KR20170045235A - 진동 흡수기들을 위한 마그네틱 댐퍼 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기계들 및 설치부들, 특히 윈드 터빈들에서 진동들을 제거하고 회피하기 위한 새로운 타입의 회전 대칭적인 댐퍼들 (도 3 의 (a)) 에 관한 것이고, 댐핑은 자기 생성되는 와전류들에 의해 발생된다. 본 발명은 추가로 그러한 마그네틱 댐퍼들을 구비한 진동 흡수기들, 특히 펜듈럼 흡수기들 (7), 및 진동력들에 노출되고 그러한 진동 흡수기들을 포함하는 설치부들, 특히 윈드 터빈들에 관한 것이다.

Description

진동 흡수기들을 위한 마그네틱 댐퍼{MAGNETIC DAMPER FOR VIBRATION ABSORBERS}
본 발명은 기계들 및 설치부들, 특히 윈드 터빈들에서 진동들을 제거하고 회피하기 위한 새로운 회전 대칭적인 댐퍼들에 관한 것이고, 여기서 댐핑은 자기 생성된 와전류들에 의해 발생된다. 특히, 본 발명은 종축에 대해 회전 대칭적인 방식으로 배열되고 상기 종축 주위로 링 형상으로 그 전체에서 배열된 상응하게 정렬된 영구 자석들 및/또는 전자석들의 하나 이상의 스택된 링 자석들 또는 마그네틱 링-형상의 배열체들로 이루어진 와전류 댐퍼들에 관한 것이다.
본 발명은 추가로 이러한 타입의 마그네틱 댐퍼들과 끼워맞춤된 진동 흡수기들, 특히 펜듈럼 흡수기들, 및 이러한 타입의 진동 흡수기들을 갖고 진동력들을 받는 설치부들, 특히 윈드 터빈들에 관한 것이다.
마그네틱 또는 와전류 댐퍼들은 종래 기술로부터 그와 같이 공지되어 있다. 그러한 댐퍼들의 기능 모드는 전류가 변하는 자기장으로 인해 이동하는 전기 전도체에서 유도된다는 사실에 기초된다. 이러한 유도된 전류, 또한 소위 와전류는 마찬가지로 자기장을 생성한다. 자기장은 제 1 자기장에 대해 작용하고 따라서 저항력을 생성한다. 전도체와 자기장 사이의 축방향의 상대적인 이동으로 인해, 회전하는 와전류가 전도체에서 유도된다. 이들 결과로 인한 와전류들은 차례로 원래의 자기장에 대해 작용하고 전도체의 이동을 제동하는 자기장들을 형성한다. 속도가 증가한다면, 전도체에서 와전류는 증가하고, 이는 보다 강한 자기장을 발생시켜, 이동을 추가로 그리고 보다 강하게 제동하게 한다.
DE 37 41 578 A1 은 자기장의 북극과 남극 사이에서 플레이트의 이동에 기초한 정밀 기계들을 위한 진동-댐핑 디바이스를 설명한다. US 2007/0131504 는 횡방향의 펜듈럼 디바이스가 평면 방식으로 배열된 자기장들의 필드에서 이동되는 평면형 진동 댐퍼를 설명한다. EP 2 696 072 는 중량 펜듈럼을 갖는 윈드 터빈들을 위한 진동 댐퍼 배열체를 설명한다. 진동의 경우에, 중량 펜듈럼은 여기에서 바람직하게 두개 진동 방향들로 이동되어, 평면 방식으로 배열된 자기장을 통해 이동을 발생시키고, 이는 댐핑 와전류를 생성한다.
종래 기술에서 설명된 마그네틱 댐퍼들은 마그네틱 댐퍼들이 매우 방향-종속적이고 축방향으로 회전할 수 없다는 단점을 갖는다. 뿐만 아니라, 흔히 1000 kNs/m ×㎥ 보다 큰 충분히 높은 댐핑 밀도들은 윈드 터빈들, 특히 100m 이상의 높이를 구비한 타워들을 갖는 윈드 터빈들의 사용에서 필수적이지만, 종종 그것들과 함께 달성될 수 없다.
따라서 목적은 설명된 단점들을 더 이상 갖지 않는 특히 윈드 터빈들에서 사용을 위한 마그네틱 댐퍼를 제공하는 것이다. 목적은 아래에 그리고 청구 범위들에서 규정된 마그네틱 댐퍼 및 이러한 타입의 마그네틱 댐퍼를 갖는 진동 댐퍼들의 제공에 의해 달성된다.
튜브 주위에 배열된 자기화 가능한 재료들, 특히 영구 자석들 및/또는 자기장들을 발생시키는 전기 코일들의 링들에 의해 이동되는 전도성이지만 비자기화 가능한 재료로 제조된 튜브로 본질적으로 이루어지는 진동 댐퍼가 이동하여, 와전류를 발생시키고, 이는 차례로 원래의 자기장에 대해 작용하고 따라서 튜브의 이동의 제동 또는 이동의 댐핑을 실행하는 자기장을 유도한다는 것이 발견되었다. 이러한 타입의 튜브가 예를 들면, 진동 디바이스, 특히 펜듈럼에 연결되면, 진동 또는 펜듈럼 이동은 효율적으로 댐핑될 수 있다.
종래 기술의 와전류 댐퍼들은 단지 최대 1000 kNs/m ×㎥ 의 댐핑 밀도들만을 달성한다. 여기에서 제공된 본 발명에 따른 댐퍼에 의해, 사용된 마그네틱 컴포넌트들의 타입 및 수에 상응하여 500 내지 3000 - 5000 kNs/m ×㎥ 그러나 일반적으로 현저하게 1000 kNs/m ×㎥ 보다 큰, 바람직하게 ≥ 1500 kNs/m ×㎥, 특히 ≥ 2500 kNs/m ×㎥ 의 댐핑 밀도들을 달성하는 것이 가능하다. 이는 종래 기술에 비해 상당한 개선점이다.
따라서 본 발명에 따른 그러한 마그네틱 댐퍼들은 특히 중간-사이즈의 그리고 큰 윈드 터빈들에서, 뿐만 아니라 다른 진동에 민감한 큰 빌딩들 및 설치부들에서 펜듈럼 흡수기들에 대해, 그러한 설치부들에서 발생되는 모든 타입들의 간섭 진동들을 감소시키고 회피하는 데 매우 적절하다.
일부 용어들은 아래에서 그리고 청구항들에서 사용되고 여기에서 간략하게 설명될 것이다.
용어 “링” 또는 “자석 링”은 가상 센터 지점에 대해 규정된 동등한 또는 거의 동등한 간격을 갖는 모든 구현 가능한 링-형상의 또는 거의 링-형상의 구조들, 즉 모든 배열체들을 망라하는 바와 같이 규정되고, 여기서 적어도 여섯개의 측들을 갖는 정다각형들이 또한 포함된다.
추가로, 외부 및 내부 링들, 자석 링들, 또는 링 배열체들을 구별된다. 본 발명에 따른 외부 링들은 소정의, 거의 동등한 간격을 유지하면서 소정의 영역에서 외측 벽과 접촉하지 않고 전도체 또는 댐퍼 튜브 (3) 와 관련하여 튜브 (3) 주위에서 외부로 진행하는 마그네틱 링 배열체들이다. 본 발명에 따른 내부 링들은 소정의, 거의 동등한 간격을 유지하면서 소정의 영역에서 내부 저항과 접촉하지 않고 전도체 또는 댐퍼 튜브 (3) 와 관련하여 튜브 (3) 주위에서 내부로, 즉 내부 저항을 따라 진행하는 마그네틱 링 배열체들이다.
추가로, 방사상으로 자기화된 또는 자기화 가능한 링들 및 축방향으로 자기화된 또는 자기화 가능한 링들은 구별된다. 여기에서 “방사상으로” 및 “축방향으로”는 댐퍼 튜브 (3) 또는 본 발명에 따른 전체 마그네틱 댐퍼의 종축에 관한 것이다. 여기에서 “자기화된 링들”은 사용된 자석들의 북극/남극 정렬이 상기 종축에 축방향으로 또는 방사상으로 배열된다는 것을 의미한다. 소정의 순서의 자기화 방향을 갖는 축방향으로 및 방사상으로 정렬된 자석들의 조합은 또한 소위 “Halbach 배열체”이다.
추가로, “전자석들”과“영구 자석들”을 포함하는 링들 또는 링 배열체들은 구별된다. 영구 자석들은 고유하게 원 형상으로 서로 나란히 배열된 직사각형 플랫형 또는 큐브 자석들 또는 링 형상으로 전체 또는 일부에서 형성된 영구 자석형 재료이다. 전자석들은 코일들 또는 코일 링들의 형태의 코일 본체들로 규정되고, 여기서 코일들 또는 코일 링들은 단지 전류가 유동할 때에만 자기장을 생성한다. 다르게 언급되지 않는 한, 코일 링은 튜브 (3) 의 직경 주위로 링 형상으로 진행하는 코일 권취부로 이루어진다.
상세에서, 다음의 용어들이 사용된다:
·외부의 방사상으로 자기화된 영구 자석들 (1)
·내부의 방사상으로 자기화된 영구 자석들 (4)
·권취된 코일들의 형태의 외부의 방사상으로 자기화된 전자석들 (6)
·권취된 코일들의 형태의 내부의 방사상으로 자기화된 전자석들 (16)
·외부의 축방향으로 자기화된 영구 자석들 (11)
·내부의 축방향으로 자기화된 영구 자석들 (12)
·Halbach 배열체: 자기화 방향이 일방향으로 각각의 경우에 90°만큼 자석으로부터 인접한 자석으로 변경되는 타입 (1)(11) 또는 (4)(12) 의 인접한 영구 자석들의 배열체.
따라서 본 발명은,
(i) 비자기화 가능한 전도성 재료, 바람직하게 알루미늄, 구리 또는 이들 금속들의 합금들로 제조된 댐퍼 튜브 (3),
(ii) 지지 디바이스 (10) 로서, 상기 지지 디바이스 (10) 는 댐퍼의 종축 주위로 회전 대칭적이고, 부착 수단을 제공하고, 자석(들) 의 북극 및 남극이 마그네틱 댐퍼의 튜브 (3) 의 종축과 관련하여 방사상 내향으로 또는 방사상 외향으로 지향하는 방식으로 배열되거나 자기화되는, 하나 이상의 영구 자석들 (1) 또는 전자석들 (6) 로 기능하는 코일들의 적어도 하나의, 바람직하게 두개 내지 열개의, 마그네틱 외부 링들 또는 상응하는 링-형상의 배열체들을 갖고, 여기서 상기 마그네틱 외부 링들 (1)(6) 은 댐퍼 튜브 (3) 위로 푸시되고, 링(들) 및 튜브는 서로에 대해 이동 가능하고, 적어도 하나의 마그네틱 링 (1)(6) 과 댐퍼 튜브 (3) 의 외측 표면 사이의 간격은 ≥0.1mm 및 ≤2.0mm, 바람직하게 0.25 - 1.5mm, 특히 0.5 - 1.0mm 이고, 여기서, 두개 이상의 링들 (1)(6), 또는 링-형상의 배열체들의 사용시에, 이들은 하나의 평면의 자석 링 (1)(6) 의 방사상으로 지향되는 극성이 바로 위 및/또는 아래에 배열된 자석 링 (1)(6) 의 방사상으로 지향되는 극성의 반대로 되는 방식으로 배열되거나 또는 자기화되고, 즉 방사상으로 자기화된 링 평면들은 그들의 극성이 교호하는, 상기 지지 디바이스 (10), 및
(iii) 예를 들면, 강, 바람직하게 상대적으로 높은 철 함량을 갖는 강으로 제조된 강자성 재료 또는 상응하는 링-형상의 배열체로 이루어지거나, 또는 그로부터 구성된 세그먼트들을 포함하는 선택적으로 또는 바람직하게 적어도 하나의 링 (2) 으로서, 여기서 이러한 링 (2) 은 적어도 하나의 마그네틱 외부 링 (1)(6) 을 직접적으로 둘러싸고 링들 (2) 의 수는 링들 (1)(6) 의 수에 상응하는, 상기 적어도 하나의 링 (2) 을 포함하는 회전 대칭적인 마그네틱 댐퍼에 관한 것이다.
