KR101584273B1 - Tidal generator using a magnetic coupler with strut watertight - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 마그네틱 커플러를 이용한 스트럿 수밀구조의 조류발전기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 조류발전기에 있어서 나셀부를 지지하는 스트럿부에 아웃터회전자(OUTER ROTOR)와 인너회전자(INNER ROTOR)로 분리되는 마그네틱 커플러를 이용하여 동력을 전달하게 하므로 외부의 해수가 내부 발전 장치로 유입되는 것을 방지하고 유지보수가 용이하도록 하는 마그네틱 커플러를 이용한 스트럿 수밀구조의 조류발전기에 관한 것이다.
The present invention relates to an algae generator of a strut watertight structure using a magnetic coupler, and more particularly, to an algae generator having a strut watertight structure using a magnetic coupler. The algae generator is separated into an outer rotor and an inner rotor, The present invention relates to an algae generator of a strut watertight structure using a magnetic coupler which prevents external seawater from flowing into an internal power generator and facilitates maintenance because the power is transmitted using a magnetic coupler.
해양 에너지를 이용하는 주요 발전 중에는 해수의 위치에너지를 이용하는 조력발전과, 해수의 운동에너지를 이용하는 조류발전이 대표적이다.Major developments using marine energy are tidal power generation using the potential energy of seawater and tidal power generation using the kinetic energy of seawater.
조류발전기는 조석을 동력원으로 하되 조석에 의한 해류의 흐름, 즉 조류로부터 에너지를 추출하는 발전 장치임에 반하여, 조력발전기는 조석간만의 차를 이용한 발전장치이다.The tidal power generator is a power generation device that extracts energy from tidal currents, that is, tidal current, while using tide as a power source.
조력 발전은 조석이 발생하는 하구나 만을 방조제로 막아 해수를 가두고 수차발전기를 설치하여 썰물 때에 저수지와 해수면의 수위차를 이용하여 발전하여 전기에너지를 생산하는 방식이다. 즉, 조석 간만의 차가 큰 만이나 강 하구에 댐을 건설하고 밀물과 썰물 때에 터빈을 돌려 발전하는 시스템으로 수력발전과 유사한 방식이다.Tidal power generation is a method of generating electric energy by generating electricity by using the water level difference between reservoir and sea level at the time of ebb tide by installing seawater and blocking the seawater by blocking the seawater only with the dike where tide occurs. In other words, it is a system similar to hydroelectric power generation system in which a dam is constructed only at a large tidal range, and a dam is constructed at a river estuary and the turbine is rotated at the time of tide and ebb.
이에 반해 조류발전은 해수의 빠른 흐름 즉, 자연적인 해수의 흐름을 이용하는 방식이기 때문에 조력발전처럼 댐을 설치할 필요가 없다. 조류발전에 사용되는 수차발전기의 종류는 프로펠러식(Propeller Type), 다리우스식(Darrieus Type), 사보니우스식(Savonius Type)과 이들을 변형 또는 개량한 형태가 있다.On the other hand, tidal power generation does not need to install a dam like a tidal power generation because it is a method of using the fast flow of seawater, that is, the flow of natural seawater. Propeller type, Darrieus type, Savonius type, and modified or modified versions of these turbine generators are used for tidal power generation.
조류발전기는 조력댐 없이 발전에 필요한 수차발전기만을 설치하면 되기 때문에 비용이 적게 드는 반면, 조류의 유속이 일정 속도 이상 되어야 하므로 적지를 선정하는데 어려움이 있고, 조력발전에 비해 자연적인 흐름의 세기에 따라 발전량이 좌우된다는 단점이 있다. 하지만 해수 유통이 자유롭고 해양 환경에 미치는 영향이 거의 없어 조력발전에 비해 친환경적인 것으로 평가되고 있다.Since the tidal generator requires only a water turbine generator required for power generation without a tidal dam, the cost is low, but the flow rate of the tidal flow must be above a certain speed, so it is difficult to select a suitable place. There is a disadvantage in that the amount of power generation is influenced. However, seawater distribution is free and has little impact on the marine environment.
