KR102558536B1 - 다층 교류 발전기 - Google Patents

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KR102558536B1 KR1020230026651A KR20230026651A KR102558536B1 KR 102558536 B1 KR102558536 B1 KR 102558536B1 KR 1020230026651 A KR1020230026651 A KR 1020230026651A KR 20230026651 A KR20230026651 A KR 20230026651A KR 102558536 B1 KR102558536 B1 KR 102558536B1
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Abstract

본 발명은 전기자부 사이의 공간을 회전하는 계자부를 이용한 다층 교류 발전기에 관한 것으로서, 발전기의 외형을 형성하는 하우징부(320); 하우징부(320)를 관통하도록 설치되며, 하우징부(320)에 고정되어 회전을 위한 축 역할을 하는 중심축(310); 중심축(310)에 구속되지 않도록 중심축(310)에 회전 가능하게 삽입결합되는 동력발생회전체(110); 중심축(310)의 외주면을 덮도록 고정 설치되는 제1전기자설치부(210); 하우징부(320)의 내측면에 설치되며, 제1전기자설치부(210)와 이격되며, 전체적으로 원통관 형상을 이루는 제2전기자설치부(220); 동력발생회전체(110)의 일측면에 장착되어 동력발생회전체(110)와 함께 회전하며, 전체적으로 원통관 형상을 이루면서 제1전기자설치부(210)와 제2전기자설치부(220) 사이의 공간에 배치되는 계자설치부(230); 제1전기자설치부(210)의 표면을 따라 설치되는 제1전기자부(241); 제1전기자부(241)와 대면하는 제2전기자설치부(220)의 내측 표면을 따라 설치되는 제2전기자부(242); 계자설치부(230)의 내측 표면에 설치되어 제1전기자부(241)와 대면하도록 배치되는 제1계자부(251); 및, 계자설치부(230)의 외측 표면에 설치되어 제2전기자부(242)와 대면하도록 배치되는 제2계자부(252);로 구성되고, 동력발생회전체(110)의 회전에 따라 계자설치부(230)가 제1전기자설치부(210)와 제2전기자설치부(220) 사이의 공간에서 회전하면서 발전이 이루어진다.

Description

다층 교류 발전기{Multi Layer AC Generator}
본 발명은 하우징 내부에서 회전하는 동력발생회전체에 계자부를 설치하여 고정 설치된 전기자부와 마주보도록 배치하고, 동력발생회전체와 함께 계자부를 회전시키는 방식으로 고전압 대용량 발전이 가능한 새로운 개념의 다층 교류 발전기에 관한 것이다.
교류 발전기는 전기자 권선부와 계자 권선부의 상대적 이동에 따른 전자기 유도 현상을 이용하여 전력을 생산하는 장치인데, 통상적으로 스테이터(고정자)와 로터(회전자)에 전기자 권선부와 계자 권선부를 배치한 후 스테이터(고정자)는 고정된 상태를 유지하고 로터(회전자)만 회전하면서 전기자 권선부와 계자 권선부가 교차하고, 이를 통하여 전자기 유도 현상이 발생하면서 전력이 생산된다.
