전기식 제너레이터에 대한 대안적인 실시예에 따르면, 다수의 극자가 환상 회전자-고정자-쌍의 단 하나의 둘레에 형성되지 않고 오히려 상기 극자는 축 방향으로 이격된 다수의 제너레이터 유닛에 분배되며, 이와 같은 내용은 예를 들어 DE 103 54 953 A1호에서 기술된다.
제너레이터를 위한 직접 구동 방식 이외에 본 발명에 따른 에너지 발생 장치를 위해서는 분리용 관이 제공되는데, 다시 말하자면 전기식 제너레이터의 회전자와 고정자 사이의 갭 영역에 분리벽이 뻗으며, 상기 분리벽을 통과할 때에 회전자와 고정자 간에 상호 작용을 위한 자기장이 형성되지만, 상기 분리벽은 관리가 어려운 축 밀봉부(shaft sealing)를 사용할 필요없이 전기식 제너레이터의 고정 소자들을 외부 영역으로부터 분리시킨다. 이와 같은 분리 방식은 물 흐름에 의해서 구동되는 에너지 발생 장치의 경우에 내부 영역을 액체 밀봉 방식으로 폐쇄하고, 그에 상응하게 풍력 설비를 위한 내부 영역을 가스 밀봉 방식으로 폐쇄한다. 그에 따라 본 발명에 따른 에너지 발생 장치의 고정자는 밀봉 방식으로 폐쇄된, 그리고 오로지 고정식(static) 밀봉부만이 사용되는 고정자 하우징 내부에 지지가 된다. 그에 비해 이동식 밀봉부, 말하자면 축 밀봉부를 사용하는 경우에는 소정의 누설이 확실하게 방지될 수 없기 때문에, 결국에는 내부 영역을 위한 빌지 펌프(bilge pump) 시스템 그리고 필터- 및/또는 공기 처리 시스템을 생략할 수 없게 된다. 하지만, 고정자 캡슐을 갖춘 본 발명에 따른 에너지 발생 장치를 위해서는 상기와 같은 조치가 반드시 필요치 않다. 고정자 하우징 내부에서 보호된 주변 영역에는 에너지 발생 장치의 추가 제어부 그리고 파워 전자 장치를 위해서 반드시 필요한 소자들 및 일정한 주전원 주파수(mains frequency)를 갖는 주전원에 전기식 제너레이터를 접속시키기 위한 주파수 변환기도 수용될 수 있다.
직접 구동 방식을 구현하기 위해서는 이하에서 터빈으로 표기되는 수력 터빈 또는 풍력 터빈 그리고 전기식 제너레이터의 회전자로 이루어진 구성 유닛이 특히 선호된다. 전기식 제너레이터가 링 제너레이터로서 형성되면, 동시에 프로펠러 모양의 터빈을 위한 지지 구조물로서 이용되는 제너레이터의 환상 외부 회전자를 사용하는 것이 특히 바람직하다. 그에 따라 회전축 쪽을 향하고 있는 프로펠러 블레이드의 단부들은 환상 지지 구조물에 연결되고, 상기 지지 구조물은 내부 둘레 영역에서 한 바람직한 실시예에 따라 일련의 영구 자석을 지지하며, 상기 일련의 영구 자석은 전기식 제너레이터의 영구적으로 여기되는 회전자의 자성 성분들을 형성한다. 따라서, 터빈 그리고 제너레이터의 회전자를 수용하는 환상 지지 구조물은 구조적으로 연결되어 동축으로 그리고 동심으로 배치된다. 고정자 권선을 내부에 수용하여 캡슐로 싸고 있는 고정자 하우징은 방사형 내부에 그리고 재차 상기 구성 유닛에 대하여 동심으로 존재한다.
환상 지지 구조물은 바람직하게 한편으로는 터빈에 의한 부하 도입을 지원하기 위한 기계적인 요구 조건들에 매칭되는 그리고 다른 한편으로는 제너레이터 회전자를 배치하기 위한 설치 공간 요건에 매칭되는 반경을 갖는다. 그 경우 프로펠러 모양의 터빈은 외부 회전자로서 대형으로 실현될 수 있으며, 이와 같은 사실은 터빈의 직경이 크다는 이유 때문에 파워가 강한 에너지 발생 장치를 야기한다.
본 발명에 따른 추가의 조치로서, 환상 지지 구조물의 베어링 배열체(bearing arrangement)는 터빈을 통해 도입된 정적 모멘트 및 동적 모멘트가 가급적 적은 베어링 반력(bearing reaction force)을 야기하도록 실현된다. 본 발명에 따르면 이 경우에는 베어링 배열체가 전기식 제너레이터의 회전자와 고정자 사이에 형성된 갭 영역에 직접 배치된다. 특히 바람직하게 베어링 배열체는 고정자를 캡슐 형태로 감싸는 고정자 하우징에 대하여 지지가 되고, 가급적 큰 외부 둘레에 배치된다. 더 나아가서는 두 개 이상의 베어링이 축 방향으로 충분한 간격을 두는 것이 바람직함으로써, 마주 놓인 베어링 영역들에 의해서는 높은 전도 모멘트(turning moment)가 저지될 수 있는 동시에 영구 하중에 적합한 영역에서는 베어링 소자들의 변형이 계속 유지된다.
바람직하게는 환상 지지 구조물 내부에 형성되고 맞은편에서는 고정자 하우징 외측에 형성된 베어링 셸 안에 수용된 롤링 바디를 구비한 베어링이 사용된다. 터빈이 방사형 외부에 배치되어 있기 때문에 환상 지지 구조물의 크기 및 베어링 셸의 직경은 상기 지지 구조물 및 베어링 셸의 정확한 제조가 실현될 수 있도록 선택될 수 있다. 롤링 바디를 구비한 베어링의 대안으로서 슬라이딩 베어링이 사용될 수 있는데, 상기 슬라이딩 베어링은 재차 환상 지지 구조물 및 고정자 하우징 상에 형성된 유출 면을 갖는다.
