KR20040075664A - 자석발전기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 영구자석을 이용한 자석발전기에 대한 것으로 모터 부분과 발전기 부분이 하나로 구성되는 일체형 발전기이다. 본 발명의 자석발전기는 크게 중심부에서 회전하는 회전자와 회전자의 바깥 부분에 고정되는 고정자 부분으로 구분된다. 여기서 회전자의 좌우측면에 구동자석이 있고, 중앙부분에 영구자석으로 구성되는 계자가 있다. 고정자의 좌우측면에 구동자석이 있고, 중앙부분에 전기가 발생하는 전기자가 있다. 그리고 회전자 및 고정자의 좌우측면에 있는 구동자석의 자력선은 서로 동일극끼리 편향되게 마주보는 형태로 구성된다. 따라서 회전자의 구동자석과 고정자의 구동자석 사이에 발생하는 척력 및 원심력으로 중심부의 회전자가 회전한다. 그리고 회전자의 중앙부분에 있는 계자의 회전과 함께 고정자의 중앙부분에 있는 전기자에서 전기가 발생한다.

본 발명은 매우 간단한 구조이면서 반영구적으로 전기를 생산할 수 있는 자석발전기이다. 따라서 대량생산과 함께 가정 및 산업장면에서 다양하게 사용될 수 있다.

Description

자석발전기 { A Magnetogenerator }

일반적으로 영구자석을 에너지원으로 발전기는 그 힘이 미약하기 때문에 소형발전기에 한정되어 사용한다. 자석발전기의 기본 구조는 모터 부분과 발전기 부분으로 분리된다. 여기서 모터 부분의 회전자와 고정자는 서로 반대극(S와 S 혹은 N과 N)으로 구성되며, 특정한 방향으로 회전자가 회전하도록 부가적인 장치가 시설된다. 그리고 모터 부분의 회전력이 동력전달장치를 통해서 발전기로 전달된다. 여기서 동력전달장치는 일반적으로 "베어링, 축, 기어" 등을 이용한 기계식 동력전달방식이기 때문에 모터 부분의 회전자 및 발전기 부분의 계자의 회전속도(RPM)가 적다.

이러한 자석발전기의 기본 구조가 복잡하고, 발생되는 전기의 양이 적으며, 소음이 발생하는 등의 문제가 있다.

본 발명은 영구자석을 이용한 발전기로서 모터 부분과 발전기 부분을 하나의 구조물로 구성하였다. 구체적으로 중심부에 회전하는 회전자가 있으며, 회전자의 바깥부분에 고정되는 고정자가 시설된다. 그리고 중심부에 있는 회전자의 좌우측면에 구동자석이 있고, 중앙부분에 영구자석으로 구성되는 계자가 있다. 회전자의 바깥 부분에 있는 고정자의 좌우측면에 구동자석이 있고, 중앙부분에 전기가 발생하는 전기자가 있다. 그리고 회전자의 구동자석과 고정자의 구동자석은 각각의 자력선이 서로 동일극끼리 편향되게 마주보는 형태로 구성된다. 따라서 회전자의 구동자석과 고정자의 구동자석 사이에는 척력 및 원심력이 발생한다. 이러한 척력 및 원심력으로 중심부에 있는 회전자가 회전한다. 회전자의 회전과 함께 회전자의 중앙부분에 있는 계자가 회전과 함께 고정자의 중앙부분에 있는 전기자에서 전기가 발생한다.

여기서 중심부분에서 회전하는 회전자는 고정자의 내부 빈 공간에 떠있는 상태로 회전하기 때문에 회전속도(RPM)가 매우 크다.

도 1은 본 발명의 단면도

도 2는 도 1의 A-A' 면을 절개한 횡단면도

도 3는 도 1의 B-B' 면을 절개한 횡단면도

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

10. 고정자 11. 고정판 12. 허브

13. 구종자석A 14. 전기자 14a. 코일

15. 하우징 20. 회전자 21. 고정축

22. 구동자석B 23. 계자 24. 하우징

30. 전선 40. 집전기

이하 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 단면도이고, 도 2는 도 1의 A-A' 면을 절개한 횡단면도이고, 도 3은 도 1의 B-B' 면을 절개한 횡단면도이다. 본 발명의 자석발전기는 크게 중심부에서 회전하는 회전자(20)와 바깥 부분에 고정된 고정자(10)로 구성된다. 회전자(20)는 "회전자(20)의 구성물이 고정되는 고정축(21), 고정축(21)의 좌우 측면에 고정 장착되는 구동자석B(22), 고정축(21)의 중앙부분에 고정장착되는 계자(23), 상기 구조물들이 안착되는 하우징(24)" 등으로 구성된다. 고정축(21)의 좌우 측면에 고정장착되는 구동자석B(22)의 자력선은 사선(／) 혹은 곡선(＜)으로 구성된다. 고정축(21)의 중앙부분에 고정장착되는 계자(23)는 영구자석으로 발전기의 회전자 부분에 해당된다. 여기서 계자(23)의 영구자석은 2극 자석, 4극 자석, 혹은 6 극 자석으고 다양하게 구성가능하다. 하우징(24)은 고정축(21)에 고정장착되며, 하우징에는 "구동자석B(22), 계자(23)의 영구자석" 등이 안착된다.