아울러, 회전자와 고정자가 동시에 회전하는 교류 발전기도 개발되었는데, 도1에 도시된 등록특허 제10-1396522호(회전자 및 고정자 동시 회전형 발전기)를 보면, 수개의 계자권선을 구비하고 풍력에 의해 회전하는 날개에 의해 회전하거나 또는 클러치를 통해 단속적으로 연결되는 전동기의 회전력에 의해 회전되며 고정자 측에 설치된 영구자석들의 자력에 의해 전기에너지를 발생시키는 회전자와; 상기 회전자 축의 양단부에 각각 설치되어 회전자가 마찰 없이 회전하도록 하는 한 쌍의 제 1 베어링과; 상기 회전자 축의 일단부에 설치된 아이들 베어링과 소정 면적을 갖고 지면에 고정 설치되는 지지판의 일단부 상면 사이에 설치되어 회전자와 지지판 사이가 일정간격을 유지하도록 지지해 주는 회전자 지지봉과; 와셔 형상을 갖고 상기한 한 쌍의 제 1 베어링의 외측에 각각 고정 설치되어 회전자와 고정자 본체 사이가 일정간격을 유지하도록 하되, 일측 판재에는 정해진 간격을 두고 천공된 브러쉬 장착공의 내측에는 상기 회전자의 계자권선 단부와 전기적으로 접촉되는 슬립링들이 각각 설치되며 상기 브러쉬 장착공에는 슬립링들과 탄력적으로 접촉되는 브러쉬들이 착탈 가능하게 결합된 형태를 갖는 한 쌍의 간격유지겸 슬립링 설치용 판재와; 상기한 한 쌍의 간격유지겸 슬립링 설치용 판재의 외측과 고정자 본체의 양단 내면 사이에 설치되어 고정자 본체가 마찰 없이 회전하도록 하는 한 쌍의 제 2 베어링과; 원통형의 고정자 본체 내면에 수개의 영구자석이 정해진 간격을 두고 고정 설치된 구성을 갖고 상기한 한 쌍의 제 2 베어링의 외측에 회전 가능하게 설치되어 회전자와 반대방향으로 회전하며 회전자의 계자권선에 회전자계가 형성되도록 하는 회전형 고정자와; 상기 지지판의 타단부 상면에 고정 설치된 상태에서 제어부를 통해 공급되는 상용전원 또는 태양전지 전원전압에 의해 구동되어 상기 고정자의 회전에 필요한 동력을 발생시켜 주는 고정자 구동모터와; 상기 고정자 구동모터의 동력을 고정자 측에 전달하는 모터동력 전달수단과; 상기 회전자의 회전수를 검출하여 제어부로 전달하는 회전수감지센서와; 상기 회전수감지센서에 의해 검출되는 회전자의 회전수에 대응하여 고정자 구동모터의 회전수를 제어하여 회전자의 계자권선에서 항상 정해진 주파수의 일정전압이 출력되도록 하는 제어부와; 상기 슬립링 및 브러쉬들을 통해 출력되는 회전자의 발전전압을 정류하여 밧데리를 충전시키거나 또는 다른 부하로 공급해 주는 발전전압 처리부;를 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.
이러한 교류 발전기의 경우 종래의 일반적인 교류 발전기에 비하여 발전 성능이 향상될 수 있으나, 풍력을 이용하여 회전자를 회전시킬 경우 발전 성능 향상의 정도가 제한적이고, 회전자와 고정자의 회전을 전동기(구동모터)를 이용하여 회전시킬 경우에도 발전되는 전력의 상당 부분이 전동기 회전(구동)에 사용되어 발전 성능 향상에 제한이 있다는 문제점이 있고, 회전자와 고정자의 배치 구조가 단층 구조로 이루어져 발전량 증대에 한계가 있다.
[선행기술문헌]
등록특허 제10-1020104호
등록특허 제10-1396522호
공개특허 제10-2012-0130616호
상기한 문제점을 해결하기 위하여 창작된 본 발명의 목적은 다음과 같다.
첫째, 종래의 교류 발전기의 구조를 획기적으로 개선하여 저속 회전 상태에서도 충분한 발전 성능을 확보할 수 있는 새로운 개념의 다층 교류 발전기를 제공함을 본 발명의 목적으로 한다.
둘째, 전기자 권선부와 계자 권선부가 이중 구조로 서로 마주보도록 배치되어 교류 발전기가 차지하는 공간을 최소화하고, 회전자의 회전 속도를 최소화하더라도 필요한 발전 성능 확보가 가능한 새로운 개념의 다층 교류 발전기를 제공함을 본 발명의 또 다른 목적으로 한다.
