KR102049514B1 - 전기 발전기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기 발전기를 개시한다. 즉, 본 발명은 고정판에 설치된 코일이 권선된 원통형의 제 1 고정자의 내면과 외면에 각각 서로 다른 극성의 영구자석으로 구성된 원통형의 제 2 고정자와 제 3 고정자를 구성하고, 일측이 개방된 개구부를 포함하는 제 1 회전자와 제 2 회전자를 상기 제 1 고정자와 제 2 고정자 사이 및, 상기 제 1 고정자와 제 3 고정자 사이에 각각 형성한 후, 상기 제 1 회전자와 제 2 회전자의 회전에 의해 상기 개구부를 통한 상기 제 1 고정자의 코일과 상기 제 2 고정자의 자석 및, 상기 제 1 고정자의 코일과 상기 제 3 고정자의 자석 간에 발생하는 유도 기전력에 의해 전기를 생산함으로써, 소량의 전력을 이용해서 상기 제 1 회전자와 제 2 회전자를 회전시켜 전기를 생성할 수 있고 전력 생산의 효율성을 향상시키며, 회전자의 고속 회전을 감소시켜 발전 시 발생하는 잡음을 감소시킬 수 있다.

Description

전기 발전기{Electric power generator}

본 발명은 전기 발전기에 관한 것으로, 특히 고정판에 설치된 코일이 권선된 원통형의 제 1 고정자의 내면과 외면에 각각 서로 다른 극성의 영구자석으로 구성된 원통형의 제 2 고정자와 제 3 고정자를 구성하고, 일측이 개방된 개구부를 포함하는 제 1 회전자와 제 2 회전자를 상기 제 1 고정자와 제 2 고정자 사이 및, 상기 제 1 고정자와 제 3 고정자 사이에 각각 형성한 후, 상기 제 1 회전자와 제 2 회전자의 회전에 의해 상기 개구부를 통한 상기 제 1 고정자의 코일과 상기 제 2 고정자의 자석 및, 상기 제 1 고정자의 코일과 상기 제 3 고정자의 자석 간에 발생하는 유도 기전력에 의해 전기를 생산하는 전기 발전기에 관한 것이다.

일반적으로 발전기는 회전자(로우터)와 고정자(스테이터)가 구비되고, 회전자에는 다수의 자석을 배열 설치하여 회전축에 고정 설치되고, 고정자는 상기 회전자와 격간으로 설치되고, 회전자의 회전에 의해 발생되는 자기력선에 의해 전압이 유기되는 코일을 고정자에 배열 설치하며, 고정자는 발전기 하우징에 고정 설치되는 구조로 구성한다.

이러한 발전기의 경우, 회전자를 회전하는데 대량의 전력이 소모되어 전력 생산의 효율을 떨어뜨리고 있다.

한국공개특허 제10-2015-0061154호 [제목: 발전효율을 향상시킨 풍력발전장치]

본 발명의 목적은 고정판에 설치된 코일이 권선된 원통형의 제 1 고정자의 내면과 외면에 각각 서로 다른 극성의 영구자석으로 구성된 원통형의 제 2 고정자와 제 3 고정자를 구성하고, 일측이 개방된 개구부를 포함하는 제 1 회전자와 제 2 회전자를 상기 제 1 고정자와 제 2 고정자 사이 및, 상기 제 1 고정자와 제 3 고정자 사이에 각각 형성한 후, 상기 제 1 회전자와 제 2 회전자의 회전에 의해 상기 개구부를 통한 상기 제 1 고정자의 코일과 상기 제 2 고정자의 자석 및, 상기 제 1 고정자의 코일과 상기 제 3 고정자의 자석 간에 발생하는 유도 기전력에 의해 전기를 생산하는 전기 발전기를 제공하는 데 있다.

