KR100944677B1 - Generator for using in road lamp - Google Patents

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황도원
여성권
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풍력가로등(주)
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Abstract

PURPOSE: A generator for a streetlight is provided to improve generation efficiency by forming a magnetic field between adjacent permanent magnets. CONSTITUTION: A pole joint(110) is combined with a pole of a streetlight. A pole hub(120) is protruded to the upper side of the pole joint. A core(130) is fixed to the pole hub. A plurality of coils is wound around the core. A cap hub(210) surrounds the pole hub. A cap(200) is fixed to the cap hub and has a cylindrical shape to surround the core. The plurality of permanent magnets is arranged on the inner circumference of the cap to face the coil. A bearing is arranged between the cap hub and the pole hub.

Description

가로등용 발전기{Generator for using in road lamp}Generator for street lamps {Generator for using in road lamp}

본 발명은 가로등용 발전기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 풍력을 이용하여 전기를 생산할 수 있는 가로등용 풍력 발전기에 관한 것이다. The present invention relates to a streetlight generator, and more particularly to a streetlight wind generator capable of producing electricity using wind power.

일반적으로 발전기는 기계적에너지인 외력을 전기적에너지로 변환하는 장치로서, 여러 분야에서 이용되고 있다. 특히 발전기는 화석연료의 고갈에 따른 에너지위기 및 환경오염의 심각성이 대두됨에 따라, 청정에너지인 풍력이나 조력을 이용하여 전력을 생산하기 위해 세계 각국에서 기술 개발되고 있다.In general, a generator is a device that converts external force, which is mechanical energy, into electrical energy, and is used in various fields. In particular, generators are being developed in various countries around the world to produce electric power using wind or tidal power, which is clean energy, due to the seriousness of energy crisis and environmental pollution caused by exhaustion of fossil fuel.

이러한 발전기의 발전과정을 풍력을 기준으로 살펴보면, 바람을 받아서 회전력을 일으키는 팬에 구동축이 연결되고, 상기 구동축의 회전속도를 증속시켜 발전기에 연결하는 증속기어가 구비된다. 발전기는 증속기어에 연결된 로터(rotor, 회전체)를 회전하여, 로터와 스테이터(stator,고정체) 간 전자기유도작용으로 기전력을 발생시킨다.Looking at the power generation process of the generator based on the wind, the drive shaft is connected to the fan to generate a rotational force by receiving the wind, and the gearbox is provided to increase the rotational speed of the drive shaft connected to the generator. The generator rotates a rotor (rotator) connected to the speed increase gear, and generates electromotive force by electromagnetic induction between the rotor and the stator.

즉, 종래의 발전기는 풍력과 같이 저속의 회전력을 이용하기 위해서 반드시 증속기어가 구비되어야 하며, 발전기도 별도의 공간을 구비하여야 하므로, 대용량 발전을 위해서는 많은 부피를 차지하게 된다. 또한, 증속기어를 거치면서 동력의 손실이 발생한다는 문제점도 있다.That is, the conventional generator must be provided with an increase gear in order to use a low-speed rotational force, such as wind power, and since the generator must also have a separate space, it takes up a large volume for large-capacity power generation. In addition, there is a problem that a loss of power occurs while passing through the gear.

이와 같이, 종래의 풍력 발전을 위한 발전기는 많은 공간을 차지하므로, 가로등과 같이 적은 용량에 사용하기에는 부적합하여, 사용이 어렵다는 단점이 있다. 따라서, 가로등과 같이 협소한 장소에도 풍력을 이용하여 충분한 발전을 할 수 있는 발전기의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.As such, since the conventional wind generator takes up a lot of space, it is not suitable for use in a small capacity, such as a street light, there is a disadvantage that it is difficult to use. Therefore, there is an urgent need for development of a generator capable of generating sufficient power using wind power even in a narrow place such as a street lamp.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 협소한 장소에서도 고효율로 발전할 수 있는 가로등용 발전기를 제공함을 그 목적으로 한다. The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a generator for a street lamp that can be generated at high efficiency even in a narrow place.

