KR102518672B1 - 멀티 출력을 제공하는 발전기 - Google Patents

멀티 출력을 제공하는 발전기 Download PDF

Info

Publication number
KR102518672B1
KR102518672B1 KR1020220171054A KR20220171054A KR102518672B1 KR 102518672 B1 KR102518672 B1 KR 102518672B1 KR 1020220171054 A KR1020220171054 A KR 1020220171054A KR 20220171054 A KR20220171054 A KR 20220171054A KR 102518672 B1 KR102518672 B1 KR 102518672B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
rotor
rotor shaft
coil
outer housing
shaft
Prior art date
Application number
KR1020220171054A
Other languages
English (en)
Inventor
박명수
Original Assignee
박명수
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 박명수 filed Critical 박명수
Priority to KR1020220171054A priority Critical patent/KR102518672B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102518672B1 publication Critical patent/KR102518672B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/18—Structural association of electric generators with mechanical driving motors, e.g. with turbines
    • H02K7/1807—Rotary generators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K16/00—Machines with more than one rotor or stator
    • H02K16/02—Machines with one stator and two or more rotors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/20—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium
    • H02K5/207—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium with openings in the casing specially adapted for ambient air
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/08—Structural association with bearings
    • H02K7/083—Structural association with bearings radially supporting the rotary shaft at both ends of the rotor
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/118—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with starting devices
    • H02K7/1185—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with starting devices with a mechanical one-way direction control, i.e. with means for reversing the direction of rotation of the rotor
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/02—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine
    • H02K9/04—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium
    • H02K9/06—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium with fans or impellers driven by the machine shaft

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

멀티 출력을 제공하는 발전기가 개시된다. 본 발명의 멀티 출력을 제공하는 발전기는, 내부 공간을 갖는 외부 하우징; 상기 외부 하우징 내측에 고정되고, 관통 구조로 이루어지며 제1 코일이 권취되는 고정자; 상기 외부 하우징에 회전 지지된 상태로 상기 고정자의 내측에 회전 가능하도록 배치되고, 관통 구조로 이루어지며 그 원주방향과 길이방향을 따라 복수의 영구자석이 결합되는 제1 회전자; 상기 제1 회전자에 회전 지지된 상태로 상기 제1 회전자의 내측에 회전 가능하도록 배치되고, 제2 코일이 권취되는 제2 회전자; 상기 외부 하우징의 외측에 마련되어 상기 제1 회전자와 제2 회전자가 서로 반대방향으로 회전하도록 구동력을 제공하는 구동부; 및 상기 고정자에 대한 상기 제1 회전자의 상대회전, 상기 제1 회전자에 대한 상기 제2 회전자의 상대회전에 따라 상기 제1 코일 및 제2 코일에 각각 형성되는 유도전류를 상기 외부 하우징 외측으로 출력되게 유도하는 제1 및 제2 출력유도부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 고정자 내측에 제1 회전자를 배치하고, 제1 회전자 내측에 제2 회전자를 배치하며 구동부를 통해 제1 및 제2 회전자가 서로 반대방향으로 회전하도록 하는 구조가 적용됨으로써, 전체적으로 컴팩트한 사이즈와 구조로 이루어지면서 고출력을 제공할 수 있다.