본 발명의 실시예에 따른 전기 발전기는 원판형의 비도전성 금속으로 구성되는 고정판; 양단이 개방된 원통형으로 구성하며, 상기 고정판의 타면의 일측에 형성되며, 제 1 코어의 외주 및 내주를 따라 코일들이 권취된 제 1 고정자; 상기 고정판에 대향하며, 원판형의 비도전성 금속으로 구성되는 회전판; 양단이 개방된 원통형으로 구성하며, 타단이 상기 회전판의 일면에 형성되며, 상기 제 1 고정자의 내주면과 간격을 두고 상기 제 1 고정자의 내주면 내측에 형성되는 제 1 회전자; 양단이 개방된 원통형으로 구성하며, 타단이 상기 회전판의 일면에 형성되며, 상기 제 1 회전자의 외주면과 간격을 두고 상기 제 1 회전자의 외주면 외측에 형성되는 제 2 회전자; 양단이 개방된 원통형으로 구성하며, 상기 제 1 회전자의 내주면과 간격을 두고 상기 제 1 회전자의 내주면 내측에 형성되며, 내측 몸체의 외주면에 방사상으로 배치되는 영구자석을 포함하는 제 2 고정자; 및 양단이 개방된 원통형으로 구성하며, 상기 제 2 회전자의 외주면과 간격을 두고 상기 제 2 회전자의 외주면 외측에 형성되며, 외측 몸체의 내주면에 방사상으로 배치되는 영구자석을 포함하는 제 3 고정자를 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서 상기 제 1 고정자는, 양단이 개방된 원통형으로 구성되는 상기 제 1 코어; 상기 제 1 코어의 내주면을 따라 일정 간격을 두고 방사상으로 배치되며, 상기 제 2 고정자에 형성된 영구자석과 상응하여 유도 기전력에 의해 전력을 생산하는 내측 코일이 권선된 내측 철심; 및 상기 제 1 코어의 외주면을 따라 일정 간격을 두고 방사상으로 배치되며, 상기 제 3 고정자에 형성된 영구자석과 상응하여 유도 기전력의 의해 전력을 생산하는 외측 코일이 권선된 외측 철심을 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서 상기 고정판의 타면의 중심부에 고정되는 제 1 베어링 접촉부; 상기 제 1 베어링 접촉부의 외주면에 형성되는 제 1 베어링; 일단이 상기 제 1 베어링 접촉부의 타단에 연결되는 고정축; 및 일단이 상기 고정축의 타단에 연결되는 연결축을 더 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서 상기 회전판의 중심부에 형성되는 관통홀; 상기 관통홀의 외부 영역에 고정되는 제 1 베어링 틀; 상기 제 1 베어링 틀의 일단에 형성되는 회전축; 상기 회전축의 일단에 형성되는 제 2 베어링 틀; 상기 회전판을 회전시키기 위한 벨트부; 상기 벨트부와 상기 회전판을 연결하기 위한 벨트 연결축; 상기 벨트 연결축을 상기 회전판에 고정하기 위한 제 1 연결부재; 및 상기 벨트부의 타면을 제 1 지지대와 연결하기 위한 제 1 지지부재를 더 포함하며, 상기 제 1 베어링 틀과 상기 제 2 베어링 틀은, 중앙이 개방된 도넛 형태이며, 상기 회전축은, 상기 고정축과 상기 연결축이 관통하여 삽입될 수 있도록 내부가 비어있는 상태일 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서 상기 제 1 회전자는, 양단이 개방된 원통형의 비도전성 금속인 제 1 회전 코어; 및 상기 제 1 회전 코어의 측면의 일부가 개방된 제 1 개구부를 포함하며, 상기 제 1 회전자의 회전에 따라 상기 제 1 개구부를 통해 상기 제 1 고정자와 상기 제 2 고정자 간의 유도 기전력에 의해 전력이 생산될 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서 상기 제 2 회전자는 양단이 개방된 원통형의 비도전성 금속인 제 2 회전 코어; 및 상기 제 2 회전 코어의 측면의 일부가 개방된 제 2 개구부를 포함하며, 상기 제 2 회전자의 회전에 따라 상기 제 2 개구부를 통해 상기 제 1 고정자와 상기 제 3 고정자 간의 유도 기전력에 의해 전력이 생산될 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서 상기 제 2 고정자의 외측으로 상기 제 1 회전자가 위치하고, 상기 제 1 회전자의 외측으로 상기 제 1 고정자가 위치하고, 상기 제 1 고정자의 외측으로 상기 제 2 회전자가 위치하고, 상기 제 2 회전자의 외측으로 상기 제 3 고정자가 위치하도록 상기 제 3 고정자의 외측에 형성되며, 일단이 상기 고정판에 의해 폐쇄되고, 타단이 상기 회전판에 의해 폐쇄되는 하우징 본체; 상기 하우징 본체의 타단에 형성되는 상기 회전판의 타면과 연결되어 상기 하우징 본체를 지지하도록 구성되는 제 1 지지대; 상기 제 1 지지대의 일측에 형성되어 상기 회전판을 회전시키기 위한 벨트부; 및 상기 하우징 본체의 일단에 형성되는 상기 고정판의 일면과 연결되어 상기 하우징 본체를 지지하도록 구성되는 제 2 지지대를 더 포함할 수 있다.

