KR20010005664A - 영구자석형 발전기 - Google Patents

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KR20010005664A
KR20010005664A KR1019997008732A KR19997008732A KR20010005664A KR 20010005664 A KR20010005664 A KR 20010005664A KR 1019997008732 A KR1019997008732 A KR 1019997008732A KR 19997008732 A KR19997008732 A KR 19997008732A KR 20010005664 A KR20010005664 A KR 20010005664A
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후카다미쓰히로
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후카다 미쓰히로
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Abstract

약한 자연에너지라도 발전가능함과 동시에, 발전기를 가볍게 하기 위해, 중심축(2)에 구동날개(3)가 끼워져 일체적으로 설치되고, 또한 자연에너지 매체(4)의 통과를 허용하는 내통형상의 영구자석 회전자(1)와, 이 영구자석 회전자의 바깥둘레벽에 대하여, 상기 중심축을 지지하는 축받이부재(11)를 개재하여 일정한 간극(12)을 형성하도록 설치되고, 또한 도체부착부(13)에 고정자권선(16)을 갖는 외통형상의 고정자(10)를 구비한다. 그리고 발전기는 자연에너지가 수력인 경우에는, 캠프장에 있어서 강이나 바다 속에 넣어 사용하는 경우에 적합하다.

Description

영구자석형 발전기 {PERMANENT MAGNET GENERATOR}
발전기(예컨대 3상모터)의 구조는, 회전자계를 만들어내기 위한 고정자와, 회전자와, 이 회전자가 고정자 내에서 일정한 간극을 갖도록 유지하는 축받이로 이루어진다. 예를들어 수력, 풍력 등의 자연에너지를 이용한 발전기는, 중심축을 가지고 또한 축받이에 의해 지지된 회전자가, 고정자권선을 갖는 통형상의 고정자 내에서 회전하면, 고정자권선에 전기를 발생시킨다. 그리고 고정자권선에 발생된 전기는, 집전고리나 브러시를 통하여 저항기, 콘덴서 등에 접속된다.
보통 일반적으로, 고정자는 자석의 역할이기 때문에, 자속이 통하기 쉬운 철심과, 전자석을 만들기 위한 고정자권선으로 이루어져 있다. 이 경우 고정자철심은 우즈전류에 의한 손실을 막기 위해서, 얇은 규소강판을 포개어 합하고 있다. 한편 회전자도 고정자와 같이 얇은 규소강판을 포개어 합친 철심과 회전자도체로 이루어져 있다. 그리고 상기 회전자도체는 회전자철심의 주위에 형성된 복수의 홈에 각각 동막대를 끼워넣고, 각 동막대의 양끝단에 단락고리를 용접, 납땜 등을 행함으로써 구성되어 있다.
그런데, 상기한 바와 같이 철심을 사용한 회전자는, 고정자철심에 대하여, 소위 코깅현상이 생겨, 그 결과 발전기 혹은 모터의 한 특성으로서의 강한 기동토크(기전력)가 필요하게 된다.
따라서, 환경의 조건에 따라 약한 자연에너지(수력, 풍력)를 이용하여 발전을 하고자 하는 경우에는, 상기 코깅현상이 발전의 장해가 된다.
그리하여, 종래에 고정자나 회전자에 철심(고정자철심, 회전자코어)을 이용한 발전기에 있어서, 기전력을 감소 혹은 저감시키는 것을 목적으로 하는 기술이 제안되어 있다(일본국 특개평 6-14509호 공보, 일본국 특개평 7-184360호 공보).
상기 일본국 특개평 7-184360호 공보에 개시된 제1실시예에서는, 「N극과 S극이 둘레방향에 교대로 배치된 고리형상 자석(회전자)과, 이 고리형상 자석 내에 같은 극수(예컨대 5개)의 규소강판의 돌기네일(요크편)을 가지며, 또한 고리형상 코일을 내장하는 고정자(발전코일체)로 이루지고, 돌기네일에는 각각 기전력을 감소하도록 돌기방향으로 슬릿이 형성된 발전기가 나타내어져 있다.
그러나, 상기 구성의 발전기에 있어서는 기전력을 감소시킬 수 있다고 하지만, 중심축에 베어링을 개재하여 규소강판으로 형성된 고정자를 유지하고 있기 때문에, 그 구조상 전체적으로 발전기가 무겁다는 결점이 있다.
따라서, 본 발명의 영구자석형 발전기의 목적은, 하기에 열거한 바와 같다.
하기
① 예컨대 강속에 넣거나, 혹은 지지대에 설치한 경우에 있어서, 약한 자연에너지에서도 사용가능한 것.
② 발전기를 가볍게 할 수 있는 것, 즉 용이하게 운반가능 한 것.
③ 고정자권선을 길게 할 수 있는 것.
④ 염가로 제작할 수 있음과 동시에, 런닝코스트가 들지 않는 것.
⑤ 소형화할 수 있는 것.
⑥ 고정자에 철재를 사용하지 않은 것에 의한 이점을 얻는 것. 그 이점이란 인덕턴스가 작고, 철손실이 없으며, 회전자에 대하여 자기흡인력이 없다는 것 등이다.
본 발명은 수력(파도력도 포함) 혹은 풍력 등과 같은 자연에너지를 이용하여 발전하는 영구자석형 발전기에 관한 것이다. 이 영구자석형 발전기는 코깅현상(모터의 기동시에, 자력이 서로 끌어당기는 현상에 의해 덜커덕거리며 회전하는 것)을 방지하며, 발전기의 경량화 등에 알맞다. 또한 이 영구자석형 발전기는, 자연에너지가 수력인 경우에는 강이나 바다 속에 넣어져 사용된다. 한편 자연에너지가 풍력인 경우에는 지지기둥, 지지대, 건물의 지붕 등에 설치된다.
도 1은, 본 발명의 제1실시예를 나타내는 사시 설명도.
도 2는, 도 1에서 구성부재를 분해한 설명도.
도 3은, 도 1에서 좌측면으로부터의 설명도.
도 4는, 도 1에서 축방향을 나타내는 개략 단면설명도.
도 5는, 도 1에서 반경방향을 나타내는 개략 단면설명도.
도 6은, 제1실시예의 사용상태의 일예를 나타내는 설명도.
도 7은, 제1실시예의 작동상태를 나타내는 설명도.
도 8은, 본 발명의 제2실시예의 개략 단면설명도(도 4와 같은 도면).
도 9는, 제2실시예의 구성부재를 분해한 설명도(도 2와 같은 도면).
도 10은, 본 발명의 제3실시예의 개략 단면설명도.
도 11은, 제3실시예의 사시 설명도.
도 12는, 본 발명의 제4실시예의 개략 단면설명도.
도 13은, 제4실시예의 사시 분해설명도.
도 14는, 본 발명의 제5실시예의 개략 단면설명도.
도 15는, 제5실시예의 사시 설명도.
도 16은, 본 발명의 제6실시예의 개략 단면설명도.
도 17은, 제6실시예의 사시 설명도이다.
본 발명(청구항 1에 기재된 발명)은, 중심축(2)에 구동날개(3)가 끼워져 일체적으로 설치되고, 또한 자연에너지 매체(4)의 통과를 허용하는 내통형상의 영구자석 회전자(1)와, 이 영구자석 회전자의 바깥둘레벽에 대하여, 상기 중심축을 지지하는 축받이부재(11)를 통해 일정한 간극(12)을 형성하도록 설치되고, 또한 도체부착부(13)에 고정자권선(16)을 갖는 외통형상의 비자성체 고정자(10)를 구비한다. 따라서 영구자석형 발전기는, 특히 강한 기동토크(기전력)를 필요로 하지 않고, 또한 발전기를 경량화를 도모할 수 있다.
또한, 본 발명(청구항 3에 기재된 발명)은, 중심축(2A)에 구동날개(3A)가 끼워져 일체적으로 설치되고, 또한 자연에너지 매체(4)의 통과를 허용하는 내통형상의 영구자석 회전자(1A)와, 이 영구자석 회전자의 바깥둘레벽에 대하여, 상기 중심축을 지지하는 축받이부재(11)를 통해 일정한 간극(12)을 형성하도록 설치되고, 또한 도체부착부(13)에 고정자권선(16)을 갖는 외통형상의 비자성체 고정자(10A)를 구비하며, 상기 영구자석 회전자(1A)는 중심축(2A)에 구동날개(3A)를 통해 일체적으로 설치된 내통체(6)와, 이 내통체의 바깥둘레벽에 N극과 S극이 둘레방향에 교대로 고리형태로 배치된 여러개의 영구자석(1a,‥‥1n)으로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 따라서 이 영구자석형 발전기는, 특히 회전자측의 각 구성부재(중심축, 구동날개, 내통체)를 일체로 성형할 수 있다.
또한, 본 발명(청구항 4에 기재된 발명)은, 중심축(2B)에 제1구동날개(3B)가 끼워져 일체적으로 설치되고, 또한 자연에너지 매체(4)의 통과를 허용하는 내통형상의 영구자석 회전자(1B)와, 이 영구자석 회전자의 바깥둘레벽에 대하여, 상기 중심축을 지지하는 축받이부재(11B)를 통해 일정한 간극(12)을 형성하도록 설치되고, 또한 도체부착부(13)에 고정자권선(16B)을 갖는 외통형상의 비자성체 고정자(10B)를 구비하며, 상기 중심축(2B)의 일끝단부는 한쪽의 축받이부재(11B)에서 돌출하고, 이 돌출끝단부에 프로펠러형태의 제2구동날개(7)가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다. 따라서 이 영구자석형 발전기는, 특히 풍력이 약할 때라도 영구자석 회전자가 용이하게 회전한다. 또한 소망하는 장소(예컨대 캠프장에 있어서, 지지대에 고정자를 적당히 연결함)에 설치할 수가 있다.
또한, 본 발명(청구항 5에 기재된 발명)은, 중심축(2C)에 구동날개(3C)가 끼워져 일체적으로 설치되고, 또한 자연에너지 매체(4)의 통과를 허용하는 내통형상의 영구자석 회전자(1C)와, 이 영구자석 회전자의 바깥둘레벽에 대하여, 상기 중심축을 지지하는 축받이부재(11C)를 통해 일정한 간극(12)을 형성하도록 설치되고, 또한 도체부착부(13)에 고정자권선(16C)을 갖는 외통형상의 비자성체 고정자(10C)를 구비하며, 상기 중심축(2C)의 일끝단부가 적어도 한쪽의 축받이부재(11C)에서 돌출하고, 이 돌출끝단부에 상기 영구자석 회전자(1C)와 함께 같은 방향으로 공동회전하는 철제의 구동용 외통체(8)를 고정적으로 설치한 것을 특징으로 한다. 따라서 이 영구자석형 발전기는 특히 고정자권선의 발전량을 크게 할 수 있다.
또한, 본 발명(청구항 6에 기재된 발명)은, 영구자석형 발전기본체(30)가, 중심축(2)에 구동날개(3)가 끼워져 일체적으로 설치되고, 또한 자연에너지 매체(4)의 통과를 허용하는 내통형상의 영구자석 회전자(1)와, 이 영구자석 회전자의 바깥둘레벽에 대하여, 상기 중심축을 지지하는 축받이부재(11)를 통해 일정한 간극(12)을 형성하도록 설치되고, 또한 도체부착부(13D)에 고정자권선(16D)을 갖는 외통형상의 비자성체 고정자(10D)를 구비하며, 상기 고정자(10D)에 방향타(31)를 적어도 하나이상 설치하고, 또한 영구자석형 발전기본체(30)는 고정자(10D)를 미끄럼동작이 자유롭게 축지지하는 아암형상 지지체(32)를 개재하여, 풍향에 대응하여 회동하는 것을 특징으로 한다. 따라서 이 영구자석형 발전기는 예컨대 보통일반의 가정에서, 건물의 지붕에 설치하는 것이 적합하다.
마지막으로, 본 발명(청구항7에 기재의 발명)은 긴 중심축(2E)에 각각 구동날개(3)가 끼워져 일체적으로 설치되고, 또한 자연에너지 매체(4)의 통과를 허용하는 여러개의 내통형상의 영구자석 회전자(1E)와, 이들 영구자석 회전자의 바깥둘레벽에 대하여, 상기 중심축을 지지하는 축받이부재(11)를 통해 일정한 간극(12)을 형성하도록 설치되고, 또한 상기 각 영구자석 회전자(1E)의 위치에 대응하여 여러개 설치된 도체부착부(13E)에 각각 고정자권선(16E)을 갖는 긴 외통형상의 비자성체 고정자(10E)를 구비한다. 따라서 이 영구자석형 발전기는, 발전량을 많이 얻고 싶은 경우에 알맞다.
여기서,「비자성체」라 함은, 비철금속(예컨대 티타늄, 스텐레스 등) 혹은 비금속(합성수지, 세라믹스, 천, 종이 등)을 막론하고, 코깅현상을 방지하는 발명의 목적과의 관계에서, 약자성체(자성체가 거의 존재하지 않는 물질)이며, 또한 철보다도 가벼운 재료를 말한다. 또한 여기서「자연에너지 매체」라 함은, 물 혹은 바람을 말한다. 또한「자연력(자연에너지)」라 함은, 수력 혹은 풍력을 말한다.
이하, 본 발명을 첨부도면에 의거하여 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 7은, 영구자석형 발전기(X1)의 제1실시예이다. 이 제1실시예는 자연에너지 매체가 수력인 경우에 상응한다.
우선, (1)은 중심축(2)에 구동날개(3)가 끼워져 일체적으로 설치되고, 또한 자연에너지 매체(4)(바람직하게는 물)의 통과를 허용하는 내통형상의 영구자석 회전자이다. 이 영구자석 회전자(1)는 N극과 S극이 둘레방향에 교대로 고리형태로서 배치된 합계 4개의 영구자석(1a,1b,1c,1d)으로 구성되어 있다. 따라서 각 영구자석 (1a,1b,1c,1d)은, 도 5에 나타낸 바와 같이 통형상의 자기결합체가 되도록 동일 곡율로서 만곡 형성되어 있다. 영구자석의 수는 2개, 3개, 5개 등 임의의 수로 좋다. 상기 중심축(2) 및 구동날개(3)는 경질의 합성수지재로 형성되어 있다. 영구자석 회전자(1)는 외관상 짧은 통형상으로 형성되어 있으나, 긴 통형상으로 하여도 좋다.
상기 중심축(2) 및 구동날개(3)는, 영구자석형 발전기(X1)의 중량을 고려하여, 가벼운 소재(예컨대 합성수지재)를 선택하고 있다. 중심축(2)은 짧은 통형상의 영구자석 회전자(1)보다 다소 길게 영구자석 회전자(1)으로부터 돌출하는 양끝단부에는, 보울베어링(5,5)이 각각 설치된다.
또한, 상기 구동날개(3)는, 내통형상의 영구자석 회전자(1)내부를 통과하는 자연에너지 매체(수류)(4)에 의해 구동(회전)하도록 형성되어 있다. 본 실시예에서는, 예컨대 구동날개(3)가 합계 4매로 구성되며, 도 4 또는 도 5에서 나타낸 바와 같이 영구자석 회전자(1)의 일끝단부측에서 다른 끝단부측으로 만곡하면서 연이어져 있다. 그리고 각 구동날개(3)는, 약 45도의 간격으로 중심축(2) 및 영구자석 회전자(1)에 일체적으로 설치된다.
다음에, (10)은 영구자석 회전자(1)의 바깥둘레벽에 대하여, 중심축(2)을 지지하는 좌우한 쌍의 축받이부재(11,11)를 통해 일정한 간극(12)을 형성하도록 설치되고, 또한 여러개의 도체부착부(13)에 고정자권선(발전코일)을 가지는 외통형상의 합성수지제 고정자이다. 이 고정자(10)는 본 실시예에서는 영구자석형 발전기(X1)의 코깅현상을 극력 막기 위해서, 합성수지재로 형성되어 있다. 고정자(10)의 그 밖의 재질로서는 티탄, 스테인레스, 세라믹스, 경질종이, 천이 있다. 그 밖에 통형상의 고정자는, 바깥둘레벽에 길이방향에 연이어지는 도체부착부(13)를 갖는 고정자본체(15)와, 상기 도체부착부(13)에 감겨진 고정자권선(16)으로 이루어진다.
그리고, 상기 축받이부재(11)는, 고정자(10)의 바깥둘레 끝단부에 외측에서 끼워맞춤하는 고리형상의 둘레몸체부(17)와, 이 둘레몸체부(17)로부터 반경방향으로 일체적으로 연이어지는 복수 라인의 지지아암(18)과, 이들 지지아암(18)에 지지된 보울베어링용의 중심끼워맞춤부(19)와, 이 중심끼워맞춤부(19)나 지지아암(18)에 의해 형성된 여러개의 자연에너지 매체용 유통구멍(20)으로 형성되어 있다.
또한, 상기 도체부착부(13)는 본 실시예에서 영구자석(1a,1b,1c,1d)의 극수에 관계없이, 합계 6개가 설치된다. 이들 각 도체부착부(13)는, 고정자(10)의 바깥둘레벽에 대략 같은 간격으로 돌출 설치되어 있다. 그리고 각각 도체부착부(13)에는 고정자권선(16)이 각각 감겨 장착되어 있다. 이 경우 도체부착부(13)는, 고정자 (10)의 바깥둘레벽의 형성된 홈부의 내벽 바닥면에 설치하여도 좋고, 혹은 고정자 (10)의 안둘레벽에 적절히 설치하여도 좋다.
(21)은 통형상의 시일드커버로서, 이 시일드커버(21)는 축받이부재(11,11)와 함께 고정자(10)의 전체를 커버한다. 또한 이 시일드커버(21)에는 단자출구가 설치되고, 상기 고정자권선(16)에 접속된 전기코드(22)를 외부로 안내한다.
상기 구성에 있어서, 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 예컨대 영구자석형 발전기(X1)를 캠프장소 부근의 강(R) 속에 넣으면, 가령 강의 흐름이 느린 경우(자연에너지가 약한 경우)에도, 구동날개(3)는 유통구멍(20)을 통해 영구자석 회전자 (1) 내부를 한방향으로 통과하는 수류(4)의 에너지를 받아, 중심축(2)이 회전한다. 따라서 영구자석 회전자(1)는 중심축(2) 및 구동날개(3)와 동시에 회전한다. 따라서 영구자석 회전자(1)의 자계가 고정자(10)의 고정자권선(16)에 대하여 교차방향으로 가로 지르게 되므로, 유기전압이 발생하고, 상기 고정자권선(16)으로부터 전기를 취출해 낼 수 있다.
(다른 실시예)
다음에, 제1실시예의 구성을 그대로 포함하는 다른 실시예에 대하여 설명한다. 또한 다른 실시예를 설명함에 있어서, 제1실시예와 동일한 구성부분에는, 동일 혹은 같은 형태의 부호를 부여하고 중복되는 설명은 생략한다. 또 고정자(10A) 내지 (10E)는 비자성체이다.
먼저, 도 8 및 도 9는 제2실시예의 영구자석형 발전기(X2)이다. 이 제2실시예에 있어서, 제1실시예의 구성과 주로 다른 점은, 내통형상의 영구자석 회전자 (1A)가, 합성수지제의 내통체(6)와, 이 내통체(6)의 바깥둘레벽에 N극과 S극이 둘레방향에 교대로 고리형태로서 배치된 여러개의 영구자석(1a,1b,1c,1d‥‥1n)으로 이루어지는 것이다. 또 중심축(2A) 및 구동날개(3A)도 합성수지재로 형성되어 있다. 또한 부호 (10A)는 합성수지제 고정자이다.
따라서, 이 영구자석 회전자(1A)는, 구동날개(3A)를 개재하여 중심축(2A)에 고정되어 있다. 또한 여러개의 영구자석(1a,1b,1c,1d)은, 제1실시예와 마찬가지로 고리형태의 일체적인 자기결합체라도 좋지만, 각 영구자석은 각각 다소 떨어진(분할적) 상태에서 내통체(6)에 고리형태로 배설되어 있다.
그리고, 이와 같이 구성하면, 중심축(2A), 구동날개(3A) 및 내통체(6)를 합성수지재, 세라믹스 등의 재료로서 일체로 성형할 수가 있다. 따라서 영구자석 회전자(1A)를 용이하게 제작할 수 있다는 이점이 있다.
다음에, 도 10 및 도 11은 제3실시예의 영구자석형 발전기(X3)이다. 이 제3실시예의 영구자석형 발전기(X3)에 있어서, 제1실시예의 구성과 주로 다른 점은 중심축(2B)의 선단부가 한쪽의 축받이부재(11B)에서 돌출하고, 이 돌출선단부에 프로펠러형태의 제2구동날개(7)가 설치되어 있는 것이다. 또 부호(10B)는 합성수지제 고정자이다.
그리고, 이와 같이 구성하면, 자연에너지 매체가 바람인 경우에 자연력(풍력)이 제2구동날개(7)와 제1구동날개(3B)의 양쪽으로 각각 불어와서 접촉하므로, 영구자석 회전자(1B)는 양쪽의 구동날개(7,3B)의 구동력에 의해[구동날개(7,3B)와 함께], 용이하게 회전한다는 이점이 있다. 따라서 약한 자연에너지를 이용하더라도 거의 코깅현상이 생기는 일이 없고, 전자유도로써 고정자권선(16B)으로부터 전기를 취출해 낼 수 있다.
다음에, 도 12 및 도 13은 제4실시예의 영구자석형 발전기(X4)이다. 이 제4실시예의 영구자석형 발전기(X4)에 있어서, 제1실시예의 구성과 주로 다른 점은, 중심축(2C)의 선단부(일끝단부)가 적어도 한쪽의 축받이부재(11C)에서 돌출되고, 이 돌출선단부에 구동용 외통체(부재)(8)를 고정적으로 설치한 것이다. 또한 부호 (10C)는 합성수지제 고정자로서, 도시하지 않은 지지아암을 통해 지지기둥, 지붕 등에 고정된다.
그리고, 상기 구동용 외통체(8)는, 안쪽 끝단부가 중심축(2C)에 고정된 합계 8개의 회전날개(8a)와, 이 회전날개(8a)의 바깥끝단부에 일체적으로 설치된 철제 외통본체(8b)로 이루어진다. 따라서 철제 외통본체(8b)는 회전날개(8a)를 개재하여 중심축(2C)에 일체적으로 설치되고, 영구자석 회전자(1C)와 함께 같은 방향으로 공동회전한다.
또, 상기 회전날개(8a)는 풍력에 의해 구동용 외통체(8)가 용이하게 회전하도록 스크류형태로 적절히 형성되어 있다. 또한 철제 외통본체(8b)의 안둘레면과 시일드커버(21C)의 사이에는, 약간의 제2간극(9)이 설치된다. 또한 회전날개(8a)를 중심축(2C)의 돌출 뒤끝단부(다른 끝단부)에 고정하여도 좋다.
이와 같이 구성하면, 자연에너지 매체가 바람인 경우에 자연력(풍력)이 구동용 외통체(8)의 회전날개(8a)와 제1구동날개(3C)의 양쪽으로 각각 불어와서 접촉하기 때문에, 영구자석 회전자(1C)는 양쪽의 구동(회전)날개(8a,3C)의 구동력에 의해, 용이하게 회전한다는 이점이 있다. 또한 구동용 외통체(8)의 외통본체(8b)는 철(요크)이기 때문에, 영구자석 회전자(1C)의 각 영구자석과 외통본체(8b)의 사이에서 발생하는 자력이 강해지고, 그 결과 고정자권선(16C)의 발전량이 커짐과 동시에, 코깅현상이 매우 작다는 이점이 있다.
다음에, 도 14 및 도 15는 제5실시예의 영구자석형 발전기(X5)이다. 이 제5실시예에 있어서, 제1실시예의 구성과 주로 다른 점은 영구자석형 발전기본체(제1실시예와 같은 영구자석형 발전기)(30)의 고정자(10D)에 직접 또는 시일드커버를 통해 간접적으로 방향타(31)를 적어도 1개이상 설치하고, 또한 영구자석형 발전기본체(30)는 아암형상의 지지체(32)를 통해, 풍향에 대응하여 수평방향으로 회동하는 것이다.
그리고, 상기 방향타(31)는 외통형상의 합성수지제 고정자 혹은 세라믹스제 고정자(10D)를 구성하는 고정자본체(15D)의 바깥둘레벽의 상하에 각각 축심방향으로 향해 돌출편 형태로 설치되고, 또한 상기 지지체(32)는 외관상 돌출된 아암형태로 형성되며, 그 수직방향으로 절곡된 양끝단부(32a,32a)는 상기 방향타(31)의 대략 중앙에 형성된 축받이부(31a,31a)에 미끄럼동작이 자유롭도록 끼워맞춤되어 있다. 또 이 제5실시예의 고정자(10D)는 시일드커버가 존재하지 않는 반면, 도체부착부(13D)가 고정자본체(15D)의 안둘레면에 형성되어 있다. 따라서 고정자권선(16D)은 고정자본체(15D)에 대하여 안쪽에 존재하는 형태인 점이 제1실시예의 영구자석형 발전기와 약간 다르다.
이와 같이 구성하면, 자연에너지 매체가 바람인 경우에 영구자석형 발전기본체(30)는 풍향에 대응하여 회전함과 동시에, 제1실시예와 동일한 작용·효과가 있다.
다음에, 도 16 및 도 17은 제6실시예의 영구자석형 발전기(X6)이다. 이 제6실시예에 있어서 제1실시예의 구성과 주로 다른 점은, 적어도 외통체로서의 합성수지제 고정자(10E)가 긴 통형상으로 형성되고, 이 긴 통형상의 고정자(10E) 내부에 여러개(합계 3개)의 영구자석 회전자(1E)가 긴 중심축(2E)을 통해 축심방향으로 소망의 간극(35)을 가지고 줄을 선 형태로 설치되어 있는 점이다.
따라서, 시일드커버(21E)도 긴 통형상으로 형성되고, 또한 긴 통형상의 고정자본체(15E)에 형성된 고정자권선(16E)용의 도체부착부(13E)도, 고정자본체(15E)의 바깥둘레벽에 축심방향으로 영구자석 회전자(1E)의 위치에 대응하여 여러개(예컨대 줄을 선 형태로) 설치되어 있다.
이와 같이 구성하면, 영구자석 회전자(1E)의 수에 비례하여 발전량이 많아진다고 하는 이점이 있다.
이상의 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 영구자석형 발전기는 코깅이 매우 작아 약한 자연에너지라도 발전이 가능하다, 경량이라는 등의 이유 때문에 자연에너지가 수력인 경우에는, 캠프장에 있어서 강이나 바다 속에 넣어 사용하는 경우에 적합하다. 한편 자연에너지가 풍력인 경우에는, 지지기둥, 지지대, 건물의 지붕, 자동차의 엔진룸 등에 설치하여 사용하는 데 적합하다. 또한 제1실시예의 기본적인 구성을 이용하면, 전력저장장치에 사용할 수도 있다.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
X1,X2,X3,X4,X5,X6 : 영구자석형 발전기
1,1A,1B,1C,1D,1E : 영구자석 회전자
2,2A,2B,2C,2D,2E : 중심축 3,3A,3B,3C : 구동날개
4 : 자연에너지 매체 7 : 제2구동날개
8 : 구동용 외통체 8a : 회전날개
8b : 철제 외통본체 9 : 제2간극
10,10A,10B,10C,10D,10E : 고정자 11,11C : 축받이부재
12,35 : 간극 13,13D,13E : 도체부착부
15,15D,15E : 고정자본체 16,16B,16C,16D : 고정자권선
21,21C,21E : 시일드커버

Claims (7)

  1. 중심축(2)에 구동날개(3)가 끼워져 일체적으로 설치되고, 자연에너지 매체 (4)의 통과를 허용하는 내통형상의 영구자석 회전자(1)와, 이 영구자석 회전자의 바깥둘레벽에 대하여, 상기 중심축을 지지하는 축받이부재(11)를 개재하여 일정한 간극(12)을 형성하도록 설치되고, 도체부착부(13)에 고정자권선(16)을 갖는 외통형상의 비자성체 고정자(10)를 구비하는 영구자석형 발전기.
  2. 제 1 항에 있어서, 비자성체 고정자(10)는, 비금속의 소재로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 영구자석형 발전기.