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하고자, 가로등의 지주에 결합되는 지주 결합부; 상기 지주 결합부의 상측으로 돌출된 지주허브; 상기 지주 허브에 고정되며, 원통형상으로 형성되며, 다수의 코일이 외주면에 권선된 코어; 및 상기 지주 허브를 감싸도록 형성된 캡허브; 및 상기 캡 허브에 고정되며, 상기 코어를 감싸는 원통형상으로 형성되며, 내주면에 상기 코일을 바라보도록 다수의 영구자석이 N극과 S극을 번갈아 배치된 캡;을 포함하고, 상기 코어는 N극과 S극을 가지는 인접한 상기 영구자석 간의 자기장이 주로 형성되도록 형성된 것을 특징으로 하는 가로등용 발전기를 제공한다.The present invention to solve the above problems, the strut coupling portion coupled to the strut of the street light; A prop hub protruding upward from the prop coupling part; A core fixed to the support hub and formed in a cylindrical shape and having a plurality of coils wound on an outer circumferential surface thereof; And a cap hub formed to surround the holding hub; And a cap fixed to the cap hub and formed in a cylindrical shape surrounding the core and having a plurality of permanent magnets alternately arranged between the north pole and the south pole so as to face the coil on an inner circumferential surface thereof. It provides a generator for the street lamp, characterized in that the magnetic field is formed mainly between the adjacent permanent magnet having a and S pole.

여기서, 상기 캡허브 및 상기 지주 허브 사이에 설치된 베어링;을 더 포함하는 것이 바람직하다.Here, the bearing is provided between the cap hub and the holding hub; preferably further comprises.

상기 베어링은, 상기 캡의 자중으로 인해 발생하는 축방향 하중과, 상기 캡허브와 상기 지주 허브 사이에 발생하는 반경방향 하중을 모두 지탱할 수 있도록 형성된다.The bearing is formed to support both the axial load generated by the self weight of the cap and the radial load generated between the cap hub and the support hub.

여기서, 상기 베어링은, 다수의 테이퍼 베어링을 포함하는 것이 효과적이다.Here, it is effective that the bearing includes a plurality of tapered bearings.

한편, 상기 베어링은, 래디얼 베어링과 트러스트 베어링의 조합으로 구성될 수도 있다.On the other hand, the bearing may be composed of a combination of a radial bearing and a thrust bearing.

상기 코어는, 중공이 형성된 원통형으로 형성되며, 상기 코일은 상기 코어의 외주면에 권선된다.The core is formed in a hollow cylindrical shape, the coil is wound on the outer peripheral surface of the core.

상기 코어는 상기 코일이 권선되는 코일 권선부가, 상기 코어의 반경방향으로 외측으로 돌출되어 형성된다.The core is formed by a coil winding part in which the coil is wound, protruding outward in a radial direction of the core.

상기 코어는, 다수의 판이 상기 지주의 길이방향으로 적층되어 형성된다.The core is formed by stacking a plurality of plates in the longitudinal direction of the posts.

여기서, 상기 영구자석에 의해 형성되는 자기장의 형상이 'U'자형인 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the shape of the magnetic field formed by the permanent magnet is 'U' shaped.

이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 과제해결 수단에 의하면 다음과 같은 사항을 포함하는 다양한 효과를 기대할 수 있다. 다만, 본 발명이 하기와 같은 효과를 모두 발휘해야 성립되는 것은 아니다.According to the problem solving means of the present invention as described above it can be expected a variety of effects including the following matters. However, the present invention is not achieved by exerting all of the following effects.

먼저, 상기와 같이, 본 발명에 따른 가로등용 발전기는 가로등의 중심축 주위에 발전기가 배치됨으로써, 별도의 발전기를 위한 공간이 필요 없다는 장점이 있다.First, as described above, the generator for a street lamp according to the present invention has the advantage that the generator is disposed around the central axis of the street lamp, there is no need for a separate generator.

또한, 자기장이 인접한 영구자석 간에 발생하도록 함으로써, 동일한 영구자석으로도 큰 크기의 자기장을 형성할 수 있다. 이는 곧 발전기의 효율을 증대시킬 수 있다는 장점이 있다. In addition, by allowing the magnetic field to occur between adjacent permanent magnets, it is possible to form a large magnetic field even with the same permanent magnet. This has the advantage that it can increase the efficiency of the generator.

그리고, 베어링이 축방향 하중 및 반경방향 하중을 모두 지탱할 수 있도록 형성됨으로써, 캡이 지주허브에 가하는 하중을 베어링이 모두 지탱한다. 따라서, 캡과 지주허브를 포함하는 하부 구조물 사이에 접하는 부위를 모두 제거할 수 있어, 캡이 회전하는 운동을 방해하는 요소를 모두 제거할 수 있다.Then, the bearing is formed to support both the axial load and the radial load, so that the bearing bears all the load that the cap exerts on the holding hub. Therefore, it is possible to remove all the contact portion between the lower structure including the cap and the holding hub, it is possible to remove all the elements that interfere with the movement of the cap rotation.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 하기 위하여 생략하기로 한다. However, in describing the present invention, a detailed description of known functions or configurations will be omitted in order not to disturb the gist of the present invention.

