KR100959681B1 - 발전 장치 - Google Patents

Abstract

발전 장치가 개시된다.

개시되는 발전 장치는 비철 금속으로 이루어지고, 코일이 권취된 고정자; 및 상기 고정자에 대하여 회전 가능하게 설치되고, 그 표면부에 다수 개의 자석이 배치되어 상기 코일과 상호 작용함으로써 전기를 발생시키는 회전자;를 포함한다.

개시되는 발전 장치에 의하면, 고정자가 스테인리스, 알루미늄 등의 비철 금속으로 이루어짐으로써, 발전 장치의 작동 시에 회전자의 자석과, 고정자의 몸체 사이의 영향이 최소화될 수 있다. 따라서, 회전자의 회전 운동이 보다 원활하게 이루어질 수 있으므로, 발전 장치의 작동 효율이 향상될 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 발전 장치에 의하면, 발전 장치의 작동 효율이 향상될 수 있고, 발전 장치의 작동 시에 그 내부에서 발생되는 열이 외부로 용이하게 방출될 수 있으며, 그 제작 및 취급이 용이해질 수 있는 장점이 있다.

Description

발전 장치{Power generating apparatus}

본 발명은 발전 장치에 관한 것이다.

발전 장치는 역학에너지나 열에너지, 화학에너지 등 다른 에너지를 전기에너지로 변환시키는 장치를 말한다.

발전 장치에는 코일이 권취된 고정자와, 영구 자석이 설치되어 상기 고정자에 대하여 상대적으로 회전 운동되는 회전자가 구비된다. 이러한 구성의 발전 장치에서는 외부에 가해지는 역학에너지 등에 의하여 상기 회전자가 회전되면서, 상기 코일에 전류가 발생된다.

그러나, 종래의 발전 장치에 의하면, 고정자가 철로 제작되어, 회전자의 회전 운동 시에, 회전자의 영구 자석과, 고정자 사이에 인력이 작용하게 된다. 따라서, 그러한 인력은 회전자의 회전 운동에 대하여 저항으로 작용될 수 있어서, 발전 장치의 작동 효율이 저하될 수 있다.

본 발명은 그 작동 효율이 향상되도록, 회전자의 회전이 보다 원활하게 이루어질 수 있는 구조를 가진 발전 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따른 발전 장치는 비철 금속으로 이루어지고, 코일이 권취된 고정자; 및 상기 고정자에 대하여 회전 가능하게 설치되고, 그 표면부에 다수 개의 자석이 배치되어 상기 코일과 상호 작용함으로써 전기를 발생시키는 회전자;를 포함한다.

본 발명의 일 측면에 따른 발전 장치에 의하면, 고정자가 스테인리스, 알루미늄 등의 비철 금속으로 이루어짐으로써, 발전 장치의 작동 시에 회전자의 자석과, 고정자의 몸체 사이의 영향이 최소화될 수 있다. 따라서, 회전자의 회전 운동이 보다 원활하게 이루어질 수 있으므로, 발전 장치의 작동 효율이 향상될 수 있다.

또한, 상기 발전 장치에 의하면, 고정자가 비철 금속으로 이루어짐으로써, 발전 장치의 작동 시에 그 내부에서 발생되는 열이 외부로 용이하게 방출될 수 있어서, 방열이 원활하게 이루어질 수 있다.

또한, 상기 발전 장치에 의하면, 고정자가 비철 금속으로 이루어짐으로써, 고정자의 중량이 감소되어, 그 제작 및 취급이 용이해질 수 있다.

또한, 상기 발전 장치에 의하면, 회전자 몸체에 자석 삽입 홀이 형성됨으로써, 그러한 자석 삽입 홀에 자석을 삽입하는 것으로 자석이 설치될 수 있으므로, 자석의 결합 공정이 간단해질 수 있다.

또한, 상기 발전 장치에 의하면, 상대적으로 두께가 얇아 가공이 용이한 고정자 형성 패널을 제조하고 이를 적층시켜, 고정자가 형성될 수 있으므로, 고정자의 제조가 용이해질 수 있다.