더 나아가 전기식 제너레이터의 고정자-회전자-갭의 영역에 있는 본 발명에 따른 베어링 배열체에 의해서는 부하가 강한 경우에도 갭 간격이 가급적 일정하게 유지될 수 있음으로써, 적은 갭 간격 그리고 그와 더불어 제너레이터의 고효율이 실현될 수 있다. 더 나아가서는 최소화된 베어링 반력으로 인해 고정자 하우징 외부에 그리고 그와 더불어 에너지 발생 장치의 유체 순환된 영역에 적용되는 물 윤활식 베어링(water lubricated bearing)이 베어링 소자로서 사용될 수 있으며, 이 경우에는 오일을 기본으로 하는 윤활재가 베어링 배열체로부터 주변 물로 배출되지 않는다.
에너지 발생 장치의 본 발명에 따른 한 바람직한 실시예에 따르면 베어링 소자들은 유수 안에 있는 연삭 성분에 대하여 보호되며, 바닷물 흐름의 경우에 상기 연삭 성분은 특히 바닷물 흐름에 의해서 함께 운반되는 침전물이다. 풍력 설비의 경우에는 공기 흐름에 의해서 운반되는 모래 알갱이와 같은 입자에 의해서 여러가지 문제점들이 야기된다. 가장 간단한 경우에는 래버린스(labyrinth) 밀봉부와 같은 밀봉 성분들을 베어링에 할당함으로써 보호 조치가 실행되며, 그 결과 침전물은 필터링 작용을 하는 제1 부재에 의해서 외측으로부터 분리된다. 한 개선예에 따른 보완적인 또는 대안적인 조치로서 고정자 하우징과 환상 지지 구조물 사이에는 물 흐름에 의해서 구동되는 에너지 발생 장치를 위하여 필터링된 주변 물을 외부로 흘려보내는 장치가 제공되어 있다. 그에 상응하게 본 발명에 따른 풍력 설비를 위해서는 필터링된 공기 또는 다른 세정 가스에 의해서 세정이 이루어진다. 이해를 돕기 위하여 이하에서는 단지 물 흐름에 의해서 구동되는 에너지 발생 장치만을 위한 밀봉부- 또는 베어링 세정의 한 실시예가 기술된다. 풍력 설비를 위하여 당업자는 상응하는 적응 조치를 수행할 수 있다.
그에 따라 특히 바람직하게는 필터링된 물이 외부 방향으로 물 윤활식 베어링을 관류하게 되며, 이와 같은 관류 과정은 특히 베어링이 2열로 배치된 경우에 그리고 필터링 물 공급부가 축 방향으로 이격된 베어링 소자들 사이에 제공된 경우에 간단히 성공한다. 보호 조치에 추가하여 밀봉 성분, 말하자면 래버린스 밀봉부가 베어링 외부 영역에 제공되면, 한 대안적인 실시예에 따라 필터링된 물이 외부로 관류하는 과정은 단지 밀봉 성분에 의해서만 이루어질 수 있으며, 그 결과로서 연삭 물질이 베어링에 침전되는 현상이 방지된다. 한 개선예에 상응하게 필터링 물의 흐름이 베어링에 의해서 이루어질 뿐만 아니라 아래에 기술된 바와 마찬가지로 외부 영역에 할당된 밀봉 부재에 의해서도 이루어짐으로써, 베어링 세정뿐만 아니라 밀봉부 세정도 실현될 수 있다. 밀봉부 세정과 동시에 이루어지지 않는 베어링 세정도 가능하거나 또는 대안적으로는 장애를 일으키는 밀봉부를 생략하는 것도 가능하며, 필터링 물로 베어링을 세정하는 개방된 베어링의 사용도 가능하다.
본 발명의 추가의 한 실시예에 따르면 조정 가능한 블레이드를 갖춘 터빈이 형성된다. 터빈이 프로펠러 모양의 구조를 갖는 경우에는 각 블레이드(angular blade) 설정으로 인해 동력 유입 및 회전수의 조절이 이루어질 수 있다. 이와 같이 개별 흐름 조건들 또는 작동 상황에 적응된 터빈 설정을 구현하기 위하여, 유체 밀봉된 고정자 하우징 안에서 고정자를 본 발명에 따라 캡슐로 감싸기 위해서는 환상 지지 구조물, 회전자 및 터빈으로 이루어진 구성 유닛을 위하여 터빈을 적응시키기 위한 조정 부재를 작동시킬 별도의 에너지원을 제공하는 것이 반드시 필요하다. 이 목적을 위해서는 회전하는 구성 유닛에 할당된 순환하는 유압 펌프가 사용될 수 있으며, 상기 순환 유압 펌프는 예를 들어 톱니 휠이 고정자 하우징 상에 맞물리도록 하고, 유압 조정 장치의 작동을 위해서 터빈을 적응시킬 목적으로 이용된다. 대안적으로 에너지 전달 및/또는 신호 전달, 예를 들어 고정자 하우징으로부터 회전하는 구성 유닛으로 전달되는 제어- 및 모니터링 신호 그리고 센서 장치를 위한 신호의 전달은 무접촉 방식으로 그리고 유도성으로 이루어질 수 있으며, 그로 인해 전기식 액추에이터는 특히 각 블레이드 조정을 목적으로 구현될 수 있다.
