KR101524432B1 - Generator having the air gap - Google Patents

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Abstract

에어갭을 구비한 발전기가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 에어갭을 구비한 발전기는, 허브에 결합되어 회전하되, 돌출부가 마련되는 로터유닛; 로터유닛과의 사이에 에어갭(Air Gap)이 형성되도록 로터유닛으로부터 이격되어 배치되되, 돌출부의 대응되는 위치에 안착부가 마련되는 스테이터유닛; 및 돌출부와 안착부 각각에 회전가능하게 결합되어 에어갭을 유지하는 에어갭유지유닛을 포함한다.A generator with an air gap is disclosed. A generator having an air gap according to an embodiment of the present invention includes a rotor unit coupled to a hub and rotating, the rotor unit being provided with a protrusion; A stator unit disposed apart from the rotor unit such that an air gap is formed between the rotor unit and the rotor unit, the stator unit being provided at a corresponding position of the protrusion; And an air gap holding unit rotatably coupled to each of the protruding portion and the seat portion to hold the air gap.

Description

에어갭을 구비한 발전기{GENERATOR HAVING THE AIR GAP}{GENERATOR HAVING THE AIR GAP}

본 발명은, 에어갭을 구비한 발전기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 블레이드 하중의 작용에 의해 발생되는 회전축의 뒤틀림과 흔들림을 방지하여 스테이터유닛과 로터유닛 사이에 형성되는 에어갭을 유지할 수 있는 에어갭을 구비한 발전기에 관한 것이다.The present invention relates to a generator having an air gap, and more particularly, to a generator capable of maintaining an air gap formed between a stator unit and a rotor unit by preventing warpage and shaking of a rotating shaft caused by the action of a blade load To an electric generator having an air gap.

일반적으로 발전기는, 일측에 고정되어지는 스테이터와, 스테이터에 근접하게 설치되고 회전하도록 마련되는 로터로 구성되어 스테이터를 기준으로 로터가 회전운동을 하며, 이를 통해, 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 장치이다.Generally, a generator is composed of a stator fixed to one side and a rotor provided close to the stator so as to rotate so that the rotor rotates with respect to the stator, thereby converting mechanical energy into electrical energy to be.

여기서, 전술한 바와 같은 스테이터와 로터 사이에는, 스테이터와 로터 사이의 간극에 해당하는 에어갭(AIR GAP)이 형성되어 있는데, 발전기의 발전 효율을 증가시키기 위해서는, 에어갭이 소정 간격으로 이격된 후 그러한 간격이 유지될 필요가 있다.Here, an air gap (AIR GAP) corresponding to the gap between the stator and the rotor is formed between the stator and the rotor as described above. In order to increase the power generation efficiency of the generator, Such an interval needs to be maintained.

즉, 에어갭의 유지 여부에 따라서 발전기의 성능과 효율이 결정될 수 있으므로, 발전기에 있어서 에어갭의 유지는 중요한 관심분야이며, 에어갭의 사이즈를 작게 유지하는 것은 기술력과 관련된 해결과제에 해당된다.That is, since the performance and efficiency of the generator can be determined depending on whether the air gap is maintained or not, maintenance of the air gap in the generator is an important field of interest, and keeping the size of the air gap small is a technical problem.

특히, 기어박스가 없고 제너레이터의 직경이 대략 10m 내외인 직접 구동 풍력발전기는 바람의 영향을 많이 받으며, 이는 발전기의 에어갭의 정밀도에 악영향을 미친다. In particular, direct-drive wind power generators without gearboxes and with generators around 10 m in diameter are heavily influenced by the wind, which adversely affects the accuracy of the air gap of the generator.

여기서, 풍력발전기의 블레이드 하중의 작용에 의해 발생되는 회전축의 뒤틀림과 흔들림을 방지하는 것이 용이하지 않다는 문제가 있다.Here, there is a problem that it is not easy to prevent twisting and shaking of the rotary shaft caused by the action of the blade load of the wind power generator.

그리고, 에어갭이 유지되지 않는 경우, 에어갭의 자속밀도 감소로 인해 토크의 감소와 전력 손실을 초래하게 되며, 또한, 로터와 스테이터의 접촉부에 균열이 생기는 문제점도 있다.If the air gap is not maintained, the reduction of the magnetic flux density of the air gap causes a decrease in torque and a power loss. In addition, there is a problem that cracks are generated in the contact portion between the rotor and the stator.

하지만, 종래, 발전기의 경우, 회전축에 결합되는 베어링의 강성을 조절하여 에어갭을 유지하고 있지만, 전술한 베어링은 회전축을 지지하는 구조체이고 에어갭을 직접적으로 유지하는 구성은 아니므로, 에어갭 유지에 한계가 있었다.However, in the case of the conventional generator, the air gap is maintained by adjusting the rigidity of the bearing coupled to the rotating shaft. However, the bearing described above is a structure for supporting the rotating shaft and is not a structure for directly holding the air gap, .

대한민국공개특허 공개번호:제10-2011-0102464호(공개일자:2011년09월16일)Korea Patent Publication No. 10-2011-0102464 (Open date: September 16, 2011)

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 블레이드 하중의 작용에 의해 발생되는 회전축의 뒤틀림과 흔들림을 방지하여 스테이터유닛과 로터유닛 사이에 형성되는 에어갭을 유지하며, 이를 통해, 발전기의 효율을 향상시킬 수 있는 에어갭을 구비한 발전기를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a stator and a rotor unit which can prevent a twisting and shaking of a rotating shaft caused by a blade load, And an air gap is provided between the air gap and the air gap.