이하에서 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 발전 장치에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전 장치가 결합된 전면 모습을 보이는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발전 장치에 채용되는 고정자의 모습을 보이는 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전 장치에 채용되는 회전자의 모습을 보이는 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발전 장치에 대한 수직 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정자에 코일이 권취된 모습을 보이는 부분 확대도이다.

도 1 내지 도 5를 함께 참조하면, 본 실시예에 따른 발전 장치(100)는 고정자(200)와, 회전자(300)를 포함한다. 그리고, 상기 고정자(200)의 전측 및 후측에는 연결 패널(110)이 형성되고, 상기 연결 패널(110)에는 각각 덮개(120)가 설치된다.

상기 고정자(200)는 상기 발전 장치(100)가 설치되는 장치(미도시), 예를 들 어 전기 자동차, 전동 스쿠터, 선박, 가정의 냉난방 장치 등에 고정된다. 그리고, 상기 회전자(300)는 상기 고정자(200)와 상호 작용하여 회전됨으로써, 상기 발전 장치(100)에서 전기를 발생시킨다.

상기 덮개(120)의 대략 중앙부에는 축 고정부(130)가 형성된다. 상기 축 고정부(130)에는 회전축(310)이 회전가능하게 설치된다. 이러한 회전축(310)의 회전은 상기 축 고정부(130)와 상기 회전축(310) 사이에 베어링이 설치되는 등의 방식에 의해 원활하게 이루어질 수 있다.

상기 고정자(200)에는 코일(210)과, 철 고정물(220)과, 코일 배치부(230)를 포함한다.

상기 코일(210)은 구리 등의 금속이 피복되어 다수 번 감긴 형태로 형성되고, 그 각 말단은 외부의 전기 장치와 연결된다. 상기 회전자(300)가 회전되면, 상기 코일(210)에는 전류가 유도되어, 상기 각 말단을 통해 요구되는 전기 장치로 공급될 수 있다.

상기 코일 배치부(230)에는 고정자 돌기(231)와, 코일 배치 바닥(232)이 형성된다.

상기 고정자 돌기(231)는 상기 고정자(200) 몸체로부터 다수 개 돌출된 것으로, 이웃하는 상기 고정자 돌기(231)의 사이에 형성되는 공간에 상기 코일(210)이 안정적으로 배치될 수 있다.

효율적인 공간 활용을 위하여, 상기 고정자 돌기(231)는 상기 고정자(200)의 내측을 향하는 방향으로 좁아지는 형태, 예를 들어 그 단면이 삼각형 형태로 이루 어질 수 있다.

상기 코일 배치 바닥(232)은 이웃하는 상기 고정자 돌기(231) 사이에 형성되는 상기 고정자(200) 몸체 부분이다. 이러한 코일 배치 바닥(232)에 상기 코일(210)이 안착될 수 있다.

상기 코일 배치 바닥(232)에 상기 코일(210)이 안착된 후, 상기 코일(210)이 잠기도록 상기 고정자 돌기(231) 사이에 절연체를 충진하여, 상기 코일(210)이 안정적으로 고정되도록 하고, 상기 코일(210)을 절연시킬 수 있다. 물론, 상기 코일(210)을 덮는 덮개가 채용될 수도 있다.

상기 고정자(200)에 설치되는 다수 개의 코일(210)은 상기 발전 장치(100)의 용도 등에 따라 직렬 또는 병렬로 구성될 수 있다. 이러한 방식에 의하면, 전기 출력 개수를 요구되는 개수로 용이하게 형성할 수 있다.

본 실시예에서는, 상기 고정자(200)가 비철 금속, 예를 들어 스테인리스, 알루미늄 등으로 이루어진다.

상기와 같이 구성되면, 비철 금속은 철에 비해 자석에 대한 영향력이 미세하므로, 상기 발전 장치(100)의 작동 시에 상기 회전자(300)의 자석(340)과, 상기 고정자(200)의 몸체 사이의 영향이 최소화될 수 있어서, 상기 회전자(300)의 회전 운동이 보다 원활하게 이루어질 수 있다. 따라서, 상기 발전 장치(100)의 작동 효율이 향상될 수 있다.

또한, 상기 고정자(200)가 스테인리스, 알루미늄 등으로 이루어짐에 따라, 상기 발전 장치(100)의 작동 시에 그 내부에서 발생되는 열이 외부로 용이하게 방 출될 수 있어서, 방열이 원활하게 이루어질 수 있다.