셋째, 발전에 필요한 회전력을 풍력이나 전동기에 의존하는 종래의 방식을 선택하지 않고, 동력발생회전체의 회전을 이용하는 새로운 개념의 다층 교류 발전기를 제공함을 본 발명의 또 다른 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 창작된 본 발명의 기술적 구성은 다음과 같다.
본 발명은 전기자부 사이의 공간을 회전하는 계자부를 이용한 다층 교류 발전기에 관한 것으로서, 발전기의 외형을 형성하며, 내부에 빈 공간이 마련된 하우징부(320); 상기 하우징부(320)를 관통하도록 설치되며, 상기 하우징부(320)에 고정되어 회전을 위한 축 역할을 하는 중심축(310); 상기 중심축(310)에 구속되지 않도록 상기 중심축(310)에 회전 가능하게 삽입결합되는 동력발생회전체(110); 상기 중심축(310)의 외주면을 덮도록 고정 설치되는 제1전기자설치부(210); 상기 하우징부(320)의 내측면에 설치되며, 상기 제1전기자설치부(210)와 이격되며, 전체적으로 원통관 형상을 이루는 제2전기자설치부(220); 상기 동력발생회전체(110)의 일측면에 장착되어 상기 동력발생회전체(110)와 함께 회전하며, 전체적으로 원통관 형상을 이루면서 상기 제1전기자설치부(210)와 상기 제2전기자설치부(220) 사이의 공간에 배치되는 계자설치부(230); 상기 제1전기자설치부(210)의 표면을 따라 설치되는 제1전기자부(241); 상기 제1전기자부(241)와 대면하는 상기 제2전기자설치부(220)의 내측 표면을 따라 설치되는 제2전기자부(242); 상기 계자설치부(230)의 내측 표면에 설치되어 상기 제1전기자부(241)와 대면하도록 배치되는 제1계자부(251); 및, 상기 계자설치부(230)의 외측 표면에 설치되어 상기 제2전기자부(242)와 대면하도록 배치되는 제2계자부(252);로 구성된다.
여기서 동력발생회전체(110)는, 상기 동력발생회전체(110)의 외곽 테두리를 따라 미리 설정된 간격으로 돌출되어 외부 압력을 전달받아 상기 동력발생회전체(110)의 회전력을 발생시키는 압력전달판(130); 상기 동력발생회전체(110)의 외곽 테두리 부위에 장착되어 상기 압력전달판(130)의 노출된 부위를 감싸면서 상기 압력전달판(130)으로 전달되는 외부 압력이 유실되는 것을 방지하는 덮개부(140); 상기 압력전달판(130)의 외측에 장착되며, 상기 압력전달판(130)으로 고압의 매체를 전달하는 통로 역할을 하는 압력공급부(150); 및, 상기 압력전달판(130)으로 공급되어 상기 압력전달판(130)의 회전력을 발생시킨 고압의 매체를 외부로 배출하는 통로 역할을 하는 압력매체배출구(160);를 포함하고, 상기 동력발생회전체(110)의 회전에 따라 상기 계자설치부(230)가 상기 제1전기자설치부(210)와 상기 제2전기자설치부(220) 사이의 공간에서 회전하면서 발전(發電)이 이루어지는 것을 특징으로 한다.
아울러, 본 발명의 동력발생회전체(110)는, 상기 동력발생회전체(110)의 외곽 테두리를 따라 미리 설정된 간격으로 함몰된 구조로서, 폭발성 연료와 공기의 혼합물의 폭발과 팽창에 의한 압력을 제공받아 회전력을 발생시키는 공간을 제공하는 회전력생성홈부(170); 상기 동력발생회전체(110)의 외곽 테두리 부위에 장착되어 상기 회전력생성홈부(170)의 노출된 부위를 감싸면서 상기 회전력생성홈부(170) 내부에서 폭발과 팽창시 발생하는 압력이 외부로 유실되는 것을 방지하는 덮개부(140); 상기 회전력생성홈부(170)의 외측에 장착되며, 상기 회전력생성홈부(170)의 내부로 압력을 제공하는 폭발성 연료와 공기의 혼합물을 주기적으로 공급하고, 공급된 폭발성 연료와 공기를 압축하여 폭발시키는 연료공급부(180); 및, 상기 덮개부(140)를 따라 이격 설치되어 회전력생성홈부(170)에서 폭발과 팽창이 이루어진 후의 연소가스를 배출하는 통로 역할을 하는 연소가스배출구(190);를 포함하고, 상기 동력발생회전체(110)의 회전에 따라 상기 계자설치부(230)가 상기 제1전기자설치부(210)와 상기 제2전기자설치부(220) 사이의 공간에서 회전하면서 발전(發電)이 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 구성에 따른 기술적 효과는 다음과 같다.