Description

멀티 출력을 제공하는 발전기{generator with multiple outputs}
본 발명은 구동원으로부터 회전출력을 전달받아 서로 분리된 두군데의 출력포트를 통해 두개의 유도전류를 출력할 수 있는 멀티 출력을 제공하는 발전기에 관한 것이다.
일반적으로 발전기는 외부 동력원으로부터 기계적 에너지를 전달받아 전기에너지로 변환시키는 장치로서 상기 외부 동력원을 사용하여 전기에너지를 발생시키는 방법으로는 수력발전, 풍력발전, 화력발전, 원자력발전, 태양열 발전 등 다양한 방식에 의하여 이루어진다.
이러한 발전기는 영구자석이 결합된 회전자, 코일이 권취된 고정자를 구비하고 고정자 코일에 유도된 유도전류를 인출하여 다양한 용도로 사용하고 있다.
그러나, 발전기는 이러한 유도전류 출력포트가 한군데로 형성되어 일정이상의 출력을 제공하는데 있어 한계가 있는바, 이를 보완하기 위해 다중의 회전자 및 고정자로 구성되는 발전기가 개발되어 있으나 외관 사이즈가 증가하고 내부 구조가 복잡하여 생산성이 약화되는 단점이 있다.
따라서 본 출원인은 컴팩트한 사이즈와 구조로 이루어지면서 고출력을 제공할 수 있는 발전기 구조를 제안하는 바이다.
대한민국 등록특허공보 10-2099891호(2020. 4. 6 등록)
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 고정자 내측에 회전자를 배치하고, 이러한 회전자 내측에 또 다른 회전자를 배치하며 2개의 회전자가 서로 반대방향으로 회전하도록 하는 컴팩트한 사이즈와 구조로 이루어지면서 고출력을 제공할 수 있는 멀티 출력을 제공하는 발전기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 내부 공간을 갖는 외부 하우징; 상기 외부 하우징 내측에 고정되고, 관통 구조로 이루어지며 제1 코일이 권취되는 고정자; 상기 외부 하우징에 회전 지지된 상태로 상기 고정자의 내측에 회전 가능하도록 배치되고, 관통 구조로 이루어지며 그 원주방향과 길이방향을 따라 복수의 영구자석이 결합되는 제1 회전자; 상기 제1 회전자에 회전 지지된 상태로 상기 제1 회전자의 내측에 회전 가능하도록 배치되고, 제2 코일이 권취되는 제2 회전자; 상기 외부 하우징의 외측에 마련되어 상기 제1 회전자와 제2 회전자가 서로 반대방향으로 회전하도록 구동력을 제공하는 구동부; 및 상기 고정자에 대한 상기 제1 회전자의 상대회전, 상기 제1 회전자에 대한 상기 제2 회전자의 상대회전에 따라 상기 제1 코일 및 제2 코일에 각각 형성되는 유도전류를 상기 외부 하우징 외측으로 출력되게 유도하는 제1 및 제2 출력유도부를 포함하는 멀티 출력을 제공하는 발전기가 제공된다.
상기 외부 하우징은, 양측이 개구된 관통구조의 원통 형상을 갖는 하우징 케이스; 및 상기 하우징 케이스의 양측에 각각 결합되어 개구를 폐쇄하는 제1 및 제2 하우징 캡을 포함하고, 상기 제1 회전자는 상기 제1 및 제2 하우징 캡과의 사이에 각각 개재된 베어링을 통해 회전지지될 수 있다.
상기 제1 및 제2 하우징 캡의 중앙부에는 제1 및 제2 관통홀이 형성되고, 상기 베어링은 상기 제1 및 제2 관통홀의 내주면에 마련될 수 있다.
상기 제1 및 제2 하우징 캡의 중앙부에는 제1 및 제2 관통홀이 형성되고, 상기 제1 회전자는, 상기 제1 관통홀을 관통하여 상기 외부 하우징 외측으로 노출되는 제1측 회전자 축과, 상기 제1측 회전자 축과 연결되는 연결블록과, 상기 연결블록으로부터 돌출되며 상기 복수의 영구자석이 길이방향을 따라 결합되도록 서로 이격되면서 일정 이상의 길이로 돌출되는 복수의 자석 결합바를 포함하는 제1 회전자 케이스; 및 상기 제2 관통홀을 관통하여 상기 외부 하우징 외측으로 노출되는 제2측 회전자 축과, 상기 제2 회전자측 축과 연결되고 상기 복수의 자석 결합바의 돌출단부에 결합되어 복수의 영구자석의 이탈을 방지하는 결합블록을 포함하는 제1 회전자 캡을 포함할 수 있다.
상기 제1측 및 제2측 회전자 축은 각각 관통 형상으로 이루어질 수 있다.
상기 제2 회전자는, 그 양단이 각각 제1 및 제2 관통홀과 더불어 상기 제1측 및 제2측 회전자 축을 길이방향으로 관통하여 상기 외부 하우징 외측으로 노출되며 상기 제2 코일이 권취되는 제2 회전자 축을 포함하고, 상기 제2 회전자 축은, 상기 연결블록과 상기 결합블록과의 사이에 각각 개재된 베어링을 통해 회전지지될 수 있다.
상기 제2 회전자 축의 단부를 포함한 근방 영역에는, 상기 제2 코일과 연결된 상기 제2 출력유도부가 배치되도록 출력유도부 설치홈이 마련될 수 있다.
상기 제1 및 제2 하우징 캡 중 적어도 하나에는 복수의 통기홀이 마련되고, 상기 제1측 회전자 축과 상기 제2측 회전자 축 중 적어도 하나에는 상기 통기홀을 통해 상기 외부 하우징 내부로 외기를 블로잉하도록 송풍팬이 마련될 수 있다.