본 발명의 일 측면에 따르면, 허브에 결합되어 회전하되, 돌출부가 마련되는 로터유닛; 상기 로터유닛과의 사이에 에어갭(Air Gap)이 형성되도록 상기 로터유닛으로부터 이격되어 배치되되, 상기 돌출부의 대응되는 위치에 안착부가 마련되는 스테이터유닛; 및 상기 돌출부와 상기 안착부 각각에 회전가능하게 결합되어 상기 에어갭을 유지하는 에어갭유지유닛을 포함하는 에어갭을 구비한 발전기가 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a rotor unit comprising: a rotor unit coupled to and rotated by a hub, the rotor unit being provided with a protrusion; A stator unit spaced apart from the rotor unit such that an air gap is formed between the stator unit and the rotor unit, wherein a stator unit is provided at a corresponding position of the protrusion; And an air gap holding unit rotatably coupled to each of the protruding portion and the seating portion to hold the air gap.

또한, 상기 에어갭유지유닛은, 상기 돌출부에 일측이 결합되고, 상기 안착부에 타측이 결합되어 회전하는 구체유닛; 및 상기 구체유닛이 수용되어 지지되며, 상기 안착부에 결합되는 구체지지유닛을 포함할 수 있다.The air gap maintaining unit may include a spherical unit, one side of which is coupled to the protruding portion, and the other side of which is coupled to the seat portion and rotates; And a concrete supporting unit which is received and supported by the concrete unit and is coupled to the seating unit.

그리고, 상기 구체지지유닛은, 상기 구체유닛이 수용되는 수용부; 및 복수의 상기 수용부를 상호 연결하는 수용부연결부재를 포함할 수 있다.The concrete supporting unit may further include: a receiving portion in which the concrete unit is received; And a receiving portion connecting member interconnecting the plurality of receiving portions.

또한, 상기 구체유닛이 상기 돌출부와 상기 안착부에 결합될 수 있도록, 상기 수용부에는 개구가 형성될 수 있다.An opening may be formed in the receiving portion so that the specific unit can be coupled to the protruding portion and the seating portion.

그리고, 상기 안착부는, 상호 이격되어 평행하게 배치되는 한 쌍의 제1길이부재; 및 상기 한 쌍의 제1길이부재 단부 각각을 연결하는 제2길이부재를 포함할 수 있다.The seat portion may include a pair of first longitudinal members spaced apart from each other and disposed in parallel to each other; And a second length member connecting each of the pair of first length member ends.

또한, 상기 구체지지유닛은 상기 안착부의 내측 둘레에 대응되는 형상으로 형성될 수 있다.In addition, the specific supporting unit may be formed in a shape corresponding to the inner periphery of the seat portion.

그리고, 상기 에어갭유지유닛은 복수로 마련되며, 상기 복수의 에어갭유지유닛이 상기 스테이터유닛의 원주를 따라 설치될 수 있다.The plurality of air gap holding units may be provided along the circumference of the stator unit.

또한, 상기 돌출부 및 상기 안착부 중 적어도 하나에는 상기 구체유닛이 결합되기 위한 구체결합홈이 형성될 수 있다.Also, at least one of the projecting portion and the seating portion may be formed with a concrete coupling groove for coupling the concrete unit.

그리고, 상기 안착부는, 측단면을 기준으로, 가로방향을 향하도록 형성되는 가로방향안착부 및 세로방향을 향하도록 형성되는 세로방향안착부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The seat portion may include at least one of a lateral seating portion formed to face the lateral direction and a longitudinal seating portion formed to face the longitudinal direction with respect to the side end face.

또한, 상기 돌출부는, 측단면을 기준으로, 가로방향을 향하도록 돌출되는 가로방향돌출부 및 세로방향을 향하도록 돌출되는 세로방향돌출부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In addition, the projecting portion may include at least one of a lateral projecting portion projecting in the lateral direction and a longitudinal projecting portion projecting in the longitudinal direction with respect to the side end face.

본 발명의 실시예들은, 블레이드 하중의 작용에 의해 발생되는 회전축의 뒤틀림과 흔들림을 방지하여 스테이터유닛과 로터유닛 사이에 형성되는 에어갭을 유지하며, 이를 통해, 발전기의 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.Embodiments of the present invention can prevent the twisting and shaking of the rotating shaft caused by the action of the blade load, thereby maintaining the air gap formed between the stator unit and the rotor unit, thereby improving the efficiency of the generator .

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어갭을 구비한 발전기의 개략적인 측단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어갭을 구비한 발전기에서 에어갭유지유닛이 돌출부와 안착부에 결합된 모습의 확대도이다.
도 3(a) 및 도 3(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어갭을 구비한 발전기에서 에어갭유지유닛을 도시한 도면이다.1 is a schematic side cross-sectional view of a generator with an air gap according to one embodiment of the present invention.
2 is an enlarged view of an air gap holding unit in a generator having an air gap according to an embodiment of the present invention coupled to a projection and a seat.
3 (a) and 3 (b) are views showing an air gap maintaining unit in a generator having an air gap according to an embodiment of the present invention.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, operational advantages of the present invention, and objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings and the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference symbols in the drawings denote like elements.

본 명세서에서 사용되는 '일측'과 '타측'의 용어는 특정된 측면을 의미하는 것은 아니며, 복수의 측면 중 임의의 측면을 일측이라 지칭하면, 이에 대응되는 다른 측면이 타측을 지칭하는 것으로 이해되어져야 함을 밝혀 둔다.The terms 'one side' and 'other side' as used herein do not mean a specified side, and when any side of a plurality of sides is referred to as one side, it is understood that the other side corresponding thereto refers to the other side It should be noted.