첫째, 종래의 교류 발전기의 구조를 획기적으로 개선하여 다층 구조를 형성함으로써 저속 회전 상태에서도 충분한 발전 성능을 확보할 수 있다.
둘째, 전기자부와 계자부가 이중 구조로 서로 마주보도록 배치되어 교류 발전기가 차지하는 공간을 최소화하고, 회전자의 회전 속도를 최소화하더라도 필요한 발전 성능 확보가 가능하다.
셋째, 발전에 필요한 회전력을 풍력이나 전동기에 의존하는 종래의 방식을 선택하지 않고, 동력발생회전체의 회전을 이용하는 새로운 개념을 적용하여 회전효율 및 발전효율을 증대시킬 수 있다.
도1은 종래 기술을 도시한다.
도2는 본 발명의 구체적 실시예의 측면 단면 구조를 도시한다.
도3은 도2의 단면 A-A를 도시한다.
도4는 본 발명의 다른 구체적 실시예의 측면 구조를 도시한다.
도5는 본 발명의 또 다른 구체적 실시예의 측면 구조를 도시한다.
도6은 고압증기와 같은 압력매체를 이용하는 동력발생회전체(110)의 구체적 실시예를 도시한다.
도7은 폭발성 연료와 공기의 혼합물의 폭발에 따른 압력을 이용하는 동력발생회전체(110)의 구체적 실시예를 도시한다.
도8은 피스톤(410)과 실린더(420)의 또 다른 실시예를 도시한다.
이하에서는 본 발명의 구체적 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명한다.
본 발명은 전기자부 사이의 공간을 회전하는 계자부를 이용한 다층 교류 발전기에 관한 것으로서, 도2 및 도3에 도시된 구체적 실시예는 다음과 같은 구성으로 이루어진다.
하우징부(320)는 발전기의 외형을 형성하며, 내부에 빈 공간이 마련되어 본 발명의 구성요소들이 장착되며, 하우징부(320)의 구체적인 형상이나 크기는 특별히 제한되지 않는다.
중심축(310)은 하우징부(320)를 관통하도록 설치되며, 하우징부(320)에 고정되어 회전을 위한 축 역할을 한다. 이러한 중심축(310)은 그 자체는 회전하지 않고 고정되며, 단지 동력발생회전체(110)의 회전을 위한 중심축 역할을 하게 된다.
동력발생회전체(110)는 이러한 중심축(310)에 삽입결합되며, 중심축(310)에 구속되지 않고 중심축(310)과 별개로 회전한다.
제1전기자설치부(210)는 동력발생회전체(110)가 삽입결합된 중심축(310) 주변의 외주면에 고정 설치되어 중심축(310)의 길이 방향을 따라 동력발생회전체(110)와 일렬로 순차적으로 배열되는 구조가 된다. 즉, 제1전기자설치부(210)도 중심축(310)과 마찬가지로 회전을 하지 않고 고정되도록 결합된다.
제2전기자설치부(220)는 하우징부(320)의 내측면에 설치되며, 전체적으로 원통관 구조를 하고 있는데, 이러한 제2전기자설치부(220)도 제1전기자설치부(210)와 마찬가지로 회전을 하지 않고 고정된 상태가 된다.
이러한 제2전기자설치부(220)는 제1전기자설치부(210)와 이격되도록 설치되어 그 사이에 빈 공간이 형성된다.