상기 제1 출력유도부는 상기 제1 코일과 연결되어 상기 외부 하우징 외측으로 노출되고, 상기 제2 출력유도부는, 상기 제2 코일과 연결되어 상기 외부 하우징 외측으로 노출되는 상기 제2 회전자 축의 단부에 그 원주방향을 따라 연속적으로 형성되는 슬립링을 포함할 수 있다.
상기 구동부는, 구동원의 회전출력을 전달받아 일방향으로 회전하는 제1 회전축; 상기 제1 회전축의 회전력을 상기 제1측 회전자 축 또는 제2측 회전자 축으로 전달하여 상기 제1측 회전자 축 또는 제2측 회전자 축을 일방향으로 회전시키는 제1 동력전달부; 일단이 상기 제1 동력전달부와 접촉하여 상기 제1 동력전달부의 구동에 의해 타방향으로 회전이 이루어지는 제2 회전축; 및 상기 타방향으로 회전하는 상기 제2 회전축의 타단의 회전력을 상기 제2 회전자 축으로 전달하여 상기 제2 회전자 축을 타방향으로 회전시키는 제2 동력전달부를 포함할 수 있다.
상기에서 설명한 본 발명의 멀티 출력을 제공하는 발전기에 의하면, 고정자 내측에 제1 회전자를 배치하고, 제1 회전자 내측에 제2 회전자를 배치하며 구동부를 통해 제1 및 제2 회전자가 서로 반대방향으로 회전하도록 하는 구조가 적용됨으로써, 전체적으로 컴팩트한 사이즈와 구조로 이루어지면서 고출력을 제공할 수 있다.
또한, 송풍팬을 회전시키기 위한 별도의 구동력을 필요로 하지 않으면서, 유도전류 형성을 위해 제1 회전축의 회전력을 전달받아 제1측 회전자 축이 회전하는 동안 송풍팬 또한 동시에 회전하게 되는바, 전체 발전기 제품 구조를 컴팩트하게 구현하면서 내부 발열을 방지하여 발전효율을 최대한 극대화시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 멀티 출력을 제공하는 발전기를 나타내는 사시도,
도 2는 도 1의 후방 사시도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 멀티 출력을 제공하는 발전기의 일부 구성의 분해 사시도,
도 4는 도 3의 결합체의 단면도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 멀티 출력을 제공하는 발전기의 제1 회전자를 나타내는 분해 사시도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 멀티 출력을 제공하는 발전기에서 송풍팬의 결합 상태를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 멀티 출력을 제공하는 발전기는 컴팩트한 사이즈와 구조로 이루어지면서 고출력을 제공할 수 있는 것으로서, 구동원으로부터 회전출력을 전달받아 서로 분리된 두군데의 출력포트를 통해 2개의 유도전류를 출력할 수 있는 것으로서, 하나의 발전기를 통해 두군데에서 전기 에너지를 생성할 수 있는바 발전 효율을 극대화할 수 있다.
이하, 실시예를 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 멀티 출력을 제공하는 발전기는 외부 하우징(100), 고정자(200), 제1 회전자(300), 제2 회전자(400), 구동부(500), 제1 출력유도부(600) 및 제2 출력유도부(700)를 포함한다.
먼저, 도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 외부 하우징(100)은 내부 공간을 갖도록 이루어지고, 하우징 케이스(110), 제1 하우징 캡(120), 제2 하우징 캡(130)을 포함한다.
하우징 케이스(110)는 양측이 개구된 관통구조의 원통 형상을 갖는다.
제1 하우징 캡(120)은 하우징 케이스(110)의 일측 개구를 폐쇄하도록 하우징 케이스(110)에 결합되고, 제2 하우징 캡(130)은 하우징 케이스(110)의 타측 개구를 폐쇄하도록 하우징 케이스(110)에 결합되며, 스크루 등을 통해 분리 가능하게 결합될 수 있다.
제1 하우징 캡(120)의 중앙부에는 제1 관통홀(121)이 형성되고, 제2 하우징 캡(130)의 중앙부에는 제2 관통홀(131)이 형성되며, 제1 하우징 캡(120)과 제2 하우징 캡(130)의 내측면에서 제1 관통홀(121)과 제2 관통홀(131) 내주면에는 각각 후술하는 베어링(140)이 설치되도록 단턱이 형성된다.
다음, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 고정자(200)는 외부 하우징(100) 내측에 고정되고, 후술하는 제1 회전자(300)와 제2 회전자(400)가 그 내측 중앙부위를 길이방향으로 관통하는 상태로 배치되도록 관통 구조로 이루어지며 제1 코일(210)이 권취된다.
다음, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 제1 회전자(300)는 외부 하우징(100)에 회전 지지된 상태로 고정자(200)의 내측에 회전 가능하도록 배치된다.
구체적으로, 제1 회전자(300)는 제1 하우징 캡(120)과 제2 하우징 캡(130)과의 사이에 각각 개재된 베어링(140)을 통해 회전지지되도록 설치된다.
