KR200398015Y1 - 자체발전기 - Google Patents

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KR200398015Y1
KR200398015Y1 KR20-2005-0019645U KR20050019645U KR200398015Y1 KR 200398015 Y1 KR200398015 Y1 KR 200398015Y1 KR 20050019645 U KR20050019645 U KR 20050019645U KR 200398015 Y1 KR200398015 Y1 KR 200398015Y1
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Abstract

본 고안은 직렬 또는 병렬로 연결된 DC모터로 1차 동력을 발생시켜 감속기와 휠가속기를 통해 1차 동력의 회전수를 감속 및 가속하여 AC 220V의 발전기를 구동함으로써, 원하는 전력을 생산할 수 있는 자체발전기에 관한 것이다.
본 고안은 구동전압을 공급하는 배터리와, 상기 구동전압을 통해 DC 모터를 회전시켜 1차 동력의 회전수를 감속 및 가속하여 1차 전기에너지를 출력하는 1차 발전부와, 상기 1차 전기에너지를 인가받아 AC 220V 모터를 회전시켜 2차 동력의 회전수를 감속 및 가속하여 2차 전기에너지를 출력하는 2차 발전부 및 상기 2차 전기에너지를 전압 안정화시켜 설정된 구동전압으로 출력하는 어댑터가 구비되는 것을 특징으로 한다.

Description

자체발전기{Self Generator}
본 고안은 전기에너지를 발생시키는 자체발전기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 DC모터로 1차 동력을 얻고 감속/감승기를 통해 1차 동력의 회전수를 감속 및 감승하여 발전기를 구동함으로써, AC 220V 전기에너지를 얻는 수 있는 자체발전기에 관한 것이다.
최근에 온실가스 감축을 목표로 하는 움직임이 각 나라의 각계각층에서 다양하게 이루어지고 있다. 그 중에서 기후변화협약에 따른 온실가스 감축목표에 관한 교토의정서가 정식 발표된 이후에 삶의 질에 대한 관심과 환경에 대한 관심이 높아지고 있다.
일반적으로 전기에너지는 우리 생활에 반드시 필요한 자원으로 다양한 분야에서 유용하게 사용되고 있다. 이와 같은 전기에너지를 발생시키는 방법에는 대표적으로 화력 및 원자력 발전이 있다.
화력발전은 연료를 연소시켜서 발생된 열에너지로 물을 가열하여 증기로 바꾸고 증기가 갖는 에너지로 터빈 발전기를 회전시켜서 전기에너지를 발생하는 방식이다.
원자력발전은 기본원리가 물을 가열하여 증기를 만들고 이 증기로서 터빈 발전기를 회전시켜 발전을 한다는 점에서는 일반 화력발전 방식과 동일하나, 물을 가열하기 위한 에너지원 공급방식을 화력발전에서는 보일러 내에서의 연소 반응에 의존하지만 원자력발전에서는 원자로 내에서의 핵분열 반응에 의존한다는 점에서 차이가 있다.
그러나 화력 및 원자력 발전은 우리에게 유용한 전기에너지를 제공하지만, 그와 반대로 심각한 환경오염 즉, 핵폐기물, 유해가스 배출 및 수온 상승현상 등의 심각한 환경오염을 발생하고 있다. 또한, 심각한 환경오염으로 거주자들의 반대에 따른 설치장소의 부지확보가 어렵고, 시공 및 유지 관리에 많은 인력과 비용이 지불되는 문제점이 있었다.
또한, 전기에너지를 발생시키는 방법에는 수력 또는 풍력발전 등이 있으나, 이러한 발전은 모두 자연환경을 이용하기 때문에 자연환경의 변수에 따라 사용이 제한되는 문제점이 있었다.
지하자원인 석유를 이용하여 정제된 경유 및 휘발유를 공급받아 동력을 발생시키는 엔진을 사용하는 전동기, 자동차, 선박 및 항공기 등은 이차적인 가스배출 및 소음이 심각하고, 비산유국인 경우에는 경제적인 부담이 가중되고 있다.
따라서 고유가 시대에 에너지 해외 의존도가 97%에 달하는 우리나라와 유사한 조건의 국가들은 산업의 경쟁력 약화 및 국민들의 기초생활 환경을 개선하기 위한 노력으로 에너지 부족에 따른 대체에너지 개발이 시급한 실정이다.