고정자(10)는 "허브(12) 및 하우징(15)이 고정되는 고정판(11), 고정자(10)의 외주면에 시설되는 허브(12), 고정자(10)의 좌우 측면에 장착되는 구동자석A(13), 고정자(10)의 중앙부분에 장착되는 전기자(14), 상기 구조물들이 안착되는 하우징(15)" 등으로 구성된다. 좌우측면에 있는 고정판(11)은 허브(12) 및 하우징(15)과 고정결합된다. 결합방식은 나사결합 혹은 땜질 등의 다양한 방법이 가능하다. 고정자(10)의 외주면에 시설되는 허브(12)는 자석발전기의 내부 구성물들을 보호하는 역할을 한다. 하우징(15)에는 구동자석A(13) 및 전기자(14) 부분이 안착된다. 좌우 측면에 고정장착되는 구동자석A(13)의 자력선은 구동자석B(22)와 마찬가지로 사선(／) 혹은 곡선(＜)으로 구성된다. 여기서 고정자(10)의 구동자석A(13)과 회전자(20)의 구동자석B(22)의 자력선은 서로 같은 극(S와 S 혹은 N과 N) 끼리 마주되게 시설된다. 따라서 고정자(10)의 구동자석A(13)과 회전자(20)의 구동자석B(22)의 자력선은 서로 편향되게 같은 극끼리 마주친다. 따라서 고정자(10)의 구동자석A(13)과 회전자(20)의 구동자석B(22) 사이에 발생하는 척력 및 원심력으로 회전자(20)는 한 방향으로 회전한다. 코일(14a)이 감겨져 있는 전기자(14)에는 계자(23)의 회전과 함께 전기가 발생한다. 여기서 전기자(14)는 발전기의 고정자 부분에 해당된다. 전기자(14)의 코일(14a)에서 발생한 전력은 전선(30)을 통해서 집전기(40) 혹은 변압기로 전달된다.

마지막으로 고정자(10)와 회전자(20) 사이의 빈공간을 진공상태로 할 경우에는 회전자(20)는 공기와의 마찰저항이 없기 때문에 초고속 회전이 가능하다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명의 자석발전기는 모터 부분과 발전기 부분을 하나로 함으로서 매우 간단한 구조이다. 그리고 내부에서 회전하는 회전자(20)는 고정자(10)의 내부 빈 공간에 떠 있는 상태로 회전하기 때문에 초고속 회전이 가능하다. 따라서 본 발명은 매우 단순하면서 높은 에너지를 반영구적으로 생산할 수 있다. 그리고 간단한 구조이기 때문에 대량생산으로 생산단가를 절감할 수 있다.

본 발명은 가정 및 산업현장에서 소형 발전기로서 뿐만 아니라 중대형 발전기로서 유용하게 사용될 수 있다.

Claims (2)

1. 자석발전기에서 ,

   회전자(20)의 구성물이 고정되는 고정축(21);

   고정축(21)의 좌우 측면에 고정장착되는 구동자석B(22);

   고정축(21)의 중앙부분에 고정장착되는 계자(23);

   상기 구조물들이 안착되는 하우징(24); 등의 구성물을 포함하는, 중앙부분에서 회전하는 회전자(20) 부분과

   발전기의 내부 구성물을 보호하는, 고정자(10)의 외주면에 시설되는 허브(12);

   구동자석A(13) 및 전기자(14) 부분이 안착되는 하우징(15);

   상기 허브(12) 및 하우징(15)이 고정되는 고정판(11);

   허브(12) 및 하우징(15)의 좌우 측면에 장착되는 구동자석A(13);

   허브(12) 및 하우징(15)의 중앙부분에 장착되는 전기자(14); 등의 구성물을 포함하는, 회전자(20)의 바깥 부분에 고정되는 고정자(10) 부분 등으로 구성되는,

   영구자석을 이용한 자석발전기
2. 청구항 1에서 고정자(10)의 구동자석A(13) 및 회전자(20)의 구동자석B(22)의 자력선을 사선(／) 혹은 곡선(＜)으로 구성함으로서, 고정자의 구동자석A와 회전자의 구동자석B의 자력선이 서로 같은 극(S와 S 혹은 N과 N) 끼리 편향되게 마주치는,

   영구자석을 이용한 자석발전기