본 발명은 고정판에 설치된 코일이 권선된 원통형의 제 1 고정자의 내면과 외면에 각각 서로 다른 극성의 영구자석으로 구성된 원통형의 제 2 고정자와 제 3 고정자를 구성하고, 일측이 개방된 개구부를 포함하는 제 1 회전자와 제 2 회전자를 상기 제 1 고정자와 제 2 고정자 사이 및, 상기 제 1 고정자와 제 3 고정자 사이에 각각 형성한 후, 상기 제 1 회전자와 제 2 회전자의 회전에 의해 상기 개구부를 통한 상기 제 1 고정자의 코일과 상기 제 2 고정자의 자석 및, 상기 제 1 고정자의 코일과 상기 제 3 고정자의 자석 간에 발생하는 유도 기전력에 의해 전기를 생산함으로써, 소량의 전력을 이용해서 상기 제 1 회전자와 제 2 회전자를 회전시켜 전기를 생성할 수 있고 전력 생산의 효율성을 향상시키며, 회전자의 고속 회전을 감소시켜 발전 시 발생하는 잡음을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기 발전기의 측면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 고정판의 구성을 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 고정판과 제 1 고정자 간의 관계를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 회전판의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 회전판의 단면을 나타낸 도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 회전판과 제 1 회전자와 제 2 회전자 간의 관계를 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제 1 고정자의 단면을 나타낸 도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 제 2 고정자의 단면을 나타낸 도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 제 2 고정자와 제 1 회전자 간의 관계를 나타낸 단면도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 제 2 고정자와 제 1 회전자 간의 관계를 나타낸 도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 제 3 고정자의 단면을 나타낸 도이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 제 3 고정자와 제 2 회전자 간의 관계를 나타낸 단면도이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 제 3 고정자와 제 2 회전자 간의 관계를 나타낸 도이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 제 1 회전자의 구성을 나타낸 도이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 제 2 회전자의 구성을 나타낸 도이다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 제 1 회전자, 제 2 회전자 사이에 위치하는 제 1 고정자 내지 제 3 고장자에 대한 단면을 나타낸 도이다.

본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

또한, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서 "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

또한, 본 발명에서 사용되는 제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성 요소는 제 2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성 요소도 제 1 구성 요소로 명명될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.

도 1 및 16은 본 발명의 실시예에 따른 전기 발전기(10)의 구성을 나타낸 도이다.

도 1 내지 도 16에 도시한 바와 같이, 전기 발전기(10)는 하우징 본체(100), 제 1 지지대(200), 제 2 지지대(300), 고정판(400), 회전판(500), 제 1 고정자(600), 제 2 고정자(700), 제 3 고정자(800), 제 1 회전자(900) 및 제 2 회전자(1000)로 구성된다. 도 1 내지 도 15에 도시된 전기 발전기(10)의 구성 요소 모두가 필수 구성 요소인 것은 아니며, 도 1 내지 도 15에 도시된 구성 요소보다 많은 구성 요소에 의해 전기 발전기(10)가 구현될 수도 있고, 그보다 적은 구성 요소에 의해서도 전기 발전기(10)가 구현될 수도 있다.

상기 하우징 본체(100)는 원통형의 비도전성 금속으로 구성한다.

또한, 상기 하우징 본체(100)는 내부에 다른 구성 요소들(600, 700, 800, 900, 1000)이 형성될 수 있도록 속이 빈 구조의 체적 공간이 마련된다.

또한, 상기 하우징 본체(100)는 상단(또는 타단/타면/좌면)과 하단(또는 일단/일면/우면)은 개방된 구조로 형성하고, 측면은 폐쇄되는 마감 구조로 형성한다.

즉, 상기 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 하우징 본체(100)가 가로 방향(또는 길이 방향/종방향)으로 배치된 상태에서, 상기 하우징 본체(100)의 일단(또는 우면/하단)과 타단(또는 좌면/상단)은 개방된 상태로, 상기 하우징 본체(100)의 일단에는 상기 고정판(400)이 고정되고, 상기 하우징 본체(100)의 타단에는 상기 회전판(500)이 고정된다.

이때, 상기 하우징 본체(100)의 일단 및/또는 타단은 상기 하우징 본체(100) 내의 체적 공간에 상기 고정판(400)의 타면에 고정된 제 1 고정자(600)와, 상기 회전판(500)의 일면에 고정된 제 1 회전자(900) 및 제 2 회전자(1000)와, 상기 제 1 회전자(900)의 내주면 내에 형성되는 제 2 고정자(700)와 상기 제 2 회전자(1000)의 외주면 외부에 형성되는 제 3 고정자(800)가 형성된 후, 상기 고정판(400)과 상기 회전판(500)에 의해 좌/우가 폐쇄된 마감 구조를 형성할 수 있다.

또한, 상기 하우징 본체(100)의 타단과 일단은 상기 제 1 지지대(200) 및 제 2 지지대(300)를 통해 각각 고정된다.

즉, 상기 제 1 지지대(200)는 상기 하우징 본체(100)의 타단에 형성되는 상기 회전판(500)의 타면과 연결되어, 상기 하우징 본체(100)를 지지하도록 구성한다.

또한, 상기 제 1 지지대(200)의 일측에는 상기 하우징 본체(100)의 타단에 형성된 회전판(500)을 회전시키기 위한 벨트부(110)가 형성된다.