이에 조류발전의 경우, 흐름의 예측을 거의 정확하게 알 수 있고 규칙적인 발전이 가능한 곳으로 우리나라 서해안이 조류발전을 위한 최적지로 평가되고 있다.Therefore, in the case of tidal current, it is possible to know the forecast of the flow almost accurately and to make regular development. The west coast of Korea is evaluated as the best place for tidal current generation.
또한, 한국 특허등록번호 제10-1002174호 발명의 명칭 '능동 유향조절 다배열 수평축 조류발전장치' (2010.12.10.), 한국 특허등록번호 제10-1226018호 발명의 명칭 '조류 발전기' (2013.01.18.), 한국 특허등록번호 제10-1056695호 발명의 명칭 '편심을 보정하는 조류 발전 장치 및 편심 보정 방법' (2011.08.08.) 등으로 조류발전기에 대한 기술들이 개시된 바와 있다.Korean Patent Registration No. 10-1002174 entitled " Active Drift Control Multi-array Horizontal Axial Tidal Power Generation Device " (2010.12.10.), Korean Patent Registration No. 10-1226018 entitled " Tidal Generator " , And Korean Patent Registration No. 10-1056695, entitled " Algae generator for correcting eccentricity and eccentricity correction method " (Aug. 2011).
그런데 종래의 조류발전기의 일례를 개략적으로 보면, 종래에는 일반적으로 발전용 터빈이 수중에 위치하고 발전기 및 파워트레인을 포함한 구조물이 수중에 위치하므로 해수의 침입을 방지하는 수밀 구조를 유지하여야 할 어려운 문제점이 내재되어 있었다.Conventionally, an example of a conventional tidal power generator has a problem that it is generally difficult to maintain a watertight structure for preventing intrusion of seawater because a power generation turbine is located in water and a structure including a generator and a power train is located in the water It was inherent.
즉, 조류발전에서 대부분의 고장은 수밀 구조의 노후화로 인하여 파워트레인 및 발전기를 포함한 나셀의 부품에서 발생하게 되며, 유지보수비를 줄이기 위해 2중 또는 3중 수밀 구조를 채택할 수 있지만 해수 유입이 완벽히 차단되도록 내부와 외부를 완전히 분리되지 못하는 구조적 문제점으로 인하여 발전기의 수명 동안 성능을 보장할 수는 없기 때문에 발전기의 제작비가 증가하였다.In other words, most faults in algae power generation are caused by parts of nacelle including powertrain and generator due to aging of watertight structure, and double or triple watertight structure can be adopted to reduce maintenance cost. However, The production cost of the generator is increased because the performance can not be guaranteed during the lifetime of the generator due to the structural problem that the inside and the outside are not completely separated so as to be blocked.
또한, 2중 또는 3중 수밀 구조를 해체하거나 수중 환경이라는 특성상 유지보수를 하는 시간이 오래 걸리고 비용도 증가하게 되는 문제점이 있었다.In addition, there is a problem that it takes a long time to perform maintenance due to the disassembly of the double or triple watertight structure or due to the nature of the underwater environment, and the cost increases.
즉, 종래의 조류발전기는 수중 환경이라는 특성상 유지 보수에 많은 비용이 들어가고 고장 원인의 대부분이 해수가 장비 내부로 유입되는 것이므로 완벽한 수밀(水密)을 요구하는 문제점이 있었다.
That is, the conventional tidal power generator has a problem in that maintenance and repair are costly due to the nature of the underwater environment, and most of the causes of the trouble are the seawater flowing into the equipment, which requires complete watertightness.
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 수밀이 취약한 부분에 아웃터회전자(OUTER ROTOR)와 인너회전자(INNER ROTOR)로 분리되는 마그네틱 커플러를 이용하여 동력을 전달하게 하므로 외부의 해수가 내부 발전 장치로 유입되는 것을 방지하고 유지보수가 용이하도록 하는 마그네틱 커플러를 이용한 스트럿 수밀구조의 조류발전기를 제공함에 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to solve the problems of the prior art, and to provide a method of transmitting power by using a magnetic coupler, which is separated into an outer rotor and an inner rotor, The present invention provides an algae generator of a strut watertight structure using a magnetic coupler that prevents external seawater from entering the internal power generation device and facilitates maintenance.