구체적인, 특히 유리한 실시형태에서, 본 발명에 따른 마그네틱 댐퍼는 댐핑 튜브 (3) 를 포함하고, 그 내부에는 자기화를 증가시키고 따라서 적어도 3배만큼 댐핑을 증가시킬 수 있는 강자성, 즉 자기화 가능한 재료로 이루어지는 추가의 튜브 또는 바아 (15) 가 위치된다. 특히 적은 공간 요구조건의 경우에, 이러한 실시형태는 비자기화 가능한, 그러나 전도성인 댐핑 튜브 (3) 의 내부에 적어도 하나의 자석 링 (4) 을 갖는 아래에 설명된 추가의 실시형태를 대체할 수 있다. 상기 내부 튜브 (15) 는 예를 들면, 철 또는 높은 철 함량을 갖는 강과 같은 강자성 재료로 이루어진다. 내부 튜브 (15)(또는 바아) 는 전기 전도성 튜브 (3) 내로 간단히 푸시되고, 이것이 필수적이라면 선택적으로 (예를 들면 접착제 본딩에 의해) 그에 확실하게 연결될 수 있다. 그렇지 않다면, 그것은 가변적인 방식으로 안으로 그리고 밖으로 푸시될 수 있다. 어떠한 상대적인 이동도 두개 튜브들 (3) 및 (15) 사이에 발생되지 않는다. 따라서, 보다 높은 성능을 갖는 댐퍼 또는 동일한 성능을 갖는 보다 작은 댐퍼가 달성될 수 있다. 동시에, 요구되는 자석들의 수는 최소화된다. 도 14 는 이러한 타입의 내부 튜브를 도시한다.
따라서 본 발명은 댐퍼 튜브 (3) 및 부가적으로 댐퍼 튜브 (3) 의 내측 벽과 접촉하고 그에 연결되어 또한 댐퍼 튜브 (3) 의 상대적인 이동을 실행하는 강자성 재료 또는 상응하는 라운드형 바아 (15) 로 이루어지는 튜브를 갖는 상응하는 마그네틱 댐퍼에 관한 것이다.
본 발명은 추가로,
(i) 비자기화 가능한 전도성 재료, 바람직하게 알루미늄, 구리 또는 이들 금속들의 합금들로 제조된 댐퍼 튜브 (3),
(ii) 지지 디바이스 (10) 로서, 상기 지지 디바이스 (10) 는 댐퍼의 종축 주위로 회전 대칭적이고, 부착 수단을 제공하고 자석(들) 의 북극 및 남극이 마그네틱 댐퍼의 튜브 (3) 의 종축과 관련하여 방사상 내향으로 또는 방사상 외향으로 지향하는 방식으로 배열되거나 또는 자기화되는, 하나 이상의 영구 자석들 (4) 또는 전자석들 (16) 로 기능하는 코일들의 적어도 하나의, 바람직하게 두개 내지 열개의, 마그네틱 내부 링들 또는 상응하는 링-형상의 배열체들을 갖고, 여기서 마그네틱 내부 링(들)(4)(16) 은 댐퍼 튜브 (3) 내로 푸시되고, 링(들) 및 튜브는 서로에 대해 이동 가능하고, 적어도 하나의 마그네틱 링 (4)(16) 과 댐퍼 튜브 (3) 의 내측 표면 사이의 간격은 ≥0.1mm 및 ≤2.0mm, 바람직하게 0.25 - 1.25mm, 특히 0.5 - 1.0mm 이고, 여기서, 두개 이상의 링들 (4)(16) 의 사용시에, 이들은 하나의 평면의 자석 링 (4)(16) 의 방사상으로 지향되는 극성이 바로 위에 및/또는 아래에 배열된 자석 링 (4)(16) 의 방사상으로 지향되는 극성에 반대로 되는 방식으로 배열되거나 또는 자기화되고, 즉 방사상으로 자기화된 링 평면들이 그들의 극성에서 교호하는, 상기 지지 디바이스 (10) 및
(iii) 적어도 하나의 마그네틱 내부 링 (4)(16) 에 의해 직접적으로 둘러싸이는 강자성 재료, 예를 들면 강, 바람직하게 상대적으로 높은 철 함량을 갖는 강으로 이루어지는 선택적으로 또는 바람직하게 적어도 하나의 중실 실린더형 코어 (5) 또는 그로부터 구성되는 부품들을 포함하고, 여기서 코어들 (5) 의 수는 링들 (4)(16) 의 수에 상응하는, 회전 대칭적인 마그네틱 댐퍼에 관한 것이다.
본 발명의 특별한 실시형태에서, 상기 설명된 두개 마그네틱 댐퍼의 특징들을 조합한, 즉 비자기화 가능한 전도성 튜브 (3) 와 관련하여 외부 및 내부 자석들 및/또는 전자석들로서 기능하는 코일들 양쪽을 갖는 마그네틱 댐퍼가 제공된다.
따라서 본 발명은 상기 적어도 하나의 마그네틱 외부 링 (1)(6)(바람직하게 두개 내지 열개의 링들 또는 링-형상의 배열체들) 뿐만 아니라, 각각의 경우에 자석(들) 의 북극 및 남극이 마그네틱 댐퍼의 튜브 (3) 의 종축과 관련하여 방사상 내향으로 또는 방사상 외향으로 지향하는 방식으로 배열되거나 또는 자기화되는, 하나 이상의 영구 자석들 (4) 또는 전자석들로 기능하는 코일들 (16) 을 포함하는 적어도 하나의 마그네틱 내부 링, 바람직하게 두개 내지 열개의 링들 또는 링-형상의 배열체들을, 튜브 (3) 의 내부에서 갖는, 상응하는 마그네틱 댐퍼에 관한 것이고, 여기서 마그네틱 내부 링(들)(4)(16) 의 배열체 및 극성은 그것이 적어도 하나의 마그네틱 외부 링 (1)(6) 과 반대로 동일한 평면에 위치되고 내부 및 외부 링, 또는 내부 및 외부 링들의 반대의 극들이 튜브 (3) 의 벽을 통해 서로 끌어당기고, 상기 링들 (1)(6) 및 (4)(16) 이 댐퍼 튜브 (3) 에 대해 그리고 함께 이동 가능한 방식으로 선택되고, 여기서 마그네틱 링들 (1)(4) 또는 (6)(16) 과 댐퍼 튜브 (3) 의 외측 표면 또는 내측 표면 사이의 간격은 ≥0.1mm 및 ≤2.0mm, 바람직하게 0.25 - 1.25mm, 특히 0.5 - 1.0mm 이고, 여기서 두개 이상의 링들의 사용의 경우에, 이들은 하나의 평면의 자석 링들의 방사상으로 지향되는 극성이 바로 위에 및/또는 아래에 배열된 자석 링들의 방사상으로 지향되는 극성에 반대로 되는 방식으로 배열되거나 또는 자기화되고, 즉 바람직하게 동일한 수의 척력의, 인력의 링들로 이루어진 방사상으로 자기화된 링 평면들이 그들의 극성에서 교호한다.
이러한 실시형태는 (i) 적어도 하나의 마그네틱 내부 링 (4) 에 의해 직접적으로 둘러싸이는 강자성 재료로 이루어진 적어도 하나의 중실 실린더형 코어 (5), 또는 그로 구성된 부품들, 및/또는 (ii) 강자성 재료로 이루어지는 적어도 하나의 링 (2) 또는 상응하는 링-형상의 배열체를 추가로 부가적으로 가질 수 있다.
본 발명의 추가의 실시형태에서, 본 발명에 따른 마그네틱 댐퍼들은, 외부 및/또는 내부의 방사상으로 자기화된 링 평면들 (1)(4) 뿐만 아니라, 또한 부가적으로 마그네틱 링들 (11) 및/또는 (12) 을 갖는 외부의 및/또는 내부의 축방향으로 자기화된 링 평면들을 포함하고, 상기 마그네틱 링들은 방사상으로 자기화된 링 평면들 (1)(4) 또는 (6)(16) 사이에, 정확하게 두개 인접한 축방향으로 자기화된 링 평면들이 상응하는 극성을 통해 서로 끌어당기는 방식으로 배열된다. 이는 방사상으로 배열된 마그네틱 링들의 자기장을 강화시킨다.
따라서 본 발명은 상기 방사상으로 자기화된 자석들 (1)(4) 뿐만 아니라, 하나 이상의 영구 자석들 (11) 을 포함하는 적어도 하나의 마그네틱 외부 링을 갖는 상응하는 회전 대칭적인 마그네틱 댐퍼에 관한 것이고, 상기 영구 자석들 (11) 은 자석(들) 의 북극 및 남극이 마그네틱 댐퍼의 종축과 관련하여 축방향 상향으로 또는 하향으로 지향하는 방식으로 댐핑 튜브 (3) 주위로 외부에 배열되거나 또는 자기화되고, 여기서 본 발명에 따른 마그네틱 댐퍼는 바람직하게 방사상으로 자기화된 외부 링 (1)(6) 에 의해 서로로부터 분리된 영구 자석들을 포함하는 적어도두개 축방향으로 자기화된 외부 링들 (11) 을 갖고, 여기서 이들 자석 링들의 축방향으로 지향되는 극성은 축방향으로 자기화된 링 평면으로부터 축방향으로 자기화된 링 평면으로 교호한다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 본 발명에 따른 마그네틱 댐퍼는 부가적으로 자석(들) 의 북극 및 남극이 마그네틱 댐퍼의 종축과 관련하여 축방향 상향으로 또는 하향으로 지향하는 방식으로 댐퍼 튜브 (3) 의 내부에 배열되고 자기화되는 하나 이상의 영구 자석들 (12) 을 포함하는 적어도 하나의 마그네틱 내부 링을 갖고, 여기서 마그네틱 댐퍼는 바람직하게 방사상으로 자기화된 내부 링 (4) 에 의해 서로로부터 분리되는 적어도 두개 축방향으로 자기화된 내부 링들 (12) 을 갖고, 여기서 이들 자석 링들의 축방향으로 지향되는 극성은 축방향으로 자기화된 링 평면으로부터 축방향으로 자기화된 링으로 교호한다.