상기 벨트부(110)는 외부 모터(미도시)에 의한 회전에 의해 동작하며, 상기 벨트부(110)의 회전에 따라 상기 회전판(500)이 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전한다.

상기 제 2 지지대(300)는 상기 하우징 본체(100)의 일단에 형성되는 상기 고정판(400)의 일면과 연결되어, 상기 하우징 본체(100)를 지지하도록 구성한다.

상기 고정판(400)은 원판형의 비도전성 금속으로 구성한다.

또한, 상기 고정판(400)은 상기 하우징 본체(100)의 일면의 개방된 영역에 고정한다. 이때, 상기 고정판(400)의 외경은 상기 하우징 본체(100)의 일면의 내경과 같거나 작게 구성하여, 상기 하우징 본체(100)의 일면에 상기 고정판(400)이 끼워져서 폐쇄 구조를 형성할 수 있다.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 고정판(400)의 타면의 중심부에는 길이 방향으로 제 1 베어링 접촉부(410)를 형성하고, 상기 제 1 베어링 접촉부(410)의 외주면(또는 외부)에 제 1 베어링(420)을 구성한다. 이때, 상기 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 베어링 접촉부(410)의 일단은 상기 고정판(400)의 타면에 고정되고, 상기 제 1 베어링 접촉부(410)의 타단은 고정축(430)의 일단과 연결된다.

또한, 상기 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 베어링 접촉부(410)의 타단에 길이 방향으로 상기 고정축(430)을 형성한다.

또한, 상기 고정축(430)의 타단에 길이 방향으로 연결축(440)을 형성한다. 이때, 상기 연결축(440)의 타측의 일부는 볼트(미도시)가 결합될 수 있도록 나선형으로 구성한다.

여기서, 상기 제 1 베어링 접촉부(410), 상기 고정축(430) 및 상기 연결축(440)은 하나의 원통형 축에 대해서 밀링머신(미도시)을 통해 절삭하여, 상기 제 1 베어링 접촉부(410), 상기 고정축(430) 및 상기 연결축(440) 순서로 외경(또는 반지름)이 더 넓게 구성할 수 있다.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 고정판(400)의 타면의 일측에는 제 1 고정자(600)가 형성된다. 이때, 상기 고정판(400)의 타면의 일측과 상기 제 1 고정자(600)는 제 2 연결부재(610)를 통해 연결(또는 고정/구성)될 수 있다.

상기 회전판(500)은 원판형의 비도전성 금속으로 구성한다.

또한, 상기 회전판(500)은 상기 하우징 본체(100)의 타면의 개방된 영역에 고정한다. 이때, 상기 회전판(500)의 외경은 상기 하우징 본체(100)의 타면의 내경과 같거나 작게 구성하여, 상기 하우징 본체(100)의 타면에 상기 회전판(500)이 끼워져서 폐쇄 구조를 형성할 수 있다.

또한, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 회전판(500)의 중심부에는 관통홀(510)이 형성되고, 상기 관통홀(510)의 외부 영역에 고정되는 제 1 베어링 틀(520)이 형성되고, 상기 제 1 베어링 틀(520)의 일단에 길이 방향으로 회전축(530)이 형성되고, 상기 회전축(530)의 일단에 길이 방향으로 제 2 베어링 틀(540)이 형성된다. 이때, 상기 제 1 베어링 틀(520) 및 상기 제 2 베어링 틀(540)은 중앙이 개방된 도넛 형태일 수 있다. 또한, 상기 회전축(530)은 상기 고정축(430)과 상기 연결축(440)이 관통하여 삽입될 수 있도록 내부가 비어있는 상태로 구성한다.

또한, 상기 회전판(500)과 상기 고정판(400)에 상기 제 1 고정자(600), 상기 제 2 고정자(700), 상기 제 3 고정자(800), 상기 제 1 회전자(900) 및 상기 제 2 회전자(1000)가 각각 형성된 후, 상기 하우징 본체(100)에 의해 완전한 전기 발전기(10)를 구성하기 위해서, 상기 회전축(530) 내부 공간으로 상기 고정축(430)과 상기 연결축(440)이 관통 삽입되며, 상기 제 2 베어링 틀(540)은 상기 제 1 베어링(420)의 외면에 위치하고, 상기 제 1 베어링 틀(520)은 상기 연결축(440)의 외주면(또는 외부)에 구성된 제 2 베어링(450)의 외면에 위치한다.

또한, 상기 연결축(440)의 일단은 상기 관통홀(510)을 관통하여, 상기 회전판(500) 외부로 돌출되며, 제 1 고정부재(460)에 의해 고정된다.

또한, 상기 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 회전판(500)의 타면은 제 1 연결부재(120)에 의해 고정되며, 상기 제 1 연결부재(120)의 타면에는 상기 벨트부(110)와 연결을 위한 벨트 연결축(130)이 형성되고, 상기 벨트부(110)의 타면에는 상기 제 1 지지대(200)와의 연결을 위한 제 1 지지부재(140)가 형성된다.