또한, 본 명세서에서 사용되는 '연결' 또는 '결합'이라는 용어는, 하나의 부재와 다른 부재를 직접 연결 또는 결합하는 경우뿐만 아니라 하나의 부재가 이음부재를 통해 다른 부재에 간접적으로 연결 또는 결합되는 경우도 포함됨을 밝혀 둔다.Further, the term " connection " or " bonding ", as used herein, refers not only to a case where one member and another member are directly connected or combined, but also to a case where one member is indirectly connected It is noted that the case is also included.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어갭을 구비한 발전기의 측단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어갭을 구비한 발전기에서 에어갭유지유닛이 돌출부와 안착부에 결합된 모습의 확대도이며, 도 3(a) 및 도 3(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어갭을 구비한 발전기에서 에어갭유지유닛을 도시한 도면이다.FIG. 1 is a side cross-sectional view of a generator having an air gap according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of a generator having an air gap according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 (a) and FIG. 3 (b) are views showing an air gap holding unit in a generator having an air gap according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 에어갭을 구비한 발전기(100)는 스테이터유닛(300)과 로터유닛(200)을 포함하여 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환하는 다양한 발전기를 포함하며 특히, 풍력을 이용해 블레이드의 회전력을 전달받아 발전하는 풍력발전기를 포함한다.A generator 100 having an air gap according to an embodiment of the present invention includes various generators including a stator unit 300 and a rotor unit 200 to convert mechanical energy into electric energy, And a wind turbine generator that receives the rotational force of the blade and generates electric power.

이하에서는 설명의 편의를 위해 풍력발전기를 중심으로 설명하기로 하며, 다만, 본 발명의 일 실시예에 따른 에어갭을 구비한 발전기(100)의 권리범위가 풍력발전기에 한정되는 것은 아님을 밝혀 둔다.Hereinafter, the wind turbine generator will be described for the sake of convenience of explanation. However, it is to be noted that the right range of the generator 100 having the air gap according to the embodiment of the present invention is not limited to the wind turbine generator .

풍력 발전기는 바람의 운동에너지를 이용하여 전력을 생산하는 것으로서, 타워(미도시)와, 타워의 상부에 설치되는 나셀(nacelle,미도시)과, 나셀의 전방에 설치되는 허브(600)와, 허브(600)에 결합되어 바람에 의해 회전하는 복수의 블레이드(미도시)를 포함한다.The wind turbine generator generates power by using kinetic energy of wind, and includes a tower (not shown), a nacelle (not shown) installed at an upper portion of the tower, a hub 600 installed in front of the nacelle, And a plurality of blades (not shown) coupled to the hub 600 and rotated by the wind.

여기서, 타워는 나셀 등을 지지하는 구조물로서, 나셀은 타워의 길이방향을 축으로하여 회전 가능하게, 즉, 요잉(yawing) 가능하게 결합될 수 있다.Here, the tower is a structure for supporting nacelle and the like, and the nacelle can be rotatably, i.e., yawingly coupled, about the longitudinal direction of the tower.

또한, 나셀은 각종 장치를 제어하는 구성요소들이 포함되며, 나셀 내부에서 생산된 전기 에너지는 외부 계통으로 전달된다.Also, the nacelle includes components that control various devices, and the electric energy produced inside the nacelle is transferred to the external system.

이에 대해 설명하면, 나셀 내부에는 발전을 위해 로터유닛(200)과, 로터유닛(200)에 근접하게 배치되는 스테이터유닛(300)이 설치된다.In the nacelle, a rotor unit 200 for generating electricity and a stator unit 300 arranged close to the rotor unit 200 are provided.

여기서, 로터유닛(200)의 회전축(210)이 허브(600)에 연결되고, 허브(600)에는 블레이드가 결합되므로, 바람에 의해 블레이드가 회전하게 되면, 블레이드에 연결된 허브(600)를 통해 로터유닛(200)의 회전축(210)이 연동되어 회전하게 되며, 회전축(210)에 연결된 로터유닛(200)의 회전체(220)도 회전하게 된다.Here, since the rotary shaft 210 of the rotor unit 200 is connected to the hub 600 and the blades are coupled to the hub 600, when the blades are rotated by the wind, The rotating shaft 210 of the unit 200 is rotated to rotate and the rotating body 220 of the rotor unit 200 connected to the rotating shaft 210 also rotates.

그리고, 로터유닛(200)에는 자성체(240)가 구비되고, 스테이터유닛(300)에는 코일(320)이 구비되므로, 로터유닛(200)이 스테이터유닛(300)에 근접하게 배치되어 회전하게 되면, 전기가 발생하게 된다.The magnetic unit 240 is provided in the rotor unit 200 and the coil 320 is provided in the stator unit 300. When the rotor unit 200 is disposed close to the stator unit 300 and rotated, Electricity will be generated.

즉, 바람으로부터의 운동 에너지가 회전축(210)의 기계적 에너지로 전환되고, 나셀 내부에 배치된 발전 장치를 통해 전기 에너지로 전환되어 최종적으로 외부 계통에 전력을 공급하게 된다.That is, the kinetic energy from the wind is converted into the mechanical energy of the rotary shaft 210, and is converted into electric energy through the generator disposed inside the nacelle, thereby finally supplying power to the external system.

여기서, 전술한 로터유닛(200)과 스테이터유닛(300) 사이에는 에어갭(Air Gap,500)이 형성될 수 있는데, 발전 효율을 향상시키기 위해 이러한 에어갭(500)을 유지할 필요가 있는 바, 이하, 이에 대해 상세히 설명한다.Here, an air gap 500 may be formed between the rotor unit 200 and the stator unit 300. In order to improve the power generation efficiency, it is necessary to maintain the air gap 500, Hereinafter, this will be described in detail.