마그네틱 링들 (1) 의 수는 바람직하게 강자성 재료, 바람직하게 강으로 제조되는 링들 (2) 의 수에 상응한다. 이들 경우들에서, 링들 (1) 및 (2) 은 바람직하게 10 내지 60mm 의 (축방향으로 및 또한 방사상 방향으로) 동일한 두께를 갖는다. 자석 링들 또는 바아 또는 큐브 자석들의 링-형상의 배열체들의 사용 시에, 30 내지 50mm 의 두께를 갖는 것들이 가장 효율적이다. 그러나, 그러한 높은 댐핑 밀도들을 달성할 필요가 없다면 또한 상응하는 외부 링들 (2) 을 갖지 않는 링들 (1) 을 사용하는 것이 가능하다. 일반적으로 또한 슬리브로서 복수의 마그네틱 링들 (1) 위로 단일한 폭넓은 외부 링 (2) 을 푸시하고 예를 들면 접착제 본딩에 의해 외부 링을 그에 확실하게 연결하는 것이 가능하다 .
방사상으로 자기화된 외부 링들 (1)(6) 및 그와 반대인 반대 극성의 방사상으로 자기화된 내부 링들 (4)(16) 을 갖는 실시형태들에서, 동일한 수의 외부 및 내부 링들을 사용하는 것이 바람직하다. 그러나, 또한 본 발명에 따른 마그네틱 댐퍼에서 보다 많은 외부 또는 보다 많은 내부 링들을 사용하는 것이 구현될 수 있고, 여기서 1 - 5 개의 링 평면들이 가장 성공적이라고 증명되었다. 또한 단지 외부 링들 (1)(6) 또는 단지 내부 링들 (4)(16) 만을 갖는 실시형태들만을 제공하는 것이 필수적인 상황들이 있을 수 있다.
바람직한 실시형태에서, 본 발명에 따른 마그네틱 댐퍼는 오로지 하나 이상의 외부 및/또는 내부 영구 자석들을 갖고, 여기서 영구 자석들은 방사상 내향으로 또는 방사상 외향으로 자기화되고, 포개져서 스택되는 복수의 링 평면들이 존재하는 경우에, 이들은 교호하는 북극/남극 자기화 방향을 갖는다. 이는 순전히 패시브 마그네틱 댐퍼이다.
추가의 바람직한 실시형태에서, 본 발명에 따른 마그네틱 댐퍼는 오로지 코일 링들의 형태의 하나 이상의 외부 및/또는 내부 전자석을 갖고, 여기서 코일들은 전체적으로 방사상으로 자기화되고, 포개져서 스택되는 복수의 링 평면들이 존재하는 경우에, 이들은 교호하는 북극/남극 자기화 방향을 갖는다. 코일들이 강도 및 위상에서 가변적인 전류로 활발히 작동될 수 있기 때문에, 이는 액티브 마그네틱 댐퍼이다.
또 다른 바람직한 실시형태에서, 본 발명에 따른 마그네틱 댐퍼는 오로지 영구 자석들만을 포함하는 두개 이상의 인접한 마그네틱 외부 및/또는 내부 링 평면들의 배열체를 갖고, 여기서 댐퍼 또는 전도체 튜브에 대해 하나의 링 평면은 항상 방사상으로 자기화된 자석들로 이루어지고 인접한 다른 링 평면은 축방향으로 자기화된 자석들로 이루어지고, 추가로, 세개 이상의, 특히 네개 내지 다섯개의 링 평면들이 존재하는 경우에, 동일한 타입의 두개의 방사상으로 자기화된 링 평면들은 축방향으로 자기화된 링 평면에 의해 분리되고 동일한 타입의 두개 축방향으로 자기화된 링 평면들은 방사상으로 자기화된 링 평면에 의해 분리되고, 하나의 링 평면의 북극/남극 자기화 방향은 동일한 타입의 다음의 링 평면의 북극/남극 자기화 방향과 반대이다. 이러한 실시형태에서, 자석들은 Halbach 배열체이다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 마그네틱 댐퍼는 방사상 내향으로 또는 외향으로 자기화된 영구 자석들, 뿐만 아니라 전자석들로서 기능하는 하나의 또는 [lacuna] 코일 링들을 포함하는 링들을 갖고, 상기 전자석들로서 기능하는 하나의 또는 [lacuna] 코일 링들은 상응하는 극성의 직류 또는 가변적인 및 상이한 주파수 및/또는 위상 시프트의 교류로 작동할 수 있다. 이는 가변적인 제어 가능한 댐핑을 갖는 본 발명에 따른 세미-액티브 및 액티브 마그네틱 댐퍼들을 얻는 것을 가능하게 한다.
본 발명에 따른 마그네틱 댐퍼들에 대해 사용되는 영구 자석들은 연속적인 컴팩트 링 자석들 또는, 이들이 때때로 제조하는 데 어렵기 때문에, 링 형상으로 조합되어 상응하게 배열되는 마그네틱 링 세그먼트들 또는 개별적인 바아 자석들, 또는 동일한 극성으로 상응하게 라인 업된 상이한 형상을 갖는 개별적인 자석들일 수 있다.
이동의 경우에 댐핑 튜브의 실린더형 내측 표면을 따라 슬라이딩하는 방사상으로 자기화된 내부 링들 (외부 링들을 갖거나 또는 갖지 않는) 을 갖는 실시형태들의 경우에, 이들은 부가적으로 강 또는 상응하는 강자성 합금들로 제조된 내부 슬리브 또는 중실 코어 (5) 를 가질 수 있고, 여기서 이러한 슬리브 또는 코어는 바람직하게 내부 링 또는 내부 링들에, 예들 들면 접착제 본딩에 의해 확실하게 연결된다. 여기에서 코어 또는 슬리브는 논의되는 내부 링과 동일한 축방향 사이즈를 가질 수 있지만, 또한 복수의 링들을 덮을 수 있다.
본 발명에 따른 마그네틱 및 강자성 링들 또는 그 링 세그먼트들은 일반적으로 요구되는 댐핑력 및 댐핑될 설치부에 따라 10 내지 60mm 의 방사상 및 축방향 두께를 갖는다. 강자성 링 (2) 은 여기에서 강자성 재료의 원하는 증강 기능에 종속되어 외부의 방사상으로 자기화된 마그네틱 링 (1) 보다 큰 방사상 두께를 가질 수 있다.
본 발명에 따른 마그네틱 댐퍼들에서, 지지 디바이스 (10) 는 보유, 로킹 및 부착 수단 및 선택적으로 스페이서들 및 파워 연결부들을 갖고, 여기서 이들 수단은 마그네틱 링들 및 코일들이 그들의 직경에 따라 정확한 끼워맞춤으로써 회전 대칭적인 방식으로 개별적으로 또는 복합적으로 수용되고, 안내되고, 스택되고, 고정되고 작동될 수 있는 방식으로 기하학적으로 및 기능적으로 구성되고, 상응하는 댐핑 튜브 (3) 는 정확한 끼워맞춤으로 수용될 수 있다.
본 발명의 추가의 특별한 실시형태에서, 상기 지지 디바이스 (10) 는 원하는 댐핑에 따라, 영구 자석 배열체들 및/또는 전자기 코일들을 포함하는 상이한 수의 회전 대칭적인 마그네틱 외부 및/또는 내부 링들이 캐리어 디바이스 내에 삽입되고 교환될 수 있는 방식으로 구성되는 가변적으로 조정 가능한 댐핑을 갖는 마그네틱 댐퍼를 제공하는 것이 가능하고, 여기서 마그네틱 링들의 내측 및/또는 외측 직경들은 댐퍼 튜브 (3) 의 원하는 외측 및/또는 내측 직경들과 매칭된다. 따라서, 본 발명에 따른 마그네틱 댐퍼는, 필수적인 컴포넌트들이 선택을 통해 단순한 및 가변적인 방식으로 원하는 댐핑 및, 기존의, 즉 댐핑될 설치부 또는 기계에 따라, 유저가 개별적인 댐핑을 자신이 조립하는 것을 가능하게 하는 모듈러 시스템의 타입으로 제공될 수 있다.
어떠한 내부 마그네틱 링들 (영구 자석들 또는 코일들) 및 어떠한 강자성 바아들 또는 슬리브들 (15) 도 요구되지 않는 본 발명에 따른 그러한 실시형태들에서 (상대적으로 낮은 자기장 강도들의 경우에), 전도성의, 비자기화 가능한 댐퍼 튜브 (3) 는 또한 바아 또는 로드의 형태일 수 있다.
본 발명에 따른 마그네틱 댐퍼들은 진동 흡수기들, 특히 중량 펜듈럼 (펜듈럼 흡수기들) 에 기초된 진동 흡수기들에서의 사용을 위해 매우 적절하다.
따라서 본 발명은 상기 및 하기에 설명된 바와 같은 적어도 하나의 회전 대칭적인 마그네틱 댐퍼 및 펜듈럼 중량부를 갖는 적어도 하나의 펜듈럼 케이블 또는 펜듈럼 로드를 포함하는 진동 흡수기, 특히 펜듈럼 흡수기 (7) 에 관한 것이고, 여기서 마그네틱 댐퍼는 바람직하게 펜듈럼 로드 또는 펜듈럼 중량부에 부착된다. 일반적으로, 그것들이 수평인 진동 평면를 덮는 방식으로 배열되는 본 발명에 따른 두개의 펜듈럼 흡수기들을 사용하는 것이 유리하다.
마그네틱 댐퍼의 지지 디바이스 (10) 는 예를 들면 볼 조인트들 또는 힌지들을 사용하여 여기에서 펜듈럼 중량부 또는 펜듈럼 로드에 부착될 수 있는 한편, 댐핑 튜브 (3) 또는 댐핑 로드는 예를 들면 마찬가지로 힌지들 또는 볼 조인트들을 사용하여 댐핑될 기계 또는 설치부에 직접 부착될 수 있다. 반대로, 댐핑 튜브 (3) 또는 댐핑 로드는 펜듈럼 중량부 또는 펜듈럼 로드에 부착될 수 있는 한편, 마그네틱 댐퍼의 지지 디바이스 (10) 는 댐핑될 기계 또는 설치부에 직접 부착된다.
댐핑이 튜브 (3) 의 벽 두께 (바람직하게 5 내지 15 mmm, 특히 8 내지 12 mm) 의 조정에 의해 스윙 거리를 통해 수정되는 것이 가능하다는 것은 다시 언급될 필요가 있다. 따라서, 점진적 및/또는 누감적 특징 라인을 달성하는 것이 가능하다. 이는 예를 들면, 흡수기 (7) 가 윈드 터빈 또는 또 다른 구성의 타워의 공진을 감소시키도록 중간 스윙 영역에서 최적의 댐핑을 가질 필요가 있는 경우라면 매우 관심을 이끈다. 따라서, 큰 스윙 거리들의 흡수기를 갖는 극한의 경우에서, 이들은 보다 큰 정도로 제동될 수 있다. 추가로, 댐핑이 고유의 전기 저항성의 수정에 의해 수정되는 것을 가능하게 하는 다양한 재료들로부터 튜브 (3) 를 조립하는 것이 가능하다.
