KR101073386B1 - 발전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발전장치에 관한 것으로서, 특히 구동축을 회전구동시키는 동력공급수단을 포함하는 발전장치에 있어서, 케이스의 내부 전후방에 복수개의 베어링으로 지지설치되고 그 중앙에 하우징이 고정설치되며 전방에는 제 1 접동기어가 결합되어 있는 회전외축과, 상기 회전외축의 내부 전후방에 복수개의 베어링으로 지지설치되고 그 전방에는 제 2 접동기어가 결합되어 있는 회전내축과, 상기 하우징의 내주면에 설치되는 영구자석과, 상기 영구자석에 대응하도록 회전내축에 권선되는 코일과, 상기 회전내축의 끝단부 내경에 설치된 내부베어링에 끼워지고 코일로 부터 생성된 전원을 콘센트로 공급하여 부하에 공급되도록 하는 수은슬립링으로 구성된 발전수단과; 상기 구동축의 회전동력을 상기 제 1 접동기어와 제 2 접동기어에 서로 다른 방향의 회전동력이 공급되도록 하는 동력전달수단; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 가정, 공장, 목장등에서 사용하는 발전장치에 영구자석과 코일이 서로 반대방향으로 회전하면서 발전하는 발전수단을 적용함에 따라 발전효율을 높여줄 수 있고, 동력공급수단으로 사용될 수 있는 엔진의 구동을 위한 연료 사용량을 줄여줄 수 있으며, 또한 잉여전력을 충전하는 기능을 제공하면서 충전된 전력으로 부하를 구동시킬 수 있는 시간을 표시부를 통해 표시하여 사용자가 발전기의 사용시간을 효율적으로 조정할 수 있도록 하는 효과를 기대할 수 있다.

포터블 발전장치, 발전수단, 코일, 영구자석, 동력공급수단, 정역구동,

Description

발전장치{Power generator}

본 발명은 발전장치에 관한 것으로서, 특히 영구자석과 코일이 서로 반대방향으로 회전하면서 발전하는 발전수단을 적용함에 따라 발전효율이 높아지도록 한 발전장치에 관한 것이다.

일반적으로 발전장치라 함은 연료에 의해 구동하거나 또는 풍력, 수력과 같은 자연에너지로 부터 발생된 회전동력을 공급하는 동력공급수단과, 상기 동력공급수단에 의해 제공되는 회전력으로 작동하여 전기를 생성하는 발전기로 대별 구성된다.

그러나, 종래의 발전장치는 발전기의 발전효율이 낮아서 동력공급수단으로 사용되는 엔진의 연료소모량이 증가하는 문제점이 있었고, 또한 작업자가 전기를 사용하고자 하는 시간 동안 발전기를 지속적으로 구동시켜야만 하는 문제점이 발생하고 있었다.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 코일과 영구자석이 서로 반대방향으로 회전하면서 고효율로 발전하는 발전수단을 적용하여 발전효율을 높여주고, 잉여전력을 충전하는 충전기능을 탑재하여 전력을 보다 효율적으로 사용할 수 있도록 한 발전장치를 제공함을 목적으로 한다.

상기 목적달성을 위한 본 발명은

구동축을 회전구동시키는 동력공급수단을 포함하는 발전장치에 있어서,

케이스의 내부 전후방에 복수개의 베어링으로 지지설치되고 그 중앙에 하우징이 고정설치되며 전방에는 제 1 접동기어가 결합되어 있는 회전외축과, 상기 회전외축의 내부 전후방에 복수개의 베어링으로 지지설치되고 그 전방에는 제 2 접동기어가 결합되어 있는 회전내축과, 상기 하우징의 내주면에 설치되는 영구자석과, 상기 영구자석에 대응하도록 회전내축에 권선되는 코일과, 상기 회전내축의 끝단부 내경에 설치된 내부베어링에 끼워지고 코일로 부터 생성된 전원을 콘센트로 공급하여 부하에 공급되도록 하는 수은슬립링으로 구성된 발전수단과;