이에, 본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 직렬 또는 병렬로 연결된 DC모터로 1차 동력을 얻고 감속기와 휠가속기를 통해 1차 동력의 회전수를 감속 및 가속하여 AC 220V의 발전기를 구동함으로써, 별도의 에너지원을 공급받지 않고 원하는 전력을 얻을 수 있는 자체발전기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 구동전압을 공급하는 배터리와, 상기 구동전압을 통해 DC 모터를 회전시켜 1차 동력의 회전수를 감속 및 가속하여 1차 전기에너지를 출력하는 1차 발전부와, 상기 1차 전기에너지를 인가받아 AC 220V 모터를 회전시켜 2차 동력의 회전수를 감속 및 가속하여 2차 전기에너지를 출력하는 2차 발전부 및 상기 2차 전기에너지를 전압 안정화시켜 설정된 구동전압으로 출력하는 어댑터가 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 고안의 상기 1차 발전부는 상기 배터리로부터 공급되는 구동전압 DC 12V ~ 24V를 공급받아 구동되는 회전수가 3000 RPM인 0.25 마력의 DC 모터와, 상기 DC 모터에서 인가되는 3000 RPM을 1500RPM으로 전환하여 두 배의 힘을 출력하는 감속기와, 상기 감속기를 통해 출력되는 힘을 기어박스로 전환하여 5마력의 힘으로 출력하는 휠가속기 및 상기 휠가속기로부터 5마력의 힘을 인가받아 1KW ~ 3KW의 전기에너지를 발생하는 1차 발전기가 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 고안은 상기 DC 모터와 감속기의 동력을 연결하는 방식은 벨트연결, 기어연결 및 커플링연결 방식 중에 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
본 고안의 상기 DC 모터는 직렬 및 병렬로 연결된 모터체인 것은 특징으로 한다.
본 고안의 상기 모터체의 형상은 일체형 및 원형으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 고안의 상기 2차 발전부는 상기 1차 발전부에서 인가되는 1KW ~ 3KW 전기에너지를 통해 구동되는 AC 모터와, 상기 AC 모터의 회전수를 감속 및 가속하는 감속/가속기, 상기 감속/가속기의 출력을 2차 전기에너지로 출력하는 2차 발전기 및 상기 2차 전기에너지를 증폭하는 증폭기가 구비되어, 상기 1차 발전부에서 인가되는 1차 전기에너지를 2차 전기에너지로 변환 및 증폭하여 어댑터로 공급하는 것을 특징으로 한다.
본 고안은 상기 1차 발전부와 2차 발전부의 사이에 어댑터 배터리를 추가 구비하여 1차 전기에너지를 충전하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 고안에 따른 자체발전기의 내부 구성을 나타낸 블록구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 자체발전기(100)는 배터리(110)와 1차 발전부(120), 2차 발전부(130) 및 어댑터(140)가 구비된다.
상기 배터리(110)는 DC 12V ~ 24V의 구동전압을 공급하는 것으로, 부피가 작고 대용량을 사용한다.
상기 DC 모터(121)는 배터리로부터 공급되는 구동전압 DC 12V ~ 24V를 공급받아 구동되며, 모터의 회전수 3000 RPM(Revolutions Per Minute) 0.25 마력의 힘으로 회전한다.
상기 DC 모터(121)는 부피가 작으면서 회전 시에 힘이 강하고, 회전에 의한 열 발생으로 인한 수명단축을 고려하여 회전이 저속으로 된 모터를 사용한다.
상기 DC 모터(121)는 직렬 및 병렬로 연결된 모터체(20, 30, 40, 50, 60)를 구비하고, 원 동력의 에너지를 분산하여 각각의 회전수로 나누워 일정 회전수의 에너지를 자체 충전을 위하여 배터리(110)로 인가한다.
상기 감속기(122)는 DC 모터(121)에서 전달되는 동력의 힘을 배분하고, 상기 휠가속기(123)는 감속기(122)에서 배분된 힘으로 회전되는 회전 속도를 조절한다.
상기 휠가속기(123)는 발전량에 따라 부하가 발생하여 회전 속도가 감속되는 현상을 회전되는 휠의 무게로 인하여 회전 속도의 감속을 방지하게 된다.