진동 모니터링 및 전자석들과 영구 자석들의 조합은 또한 극한의 경우에 흡수기 (7) 의 최대 스윙 거리들을 제한하는 데 도움을 줄 수 있다. 일반적인 작동에서, 전자석들은 스위칭 온되지 않고 댐핑은 타워에 최적으로 매칭될 것이다. 흡수기 (7) 의 진동이 극한의 부하들로 인해 너무 크게 되자마자, 전자석들은 댐핑을 증가시키고 따라서 흡수기 (7) 를 제동하도록 스위칭 온될 수 있다.
실제로, 펜듈럼 편의 운동의 경우에, 댐퍼 튜브 (3) 은 두개 컴포넌트들 사이의 필수적인 작은 간격에 유지될 수 있도록 비접촉 및 따라서 무마찰 방식으로 회전 대칭적인 자석 시스템 (링 형상의 댐핑 튜브 주위에 배열된 영구 자석들 또는 전자기 코일들을 포함함) 을 통해 통과하는 것이 필수적이다. 댐핑 튜브 (3) 가 외부 및/또는 내부 링 자석들과 충돌하는 것을 방지하도록, 마찰에서 가능한 한 낮게 구성되어야만 하는 센터링 또는 스페이싱이 본 발명의 추가의 실시형태에 따라 제공된다.
따라서 본 발명에 따른 진동 댐퍼는 일반적으로 및 바람직하게 와전류가 서로에 대해 상대적인 이동에 의해 생성되는 전방 및/또는 후방 영역에 위치되는 가이드 및/또는 스페이서 디바이스 또는 센터링 디바이스 (13)(14) 를 갖는다. 따라서 이러한 기능적으로 유효한 영역에서 필수적인 간격은 무마찰 방식으로 약 0.1mm 내지 2.0mm 로 유지될 수 있다. 사용된 스페이서 또는 센터링 디바이스는 (보유 디바이스에 의한) 간격의 유지와 동시에, 또한 튜브의 (예를 들면 하나 이상의 가이드 롤러들에 의한) 신뢰성 있는 안내를 담당하는 예를 들면, 볼 베어링, 슬라이드 부싱, 롤러 베어링 (13) 또는 롤러 디바이스 (14) 일 수 있다. 이때 단지 댐핑 튜브 (3) 의 중량만이 디바이스 (13)(14) 에 작용하고 결국 오랫동안 이를 유지한다는 이점이 있다.
본 발명에 따른 마그네틱 댐퍼는 그 계획된 사용, 필수적인 댐핑 특징들 및 유용한 설치부 공간에 따라 다양한 사이즈들로 사용될 수 있다. 윈드 터빈들을 을 위해, 예를 들면, 약 50 내지 200mm 의 직경을 갖는 펜듈럼 흡수기에 대해 마그네틱 댐퍼를 사용하는 것이 적절하다. 200% 까지의 상향으로 또는 하향으로의 편차들이 마찬가지로 가능하다. 이미 언급된 바와 같이, 그것이 영구 자석들 또는 전자석들 (전자기 코일들) 로 구성되었는 지에 관계없이 마그네틱 링 (4), 또는 링 -형상의 마그네틱 배열체와 댐퍼 튜브 (3) 의 외측 표면 및/또는 내측 표면 사이의 간격 또는 공기 갭은 거의 0.1mm 내지 2.0mm, 바람직하게 0.25 - 1.25mm, 특히 0.5 - 1.0mm 이다. 보다 큰 간격 또는 공기 갭이 원칙적으로 가능하고 또한 보다 간단히 생성될 수 있지만, 총 댐핑은 이러한 경우에 감소된다. 경험에 따르면, 댐핑 손실은 갭의 mm 당 약 17.5% (17 - 18%) 이다.
본 발명에 따른 댐퍼의 댐핑 튜브 (3) 는 이미 언급된 바와 같이, 전도성 재료, 바람직하게 금속, 예를 들면 알루미늄 또는 구리 또는 이들 금속들의 합금들로 이루어진다. 8 내지 10mm 사이의 튜브 벽 두께가 댐핑의 의미에서 가장 높은 효율을 초래한다는 것이 밝혀졌다.
진동 흡수기들은 별도로 하고 다른 분야들의 적용예에 대해, 특히 윈드 터빈들에 대해, 보다 작은 및 보다 큰 직경들, 자석 사이즈들 및 튜브 두께들이 최적일 수 있다.
성질에 종속되어, 본 발명에 따른 마그네틱 댐퍼는 바람직하게 1500 내지 3000 kNs/m ×㎥ 의 댐핑 밀도들이 달성되는 것을 가능하게 한다. 이는 자석 재료 및 설치부 공간이 절약되는 것을 가능하게 한다.
또한 방사상의, 패시브 마그네틱 베어링으로서 본 발명에 따른 마그네틱 댐퍼들을 사용하는 것이 가능하다: 상대적으로 높은 속도들의 경우에, 튜브 (3) 에서와전류들은 축방향으로 시프트한다. 링-형상의 자석 배열체들 (1) 에 대한 와전류들의 변위는 방사상 힘들이 튜브 (3) 와 자석 배열체들 (1) 사이에서 형성되게 한다. 이들 방사상 힘들은 자석 링들을 센터링하는 경향을 갖는 방사상 베어링과 유사하게 작용한다. 이러한 효과는 자석 링 (1) 과 튜브 (3) 사이에 비접촉 베어링을 달성하도록 이용될 수 있다. 도 8 (Halbach 배열체) 에 따른 자석 배열체가 여기에서 가장 적절하다. 자기 부상 열차들의 프로토타입들에서, 이러한 효과는 단지 영구 자석들 (Inductrack) 만을 사용하여 부상을 발생시키도록 이미 이용되고 있다. 그곳에서, 자석들은 플랫형 배열체로 존재하고 소정의 속도로부터 수직으로 리프트를 발생시킨다. 수평으로, 플랫형 배열체는 불안정하고, 자석들의 추가의 배열체는 또한 이러한 방향을 안정화시키도록 요구된다. 여기에서, 댐퍼의 링 자석들 (1) 은 이들이 각각의 방사상 방향으로 센터링되고 안정적이기 때문에 유리하다. 이러한 타입의 방사상 마그네틱 베어링은 슬라이딩 베어링들에서의 부하를 경감시키기 위해 또한 적절하다. 튜브 (3) 와 자석 링들 (1) 사이에 방사상으로 작용하는 힘들은 정지 상태에서 그리고 낮은 속도들에서 통상적인 슬라이딩 베어링들에 의해 흡수될 것이다. 가장 큰 마모를 발생시키는 보다 높은 속도들에서, 이러한 타입의 슬라이딩 베어링들은 마그네틱 베어링에 의해 부하가 완전히 경감된다. 예를 들면, Halbach 배열체를 갖는 두개의 방사상 마그네틱 베어링들이 자석 링들 (1) 과 조합될 수 있다. 이는 마그네틱 베어링들이 낮은 속도들에 대해 최적화되는 것을 가능하게 하는 한편, 중간의 자석 링들 (1) 은 실제 축방향 댐핑을 제공한다.
진동 및 베어링 기술에서 마그네틱 댐퍼들, 특히 영구 자석들의 사용의 이점은, 그것들이 항상 작동하는 데 있다. 일반적으로, 어떠한 제어 또는 에너지 공급도 요구되지 않는다. 댐핑 특성들에서 온도 영향은 미미하고, 어떠한 부가적인 온도 보상도 요구되지 않는다.
최근에 공지된 마그네틱 댐퍼들과 대조적으로, 유도된 와전류들은, 본 발명에 따른 마그네틱 댐퍼들의 경우에 튜브 (3) 주위로 진행한다. 와전류는 결과적으로 보다 균일하고, 댐퍼의 효율은 보다 높다. 와전류들은 원형이고 자석 링 (1) 과 유사한 자기장을 형성한다. 대조적으로, EP 2 696 072 에 설명된 마그네틱 댐퍼에서의 와전류들은 그곳에 설명된 개별적인 자석들의 전방 및 후방 에지들 주위에 형성되고, 그 결과 회로 기판은 생성된 와전류들이 자석들보다 폭넓기 때문에 보다 폭넓게 제조되어야만 한다.
추가로, 본 발명에 따른 댐퍼의 회전 대칭적인 기하학적 형상은 보다 간단히 제조되고 예를 들면, 유체 댐퍼들과 같은 일반적인 회전 대칭적인 댐퍼들이 최근에 사용되는 어떤 곳이든 사용을 가능하게 한다. 사이즈에 종속되어, 방사상으로 자기화된 자석 링들 (1) 은 종종 단지 산업적으로 대단히 힘을 들여 제조되거나, 또는 거의 제조될 수 없다. 여기에서 보다 큰 직경들이 달성되는 것을 가능하게 하는 개별적인 플랫형으로부터 자석 배열체들, 예를 들면 바아- 또는 큐브-형상의 자석들을 제조하는 것이 유리하다.
댐퍼는 예를 들면, 윈드 터빈들에서 로터 블레이드 흡수기들 또는 타워 흡수기들에서와 같은 일정한 댐핑 계수들을 갖는 적용예들 및 큰 온도 차이들을 갖는 사용 분야에서 특히 이점들을 갖는다. 본 발명에 따른 마그네틱 댐퍼들 또는 그것들을 포함하는 진동 흡수기들은 기계들 및 설치부들, 특히 윈드 터빈들에서 특히 5Hz 내지 200Hz 의 또는 구조로 인한 범위의 모든 타입들의 진동들의 댐핑에 대해 의도되고 적절하다.
따라서, 본 발명은 마지막으로 또한 상기에 그리고 청구 범위들에 설명된 마그네틱 댐퍼들 및 진동 흡수기들과 끼워맞춤되는 윈드 터빈에 관한 것이다.
그러나, 본 발명에 따른 마그네틱 댐퍼는 또한 다른 설치부들의 높은-주파수 흡수기들에서 댐핑 요소로서 사용될 수 있다. 비접촉 및 마찰없는 댐핑으로 인해, 마그네틱 댐퍼는 매우 긴 서비스 수명을 갖고 마모 현상들을 갖지 않는다. 차량 부문 및 레일 부문에서, 댐퍼들은 큰 온도 차이들이 여기에 또한 존재할 수 있기 때문에 모든 타입들의 충격들 및 진동들을 댐핑하기에 적절하다. 예를 들면, 강 스프링을 갖는 본 발명에 따른 마그네틱 댐퍼의 조합은 예를 들면, 엘라스토머들과 같은 댐핑 재료들이 생략되는 것을 가능하게 한다. 본 발명에 따른 마그네틱 댐퍼는 또한 그것이 댐핑 매체 없이 비접촉 방식으로 작동하기 때문에 (예를 들면 푸드 산업에서) 오염을 방지하는 데 필수적인 모든 경우들에서 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 마그네틱 댐퍼들은 상기에 이미 언급된 바와 같이 요구되는 타입의 댐핑에 따라 다양한 방식으로 제공될 수 있다:
표
Figure pct00001
Figure pct00002
패시브: 외부 자석 링들 (1) 은 원하는 댐핑에 종속되어, 스택되고 부가적으로 또한 내부 자석 링들 (5) 과 조합될 수 있다.
세미-액티브: 링 세그먼트는 두개 코일들로 제조될 수 있다. 코일들 (6) 은 원하는 댐핑을 달성하도록 원할 때에 스택되고 내부 코일들 (4B) 과 조합될 수 있다.