한 대안적인 실시예에서는 터빈의 액티브한 조정이 생략되는데, 다시 말하자면 터빈이 프로펠러 모양으로 형성된 경우에는 블레이드 각 설정이 생략된다. 이와 같은 실시예는 궁극적으로 소자의 개수를 줄임으로써 재차 고장에 대한 안전성을 높여준다. 하지만, 부하 발생의 경우에 터빈에 의한 에너지 공급을 가급적 신속하게 줄이기 위한 예방 조치들이 취해져야만 한다는 단점이 존재한다. 본 발명의 한 개선예에 따르면 터빈을 확실하게 제동하기 위해서는 단지 제너레이터 모멘트가 인가되는 경우에만, 다시 말해 정상 작동의 경우에만 터빈 블레이드를 맞물림 위치로 회전시키고 제너레이터 모멘트가 갑작스럽게 중단되는 경우에는 터빈이 터빈 블레이드에서의 유동력에 의해 자동으로 비맞물림 위치로 되돌아가는 그와 같은 터빈 구조가 선택되며, 이와 같은 터빈 구조에 의해서는 복잡한 제동 장치 없이도 터빈의 조절되지 않은 가속이 최소화될 수 있다.
터빈이 제너레이터 모멘트의 작용에 의해 서로 상대적으로 비틀리는 동시에 터빈 블레이드를 유동 동작으로 회전시키는 두 개 이상의 부분 소자를 포함한다는 사실로 인하여 상기 구상은 변형된다. 부하가 발생하는 경우, 상기와 같은 상대적인 비틀림은 유동력에 의한 제너레이터 모멘트의 중단으로 인해 처음 상태로 되돌아가고, 그 결과 제너레이터 모멘트는 고유한 조정- 및 제어 기관을 형성하게 되며, 이 경우 터빈을 작동시키기 위한 조정력은 제너레이터 모멘트로부터 얻어진다 ― 이와 같은 상황은 정상 작동의 경우다. 터빈 블레이드를 유동으로부터 돌려서 빼내는 과정도 재차 제너레이터 모멘트를 중단시킴으로써 제어되는데, 다시 말하자면 개시된다.
본 발명은 도면들과 연관된 바람직한 실시예들을 참조하여 아래에서 설명된다.
도면에 대한 상세한 설명은 다음과 같다:
도 1은 본 발명에 따른 에너지 발생 장치를 축 방향으로 절단하여 도시한 단면도이고,
도 2는 베어링 세정 및/또는 밀봉부 세정을 위한 펌프-필터 유닛이 제공된 실시예에서 도 1에 따른 본 발명에 따른 에너지 발생 장치를 보여주는 개략도이며,
도 3은 원심 원리에 따라 동작하고 자동으로 세척되는 본 발명에 따른 에너지 발생 장치를 위한 펌프-필터 유닛을 보여주는 개략도이고,
도 4는 별도의 또는 캡슐로 싸인 에너지 발생 장치로써 블레이드 각을 조정하기 위한 본 발명에 따른 에너지 발생 장치의 두 가지 변형예이며,
도 5a 및 도 5b는 제너레이터 모멘트를 통해 제어되는 터빈의 액티브 위치 및 패시브 위치를 단순화하여 보여주는 개략도이다.
도 1은 관리 작업이 필요없는 에너지 발생 장치의 본 발명에 따른 기본 구상을 축 방향 단면도로 보여준다. 유입 과정은 화살표에 상응하게 바닷물 흐름 또는 유수 흐름에 의해서 이루어진다. 본 실시예에서 터빈(1)은 프로펠러 모양으로 형성되었고, 도시된 실시예를 위해서 두 개 이상의 프로펠러 블레이드(54)를 포함한다. 본 발명에 따르면 터빈(1)은 직접, 다시 말해 기어 단의 중간 접속 없이 전기식 제너레이터(2)의 회전자(3)에 연결되어 있으며, 이 경우 특히 바람직하게는 도 1에 따른 도시에 상응하게 동축으로 그리고 동심으로 배치된 콤팩트한 구성 유닛이 사용된다. 이때 터빈(1)의 프로펠러 블레이드(54)는 방사형 내부에서 환상 지지 구조물(60)에 관절식으로 연결되어 있으며, 이 경우 환상 지지 구조물(60) 안에는 회전자(3)의 자성 소자들이 통합되어 있다. 이때에는 바람직하게 다수의 영구 자석이 환상 지지 구조물(60)의 내부 둘레에 배치되어 있으며, 이 경우에는 예를 들어 네오디뮴-붕소-철-합금으로 이루어진 고성능 자석이 사용된다. 전기식 제너레이터(2)의 유도 코일 및 전자 시트 패킷을 갖춘 고정자(4)가 유체 밀봉되고 건조한 고정자 하우징(5) 내부에 배치됨으로써, 벽 영역(5.1)은 전기식 제너레이터(2)의 회전자(3)와 고정자(4) 사이에 형성된 갭(63) 내에 있는 분리용 관의 방향으로 고정자 하우징 안에 캡슐로 싸여 있는 영역을 세정된 외부 회전자로부터 분리시키게 된다. 고정자(4)는 회전자(3)에 대하여 축(60)을 기준으로 동축으로 그리고 동심으로 내부에 배치되어 있다. 밀봉된 고정자 하우징(5) 이외에 에너지 발생 장치의 곤돌라(70)는 추가의 영역들을 포함할 수 있는데, 예를 들면 주변 매체에 대하여 완전 히 밀봉되지 않은 하우징 후드(62)를 포함할 수 있다.
회전자(3)와 고정자(4) 사이에 형성된 갭(63) 내에 있는 벽 영역(5.1)은 회전자의 자기장을 가급적 적게 약화시키는 재료로 이루어져야만 한다. 이 경우 본 발명에 따른 에너지 발생 장치에서는 특히 오오스테나이트계 강철이 유체 밀봉된 고정자 하우징(5)을 형성하기 위하여 선호된다. 강철은 정상 온도에서는 실제로 자성을 띠지 않는다. 더 나아가 특히 염수 또는 염무 분위기에서 에너지 발생 장치가 작동되는 경우에는 내식성 재료가 선택될 수 있다. 대안적으로는 알루미늄 및 아연을 기본으로 하는 금속 합금이 사용될 수 있으며, 이 경우 상기 금속 합금은 폴리머를 기재로 하는 부식 방지 코팅을 가질 수 있다.
전기식 제너레이터(2)로서는 바람직하게 링 제너레이터의 형태로 형성된 다중 극자 동기 제너레이터가 사용되며, 상기 다중 극자 동기 제너레이터는 주파수 변환기를 통해서 전력 공급 주전원에 접속된다.
또한, 본 발명에 따른 에너지 발생 장치를 위해서는 전기식 제너레이터(2)의 회전자(3)와 고정자(4) 사이에 형성된 갭(63) 영역에 베어링 배열체(6)가 제공된다. 회전자(3)가 그 내부에 통합되어 있는 환상 지지 구조물(60)의 베어링 배열체(6)는 바람직하게 2열로 형성되고, 축 방향으로 이격된 두 개 이상의 베어링 소자(6.1, 6.2)로 이루어지며, 상기 베어링 소자들은 각각 상기 갭(63)에 축 방향으로 이웃하여 연결된다. 상기 베어링 소자들은 소정의 갭 간격을 설정하기 위해서 그리고 터빈 파워를 지지하기 위해서 이용된다. 상기와 같은 방식으로 배치된 베어링 배열체에 의해서는 터빈(1)에 의해 유입된 모멘트를 고정자 하우징(5)의 외부 둘레 영역에 도입하는 것이 가능해진다. 대형 베어링 소자(6.1, 6.2) 그리고 상기 베어링 소자의 크기가 큰 축 방향 및 방사 방향 연장부에 의해서는 베어링 소자(6.1 및 6.2) 내에서, 특히 베어링 셸 내에서 발생하는 압착력 그리고 상기 압착력으로부터 야기되는 변형을 작게 유지할 수 있다. 이와 같은 조치에 의해서는 터빈(1)에 작용하는 동적인 및 정적인 높은 모멘트를 위해서도 물 윤활식 베어링으로 형성된 베어링 소자(6.1, 6.2)가 사용될 수 있다. 이와 같은 사실은 순환된 외부 회전자가 사용되고 갭(63) 영역에서도 마찬가지로 작동수(works water)가 흘러 넘친다는 관점에서 볼 때에 특히 중요하다.
베어링(6)의 형성은 전문가적인 판단의 틀 안에서 선택될 수 있고, 충분한 축 방향 연장부를 갖는 1열의 실린더 롤러 베어링 또는 축 방향으로 이격되고 바람직하게는 각각 물 윤활식 세라믹 라이닝을 갖는 2열의 볼 롤러 베어링 또는 슬라이딩 베어링 부시를 포함할 수 있다. 특히 한 바람직한 실시예에 따르면 베어링(6)은 이 베어링이 가동적인 구성 유닛 ― 이 구성 유닛은 회전자(3)가 통합된 환상 지지 구조물(60) 및 터빈(1)을 포함한다 ― 을 위하여 축 방향으로 추가의 정지 동작을 제공할 수 있도록 형성되었다. 또한, 베어링 셸은 고정자 하우징(5) 안에 그리고 환상 지지 구조물(60) 안에 형성될 수 있다. 상기 베어링 셸은 베어링 파워 압착력이 작게 유지되기에 충분한 크기의 직경을 갖는다. 다른 한편으로는, 환상 지지 구조물(60)이 터빈(1)에 대하여 방사형 내부에 배치됨으로써 상기 직경은 주변을 둘러싸는 터빈에 비해 작으며, 그 결과 상기 부품 내부에 있는 베어링 셸은 더욱 정확하게 제조될 수 있다.
요약적으로 말하자면, 도 1에 따라 도시된 에너지 발생 장치는 직접적인 제너레이터 구동으로 인하여 마모에 약한 기어 소자들이 불필요하다는 것을 특징으로 한다.
더 나아가 분리용 관을 배치함으로써는 고정자 하우징(5)의 밀봉된 내부 영역이 형성되며, 상기 고정자 하우징의 내부 영역은 단지 정적인 밀봉부만을 갖고, 상기 내부 영역에는 습기 또는 부식에 민감한 모든 제어 소자 및 파워 소자가 배치되어 있다.
더 나아가 순환하는 소자들의 본 발명에 따른 베어링 배열체(6)에 의해서는 고정자 하우징(5) 상에서 그리고 특히 상기 고정자 하우징의 외부 둘레에서 지지가 되는 베어링 셸에 의해, 모멘트 하중이 강한 경우에도 전기식 제너레이터(2)의 회전자(3)와 고정자(4) 사이의 갭 간극이 일정하게 유지될 수 있고, 상기와 같은 조건들에 대해서도 베어링 파워가 최소화될 수 있음으로써, 특별한 구조적 비용 없이도 물 윤활식 베어링을 사용할 수 있게 된다.
또한, 제너레이터 회전자(3) 및 고정자(4)를 동축으로 배치하는 대신에 디스크 모양으로 배치하는 것도 생각할 수 있으며, 이 경우에는 본 발명에 따라 재차 유체 밀봉된 고정자 하우징이 존재하고, 제너레이터 회전자(3) 및 터빈(1)으로 이루어진 회전 가능한 구성 유닛은 베어링 배열체를 통하여 바람직하게는 고정자 하우징의 외부 둘레에서 지지가 된다. 대안적으로 고정자 하우징 상에서 이루어지는 베어링 지지 작용은 정면에서도 큰 반경으로 이루어질 수 있다. 이와 같은 변형예는 도면에는 상세하게 도시되어 있지 않다.
본 발명에 따른 에너지 발생 장치에 의해서는 장애에 민감한, 더 나아가서는 대부분 완전히 밀봉되지 않은 축 밀봉부가 유체 밀봉 또는 가스 밀봉에 의해 캡슐로 싸인 내부 공간 ― 이 내부 공간 안에는 전기식 제너레이터(2)의 고정자(4)가 배치되어 있다 ― 에 의하여 외부 둘레에 노출된 회전자(3)와 연결된다. 이 경우 침전물 함량이 높은, 특히 모래 등이 많이 함유된 바닷물 흐름은 베어링의 마모를 야기할 수 있다. 이와 같은 사실은 공기 흐름에 의해서 운반되는 입자로 인해 풍력 설비에도 적용된다. 그렇기 때문에 발명자는 본 발명의 한 바람직한 개선예가 베어링 세정 및/또는 밀봉부 세정을 포함한다는 사실을 인식했다. 제1 실시예는 도 2에 도시되어 있다. 우선, 부분 확대 단면도에 따르면 베어링(6)에 추가하여 밀봉 부재(7), 특히 래버린스 밀봉부가 제공된다. 상기 래버린스 밀봉부는 침전물이 베어링 영역 안으로 유입되는 것을 억제하여 필터와 동일한 작용을 한다. 하지만, 터빈(1)에 작용하는 높은 모멘트 때문에 밀봉 부재(7) 내부에서 갭 조정 상태를 변경시키는 약간의 상대적인 운동은 배제할 수 없다. 그렇기 때문에 한 특히 바람직한 실시예에 따르면 필터링된 주변 물 또는 필터링된 주변 공기를 베어링 영역으로부터 외부로 지속적으로 배출시키는 장치가 제공된다. 이때 가장 간단한 경우에는 단지 필터 부재(7)만을 관류하게 됨으로써, 결국에는 주변 흐름으로부터 연삭 매체가 유입되는 현상이 저지된다. 하지만, 예를 들어 축 방향 간격을 두고 측면에 배치된 베어링 부재(6.1, 6.2) 사이의 갭 영역에 필터링된 주변 매체가 유입됨으로써 야기될 수 있는 추가의 베어링 세정이 특히 바람직하다. 한 대안적인 실시예에서는 물 윤활식 베어링이 그리스(grease) 윤활식 베어링으로 대체되는데, 상기 그리스 윤활 식 베어링은 친환경적인 그리스를 이용하는 손실 윤활 방식(loss lubrication)으로서 구현될 수 있다. 배출되는 그리스는 연삭 작용하는 고체를 베어링으로부터 외부 영역으로 운반한다.
도 2에 개략적으로 도시된 예에 따르면 에너지 발생 장치의 하우징 후드(62) 내에는 필터(8), 예를 들어 카트리지 필터가 제공된다. 주변 매체가 축 가까이에서 상기 필터(8)에 제공된 다음에 방사형 외부로 가이드 되면, 링 모양의 갭 안에서 유체가 함께 움직임으로써 방사형 외부로 진행하는 공급 라인 내부에서는 필터(8)로부터 갭(63)으로 이루어지는 흡인 작용이 생성됨으로써, 결국 외부로 향하는 흐름은 터빈(1)의 회전 동작에 의해서 이미 베어링(6.1, 6.2) 또는 밀봉 부재(7)에 의하여 형성된다. 추가로 필터 펌프(9)가 제공될 수 있으며, 상기 필터 펌프는 필터링된 주변 매체를 강화된 상태로 갭(63) 안으로 밀어 넣음으로써 베어링 관류 동작 또는 밀봉부 관류 동작을 개선하기 위해서 이용된다. 필터 시스템(8) 및 필터 펌프(9)는 하나의 펌프-필터 유닛을 형성한다.
추가의 한 실시예에서 도 3에는 원심력 원리에 기초한 자동 세척 필터(8)가 도시되어 있으며, 상기 필터는 베어링을 세정하기 위한 세척된 주변 매체를 형성하기 위해서 이용된다. 상기 필터는 하우징 후드(62) 내부에 플레이트 모양의 부재(10)를 구비하며, 상기 부재의 원추형으로 형성된 외부 벽(11)에 제공된 오염 물질은 터빈에 대한 커플링에 의해서 구동되는 회전 동작 중에 외부로 그리고 그로 인해 측면 방향으로, 나머지 필터링 물 흐름으로부터 분리된 상태에서 멀리 이송되며, 이 경우 후드 외측면에는 분류된 오염 물질을 위한 상응하는 배출 개구(64)가 제공될 수 있다.
상기 펌프-필터 유닛은 밀봉된 고정자 하우징(5) 외부에 배치될 수 있으며, 이와 같은 사실은 재차 캡슐을 단순화시킨다. 대안적으로는 상기 펌프-필터 유닛이 밀봉된 고정자 하우징(5) 안에 배치됨으로써, 상기 펌프-필터 유닛의 부식을 방지하기 위한 예방 조치들은 단순해진다. 바람직하게 상기 펌프-필터 유닛은 고정자 하우징(5)의 중앙에 배치되어 있고, 유압식 관통부를 포함하며, 상기 유압식 관통부는 밀봉 부재(7) 및/또는 베어링 배열체(6)의 영역에 있는 배출구 내부와 연통된다.
도 4에는 본 발명의 한 개선예가 도시되어 있으며, 이 개선예는 제너레이터 하우징(5)을 밀봉 방식으로 폐쇄시키는 구상을 터빈(1)을 위한 설정 가능성과 연결시켜준다. 터빈(1)이 프로펠러의 형태로 형성되는 경우에, 상기 조정 가능성은 바람직하게는 프로펠러 블레이드(54)의 각 설정이 된다. 유압식 조정을 위해서는, 고정자 하우징 내부로부터 작동 매체를 유입시켜서 유압식 소자들에 동력을 공급하기 위하여, 고정자 하우징(5)과 이 고정자 하우징 상에서 회전되는 에너지 발생 장치의 회전 소자들 사이에 유체 결합이 반드시 필요하다. 이 목적을 위하여 고정자 하우징(5)에 회전 관통부를 갖는 유압식 분배기가 제공될 수 있으나, 이와 같은 상황은 도면에는 상세하게 도시되어 있지 않다. 하지만, 고정자 하우징(5)에서 가동적인 밀봉 소자들을 완전히 생략할 수 있기 위해서는 회전하는 구성 유닛에 의해 순환되는 유압 펌프(30)가 그 대안으로 사용되는데, 상기 유압 펌프는 피니언 기어(31)를 통하여 고정되어 있는 톱니 림(32)(tooth rim)에 맞물리며, 상기 톱니 림 은 예를 들어 고정자 하우징(5)에 연결되어 있다. 터빈(1)이 순환하는 경우에는 작용 결합이 설정되어 유압 모터(30)가 구동되고, 도면에 상세하게 도시되지 않은 유압 소자들, 말하자면 저장 용기 및 유압 밸브를 통해서 유압 조정 부재(33)가 블레이드 각 조정을 목적으로 작동된다.
도 4의 상부 영역에 개략적으로 도시된 한 대안적인 실시예에 따르면, 유압식 구동 장치 대신에 전동식 구동 장치가 사용되며, 이 경우 전기식 조정 구동 장치(21)를 위한 에너지 공급은 고정되어 있는 측면으로부터 순환하는 측면으로 진행하는 유도성 에너지 전달 과정을 통해 코일 장치에 의해서 이루어진다. 그에 상응하게 신호들은 유도성으로 전달될 수 있다. 이 목적을 위하여 바람직하게는 코일 림(20.1)이 예를 들어 고정되어 있는 부분 안에 제공되며, 상기 코일 림은 함께 움직이는 개별 코일(20.2) 내에서 순환하는 측면의 회전 동작에 대하여 동기적으로 전압이 유도될 수 있도록 삽입되어 있다. 전문가적인 능력의 틀 안에서 볼 때에는 상기와 같이 함께 움직이는 개별 코일들 대신에 다수의 가동적인 코일이 사용될 수 있다. 상기 코일 림(20.1)을 순환하는 부분 안에 수용하는 것 그리고 하나 또는 다수의 대응 코일을 고정되어 있는 부분 안에 제공하는 것도 또한 생각할 수 있다.
본 발명에 따른 에너지 발생 장치의 한 대안적인 실시예를 위해서 터빈(1)의 액티브한 조정이 생략되면, 인가되는 제너레이터 모멘트에 의존하여 작동하도록 터빈(1)이 형성되고 그리고 제너레이터 모멘트가 제거되는 경우에는 자동으로 패시브 위치로 되돌아가도록 터빈(1)이 형성된 경우에는, 그럼에도 불구하고 부하 발생의 경우를 위해서 동력 공급이 최소화될 수 있다. 이 경우에는, 제너레이터 모멘트가 터빈 블레이드를 위한 각 설정 장치로 기계식으로 전달되면 복잡한 제어 과정 없이도 상기와 같은 구조가 구현될 수 있다는 사실이 주목할만하다.
상기 원리의 한 가지 가능한 실시예는 도 5a 및 도 5b에 도시되어 있으며, 이 경우에는 프로펠러 모양의 터빈(1)이 사용되고, 두 가지 시각은 프로펠러 축을 따라서 환상 지지 구조물(60)을 개략적인 평면도로 도시하고 있다. 환상 지지 구조물(60)은 제1 부분(50) 그리고 자성 소자 및 특히 회전자(3)의 영구 자석을 지지하는 제2 부분(51)을 포함하며, 상기 제2 부분을 통해서는 정상 동작 중에 제너레이터 모멘트가 작용한다. 상기 두 개의 부분(50, 51)은 원주 방향으로 서로 상대적으로 비틀릴 수 있으며, 이 경우 상기와 같은 상대적인 회전에 의해서는 프로펠러 블레이드의 설정 각이 변경된다. 이 목적을 위하여 도 5a 및 도 5b에는 각각 하나의 프로펠러 블레이드(54) 그리고 제1 부분(50) 상에 및 제2 부분(51) 상에 있는 상기 프로펠러 블레이드의 관절식 연결점에 대한 평면도가 예로 도시되어 있다.
이때 제1 부분(50) 상에 있는 제1 관절식 연결점(52)에서 실행되는 회전 가능한 지지 작용이 프로펠러 블레이드(54)의 바람이 불어오는 측면 영역에서 이루어지면, 도 5a 및 도 5b에 도시된 물의 유동 방향(VW)은 프로펠러 블레이드의 평행 위치의 방향으로 작용하게 되고, 다시 말하자면 제1 부분(50) 상에는 단지 제1 관절식 연결점(52)만 존재하게 되고, 그 결과 프로펠러 블레이드(54)는 삽입 위치로부터 돌려서 빼내질 수 있으며, 이와 같은 동작을 위해서 터빈(1)은 실제로 주변 흐름으로부터 동력을 전혀 끌어오지 않는다.
제너레이터 모멘트가 작용하는 제2 부분(51) 상에는 제2 관절식 연결점(53)이 제공되어 있으며, 상기 제2 관절식 연결점은 제너레이터 모멘트의 지지 작용에 의해서 프로펠러 블레이드(54)를 흐름 안으로 회전시키기 위해서 이용되고, 그와 더불어 터빈(1)을 작동시키기 위해서도 이용된다. 이와 같은 작용 방식은 도 5a와 도 5b의 비교를 통해서 알 수 있다. 도 5b에서는 제너레이터 모멘트의 작용을 알 수 있다. 상기 제너레이터 모멘트는 복원력으로서 회전자의 회전 방향과 반대로 원주 방향으로 작용한다(이와 관련해서는 도 5b의 자성 성분으로 향하는 파워 방향(FMag)을 참조할 것). 이때 제2 관절식 연결점(53)이 바람이 불어가는 측에서 프로펠러 블레이드 축에 대하여 지지가 되면, 제2 부분(51)에 대한 구속력 때문에 그리고 제1 부분(50)과 제2 부분(51) 간의 상대적인 비틀림 가능성 때문에 내부로 기울어지는 동작이 자동으로 이루어지고, 그와 더불어 터빈(1)의 회전자 블레이드의 흐름이 설정된다. 이와 같은 경우는 도 5b에 도시되어 있으며, 이 경우 제1 관절식 연결점(52) 및 제2 관절식 연결점(53)의 연결 축은 유동 방향(FW)에 대하여 소정의 설정각(setting angle)을 취하게 되는데, 다시 말하자면 프로펠러 블레이드(54)는 주변 흐름으로부터 동력을 끌어들여서 제너레이터를 구동시킨다. 전기식 제너레이터에서 파워 감소가 나타나지 않는 경우, 다시 말해 부하가 발생하는 경우에는, 선택적으로 단지 제2 부분에만 작용하고 터빈(1)의 회전을 제동시키는 파워가 제너레이터 모멘트로부터 제거되고, 프로펠러 블레이드의 프로파일에 작용하는 유동력은 도 5a에 도시된, 흐름으로부터 밖으로 회전된 위치로의 리턴 동작을 야기한다. 그 에 상응하게 터빈(1)은 관리 목적을 위해서 정지될 수 있다.
본 발명의 토대가 되는 상기 개념 ― 이 개념에 따르면 터빈(1)은 지지- 및 베어링 구조물의 두 개 부분 소자들의 상대적인 운동으로 인하여 작동 및 비작동되고, 작동 중에 상기 두 개의 부분 중 하나의 부분에는 다른 부분에 비해 더 높고 구속적으로 작용하는 제너레이터 모멘트가 작용한다 ― 은 전문가적인 능력의 틀 안에서 더 세밀하게 개선될 수 있다. 도 5a 및 도 5b에 도시된 실시예를 위해서는 바람이 불어가는 측의 그리고 제너레이터 모멘트에 의해서 제동된 제2 관절식 연결점(53)이 조정 베어링을 포함할 수 있으며, 이와 같은 사실은 상기 관절식 연결점을 위해서 블레이드 프로파일을 따라 이루어지는 소정의 상대 운동을 가능하게 하고, 이와 같은 상대 운동은 제1 부분(50)과 제2 부분(51)의 조합된 상대 운동 그리고 프로펠러 축을 중심으로 이루어지는 프로펠러 블레이드(54)의 회전 운동을 구현하기 위해서 반드시 필요하다. 이를 위해 도 5a 및 도 5b에는 장공(long hole) 배열체가 개략적으로 도시되며, 제2 관절식 연결점(53)은 제시된 각 설정에 따라 상기 장공 배열체를 따라서 슬라이딩 동작할 수 있다. 또한, 제1 부분(50)과 제2 부분(51) 간의 상대 운동을 제한하는 것도 바람직하다. 이를 위해서는 스토퍼들이 이용된다. 이 경우 제1 스토퍼는 도 5a에 따른 비작동 위치를 위해서 소정의 최소 프로펠러 블레이드 각을 유지하기 위하여 이용되고, 상기 최소 프로펠러 블레이드 각은 공회전의 경우를 위해서도 터빈에 의한 최소 동력 유입을 가능하게 하며, 이와 같은 최소 동력 유입은 공회전 동작을 위해 느린 순환 회전수가 제공될 정도까지 마찰력을 극복하기 위해서 이용된다. 하지만, 스토퍼의 선택을 통해서는 최대로 가 능한 흐름이 인가되는 경우에도 터빈의 가속이 방해를 받는 상황이 확실하게 방지되어야만 한다. 또한, 도 5b에 따른 작동 위치를 위해서는 제2 스토퍼가 제공될 수 있으며, 상기 제2 스토퍼가 최대 프로펠러 블레이드 각을 결정하기 위해 이용됨으로써, 두 개의 관절식 연결점(52 및 53)은 하중을 받지 않게 된다.
본 출원서에 기술된 구상, 즉 제너레이터 토크를 통해 야기되는 터빈의 자동 제어 동작 그리고 부하 발생시에 자동으로 이루어질 수 있는 반응 가능성에 의해서는 터빈을 정지시키기 위한 추가의 브레이크가 소형으로 형성될 수 있다. 더 나아가 회전자 주변 영역에 형성된 마찰 부재에 의해서는 효과적인 제동 작용이 형성되어 고정자 하우징으로부터 상응하는 대응 부재에 작용하게 된다. 고정자 하우징 상에 그리고 그와 더불어 큰 외부 직경 상에 지지가 된 외부 회전자의 경우에는 간단하면서도 관리가 필요 없는 소자들에 의해서 상기와 같은 제동 작용이 실현될 수 있다.
본 출원서에 기재된 원리는 한 개선예에서 제너레이터 모멘트를 동력원으로서 그리고 프로펠러 블레이드를 각을 설정하기 위한 조정 신호로서 사용하기 위하여 이용될 수 있다. 그밖에 최종 스토퍼들은 액티브한 방식으로 리셋 될 수 있다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1: 터빈 2: 전기식 제너레이터
3: 회전자 4: 고정자
5: 고정자 하우징 5.1: 벽 영역
6: 베어링 배열체 6.1, 6.2: 베어링 소자
7: 밀봉 부재 8: 필터 시스템
9: 필터 펌프 10: 플레이트 모양의 부재
11: 원추형으로 형성된 외부 벽
20.1: 코일 림 20.2: 개별 코일
30: 유압 모터 31: 피니언 기어
32: 톱니 림 33: 유압식 조정 부재
50: 제1 부분 51: 제2 부분
52: 제1 관절식 연결점 53: 제2 관절식 연결점
54: 프로펠러 블레이드
60: 환상 지지 구조물 61: 축
62: 하우징 후드 63: 갭

Claims (18)

  1. 터빈(1);
    회전자(3)와 고정자(4)가 동축으로 배치되고, 상기 회전자(3)는 상기 터빈(1)에 의해 직접 구동되는 환상 지지 구조물(60)의 일부분이고,
    상기 고정자(4)는 주변 매체에 대하여 밀봉된 고정자 하우징(5) 안에 배치되어 있으며, 상기 고정자 하우징(5)의 벽 영역(5.1)은 상기 회전자(3)와 상기 고정자(4) 사이의 갭(63) 영역에서 연장함으로써, 상기 회전자(3)와 상기 고정자(4) 사이의 자기적인 상호 작용은 상기 벽 영역(5.1)을 통해 일어나는 것을 특징으로 하는 전기식 제너레이터(2);
    상기 회전자(3)를 포함하는 환상 지지 구조물(60)을 위하여, 상기 회전자(3)와 상기 고정자(4) 사이의 상기 갭(63)에 인접하게 배치되고, 상기 밀봉된 고정자 하우징(5)의 외측 둘레 상에서 지지되고, 물 윤활식 베어링(water-lubricated bearing)이 사용되는 베어링 배열체(6);
    상기 베어링 배열체(6)의 외부 영역에 배치되며, 상기 베어링 배열체(6) 공간으로의 연삭 재료의 침투를 막기 위하여 상기 베어링 배열체(6)를 상기 베어링 배열체(6)의 외부 영역으로부터 밀봉시키고 래버린스 밀봉부가 사용되는 밀봉 부재(7); 및
    필터링된 주변 매체를 이용하여 상기 밀봉 부재(7)의 외부로 향하는 관류를 형성하기 위한 펌프-필터 유닛을 구비하고, 상기 필터링된 주변 매체를 상기 베어링 배열체(6) 공간으로부터 상기 밀봉 부재(7)를 통과하여 외부로 배출시키는 세정 유닛을 포함하는, 물의 흐름 또는 공기의 흐름으로부터 전기 에너지를 얻기 위한 에너지 발생 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 베어링 배열체(6)는 다수의 열로 형성되며, 상기 베어링 배열체(6)의 축 방향으로 상호 이격되고 상기 회전자(3)와 상기 고정자(4) 사이의 상기 갭(63) 간격을 설정하는 제1 및 제2 베어링 소자(6.1, 6.2)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 에너지 발생 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기식 제너레이터(2)가 링 제너레이터로서 형성된 것을 특징으로 하는 에너지 발생 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기식 제너레이터(2)가 다중 극자 동기 제너레이터로서 형성되었으며, 상기 회전자(3)는 영구 자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 발생 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전자(3)와 상기 고정자(4) 사이의 갭(63)에서 상기 밀봉된 고정자 하우징(5)의 상기 벽 영역(5.1)은 내식성의 비자성 재료 중에서 내식성의 비강자성 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 에너지 발생 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    오오스테나이트계 강철이 상기 벽 영역(5.1)을 위한 재료로서 사용되는 것을 특징으로 하는 에너지 발생 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    설비 제어부 및/또는 파워 전자 장치의 소자들 및/또는 주파수 변환기가 상기 밀봉된 고정자 하우징(5) 내부에 배치된 것을 특징으로 하는 에너지 발생 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 세정 유닛은 상기 베어링 배열체(6)를 세정하기 위한 세정 장치이고, 상기 필터링된 주변 매체를 세정 매체로 사용하는 것을 특징으로 하는,
    물의 흐름 또는 공기의 흐름으로부터 전기 에너지를 얻기 위한 에너지 발생 장치.
  11. 삭제
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 펌프-필터 유닛은 상기 고정자 하우징(5) 외부에 배치되어 있고, 상기 터빈(1)에 대하여 적어도 간접 기계식으로 구동 결합되는 것을 특징으로 하는 에너지 발생 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 펌프-필터 유닛은 상기 밀봉된 고정자 하우징(5) 내부에 배치된 것을 특징으로 하는 에너지 발생 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 펌프-필터 유닛은 원심 원리에 따라 동작하는 것을 특징으로 하는 에너지 발생 장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 터빈(1)은 두 개 이상의 회전자 블레이드를 포함하고, 상기 회전자 블레이드에는 블레이드 각을 조정하기 위한 장치가 할당되어 있으며, 상기 블레이드 각 조정 장치는 자립형 에너지 발생 유닛을 포함하거나 또는 유체 밀봉 방식으로 밀봉된 고정자 하우징(5)의 유도성 커플링에 의해 에너지를 공급받는 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 발생 장치.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 터빈(1)은 프로펠러 블레이드를 포함하고, 상기 프로펠러 블레이드는 제너레이터 토크의 작용에 의해서, 동력을 유입시키기 위한 액티브 위치로 보내지고, 제너레이터 토크가 중단되는 경우에는 상기 프로펠러 블레이드 상에서 흐르는 유체 힘들의 작용에 의해서, 동력의 공급이 감소되는 패시브 위치로 되돌아가는 것을 특징으로 하는 에너지 발생 장치.
  17. 삭제
  18. 삭제
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