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극저온 냉매의 일괄 함침 냉각 구조를 갖는 고온초전도 발전기를 구비한 수직축형 풍력 터빈

  • 기술번호 : KST2022003029
  • 담당센터 : 광주기술혁신센터
  • 전화번호 : 062-360-4654
요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명은 극저온 냉매의 일괄 함침 냉각 구조를 갖는 고온초전도 발전기를 구비한 수직축형 풍력 터빈에 관한 것이다. 이에 본 발명의 기술적 요지는 종전 수평축형 터빈 대비 발전기를 포함한 부속장치(냉각장치, 전력변환장치)가 터빈타워 하부에 설치하도록 하되, 터빈타워 상부에는 수직 블레이드를 포함한 회전체만 배치되도록 함으로서, 풍력 터빈의 탑 헤드(top-head) 무게를 현저하게 감소시킬 수 있는 바, 이는 설치비용과 유지보수 비용을 크게 절감할 수 있도록 함은 물론 대형화 시공시의 기술적 어려움을 해소(종전 수평축형 풍력터빈 구조는 익형 블레이드 구조로서 1점 지지에 의한 하중 집중으로 인해 대형화가 어려움)하도록 형성되고, 특히 풍력 터빈의 무게중심이 타워 하부로 이동되는 구조로 형성되어 부유식 해상 풍력발전에 적용시 부유체의 소형화와 부유 자세 안정성을 유리하게 확보할 수 있는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명은 초전도 발전기가 극저온 냉각조 내에서 액체 냉매에 일괄적으로 함침되도록 하는 바, 이는 극저온 온도 유지를 위한 극저온 냉각조의 진공단열 구조를 최소화할 수 있도록 함은 물론 냉각 구조의 일괄성 및 단순성으로 인하여 초전도 발전기의 고정자에 위치하는 전기자 권선을 초전도화하는 전 초전도(Fully superconducting) 구조의 적용을 수월하게 할 수 있는 특징이 있다.
Int. CL F03D 80/60 (2016.01.01) F03D 9/25 (2016.01.01) H02K 9/19 (2014.01.01) H02K 9/08 (2006.01.01) H01F 6/06 (2006.01.01)
CPC F03D 80/60(2013.01) F03D 9/25(2013.01) H02K 55/02(2013.01) H02K 13/003(2013.01) H02K 7/003(2013.01) H02K 9/19(2013.01) H02K 9/08(2013.01) H01F 6/06(2013.01) F05B 2260/20(2013.01) F05B 2220/706(2013.01) H02K 2205/09(2013.01) Y02E 10/74(2013.01) Y02E 40/60(2013.01)
출원번호/일자 1020210114862 (2021.08.30)
출원인 제주대학교 산학협력단
등록번호/일자 10-2371278-0000 (2022.03.02)
공개번호/일자
공고번호/일자 (20220307) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 국내출원/신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2021.08.30)
심사청구항수 5

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 제주대학교 산학협력단 대한민국 제주특별자치도 제주시 제주

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 김호민 대한민국 제주특별자치도 제주시 광평동로
2 김지형 제주특별자치도
3 채윤석 제주특별자치도 제주시
4 박사일 제주특별자치도 제주시 원남*