여기서, 베어링(140)은 제1 하우징 캡(120)의 제1 관통홀(121) 내주면, 제2 하우징 캡(130)의 제2 관통홀(131) 내주면에 마련되며, 전술한 바와 같이 상기 단턱 부위에 설치된다. 이러한 베어링의 인너 링은 후술하는 제1 회전자(300)의 제1측 회전자 축(311)과 제2측 회전자 축(321)의 외면에 고정되어 동시에 회전하면서 제1 회전자(300)를 회전지지할 수 있다.
제1 회전자(300)는 그 길이방향을 따라 후술하는 제2 회전자(400)가 관통하는 상태로 배치되도록 관통 구조로 이루어지며, 그 원주방향과 길이방향을 따라 복수의 영구자석(317)이 결합된다.
구체적으로, 제1 회전자(300)는 제1 회전자 케이스(310)와 제1 회전자 캡(320)을 포함한다.
도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 제1 회전자 케이스(310)는 제1측 회전자 축(311), 연결블록(312), 복수의 자석 결합바(313)를 포함한다.
제1측 회전자 축(311)은 제1 하우징 캡(120)의 제1 관통홀(121)을 관통하여 외부 하우징(100) 외측으로 노출되도록 형성된다. 연결블록(312)은 제1측 회전자 축(311)과 일체로 연결되며, 대략 원형의 구조를 갖는다.
여기서, 제1측 회전자 축(311)은 후술하는 제2 회전자(400)의 제2 회전자 축(420)의 일측이 그 길이방향을 따라 관통하는 상태로 배치되도록 관통 형상으로 이루어진다.
자석 결합바(313)는 연결블록(312)으로부터 서로 이격되되 연결블록(312)의 원주방향을 따라 서로 이격되도록 복수로 돌출된다. 여기서, 서로 인접한 한 쌍의 자석 결합바(313) 사이에는 복수의 영구자석(317)이 길이방향을 따라 각각 결합된다.
덧붙여, 도 5에 도시한 바와 같이, 자석 결합바(313)의 양측면에는 각각 돌출바가 돌출되어 있으며, 자석 결합바(313)에 대해 영구자석(317)이 길이방향을 따라 삽입되도록 영구자석(317)은 대응하도록 대략 'I'자 형상의 단면형상을 가질 수 있다.
제1 회전자 캡(320)은 제2측 회전자 축(321), 결합블록(322)을 포함한다.
제2측 회전자 축(321)은 제2 하우징 캡(130)의 제2 관통홀(131)을 관통하여 외부 하우징(100) 외측으로 노출되도록 형성된다. 결합블록(322)은 제2측 회전자 축(321)과 일체로 연결되며, 대략 원형의 구조를 갖는다.
본 발명의 실시예에서, 결합블록(322)은 복수의 자석 결합바(313)의 돌출단부에 결합되어 복수의 영구자석(317)의 이탈을 방지할 수 있으며, 예를 들어 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 결합블록(322)에는 복수의 자석 결합바(313)의 개수에 대응하도록 그 두께 방향으로 관통되는 캡 관통홀(323)이 형성되고, 복수의 자석 결합바(313)의 돌출단부에는 상기 복수의 캡 관통홀(323)에 대응하도록 각각 결합바 결합홈(314)이 형성되며, 상기 캡 관통홀(323)을 관통하여 상기 결합바 결합홈(314)에 체결되도록 캡 볼트(325)가 결합될 수 있다.
여기서, 제2측 회전자 축(321)은 후술하는 제2 회전자(400)의 제2 회전자 축(420)의 타측이 그 길이방향을 따라 관통하는 상태로 배치되도록 관통 형상으로 이루어진다.
본 발명의 실시예에서, 연결블록(312)과 결합블록(322)의 중앙부에는 각각 관통홀이 형성되고, 이러한 관통홀의 내주면에는 제2 회전자(400)의 제2 회전자 축(420)을 회전지지하도록 베어링(340)이 설치되도록 단턱이 형성된다.
다음, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 제2 회전자(400)는 제1 회전자(300)에 회전 지지된 상태로 제1 회전자(300)의 내측에 회전 가능하도록 배치되고, 제2 코일(410)이 권취된다.
제2 회전자(400)는, 그 양단이 각각 제1 관통홀(121) 및 제2 관통홀(131)과 더불어 제1측 회전자 축(311)과 제2측 회전자 축(321)을 길이방향으로 각각 관통하여 외부 하우징(100) 외측으로 노출되며 제2 코일(410)이 권취되는 제2 회전자 축(420)을 포함한다.
여기서, 제2 회전자(400)의 제2 회전자 축(420)은 연결블록(312)과 결합블록(322)과의 사이에 각각 개재된 베어링(340)을 통해 회전지지되도록 설치된다.
이러한 베어링(340)은 연결블록(312)의 내주면, 결합블록(322)의 내주면에 마련되며, 전술한 바와 같이 상기 단턱 부위에 설치된다. 이러한 베어링의 인너 링은 제2 회전자(400)의 제2 회전자 축(420)의 양단 외면에 고정되어 동시에 회전하면서 제2 회전자(400)를 회전지지할 수 있다.
다음, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 구동부(500)는 외부 하우징(100)의 외측에 마련되어 제1 회전자(300)와 제2 회전자(400)가 서로 반대방향으로 회전하도록 구동력을 제공한다.