이와 같이, 상기 벨트부(110)가 상기 회전판(500)에 연결됨에 따라, 상기 벨트부(110)의 회전에 따라 상기 회전판(500)이 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하여, 상기 제 1 회전자(900) 및 상기 제 2 회전자(1000)의 회전에 따라 상기 제 1 고정자(600)와 상기 제 2 고정자(700) 및/또는 상기 제 3 고정자(800) 간의 유도 기전력에 의해 전력을 생산할 수 있다.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 회전판(500)의 일면에는 상기 제 1 회전자(900) 및 상기 제 2 회전자(1000)가 각각 형성된다. 이때, 상기 제 1 회전자(900)의 외경은 상기 제 2 회전자(1000)의 내경보다 작게 형성한다.

즉, 상기 회전판(500)의 일면의 중심부를 기준으로 상기 제 1 회전자(900)를 형성하고, 상기 제 1 회전자(900)의 외주면과 간격을 두고 상기 제 2 회전자(1000)를 형성한다.

이와 같이, 상기 고정판(400)과 상기 회전판(500)은 대향하여 구성한다.

상기 제 1 고정자(600)는 원통형으로 구성하며, 양단이 개방된 형상으로 구성한다.

또한, 상기 제 1 고정자(600)는 상기 제 2 연결부재(610)에 의해 상기 고정판(400)의 타면의 일측에 고정된다.

또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 고정자(600)는 원통형으로 구성된 제 1 코어(620)를 구비하고, 상기 제 1 코어(620)의 내주면에는 상기 제 2 고정자(700)에 형성된 영구자석(720)과 상응하여 유도 기전력에 의해 전력을 생산하는 내측 코일(630)이 권선된 내측 철심(650)들이 상기 원통형의 제 1 코어(620) 내주면을 따라 일정한 간격을 두고 방사상으로 배치된다.

또한, 상기 제 1 코어(620)의 외주면에는 상기 제 3 고정자(800)에 형성된 영구자석(820)과 상응하여 유도 기전력에 의해 전력을 생산하는 외측 코일(640)이 권선된 외측 철심(660)들이 상기 원통형의 제 1 코어(620) 외주면을 따라 일정한 간격을 두고 방사상으로 배치된다.

또한, 상기 제 1 고정자(600)는 상기 제 1 코어(620)의 외주 및 내주를 따라 코일들이 권취하여 구성할 수도 있다.

상기 제 2 고정자(700)는 원통형으로 구성하며, 양단이 개방된 형상으로 구성한다.

또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 고정자(700)는 원통형의 내측 몸체(710)를 구비하고, 상기 내측 몸체(710)의 외주면에는 영구자석(720)을 방사상으로 배치한다.

이때, 상기 영구자석(720)은 단일 극성을 지니도록 형성하거나 또는, N극과 S극 순으로 자극성이 연속 반복되는 구조로 형성할 수 있다.

또한, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 고정자(700)는 상기 제 1 회전자(900)의 내주면 내측에 위치하도록, 상기 제 2 고정자(700)의 외경은 상기 제 1 회전자(900)의 내경보다 작도록 형성하여, 상기 제 1 회전자(900)의 내주면에 미리 설정된 간격만큼 이격되어 상기 제 2 고정자(700)가 배치될 수 있다.

또한, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 회전자(900)와 상기 제 2 고정자(700)가 소정 간격을 두고 결합되는 경우, 제 3 연결부재(730)의 내주면 일부는 상기 제 1 회전자(900)의 일단이 배치되고, 상기 제 3 연결부재(730)의 내주면 중 나머지 일부는 제 3 베어링(740)이 배치된다. 이때, 상기 제 3 베어링(740)은 상기 제 2 고정자(700)의 일단(750)을 통과하여 상기 제 3 연결부재(730)의 내주면 중 나머지 일부에 배치(또는 연결/결합)된다.

이에 따라, 상기 제 3 베어링(740)의 내주면과 상기 제 2 고정자(700)의 일단(750) 사이에는 틈이 형성되며, 상기 틈은 제 1 고정핀(또는 제 1 고정링)(760)에 의해 채워져서, 상기 제 3 베어링(740)이 고정된다.

이와 같이, 상기 제 2 고정자(700)의 외주면 외측으로 상기 제 1 회전자(900)가 형성되며, 상기 제 3 베어링(740)에 의해 상기 제 2 고정자(700)가 상기 제 1 회전자(900)에 의해 고정(또는 지지)될 수 있다.

상기 제 3 고정자(800)는 원통형으로 구성하며, 양단이 개방된 형상으로 구성한다.