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 이희덕 대한민국 서울특별시 강남구 테헤란로**길 *-**(역삼동) 동영빌딩 *층(케이엠국제특허법률사무소)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 제주대학교 산학협력단 제주특별자치도 제주시 제주
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application
2021.08.30 수리 (Accepted) 1-1-2021-1001063-86
2 [우선심사신청]심사청구서·우선심사신청서
2021.08.31 수리 (Accepted) 1-1-2021-1005074-71
3 의견제출통지서
Notification of reason for refusal
2021.10.31 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2021-0856388-41
4 [출원서 등 보정]보정서
[Amendment to Patent Application, etc.] Amendment
2021.12.02 수리 (Accepted) 1-1-2021-1398972-62
5 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견서·답변서·소명서
2021.12.07 수리 (Accepted) 1-1-2021-1415855-73
6 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment
2021.12.07 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2021-1415874-30
7 [지정기간단축]기간 연장신청서·기간 단축신청서·기간 경과 구제신청서·절차 계속신청서
2021.12.07 수리 (Accepted) 1-1-2021-1415901-86
8 등록결정서
Decision to grant
2021.12.27 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2021-1013953-78
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번호 청구항
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수직으로 기립한 로터코어(110)의 원주방향에 고온초전도 계자 권선이 구비되어 회전자(120)를 이루도록 형성되고, 상기 회전자의 외측에는 일정 간격을 두고 초전도 전기자가 구비되어 고정자(130)를 이루도록 형성되며, 상기 로터코어(110)와 회전자(120) 및 고정자(130)는 일체의 모듈로서 극저온 냉각조(140) 내에 전체가 수납되도록 하되, 상기 극저온 냉각조(140)는 일측 및 타측에 냉매순환 인입관(141)과 배출관(142)이 형성되어 극저온 냉각장치(300)로부터 인입된 순환냉매(입수: 액체 -003e# 출수: 기체)에 의해 일괄 함침 냉각되도록 하는 경축식 초전도 발전기(100)와;로터코어(110)의 상단부와 연결되는 회전자 축(210)이 구비되도록 하되, 상기 회전자 축(210)은 상측 단부가 극저온 냉각조(140)의 상판 바깥으로 분기되도록 형성되어 축커플링(220)으로 하여금 수직 블레이드(230)를 갖는 메인샤프트(240)와 수직으로 연결되도록 형성되고, 상기 메인샤프트(240)는 터빈타워(250)의 내경 안에서 지지베어링(260)을 통해 축회전할 수 있도록 하는 타워 어셈블리(200)와;극저온 냉각조(140)에 액체 냉매를 공급하여 기화된 기체 냉매가 회수되도록 순환식 냉각펌프(310)가 내장된 냉각챔버(320)가 구비되도록 하되, 상기 냉각챔버(320)의 일측 및 타측에는 냉각탱크(330)와 헬륨 압축기(340)가 각각의 공급라인으로 연결되도록 하는 극저온 냉각장치(300)가;구성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 극저온 냉매의 일괄 함침 냉각 구조를 갖는 고온초전도 발전기를 구비한 수직축형 풍력 터빈
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제 1항에 있어서, 상기 로터코어(110)와 회전자 축(210)은 접촉식 여자장치(150)를 통해 연결되도록 하되, 상기 접촉식 여자장치(150)는 고온초전도 계자 권선과 통전되는 한 쌍의 전류도입선(151)이 구비되고, 상기 전류도입선(150)의 상단부에는 파워슬립링(152)과 브러시(153)가 서로 접촉되면서 전기적으로 연결되도록 하는 것을 특징으로 하는 극저온 냉매의 일괄 함침 냉각 구조를 갖는 고온초전도 발전기를 구비한 수직축형 풍력 터빈
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제 1항에 있어서, 상기 로터코어(110)와 회전자 축(210)은 비접촉식 여자장치(160)와 전기적으로 연결되도록 하되, 상기 비접촉식 여자장치(160)는 플럭스펌프 헤더(161), 플럭스펌프 로터(162), 영구자석(163)과 외부 동력 전달용 원동기(164) 그리고 회전판(165)이 구비되는 것으로, 상기 플럭스펌프 헤더(161)는 로터코어(110)의 외주면에 감긴 고온초전도 계자 권선의 상측 일단부와 전기적으로 연결되면서 로터코어(110) 및 회전자 축(210)의 회전시 함께 연동 회전하도록 형성되고, 상기 플럭스펌프 로터(162)는 회전자 축(210)과 동일축선으로 수직 배치되면서 회전자 축(210)의 회전시 베어링을 통해 회전될 수 있도록 하되, 축방향 하단에는 영구자석(163)이 결합되어 플럭스펌프 헤더(161)의 상부면과 영구자석(163)이 비접촉 구조로 대응되도록 형성되며, 상기 플럭스펌프 로터(162)는 수직방향 상측단이 로터리씰과 베어링을 관통하도록 하되, 관통되어 저온 냉각조(140)의 상판 바깥으로 분기된 플럭스펌프 로터의 수직방향 상측단에는 회전판(165)이 결합되고, 상기 회전판(165)에는 외부 동력 전달용 원동기(164)의 구동축이 대응되면서 외부 동력 전달용 원동기(164)의 구동축 회전시 회전판(165)이 연동 회전하면서 영구자석(163)의 회전을 제어하도록 하는 것을 특징으로 하는 극저온 냉매의 일괄 함침 냉각 구조를 갖는 고온초전도 발전기를 구비한 수직축형 풍력 터빈
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제 3항에 있어서, 상기 극저온 냉각조(140)는 상판 내부 일측에 재응축 냉각기(170)와 재응축 열교환기(180)가 구비되어 극저온 냉각조(140) 내의 기체 냉매에 대하여 재응축, 재액화하도록 하는 것을 특징으로 하는 극저온 냉매의 일괄 함침 냉각 구조를 갖는 고온초전도 발전기를 구비한 수직축형 풍력 터빈
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제 1항에 있어서, 상기 극저온 냉각조(140)는 인너케이스와 아웃터케이스로 된 2중 자켓으로 형성되도록 하되, 상기 인너케이스와 아웃터케이스 사이 공간에는 진공이 확보되도록 하는 것을 특징으로 하는 극저온 냉매의 일괄 함침 냉각 구조를 갖는 고온초전도 발전기를 구비한 수직축형 풍력 터빈
지정국 정보가 없습니다
패밀리정보가 없습니다
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순번 연구부처 주관기관 연구사업 연구과제
1 과학기술정보통신부 제주대학교 세종과학펠로우십 EV 전기추진 전동기용 2세대 고온초전도 계자 권선의 속응 자기장 제어 운전 및 열적/전기적으로 안정성 확보 운전이 가능한 전기절연 요소기술 개발