즉, 구동부(500)의 구동을 통해, 제1 회전자(300)는 고정자(200)에 대해 상대회전하면서 제1 코일(210)에 유도전류가 형성되고, 마찬가지로 제2 회전자(400)는 제1 회전자(300)에 대해 상대회전하면서 제2 코일(410)에 유도전류가 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 구동부(500)는 제1 회전축(510), 제1 동력전달부(520), 제2 회전축(530) 및 제2 동력전달부(550)를 포함한다.
제1 회전축(510)은 구동원(미도시)의 회전출력을 전달받아 일방향으로 회전하도록 마련된다. 여기서, 구동원(미도시)은 차량 엔진, 풍력발전기의 출력축, 모터 등 제1 회전축(510)을 일방향 회전시킬 수 있는 모든 동력장치로 다양하게 적용될 수 있다.
제1 동력전달부(520)는 제1 회전축(510)의 회전력을 제1측 회전자 축(311) 또는 제2측 회전자 축(321)으로 전달하여 제1측 회전자 축(311) 또는 제2측 회전자 축(321)을 일방향으로 회전시킨다.
관련 도면에서는 일 예로, 제1 회전축(510)의 회전력이 제1측 회전자 축(311)으로 전달되는 것이 도시되어 있으며, 이하 설명 및 도시의 편의를 위해 이를 기준으로 한다.
구체적으로, 제1 동력전달부(520)는 제1 회전축(510)에 연결되어 동시에 회전이 이루어지는 제1 풀리(521), 제1측 회전자 축(311)에 결합되어 제1측 회전자 축(311)과 동시에 회전 가능한 제2 풀리(522), 제1 풀리(521)와 제2 풀리(522) 사이를 연결하는 제1 벨트(523)를 포함한다. 여기서, 제1 및 제2 풀리는 타이밍 풀리로 적용 가능하고, 제1 벨트는 타이밍 벨트로 적용 가능하나 이에 한정되지는 않는다. 또한, 풀리-벨트 구조는 스프라킷 휠-체인, 기어 모듈 등의 구조로 변경 가능하다.
따라서, 제1 회전축(510)과 제1측 회전자 축(311)은 서로 동일한 방향으로 회전될 수 있다.
제2 회전축(530)은 외부 하우징(100) 근방에 별도의 브래킷을 통해 회전 가능하게 지지될 수 있다.
제2 회전축(530)의 일단은 제1 동력전달부(520), 구체적으로 제1 벨트(523)와 접촉하여 제1 벨트의 구동에 의해 타방향으로 회전이 이루어진다. 즉, 제1측 회전자 축(311)의 회전 방향과 제2 회전축(530)의 회전방향은 서로 반대이다. 제2 회전축(530)의 일단에는 제2 회전축(530)과 일체로 이루어져 동시에 회전 가능하며 제1 벨트(523)의 회전력을 제2 회전축으로 충분히 전달 가능하도록 별도의 제3 풀리(531)가 마련될 수 있다. 여기서, 제3 풀리(531)는 제1 벨트(523)의 외측면에 마찰 접촉하면서 회전이 이루어질 수 있다.
따라서, 제1 회전축(510)이 일방향으로 회전하면, 제1측 회전자 축(311)은 마찬가지로 일방향으로 회전하고 제2 회전축(530)은 타방향으로 회전한다.
다음, 제2 동력전달부(550)는 타방향으로 회전하는 제2 회전축(530)의 타단의 회전력을 제2 회전자 축(420)의 일단 부위로 전달하여 제2 회전자 축(420)을 타방향으로 회전시킨다.
구체적으로, 제2 동력전달부(550)는 제2 회전축(530)의 타단에 연결되어 제2 회전축(530)과 동시에 회전이 이루어지는 제4 풀리(551), 제2 회전자 축(420)의 일단에 결합되어 제2 회전자 축(420)과 동시에 회전 가능한 제5 풀리(552), 제4 풀리(551)와 제5 풀리(552) 사이를 연결하는 제2 벨트(553)를 포함한다. 여기서, 제4 및 제5 풀리는 타이밍 풀리로 적용 가능하고, 제2 벨트는 타이밍 벨트로 적용 가능하나 이에 한정되지는 않는다.
따라서, 제2 회전축(530)과 제2 회전자 축(420)은 서로 동일한 방향으로 회전하고, 제1측 회전자 축(311)과 제2 회전자 축(420)은 서로간에 서로 반대방향으로 회전이 이루어진다. 따라서, 외부 하우징(100) 내에서 복수의 영구자석(317) 결합체는 고정된 제1 코일(210)에 대해 상대 회전하게 된다. 또한, 외부 하우징(100) 내에서 영구자석(317) 결합체와 제2 코일(410)이 권취된 제2 회전자 축(420)이 서로 반대방향으로 회전하는바, 서로 간에 상대 회전이 이루어진다. 이에 따라, 제1 코일(210)과 제2 코일(410)에는 유도전류가 각각 형성된다.
한편, 외부 하우징(100) 내에서 제1 코일(210)과 제2 코일(410)에 유도전류가 형성되는 과정에서 외부 하우징 내부 온도가 증가하여 내부 부품들이 과열되는 상황이 발생할 수 있다. 이러한 과열은 전체 발전기의 내구성을 급격하게 하락시키거나 발전기 파손을 가져오는 치명적인 요인으로 지목된다.
이를 방지하기 위해, 본 발명의 실시예에서, 도 1 내지 도 4, 도 6에 도시한 바와 같이, 제1 하우징 캡(120)과 제2 하우징 캡(130) 중 적어도 하나에는 외부 하우징(100) 외측의 외기가 내부로 유입되도록 복수의 통기홀(150)이 마련된다. 관련 도면에는 제1 하우징 캡(120)과 제2 하우징 캡(130) 모두에 통기홀(150)이 형성되어 있으며, 이 경우 2개의 하우징 캡 중 어느 하나에만 통기홀이 형성되는 경우에 비해 부품 과열을 더욱 효율적으로 방지할 수 있다.