또한, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 제 3 고정자(800)는 원통형의 외측 몸체(810)를 구비하고, 상기 외측 몸체(810)의 내주면에는 영구자석(820)을 방사상으로 배치한다.

이때, 상기 영구자석(820)은 단일 극성을 지니도록 형성하거나 또는, N극과 S극 순으로 자극성이 연속 반복되는 구조로 형성할 수 있다.

또한, 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 제 3 고정자(800)는 상기 제 2 회전자(1000)의 외주면에 위치하도록, 상기 제 3 고정자(800)의 내경은 상기 제 2 회전자(1000)의 외경보다 크도록 형성하여, 상기 제 2 회전자(1000)의 외주면에 미리 설정된 간격만큼 이격되어 상기 제 3 고정자(800)가 배치될 수 있다.

또한, 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 회전자(1000)와 상기 제 3 고정자(800)가 소정 간격을 두고 결합되는 경우, 제 4 연결부재(830)의 내주면 일부는 상기 제 3 고정자(800)의 일단의 외주면에 배치되고, 상기 제 4 연결부재(830)의 내주면 중 나머지 일부는 제 4 베어링(840)이 배치된다. 또한, 상기 제 4 베어링(840)의 내주면으로는 제 2 고정핀(또는 제 2 고정링)(850)에 의해 채워져서, 상기 제 4 베어링(840)이 고정된다.

이와 같이, 상기 제 2 회전자(1000)의 외주면 외측으로 상기 제 3 고정자(800)가 형성되며, 상기 제 4 베어링(840)에 의해 상기 제 3 고정자(800)가 상기 제 2 회전자(1000)에 의해 고정(또는 지지)될 수 있다.

상기 제 1 회전자(또는 제 1 기전 개폐판)(900)는 원통형의 비도전성 금속으로 구성한다.

또한, 상기 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 회전자(900)의 일단(또는 일면/우면)과 타단(또는 타면/좌면)은 개방된 상태로, 상기 제 1 회전자(900)의 타단은 상기 회전판(500)의 일면에 고정된다.

또한, 상기 도 6 및 도 14에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 회전자(900)는 양단이 개방된 원통형의 비도전성 금속인 제 1 회전 코어(910)와, 상기 제 1 회전 코어(910)의 원통 일부(또는 일측/측면의 일부)가 개방된 제 1 개구부(920)로 구성한다. 이때, 상기 제 1 개구부(920)는 미리 설정된 간격만큼 이격되어 복수로 구성할 수도 있다. 또한, 상기 제 1 개구부(920)가 복수로 구성되는 경우, 상기 제 1 회전 코어(910)의 일단(또는 타단)은 연결부재(미도시) 등을 통해 연결(또는 고정)될 수 있다. 여기서, 상기 제 1 개구부(920)는 상기 제 1 회전자(900)의 양측면에 각각 위치하는 제 1 고정자(600)에 형성된 코일을 포함하는 내측 철심(650) 및/또는 외측 철심(660)과, 제 2 고정자(700)에 형성된 영구자석(720) 사이에 유도 기전력이 발생하도록 유도하기 위한 용도이다.

상기 제 2 회전자(또는 제 2 기전 개폐판)(1000)는 원통형의 비도전성 금속으로 구성한다.

또한, 상기 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 회전자(1000)의 일단과 타단은 개방된 상태로, 상기 제 2 회전자(1000)의 타단은 상기 회전판(500)의 일면에 고정된다.

또한, 상기 도 6 및 도 15에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 회전자(1000)는 양단이 개방된 원통형의 비도전성 금속인 제 2 회전 코어(1010)와, 상기 제 2 회전 코어(1010)의 원통 일부(또는 일측/측면의 일부)가 개방된 제 2 개구부(1020)로 구성한다. 이때, 상기 제 2 개구부(1020)는 미리 설정된 간격만큼 이격되어 복수로 구성할 수도 있다. 또한, 상기 제 2 개구부(1020)가 복수로 구성되는 경우, 상기 제 2 회전 코어(1010)의 일단(또는 타단)은 연결부재(미도시) 등을 통해 연결(또는 고정)될 수 있다. 여기서, 상기 제 2 개구부(1020)는 상기 제 2 회전자(1000)의 양측면에 각각 위치하는 제 1 고정자(600)에 형성된 코일을 포함하는 내측 철심(650) 및/또는 외측 철심(660)과, 제 3 고정자(800)에 형성된 영구자석(820) 사이에 유도 기전력이 발생하도록 유도하기 위한 용도이다. 이때, 상기 제 1 개구부(920)와 상기 제 2 개구부(1020)는 상기 도 6에 도시된 바와 같이 동일 방향으로 형성될 수도 있고, 설계자의 설계에 따라 서로 다른 방향(예를 들어 서로 90도 수직으로 형성, 서로 180도 대향되게 형성 등 포함)으로 형성될 수도 있다.