또한, 상기 고정자(200)의 중량이 감소되어, 그 제작 및 취급이 용이해질 수 있다.

상기 철 고정물(220)은 철로 이루어지고, 상기 코일 배치 바닥(232)에 설치된다. 상기 철 고정물(220)은 상기 코일 배치 바닥(232)과 접하는 바닥부(211)와, 상기 바닥부(211)의 대략 중앙에서 소정 높이로 돌출되는 돌출부(222)로 이루어진다.

이러한 철 고정물(220)의 높이(h1), 즉 상기 돌출부(222)의 높이는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 고정자 돌기(231)의 높이(h2)보다 소정 높이만큼 낮은 높이를 이룬다.

상기와 같이 구성되면, 상기 철 고정물(220)의 설치에 의해 상기 코일(210)의 권취 형태가 보다 안정적으로 될 수 있고, 상기 자석(340)과의 관계에서 자력이 상기 코일(210)에 집중될 수 있어서, 상기 발전 장치(100)의 작동 효율이 향상될 수 있다.

한편, 상기 회전자(300)는 대략 그 중심부에 형성된 상기 회전축(310)을 중심으로 상기 고정자(200)에 대하여 회전가능하게 설치된다. 이러한 회전자(300)는 회전축(310)과, 회전자 몸체(320)와, 자석 덮개(330)와, 자석(340)을 포함하여 구성된다.

상기 회전자 몸체(320)의 표면부에는 그 원주를 따라 자석이 설치될 수 있는 홈(groove)가 형성되고, 상기 홈에 상기 자석 덮개(330)가 고정됨으로써, 상기 자 석(340)이 삽입될 수 있는 공간이 형성될 수 있다.

상기와 같은 구성에 의하면, 상기 회전자 몸체(320)에 형성된 홀에 상기 자석(340)을 삽입하는 것으로 상기 자석(340)이 설치될 수 있으므로, 상기 자석(340)의 결합 공정이 간단해질 수 있다.

여기서, 상기와 같은 방식 이외에도 상기 회전자 몸체(320)의 표면부에 그 원주를 따라 상기 자석이 설치될 수 있는 홀을 관통하여 형성할 수도 있을 것이며, 이러한 방식도 본 발명의 범위에 포함된다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정자를 이루는 고정자 형성 패널을 보이는 도면이고, 도 7은 도 6에 도시된 고정자 형성 패널이 적층된 모습을 보이는 도면이다.

도 6 및 도 7을 함께 참조하면, 본 실시예에 따른 고정자(200)는 도 6에 도시된 고정자 형성 패널(230a)이 도 7에 도시된 바와 같이 적층됨으로써, 형성될 수 있다.

이러한 방식에 의하면, 상대적으로 두께가 얇아 가공이 용이한 상기 고정자 형성 패널(230a)을 제조한 다음, 이를 적층시킴으로써, 상기 고정자(200)가 형성될 수 있어서, 상기 고정자(200)의 제조가 용이해질 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정자에 채용되는 철 고정물을 보이는 사시도이다.

도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 고정자(200)에 채용되는 철 고정물(220)은 바닥부(221)와, 돌출부(222)로 이루어져서, 전체적으로 역T자 형상으로 이루어 질 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정자에 채용되는 코일을 보이는 사시도이다.

도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 고정자(200)에 채용되는 코일(210)은 연속되는 절연된 배선이 다수 번 감김으로써 형성될 수 있다. 이러한 코일(210)에는 테이핑 등이 이루어져서, 피권취부가 없이도 용이하게 제작될 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전자에 자석이 삽입된 모습을 보이는 사시도이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전자에 삽입되는 자석을 보이는 사시도이고, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전자에 자석이 삽입되는 모습을 보이는 사시도이다.

도 10 내지 도 12를 함께 참조하면, 도 11에 도시된 바와 같이 직육면체 형태의 자석(340)이 회전자(300)에 형성된 자석 삽입 홀(321)에 삽입되어, 상기 회전자(300)가 제조될 수 있다.

도 12에 도시된 바와 같이, 상기 회전자(300)의 표면부에 형성된 다수 개의 상기 자석 삽입 홀(321)에 상기 자석(340)이 각각 삽입된다.