도 1은 본 발명의 일실시예의 가로등용 발전기의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a generator for a street lamp of an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 가로등용 발전기는 가로등의 지주(10)에 결합되는 지주 결합부(110)와, 상기 지주 결합부(110)의 상측으로 돌출된 지주허브(120)와, 상기 지주 허브(120)에 고정되며, 원통형상으로 형성되며, 다수의 코일(140)이 외주면에 권선된 코어(130)와, 상기 지주 허브(120)를 감싸도록 형성된 캡허브(210)와, 상기 캡 허브(210)에 고정되며, 상기 코어(130)를 감싸는 원통형상으로 형성되며, 내주면에 상기 코일(140)을 바라보도록 다수의 영구자석(220)이 N극과 S극을 번갈아 배치된 캡(200)을 포함한다. 또한, 상기 캡허브(210) 및 상기 지주 허브(120) 사이에 베어링(400)이 설치된다. 상기 캡(200)의 외주면에 풍력을 상기 캡(200)에 전달하기 위한 블레이드(300)가 설치된다. As shown in FIG. 1, the generator for a street lamp of the embodiment of the present invention includes a strut coupling part 110 coupled to the strut 10 of the street light, and a strut hub protruding upward from the strut coupling part 110. 120 and a cap hub fixed to the support hub 120 and formed in a cylindrical shape, a plurality of coils 140 wound around an outer circumferential surface thereof, and a cap hub formed to surround the support hub 120. 210 and a cylindrical shape fixed to the cap hub 210 and surrounding the core 130, and a plurality of permanent magnets 220 are N poles and S poles to face the coil 140 on an inner circumferential surface thereof. It includes a cap 200 disposed alternately. In addition, a bearing 400 is installed between the cap hub 210 and the support hub 120. On the outer circumferential surface of the cap 200, a blade 300 for transmitting wind power to the cap 200 is installed.

상기와 같이, 본 발명에 따른 가로등용 발전기는 가로등의 중심축 주위에 발전기가 배치됨으로써, 별도의 발전기를 위한 공간이 필요 없다는 장점이 있다.As described above, the generator for a street lamp according to the present invention has the advantage that the generator is disposed around the central axis of the street lamp, there is no need for a separate generator.

코어(130)는 규소강판으로 형성되며, N극과 S극을 가지는 인접한 상기 영구 자석 간의 자기장이 주로 형성되도록 형성된다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 영구자석에 의해 형성되는 자기장의 형상이 'U'자형으로 형성된다. 이와 같이 구현된 것은 발전기가 가로등 지주의 중심축 상에 직접 설치되므로, 마주보는 영구자석(220) 사이에 유효한 자기장을 형성하도록 하려면, 영구자석(220)을 아주 큰 용량을 사용하여야 한다는 문제점이 있다. 따라서, 자기장이 인접한 영구자석(220) 간에 발생하도록 함으로써, 동일한 영구자석으로도 큰 크기의 자기장을 형성할 수 있다. 이는 곧 발전기의 효율을 증대시킬 수 있다는 장점이 있다. The core 130 is formed of a silicon steel sheet, and is formed such that a magnetic field between the adjacent permanent magnets having an N pole and an S pole is mainly formed. That is, as shown in Figure 2, the shape of the magnetic field formed by the permanent magnet is formed in a 'U' shape. Since the generator is installed directly on the central axis of the street lamp post, in order to form an effective magnetic field between the permanent magnets 220 facing each other, there is a problem in that the permanent magnets 220 have to use a very large capacity. . Therefore, by allowing the magnetic field to occur between adjacent permanent magnets 220, it is possible to form a large magnetic field even with the same permanent magnet. This has the advantage that it can increase the efficiency of the generator.

인접한 영구자석 간에 자기장이 주로 형성되도록 하기 위한 방법으로 코어(130)의 형상을 이용하는 방법이 있다.As a method for mainly forming a magnetic field between adjacent permanent magnets, there is a method using the shape of the core 130.

일예로 도 3에 도시된 바와 같이, 코어(130)는 중공이 형성된 원통형으로 형성되며, 코일(140)은 코어(130)의 외주면에 권선된다. 코일(140)이 권선되는 코일 권선부(132)는 코어(130)의 반경방향으로 외측으로 돌출되어 형성된다. 코어(130)를 지주의 길이 방향으로 다수 적층하여 형성된다. 코어가 이와 같이 형성됨으로써, 자기장은 코어(130)를 따라서 'U'자형으로 형성된다.For example, as shown in FIG. 3, the core 130 is formed in a cylindrical shape in which the hollow is formed, and the coil 140 is wound around the outer circumferential surface of the core 130. The coil winding part 132 on which the coil 140 is wound is formed to protrude outward in the radial direction of the core 130. It is formed by stacking a plurality of cores 130 in the longitudinal direction of the support. As the core is formed in this way, the magnetic field is formed in a 'U' shape along the core 130.