전술한 도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 에어갭을 구비한 발전기(100)는, 허브(600)에 결합되어 회전하되, 돌출부(230)가 마련되는 로터유닛(200)과, 로터유닛(200)과의 사이에 에어갭(500)이 형성되도록 로터유닛(200)으로부터 이격되어 배치되되, 돌출부(230)의 대응되는 위치에 안착부(310)가 마련되는 스테이터유닛(300)과, 돌출부(230)와 안착부(310) 각각에 회전가능하게 결합되어 에어갭(500)을 유지하는 에어갭유지유닛(400)을 포함한다.Referring to the drawings, a generator 100 having an air gap according to an embodiment of the present invention includes a rotor unit 200 coupled to a hub 600 to rotate and having a protrusion 230, The stator unit 300 is spaced apart from the rotor unit 200 so that an air gap 500 is formed between the stator unit 300 and the rotor unit 200 and the seating part 310 is provided at a corresponding position of the protrusion part 230. And an air gap holding unit 400 rotatably coupled to the protruding portion 230 and the seating portion 310 to hold the air gap 500.

도 1을 참조하면, 로터유닛(200)은 허브(600)에 결합되어 회전하며, 일측에 돌출부(230)가 형성되도록 마련된다.Referring to FIG. 1, the rotor unit 200 is coupled to the hub 600 and rotates, and protrusions 230 are formed on one side.

여기서, 로터유닛(200)은 허브(600)에 연결되는 회전축(210)과, 회전축(210)에 연결되고 자성체(240)가 설치되는 회전체(220)를 포함하여 구성될 수 있다.The rotor unit 200 may include a rotating shaft 210 connected to the hub 600 and a rotating body 220 connected to the rotating shaft 210 and provided with a magnetic body 240.

회전축(210)은 블레이드의 회전에 연동되어 회전하도록 마련되며 스테이터유닛(300)과의 사이에 베어링(250)이 결합될 수 있다. 그리고, 회전체(220)는 회전축(210)의 단부에 연결되어 회전축(210)의 회전에 연동되어 회전하게 된다.The rotating shaft 210 is provided to rotate in conjunction with the rotation of the blade and the bearing 250 can be coupled with the stator unit 300. The rotating body 220 is connected to the end of the rotating shaft 210 and rotates in conjunction with the rotation of the rotating shaft 210.

회전체(220)에는 자성체(240)가 설치되고, 회전체(220)에 근접하게 설치되는 스테이터유닛(300)에는 코일(320)이 설치되며, 자성체(240)와 코일(320) 사이에 에어갭(500)이 형성될 수 있는데, 에어갭(500)의 사이즈는 발전기의 규모, 크기, 종류 또는 형태에 따라 달라질 수 있다.A magnetic body 240 is installed in the rotating body 220 and a coil 320 is provided in the stator unit 300 installed close to the rotating body 220. Air is generated between the magnetic body 240 and the coil 320, A gap 500 may be formed, wherein the size of the air gap 500 may vary depending on the size, size, type or form of the generator.

여기서, 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 에어갭을 구비한 발전기(100)는, 에어갭(500)을 유지하기 위해 후술하는 에어갭유지유닛(400)이 포함될 수 있는데, 로터유닛(200)에서 회전체(220)에는 에어갭유지유닛(400)이 회전가능하게 결합될 수 있도록 돌출부(230)가 마련된다.Referring to FIG. 1, a generator 100 having an air gap according to an embodiment of the present invention may include an air gap holding unit 400 described later for holding an air gap 500, In the rotor unit 200, a protrusion 230 is provided in the rotating body 220 so that the air gap holding unit 400 can be rotatably coupled.

그리고, 에어갭유지유닛(400)이 구체유닛(410)을 포함하는 경우, 돌출부(230)에는 구체유닛(410)이 용이하게 결합될 수 있도록 구체결합홈(231)이 형성될 수 있다(도 2 참조).When the air gap holding unit 400 includes the spherical unit 410, a spherical coupling groove 231 may be formed in the spherical portion 230 so that the spherical unit 410 can be easily coupled thereto 2).

한편, 돌출부(230)는 다양한 방향으로 형성될 수 있는데, 도 1을 참조하면, 회전체(220)의 일측 단부에서 도 1을 기준으로 좌우방향으로 돌출되도록 형성될 수도 있고, 또는, 회전체(220)의 타측 단부에서 도 1을 기준으로 상하방향으로 돌출되도록 형성될 수도 있다.1, the protrusions 230 may be formed in various directions. Referring to FIG. 1, the protrusions 230 may be formed to protrude laterally from one end of the rotating body 220 with reference to FIG. 1, 220 may protrude in the vertical direction with reference to FIG.

즉, 돌출부(230)는 도 1을 기준으로 좌우방향, 즉, 가로방향을 향하도록 돌출되는 가로방향돌출부(230a)와, 도 1을 기준으로 상하방향, 즉, 세로방향을 향하도록 돌출되는 세로방향돌출부(230b)를 포함할 수 있다.That is, the protruding portion 230 includes a lateral protrusion 230a protruding in a lateral direction, that is, a lateral direction with reference to FIG. 1, and a protruding portion 230b protruding in the vertical direction, Directional protrusion 230b.

이 경우, 가로방향돌출부(230a)와 세로방향돌출부(230b)에 대응되도록, 가로방향안착부(310a)와 세로방향안착부(310b)가 스테이터유닛(300)에 형성될 수 있는데, 이에 대해서는 후술하기로 한다.In this case, the transverse seating portion 310a and the longitudinal seating portion 310b may be formed in the stator unit 300 so as to correspond to the transverse protrusions 230a and the longitudinal protrusions 230b, .

도 1을 참조하면, 스테이터유닛(300)은 로터유닛(200)과의 사이에 에어갭(500)이 형성되도록 배치되는데, 특히, 전술한 바와 같이, 회전체(220)에 설치된 자성체(240)와 스테이터유닛(300)에 설치된 코일(320) 사이에 에어갭(500)이 형성되도록 마련된다.1, the stator unit 300 is disposed such that an air gap 500 is formed between the stator unit 300 and the rotor unit 200. Particularly, as described above, the magnetic body 240 installed in the rotating body 220, And an air gap 500 is formed between the stator unit 300 and the coils 320 installed in the stator unit 300.