상기 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로서의 본 발명에 따른 마그네틱 커플러를 이용한 스트럿 수밀구조의 조류발전기는, 유로를 형성하는 덕트와, 유체 흐름에 의해 힘을 받는 블레이드에 의해 회전하는 허브가 탑재된 나셀부와, 상기 덕트 일측과 상기 나셀부를 연결하는 스트럿부와, 상기 스트럿부를 통해 상기 나셀부에서 발생되는 운동에너지를 전달받아 전기에너지로 변환하는 발전기;를 포함하여 이루어지되, 상기 스트럿부에는 상기 나셀부에서 생성되는 운동에너지가 베벨기어를 통하여 회전하도록 인너자성체가 탑재되어 있는 인너회전자와, 내주면에 설치되어 상기 인너회전자 내의 인너자성체와 연동되어 자력을 전달받는 아웃터자성체가 탑재되어 있는 아웃터회전자와, 상기 아웃터자성체와 소정 간격 이격되어 상기 아웃터회전자를 보호하고 수밀하는 유체 유입차단부;를 포함하여 이루어진다.
In order to achieve the above object, the present invention provides a tidal-water-tight tidal-type power generator using a magnetic coupler according to the present invention, comprising: a duct for forming a flow path; A strut portion connecting one side of the duct and the nacelle portion and a generator for receiving kinetic energy generated from the nacelle portion through the strut portion and converting the kinetic energy into electric energy, An outer rotor having an inner magnetic body mounted on the inner rotor so that the kinetic energy generated by the inner rotor is rotated through the bevel gear, And a plurality of outer magnetic poles Comprises a; protection and fluid inflow block unit for watertight.
본 발명에 따르면, 아웃터회전자(OUTER ROTOR)와 인너회전자(INNER ROTOR)는 영구자석(자성체)을 이용하여 동력을 전달하므로 일반적으로 조류 발전기의 수밀(水密)에 취약한 부분에 대하여 물리적 분리를 통하여 해수 유입을 원천 봉쇄할 수 있는 이점이 있다.According to the present invention, since the outer rotor (INER ROTOR) and the INNER ROTOR transmit power by using permanent magnets (magnetic material), it is generally possible to perform physical separation of the portion vulnerable to watertightness There is an advantage that the seawater inflow can be blocked from the source.
또한, 아웃터회전자(OUTER ROTOR)와 인너회전자(INNER ROTOR) 사이에 유입차단부(330)를 통하여 인너회전자(INNER ROTOR)를 보호하면서 수밀(水密)이 가능하여 내부 발전 장치에 해수 유입을 방지할 수 있는 이점이 있다.In addition, the inner rotor can be watertight while protecting the inner rotor between the outer rotor and the inner rotor through the inlet /
본 발명의 실시예에 따른 마그네틱 커플러를 이용한 스트럿 수밀구조의 조류발전기는 종래의 실(Seal)을 이용한 기술보다 소음 또는 진동이 적고 유지 보수가 유리하다.The strand water-tight structure algae generator using the magnetic coupler according to the embodiment of the present invention has less noise or vibration and is more maintenance-friendly than the technique using the conventional seal.
또한, 아웃터회전자(OUTER ROTOR)와 인너회전자(INNER ROTOR) 사이는 소정 간격 이격되어 있고 이격된 부분으로 해수(유체)가 채워져 윤활하게 되어 회전에 의해 발생하는 열을 바로 방출할 수 있는 이점이 있다.
In addition, the outer rotor (OUTER ROTOR) and the inner rotor (INNER ROTOR) are spaced apart from each other by a predetermined distance, and the separated portion is filled with seawater (fluid) .
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마그네틱 커플러에 대한 개념을 나타내는 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 마그네틱 커플러를 이용한 스트럿 수밀구조의 조류발전기에 대한 구성을 설명하기 위한 개략도이다.
도 3은 도 2의 'A' 부분을 나타내는 도면이다.
도 4는 도 2의 'B' 부분을 나타내는 도면이다.1 is a schematic perspective view illustrating a concept of a magnetic coupler according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic view for explaining a configuration of a stride water tight structure algae generator using a magnetic coupler according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view showing a portion 'A' of FIG. 2. FIG.
4 is a view showing a portion 'B' in FIG.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 다만, 실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 대해 잘 알려져 있거나 본 발명과 직접 관련이 없는 사항에 대해서는 본 발명의 핵심을 흐리지 않고 명확히 전달하기 위하여 설명을 생략할 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, however, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims.
한편, 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 표시되며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 또한, 첨부 도면을 통틀어 동일하거나 대응하는 구성요소에는 동일한 참조번호를 부여한다.In the accompanying drawings, some of the constituent elements are exaggerated, omitted or schematically shown, and the size of each constituent element does not completely reflect the actual size. In addition, the same reference numerals are assigned to the same or corresponding components throughout the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마그네틱 커플러에 대한 개념을 나타내는 개략적인 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 마그네틱 커플러를 이용한 스트럿 수밀구조의 조류발전기에 대한 구성을 설명하기 위한 개략도이며, 도 3은 도 2의 'A' 부분을 나타내는 도면이고, 도 4는 도 2의 'B' 부분을 나타내는 도면이다.FIG. 1 is a schematic perspective view showing a concept of a magnetic coupler according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic view for explaining the configuration of a stride water tight structure algae generator using a magnetic coupler according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a view showing a portion 'A' in FIG. 2, and FIG. 4 is a view showing a portion 'B' in FIG.
본 발명의 주요 특징은 도 1에 도시된 바와 같이, 아웃터회전자(OUTER ROTOR)와 인너회전자(INNER ROTOR)로 분리되는 마그네틱 커플러를 이용하는 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 마그네틱 커플러를 이용한 스트럿 수밀구조의 조류발전기는 인너자성체(311)가 포함되어 있는 원통 형상의 인너회전자(310);와, 아웃터자성체(321)가 포함되어 있는 중공이 형성된 원통 형상의 아웃터회전자(320);를 포함하여 구성되되, 아웃터자성체(321)와 소정 간격 이격되어 아웃터회전자(320)를 보호하고 수밀을 유지하는 유체 유입차단부(330)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, a main feature of the present invention is that a magnetic coupler that is separated into an outer rotor and an inner rotor is used, and a strut using a magnetic coupler according to an embodiment of the present invention is used. The tide generator of the watertight structure includes a cylindrical
이로 인하여 자성체(영구자석)을 이용하여 운동에너지를 자력(磁力)으로 전달하고 물리적으로 나셀부를 연결하는 스트럿부에 비접촉 동력전달을 가능하게 하는 마그네틱 커플러를 설치하여 유체 유입을 차단할 수 있게 하므로 수밀성이 뛰어나게 할 수 있다.Because of this, a magnetic coupler that transmits kinetic energy as magnetic force by using a magnetic body (permanent magnet) and physically connects the nacelle to a non-contact power transmission is installed to block fluid inflow. You can make it outstanding.
여기서 본 발명에서 말하는 나셀부는 소정의 길이를 가지는 원통 형상으로 나셀부를 연결하는 스트럿부를 중심으로 회전 가능하도록 형성되는 것으로, 유체의 흐름에 의해 양력 및 항력이 작용하여 스트럿부를 중심으로 회전 가능한 유선형의 몸체를 말한다.Here, the nacelle portion according to the present invention is formed to be rotatable about a strut portion that connects a nacelle portion in a cylindrical shape having a predetermined length, and has a streamlined body that can rotate around the strut portion due to the action of lift and drag by the flow of the fluid. .
다만, 나셀부의 형상은 원통형으로 한정되지 않으며 그 기능에 문제가 없는 한 타원형이나 다각형 등 다양한 형상으로 적용될 수 있어 본 발명의 실시예에서 언급하는 형상으로 본 발명의 기술적 사상을 제한하지 않는다.However, the shape of the nacelle is not limited to a cylindrical shape and can be applied to various shapes such as elliptical shape and polygonal shape as long as the function thereof is not problematic, so that the technical idea of the present invention is not limited to the shape mentioned in the embodiment of the present invention.
또한, 나셀부의 내부에는 베벨기어를 이용하여 후술하는 발전기에 동력을 전달할 수 있는 구조로 이루어졌다.In addition, the inside of the nacelle has a structure capable of transmitting power to a generator described later by using a bevel gear.
그럼, 도 2 내지 도 4를 참조하여 마그네틱 커플러를 이용한 스트럿 수밀구조의 조류발전기를 설명하기로 한다.2 to 4, an algae generator of a strut watertight structure using a magnetic coupler will be described.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 마그네틱 커플러를 이용한 스트럿 수밀구조의 조류발전기는 유로를 형성하는 덕트(100)와, 유체 흐름에 의해 힘을 받는 블레이드(210)에 의해 회전하는 허브(220)가 탑재된 나셀부(200)와, 상기 덕트(100) 일측과 상기 나셀부(200)를 연결하는 스트럿부(300)와, 상기 스트럿부(300)를 통해 상기 나셀부(200)에서 발생되는 운동에너지를 전달받아 전기에너지로 변환하는 발전기(400);를 포함하여 이루어진다.2, an algae generator of a strut watertight structure using a magnetic coupler according to an exemplary embodiment of the present invention includes a
도 3에 도시된 바와 같이, 유체 흐름에 의해 블레이드(210)가 힘을 받아 일체로 연결된 허브(220)를 통하여 회전하게 되고 허브(220)가 회전하는 중심축을 기준으로 수직 방향으로 방향 전환하는 역할을 나셀부(200) 내부에 탑재된 베벨기어(230)가 한다.As shown in FIG. 3, the
베벨기어(230)에 의해서 방향 전환한 회전력을 인너회전자(310) 및 아웃터회전자(320)를 포함하여 이루어지는 후술하는 스트럿부(300)에 의해서 발전기(400)로 전달하게 된다.The rotational force converted by the
도 4에 도시된 바와 같이, 베벨기어(230)의 수직축과 연결되는 인너회전자310)에는 자성체로 구성되는 인너자성체(311)가 외주면에 탑재되어 있다.4, an inner
또한, 인너자성체(311)와 연동되어 자력을 전달받는 아웃터자성체(321)는 아웃터회전자(320) 내주면에 탑재되어 있으며, 아웃터회전자(320)가 하부에 위치하게 된다.The outer
특히, 인너회전자(310)와 아웃터회전자(320)는 소정 간격 분리 이격되어 있으며, 자력에 의해 상호 소정 이격된 거리를 유지하게 된다.In particular, the
또한, 인너회전자(310)와 아웃터회전자(320) 사이에는 아웃터회전자(320)를 보호하고 수밀하는 유체 유입차단부(330)가 위치하게 된다.A fluid
또한, 유체 유입차단부(330)는 아웃터회전자(310)를 보호하고 외부에서 유입되는 유체를 수밀하며 원활하게 자력(磁力)이 전달되기 위해서 스테인레스나 세라믹, 플라스틱 등과 같은 비자성 소재를 사용할 수 있고 얇은 막으로 형성되거나 코팅될 수 있다.In addition, the fluid
이와 같이 마그네틱 커플러를 이용하여 내부와 외부를 물리적으로 완전히 분리하므로 수밀을 향상시킬 수 있다.In this way, the inside and the outside are physically completely separated by using the magnetic coupler, so that the watertightness can be improved.
즉, 인너회전자(310), 아웃터회전자(320) 및 유입차단부(330)로 구성되는 마그네틱 커플러를 이용하므로 유체가 유입될 수 있는 물리적 틈새를 만들지 않으므로 수밀(水密)을 향상시킬 수 있는 이점을 가지게 된다.That is, since the magnetic coupler composed of the
한편, 유체 유입차단부(330)와 내부격벽부(340) 사이는 수밀(水密)을 위해서 오-링(331)으로 밀봉하여 진다.
On the other hand, between the fluid
각 구성요소를 자세히 설명하면 다음과 같다.Each component is described in detail as follows.
덕트(100)는 유체가 흐르는 통로에 해당되는 것으로 유로를 형성하여 조류발전이 원활히 이루어지게 한다.The
나셀부(200)에는 유체 흐름에 의해 힘을 받는 블레이드(210)에 의해 회전하는 허브(220)가 탑재되어 있다.The
즉, 블레이드(210)와 일체로 연결된 허브(220)는 유체의 흐름에 의하여 블레이드(Blade) 면이 힘을 받고 그 받은 힘을 통하여 회전하여 기계적 운동에너지를 발생시킨다. 이때 나셀부(200) 전단에 있는 허브(220)에 의해서 발생하는 회전력은 나셀부(200) 내부의 베벨기어(230)로 전달되어 나셀부(200) 중심축을 기준으로 회전하는 회전력을 스트럿부(300) 중심축 방향으로 방향 전환하게 된다.That is, the
따라서, 본 실시예에서 날개 형태의 블레이드(210)를 포함하는 나셀부(200)는 효율적인 발전을 위하여 조류(유체의 흐름)의 방향에 마주보는 방향을 향하도록 조정될 수 있다.Accordingly, in this embodiment, the
스트럿부(300)는 덕트(100) 일측과 나셀부(200)를 연결하고 나셀부(200)를 지지하는 역할을 한다.The
스트럿부(300) 내부는 나셀부(300)의 베벨기어(230)를 통하여 동력을 전달받는 인너회전자(310)와, 인너회전자(310) 연동되어 자성으로 회전하는 아웃터회전자(320)를 포함하여 구성된다.The inside of the
더 자세히는, 스트럿부(300)는 나셀부(200)의 베벨기어(230)로부터 회전력을 전달받아 자력(磁力)을 이용하여 물리적으로 분리되어 수밀(水密)을 이루면서 동력을 전달하는 장치로서, 본 실시예에서는 인너자성체(311)를 탑재한 인너회전자(310), 아웃터자성체(321)를 탑재한 아웃터회전자(320) 및 유체 유입차단부(230)를 포함하여 이루어지되 오-링(331) 및 내부격벽부(340)를 더 포함할 수 있고, 스트럿부(300) 내측에 위치하여 유체로부터 주요 장치가 보호되며 밀폐되어 수밀(水密)되어 진다.More specifically, the
인너회전자(310)는 자력(磁力)을 전달하기 위해 인너자성체(311)가 외주면에 탑재되어 있는 원형의 허브(Hub) 형상으로 되어 있다.The
아웃터회전자(320)는 인너회전자(310) 내의 인너자성체(311)와 연동되어 자력을 전달받는 아웃터자성체(321)가 내주면에 탑재되어 있는 원형의 허브(Hub) 형상으로 되어 있다.The
한편, 인너자성체(311)나 아웃터자성체(321)는 영구 자석과 같은 자성(磁性)을 가지는 부재이다.On the other hand, the inner
유입차단부(330)는 아웃터자성체(321)와 소정 간격 이격되어 아웃터회전자(320)를 보호하고 수밀하도록 보호막을 형성하고 후술하는 내부격벽부(340)에 의해서 스트럿부(300) 내에 고정된다.The
또한, 유입차단부(330)는 스테인레스나 플라스틱 등과 같은 비자성 소재를 사용한다.In addition, the
인너회전자(310)가 회전하면 인너회전자(310) 내에 있는 인너자성체(311)와 연동되는 비접촉 아웃터자성체(321)에서 자력이 발생 되어 아웃터회전자(320)가 회전하게 되며 발전기(400)로 전달되어 전기에너지를 얻게 된다.When the
오-링(331)은 유입차단부(330)와 내부격벽부(340) 사이의 틈새를 밀봉하기 위하여 사용된다.The O-
내부격벽부(340)는 인너회전자(310)로부터 자력(磁力)을 받아 아웃터회전자(320)가 원활하게 회전 가능하도록, 인너회전자(310)와 유입차단부(330)가 소정 간격 이격되게 유지되도록 스트럿부(300)에 고정하는 역할을 한다.The inner
발전기(400)는 나셀부(200)에서 발생되는 운동에너지를 스트럿부(300)를 통해 전달받아 전기에너지로 변환하는 장치이다.
The
다음은 본 발명의 실시예에 따른 마그네틱 커플러를 이용한 스트럿 수밀구조의 조류발전기의 작동에 대해서 설명하고자 한다.Hereinafter, the operation of the stride water tight structure algae generator using the magnetic coupler according to the embodiment of the present invention will be described.
먼저, 유로가 형성된 덕트(100)를 지나는 유체의 흐름에 의하여 블레이드(210)가 힘을 받아 허브(220)가 회전하게 된다.First, the
허브(220)에서 발생하는 회전력을 나셀부(200) 내부에 있는 베벨기어(230)를 통하여 나셀부(200)의 중심축 방향에서 스트럿부(300) 중심축 방향으로 방향이 전환된다.The rotational force generated in the
즉, 블레이드(210)와 일체로 연결된 허브(220)는 유체의 흐름에 의하여 블레이드(Blade) 면이 힘을 받고 그 받은 힘을 통하여 회전하여 기계적 운동에너지를 발생시킨다. 이때 나셀부(200) 전단에 있는 허브(220)에 의해서 발생하는 회전력은 나셀부(200) 내부의 베벨기어(230)로 전달되어 나셀부(200) 중심축을 기준으로 회전하는 회전력을 스트럿부(300) 중심축 방향으로 방향 전환하게 된다.That is, the
나셀부(300)의 베벨기어(230)를 통하여 동력을 전달받는 인너회전자(310)가 회전한다.The
인너회전자(310)가 회전하면 인너회전자(310) 내에 있는 인너자성체(311)와 연동되는 비접촉 아웃터자성체(320)에서 자력이 발생 되어 아웃터회전자(320)가 회전하게 되며 발전기(400)로 전달되어 전기에너지를 얻게 된다.
When the
이로 인하여 다음과 같은 이점들이 있다.This has the following advantages.
아웃터회전자(OUTER ROTOR)와 인너회전자(INNER ROTOR)는 영구자석(자성체)을 이용하여 동력을 전달하므로 일반적으로 조류 발전기의 수밀(水密)에 취약한 부분에 대하여 물리적 분리를 통하여 해수 유입을 원천 봉쇄할 수 있는 이점이 있다.OUTER ROTOR and INNER ROTOR transmit the power by using permanent magnet (magnetic body). Therefore, it is necessary to physically separate seawater inflow from source that is vulnerable to watertightness of the tidal generator, There is an advantage that it can block.
또한, 아웃터회전자(OUTER ROTOR)와 인너회전자(INNER ROTOR) 사이에 유입차단부(330)를 통하여 인너회전자(INNER ROTOR)를 보호하면서 수밀(水密)이 가능하여 해수 유입을 방지할 수 있는 이점이 있다.In addition, the inner rotor can be watertight while protecting the inner rotor between the outer rotor and the inner rotor through the inflow /
다시 말하면, 스트럿부에 마그네트 커플러를 적용하여 인너회전자와 아웃터회전자를 분리하므로 조류발전기의 수밀(水密)을 높일 수 있는 이점이 있다.In other words, since the inner rotor and the outer rotor are separated by applying the magnet coupler to the strut portion, there is an advantage that the watertightness of the bird generator can be increased.
즉, 발전기가 수중에 있어 발전기 내부로 물이 유입되지 않도록 견고한 수밀구조를 요구하는 바, 본 발명의 실시예에 따르면, 마그네틱 커플러를 이용하여 물리적으로 내부 및 외부가 분리되어 물의 유입을 근본적으로 차단할 수 있는 이점을 가지게 된다.That is, a watertight structure is required so that the generator is in water and water is prevented from flowing into the generator. According to the embodiment of the present invention, the inside and the outside are physically separated using the magnetic coupler to fundamentally block the inflow of water It has the advantage of being able to.
또한, 스트럿부(300)의 상부인 인너회전자(310)와, 스트럿부(300)의 하부인 아웃터회전자(320)가 물리적으로 분리되어 있어 유지 또는 보수가 편리한 이점을 가지게 된다.The
이에 본 발명의 실시예에 따른 마그네틱 커플러를 이용한 스트럿 수밀구조의 조류발전기는 종래의 실(Seal)을 이용한 기술보다 소음 또는 진동이 적고 유지 보수가 유리하며 실(Seal)의 마모에 의해 실(Seal)의 수명에 따라 주기적으로 교체하여야 하는 실(Seal)를 이용한 수밀 구조보다 유리한 이점이 있다.Accordingly, the strand water-tight bird generator using the magnetic coupler according to the embodiment of the present invention has less noise or vibration and is more maintenance-friendly than the technology using the conventional seal, The watertight structure using a seal which is periodically replaced according to the life of the watertight structure is advantageous.
또한, 아웃터회전자(OUTER ROTOR)와 인너회전자(INNER ROTOR) 사이는 소정 간격 이격되어 있고 이격된 부분으로 해수(유체)가 채워져 윤활하게 되어 회전에 의해 발생하는 열을 바로 방출할 수 있는 이점이 있다.In addition, the outer rotor (OUTER ROTOR) and the inner rotor (INNER ROTOR) are spaced apart from each other by a predetermined distance, and the separated portion is filled with seawater (fluid) .
또한, 마그네트 커플러 방식의 경우 동력전달이 비접촉이므로 소음이 감소하는 이점이 있다.
Further, in the case of the magnet coupler method, there is an advantage that noise is reduced because the power transmission is non-contact.
지금까지 실시예를 통하여 본 발명의 마그네틱 커플러를 이용한 스트럿 수밀구조의 조류발전기에 대하여 설명하였다. 본 명세서와 도면에는 본 발명의 하나의 실시에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이다.Up to now, the tide water tight structure algae generator using the magnetic coupler of the present invention has been described with reference to the embodiments. The present specification and drawings disclose one embodiment of the present invention, and although specific terms are used, they are used in a generic sense only to facilitate the description of the present invention and the understanding of the present invention.
따라서 본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
Accordingly, the scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, but may be embodied in various forms without departing from the scope of the appended claims. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims.
310 : 인너회전자 311 : 인너자성체
320 : 아웃터회전자 321 : 아웃터자성체
330 : 유입차단부310: inner rotor 311: inner magnetic body
320: Outer rotor 321: Outer magnetic body
330:
Claims (2)
유체 흐름에 의해 힘을 받는 블레이드에 의해 회전하는 허브가 탑재된 나셀부와,
상기 덕트 일측과 상기 나셀부를 연결하는 스트럿부와,
상기 스트럿부를 통해 상기 나셀부에서 발생되는 운동에너지를 전달받아 전기에너지로 변환하는 발전기;를 포함하여 이루어지되,
상기 스트럿부에는
상기 나셀부에서 생성되는 운동에너지가 베벨기어를 통하여 회전하도록 인너자성체가 탑재되어 있는 원통 형상의 인너회전자와,
내주면에 설치되어 상기 인너회전자 내의 인너자성체와 연동되어 자력을 전달받는 아웃터자성체가 탑재되어 있는 종공이 형성된 원통 형상의 아웃터회전자와,
상기 아웃터자성체와 소정 간격 이격되어 상기 아웃터회전자를 보호하고 수밀하는 유체 유입차단부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 마그네틱 커플러를 이용한 스트럿 수밀구조의 조류발전기.
A duct forming a flow path,
A nacelle portion on which a hub rotating by a blade which is subjected to a force by a fluid flow is mounted,
A strut portion connecting one side of the duct and the nacelle,
And a generator for receiving kinetic energy generated from the nacelle portion through the strut portion and converting the kinetic energy into electric energy,
In the strut portion
A cylindrical inner rotor in which an inner magnetic body is mounted so as to rotate kinetic energy generated by the nacelle through a bevel gear,
A cylindrical outer rotor having an outer magnetic body mounted on an inner circumferential surface thereof and having an outer magnetic body coupled to the inner magnetic body in the inner rotor to receive a magnetic force,
And a fluid inflow blocking portion that is spaced apart from the outer magnetic body by a predetermined distance to protect and tightly seal the outer rotor.
상기 스트럿부 내 일측에는 상기 유입차단부와 사이를 밀봉하는 오-링이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 마그네틱 커플러를 이용한 스트럿 수밀구조의 조류발전기.
The method according to claim 1,
And an o-ring is formed at one side of the strut portion to seal the inlet / outlet portion from the inlet / outlet portion, and a strut watertight structure algae generator using the magnetic coupler.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020140152705A KR101584273B1 (en) | 2014-11-05 | 2014-11-05 | Tidal generator using a magnetic coupler with strut watertight |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101824331B1 (en) * | 2016-09-30 | 2018-02-01 | 재단법인한국조선해양기자재연구원 | Tidal generator maintenance equipment using magnetic coupling |
Citations (2)
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JP2006336666A (en) * | 2005-05-31 | 2006-12-14 | Shoei Koki:Kk | Bulkhead power transmission device |
JP2012112320A (en) * | 2010-11-25 | 2012-06-14 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Water stream power generating system |
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2014
- 2014-11-05 KR KR1020140152705A patent/KR101584273B1/en active IP Right Grant
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