상기와 같이, 코어의 형상이 인접한 영구자석 간의 자기장이 주로 형성되도록 함으로써, 영구자석이 설치되는 캡의 반경이 종래의 발전기의 비해 커지더라도발전이 가능하도록 한다. 그 결과, 캡이 저속으로 회전하여도, 영구자석이 설치된 캡의 내주의 선속도는 고속이므로 발전이 효과적으로 일어날 수 있다.As described above, the magnetic field between the permanent magnets adjacent to the shape of the core is mainly formed, so that power generation is possible even if the radius of the cap on which the permanent magnets are installed is larger than that of a conventional generator. As a result, even if the cap rotates at a low speed, since the linear velocity of the inner circumference of the cap on which the permanent magnet is installed is high speed, power generation can effectively occur.

또한, 회전하는 캡 및 그 내부로 발전기를 위한 모든 구성요소를 설치할 수 있으므로, 종래와 같이 발전기를 위한 증속기어박스를 위한 별도의 공간이 필요없 다는 장점이 있다.In addition, since the rotating cap and all the components for the generator can be installed into the inside, there is an advantage that a separate space for the gearbox for the generator as in the prior art is not required.

상기 캡허브(210) 및 상기 지주 허브(120) 사이에 베어링(400)이 설치된다. 상기 베어링(400)은, 상기 캡(200)의 자중으로 인해 발생하는 축방향 하중과, 상기 캡허브(210)와 상기 지주 허브(120) 사이에 발생하는 반경방향 하중을 모두 지탱할 수 있도록 형성된다.A bearing 400 is installed between the cap hub 210 and the support hub 120. The bearing 400 is formed to support both the axial load generated due to the weight of the cap 200 and the radial load generated between the cap hub 210 and the support hub 120. .

즉, 상기 베어링(400)은, 래디얼 베어링(420)과 트러스트 베어링(410)의 조합으로 구성된다, 여기서 래디얼 베어링(420)은 테이퍼 베어링이 사용되었다.That is, the bearing 400 is composed of a combination of the radial bearing 420 and the thrust bearing 410, where the radial bearing 420 is a tapered bearing.

이와 같이, 베어링(400)이 축방향 하중 및 반경방향 하중을 모두 지탱할 수 있도록 형성됨으로써, 캡(200)이 지주허브(120)에 가하는 하중을 베어링(400)이 모두 지탱한다. 따라서, 캡(200)과 지주허브(120)를 포함하는 하부 구조물 사이에 접하는 부위를 모두 제거할 수 있어, 캡(200)이 회전하는 운동을 방해하는 요소를 모두 제거할 수 있다.As such, the bearing 400 is formed to support both the axial load and the radial load, so that the bearing 400 supports all of the load applied to the support hub 120 by the cap 200. Therefore, all of the portions in contact with the lower structure including the cap 200 and the holding hub 120 can be removed, thereby removing all of the elements that prevent the cap 200 from rotating.

한편, 상기 베어링(1400)은, 다수의 테이퍼 베어링(1410, 1420)을 포함하는 것이 바람직하다. 즉, 테이퍼 베어링(1410, 1420)을 도 5와 같이 서로 반대방향으로 설치함으로써, 축방향 하중 및 반경방향 하중을 모두 지탱함과 아울러, 캡(200)에 편심하중이 가해져 도 5의 R 방향으로 흔들려도, 2개의 베어링(1410, 1420)이 이를 잡아주므로, 캡(200)이 흔들리는 것을 방지할 수 있다. 이는 영구자석과 코어간의 간격을 아주 좁게 조립하여도 서로 부딪힐 위험을 줄여주는 것으로서, 발전기의 발전효율을 훨씬 증대시킬 수 있도록 한다.Meanwhile, the bearing 1400 preferably includes a plurality of tapered bearings 1410 and 1420. That is, by installing the tapered bearings 1410 and 1420 in opposite directions as shown in FIG. 5, both the axial load and the radial load are supported, and an eccentric load is applied to the cap 200 in the R direction of FIG. 5. Even if shaken, since the two bearings 1410 and 1420 hold it, the cap 200 can be prevented from shaking. This reduces the risk of colliding with each other by assembling a very small gap between the permanent magnet and the core, thereby further increasing the power generation efficiency of the generator.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명 의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다. Although the preferred embodiment of the present invention has been described above by way of example, the scope of the present invention is not limited only to this specific embodiment, and may be appropriately changed within the scope described in the claims.