계자설치부(230)는 동력발생회전체(110)의 일측면에 장착되어 동력발생회전체(110)와 함께 회전한다.
계자설치부(230)는 전체적으로 원통관 형상을 이루고 있으며, 제1전기자설치부(210)와 제2전기자설치부(220) 사이의 공간에 배치된 상태로 동력발생회전체(110)와 함께 회전한다.
제1전기자부(241)는 제1전기자설치부(210)의 표면을 따라 설치되고, 제2전기자부(242)는 제2전기자설치부(220)의 내측 표면을 따라 설치된다.
제1계자부(251)는 계자설치부(230)의 내측 표면에 설치되어 제1전기자부(241)와 대면하도록 배치되고, 제2계자부(252)는 계자설치부(230)의 외측 표면에 설치되어 제2전기자부(242)와 대면하도록 배치된다.
따라서, 동력발생회전체(110)가 회전하면 계자설치부(230)도 함께 회전하고, 그에 따라 제1계자부(251)와 제2계자부(252)도 회전을 하게 되고, 제1계자부(251)와 제1전기자부(241) 사이 및 제2계자부(252)와 제2전기자부(242) 사이 각각에서 발전(發電)이 이루어지게 된다.
첨부 도면에 별도로 도시하지 않았으나 이러한 구조가 반경을 달리하여 다층으로 형성될 수도 있다.
이러한 동력발생회전체(110), 제1전기자설치부(210), 제2전기자설치부(220), 계자설치부(230), 제1전기자부(241), 제2전기자부(242), 제1계자부(251), 및 제2계자부(252)는 도4에 도시된 것처럼 중심축(310)을 따라 동일한 구조로 추가 설치되어 다단 구성을 이루면서 발전량을 증대시킬 수도 있고, 필요에 따라 다수의 동력발생회전체(110) 가운데, 일부만 선택하여 가동시킬 수도 있다. 즉, 일부 동력발생회전체(110)의 수리나 교체가 필요한 경우 해당 동력발생회전체(110)의 작동을 멈추더라도 나머지 동력발생회전체(110)는 이에 영향을 받지 않고 정상 가동이 가능하다.
아울러, 도5에 도시된 것처럼 다단 구성의 경우 마지막 단에는 동력발생회전체(110)만 추가 설치하고, 설치된 동력발생회전체(110) 전부를 계자설치부(230)를 통하여 하나로 연결(계자설치부(230)의 양측 단부 각각이 이웃하는 동력발생회전체(110)에 결합되는 구조)하여 동시에 회전하도록 구성할 수도 있다.
발전(發電)을 위해서는 동력발생회전체(110)를 회전시켜야 하는데, 도6은 고압증기와 같은 압력매체를 이용하는 동력발생회전체(110)의 구체적 실시예를 도시한다.
압력전달판(130)은 동력발생회전체(110)의 외곽 테두리를 따라 미리 설정된 간격으로 돌출되어 외부 압력(고압의 증기나 물)을 전달받아 동력발생회전체(110)의 회전력을 발생시키는 역할을 한다.
덮개부(140)는 동력발생회전체(110)의 외곽 테두리 부위에 장착되어 압력전달판(130)의 노출된 부위를 감싸면서 압력전달판(130)으로 전달되는 외부 압력이 유실되는 것을 방지하거나 최소화하는 역할을 한다.
압력공급부(150)는 압력전달판(130)의 외측에 장착되며, 압력전달판(130)으로 고압의 매체를 전달하는 통로 역할을 한다.
압력매체배출구(160)는 압력전달판(130)으로 공급되어 압력전달판(130)의 회전력을 발생시킨 고압의 매체를 외부로 배출하는 통로 역할을 한다.
이러한 압력공급부(150)와 압력매체배출구(160)는 각각 1개씩만 구비될 수도 있고, 미리 설정된 각도마다 설치되어 다수 개가 구비될 수도 있다.