상기 구동축의 회전동력을 상기 제 1 접동기어와 제 2 접동기어에 서로 다른 방향의 회전동력이 공급되도록 하는 동력전달수단; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 가정, 공장, 목장등에서 사용하는 발전장치에 영구자석과 코일이 서로 반대방향으로 회전하면서 발전하는 발전수단을 적용함에 따라 발전효율을 높여줄 수 있고, 동력공급수단으로 사용될 수 있는 엔진의 구동을 위한 연료 사용량을 줄여줄 수 있으며, 또한 잉여전력을 충전하는 기능을 제공하면서 충전된 전력으로 부하를 구동시킬 수 있는 시간을 표시부를 통해 표시하여 사용자가 발전기의 사용시간을 효율적으로 조정할 수 있도록 하는 효과를 기대할 수 있다.

이하, 첨부된 도면 도 1 과 도 2 를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명을 설명함에 있어서 정의되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 것으로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 아니 될 것이다.

상기 도면에 의하면, 본 발명은 연료로 구동하거나 수력,풍력과 같은 자연에너지로 부터 동력을 발생시켜 구동축(12)을 회전구동시키는 동력공급수단(11)이 포함되어 있다.

즉, 본 발명의 발전장치는 가정, 공장, 목장 등에서 한전에서 공급되는 전기 이외에 별도로 전기를 생성시켜 전기를 사용하고자 할 때 사용하는 것이므로 연료 에 의해 작동하여 구동축(12)을 회전시키는 엔진, 또는 수력을 이용하여 구동축(12)을 회전시키는 수차, 풍력을 이용하여 구동축(12)을 회전시키는 임펠러 등과 같은 동력공급수단(11)이 필수적이다.

또한, 본 발명에는 동력공급수단(11)에서 제공되는 회전동력을 2가지 경로를 통해 서로 반대방향으로 공급하는 동력전달수단과, 상기 동력전달수단에 의해 공급되는 서로 상반되는 회전력으로 코일(8)과 영구자석(7)을 서로 반대방향으로 회전시켜 발전하는 발전수단이 구비된다.

상기 발전수단은,

케이스(1)의 내부 전후방에 복수개의 베어링(2)으로 지지설치되고 그 중앙에 하우징(3)이 고정설치되며 전방에는 제 1 접동기어(9)가 결합되어 있는 회전외축(4)과, 상기 회전외축(4)의 내부 전후방에 복수개의 베어링(5)으로 지지설치되고 그 전방에는 제 2 접동기어(10)가 결합되어 있는 회전내축(6)과, 상기 하우징(3)의 내주면에 설치되는 영구자석(7)과, 상기 영구자석(7)에 대응하도록 회전내축(6)에 권선되는 코일(8)과, 상기 회전내축(6)의 끝단부 내경에 설치된 내부베어링(17)에 끼워지고 코일(8)로 부터 생성된 전원을 콘센트(21)로 공급하여 부하에 공급되도록 하는 수은슬립링(16)으로 구성한다.

그리고, 상기 동력전달수단은 구동축(12)에 제 1 접동기어(9)에 대응하는 제 1 구동기어(13)와 제 2 접동기어(10)에 대응하는 제 2 구동기어(14)를 이격되게 설치하고, 상기 제 2 접동기어(10)와 제 2 구동기어(14) 사이에 매개기어(15)를 개재시켜 제 1 접동기어(9)와 제 2 접동기어(10)에 서로다른 방향의 회전동력이 공급되 도록 구성한다.

동력공급수단(11)이 구동하여 구동축(12)이 일정방향으로 회전하면, 구동축(12)에 결합되어 있는 제 1 구동기어(13)와 제 2 구동기어(14)가 동일한 방향으로 회전하고, 제 1 구동기어(13)의 회전력은 제 1 접동기어(9)에 그대로 전달되는 반면, 제 2 구동기어(14)의 회전력은 매개기어(15)를 통해 제 2 접동기어(10)로 저달되므로 제 2 접동기어(10)는 제 1 접동기어(9)에 대해 반대방향으로 회전하게 된다.