액티브: 교류를 공급하는 코일들은 마찬가지로 보다 큰 와전류들 및 따라서 보다 큰 드라이브 성능을 달성하도록 마찬가지로 스택될 수 있다. 내부 코일들은 또한 여기에서 힘들 및 성능을 증가시킨다.
조합들: 패시브, 세미-액티브 및 액티브 댐핑은 언제든지 서로 조합될 수 있다. 또한 흡수기의 매우 폭넓은 다양한 타입들의 작동을 위해 적절한 댐핑을 용이하게 하도록 하나의 댐퍼에서 모든 타입들을 조합하는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 마그네틱 댐퍼들은 또한 키트 또는 모듈러 시스템의 형태로 제공될 수 있다. 이는 균일한 직경을 갖는 모듈러 시스템을 개발하는 것이 적절한 이유이다. 링들 (2) 을 갖는 자석 링들 (1) 은 유닛으로서 조립될 수 있다. 링 (2) 은 여기에서 링들이 스택되고 동시에 센터링될 수 있도록 양쪽 측들에서 적절한 견부를 갖는다. 동일한 견부는 또한 직류 및 교류로 코일에 대해 사용된다. 결과적으로 다양한 타입들을 스택하고 서로와 그것들을 조합하는 것이 용이하게 가능하다. 뿐만 아니라, 이는 교환 가능성을 용이하게 하고, 예를 들면, 액티브 댐핑으로의 차후의 확장성은 문제점을 제공하지 않는다. 이러한 모듈러 시스템은 또한 방사상 패시브 마그네틱 베어링들이 댐핑 요소들의 앞 및 뒤에 설치되는 것을 가능하게 한다.
추가로, 외부 링들 (1) 은 또한 단부 플레이트들 및 외부 볼트들에 의해 서로에 대해 인장될 수 있다. 내부 링들 (4) 은 센터의 볼트에 의해 서로에 대해 인장될 수 있다. 도 10 은 다섯개의 외부 및 다섯개의 내부 자석 링들을 갖는 예를 도시한다.
원칙적으로 본 발명에 따른 마그네틱 댐퍼들의 경우에 링-형상의 배열체를 생략하고 대신에 직사각형 튜브들, 예를 들면 정사각형 튜브들을 사용하는 것이 구현 가능하다. 자석들은 이때 제조하는 데 보다 용이하지만, 와전류들은 연산하는 데 보다 어렵고 손실들이 정사각형 튜브의 코너들에서 발생될 수 있는 데, 왜냐하면 자기장들이 이상적인 방식으로 서로에 중첩되지 않기 때문이다. 8개 이상의 측들을 갖는 다각형은 언제나 원에 보다 가깝게 되고 마그네틱 댐퍼는 정사각형 튜브와 비교하여 보다 효율적으로 된다. 그러나, 그것은 회전 대칭적인 해결책들과 비교하여 측들의 수를 증가시킬수록 항상 보다 비경제적으로 된다. 다각형들의 추가의 단점은 그렇지 않다면 자석들이 튜브와 충돌하기 때문에 축선의 비틀림을 방지하는 것이 필수적이라는 점이다. 이는 댐퍼가 충돌들 없이 축방향으로 비틀릴 수 있는 회전 대칭적인 해결책의 경우에 문제되지 않는다.
본원 명세서 및 도면들에 사용된 도면 부호들은 다음에 보다 상세하게 설명된다:
1 영구 자석들을 포함하는 외부의 방사상으로 자기화된 자석 링
2 강자성 외부 링
3 댐핑 튜브 (또는 댐핑 바아)
4 영구 자석들을 포함하는 내부의 방사상으로 자기화된 자석 링
5 내부 자석 링들을 위한 강자성 코어 또는 슬리브
6 외부 전자기 코일 링 (코일)
7 펜듈럼 케이블/로드 및 펜듈럼 중량부를 갖는 펜듈럼 흡수기
8 볼 조인트 흡수기-댐퍼
9 볼 조인트 벽-댐퍼
10 본 발명에 따른 댐퍼, 특히 자석 디바이스들 (1, 4, 5, 6, 11, 12) 을 위한 지지 디바이스,
11 영구 자석들을 포함하는 외부의 축방향으로 자기화된 자석 링
12 영구 자석들을 포함하는 내부의 축방향으로 자기화된 자석 링
13 선택적으로 하우징을 포함하는 가이드/스페이서 디바이스,
14 홀더 및 가이드 롤러(들) 를 갖는 롤러 디바이스
15 댐퍼 튜브 (3) 를 위한 내부의 강자성 튜브 또는 바아
16 내부의 전자기 코일 링 또는 코일
본 발명은 도면들을 참조하여 다음에 보다 상세하게 설명된다:
도 1 의 (a) 는 폐쇄된 자석 링 (B) 의 자기장을 포함하는 본 발명에 따른 마그네틱 댐퍼 (A) 를 개략적으로 도시한다. 마그네틱 댐퍼는 전도성이지만 비강자성 재료/금속, 바람직하게 알루미늄 또는 구리 또는 상응하는 적절한 합금들로 제조된 댐핑 튜브 (3) 를 포함한다. 튜브는 무접촉 및 따라서 무마찰 방식으로 작은 간격으로 유지되면서, 자석 링 (1) 에 의해 둘러싸이고, 상기 자석 링 (1) 은 차례로 직접적으로 그리고 접촉하여 또는 확실한 연결로 강자성 재료, 예를 들면 철, 철 합금 또는 높은 철 함량을 갖는 강으로 제조된 링에 의해, 둘러싸인다. 자석 링의 자기 효과는 따라서 강화된다. 자석 링 (1) - 링 (2) 컴포넌트 구조에 대해 댐핑 튜브 (3) 의 상대적인 이동은 와전류를 형성하게 하고, 이는 상응하게 지향되는 자기장을 발생시켜서, 상대적인 이동이 제동되도록 한다. 보다 낮은 자기 밀도를 원한다면, 강화 링 (2) 은 생략될 수 있다.
자석 링 (1) 은 이상적으로 방사상 자기화를 갖는 폐쇄된 링 자석이다. 북극은 예를 들면, 내측 표면에 그리고 남극은 외측 표면에 위치된다. 자기화 방향은 또한 정확하게 반대로 존재할 수 있다. 자석 재료로서, 예를 들면, NdFeB 로부터 제조된 영구 자석들이 적절하지만, 다른 자석들을 사용하는 것도 또한 가능하다. 그러나 예를 들면, NdFeB 자석만큼 강하지 않은 SmCo 로부터 제조된 자석들과 같은 것은, 그들의 온도 저항성이 보다 높고 온도 종속성이 심지어 보다 낮다.
방사상 자기화를 갖는 폐쇄된 링 자석들이 산업적으로 제조하는 데 어렵고 매우 값비싸기 때문에, 자석 링 (1) 은 또한 도 2 에 도시된 바와 같이 개별적인 자석들 (1A) 로부터 구성될 수 있다. 이들 개별적인 자석들은 바람직하게 내향으로 향하는 북극 또는 남극을 갖는 댐핑 튜브 (3) 와 관련하여 방사상으로 정렬되는 바아 또는 큐브 자석들 (도 2) 이다. 또한 플랫형 자석의 원형 세그먼트들 (예를 들면 90°세그먼트들) 을 제조하고 그것들을 조립하여 링을 형성하는 것이 가능하다. 개별적인 자석들 (1A) 이 자석 링 (1) 을 형성하는 경우에, 부가적으로 북극 및 남극의 체스판 패턴이 형성되는 방식으로 모든 제 2 바아 자석을 변위시키는 것이 가능하다. 이는 댐핑의 정도가 영향을 받게 하는 것을 가능하게 한다.
댐핑 튜브 (3) 는 매우 양호한 전기 전도성을 갖는 재료, 바람직하게 금속, 특히 알루미늄 또는 구리 또는 이들 금속들의 합금들로 이루어진다. 댐핑 튜브의 재료가 두꺼울수록, 전기 저항성은 보다 낮고 유도된 와전류들은 보다 높다.
강화 링 (2) 은 가능한 가장 높은 철 함량 및 가능한 가장 낮은 탄소 함량을 갖는 표준 강으로 이루어진다. 높은 철 함량은 재료가“연자성”을 보이는 것이 중요하다. 이는 재료가 용이하게 자기화된다는 것을 의미한다. 대안적으로, “연자성”을 갖는 모든 다른 재료들을 사용하는 것이 또한 가능하다. 자석 링 (1) 은 예를 들면, 링 (2) 내에 접착제로 본딩될 수 있다; 그러나, 두개 링들은 또한 서로에 대해 클램핑되고 또 다른 방식으로 서로 확실히 연결될 수 있다. 강 링 (2) 은 내부에서 자기장을 강화시키고 동시에 외측으로부터 자기장을 스크리닝한다. 본 발명에 따른 마그네틱 댐퍼는 또한 강 링 없이 작용하지만, 댐핑은 결과적으로 감소된다.
자석 링과 댐핑 튜브 사이에 공기 갭은 댐핑이 가능한 한 크도록 작아야만 한다. 보다 큰 공기 갭/간격은 튜브 (3) 에서 자기장을 보다 약하게 만들고 보다 작은 와전류들 형성시킨다. 본 발명에 따르면, 약 0.1mm 내지 2.0mm 의 간격이 특히 효율적이라고 증명되었다.
따라서 제어 가능한 방식으로 댐핑을 수정하도록 의도적으로 공기 갭 또는 간격을 변경하는 것도 또한 가능하다. 따라서, 예를 들면, 자석 링과 댐핑 튜브 사이에 간격은 댐핑 튜브 (3) 와 관련하여 자석 링의 위치에 종속되어 변할 수 있다. 이는, 특히 복수의 자석 링 배열체들 (1) 의 사용 시에 유용하다. 이는 예를 들면, 점진적/누감적 댐핑 특징 라인들이 달성되는 것을 가능하게 한다.
댐핑을 조정하기 위한 추가의 가능성은 길이에 걸쳐 튜브 (3) 의 벽 두께의 조정이다. 따라서, 예를 들면, 내측 직경은 일정한 외측 직경과 함께 변할 수 있고 따라서 댐핑은 내측 직경에 종속되어 튜브 (3) 의 길이에 걸쳐 수정될 수 있다.
도 3 의 (a) 는 도 1 및 도 2 의 실시형태들과 대조적으로, 상응하는 강화 링들 (2) 을 구비한 복수의 외부 자석 링들 (1)(1A) 을 갖는 본 발명에 따른 마그네틱 댐퍼를 예시한다. 링들은 여기에서 빽빽히 스택되고 하나의 자석 링 (1) 으로부터 인접한 자석 링 (1) 으로 교호하는 극성을 갖는다. 댐핑을 증가시키도록, 복수의 자석 링들 (1) 은 스택될 수 있다 (도 3). 자극은 링으로부터 링으로 교호하여, 북극 또는 남극이 내측에 위치된다. 따라서 자기장들은 서로를 보강하고 댐퍼의 효율은 증가한다. 따라서 두개 자석 링들 (1) 은 단일한 자석 링 (1)(약 3.5x) 보다 2 배초과로 강하다. 이러한 강화는 요구되는 자석 링들 (1) 의 수를 최소로 감소시킨다. 자석 링들의 수를 증가시킴에 따라, 총 댐핑은 단계적으로 증가될 수 있어서, 차례로 진동 시스템의 댐핑이 제어되는 것을 가능하게 한다. 도 3 의 (b) 는 도 3 의 (a) 로부터의 본 발명에 따른 마그네틱 댐퍼의 다섯개의 자석 링들의 자기장을 도시하고, 도 3 의 (c) 는 상대적인 이동의 경우에 튜브 (3) 에서 유도되는 와전류들을 도시한다.