도7은 폭발성 연료와 공기의 혼합물을 이용하여 동력발생회전체(110)에 회전력을 발생시키는 구조를 도시한다.
회전력생성홈부(170)는 동력발생회전체(110)의 외곽 테두리를 따라 미리 설정된 간격으로 함몰된 구조로서, 폭발성 연료와 공기의 혼합물의 폭발과 팽창에 따른 압력을 제공받아 회전력을 생성하는 공간이다.
회전력생성홈부(170)의 단면 형상은 도7에 도시된 것처럼 미리 설정된 어느 한 방향으로 회전력이 발생되도록 비대칭 구조를 하고 있고, 연료공급부(180)에서 폭발된 연소가스가 순간적으로 배출되는 방향도 이러한 회전 방향을 고려하여 결정되어야 한다.
덮개부(140)는 이러한 동력발생회전체(110)의 외곽 테두리 부위에 장착되어 회전력생성홈부(170)의 노출된 부위를 감싸면서 회전력생성홈부(170) 내부에서 폭발과 팽창시 발생하는 압력이 외부로 유실되는 것을 방지하거나 최소화하여 회전력을 극대화시키는 기능을 수행한다.
이러한 덮개부(140)는 동력발생회전체(110)와 함께 회전하지 않고 고정된 상태로 장착된다.
연료공급부(180)는 회전력생성홈부(170)의 외측에 장착되는데, 회전력생성홈부(170)의 내부로 압력을 제공하는 폭발성 연료와 공기의 혼합물을 주기적으로 공급하고, 이를 압축하여 폭발시키는 기능을 수행한다.
연소가스배출구(190)는 덮개부(140)를 따라 이격 설치되어 회전력생성홈부(170)에서 폭발과 팽창이 이루어지면서 회전력생성홈부(170)에 압력을 전달하여 회전력을 생성한 이후의 연소가스를 외부로 배출하는 통로 역할을 한다.
이러한 장치들은 도7에 도시된 것처럼 동력발생회전체(110)에 2개씩 설치될 수도 있고, 첨부도면에 도시하지 않았으나 1개, 또는 3개 이상이 설치될 수도 있다.
연료공급부(180)는 도7에 도시된 것처럼 피스톤(410), 실린더(420) 혼합물주입관(430) 여닫이밸브(440) 및 점화플러그(450)를 포함한다.
피스톤(410)은 왕복운동을 하면서 연료와 공기의 혼합물을 주기적으로 유입하여 압축하는 역할을 한다.
즉, 도7에 도시된 것처럼 실린더(420)와 회전력생성홈부(170)가 서로 만나지 않아 닫혀 있는 위치에서 폭발성 연료와 공기의 혼합물을 흡기(유입)하여 압축하고, 실린더(420)와 회전력생성홈부(170)가 서로 만나 열리는 위치에서 폭발시켜 폭발에 따른 팽창 압력이 회전력생성홈부(170)로 전달되도록 한다.
실린더(420)는 이러한 피스톤(410)의 왕복운동을 가이드하고 연료와 공기의 혼합물이 유입되어 일시 저장되었다가 압축되는 공간을 제공한다.
혼합물주입관(430)은 실린더(420) 내부로 유입되는 연료와 공기의 혼합물 공급 통로 역할을 한다.
여닫이밸브(440)는 실린더(420)와 맞닿는 혼합물주입관(430)의 단부에 설치되어 피스톤(410)의 왕복운동에 맞추어 연료와 공기의 혼합물이 유입되는 과정에서는 열리고, 압축되는 과정에서는 닫히는 역할을 한다.
이러한 여닫이밸브(440)는 별도의 장치에 의하여 주기적으로 개폐가 이루어지도록 제어될 수도 있고, 단순히 자유 회동이 가능한 구조로 설치되어 압력 차이에 의하여 연료와 공기가 유입될 경우에는 열리고, 압축되는 과정에서는 닫히는 구조가 될 수도 있다.