또한, 상기 제 1 회전자(900)의 외주면과 간격을 두고 상기 제 2 회전자(1000)를 형성하며, 상기 제 1 회전자(900)와 상기 제 2 회전자(1000) 사이에는 상기 제 1 고정자(600)가 형성되고, 상기 제 1 회전자(900)의 내주면과 간격을 두고 상기 제 1 회전자(900)의 내주면 내측으로 상기 제 2 고정자(700)가 형성되고, 상기 제 2 회전자(1000)의 외주면과 간격을 두고 상기 제 2 회전자(1000)의 외주면 외측으로 상기 제 3 고정자(800)가 형성된다.

도 16에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 회전자(900)는 상기 제 2 고정자(700)의 외주면과 간격을 두고, 상기 제 2 고정자(700)의 외측에 위치된다.

또한, 상기 제 1 고정자(600)는 상기 제 1 회전자(900)의 외주면과 간격을 두고, 상기 제 1 회전자(900)의 외측에 위치된다.

또한, 상기 제 2 회전자(1000)는 상기 제 1 고정자(600)의 외주면과 간격을 두고, 상기 제 1 고정자(600)의 외측에 위치된다.

또한, 상기 제 3 고정자(800)는 상기 제 2 회전자(1000)의 외주면과 간격을 두고, 상기 제 2 회전자(1000)의 외측에 위치된다.

이와 같이, 중심을 기준으로 상기 제 2 고정자(700), 상기 제 1 회전자(900), 상기 제 1 고정자(600), 상기 제 2 회전자(1000) 및 상기 제 3 고정자(800)가 순차로 배치되며, 상기 배치에 의해 상기 제 1 회전자(900) 및 상기 제 2 회전자(1000)가 회전함에 따라, 상기 제 1 회전자(900) 및 상기 제 2 회전자(1000)에 각각 형성된 제 1 개구부(920) 및 제 2 개구부(1020)를 통해 상기 제 1 고정자(600)와 상기 제 2 고정자(700) 및, 상기 제 1 고정자(600)와 상기 제 3 고정자(800) 사이에 유도 기전력에 따른 전류(또는 전기)를 생산할 수 있다.

본 발명의 실시예는 앞서 설명된 바와 같이, 고정판에 설치된 코일이 권선된 원통형의 제 1 고정자의 내면과 외면에 각각 서로 다른 극성의 영구자석으로 구성된 원통형의 제 2 고정자와 제 3 고정자를 구성하고, 일측이 개방된 개구부를 포함하는 제 1 회전자와 제 2 회전자를 상기 제 1 고정자와 제 2 고정자 사이 및, 상기 제 1 고정자와 제 3 고정자 사이에 각각 형성한 후, 상기 제 1 회전자와 제 2 회전자의 회전에 의해 상기 개구부를 통한 상기 제 1 고정자의 코일과 상기 제 2 고정자의 자석 및, 상기 제 1 고정자의 코일과 상기 제 3 고정자의 자석 간에 발생하는 유도 기전력에 의해 전기를 생산하여, 소량의 전력을 이용해서 상기 제 1 회전자와 제 2 회전자를 회전시켜 전기를 생성할 수 있고 전력 생산의 효율성을 향상시키며, 회전자의 고속 회전을 감소시켜 발전 시 발생하는 잡음을 감소시킬 수 있다.

전술된 내용은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 전기 발전기 100: 하우징 본체
200: 제 1 지지대 300: 제 2 지지대
400: 고정판 500: 회전판
600: 제 1 고정자 700: 제 2 고정자
800: 제 3 고정자 900: 제 1 회전자
1000: 제 2 회전자 110: 벨트부
120: 제 1 연결부재 130: 벨트 연결축
140: 제 1 지지부재 410: 베어링 접촉부
420: 제 1 베어링 430: 고정축
440: 연결축 450: 제 2 베어링
460: 고정부재 510: 관통홀
520: 제 1 베어링 틀 530: 회전축
540: 제 2 베어링 틀 610: 제 2 연결부재
620: 제 1 코어 630: 내측 코일
640: 외측 코일 650: 내측 철심
660: 외측 철심 710: 내측 몸체
720: 영구자석 730: 제 3 연결부재
740: 제 3 베어링 750: 일단
760: 제 1 고정핀 810: 외측 몸체
820: 영구자석 830: 제 4 연결부재
840: 제 4 베어링 850: 제 2 고정핀
910: 제 1 회전 코어 920: 제 1 개구부
1010: 제 2 회전 코어 1020: 제 2 개구부

Claims (7)