또한, 제1측 회전자 축(311)과 제2측 회전자 축(321) 중 적어도 하나에는 통기홀(150)을 통해 외부 하우징(100) 내부로 외기를 블로잉하도록 송풍팬(350)이 마련된다. 이러한 송풍팬(350)은 제1측 회전자 축(311)과 제2측 회전자 축(321) 중 적어도 하나와 동시에 회전이 이루어지면서 외기를 외부 하우징(100) 내부로 블로잉한다.
한편, 송풍팬(350)은 제2 회전자 축(420)과 동시에 회전하도록 제2 회전자 축(420)에 결합될 수도 있다.
즉, 본 발명은 송풍팬(350)을 회전시키기 위한 별도의 구동력을 필요로 하지 않으면서, 유도전류 형성을 위해 제1 회전축(510)의 회전력을 전달받아 제1측 회전자 축(311)이 회전하는 동안 송풍팬(350) 또한 동시에 회전하게 되는바, 전체 발전기 제품 구성을 간소화하면서 내부 발열을 방지하여 발전효율을 최대한 극대화시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 통기홀(150)은 제1 하우징 캡(120)과 제2 하우징 캡(130) 모두에 형성될 수 있고, 송풍팬(350) 또한 제1측 회전자 축(311)과 제2측 회전자 축(321)에 모두 형성될 수 있으며, 송풍팬(350)은 제1측 회전자 축(311), 제2측 회전자 축(321)가 아닌 제2 회전자 축(420)의 일단 또는/및 타단에 형성될 수도 있다.
다음, 도 2 및 도 4에 도시한 바와 같이, 제1 출력유도부(600)와 제2 출력유도부(700)는 통전 가능한 일종의 배선으로서, 고정자(200)에 대한 제1 회전자(300)의 상대회전 및 제1 회전자(300)에 대한 제2 회전자(400)의 상대회전에 따라 제1 코일(210) 및 제2 코일(410)에 각각 형성되는 유도전류를 외부 하우징(100) 외측으로 출력되게 유도한다.
제1 출력유도부(600)는 제1 코일(210)과 연결되어 외부 하우징(100) 외측으로 노출되고, 제2 출력유도부(700)는 제2 코일(410)과 연결되어 외부 하우징(100) 외측으로 노출되며, 제1 출력유도부(600)와 제2 출력유도부(700)를 통해 하우징 외부로 유도된 유도전류는 별도의 전기적 접속장치를 통해 배터리를 충전하거나 ESS에 저장되는 등 다양하게 이용 가능하다.
한편, 제1 코일(210)의 경우 외부 하우징(100) 내에 고정 설치되어 있으므로 제1 출력유도부(600)는 제1 코일과 연결되어 하우징 외부로 노출되도록 설치하는데 있어 큰 어려움이 없으나, 제2 코일(410)의 경우 외부 하우징 내에서 회전하게 되므로 제2 출력유도부(700)를 구성하는데 있어 고민이 필요하게 된다.
본 발명의 실시예에서, 도 4에 도시한 바와 같이, 제2 회전자 축(420)의 단부를 포함한 근방 영역에는, 제2 코일(410)과 연결된 제2 출력유도부(700)가 배치되도록 출력유도부 설치홈(421)이 마련된다.
여기서, 도 2 및 도 4에 도시한 바와 같이, 제2 출력유도부(700)는, 제2 코일(410)과 연결되어 외부 하우징(100) 외측으로 노출되는 제2 회전자 축(420)의 단부에 그 원주방향을 따라 연속적으로 형성되는 슬립링(710)과, 슬립링(710)과 제2 코일(410) 사이를 전기적으로 연결하며 출력유도부 설치홈(421) 내에 배치되는 제2 출력배선(720)과, 제2 회전자 축(420)과 인접하게 배치되어 회전하는 슬립링(710)과 항시 미끄럼 접촉하는 상태로 접촉하여 전류를 통전시키는 브러쉬(730)를 포함한다.
이에 따라, 회전 상태의 제2 코일(410)에 형성되는 유도전류는 제2 출력배선(720)과 슬립링(710)을 순차적으로 거쳐 브러쉬(730)를 통해 유도전류를 사용하고자 하는 구성 측으로 유도될 수 있다. 여기서, 슬립링(710)과 브러쉬(730)는 복수로 마련되고, 브러쉬(730)는 제2 회전자 축(420)과 인접한 곳에 전술한 바와 같이 미끄럼 접촉이 항시 발생하도록 고정 설치된다.
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
100: 외부 하우징 120: 제1 하우징 캡
130: 제2 하우징 캡 150: 통기홀
200: 고정자 210: 제1 코일
300: 제1 회전자 310: 제1 회전자 케이스
311: 제1측 회전자 축 312: 연결블록
313: 자석 결합바 317: 영구자석
320: 제1 회전자 캡 321: 제2측 회전자 축
322: 결합블록 350: 송풍팬
400: 제2 회전자 410: 제2 코일
420: 제2 회전자 축 421: 출력유도부 설치홈
500: 구동부 510: 제1 회전축
520: 제1 동력전달부 530: 제2 회전축
550: 제2 동력전달부 600: 제1 출력유도부
700: 제2 출력유도부 710: 슬립링
720: 제2 출력배선 730: 브러쉬