점화플러그(450)는 실린더(420) 내부에 설치되어 압축된 연료와 공기의 혼합물을 적정 시점에 점화하여 폭발시키는 역할을 한다.
피스톤(410)의 왕복운동 구조는 도7에 도시된 것처럼 영구자석(460)과 전자석(470)을 이용하는 방식이 선택될 수 있다.
영구자석(460)은 피스톤(410)이 왕복운동하는 실린더(420) 내부의 양측 끝단에 각각 장착되며 서로 극을 달리하여 피스톤(410)을 향하게 배치된다.
전자석(470)은 피스톤(410)에 장착되어 피스톤(410)과 하나의 몸체를 이루며, 극이 주기적으로 변하는데, 이를 통하여 2개의 영구자석(460) 사이에서 인력과 척력이 교차로 작용하게 되고, 이러한 인력과 척력의 작용으로 피스톤(410)의 왕복 운동이 이루어지게 된다.
도8에는 본 발명의 피스톤이 캠(490) 작동으로 왕복운동하는 구조를 도시하고 있는데, 피스톤(410)은 모터(480)의 회전운동을 직선왕복운동으로 변환시키는 캠(490)과 연결되어 왕복운동을 하면서 폭발성 연료과 공기의 혼합물을 주기적으로 유입할 수도 있다.
상기한 바와 같이 본 발명의 구체적 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하였으나 본 발명의 보호범위가 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양한 설계변경, 공지기술의 부가나 삭제, 단순한 수치한정 등의 경우에도 본 발명의 보호범위에 속함을 분명히 한다.
110:동력발생회전체
130:압력전달판
140:덮개부
150:압력공급부
160:압력매체배출구
170:회전력생성홈부
180:연료공급부
190:연소가스배출구
210:제1전기자설치부
220:제2전기자설치부
230:계자설치부
241:제1전기자부
242:제2전기자부
251:제1계자부
252:제2계자부
310:중심축
320:하우징부
410:피스톤
420:실린더
430:혼합물주입관
440:여닫이밸브
450:점화플러그
460:영구자석
470:전자석
480:모터
490:캠

Claims (5)

  1. 전기자부 사이의 공간을 회전하는 계자부를 이용한 다층 교류 발전기에 관한 것으로서,
    발전기의 외형을 형성하며, 내부에 빈 공간이 마련된 하우징부(320);
    상기 하우징부(320)를 관통하도록 설치되며, 상기 하우징부(320)에 고정되어 회전을 위한 축 역할을 하는 중심축(310);
    상기 중심축(310)에 구속되지 않도록 상기 중심축(310)에 회전 가능하게 삽입결합되는 동력발생회전체(110);
    상기 중심축(310)의 외주면을 덮도록 고정 설치되는 제1전기자설치부(210);
    상기 하우징부(320)의 내측면에 설치되며, 상기 제1전기자설치부(210)와 이격되며, 전체적으로 원통관 형상을 이루는 제2전기자설치부(220);
    상기 동력발생회전체(110)의 일측면에 장착되어 상기 동력발생회전체(110)와 함께 회전하며, 전체적으로 원통관 형상을 이루면서 상기 제1전기자설치부(210)와 상기 제2전기자설치부(220) 사이의 공간에 배치되는 계자설치부(230);
    상기 제1전기자설치부(210)의 표면을 따라 설치되는 제1전기자부(241);
    상기 제1전기자부(241)와 대면하는 상기 제2전기자설치부(220)의 내측 표면을 따라 설치되는 제2전기자부(242);
    상기 계자설치부(230)의 내측 표면에 설치되어 상기 제1전기자부(241)와 대면하도록 배치되는 제1계자부(251); 및,
    상기 계자설치부(230)의 외측 표면에 설치되어 상기 제2전기자부(242)와 대면하도록 배치되는 제2계자부(252);
    로 구성되고,
    상기 동력발생회전체(110)는,
    상기 동력발생회전체(110)의 외곽 테두리를 따라 미리 설정된 간격으로 함몰된 구조로서, 폭발성 연료와 공기의 혼합물의 폭발과 팽창에 의한 압력을 제공받아 회전력을 발생시키는 공간을 제공하는 회전력생성홈부(170);