도 4 는 본 발명에 따른 마그네틱 댐퍼의 추가의 실시형태를 도시한다. 외부 자석 링 (1) 대신에, 단지 내부 자석 링 (4)(4A) 이 여기에서 사용되고, 이는 댐핑 튜브 (3) 의 내부에 위치되고 튜브 (3) 의 내측 표면으로부터 상응하는 비접촉 간격을 갖는다. 외부 강화 링 (2) 은 강자성 재료, 바람직하게 강으로부터 제조된 바아 또는 코어, 또는 슬리브 (5) 에 의해 대체되고, 이는 내부 자석 링 (4) 을 통해 푸시되고 내부 자석 링과 함께 이동된다. 내부 자석 링 (4)(4A) 은 확실히 연결되고, 예를 들면 여기에서 (5) 에 접착제 본딩된다. 이러한 구성은 종래 기술로부터 공지된 유체 댐퍼들을 대체하는 데 적절하다.
더욱 추가로 댐핑의 효율을 증가시키도록, 자석 링들의 쌍에 대해 도 5 에 도시된 바와 같이 조합으로 내부 자석 링 (4)(4A) 및 외부 자석 링 (1)(1A) 을 사용하는 것이 가능하다. 서로 반대로 위치되고, 댐핑 튜브 (3) 에 의해 분리되는 두개 자석 링들 (1)(1A) 및 (4)(4A) 은 그것들이 서로 끌어 당기는 방식으로 극성을 갖는다. 따라서 튜브 (3) 에서의 자기장은 전체 벽 두께에 걸쳐 거의 일정하다. 도 3 의 (a) 와 유사하게, 내부 자석 링 (4)(4A) 및 외부 자석 링 (1) 은 댐핑을 증가시키도록 교호하는 극성으로 스택될 수 있다. 또한 보다 낮은 자기 댐핑이 필수적이여야 한다면 외부 링 (2) 및/또는 내부 코어 (5) 를 생략하는 것이 여기에서 가능하다. 도 5 는 양쪽 요소들 (2) 및 (5) 을 갖는 변형예를 도시한다.
도 6 의 (a) 는 외부 자석 링 (1) 및 강자성 링 (2) 을 갖는 본 발명에 따른 마그네틱 댐퍼의 추가의 실시형태를 도시한다. 그러나, 영구 자석들은 여기에서 전류가 그것들을 통해 유동할 때에 자기장을 발생시키는 두개 권취된 코일 링들 (6) 의 형태의 전자석들에 의해 대체된다. 각각의 코일 링 (6) 은 하나의 권취부로 구성되고, 또는 대안적으로 바람직하게 서로 연결된 복수의 전자기 코일들 (1B) 로 이루어질 수 있다. 자기장은 전류가 흐르는 전도체 주위에 형성된다. 이러한 자기장은 코일의 권취부들에 의해 강화될 수 있다. 전류 방향은 두개 코일 링들 (6) 에서 반대이고, 자기장은 자석 링 (1) 의 것과 유사하다 (도 6 의 (b), 또한 도 1 의 (b) 를 참조). 코일 링들 (6) 의 자기장들은 다시 여기에서 강화 링들 (2) 에 의해 증가될 수 있다. 이는 댐핑이 전류를 사용하여 간단히 스위치 온 및 오프되는 것을 가능하게 한다. 뿐만 아니라, 댐핑은 전류 강도에서의 변경을 통해 변할 수 있다. 자석 링들 (1)(4)(1A)(4A) 의 경우에서와 같이, 또한 여기에서 도시 생략된 추가의 변형예에서, 코일 링들 (6) 을 스택하고 또한 조합으로 내부 코일 링 (4B) 및 외부 코일 링 (1B) 을 사용하는 것이 가능하다. 도 6 의 (b) 는 전류가 흐르는 코일들의 자기장을 도시한다.
도시 생략된 이러한 실시형태의 또 다른 변형예에서, 영구 자석들 (1A)(4A) 은 다음의 가능성들을 발생시키는 전자석들 (1B)(4B) 과 조합될 수 있다: (i) 영구 자석들은 베이직 댐핑을 제공한다. 스위치 온될 수 있는 전자석들은 보다 높은 댐핑이 필요한 상황들에 대해 추가로 댐핑을 증가시키는 것이 가능하다; 그리고 (ii) 영구 자석들은 베이직 댐핑을 제공한다. 스위치 온될 수 있는 전자석들은 그들의 자기장이 영구 자석들의 자기장의 반대의 방향으로 지향한다는 점에서 영구 자석들을 “스위치 오프”할 수 있다. 따라서 댐퍼는 필요할 때 스위치 오프될 수 있다.
도 7 및 도 8 은 본 발명에 따른 마그네틱 댐퍼의 추가의 실시형태 두개 변형예들 (도 7 의 (a), 도 8 의 (a)) 을 도시하고, 여기에서 (댐핑 튜브 (3) 와 관련하여)(영구 자석들 및/또는 전자석들에 의해) 방사상으로 정렬된 자기장들 뿐만 아니라, 또한 Halbach 배열체로서 공지된 (댐핑 튜브 (3) 와 관련하여) 축방향으로 정렬된 자기장들 (11)(12) 이 사용된다. 도 7 은 여기에서 도 3 의 실시형태에 상응하고, 즉 상기 Halbach 배열체의 자석들 이외에 외부 자석들 (1)(11) 을 갖는다. 도 8 은 도 7 에 부가적으로 또한 Halbach 배열체 (4)(12) 에서 내부 자석들을 갖는다. 상응하는 자기장들이 마찬가지로 도시된다 (도 7 의 (b), 도 8 의 (b)).
양쪽 변형예들에서, 스택된 자석 링들은 또한 자기장이 일측에서 강화되는 방식으로 자기화될 수 있는 한편, 자기장이 다른 측에서 실제적으로 사라진다. 자석 링들의 화살표들은 각각의 북극의 방향으로 지향한다. 자석 링들은 축방향으로 및 방사상으로 교호로 자기화된다.
이러한 배열체의 이점은 자기장이 사용되는 곳에서 보다 강한 자기장이 발생되고 자기장이 사용되지 않는 곳에서 보다 약한 자기장이 발생된다는 점이다. 외부 링들 (2) 에 의한 스크리닝은 따라서 필수적이지 않다. 뿐만 아니라, 또한 튜브 (3) 의 내부에 Halbach 배열체를 달성하고 외부 Halbach 배열체와 이를 조합하는 것이 가능하다. 여기에서 역시, 폐쇄된 자석 링들은 개별적인 자석들에 의해 교체될 수 있다. 모든 링들 (축방향으로 및 방사상으로 자기화됨) 은 큐브 또는 바아 자석들을 사용하여 조립될 수 있다.
도 9 는 외부 코일 링들 (6) 또는 코일 배열체들의 시리즈들로 구성되고 액티브 댐핑이 달성되는 본 발명에 따른 마그네틱 댐퍼의 추가의 배열체를 도시한다. 전류가 코일 링 (6) 을 통해 유동한다면, 자기장은 코일 링 주위에 형성된다. 코일 링들 (6) 이 소정의 방식으로 상이하게 스위치 온되고 스위치 오프된다면, 자기장들은 튜브 (3) 을 따라 이동한다. 하나의 가능성은 각각의 개별적인 코일 링 (6) 에 별도의 교류를 적용시키는 것이다. 교류는 여기에서 하나의 코일로부터 또 다른 코일로 소정의 위상 각도를 갖는다. 결과적으로, 각각의 코일은 제 시간에 상이한 지점에서 그 최대 전류를 갖는다. 적절한 주파수는 예를 들면, 50Hz 또는 60Hz 이고 코일로부터 코일 (6) 로의 위상 각도는 30°내지 120°이다. 이동된 자기장들 와전류들을 유도하고, 이는 마찬가지로 이동하기 시작한다. 와전류들은 튜브에서 축방향 힘을 인가하고 그것을 가속시킨다. 따라서, 힘은 예를 들면 보다 강한 제동을 실행하거나 또는 흡수기가 또 다른 주파수에서 활발히 진동하는 것을 가능하게 하도록 흡수기에서 활발히 발생할 수 있다. 상이한 속도들로 효율을 증가시키도록, 주파수 및 위상 각도는 주파수 컨버터들을 사용하여 조정될 수 있다. 내부 코일 링들 (16)(도시 생략) 을 갖는 조합은 배수로 힘들을 증가시킨다.
도 10 는 다섯개의 내부 및 외부 자석 링들 및 확실히 클램핑된 자석 디바이스들에 의해 이동되는 댐핑 튜브 (3) 를 갖는, 지지 프레임에 클램핑된 마그네틱 댐퍼를 도시한다.
도 11 은 외부 및 내부 자석 요소들 (1)(4) 및 중실 코어 (5) 를 갖는 본 발명에 따른 마그네틱 댐퍼와 끼워맞춤된 펜듈럼 흡수기 (7) 를 도시한다. 흡수기는 펜듈럼 로드 또는 펜듈럼 케이블에서 펜듈럼 중량부를 갖는 단순한 펜듈럼 또는 횡방향의 펜듈럼일 수 있다. 흡수기 (7) 의 진동 이동들은 단순한 볼 조인트들 (8) 및 (9) 에 의해 보상될 수 있는 작은 각도들을 발생시킨다. 마그네틱 댐퍼들은 임의의 위치에 설치될 수 있고, 댐퍼들은 수평인 위치에서 가장 효율적으로 작용한다. 다른 한편으로, 댐퍼의 필수적인 트레블 거리는 또한 그것이 수평으로 설치될 때에 가장 크다.
도 12 는 도 11 로부터의 것과 상응하는 펜듈럼 흡수기 (7) 를 도시한다. 도 11 과 대조적으로, 이러한 실시형태에서 설치된 마그네틱 댐퍼는 내부 자석 링들 (4) 을 갖지 않는다. 이는 댐퍼 튜브가 효율적으로 이동될 수 있는 거리가 2배보다 많이 증가되는 효과를 갖는다.
도 13 은 본질적으로 도 12 로부터의 펜듈럼 흡수기를 도시하지만, 그것은 부가적으로 댐핑이 유효한 튜브 영역의 양쪽 단부들에서 가이드 및/또는 스페이서 디바이스 또는 센터링 디바이스 (13)(14) 를 갖는다. 이는 댐핑 튜브 (3) 가 외측에서 튜브 (3) 및/또는 내부에서 자석 디바이스들 (1)(4) 를 타격하지 않고, 즉 논의되는 영역에서 마찰없는 그리고 따라서 비접촉 방식으로 이동될 수 있고, 뿐만 아니라 이러한 영역을 통해 안전하게 이동되는 것을 보장하도록 의도된다. 디바이스 (13)(14) 는 예를 들면, 슬라이딩 또는 롤러 베어링, 예를 들면 슬라이드 부싱 또는 볼 베어링일 수 있지만, 또한 설치부의 고정된 부품에 연결되는 단순한 홀더일 수 있다.