Claims (10)

  1. 내부 공간을 갖는 외부 하우징;
    상기 외부 하우징 내측에 고정되고, 관통 구조로 이루어지며 제1 코일이 권취되는 고정자;
    상기 외부 하우징에 회전 지지된 상태로 상기 고정자의 내측에 회전 가능하도록 배치되고, 관통 구조로 이루어지며 그 원주방향과 길이방향을 따라 복수의 영구자석이 결합되는 제1 회전자;
    상기 제1 회전자에 회전 지지된 상태로 상기 제1 회전자의 내측에 회전 가능하도록 배치되고, 제2 코일이 권취되는 제2 회전자;
    상기 외부 하우징의 외측에 마련되어 상기 제1 회전자와 제2 회전자가 서로 반대방향으로 회전하도록 구동력을 제공하는 구동부; 및
    상기 고정자에 대한 상기 제1 회전자의 상대회전, 상기 제1 회전자에 대한 상기 제2 회전자의 상대회전에 따라 상기 제1 코일 및 제2 코일에 각각 형성되는 유도전류를 상기 외부 하우징 외측으로 출력되게 유도하는 제1 및 제2 출력유도부를 포함하는 멀티 출력을 제공하는 발전기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 외부 하우징은,
    양측이 개구된 관통구조의 원통 형상을 갖는 하우징 케이스; 및
    상기 하우징 케이스의 양측에 각각 결합되어 개구를 폐쇄하는 제1 및 제2 하우징 캡을 포함하고,
    상기 제1 회전자는 상기 제1 및 제2 하우징 캡과의 사이에 각각 개재된 베어링을 통해 회전지지되는 것을 특징으로 하는 멀티 출력을 제공하는 발전기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 하우징 캡의 중앙부에는 제1 및 제2 관통홀이 형성되고, 상기 베어링은 상기 제1 및 제2 관통홀의 내주면에 마련되는 것을 특징으로 하는 멀티 출력을 제공하는 발전기.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 하우징 캡의 중앙부에는 제1 및 제2 관통홀이 형성되고,
    상기 제1 회전자는,
    상기 제1 관통홀을 관통하여 상기 외부 하우징 외측으로 노출되는 제1측 회전자 축과, 상기 제1측 회전자 축과 연결되는 연결블록과, 상기 연결블록으로부터 돌출되며 상기 복수의 영구자석이 길이방향을 따라 결합되도록 서로 이격되면서 일정 이상의 길이로 돌출되는 복수의 자석 결합바를 포함하는 제1 회전자 케이스; 및
    상기 제2 관통홀을 관통하여 상기 외부 하우징 외측으로 노출되는 제2측 회전자 축과, 상기 제2 회전자측 축과 연결되고 상기 복수의 자석 결합바의 돌출단부에 결합되어 복수의 영구자석의 이탈을 방지하는 결합블록을 포함하는 제1 회전자 캡을 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 출력을 제공하는 발전기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1측 및 제2측 회전자 축은 각각 내측이 빈 관통 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 멀티 출력을 제공하는 발전기.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 제2 회전자는, 그 양단이 각각 제1 및 제2 관통홀과 더불어 상기 제1측 및 제2측 회전자 축을 길이방향으로 관통하여 상기 외부 하우징 외측으로 노출되며 상기 제2 코일이 권취되는 제2 회전자 축을 포함하고,
    상기 제2 회전자 축은, 상기 연결블록과 상기 결합블록과의 사이에 각각 개재된 베어링을 통해 회전지지되는 것을 특징으로 하는 멀티 출력을 제공하는 발전기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 회전자 축의 단부를 포함한 근방 영역에는, 상기 제2 코일과 연결된 상기 제2 출력유도부가 배치되도록 출력유도부 설치홈이 마련되는 것을 특징으로 하는 멀티 출력을 제공하는 발전기.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 하우징 캡 중 적어도 하나에는 복수의 통기홀이 마련되고,
    상기 제1측 회전자 축과 상기 제2측 회전자 축 중 적어도 하나에는 상기 통기홀을 통해 상기 외부 하우징 내부로 외기를 블로잉하도록 송풍팬이 마련되는 것을 특징으로 하는 멀티 출력을 제공하는 발전기.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제1 출력유도부는 상기 제1 코일과 연결되어 상기 외부 하우징 외측으로 노출되고,
    상기 제2 출력유도부는, 상기 제2 코일과 연결되어 상기 외부 하우징 외측으로 노출되는 상기 제2 회전자 축의 단부에 그 원주방향을 따라 연속적으로 형성되는 슬립링을 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 출력을 제공하는 발전기.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 구동부는,
    구동원의 출력을 전달받아 일방향으로 회전하는 제1 회전축;
    상기 제1 회전축의 회전력을 상기 제1측 회전자 축 또는 제2측 회전자 축으로 전달하여 상기 제1측 회전자 축 또는 제2측 회전자 축을 일방향으로 회전시키는 제1 동력전달부;
    일단이 상기 제1 동력전달부와 접촉하여 상기 제1 동력전달부의 구동에 의해 타방향으로 회전이 이루어지는 제2 회전축; 및
    상기 타방향으로 회전하는 상기 제2 회전축의 타단의 회전력을 상기 제2 회전자 축으로 전달하여 상기 제2 회전자 축을 타방향으로 회전시키는 제2 동력전달부를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 출력을 제공하는 발전기.