그리고, 스테이터유닛(300) 중에서, 로터유닛(200)의 돌출부(230)에 대응되는 위치에는 에어갭유지유닛(400)이 회전가능하게 결합될 수 있도록 안착부(310)가 마련된다. A seating part 310 is provided at a position corresponding to the protruding part 230 of the rotor unit 200 in the stator unit 300 so that the air gap holding unit 400 can be rotatably coupled.

여기서, 에어갭유지유닛(400)이 구체유닛(410)을 포함하는 경우, 안착부(310)에는 구체유닛(410)이 용이하게 결합될 수 있도록 구체결합홈(313)이 형성될 수 있다(도 2 참조).Here, when the air gap holding unit 400 includes the concrete unit 410, the concrete fitting groove 313 may be formed in the seating part 310 so that the concrete unit 410 can be easily coupled 2).

즉, 도 2를 참조하면, 구체유닛(410)은 안착부(310)에 형성되는 구체결합홈(313)과, 돌출부(230)에 형성되는 구체결합홈(231)에 결합되며, 로터유닛(200)의 회전체(220)가 회전하게 되면, 회전체(220)를 지지하면서 회전하게 된다.2, the concrete unit 410 is coupled to a concrete coupling groove 313 formed in the seating part 310 and a concrete coupling groove 231 formed in the projection 230, 200 rotates while supporting the rotating body 220.

한편, 안착부(310)는 다양한 방향으로 형성될 수 있는데, 도 1을 참조하면, 스테이터유닛(300)의 일측 단부에서 도 1을 기준으로 좌우방향으로 형성될 수도 있고, 또는, 스테이터유닛(300)의 타측 단부에서 도 1을 기준으로 상하방향으로 형성될 수도 있다.1, the seat portion 310 may be formed in various directions. Referring to FIG. 1, the seat portion 310 may be formed at one side end of the stator unit 300 in the lateral direction with reference to FIG. 1, In the vertical direction with reference to Fig.

즉, 안착부(310)는 도 1을 기준으로 좌우방향, 즉, 가로방향을 향하도록 형성되는 가로방향안착부(310a)와, 도 1을 기준으로 상하방향, 즉, 세로방향을 향하도록 형성되는 세로방향안착부(310b)를 포함할 수 있다.That is, the seating part 310 includes a lateral seating part 310a formed to face the left and right direction, that is, a lateral direction with reference to FIG. 1, and a lateral seating part 310a formed to extend vertically, And a longitudinal seating portion 310b.

여기서, 도 1을 참조하면, 가로방향안착부(310a) 내부에는 가로방향돌출부(230a)가 근접 배치되어 에어갭유지유닛(400)이 가로방향안착부(310a)와 가로방향돌출부(230a)에 각각 결합되고, 세로방향안착부(310b) 내부에는 세로방향돌출부(230b)가 근접 배치되어 에어갭유지유닛(400)이 세로방향안착부(310b)와 세로방향돌출부(230b)에 각각 결합되도록 마련될 수 있다.1, a transverse protrusion 230a is disposed adjacent to the transverse seated part 310a so that the air gap maintaining unit 400 can be mounted on the transverse seated part 310a and the transverse protrusion 230a And a longitudinal protrusion 230b is disposed adjacent to the longitudinal seating portion 310b so that the air gap holding unit 400 is coupled to the longitudinal seating portion 310b and the longitudinal protrusion 230b, .

도 1 및 도 2를 참조하면, 에어갭유지유닛(400)은 돌출부(230)와 안착부(310)에 회전가능하게 결합되고, 회전체(220)에 설치된 자성체(240)와 스테이터유닛(300)에 설치된 코일(320) 사이의 에어갭(500)을 유지하도록 마련되며, 이에 의해, 발전기의 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.1 and 2, the air gap holding unit 400 includes a magnetic body 240 rotatably coupled to the protrusion 230 and the seating part 310, and a magnetic body 240 installed in the rotating body 220 and a stator unit 300 And the air gap 500 between the coils 320 installed in the first and second coils 320 and 320. Thus, the efficiency of the generator can be improved.

여기서, 에어갭유지유닛(400)은 구체유닛(410)과, 구체지지유닛(420)을 포함하여 구성될 수 있다. Here, the air gap holding unit 400 may be configured to include the concrete unit 410 and the concrete supporting unit 420.

도 1 및 도 2를 참조하면, 구체유닛(410)은 돌출부(230)에 일측이 결합되고, 안착부(310)에 타측이 결합되어 회전하도록 마련된다. 여기서, 구체유닛(410)은 구(球) 형상(도 3(a) 및 도 3(b) 참조) 또는 롤러 형상으로 마련되어 돌출부(230)와 안착부(310)에 각각 접촉될 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 2, the concrete unit 410 is coupled to one side of the protrusion 230, and is coupled to the other side of the seating unit 310 to rotate. Here, the concrete unit 410 may be provided in a spherical shape (see FIGS. 3A and 3B) or a roller shape, and may be in contact with the protruding portion 230 and the seating portion 310, respectively.

즉, 구체유닛(410)은 돌출부(230)에 접촉되어 로터유닛(200)의 회전시 로터유닛(200)의 회전체(220)를 지지하도록 마련된다.That is, the concrete unit 410 contacts the protrusion 230 and is provided to support the rotor 220 of the rotor unit 200 when the rotor unit 200 rotates.