이러한 방식에 의하면, 상기된 바와 같이, 상기 회전자(300)의 제조가 보다 용이하게 이루어질 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 발전 장치에 의하면, 고정자가 스테인리스, 알루미늄 등의 비철 금속으로 이루어짐으로써, 발전 장치의 작동 시에 회전자의 자석과, 고정자의 몸체 사이의 영향이 최소화될 수 있다. 따라서, 회전자의 회전 운동 이 보다 원활하게 이루어질 수 있으므로, 발전 장치의 작동 효율이 향상될 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 발전 장치에 의하면, 고정자가 비철 금속으로 이루어짐으로써, 발전 장치의 작동 시에 그 내부에서 발생되는 열이 외부로 용이하게 방출될 수 있어서, 방열이 원활하게 이루어질 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 발전 장치에 의하면, 고정자가 비철 금속으로 이루어짐으로써, 고정자의 중량이 감소되어, 그 제작 및 취급이 용이해질 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 발전 장치에 의하면, 고정자에 철 고정물이 설치됨으로써, 코일의 권취 형태가 보다 안정적으로 될 수 있고, 자석과의 관계에서 자력이 코일에 집중될 수 있어서, 발전 장치의 작동 효율이 향상될 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 발전 장치에 의하면, 회전자 몸체에 자석 삽입 홀이 형성됨으로써, 그러한 자석 삽입 홀에 자석을 삽입하는 것으로 자석이 설치될 수 있으므로, 자석의 결합 공정이 간단해질 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 발전 장치에 의하면, 상대적으로 두께가 얇아 가공이 용이한 고정자 형성 패널을 제조하고 이를 적층시켜, 고정자가 형성될 수 있으므로, 고정자의 제조가 용이해질 수 있는 효과가 있다.

상기에서 본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시되고 설명되었지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 알 수 있을 것이다. 그렇지만 이러한 수정 및 변형 구조들은 모두 본 발명의 권 리범위 내에 포함되는 것임을 분명하게 밝혀두고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따른 발전 장치에 의하면, 발전 장치의 작동 효율이 향상될 수 있으므로, 그 산업상 이용가능성이 높다고 하겠다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전 장치가 결합된 전면 모습을 보이는 사시도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발전 장치에 채용되는 고정자의 모습을 보이는 사시도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전 장치에 채용되는 회전자의 모습을 보이는 사시도.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발전 장치에 대한 수직 단면도.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정자에 코일이 권취된 모습을 보이는 부분 확대도.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정자를 이루는 고정자 형성 패널을 보이는 도면.

도 7은 도 6에 도시된 고정자 형성 패널이 적층된 모습을 보이는 도면.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정자에 채용되는 철 고정물을 보이는 사시도.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정자에 채용되는 코일을 보이는 사시도.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전자에 자석이 삽입된 모습을 보이는 사시도.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전자에 삽입되는 자석을 보이는 사시 도.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전자에 자석이 삽입되는 모습을 보이는 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 발전 장치 200 : 고정자

210 : 코일 220 : 철 고정물

221 : 바닥부 222 : 돌출부

230 : 코일 배치부 231 : 고정자 돌기

232 : 코일 배치 바닥 300 : 회전자

310 : 회전축 320 : 회전자 몸체

330 : 자석 덮개 340 : 자석

Claims (6)

1. 삭제
2. 삭제
3. 비철 금속으로 이루어지고, 코일이 권취된 고정자; 및

   상기 고정자에 대하여 회전 가능하게 설치되고, 그 표면부에 다수 개의 자석이 배치되어 상기 코일과 상호 작용함으로써 전기를 발생시키는 회전자;를 포함하고,

   상기 고정자에는 소정 높이로 돌출된 다수 개의 고정자 돌기가 형성되고, 이웃하는 고정자 돌기 사이에 상기 코일이 배치되는 것을 특징으로 하는 발전 장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 고정자 돌기는 상기 고정자의 내측을 향하는 방향으로 좁아지는 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 발전 장치.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 코일이 배치된 상기 이웃하는 고정자 돌기 사이에는 절연체가 충진되는 것을 특징으로 하는 발전 장치.
6. 삭제

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