도 14 는 센터링 디바이스의 추가의 변형예로서 롤러 디바이스 (14) 를 포함하는 본 발명에 따른 마그네틱 댐퍼를 구비하는 도 13 에 따른 상응하는 펜듈럼 흡수기를 도시한다. 튜브 (3) 주위의 마그네틱 댐퍼의 센터링은 여기에서 특히 롤러 가이드에 의해 실행된다. 이는 보다 높은 진행 속도들 및 트레블 거리들이 달성되는 것을 가능하게 한다. 롤러 가이드는 튜브 주위에 분배된 하나 이상의 가이드 롤러들로 구성된다. 각각의 가이드 롤러는 최적의 센터링 및 위치 설정을 달성하도록 조정 가능한 롤러 홀더에 의해 개별적으로 조정될 수 있다. 설명된 롤러 디바이스는 또한 댐퍼의 외측에 위치된 가이드 또는 슬라이드 부싱들과 조합될 수 있다.
실제로, 댐핑 튜브의 외측 주위로 120°의 각도로 균일하게 분배되는 상응하는 홀더들을 구비한 세개의 가이드 롤러들을 포함하는 가이드 및 스페이서 디바이가 특히 유리하다고 증명되었다. 가이드 롤러의 고장 또는 강한 마모는 충돌이 튜브 (3) 와 자석 링들 (1) 사이에 발생하기 전에 부가적인 슬라이드 부싱의 지원으로써 선택적으로 차단될 수 있다. 공기 갭은 가이드 롤러가 고장날 때에 접촉이 단지 튜브와 슬라이드 부싱 사이에서 발생하도록 슬라이드 부싱과 튜브 (3) 사이에 제공된다. 다음의 메인터넌스 기간 중에, 가이드 롤러는 조정 가능한 롤러 홀더를 사용하여 조정되거나 또는 교체될 수 있고, 슬라이드 부싱에서의 부하는 다시 경감된다. 튜브와 관련하여 자석 링들의 센터링을 위해, 단지 디바이스의 가이드 롤러들만이 필요하다.
댐핑 효과에 대해 본 발명에 따른 마그네틱 댐퍼들의 최적화를 위해, 질적으로 그리고 양적으로 형성된 자기장들을 이해하는 것이 유리하다. 회전식의 대칭은 자기장들 및 와전류들의 3D 시뮬레이션들을 불필요하게 만든다. 단지 2D 축선-대칭적인 시뮬레이션은 마그네틱 댐퍼들을 완전하게 연산하도록 실행되어야 하고, 이는 연산들을 간단하게 하고 짧게 만든다. 그러한 분야들의 연산 및 시뮬레이션을 위한 상응하는 프로그램들은 종래 기술로부터 공지되어 있다. 자유롭게 사용 가능한 프로그램 FEMM 4.2 는 개별적인 변형예들 (도 1 의 (b), 도 3 의 (b), 도 3 의 (c), 도 6 의 (b), 도 7 의 (b), 도 8 의 (b)) 의 자기장들을 연산하는 데 사용될 수 있다. 이들은 자기장들의 코스 및 강도를 시각화하기 위한 정자기 시뮬레이션들이다. 튜브 (3) 에 대해 자석 링들 (1) 의 이동은 이러한 프로그램에서 연산될 수 없다.
와전류들 및 댐퍼 힘들은 ANSYS Maxwell 15.0 프로그램을 사용하여 연산되었 다. 상대적인 이동이 튜브 (3) 와 자석 링들 사이에 발생하는 한, 회전 전류들은 튜브에서 유도된다. 이들 와전류들은 자석 링들 (1) 에 대해 작용하는 자기장들을 형성한다. 튜브 (3) 에서의 힘은 프로그램에 의해 출력될 수 있고 일정한 댐핑은 상대적인 속도를 사용하여 연산될 수 있다.

Claims (33)

  1. 회전 대칭적인 마그네틱 댐퍼로서,
    (i) 비자기화 가능한 전도성 재료로부터 제조된 댐퍼 튜브 (3),
    (ii) 지지 디바이스 (10) 로서, 상기 지지 디바이스 (10) 는 상기 마그네틱 댐퍼의 종축 주위로 회전 대칭적이고, 부착 수단을 제공하고 상기 댐퍼 튜브 (3) 와 관련하여 적어도 하나의 외부 마그네틱 링 배열체를 갖고, 적어도 하나의 상기 외부 마그네틱 링 배열체는, 자석들의 북극 및 남극이 상기 마그네틱 댐퍼의 상기 댐퍼 튜브 (3) 의 종축과 관련하여 방사상 내향으로 또는 방사상 외향으로 지향하는 방식으로 배열되는 하나 이상의 영구 자석들 (1) 또는 코일들의 형태의 하나 이상의 전자석들 (6) 을 포함하고, 적어도 하나의 마그네틱 외부 링 (1)(6) 은 상기 댐퍼 튜브 (3) 위로 푸시되고, 링 및 튜브는 비접촉 및 무마찰 방식으로 서로에 대해 이동 가능하고, 적어도 하나의 상기 마그네틱 외부 링 (1)(6) 과 상기 댐퍼 튜브 (3) 의 외측 표면 사이의 간격은 ≥0.1mm 및 ≤2.0mm 인, 상기 지지 디바이스 (10), 및
    (iii) 적어도 하나의 상기 마그네틱 외부 링 (1)(6) 을 직접적으로 둘러싸는 강자성 재료 또는 상기 강자성 재료로 구성된 세그먼트들로 이루어지는 적어도 하나의 링 (2) 을 포함하는, 회전 대칭적인 마그네틱 댐퍼.
  2. 제 1 항에 있어서,
    포개져서 스택되는 두개 내지 열개의 마그네틱 외부 링들 (1)(6) 을 갖고, 이들 자석 링들 (1)(6) 의 방사상으로 지향되는 극성은 방사상으로 자기화된 링 평면으로부터 방사상으로 자기화된 링 평면으로 교호하는 것을 특징으로 하는, 회전 대칭적인 마그네틱 댐퍼.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 댐퍼 튜브 (3) 뿐만 아니라, 상기 댐퍼 튜브 (3) 의 내측 벽과 접촉하고 상기 내측 벽에 연결되어 상기 댐퍼 튜브 (3) 와 공동의 이동이 가능한 강자성 재료 또는 상응하는 라운드형 바아 (15) 로 이루어진 튜브를 갖는 것을 특징으로 하는, 회전 대칭적인 마그네틱 댐퍼.
  4. 회전 대칭적인 마그네틱 댐퍼로서,
    (i) 비자기화 가능한 전도성 재료로 제조되는 댐퍼 튜브 (3),
    (ii) 지지 디바이스 (10) 로서, 상기 지지 디바이스 (10) 는 상기 마그네틱 댐퍼의 종축 주위로 회전 대칭적이고, 부착 수단을 제공하고 상기 댐퍼 튜브 (3) 와 관련하여 적어도 하나의 내부 마그네틱 링 배열체를 갖고, 적어도 하나의 상기 내부 마그네틱 링 배열체는 자석(들) 의 북극 및 남극이 상기 마그네틱 댐퍼의 상기 댐퍼 튜브 (3) 의 종축과 관련하여 방사상 내향으로 또는 방사상 외향으로 지향하는 방식으로 배열되는 하나 이상의 영구 자석들 (4) 또는 코일들 (16) 의 형태의 하나 이상의 전자석들을 포함하고, 적어도 하나의 마그네틱 내부 링 (4)(16) 은 상기 댐퍼 튜브 (3) 내로 푸시되고, 링 및 튜브는 비접촉 및 무마찰 방식으로 서로에 대해 이동 가능하고, 적어도 하나의 상기 마그네틱 내부 링 (4) 과 상기 댐퍼 튜브 (3) 의 내측 표면 사이의 간격은 ≥0.1mm 및 ≤2.0mm 인, 상기 지지 디바이스 (10) 및
    (iii) 적어도 하나의 상기 마그네틱 내부 링 (4)(16) 에 의해 직접적으로 둘러싸이는 강자성 재료 또는 상기 강자성 재료로 구성된 부품들로 이루어진 적어도 하나의 중실 실린더형 코어 (5) 를 포함하는, 회전 대칭적인 마그네틱 댐퍼.
  5. 제 4 항에 있어서,
    포개져서 스택되는 두개 내지 열개의 마그네틱 내부 링들 (4)(16) 을 갖고, 이들 자석 링들 (4)(16) 의 방사상으로 지향되는 극성은 방사상으로 자기화된 링 평면으로부터 방사상으로 자기화된 링 평면으로 교호하는 것을 특징으로 하는, 회전 대칭적인 마그네틱 댐퍼.
  6. 제 1 항에 있어서,
    적어도 하나의 마그네틱 외부 링 배열체 (1)(6) 뿐만 아니라, 자석(들) 의 북극 및 남극이 상기 마그네틱 댐퍼의 상기 댐퍼 튜브 (3) 의 종축과 관련하여 방사상 내향으로 또는 방사상 외향으로 지향하는 방식으로 배열되는 하나 이상의 영구 자석들 (4) 또는 코일들 (16) 의 형태의 하나 이상의 전자석들을 포함하는 내부 마그네틱 링 배열체를 갖고, 마그네틱 내부 링 (4)(16) 의 배열체 및 극성은 마그네틱 외부 링 (1)(4) 과 반대로 동일한 평면에 위치되도록 선택되고 상기 마그네틱 내부 링 및 상기 마그네틱 외부 링의 반대 극들은 상기 댐퍼 튜브 (3) 의 벽을 통해 서로 끌어당기고, 상기 댐퍼 튜브 (3) 는 비접촉 및 무마찰 방식으로 마그네틱 링 배열체들에 대해 이동 가능한 것을 특징으로 하는, 회전 대칭적인 마그네틱 댐퍼.
  7. 제 6 항에 있어서,
    적어도 하나의 상기 마그네틱 내부 링 (4)(16) 과 상기 댐퍼 튜브 (3) 의 내측 표면 사이의 간격은 ≥0.1mm 및 ≤2.0mm 인 것을 특징으로 하는, 회전 대칭적인 마그네틱 댐퍼.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    적어도 하나의 상기 마그네틱 내부 링 (4)(16) 에 의해 직접적으로 둘러싸이는 강자성 재료 또는 상기 강자성 재료로 구성된 부품들로 이루어진 적어도 하나의 중실 실린더형 코어 (5) 를 갖는 것을 특징으로 하는, 회전 대칭적인 마그네틱 댐퍼.
  9. 제 6 항 내지 제 8 항 중 한 항에 있어서,
    각각의 경우에 방사상으로 포개져서 스택되는, 각각의 경우에 동일한 평면에 반대로 위치된 두개 내지 열개의 마그네틱 외부 링들 (1)(6) 및 상응하는 수의 마그네틱 내부 링들 (4)(16) 을 갖고, 이들 자석 링들 (1)(6) 및 (4)(16) 의 방사상으로 지향되는 극성은 방사상으로 자기화된 링 평면으로부터 방사상으로 자기화된 링 평면으로 교호하는 것을 특징으로 하는, 회전 대칭적인 마그네틱 댐퍼.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 자석 링은 영구 자석 (1)(4) 인 것을 특징으로 하는, 회전 대칭적인 마그네틱 댐퍼.