그리고, 도 3(a) 및 도 3(b)를 참조하면, 구체지지유닛(420)은 구체유닛(410)이 수용되어 지지되도록 마련된다. 즉, 전술한 바와 같이, 구체유닛(410)은 회전축(210)에 결합되어 회전하는 회전체(220)를 지지하도록 마련되는데, 이러한 구체유닛(410)이 돌출부(230)와 안착부(310)에 접촉될 수 있도록 구체지지유닛(420)은 구체유닛(410)을 수용하되, 구체유닛(410)이 회전가능하도록 구체유닛(410)을 수용한다.3 (a) and 3 (b), the concrete supporting unit 420 is provided so that the concrete unit 410 is received and supported. That is, the concrete unit 410 is provided to support the rotating body 220 coupled to the rotating shaft 210, and the concrete unit 410 is disposed between the protruding portion 230 and the seating portion 310, The concrete supporting unit 420 accommodates the concrete unit 410 so that the concrete unit 410 is rotatable.

여기서, 도 2를 참조하면, 구체지지유닛(420)은 단부가 안착부(310)에 결합되어 고정지지될 수 있다.Referring to FIG. 2, the end of the concrete supporting unit 420 may be fixedly coupled to the seating part 310.

그리고, 구체지지유닛(420)은 구체유닛(410)이 수용되는 수용부(421)와, 복수의 수용부(421)를 상호 연결하는 수용부연결부재(422)를 포함하여 구성될 수 있다.The concrete supporting unit 420 may include a receiving portion 421 for receiving the concrete unit 410 and a receiving portion connecting member 422 for connecting the plurality of receiving portions 421 to each other.

여기서, 도 3(a) 및 도 3(b)를 참조하면, 수용부(421)에 수용되는 구체유닛(410)이 돌출부(230)와 안착부(310)에 결합될 수 있도록 수용부(421)에는 개구(425)가 형성될 수 있다.3 (a) and 3 (b), the concrete unit 410 accommodated in the accommodating portion 421 is inserted into the accommodating portion 421 An opening 425 may be formed.

즉, 구체유닛(410)이 지지될 수 있도록 구체지지유닛(420)의 수용부(421)에 수용되지만, 구체유닛(410)이 안착부(310)와 돌출부(230)에 접촉되기 위해서는, 구체유닛(410)의 일측이 수용부(421)에 형성된 개구(425)를 통해 수용부(421)의 외부로 이탈되어져야 한다.That is, the concrete unit 410 is received in the receiving portion 421 of the concrete supporting unit 420 so that the concrete unit 410 can be supported. However, in order for the concrete unit 410 to contact the seating portion 310 and the projecting portion 230, One side of the unit 410 must be released to the outside of the accommodating portion 421 through the opening 425 formed in the accommodating portion 421.

그리고, 수용부(421)의 개구(425)를 통해 수용부(421) 외부로 이탈되어진 구체유닛(410) 부분이 안착부(310)와 돌출부(230)에 각각 접촉되어 회전하게 된다.The portion of the concrete unit 410 separated from the receiving portion 421 through the opening 425 of the receiving portion 421 is brought into contact with the receiving portion 310 and the protruding portion 230 to rotate.

한편, 구체지지유닛(420)은 안착부(310)의 내측 둘레에 대응되는 형상으로 형성될 수 있고, 이 경우, 안착부(310)는 한 쌍의 제1길이부재(311)와, 제2길이부재(312)를 포함하여 구성될 수 있다. 이하, 이에 대해 설명한다.In this case, the seating portion 310 may include a pair of first longitudinal members 311 and a second longitudinal member 311. The first and second longitudinal members 311 and 311 may be formed in a shape corresponding to the inner circumference of the seating portion 310, And may include a length member 312. This will be described below.

도 2를 참조하면, 한 쌍의 제1길이부재(311)는 상호 이격되어 평행하게 배치될 수 있다. Referring to FIG. 2, the pair of first elongated members 311 may be spaced apart from each other and arranged in parallel.

여기서, 도 1을 참조하면, 한 쌍의 제1길이부재(311)는 서로 소정 간격을 가지되 상하방향으로 스테이터유닛(300)에 결합될 수도 있고, 또는, 좌우방향으로 스테이터유닛(300)에 결합될 수도 있다.Referring to FIG. 1, the pair of first lengthwise members 311 may be coupled to the stator unit 300 in a vertical direction, or may be coupled to the stator unit 300 in the left- .

여기서, 한 쌍의 제1길이부재(311)에는 전술한 구체결합홈(313)이 형성되어 구체유닛(410)이 결합되도록 마련된다.Here, the pair of first elongated members 311 are provided with the spherical coupling grooves 313 so as to be coupled to the spherical unit 410.

그리고, 도 2를 참조하면, 제2길이부재(312)는 한 쌍의 제1길이부재(311) 단부 각각을 연결하도록 마련된다. 즉, 제2길이부재(312)는 소정 간격으로 이격되어 배치되는 한 쌍의 제1길이부재(311)의 각각의 단부를 연결하여 전체적으로 'ㄷ'형상을 가지도록 마련될 수 있다. Referring to FIG. 2, the second length member 312 is provided to connect each of the ends of the pair of first length members 311. That is, the second length member 312 may be formed to have a 'C' shape by connecting the respective ends of the pair of first length members 311 spaced apart at a predetermined interval.

또한, 제2길이부재(312)에도 한 쌍의 제1길이부재(311)와 마찬가지로 전술한 구체결합홈(313)이 형성되어 구체유닛(410)이 결합되도록 마련될 수 있다.The second elongated member 312 may also be provided with the spherical coupling groove 313 formed in the same manner as the pair of first elongated members 311 so that the spherical unit 410 is coupled.

여기서, 제2길이부재(312)는 한 쌍의 제1길이부재(311)를 연결하는 독립된 부재로 마련되어 스테이터유닛(300)에 결합될 수도 있고, 또는, 스테이터유닛(300)의 일부분이 제2길이부재(312)로 마련되어 한 쌍의 제1길이부재(311)가 스테이터유닛(300)에 직접 결합되도록 마련될 수도 있다.Here, the second elongated member 312 may be provided as an independent member connecting the pair of first elongate members 311 and may be coupled to the stator unit 300, or a portion of the stator unit 300 may be coupled to the second And the pair of first length members 311 may be provided to be coupled to the stator unit 300 directly.