상기 제 1 접동기어(9)와 제 2 접동기어(10)가 서로 반대방향으로 회전함에 따라 회전외축(4)과 회전내축(6)이 서로 반대방향으로 회전하고, 이에따라 하우징(3)에 내설되어 있는 영구자석(7)과 회전내축(6)에 설치되어 있는 코일(8)이 서로 반대방향으로 회전하면서 코일(8)에 전압이 유기되어 수은슬립링(16)을 통해 출력되는 것이다.

발전기의 전기는 코일과 영구자석이 교차하는 횟수에 비례하여 전기 발생량이 결정되므로, 상기 코일(8)과 영구자석(7)이 서로 반대방향으로 회전하면서 전기를 생성하게되면 코일(8)과 영구자석(7)이 교차하는 횟수가 증가하게되어 발전효율이 향상되는 효과를 기대할 수 있다.

상기 수은슬립링(16)은 중공축에 끼워지는 부분이 자유회동하도록 구성된 것으로서, 그 몸체가 미도시된 포터블 발전장치의 프레임에 고정되고 그 일단(끼워지는 부분)이 회전내축(6)의 끝단 내경에 끼워져 결합되되, 회전내축(6)의 끝단 내경과의 사이에 방열재(17)가 개재되어 있으므로 회전내축(6)이 회전하더라도 수은슬 립링(16)은 회전하지 않으면서 수은슬립링(16)에서 발생되는 열이 방열재(17)에 의해 효율적으로 방열된다.

또한, 상기 수은슬립링(16)은 입력전선(18)과 출력전선(19)을 포함하고, 상기 입력전선(18)으로는 코일(8)에서 생성된 전기가 입력되고, 출력전선(19)으로는 전기가 배출되어 레귤레이터(20)로 공급된다.

한편, 본 발명은

상기 수은슬립링(16)과 콘센트(21) 사이에 설치되고, 수은슬립링(16)을 통해 출력되는 전원을 부하측에서 사용할 수 있는 레벨로 변화시켜 출력하는 레귤레이터(20)와;

부하측에서 소비되고 남은 잉여전원을 충전하는 충전부(31)와;

부하측에서 소비되는 전력소비량을 계산하여 제어부(32)에 공급하는 전력소비량 감지부(30)와;

상기 전력소비량 감지부(30)에서 감지된 부하측 전력소비량 정보를 이용하여 부하의 단위시간당 전력소비량을 연산하고, 현재 충전부(31)에 충전된 전압으로 부하를 구동시킬 수 있는 예상 전원공급시간을 연산한 후 그 연산결과를 표시부(33)를 통해 출력하는 제어부(32)와;

상기 제어부(32)의 제어에 따라 충전부(31)에 충전된 전압으로 부하를 구동시킬 수 있는 예상 전원공급시간을 화면표시하는 표시부(33); 를 더 포함하여 구성하고, 이러한 구성요소는 동력공급수단(11)으로 연료를 소모하는 엔진이 사용될 경우 매우 유용하게 활용할 수 있다.

상기 구성된 레귤레이터(20)는 수은슬립링(16)을 통해 공급되는 발전수단에서 생성된 전기를 공급받아 부하측에서 사용할 수 있는 레벨의 전압(예를들면 AC110V, AC220V)으로 변환하여 콘센트(21)로 출력한다.

또한, 충전부(31)로는 부하측에서 소비되고 남은 잉여전기 또는 부하가 작동하지 않을때 남은 전기가 충전부(31)로 공급되어 충전된다.

발전수단이 구동하여 전기가 콘센트(21)로 공급되는 도중 콘센트(21)에 접속 사용되는 부하의 전기사용량을 전력소비량 감지부(30)가 감지하여 제어부(32)로 공급하고, 제어부(32)는 전력소비량 감지부(30)에서 감지된 부하측 전력소비량 정보를 이용하여 부하의 단위시간당 전력소비량을 연산하고, 현재 충전부(31)에 충전된 전압으로 부하를 구동시킬 수 있는 예상 전원공급가능시간을 연산하여 표시부(33)를 통해 출력한다.

상기 표시부(33)는 포터블 발전장치의 외부 표면에 설치되는 것으로서, 영상 또는 문자의 표시가 가능한 LCD로서 구현한다.