상기 DC 모터(121)와 감속기(122)의 동력을 연결하는 방식은 벨트연결, 기어연결 및 체인연결 방식으로 할 수 있다.
예를 들어, 0.25 마력의 힘을 갖는 24A DC 모터(121)를 5개 병렬로 연결하고, 150A의 배터리(110)로부터 구동전압을 공급받아 DC 모터(121)의 회전수가 3000RPM인 1.25A 마력을 감속기(122)로 인가한다.
상기 감속기(122)는 1500RPM으로 전환하여 두 배의 힘을 얻어내고, 기어박스인 휠가속기(123)로 전환하여 5마력의 힘을 얻어 이후에 설명할 1차 발전기(124)에 연결하면, 3.75KW의 전기에너지를 발생할 수 있다.
상기 1차 발전기(124)는 1KW ~ 3KW AC 220V의 전기에너지를 발생하는 것으로, 휠가속기(123)와 벤트연결, 기어연결 및 체인연결 방식으로 연결되고, 휠가속기(123)로부터 5마력의 힘을 인가받아 3.75KW의 전기에너지를 발생한다.
상기 1차 발전부(120)에서 인가되는 1KW ~ 3KW AC 220V 전기에너지를 통해 구동되는 AC 모터(131)와, 상기 AC 모터(131)의 회전수를 감속 및 감승하는 감속/가속기(132), 상기 감속/가속기(132)의 출력을 2차 전기에너지로 출력하는 2차 발전기(133) 및 상기 2차 전기에너지를 증폭하는 증폭기(134)가 구비되어, 상기 1차 발전부(120)에서 인가되는 1차 전기에너지를 2차 전기에너지로 변환 및 증폭하여 어댑터(140)로 인가한다.
즉, 1차 전기에너지로 3KW AC 220V의 전기를 얻어내면 그 이후에는 원하는 전기에너지를 다양하게 대입하여 발생할 수 있다.
상기 어댑터(140)는 2차 발전부(130)에서 인가되는 2차 전기에너지를 전압 안정화시켜 사용자가 원하는 구동전압으로 외부 장치에 인가하고, 상기 배터리(121)의 충전전압으로도 사용한다.
또한, 상기 1차 발전부(120)와 2차 발전부(130)의 사이에 어댑터 배터리(도시되지 않음)를 추가로 구비하여 1차 전기에너지를 충전하여 배터리(121)를 충전하는 용도로 사용하게 된다.
도 2는 본 고안의 일실시예에 따른 일체형 DC 모터의 연결 상태를 나타내 배치도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 자체발전기(100)의 DC 모터(121)를 직렬로 연결하여 일체화시킨 모터체(20)로서, 상하 대칭되게 배치된 기자력을 발생시키는 휠드코일(21)과, 휠드코일(21)의 내측으로 관통된 정류자(22), 중심부가 관통된 다수의 정류자(22)에 끼워져 회전되는 회전축(23), 회전축(23)을 지지하는 센터베어링(24) 및 회전축(23)에 일체화되어 회전되는 풀리(25)가 구비된다.
상기 풀리(25)는 감속기(122)와 팬밸트 또는 V밸트로 연결되어 직렬로 일체화된 모터체(20)로부터 발생된 동력을 감속기(122)에 전달한다.
도 3은 본 고안의 다른 실시예에 따른 DC 모터의 병렬연결 상태를 나타낸 배치도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 자체발전기(100)의 DC 모터(121)를 병렬로 연결시킨 모터체(30)로서, 각 DC 모터(121)의 회전축에 끼워져 고정되어 수평으로 회전되는 제1베벨기어(31)와, 제1베벨기어(31)에 맞물려 수직으로 회전되는 중심부가 관통된 제2베벨기어(32), 중심부가 관통된 각 제2베벨기어(32)를 끼워져 회전되는 회전축(33), 회전축(33)을 지지하는 센터베어링(34) 및 회전축(33)과 일체화되어 회전되는 풀리(35)가 구비된다.
상기 풀리(35)는 감속기(122)와 팬밸트 또는 V밸트로 연결되어 병렬로 이루어진 모터체(30)로부터 발생된 동력을 감속기(122)에 전달한다.
도 4는 본 고안의 또 다른 실시예에 따른 DC 모터의 원형연결 상태를 나타낸 배치도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 자체발전기(100)의 DC 모터(121)를 병렬로 연결되는 원형의 모터체(40)로서, 각 DC 모터(121)의 회전축에 끼워져 회전되는 제1베벨기어(도시되지 않음)와 맞물려 회전되는 제2베벨기어(41), 제2베벨기어(41)와 맞물려 회전되는 피니언기어(42)가 구비된다.
상기 피니언기어(42)는 감속기(122)와 연결되어 병렬로 이루어진 원형의 모터체(40)로부터 발생된 동력을 감속기(122)에 전달한다.
도 5는 본 고안의 또 다른 실시예에 따른 DC 모터의 직렬연결 상태를 나타낸 배치도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 자체발전기(100)의 DC 모터(121)를 직렬로 연결시킨 모터체(50)로서, 각 DC 모터(121)의 중심부를 관통하는 회전축(51)과, 회전축(51)의 양측 끝단에 각 회전축(51)을 연결하는 커플링(52), 회전축(51)을 지지하는 센터베어링(53) 및 회전축(51)과 커플링(52) 연결되어 회전되는 풀리(54)가 구비된다.
상기 풀리(54)는 감속기(122)와 팬밸트 또는 V밸트로 연결되어 직렬로 이루어진 모터체(50)로부터 발생된 동력을 감속기(122)에 전달한다.
도 5는 본 고안의 또 다른 실시예에 따른 DC 모터의 직렬연결 상태를 나타낸 배치도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 자체발전기(100)의 DC 모터(121)를 직렬로 연결시킨 모터체(50)로서, 각 DC 모터(121)의 중심부를 관통하는 회전축(51)과, 회전축(51)의 양측 끝단에 각 회전축(51)을 연결하는 커플링(52), 회전축(51)을 지지하는 센터베어링(53) 및 회전축(51)과 커플링(52) 연결되어 회전되는 풀리(54)가 구비된다.
상기 풀리(54)는 감속기(122)와 팬밸트 또는 V밸트로 연결되어 직렬로 이루어진 모터체(50)로부터 발생된 동력을 감속기(122)에 전달한다.
도 6은 본 고안의 또 다른 실시예에 따른 DC 모터의 직렬연결 상태를 나타낸 배치도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 자체발전기(100)의 DC 모터(121)를 직렬로 연결시킨 모터체(60)로서, 각 DC 모터(121)의 중심부를 관통하는 회전축(61)과, 회전축(61)의 양측 끝단에 각 회전축(61)을 예컨대 나사로 연결하는 커플링(62), 회전축(61)을 지지하는 센터베어링(63) 및 회전축(61)과 커플링(62) 연결되어 회전되는 풀리(64)가 구비된다.
상기 풀리(64)는 감속기(122)와 팬밸트 또는 V밸트로 연결되어 직렬로 이루어진 모터체(60)로부터 발생된 동력을 감속기(122)에 전달한다.
상술한 바와 같이 본 고안의 자체발전기는 각 25A의 DC 모터를 직렬 또는 병렬로 연결하고, 150A 배터리로부터 구동전압 12V ~24V를 공급받아 0.25 마력의 각 DC 모터의 회전수를 3000RPM으로 1.25 마력의 힘을 감속기로 전달하여 회전수 1500RPM으로 감속하여 두배의 힘을 얻게 된다. 이후, 기어박스로 된 휠가속기로 5마력의 힘으로 전환하여 발전기에 연결하면 3.75KW의 전기가 발생된다. 여기서, 1차 전기로 3KW의 전기를 얻으면 그 다음에는 원하는 전기를 얼마든지 대입하여 생산 할 수 있다.
또한, 본 고안은 큰 용량의 발전량(10KW ~ 20KW)이 생산되는 경우에는 각 가정 및 현장의 전동공구는 물론 하이브리드 자동차 등에도 사용할 수 있다.
이상의 설명은 본 고안의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 고안의 본질적인 특징에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
본 고안의 보호 범위는 아래의 실용신안등록청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 고안의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상 설명에서와 같이 본 고안은 직렬 또는 병렬로 연결된 DC모터로 1차 동력을 발생시켜 감속기와 휠가속기를 통해 1차 동력의 회전수를 감속 및 가속하여 AC 220V의 발전기를 구동함으로써, 별도의 에너지원을 공급받지 않고 원하는 전력을 얻을 수 있는 효과가 있다.
본 고안은 전기에너지를 통해 전력을 발생하여 소음이 적고 무연료 발전기로 인하여 전혀 공해를 배출하지 않아 친환경적이며, 다른 자원을 사용하지 않기 때문에 반영구적이고, 연료비에 대한 부담이 없기 때문에 미래의 대체에너지로 사용될 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 고안에 따른 자체발전기의 내부 구성을 나타낸 블록구성도.
도 2는 본 고안의 일실시예에 따른 일체형 DC 모터의 연결 상태를 나타낸 배치도.
도 3은 본 고안의 다른 실시예에 따른 DC 모터의 병렬연결 상태를 나타낸 배치도.
도 4는 본 고안의 또 다른 실시예에 따른 DC 모터의 원형연결 상태를 나타낸 배치도.
도 5는 본 고안의 또 다른 실시예에 따른 DC 모터의 직렬연결 상태를 나타낸 배치도.
도 6은 본 고안의 다른 실시예에 따른 DC 모터의 직렬연결 상태를 나타낸 배치도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 자체발전기 110 : 배터리
120 : 1차 발전부 121, 20, 30, 40 : DC 모터
122 : 감속기 123 : 휠가속기
124 : 발전기 130 : 2차 발전부
131 : AC 모터 132 : 감속/가속기
133 : 발전기 134 : 증폭기
140 : 어댑터 20, 30, 40, 50, 60 : 모터체
21 : 휠드코일 22 : 정류자
23, 33, 52, 62 : 회전축 24, 34, 51, 61 : 센터 베어링
25, 35, 54, 64 : 풀리 31 : 제1베벨기어
32, 41 : 제2베벨기어 42 : 피니언 기어
53, 63 : 커플링

Claims (7)

  1. 구동전압을 공급하는 배터리와;
    상기 구동전압을 통해 DC 모터를 회전시켜 1차 동력의 회전수를 감속 및 가속하여 1차 전기에너지를 출력하는 1차 발전부와;
    상기 1차 전기에너지를 인가받아 AC 220V 모터를 회전시켜 2차 동력의 회전수를 감속 및 가속하여 2차 전기에너지를 출력하는 2차 발전부; 및
    상기 2차 전기에너지를 전압 안정화시켜 설정된 구동전압으로 출력하는 어댑터가 구비되는 것을 특징으로 하는 자체발전기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 1차 발전부는,
    상기 배터리로부터 공급되는 구동전압 DC 12V ~ 24V를 공급받아 구동되는 회전수가 3000 RPM인 0.25 마력의 DC 모터와,
    상기 DC 모터에서 인가되는 3000 RPM을 1500RPM으로 전환하여 두 배의 힘을 출력하는 감속기와,
    상기 감속기를 통해 출력되는 힘을 기어박스로 전환하여 5마력의 힘으로 출력하는 휠가속기 및
    상기 휠가속기로부터 5마력의 힘을 인가받아 1KW ~ 3KW의 전기에너지를 발생하는 1차 발전기가 구비되는 것을 특징으로 하는 자체발전기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 DC 모터와 감속기의 동력을 연결하는 방식은 벨트연결, 기어연결 및 커플링연결 방식 중에 어느 하나인 것을 특징으로 하는 자체발전기.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 DC 모터는
    직렬 및 병렬로 연결된 모터체인 것은 특징으로 하는 자체발전기.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 모터체의 형상은
    일체형 및 원형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 자체발전기.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 2차 발전부는
    상기 1차 발전부에서 인가되는 1KW ~ 3KW 전기에너지를 통해 구동되는 AC 모터와, 상기 AC 모터의 회전수를 감속 및 가속하는 감속/가속기, 상기 감속/가속기의 출력을 2차 전기에너지로 출력하는 2차 발전기 및 상기 2차 전기에너지를 증폭하는 증폭기가 구비되어, 상기 1차 발전부에서 인가되는 1차 전기에너지를 2차 전기에너지로 변환 및 증폭하여 어댑터로 공급하는 것을 특징으로 하는 자체발전기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 1차 발전부와 2차 발전부의 사이에 어댑터 배터리를 추가 구비하여 1차 전기에너지를 충전하는 것을 특징으로 하는 자체발전기.
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