  3. 중심축(2A)에 구동날개(3A)가 끼워져 일체적으로 설치되고, 자연에너지 매체 (4)의 통과를 허용하는 내통형상의 영구자석 회전자(1A)와, 이 영구자석 회전자의 바깥둘레벽에 대하여, 상기 중심축을 지지하는 축받이부재(11)를 개재하여 일정한 간극(12)을 형성하도록 설치되고, 도체부착부(13)에 고정자권선(16)을 갖는 외통형상의 비자성체 고정자(10A)를 구비하며, 상기 영구자석 회전자(1A)는, 중심축(2A)에 구동날개(3A)가 끼워져 일체적으로 설치되는 내통체(6)와, 이 내통체의 바깥둘레벽에 N극과 S극이 둘레방향에 교대로 고리형태로서 배치된 여러개의 영구자석 (1a,‥‥1n)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 영구자석형 발전기.
  4. 중심축(2B)에 제1구동날개(3B)가 끼워져 일체적으로 설치되고, 자연에너지 매체(4)의 통과를 허용하는 내통형상의 영구자석 회전자(1B)와, 이 영구자석 회전자의 바깥둘레벽에 대하여, 상기 중심축을 지지하는 축받이부재(11B)를 개재하여 일정한 간극(12)을 형성하도록 설치되고, 도체부착부(13)에 고정자권선(16B)을 갖는 외통형상의 비자성체 고정자(10B)를 구비하며, 상기 중심축(2B)의 일끝단부는 한쪽의 축받이부재(11B)에서 돌출하고, 이 돌출끝단부에 프로펠러형태의 제2구동날개(7)가 부착되어 있는 것을 특징으로 한 영구자석형 발전기.
  5. 중심축(2C)에 구동날개(3C)가 끼워져 일체적으로 설치되고, 자연에너지 매체 (4)의 통과를 허용하는 내통형상의 영구자석 회전자(1C)와, 이 영구자석 회전자의 바깥둘레벽에 대하여, 상기 중심축을 지지하는 축받이부재(11C)를 개재하여 일정한 간극(12)을 형성하도록 설치되고, 도체부착부(13)에 고정자권선(16C)을 갖는 외통형상의 비자성체 고정자(10C)를 구비하며, 상기 중심축(2C)의 일끝단부가 적어도 한쪽의 축받이부재(11C)에서 돌출하고, 이 돌출끝단부에 상기 영구자석 회전자(1C)와 함께 같은 방향으로 공동회전하는 철제의 구동용 외통체(8)를 고정적으로 설치한 것을 특징으로 하는 영구자석형 발전기.
  6. 영구자석형 발전기본체(30)가, 중심축(2)에 구동날개(3)가 끼워져 일체적으로 설치되고, 자연에너지 매체(4)의 통과를 허용하는 내통형상의 영구자석 회전자 (1)와, 이 영구자석 회전자의 바깥둘레벽에 대하여, 상기 중심축을 지지하는 축받이부재(11)를 개재하여 일정한 간극(12)을 형성하도록 설치되고, 도체부착부(13D)에 고정자권선(16D)을 갖는 외통형상의 비자성체 고정자(10D)를 구비하며, 상기 고정자(10D)에 방향타(31)를 적어도 1개 이상 설치하고, 영구자석형 발전기본체(30)는 고정자(10D)를 미끄럼동작이 자유롭도록 축지지하는 아암형상 지지체(32)를 개재하여, 풍향에 대응하여 회동하는 것을 특징으로 하는 영구자석형 발전기.
  7. 긴 중심축(2E)에 각각 구동날개(3)가 끼워져 일체적으로 설치되고, 자연에너지 매체(4)의 통과를 허용하는 여러개의 내통형상의 영구자석 회전자(1E)와, 이들 영구자석 회전자의 바깥둘레벽에 대하여 상기 중심축을 지지하는 축받이부재(11)를 개재하여 일정한 간극(12)을 형성하도록 설치되고, 상기 각 영구자석 회전자(1E)의 위치에 대응하여 여러개 설치된 도체부착부(13E)에 각각 고정자권선(16E)을 갖는 긴 외통형상의 비자성체 고정자(10E)를 구비하는 영구자석형 발전기.
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