상기 표시부(33)를 통해 예상 전원공급가능시간이 표시되면, 사용자는 자신이 전기를 사용하고자 하는 시간과 표시부(33)에 표시된 예상 전원공급가능시간이 거의 일치하면 사용자는 동력공급수단(11)인 엔진을 정지시켜 더이상 연료가 소모되지 않도록 하는 것이며, 동력공급수단(11)인 엔진이 정지한 이후에는 충전부(31)에 충전되어 있는 전기를 부하측으로 공급하여 구동하게 되는 것이다.

도 1 은 본 발명의 포터블 발전장치를 보인 도면.

도 2 는 본 발명에 적용된 수은슬립링의 설치상태를 보인 도면.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1: 케이스, 2: 베어링,

3: 하우징, 4: 회전외축,

5: 베어링, 6: 회전내축,

7; 영구자석, 8: 코일,

9,10: 접동기어, 11: 동력공급수단,

12: 구동축, 13,14: 구동기어,

15: 매개기어, 16: 수은슬립링,

17: 방열재, 18: 입력전선,

19: 출력전선, 20: 레귤레이터,

21: 콘센트, 30: 전력소비량 감지부,

31: 충전부, 32: 제어부,

33: 표시부,

Claims (4)

1. 구동축(12)을 회전구동시키는 동력공급수단(11)을 포함하는 발전장치에 있어서,

   케이스(1)의 내부 전후방에 복수개의 베어링(2)으로 지지설치되고 그 중앙에 하우징(3)이 고정설치되며 전방에는 제 1 접동기어(9)가 결합되어 있는 회전외축(4)과, 상기 회전외축(4)의 내부 전후방에 복수개의 베어링(5)으로 지지설치되고 그 전방에는 제 2 접동기어(10)가 결합되어 있는 회전내축(6)과, 상기 하우징(3)의 내주면에 설치되는 영구자석(7)과, 상기 영구자석(7)에 대응하도록 회전내축(6)에 권선되는 코일(8)과, 상기 회전내축(6)의 끝단부 내경에 설치된 방열재(17)에 끼워지고 코일(8)로 부터 생성된 전원을 콘센트(21)로 공급하여 부하에 공급되도록 하는 수은슬립링(16)으로 구성된 발전수단과;

   상기 구동축(12)의 회전동력을 상기 제 1 접동기어(9)와 제 2 접동기어(10)에 서로 다른 방향의 회전동력이 공급되도록 하는 동력전달수단; 을 포함하되,

   상기 동력전달수단은 구동축(12)에 제 1 접동기어(9)에 대응하는 제 1 구동기어(13)와 제 2 접동기어(10)에 대응하는 제 2 구동기어(14)를 이격되게 설치하고, 상기 제 2 접동기어(10)와 제 2 구동기어(14) 사이에 매개기어(15)를 개재시켜 제 1 접동기어(9)와 제 2 접동기어(10)에 서로다른 방향의 회전동력이 공급되도록 구성하고,

   상기 수은슬립링(16)과 콘센트(21) 사이에 설치되고, 수은슬립링(16)을 통해 출력되는 전원을 부하측에서 사용할 수 있는 레벨로 변화시켜 출력하는 레귤레이터(20)와;

   부하측에서 소비되고 남은 잉여전원을 충전하는 충전부(31)와;

   부하측에서 소비되는 전력소비량을 계산하여 제어부(32)에 공급하는 전력소비량 감지부(30)와;

   상기 전력소비량 감지부(30)에서 감지된 부하측 전력소비량 정보를 이용하여 부하의 단위시간당 전력소비량을 연산하고, 현재 충전부(31)에 충전된 전압으로 부하를 구동시킬 수 있는 예상 전원공급시간을 연산한 후 그 연산결과를 표시부(33)를 통해 출력하는 제어부(32)와;

   상기 제어부(32)의 제어에 따라 충전부(31)에 충전된 전압으로 부하를 구동시킬 수 있는 예상 전원공급시간을 화면표시하는 표시부(33); 를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 발전장치.
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