그리고, 안착부(310)가 한 쌍의 제1길이부재(311)와 제2길이부재(312)를 포함하여 전체적으로 'ㄷ'형상을 가지는 경우, 구체지지유닛(420)도 안착부(310)의 내측 둘레에 대응되는 형상에 해당하는 'ㄷ'형상을 가지도록 마련될 수 있다.The concrete supporting unit 420 may also be mounted on the seating part 310 when the seating part 310 includes a pair of the first and second longitudinal members 311 and 312 as a whole, Quot; C " corresponding to the inner circumference of the < / RTI >

다만, 안착부(310)가 한 쌍의 제1길이부재(311)와 제2길이부재(312)를 포함하는 경우, 반드시 'ㄷ'형상을 가지는 것은 아니며, 돌출부(230)가 안착부(310)에 근접하게 배치되어 구체유닛(410)이 돌출부(230)와 안착부(310) 각각에 회전가능하도록 결합된다면, 안착부(310)는 다양한 형상을 가지도록 마련될 수 있다.However, when the seating part 310 includes a pair of the first and second longitudinal members 311 and 312, it does not necessarily have a 'C' shape, The seat 310 may be provided with various shapes if the concrete unit 410 is rotatably coupled to the projection 230 and the seat 310 respectively.

한편, 에어갭유지유닛(400)은 복수로 마련되어 스테이터유닛(300)의 원주를 따라 설치될 수 있다.Meanwhile, a plurality of air gap holding units 400 may be provided along the circumference of the stator unit 300.

즉, 로터유닛(200)의 회전체(220)는 원형의 형상을 가지고 회전하므로, 복수의 에어갭유지유닛(400)이 스테이터유닛(300)의 원주를 따라 설치되어 로터유닛(200)의 회전시 로터유닛(200)을 지지하며, 이에 의해, 로터유닛(200)과 스테이터유닛(300) 사이에 형성된 에어갭(500)을 유지하게 된다.That is, since the rotor 220 of the rotor unit 200 rotates with a circular shape, a plurality of air gap holding units 400 are installed along the circumference of the stator unit 300 to rotate the rotor unit 200 The air gap 500 formed between the rotor unit 200 and the stator unit 300 is maintained.

여기서, 에어갭유지유닛(400)의 개수는 로터유닛(200)의 크기, 로터유닛(200)의 회전속도, 발전기 효율 등 다양한 요소를 고려하여 결정될 수 있다.Here, the number of the air gap holding units 400 may be determined in consideration of various factors such as the size of the rotor unit 200, the rotational speed of the rotor unit 200, and the efficiency of the generator.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 에어갭을 구비한 발전기(100)에서 스테이터유닛(300)과 로터유닛(200) 사이에 형성되는 에어갭(500)을 유지하는 작용 및 효과에 대해 설명한다.The operation and effect of holding the air gap 500 formed between the stator unit 300 and the rotor unit 200 in the generator 100 having an air gap according to an embodiment of the present invention will be described below .

도 1 내지 도 3을 참조하면, 스테이터유닛(300)과 로터유닛(200)을 구비하여 발전하는 발전기에서, 스테이터유닛(300)에 구비되는 코일(320)과 로터유닛(200)에 구비되는 자성체(240) 사이에는 에어갭(500)이 형성되며, 이러한 에어갭(500)은 소정 간격으로 유지되는 것이 발전의 효율에 유리하다. 1 to 3, in the generator that generates electric power by including the stator unit 300 and the rotor unit 200, the coil 320 provided in the stator unit 300 and the magnetic body 300 provided in the rotor unit 200, An air gap 500 is formed between the air gap 500 and the air gap 500. The air gap 500 is maintained at a predetermined interval, which is advantageous for power generation efficiency.

이를 위해, 스테이터유닛(300)에는 안착부(310)가 형성되고, 안착부(310)에 대응되는 로터유닛(200)의 위치에는 돌출부(230)가 형성될 수 있다.The stator unit 300 may be provided with a seating part 310 and the rotor unit 200 corresponding to the seating part 310 may be provided with a protrusion 230. [

여기서, 안착부(310)는 한 쌍의 제1길이부재(311)와, 한 쌍의 제1길이부재(311)의 각각의 단부를 연결하는 제2길이부재(312)를 포함하여 구성될 수 있는데, 이 경우, 안착부(310)는 전체적으로 'ㄷ'형상을 가지도록 마련될 수 있다.The seating part 310 may include a pair of first length members 311 and a second length member 312 connecting the ends of the pair of first length members 311 In this case, the seating part 310 may be formed to have a 'C' shape as a whole.

그리고, 에어갭유지유닛(400)의 구체지지유닛(420)도 안착부(310)의 내측 둘레에 대응되는 형상에 해당하는 'ㄷ'형상을 가지도록 마련될 수 있으며, 이러한 구체지지유닛(420)에 구체유닛(410)이 수용된 후 안착부(310)에 회전가능하도록 결합된다.The specific supporting unit 420 of the air gap maintaining unit 400 may also be provided to have a shape corresponding to the inner circumference of the seating part 310, And is rotatably coupled to the seat 310 after the concrete unit 410 is received.

여기서, 돌출부(230)는 안착부(310)에 근접하게 배치되어 구체유닛(410)에 결합되는데, 로터유닛(200)이 회전하는 경우, 구체유닛(410)이 로터유닛(200)을 지지하여 스테이터유닛(300)과 로터유닛(200) 사이에 형성된 에어갭(500)을 유지할 수 있으며, 이를 통해, 발전기의 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.The protrusion 230 is disposed close to the seating portion 310 and is coupled to the concrete unit 410. When the rotor unit 200 rotates, the concrete unit 410 supports the rotor unit 200 The air gap 500 formed between the stator unit 300 and the rotor unit 200 can be maintained, thereby improving the efficiency of the generator.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Accordingly, such modifications or variations are intended to fall within the scope of the appended claims.