KR1020220171054A 2022-12-09 2022-12-09 멀티 출력을 제공하는 발전기 KR102518672B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220171054A KR102518672B1 (ko) 2022-12-09 2022-12-09 멀티 출력을 제공하는 발전기

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220171054A KR102518672B1 (ko) 2022-12-09 2022-12-09 멀티 출력을 제공하는 발전기

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102518672B1 true KR102518672B1 (ko) 2023-04-05

Family

ID=85884846

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220171054A KR102518672B1 (ko) 2022-12-09 2022-12-09 멀티 출력을 제공하는 발전기

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102518672B1 (ko)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101016882A (zh) * 2007-01-05 2007-08-15 东南大学 电气无级变速双功率流风力发电机组
CN201018445Y (zh) * 2006-12-15 2008-02-06 天津市新源电气科技有限公司 套叠双转子电机及该风电机组变速变频励磁系统
US20130181562A1 (en) * 2012-01-17 2013-07-18 Hamilton Sundstrand Corporation Dual-rotor machine
CN204992985U (zh) * 2015-08-24 2016-01-20 苏卫星 垂直轴双驱动发电设备
CN108365718A (zh) * 2018-02-09 2018-08-03 齐鲁工业大学 一种双转子永磁双馈风力发电机以及发电系统
KR102089743B1 (ko) * 2014-09-18 2020-03-17 한온시스템 주식회사 전동압축기의 모터 회전자
KR102099891B1 (ko) 2018-11-30 2020-04-13 김희근 마그넷 발전기
CN212183271U (zh) * 2020-06-24 2020-12-18 上海僖舜莱机电设备制造有限公司 一种具有散热装置的永磁发电机

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201018445Y (zh) * 2006-12-15 2008-02-06 天津市新源电气科技有限公司 套叠双转子电机及该风电机组变速变频励磁系统
CN101016882A (zh) * 2007-01-05 2007-08-15 东南大学 电气无级变速双功率流风力发电机组
US20130181562A1 (en) * 2012-01-17 2013-07-18 Hamilton Sundstrand Corporation Dual-rotor machine
KR102089743B1 (ko) * 2014-09-18 2020-03-17 한온시스템 주식회사 전동압축기의 모터 회전자
CN204992985U (zh) * 2015-08-24 2016-01-20 苏卫星 垂直轴双驱动发电设备
CN108365718A (zh) * 2018-02-09 2018-08-03 齐鲁工业大学 一种双转子永磁双馈风力发电机以及发电系统
KR102099891B1 (ko) 2018-11-30 2020-04-13 김희근 마그넷 발전기
CN212183271U (zh) * 2020-06-24 2020-12-18 上海僖舜莱机电设备制造有限公司 一种具有散热装置的永磁发电机

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7230363B2 (en) Low profile generator configuration
CN108352759B (zh) 转子组件和包括该转子组件的马达
ES2701724T3 (es) Máquina eléctrica
KR100677281B1 (ko) 토로이달 권선 방식을 적용한 하이브리드 유도전동기
JP2014110712A (ja) 制御装置一体型回転電機
KR102518672B1 (ko) 멀티 출력을 제공하는 발전기
US10644569B2 (en) Rotor and motor having an insulator for rotor teeth
KR20150002837U (ko) 모터 냉각장치
KR930015259A (ko) 여자 전류 공급라인을 갖는 전기기계의 회전자
CA2402192C (en) A fuel cell powered torque motor
JP2004312847A (ja) モータと電力変換器との結線方法
JP4173430B2 (ja) 回転電機の電機子、及び回転電機
JP7130992B2 (ja) 回転電機
KR840001007A (ko) 에너지 발생 시스템
KR20000014239A (ko) 입력과 출력이 동시에 이루어지고 출력을 증가시킬 수 있는 발전기
TWI808910B (zh) 節能驅動發電機
EP3462578A1 (en) Modular power generation device
CN111989848A (zh) 同步电机
KR200277404Y1 (ko) 차량용 교류발전기
EP0334150B1 (en) Electric commutator motor, particularly for domestic laundry washers
GB2375897A (en) Sealed generator
KR200277403Y1 (ko) 차량용 교류발전기
KR100212886B1 (ko) 자동차용 발전기
KR20170009059A (ko) 아우터형 다중 교류발전기
CN116633060A (zh) 一种双磁助推动力放大机及应用该装置的电动机、发电机

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant