KR20150118717A - Ring-type generator module and Wind power generator using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 코일이 내재된 링형 고정자(stator)와 영구자석이 결합된 링형 회전자(rotor)가 끼움결합한 상태에서 상기 회전자가 회동하도록 구성된 링형 발전모듈 및 이를 이용한 풍력발전기에 관한 것이다.
The present invention relates to a ring-type power generation module configured to rotate a rotor in a state where a ring-type stator having coils embedded therein and a ring-type rotor coupled with a permanent magnet are fitted and fitted, and a wind power generator using the same.
풍력발전기는 바람의 운동에너지가 기계적 장치를 거쳐 전기에너지로 변환되도록 하는 장치이다. 통상적인 풍력발전기는 바람의 에너지를 회전하는 동력으로 변화시켜주는 블레이드(blade)와, 다수의 블레이드를 연결하는 허브와, 저속의 블레이드 회전수를 발전기용 고속회전으로 변환하는 증속기(gearbox)와, 회전력을 전기로 바꾸는 발전기(generator)와, 각종 제어 시스템을 구비한다.A wind turbine generator is a device that converts the kinetic energy of wind into mechanical energy through electrical energy. A typical wind turbine includes a blade that converts wind energy into rotational power, a hub that connects multiple blades, a gearbox that converts low-speed blade rotations to high-speed rotations for generators, A generator for converting the rotational force into electricity, and various control systems.
기존의 풍력발전기는 AFPM(Axial-Flux Permanent Magnet) 발전기와 RFPM(Radial Flux Permanent Magnet) 발전기로 구분된다.Conventional wind power generators are divided into AFPM (Axial-Flux Permanent Magnet) generators and RFPM (Radial Flux Permanent Magnet) generators.
AFPM 발전기는 축방향 자력 영구자석 발전기로, 현재 소형 풍력발전기와 하이브리드 풍력발전기에 많이 사용되고 있다. 이것은 영구자석을 양쪽에 배치하고 그 가운데에 코일을 배치하는 것이 일반적인 형태로 코깅토크를 최소화하기 위하여 철심을 사용하지 않는 코어리스(Core less) AFPM 발전기가 대부분이다. 코러리스이기 때문에 기동풍속은 낮으나 발전기 자체의 출력과 효율이 떨어져 상용 풍속대인 5~7m/sec에서 실제 출력이 매우 낮은 단점이 있다.The AFPM generator is an axial magnetic permanent magnet generator, and is now widely used in small wind turbines and hybrid wind turbines. This is a general form in which permanent magnets are placed on both sides and a coil is arranged in the middle. Most of them are Core less AFPM generators which do not use iron cores to minimize cogging torque. Because it is coreless, the starting wind speed is low, but the efficiency of the generator itself is low and its efficiency is low at 5 ~ 7m / sec, which is the commercial wind speed.
RFPM 발전기는 영구자석 모터와 같은 구조를 가진 발전기로 출력이 좋고 효율이 높아 풍자원이 풍부한 곳에서 많이 사용되고 있다. 또한 상용 풍속대인 5~7m/sec에서도 정격 출력의 20% 이상 출력이 가능하기 때문에 하이브리드 가로등 등에 적용하기에 적당하다. 다만 코깅토크(Cogging Torque)가 높아 기동 풍속이 높은 단점이 있다.The RFPM generator is a generator with the same structure as a permanent magnet motor. It has good output and high efficiency, so it is widely used in places where the satellites are abundant. Also, it can be applied to hybrid streetlight because it can output more than 20% of the rated output even at commercial wind velocity of 5 ~ 7m / sec. However, there is a disadvantage that the starting wind speed is high due to high cogging torque.
정리하면, AFPM 발전기는 저풍속에서도 초기 기동이 가능하나 코어가 없기 때문에 제너레이터 출력 및 효율이 낮아 사이즈가 커지며 이에 따라 제조 원가가 높아진다. 또한 대형화에 어려움이 있어 대용량 풍력발전기에는 부적절하다. 또한 RFPM 발전기에 관해 코깅토크를 최소화하려는 기술들이 개발되어 있으나 코깅토크를 획기적으로 감소시키지는 못하고 있다.In summary, the AFPM generator can start early even at low wind speeds, but because there is no core, the generator output and efficiency are low, resulting in a large size, which increases manufacturing costs. Also, it is not suitable for large capacity wind turbine because of difficulty in enlargement. In addition, technologies have been developed to minimize the cogging torque of RFPM generators, but they are not significantly reducing cogging torque.
또한, 블레이드의 회전에 의한 소음과 진동 문제, 풍력발전기의 대형화에 따른 장소 제약의 문제, 블레이드의 발열과 부식 문제 및 이에 따른 유지·보수 문제가 종래 풍력발전기의 공통된 문제점 이었다.
In addition, noise and vibration problems caused by the rotation of the blades, problems of the space restriction due to the enlargement of the wind power generators, heat generation and corrosion problems of the blades, and maintenance and maintenance problems thereof have been common problems of conventional wind power generators.
본 발명은 회전축 없이 회전자가 회전할 수 있도록 하여, 설치 구조의 단순화·소형화를 이루어 냄으로써 효율적인 발전(發電)이 이루어지고, 블레이드의 결합위치 및 모양에 따라 수직형·수평형 풍력발전기에 적용할 수 있으며 풍력발전기의 대형화에 따른 설치 장소의 문제, 거대 블레이드의 회전에 의한 소음 및 진동 문제 등을 해소할 수 있는 링형 발전모듈 및 이를 이용한 풍력발전기를 제공함에 그 목적이 있다.
The present invention allows the rotor to rotate without rotating the shaft, simplifies and miniaturizes the installation structure, and thereby efficiently generates electric power. The present invention can be applied to vertical and horizontal wind power generators according to the position and shape of blades And it is an object of the present invention to provide a ring-type power generation module and a wind power generator using the ring-type power generation module, which can solve problems of installation place due to enlargement of a wind power generator, noise and vibration problems caused by rotation of a large blade, and the like.
본 발명은 『다수의 코일이 내재된 링형의 고정자(stator); 상기 고정자의 내경보다 작은 외경을 갖는 링형 부재의 전·후단 바깥쪽으로 플랜지가 형성되어 있으며, 상기 링형 부재가 상기 고정자의 내경에 끼워진 상태에서 상기 전·후단 플랜지에 의해 이탈되지 않도록 구성된 회전자(rotor); 상기 플랜지의 대향면 일측 또는 양측에 다수개 결합된 영구자석; 및 상기 회전자가 회동할 수 있도록 상기 고정자와 회전자 사이에 구비된 마찰저감수단; 을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 링형 발전모듈』을 제공한다.
The present invention is characterized by " a ring-shaped stator having a plurality of coils embedded therein; Wherein the flange is formed outside the front and rear ends of the ring-shaped member having an outer diameter smaller than the inner diameter of the stator and the ring-shaped member is fitted in the inner diameter of the stator, ); A plurality of permanent magnets coupled to one or both sides of the opposite faces of the flange; And a friction reducing means provided between the stator and the rotor so that the rotor can rotate; And a ring-shaped power generation module.
상기 고정자는 코일을 포함하는 구조물로 코일의 위치를 고정, 지지하는 역할을 한다. 이러한 고정자가 외기에 노출되어 있어 코일에서 발생된 열이 직접 공기중으로 방열되므로 다른 복잡한 발전기(AFPM, RFPM)의 구조 보다 쉽게 방열된다. 또한, 상기 회전자의 플랜지의 전체 또는 일부를 철재로 구성하여 영구자석의 자력이 강화되도록 하여 발전 효율이 커지도록 할 수 있다.
The stator is a structure including a coil, and serves to fix and support the position of the coil. Since the stator is exposed to the outside air, the heat generated by the coil is dissipated directly into the air, which is easier to dissipate than the structure of other complex generators (AFPM, RFPM). The entire or a part of the flange of the rotor may be made of a steel material so that the magnetic force of the permanent magnet is strengthened, so that the power generation efficiency can be increased.
또한 본 발명은 『전술한 링형 발전모듈; 상기 링형 발전모듈 회전자의 내주면 안쪽으로 한 개 또는 복수개 결합된 블레이드; 및 상기 링형 발전모듈의 고정자를 지지하는 지주; 를 포함하여 구성되어, 상기 블레이드가 기류를 받아 상기 링형 발전모듈의 회전자가 회전하도록 구성된 수직 풍력발전기』를 함께 제공한다.
Further, the present invention is characterized in that " the above-mentioned ring-type power generation module; One or a plurality of coupled blades inside the inner circumferential surface of the ring-shaped power module rotor; A strut supporting the stator of the ring-shaped power module; And a vertical wind power generator configured to receive the airflow of the blades and configured to rotate the rotor of the ring-shaped power generation module.
또한 본 발명은 『전술한 링형 발전모듈; 상기 링형 발전모듈 회전자 플랜지의 외면에 한 개 또는 복수개 결합된 블레이드; 및 상기 링형 발전모듈의 고정자와 결합된 지지대; 를 포함하여 구성되어, 상기 블레이드가 기류를 받아 상기 링형 발전모듈의 회전자가 회전하도록 구성된 수평 풍력발전기』를 함께 제공한다.
Further, the present invention is characterized in that " the above-mentioned ring-type power generation module; One or more blades coupled to the outer surface of the ring-shaped power module rotor flange; And a support coupled to the stator of the ring-shaped power module; And a horizontal wind power generator configured to receive the airflow of the blade to rotate the rotor of the ring-shaped power generation module.
즉, 상기 링형 발전모듈을 이용할 때 블레이드의 결합 위치 및 모양을 달리하여 수평 풍력발전기 또는 수직 풍력발전기로 적용할 수 있는 것이다.
That is, the present invention can be applied to a horizontal wind power generator or a vertical wind power generator with different positions and shapes of blades when using the ring-type power generation module.
회전축의 바깥쪽으로 블레이드가 결합되어 있던 종래의 풍력발전기는 블레이드의 직경이 커질수록 중심축에 작용하는 모멘텀이 커지므로 회전력이 크게 전달된다. 블레이드가 대형화될수록 날개 자중을 지지할 수 있는 구조가 필요하므로 블레이드의 끝은 큰 힘을 받음에도 불구하고 넓게 만들지 못한다. 또한 블레이드가 대형화 될수록 많은 진동과 소음이 발생하게 된다. 또한, 큰 회전력을 가지는 거대한 블레이드가 빠른 속도로 회전하므로 사고 발생 시 많은 위험을 내포하고 있다. In a conventional wind turbine in which the blades are coupled to the outside of the rotating shaft, as the diameter of the blades increases, the momentum acting on the central axis becomes larger, so that the rotational force is largely transmitted. As the blade becomes larger, a structure capable of supporting the weight of the blade is required, so that the tip of the blade does not make it wide even though it receives a large force. Also, as the blade becomes larger, more vibration and noise are generated. In addition, a huge blade with a large rotational speed rotates at a high speed, which poses a great deal of risk when an accident occurs.
반면 본 발명은 회전 모멘텀이 강하게 걸리는 링형 회전자의 테두리 쪽에서 안쪽을 향하도록 블레이드를 배치함으로써 중심축에 전달되는 힘은 크게 하되, 블레이드는 작게 만들 수 있다. 또한 테두리에서 안쪽을 향하는 블레이드는 그 모양을 다양하게(넓게) 구성할 수 있기 때문에, 기존에는 불가능했던 모양의 블레이드를 적용할 수 있다. 이에 따라 동일 면적으로 대비할 때 기존의 풍력발전기에 비해 더 큰 발전량을 얻을 수 있다. On the other hand, according to the present invention, by arranging the blades so as to face inward from the rim of the ring-shaped rotor in which the rotational momentum is strong, the force transmitted to the central axis can be made large while the blades can be made small. In addition, blades oriented inward from the rim can be configured in a wide variety of shapes so that blades of shapes that were not previously possible can be applied. Accordingly, when compared with the conventional wind turbine, a larger power generation amount can be obtained.
이러한 본 발명의 효과를 다시 정리하면 다음과 같다.The effects of the present invention are summarized as follows.
1. 회전축 없이 베어링(볼베어링, 롤러베어링 등), 윤활유, 자기부상수단 등의 마찰저감수단 의해 회전자가 회전하도록 구성되므로 구조가 간단하고 조립하기 쉽다.1. The structure is simple and easy to assemble because it is configured to rotate the rotor by friction reducing means such as bearings (ball bearings, roller bearings, etc.), lubricating oil and magnetic levitation means without rotating shaft.
2. 코일이 내재된 회전자가 외기에 노출되므로 코일에 발생하는 열이 쉽게 방열된다.2. Since the rotor with the coil is exposed to the outside air, the heat generated in the coil easily dissipates.
3. 블레이드를 작게 구성할 수 있으며 면적에 비해 발전량이 크다.3. The blade can be made small and the power generation is big compared with the area.
4. 동일 구조의 링형 발전모듈에 결합시키는 블레이드의 위치와 모양에 따라 수직·수평 풍력발전기를 모두 구성할 수 있다.4. Vertical and horizontal wind power generators can be configured according to the position and shape of the blades to be connected to the ring-type power generation module of the same structure.
5. 종전의 링의 크기를 키움에 따라 고정자에 내재된 코일과 회전자에 결합된 영구자석의 접촉면이 넓어지므로 동일 출력의 발전기를 제작할 경우 코일과 자석의 두께를 줄임으로 두 판을 박형(얇은형태)으로 제작이 가능하다. 5. By increasing the size of the conventional ring, the contact surface of the permanent magnet coupled to the coil embedded in the stator becomes wider, so that when the generator of the same output is manufactured, the thickness of the coil and the magnet is reduced, Shape) can be made.
6. 회전자의 블레이드는 중심축에 연결되지 않고 회전자의 테두리 안쪽에 내측을 향하도록 결합되므로, 블레이드의 크기가 작아질 뿐 아니라, 블레이드를 지지하는 부분의 중량만큼의 경량화가 가능하다.
6. Since the blade of the rotor is not connected to the center shaft but is coupled to the inside of the rim of the rotor so as to face inward, it is possible to reduce the size of the blade as well as the weight of the portion supporting the blade.
[도 1]은 본 발명이 제공하는 링형 발열모듈의 일 실시예를 도시한 것이다.
[도 2]는 링형 발열모듈의 고정자를 도시한 것이다.
[도 3]은 링형 발열모듈의 회전자를 도시한 것이다.
[도 4]는 링형 발열모듈을 이용한 수직 풍력발전기의 실시예들을 도시한 것이다.
[도 5]는 링형 발열모듈을 이용한 수평 풍력발전기의 실시예들을 도시한 것이다. FIG. 1 shows an embodiment of a ring-shaped heat generating module provided by the present invention.
[Fig. 2] shows a stator of a ring-shaped heat generating module.
[Fig. 3] shows the rotor of the ring-shaped heat generating module.
FIG. 4 illustrates embodiments of a vertical wind power generator using a ring heat generating module.
FIG. 5 illustrates embodiments of a horizontal wind power generator using a ring heat generating module.
본 발명은 『다수의 코일이 내재된 링형의 고정자(stator); 상기 고정자의 내경보다 작은 외경을 갖는 링형 부재의 전·후단 바깥쪽으로 플랜지가 형성되어 있으며, 외경이 상기 고정자의 내경에 끼워진 상태에서 상기 전·후단 플랜지에 의해 이탈되지 않도록 구성된 회전자(rotor); 상기 플랜지의 대향면 일측 또는 양측에 다수개 결합된 영구자석; 및 상기 회전자가 회동할 수 있도록 상기 고정자와 회전자 사이에 구비된 마찰저감수단; 을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 링형 발전모듈』을 제공한다.
The present invention is characterized by " a ring-shaped stator having a plurality of coils embedded therein; A rotor having a flange formed outside the front and rear ends of the ring-shaped member having an outer diameter smaller than the inner diameter of the stator and not to be separated by the front and rear flanges in a state where the outer diameter is fitted in the inner diameter of the stator; A plurality of permanent magnets coupled to one or both sides of the opposite faces of the flange; And a friction reducing means provided between the stator and the rotor so that the rotor can rotate; And a ring-shaped power generation module.
상기 마찰저감수단으로는 『상기 회전자의 외주면 전·후단 가장자리를 따라 각각 구비된 레일에 안착되어 외력에 의해 제자리에서 구르도록 구비된 볼베어링 및 상기 고정자의 내주면 전·후단 가장자리에 상기 볼베어링과 접하는 내접띠를 포함하여 구성된 것』을 적용할 수 있다. 이에 따라 회전자와 고정자의 직접 마찰에 의한 손상 없이 회전자가 원활히 회전운동하도록 할 수 있다.
The friction reducing means includes a ball bearing that is mounted on a rail provided along the front and rear edges of the outer circumferential surface of the rotor and is provided so as to roll in place by an external force and an inner contact Quot; and " consisting of a belt " Accordingly, the rotor can be smoothly rotated without being damaged by direct friction between the rotor and the stator.
또한, 상기 마찰저감수단으로는 『상기 회전자의 외주면을 가로지르는 방향으로 설치되어 상기 고정자의 내주면에 접한 상태에서 외력에 의해 축방향으로 자전하도록 구비된 다수개의 롤러베어링』을 적용할 수도 있다. 상기 롤러베어링은 회전자의 하중을 분산시킬 수 있다.
The friction reducing means may be a plurality of roller bearings provided in a direction crossing the outer circumferential surface of the rotor and provided so as to rotate in the axial direction by an external force in contact with the inner circumferential surface of the stator. The roller bearing can disperse the load of the rotor.
또한, 상기 마찰저감수단으로는 『같은 극의 띠형자석이 상기 회전자의 외주면과 상기 고정자의 내주면을 따라 각각 결합되어 상기 회전자와 고정자가 밀착되지 않고 유격이 형성되도록 하는 자기부상수단』을 적용할 수도 있다. 이 경우 같은 극의 띠형자석간의 척력에 의해 회전자의 외경이 고정자의 내경에 접하지 않고 떨어진 상태에서 회전자가 마찰 없이 회전할 수 있게 된다.
As the friction reducing means, there is applied a magnetic levitation means in which a band-like magnet of the same polarity is coupled to the outer circumferential surface of the rotor and the inner circumferential surface of the stator so that the rotor and the stator are not in close contact with each other and a clearance is formed You may. In this case, the rotor can be rotated without friction in a state where the outer diameter of the rotor is away from the inner diameter of the stator due to the repulsive force of the band-shaped stool of the same pole.
또한, 상기 마찰저감수단으로는 『상기 회전자의 외주면 또는 상기 고정자의 내주면 중 어느 한 곳 이상에 도포된 윤활유』를 적용할 수도 있다.
As the friction reducing means, "lubricating oil coated on at least one of the outer circumferential surface of the rotor or the inner circumferential surface of the stator" may be applied.
이하에서는 상기 마찰저감수단으로 볼베어링이 구비된 실시예를 도시한 도면과 함께 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 다만 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것이므로 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, in which ball bearings are provided as the friction reducing means. It should be noted that the following embodiments are provided so that those skilled in the art will be able to fully understand the present invention, and thus the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below.
첨부된 도면들은 고정자(stator, 110), 회전자(rotor, 120), 영구자석(130) 및 볼베어링(140)을 포함하여 구성된 링형 발전모듈의 실시예를 도시한 것이다. The accompanying drawings illustrate an embodiment of a ring-shaped power generation module configured with a
상기 고정자(110)는 [도 2]에 도시된 바와 같이 다수의 코일(111)이 내재되어 있는 링형 부재이다. 상기 고정자(110) 내에는 코일(111)의 삽입·설치를 위한 다수개의 안치부를 형성시켜둘 수 있다.The
상기 회전자(120)는 [도 3]에 도시된 바와 같이 상기 고정자(110)의 내경에 대응하는 외경을 갖는 링형 부재(121)와 상기 링형 부재(121)의 전·후단 바깥쪽으로 형성된 플랜지(122a, 122b)를 포함하여 구성된다.3, the
상기 플랜지(122a, 122b)의 대향면 일측 또는 양측에는 영구자석(130)이 다수개 결합된다. 다수개의 영구자석(130)은 N극과 S극이 교대로 배치되는데, [도 1]에 도시된 바와 같이 상기 고정자(110)의 내면이 상기 회전자(120)의 링형 부재(121) 외측에 끼워져, 상기 볼베어링(140)에 의해 상기 회전자(120)가 회동할 수 있도록 구성된다. 즉, 상기 회전자(120)에 결합되는 블레이드가 바람을 맞아 풍력에 의해 상기 회전자가 무게중심점을 기준으로 회전할 수 있도록 구성된 것이다.A plurality of
상기 회전자(120)가 회전 운동을 함에 따라 상기 코일(111)이 영구자석(130)에 의해 형성되는 자기장 내에서 회전하여 유도 기전력이 발생하게 된다. 유도기전력이 발생함에 따라 코일(111)에 흐르게 되는 전류는 코일(111)의 전기저항에 의해 열을 발생시키는데, 종래의 풍력발전기는 이 열에 의한 손상도 큰 문제였다. 그러나 본 발명이 제공하는 링형 발전모듈(100)은 그 구조상 코일이 내재된 고정자(110)가 외기에 노출되어 있어 열의 발산이 빠르게 이루어진다. As the
한편, 상기 회전자(120)의 플랜지(122a, 122b)의 전부를 철재로 구성하거나 상기 영구자석(130)이 결합되는 부분을 철재로 구성하여 상기 영구자석(130)의 자력이 강화되도록 함으로써 발전 효율이 높일 수 있다. The entirety of the
상기 볼베어링(140)은 마찰저감수단의 일예로 적용한 것이다. 상기 볼베어링(140)은 회전자(110)의 회전 운동에 저해되는 마찰을 최소화시키는 구조로 설치해야 한다. 이를 위해 상기 볼베어링(140)은 상기 회전자(120)의 링형 부재(121) 외주면 전·후단 가장자리를 따라 각각 구비된 레일(123)에 안착되어 외력에 의해 제자리에서 구르도록 구성할 수 있다. 이 경우 상기 볼베어링(140)이 상기 고정자의 내주면에 직접 접하게 되면 마찰에 의해 회전자의 회전이 방해될 수 있음은 물론 장기간의 마찰에 따라 상기 고정자(110)가 파손될 수 있다. 따라서 상기 고정자(110)의 내주면 전·후단 가장자리에는 상기 볼베어링(140)과 접하는 내접띠(112)가 각각 구비되도록 하여 회전자(120)와 고정자(110)의 직접 마찰에 의한 손상 없이 회전자(120)가 원활히 회전운동을 하도록 할 수 있다.The
이외에도 마찰저감수단으로서 전술한바와 같은 롤러베어링이나 자기부상수단을 적용할 수 있다. 간단한 방법으로 상기 고정자의 내주면 또는 회전자 링형 부재의 외주면에 윤활유를 도포하는 방법으로 마찰을 줄이는 방법도 고려될 수 있다.
In addition, a roller bearing or a magnetic levitation means as described above can be applied as the friction reducing means. A method of reducing friction by a method of applying lubricating oil to the inner circumferential surface of the stator or the outer circumferential surface of the rotor ring-shaped member by a simple method may be considered.
위와 같은 링형 발전모듈(100)은 수직 풍력발전기와 수평 풍력발전기에 모두 적용될 수 있다.The ring-type
수직 풍력발전기는 [도 4]에 도시된 바와 같이 상기 링형 발전모듈(100); 상기 링형 발전모듈(100)의 회전자(120) 링형 부재(121) 내주면 안쪽으로 하나 또는 복수개 결합된 블레이드(200a, 200b, 200c); 및 상기 링형 발전모듈(100)의 고정자(110)를 지지하는 지주(300); 를 포함하여 구성된다. 이에 따라 상기 블레이드(200a, 200b, 200c)가 기류를 받아 상기 링형 발전모듈(100)의 회전자(120)가 회전하게 된다.
The vertical wind power generator includes the ring-type
수직 풍력발전기는 [도 5]에 도시된 바와 같이 상기 링형 발전모듈(100); 상기 링형 발전모듈(100) 회전자(120) 플랜지(122a, 122b)의 외면에 하나 또는 복수개 결합된 블레이드(200d); 및 상기 링형 발전모듈(100)의 고정자(110)와 결합된 지지대(400); 를 포함하여 구성된다. 이에 따라 상기 블레이드(200d)가 기류를 받아 상기 링형 발전모듈(100)의 회전자(120)가 회전하게 된다. 이 경우 상기 블레이드(200d)의 형상은 원호형 날개 2~3개를 결합시킨 다리우스형, 2~4개의 수직 대칭익형 날개를 결합시킨 자이로밍형, 반원통형의 날개를 마주보개 한 사보니우스형 등의 적용이 가능하다. The vertical wind power generator includes the ring-type
또한 상기 지지대(400)의 원활한 설치를 위해 상기 회전자의 양측 플랜지의 면적을 다르게 구성하고, 좁은 면적의 플랜지가 하향(下向)하도록 배치함으로써 상기 지지대가 상대적으로 넓게 노출된 고정자에 결합되도록 할 수 있다.
Further, in order to smoothly mount the support table 400, the flanges of both sides of the rotor are configured to have different areas, and the flange of a narrow area is arranged to be downward (downward) so that the support is coupled to the relatively wide exposed stator .
본 발명은 상기에서 언급한 바와 같이 첨부된 도면과 관련하여 설명되었으나, 본 발명의 요지를 벗어남이 없는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하며, 다양한 분야에서 사용 가능하다. 따라서 본 발명의 청구범위는 이건 발명의 진정한 범위 내에 속하는 수정 및 변형을 포함한다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the invention. It is therefore intended that the appended claims cover such modifications and variations as fall within the true scope of the invention.
100 : 링형 발전모듈
110 : 고정자
111 : 코일
112 : 내접띠
120 : 회전자
121 : 링형 부재
122a, 122b : 플랜지
123 : 레일
130 : 영구자석
140 : 볼베어링
200a, 200b, 200c, 200d : 블레이드
300 : 지주
400 : 지지대 100: Ring-type power generation module
110: stator 111: coil 112: inscribed band
120: rotor 121: ring-shaped
123: rail 130: permanent magnet 140: ball bearing
200a, 200b, 200c, 200d:
300: support 400: support
Claims (9)
상기 고정자의 내경보다 작은 외경을 갖는 링형 부재의 전·후단 바깥쪽으로 플랜지가 형성되어 있으며, 상기 링형 부재가 상기 고정자의 내경에 끼워진 상태에서 상기 전·후단 플랜지에 의해 이탈되지 않도록 구성된 회전자(rotor);
상기 플랜지의 대향면 일측 또는 양측에 다수개 결합된 영구자석; 및
상기 회전자가 회동할 수 있도록 상기 고정자와 회전자 사이에 구비된 마찰저감수단; 을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 링형 발전모듈.
A ring-shaped stator in which a plurality of coils are embedded;
Wherein the flange is formed outside the front and rear ends of the ring-shaped member having an outer diameter smaller than the inner diameter of the stator and the ring-shaped member is fitted in the inner diameter of the stator, );
A plurality of permanent magnets coupled to one or both sides of the opposite faces of the flange; And
A friction reducing means provided between the stator and the rotor so that the rotor can rotate; And a ring-shaped power generating module.
상기 고정자는 에폭시 수지로 구성된 것을 특징으로 하는 링형 발열모듈.
The method of claim 1,
Wherein the stator is made of an epoxy resin.
상기 회전자의 플랜지의 전부 또는 일부는 철재로 구성된 것을 특징으로 하는 링형 발전모듈.