  11. 제 1 항 내지 제 9 항 중 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 마그네틱 링은 전자석 (6)(16) 으로 기능하는 코일인 것을 특징으로 하는, 회전 대칭적인 마그네틱 댐퍼.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 한 항에 있어서,
    영구 자석 (1)(4) 인 적어도 하나의 방사상으로 자기화된 링을 갖고, 전자석 (6)(16) 으로 기능하는 코일인 적어도 하나의 방사상으로 자기화된 링을 갖는 것을 특징으로 하는, 회전 대칭적인 마그네틱 댐퍼.
  13. 제 1 항 내지 제 10 항 중 한 항에 있어서,
    오로지 하나 이상의 외부 (1) 또는 내부 (4) 영구 자석들 (1)(4) 만을 갖는 것을 특징으로 하는, 회전 대칭적인 마그네틱 댐퍼.
  14. 제 13 항에 있어서,
    (i) 하나 이상의 방사상으로 자기화된 영구 자석들 (1) 을 포함하는 적어도 하나의 마그네틱 외부 링 배열체를 갖고,
    (ii) 비접촉 방식으로 상기 댐퍼 튜브 (3) 의 외측에 배열된 하나 이상의 영구 자석들을 포함하는 적어도 하나의 외부 마그네틱 링 (11) 배열체를 부가적으로 갖고, 자석들 (11) 의 북극/남극 자기화 방향은 상기 마그네틱 댐퍼의 종축과 관련하여 축방향 상향으로 또는 하향으로 지향하는 것을 특징으로 하는, 회전 대칭적인 마그네틱 댐퍼.
  15. 제 14 항에 있어서,
    영구 자석들 (1) 을 포함하는 방사상으로 자기화된 외부 링에 의해 서로 분리된 적어도 두개 축방향으로 자기화된 외부 링들 (11) 을 갖고, 제 1 축방향으로 자기화된 링의 자석들 (11) 의 북극/남극 자기화 방향은 제 2 축방향으로 자기화된 링의 북극/남극 자기화 방향과 반대인 것을 특징으로 하는, 회전 대칭적인 마그네틱 댐퍼.
  16. 제 14 항에 있어서,
    영구 자석들 (11) 을 포함하는 축방향으로 자기화된 외부 링에 의해 서로 분리된 적어도 두개 방사상으로 자기화된 외부 링들 (1) 을 갖고, 제 1 방사상으로 자기화된 링의 자석들 (1) 의 북극/남극 자기화 방향은 제 2 방사상으로 자기화된 링의 북극/남극 자기화 방향과 반대인 것을 특징으로 하는, 회전 대칭적인 마그네틱 댐퍼.
  17. 제 13 항에 있어서,
    (i) 하나 이상의 방사상으로 자기화된 영구 자석들을 포함하는 적어도 하나의 마그네틱 내부 링 배열체 (4) 를 갖고,
    (ii) 비접촉 방식으로 상기 댐퍼 튜브 (3) 의 외측에 배열된 하나 이상의 영구 자석들을 포함하는 적어도 하나의 내부 마그네틱 링 (12) 배열체를 부가적으로 갖고, 자석들 (12) 의 북극/남극 자기화 방향은 상기 마그네틱 댐퍼의 종축과 관련하여 축방향 상향으로 또는 하향으로 지향하는 것을 특징으로 하는, 회전 대칭적인 마그네틱 댐퍼.
  18. 제 17 항에 있어서,
    영구 자석들 (4) 을 포함하는 방사상으로 자기화된 내부 링에 의해 서로 분리된 적어도 두개 축방향으로 자기화된 내부 링들 (12) 을 갖고, 제 1 축방향으로 자기화된 링의 자석들 (12) 의 북극/남극 자기화 방향은 제 2 축방향으로 자기화된 링의 북극/남극 자기화 방향과 반대인 것을 특징으로 하는, 회전 대칭적인 마그네틱 댐퍼.
  19. 제 17 항에 있어서,
    영구 자석들 (12) 을 포함하는 축방향으로 자기화된 내부 링에 의해 서로 분리된 적어도 두개 방사상으로 자기화된 내부 링들 (4) 을 갖고, 제 1 방사상으로 자기화된 링의 자석들 (4) 의 북극/남극 자기화 방향은 제 2 방사상으로 자기화된 링의 북극/남극 자기화 방향과 반대인 것을 특징으로 하는, 회전 대칭적인 마그네틱 댐퍼.
  20. 제 14 항 내지 제 19 항 중 한 항에 있어서,
    오로지 영구 자석들만을 포함하는 두개 이상의 인접한 마그네틱 외부 링 (1) 및/또는 내부 링 (4) 평면들의 배열체를 갖고, 상기 댐퍼 튜브 (3) 에 대해 하나의 링 평면은 항상 방사상으로 자기화된 자석들로 이루어지고, 인접한 다른 링 평면은 외부의 및/또는 내부의 축방향으로 자기화된 자석들 (11)(12) 로 이루어져서 링 평면 (1) 은 링 평면 (11) 에 항상 인접하고 링 평면 (4) 은 링 평면 (12) 에 항상 인접하고, 세개 이상의 링 평면들이 존재하는 경우에, 동일한 타입의 두개 방사상으로 자기화된 링 평면들은 축방향으로 자기화된 링 평면에 의해 서로 분리되고 동일한 타입의 두개 축방향으로 자기화된 링 평면들은 방사상으로 자기화된 링 평면에 의해 서로 분리되고, 하나의 링 평면의 북극/남극 자기화 방향은 동일한 타입의 다음의 링 평면의 북극/남극 자기화 방향과 반대인 것을 특징으로 하는, 회전 대칭적인 마그네틱 댐퍼.
  21. 제 1 항 내지 제 20 항 중 한 항에 있어서,
    (i) 상기 댐퍼 튜브 (3) 는 25 내지 250mm 의 외측 직경을 갖고,
    (ii) 상기 자석 링 (1)(4)(11)(12) 또는 상기 코일 링 (6)(16) 은 상기 댐퍼 튜브 (3) 와 관련하여 10 내지 60mm 의 축방향으로의 두께를 갖고,
    (iii) 상기 마그네틱 링들 (1)(4)(11)(12)(6)(16) 과 상기 댐퍼 튜브 (3) 의 외측 표면 또는 내측 표면 사이의 간격은 ≥0.25mm 및 ≤1.0mm 이고,
    (iv) 상기 댐퍼 튜브 (3) 는 8 - 12mm 의 벽 두께를 갖는 것을 특징으로 하는, 회전 대칭적인 마그네틱 댐퍼.
  22. 제 1 항 내지 제 21 항 중 한 항에 있어서,
    상기 자석 링들에 대해 댐핑 튜브 (3) 의 마찰없는 상대 이동을 보장하는 디바이스를 갖는 것을 특징으로 하는, 회전 대칭적인 마그네틱 댐퍼.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 디바이스는 상기 마그네틱 댐퍼의 기능적 영역 전 및/또는 후에 장착되는 센터링 및/또는 스페이서 디바이스 (13)(14) 인 것을 특징으로 하는, 회전 대칭적인 마그네틱 댐퍼.
  24. 제 22 항 또는 제 23 항에 있어서,
    상기 디바이스 (13)(14) 는 적어도 하나의 롤러 디바이스 및/또는 슬라이딩 디바이스를 포함하는 것을 특징으로 하는, 회전 대칭적인 마그네틱 댐퍼.
  25. 제 1 항 내지 제 24 항 중 한 항에 있어서,
    상기 지지 디바이스 (10) 는 보유, 로킹 및 부착 수단 및 선택적으로 스페이서들 및 파워 연결부들을 갖고, 이들 수단들은 상기 마그네틱 링들 및 코일들이 상기 마그네틱 링들 및 코일들의 직경에 따라 정확한 끼워맞춤으로써 회전 대칭적인 방식으로 개별적으로 또는 복합적으로 수용되고, 안내되고, 스택되고, 고정되고 작동될 수 있는 방식으로 기하학적으로 그리고 기능적으로 구성되고, 상응하는 상기 댐핑 튜브 (3) 는 정확한 끼워맞춤으로써 수용될 수 있는 것을 특징으로 하는, 회전 대칭적인 마그네틱 댐퍼.
  26. 제 25 항에 있어서,
    가변적으로 조정 가능한 댐핑을 갖고,
    상기 지지 디바이스 (10) 는 원하는 댐핑에 종속되어, 포함하는 영구 자석들 및/또는 전자기 코일들을 갖는 상이한 수의 회전 대칭적인 마그네틱 외부 및/또는 내부 링들이 캐리어 디바이스 내로 삽입되고 교환될 수 있는 방식으로 구성되고, 상기 마그네틱 링들의 내측 및/또는 외측 직경들은 상기 댐퍼 튜브 (3) 의 원하는 외측 및/또는 내측 직경들과 매칭되는 것을 특징으로 하는, 회전 대칭적인 마그네틱 댐퍼.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 댐핑은 부가적으로 마그네틱 외부 및/또는 내부 링들에 의해 가변적으로 조정될 수 있고, 상기 마그네틱 외부 및/또는 내부 링들은 영구 자석들 뿐만 아니라, 가변적인 전류 강도로 작동되는 하나 이상의 전자기 코일들을 갖는 것을 특징으로 하는, 회전 대칭적인 마그네틱 댐퍼.
  28. 펜듈럼 중량부를 갖는 적어도 하나의 펜듈럼 케이블 또는 펜듈럼 로드 및 제 1 항 내지 제 27 항 중 한 항에 따른 적어도 두개 회전 대칭적인 마그네틱 댐퍼들을 포함하는, 진동 흡수기.
  29. 제 28 항에 있어서,
    마그네틱 흡수기는 상기 펜듈럼 로드 또는 상기 펜듈럼 중량부에 부착되는 것을 특징으로 하는, 진동 흡수기.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 마그네틱 댐퍼의 상기 지지 디바이스 (10) 는 상기 펜듈럼 중량부 또는 펜듈럼 로드에 부착되고, 상기 댐핑 튜브 (3) 는 댐핑될 기계 또는 설치부에 직접 부착되는 것을 특징으로 하는, 진동 흡수기.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 댐핑 튜브 (3) 는 상기 펜듈럼 중량부 또는 펜듈럼 로드에 부착되고 상기 마그네틱 댐퍼의 상기 지지 디바이스 (10) 는 댐핑될 상기 기계 또는 설치부에 직접 부착되는 것을 특징으로 하는, 진동 흡수기.
  32. > 1500 kNs/m ×㎥ 의 댐핑 밀도를 갖는, 기계들 및 설치부들, 특히 윈드 터빈들에서 진동들을 댐핑하기 위한 제 1 항 내지 제 27 항 중 한 항에 따른 마그네틱 댐퍼 및 제 28 항 내지 제 31 항 중 한 항에 따른 진동 흡수기의 사용.
  33. 제 1 항 내지 제 27 항 중 한 항에 따른 마그네틱 댐퍼 또는 제 28 항 내지 제 31 항 중 한 항에 따른 적어도 하나의 진동 흡수기를 포함하는 윈드 터빈.
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