    상기 동력발생회전체(110)의 외곽 테두리 부위에 장착되어 상기 회전력생성홈부(170)의 노출된 부위를 감싸면서 상기 회전력생성홈부(170) 내부에서 폭발과 팽창시 발생하는 압력이 외부로 유실되는 것을 방지하는 덮개부(140);
    상기 회전력생성홈부(170)의 외측에 장착되며, 상기 회전력생성홈부(170)의 내부로 압력을 제공하는 폭발성 연료와 공기의 혼합물을 주기적으로 공급하고, 공급된 폭발성 연료와 공기를 압축하여 폭발시키는 연료공급부(180); 및,
    상기 덮개부(140)를 따라 이격 설치되어 회전력생성홈부(170)에서 폭발과 팽창이 이루어진 후의 연소가스를 배출하는 통로 역할을 하는 연소가스배출구(190);
    를 포함하고,
    상기 동력발생회전체(110)의 회전에 따라 상기 계자설치부(230)가 상기 제1전기자설치부(210)와 상기 제2전기자설치부(220) 사이의 공간에서 회전하면서 발전(發電)이 이루어지는 것을 특징으로 하는 다층 교류 발전기.
  2. 제1항에서,
    상기 연료공급부(180)는,
    왕복운동을 하면서 연료와 공기의 혼합물을 유입하여 압축하는 피스톤(410);
    상기 피스톤(410)의 왕복운동을 가이드하고 연료와 공기의 혼합물이 유입되어 일시 저장되었다가 압축되는 공간을 제공하는 실린더(420);
    상기 실린더(420) 내부로 유입되는 연료와 공기의 혼합물 공급 통로 역할을 하는 혼합물주입관(430);
    상기 실린더(420)와 맞닿는 상기 혼합물주입관(430)의 단부에 설치되어 상기 피스톤(410)의 왕복운동에 따라 연료와 공기의 혼합물이 유입되는 과정에서는 열리고, 압축되는 과정에서는 닫히는 여닫이밸브(440); 및,
    상기 실린더(420) 내부에 설치되어 압축된 연료와 공기의 혼합물을 점화하여 폭발시키는 점화플러그(450);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 교류 발전기.
  3. 제2항에서,
    상기 피스톤(410)이 왕복운동하는 상기 실린더(420) 내부의 양측 끝단에 각각 장착되며 서로 극을 달리하여 상기 피스톤(410)을 향하는 영구자석(460); 및,
    상기 피스톤(410)에 장착되어 극이 주기적으로 변하면서 상기 영구자석(460)과 인력과 척력이 교차로 작용하면서 상기 피스톤(410)의 왕복 운동을 유도하는 전자석(470);
    이 더 포함되거나,
    또는,
    상기 피스톤(410)은,
    모터(480)의 회전운동을 직선왕복운동으로 변환시키는 캠(490)과 연결되어 왕복운동을 하는 것을 특징으로 하는 다층 교류 발전기.
  4. 제1항 내지 제3항 가운데 어느 한 항에서,
    상기 동력발생회전체(110), 상기 제1전기자설치부(210), 상기 제2전기자설치부(220), 상기 계자설치부(230), 상기 제1전기자부(241), 상기 제2전기자부(242), 상기 제1계자부(251), 및 상기 제2계자부(252)가 상기 중심축(310)을 따라 동일한 구조로 추가 설치되는 것을 특징으로 하는 다층 교류 발전기.
  5. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20100108494A (ko) * 2009-03-29 2010-10-07 임효진 자력으로 동력이 전달되는 밀폐터빈실 발전시스템
KR20120056408A (ko) * 2010-11-25 2012-06-04 황도원 발전기
KR20220144953A (ko) * 2021-04-21 2022-10-28 하태관 순환식 해머를 포함하는 회전체

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