The method of claim 1,
Wherein all or a part of the flange of the rotor is made of a steel material.
상기 마찰저감수단은 상기 회전자 링형 부재의 외주면 전·후단 가장자리를 따라 각각 구비된 레일에 안착되어 외력에 의해 제자리에서 구르도록 구비된 볼베어링 및 상기 고정자의 내주면 전후단 가장자리에 상기 볼베어링과 접하는 내접띠를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 링형 발전모듈.
The method of claim 1,
The friction reducing means includes ball bearings mounted on rails provided along the front and rear edges of the outer circumferential surface of the rotor ring-shaped member, respectively, so as to roll in place by an external force, Wherein the ring-shaped power generation module comprises:
상기 마찰저감수단은 상기 회전자 링형부재의 외주면을 가로지르는 방향으로 설치되어 상기 고정자의 내주면에 접한 상태에서 외력에 의해 축방향으로 자전하도록 구비된 다수개의 롤러베어링인 것을 특징으로 하는 링형 발전모듈.
The method of claim 1,
Wherein the friction reducing means is a plurality of roller bearings provided in a direction transverse to the outer circumferential surface of the rotor ring member and rotatable in an axial direction by an external force in a state of being in contact with the inner circumferential surface of the stator.
상기 마찰저감수단은 같은 극의 띠형자석이 상기 회전자 링형부재의 외주면과 상기 고정자의 내주면을 따라 각각 결합되어 상기 회전자와 고정자가 밀착되지 않고 유격이 형성되도록 하는 자기부상수단인 것을 특징으로 하는 링형 발전모듈.
The method of claim 1,
Wherein the friction reducing means is a magnetic levitation means for allowing strip-shaped magnets of the same polarity to be coupled to the outer circumferential surface of the rotor ring-shaped member and the inner circumferential surface of the stator to form a clearance without the rotor and the stator being in close contact with each other Ring type power generation module.
상기 마찰저감수단은 상기 회전자 링형부재의 외주면 또는 상기 고정자의 내주면 중 어느 한 곳 이상에 도포된 윤활유인 것을 특징으로 하는 링형 발전모듈.
The method of claim 1,
Wherein the friction reducing means is lubricating oil applied to at least one of an outer circumferential surface of the rotor ring-shaped member and an inner circumferential surface of the stator.
상기 링형 발전모듈 회전자 링형부재의 내주면 안쪽으로 한 개 또는 복수개 결합된 블레이드; 및
상기 링형 발전모듈의 고정자를 지지하는 지주; 를 포함하여 구성되어,
상기 블레이드가 기류를 받아 상기 링형 발전모듈의 회전자가 회전하도록 구성된 수직 풍력발전기.
A ring-type power generation module according to any one of claims 1 to 7;
One or a plurality of coupled blades inside the inner circumferential surface of the ring-shaped power generating module rotor ring-shaped member; And
A strut supporting the stator of the ring-shaped power module; , ≪ / RTI >
Wherein the blades are configured to receive airflow and rotate the rotor of the ring-shaped power generation module.
상기 링형 발전모듈 회전자 플랜지의 외면에 한 개 또는 복수개 결합된 블레이드; 및
상기 링형 발전모듈의 고정자와 결합된 지지대; 를 포함하여 구성되어,
상기 블레이드가 기류를 받아 상기 링형 발전모듈의 회전자가 회전하도록 구성된 수평 풍력발전기.A ring-type power generation module according to any one of claims 1 to 7;
One or more blades coupled to the outer surface of the ring-shaped power module rotor flange; And
A support coupled to a stator of the ring-shaped power generation module; , ≪ / RTI >
And the rotor of the ring-shaped power generation module is rotated by the blade.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020140044602A KR20150118717A (en) | 2014-04-15 | 2014-04-15 | Ring-type generator module and Wind power generator using the same |
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---|---|
KR20150118717A true KR20150118717A (en) | 2015-10-23 |
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2014
- 2014-04-15 KR KR1020140044602A patent/KR20150118717A/en active Search and Examination
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