100 : 에어갭을 구비한 발전기 200 : 로터유닛
210 : 회전축 220 : 회전체
230 : 돌출부 231 : 구체결합홈
240 : 자성체 300 : 스테이터유닛
310 : 안착부 311 : 제1길이부재
312 : 제2길이부재 313 : 구체결합홈
320 : 코일 400 : 에어갭유지유닛
410 : 구체유닛 420 : 구체지지유닛
421 : 수용부 422 : 수용부연결부재
425 : 개구 500 : 에어갭
600 : 허브100: generator with air gap 200: rotor unit
210: rotating shaft 220: rotating body
230: protruding portion 231:
240: Magnetic body 300: Stator unit
310: seat part 311: first length member
312: second length member 313: spherical coupling groove
320: coil 400: air gap holding unit
410: concrete unit 420: concrete support unit
421: receiving portion 422: receiving portion connecting member
425: opening 500: air gap
600: Hub

Claims (10)

허브에 결합되어 회전하되, 돌출부가 마련되는 로터유닛;
상기 로터유닛과의 사이에 에어갭(Air Gap)이 형성되도록 상기 로터유닛으로부터 이격되어 배치되되, 상기 돌출부의 대응되는 위치에 안착부가 마련되는 스테이터유닛; 및
상기 돌출부와 상기 안착부 각각에 회전가능하게 결합되어 상기 에어갭을 유지하는 에어갭유지유닛을 포함하고,
상기 에어갭유지유닛은,
상기 돌출부에 일측이 결합되고, 상기 안착부에 타측이 결합되어 회전하는 구체유닛; 및
상기 구체유닛이 수용되어 지지되며, 상기 안착부에 결합되는 구체지지유닛을 포함하며,
상기 구체지지유닛은,
상기 구체유닛이 수용되는 수용부; 및
복수의 상기 수용부를 상호 연결하는 수용부연결부재를 포함하는, 에어갭을 구비한 발전기.A rotor unit coupled to the hub and rotated, the rotor unit being provided with a protrusion;
A stator unit spaced apart from the rotor unit such that an air gap is formed between the stator unit and the rotor unit, wherein a stator unit is provided at a corresponding position of the protrusion; And
And an air gap holding unit rotatably coupled to each of the protruding portion and the seating portion to hold the air gap,
The air gap maintaining unit includes:
A concrete unit coupled to one side of the protrusion and coupled to the other side of the seating unit; And
And a concrete supporting unit that is received and supported by the concrete unit and is coupled to the seating unit,
The above-mentioned specific-
A receiving portion for receiving the concrete unit; And
And a receiving portion connecting member interconnecting the plurality of receiving portions. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 구체유닛이 상기 돌출부와 상기 안착부에 결합될 수 있도록, 상기 수용부에는 개구가 형성되는, 에어갭을 구비한 발전기.The method according to claim 1,
And an opening is formed in the receiving portion so that the concrete unit can be engaged with the projecting portion and the seating portion. 제1항에 있어서,
상기 안착부는,
상호 이격되어 평행하게 배치되는 한 쌍의 제1길이부재; 및
상기 한 쌍의 제1길이부재 단부 각각을 연결하는 제2길이부재를 포함하는, 에어갭을 구비한 발전기.The method according to claim 1,
The seat (1)
A pair of first length members spaced apart from each other and arranged in parallel; And
And a second length member connecting each of said pair of first length member ends. 제5항에 있어서,
상기 구체지지유닛은 상기 안착부의 내측 둘레에 대응되는 형상으로 형성되는, 에어갭을 구비한 발전기.6. The method of claim 5,
Wherein the specific supporting unit is formed in a shape corresponding to an inner periphery of the seat portion. 제1항에 있어서,
상기 에어갭유지유닛은 복수로 마련되며, 상기 복수의 에어갭유지유닛이 상기 스테이터유닛의 원주를 따라 설치되는, 에어갭을 구비한 발전기.The method according to claim 1,
Wherein a plurality of the air gap holding units are provided, and the plurality of air gap holding units are installed along the circumference of the stator unit. 제1항에 있어서,
상기 돌출부 및 상기 안착부 중 적어도 하나에는 상기 구체유닛이 결합되기 위한 구체결합홈이 형성되는, 에어갭을 구비한 발전기.The method according to claim 1,
Wherein at least one of the projecting portion and the seating portion is formed with a spherical coupling groove for coupling the spherical unit. 제1항 및 제4항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 안착부는,
측단면을 기준으로, 가로방향을 향하도록 형성되는 가로방향안착부 및 세로방향을 향하도록 형성되는 세로방향안착부 중 적어도 하나를 포함하는, 에어갭을 구비한 발전기.9. The method according to any one of claims 1 to 8,
The seat (1)
A lateral seating portion formed to face the lateral direction and a longitudinal seating portion formed to face the longitudinal direction, with respect to the side end face. 제9항에 있어서,
상기 돌출부는,
측단면을 기준으로, 가로방향을 향하도록 돌출되는 가로방향돌출부 및 세로방향을 향하도록 돌출되는 세로방향돌출부 중 적어도 하나를 포함하는, 에어갭을 구비한 발전기.

10. The method of claim 9,
The projection
And at least one of a lateral projection projecting in the lateral direction and a longitudinal projection projecting in the longitudinal direction with respect to the side end face.

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JP2009511817A (en) * 2005-10-13 2009-03-19 スウェイ エー／エス Windmill / hydraulic power plant / direct drive generator / motor for a ship with a hollow generator / motor and method for assembling such a windmill / hydropower plant

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