1. 원판형의 비도전성 금속으로 구성되는 고정판;
   양단이 개방된 원통형으로 구성하며, 상기 고정판의 타면의 일측에 형성되며, 제 1 코어의 외주 및 내주를 따라 코일들이 권취된 제 1 고정자;
   상기 고정판에 대향하며, 원판형의 비도전성 금속으로 구성되는 회전판;
   양단이 개방된 원통형으로 구성하며, 타단이 상기 회전판의 일면에 형성되며, 상기 제 1 고정자의 내주면과 간격을 두고 상기 제 1 고정자의 내주면 내측에 형성되는 제 1 회전자;
   양단이 개방된 원통형으로 구성하며, 타단이 상기 회전판의 일면에 형성되며, 상기 제 1 회전자의 외주면과 간격을 두고 상기 제 1 회전자의 외주면 외측에 형성되는 제 2 회전자;
   양단이 개방된 원통형으로 구성하며, 상기 제 1 회전자의 내주면과 간격을 두고 상기 제 1 회전자의 내주면 내측에 형성되며, 내측 몸체의 외주면에 방사상으로 배치되는 영구자석을 포함하는 제 2 고정자;
   양단이 개방된 원통형으로 구성하며, 상기 제 2 회전자의 외주면과 간격을 두고 상기 제 2 회전자의 외주면 외측에 형성되며, 외측 몸체의 내주면에 방사상으로 배치되는 영구자석;
   상기 고정판의 타면의 중심부에 고정되는 제 1 베어링 접촉부;
   상기 제 1 베어링 접촉부의 외주면에 형성되는 제 1 베어링;
   일단이 상기 제 1 베어링 접촉부의 타단에 연결되는 고정축;
   일단이 상기 고정축의 타단에 연결되는 연결축;
   상기 회전판의 중심부에 형성되는 관통홀;
   상기 관통홀의 외부 영역에 고정되는 제 1 베어링 틀;
   상기 제 1 베어링 틀의 일단에 형성되는 회전축;
   상기 회전축의 일단에 형성되는 제 2 베어링 틀;
   상기 회전판을 회전시키기 위한 벨트부;
   상기 벨트부와 상기 회전판을 연결하기 위한 벨트 연결축;
   상기 벨트 연결축을 상기 회전판에 고정하기 위한 제 1 연결부재; 및
   상기 벨트부의 타면을 제 1 지지대와 연결하기 위한 제 1 지지부재를 포함하는 제 3 고정자를 포함하는 전기 발전기.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 고정자는,
   양단이 개방된 원통형으로 구성되는 상기 제 1 코어;
   상기 제 1 코어의 내주면을 따라 일정 간격을 두고 방사상으로 배치되며, 상기 제 2 고정자에 형성된 영구자석과 상응하여 유도 기전력에 의해 전력을 생산하는 내측 코일이 권선된 내측 철심; 및
   상기 제 1 코어의 외주면을 따라 일정 간격을 두고 방사상으로 배치되며, 상기 제 3 고정자에 형성된 영구자석과 상응하여 유도 기전력의 의해 전력을 생산하는 외측 코일이 권선된 외측 철심을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 발전기.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 회전자는,
   양단이 개방된 원통형의 비도전성 금속인 제 1 회전 코어; 및
   상기 제 1 회전 코어의 측면의 일부가 개방된 제 1 개구부를 포함하며,
   상기 제 1 회전자의 회전에 따라 상기 제 1 개구부를 통해 상기 제 1 고정자와 상기 제 2 고정자 간의 유도 기전력에 의해 전력이 생산되는 것을 특징으로 하는 전기 발전기.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 2 회전자는
   양단이 개방된 원통형의 비도전성 금속인 제 2 회전 코어; 및
   상기 제 2 회전 코어의 측면의 일부가 개방된 제 2 개구부를 포함하며,
   상기 제 2 회전자의 회전에 따라 상기 제 2 개구부를 통해 상기 제 1 고정자와 상기 제 3 고정자 간의 유도 기전력에 의해 전력이 생산되는 것을 특징으로 하는 전기 발전기.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 2 고정자의 외측으로 상기 제 1 회전자가 위치하고, 상기 제 1 회전자의 외측으로 상기 제 1 고정자가 위치하고, 상기 제 1 고정자의 외측으로 상기 제 2 회전자가 위치하고, 상기 제 2 회전자의 외측으로 상기 제 3 고정자가 위치하도록 상기 제 3 고정자의 외측에 형성되며, 일단이 상기 고정판에 의해 폐쇄되고, 타단이 상기 회전판에 의해 폐쇄되는 하우징 본체;
   상기 하우징 본체의 타단에 형성되는 상기 회전판의 타면과 연결되어 상기 하우징 본체를 지지하도록 구성되는 제 1 지지대;
   상기 제 1 지지대의 일측에 형성되어 상기 회전판을 회전시키기 위한 벨트부; 및
   상기 하우징 본체의 일단에 형성되는 상기 고정판의 일면과 연결되어 상기 하우징 본체를 지지하도록 구성되는 제 2 지지대를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 발전기.

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