도 1은 본 발명의 일실시예의 가로등용 발전기의 분리 단면도1 is an exploded cross-sectional view of a generator for a street lamp of an embodiment of the present invention;

도 2는 도 1의 코어와 영구자석에 의해 발생하는 자기장을 도식화한 평면도FIG. 2 is a plan view schematically illustrating a magnetic field generated by the core and the permanent magnet of FIG. 1.

도 3은 도 1의 코어의 분리단면도3 is an exploded cross-sectional view of the core of FIG.

도 4는 도 1의 결합된 상태의 단면도4 is a cross-sectional view of the combined state of FIG.

도 5는 제 2 실시예의 가로등용 발전기의 단면도5 is a sectional view of a generator for a street lamp of a second embodiment

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**** Description of the symbols for the main parts of the drawings **

10: 지주 110: 지주 결합부10: holding 110: holding coupling portion

120: 지주허브 140: 코일120: shore hub 140: coil

130: 코어 210: 캡허브130: core 210: cap hub

220: 영구자석 200: 캡220: permanent magnet 200: cap

400: 베어링 1410, 1420: 테이퍼 베어링400: bearing 1410, 1420: tapered bearing

420: 래디얼 베어링 410: 트러스트 베어링420: radial bearing 410: thrust bearing

132: 코일 권선부132: coil winding

Claims (9)

가로등의 지주에 결합되는 지주 결합부;A strut coupling part coupled to the strut of the street light; 상기 지주 결합부의 상측으로 돌출된 지주허브;A prop hub protruding upward from the prop coupling part; 상기 지주 허브에 고정되며, 원통형상으로 형성되며, 다수의 코일이 외주면에 권선된 코어; 및A core fixed to the support hub and formed in a cylindrical shape and having a plurality of coils wound on an outer circumferential surface thereof; And 상기 지주 허브를 감싸도록 형성된 캡허브; 및A cap hub formed to surround the prop hub; And 상기 캡 허브에 고정되며, 상기 코어를 감싸는 원통형상으로 형성되며, 내주면에 상기 코일을 바라보도록 다수의 영구자석이 N극과 S극을 번갈아 배치된 캡; A cap fixed to the cap hub and formed in a cylindrical shape surrounding the core and having a plurality of permanent magnets alternately arranged between the N pole and the S pole so as to face the coil on an inner circumferential surface thereof; 을 포함하고,Including, 상기 코어는 상기 코일이 권선되는 다수의 코일 권선부가, 상기 코어의 반경방향으로 외측으로 돌출되어 형성된 것을 특징으로 하는 가로등용 발전기.The core is a generator for a street lamp, characterized in that a plurality of coil winding portion is wound around the coil is formed to protrude outward in the radial direction of the core. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 캡허브 및 상기 지주 허브 사이에 설치된 베어링;A bearing installed between the cap hub and the support hub; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가로등용 발전기.Street light generator further comprising a. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 베어링은, 상기 캡의 자중으로 인해 발생하는 축방향 하중과, 상기 캡허브와 상기 지주 허브 사이에 발생하는 반경방향 하중을 모두 지탱할 수 있도록 형성된 것을 특징으로 하는 가로등용 발전기.The bearing is a streetlight generator, characterized in that formed to support both the axial load generated due to the weight of the cap and the radial load generated between the cap hub and the holding hub. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 베어링은, 다수의 테이퍼 베어링을 포함하는 것을 특징으로 하는 가로등용 발전기.The bearing is a streetlight generator, characterized in that it comprises a plurality of tapered bearings. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 베어링은, 래디얼 베어링과 트러스트 베어링의 조합으로 구성된 것을 특징으로 하는 가로등용 발전기.The bearing is a streetlight generator, characterized in that consisting of a combination of a radial bearing and a thrust bearing. 삭제delete 삭제delete 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 5, 상기 코어는,The core is, 다수의 판이 상기 지주의 길이방향으로 적층되어 형성된 것을 특징으로 하는 가로등용 발전기.A generator for a street lamp, characterized in that a plurality of plates are formed stacked in the longitudinal direction of the post. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 5, 상기 영구자석에 의해 형성되는 자기장의 형상이 'U'자형인 것을 특징으로 하는 가로등용 발전기.The generator for the street lamp, characterized in that the shape of the magnetic field formed by the permanent magnet 'U' shape.
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