KR200402386Y1 - 전력 발전기 - Google Patents

Abstract

본 고안에 따르면 배터리를 사용하여 발전기를 구동하며, 전력 발생을 위해 회전하고, 발생된 전력을 사용하여 배터리를 재충전하는 전력 발전기가 제공된다. 전력 발전기는 시동모터를 회전하기 위해 전력을 제공하는 배터리 세트를 포함한다. 시동모터는 제 1 발전기에 연결되는 제 1 링크 장치에 연결된다. 시동 모터의 회전은 제 1 링크 장치를 통해 다른 전자적 장치에 전력을 발생하기 위해 제 1 발전기의 회전을 가능하게 한다. 제 1 발전기는 제 2 링크 장치를 통해 제 2 발전기를 회전시킬 수 있고 제 1 발전기가 작동중일 때, 전력을 발생시킬 수 있다. 제 2 발전기에 의해 발생된 전력이 배터리 세트에 재충전되므로, 전력 발생 효율이 향상된다.

Description

전력 발전기{POWER GENERATOR}

본 고안은 일반적인 발전기에 관한 것으로, 더 구체적으로는 배터리를 사용하여 발전기를 구동하고 발생된 전력을 사용하여 상기 배터리를 재충전하는 전력 발전기에 관한 것이다.

종래 전력 발전기는 전자기 유도를 이용하는 가솔린 또는 디젤 전력 발전기다. 가솔린 또는 디젤을 연소시켜 발전기 코일의 회전을 작동시킴으로써, 화학에너지가 운동에너지로 변환되며, 그런 다음 전원 공급 장치로서 출력하기 위해 전기에너지로 변환된다. 도 1은 종래 가솔린/디젤 전력 발전기(1)를 도시한 것으로 상기 발전기(1)는 연료탱크(11), 엔진(12), 시동모터(13), 머플러(14), 및 공기필터(15)를 구비한다. 연료탱크(11)는 엔진(12)을 구동하기 위해 가솔린/디젤을 포함한다. 엔진(12)은 시동모터(13)의 회전을 시동한다. 시동모터(13)는 자석과 유도 코일을 포함한다. 유도 코일은 자석의 자기 영역 내에 회전하여 패러데이(Faraday's)의 전자기 유도 법칙에 의해 명시된 바와 같이 전원을 발생시킨다.

가솔린/디젤 전력 발전기(1)는 전력을 발생하기 위해 연료(가솔린 또는 디젤)를 소비한다. 연료의 생산은 큰 환경적인 영향을 끼치는 고도의 오염처리 과정이 고려된다. 한편, 전력 발전기가 동작할 때 연료 연소에 의해 발생되는 대기 오염과 소음도 또한 환경에 영향을 끼친다. 그러므로, 종래 가솔린/디젤 전력 발전기는 환경에 대한 가능한 영향을 감소시키기 위해 머플러(14)와 필터(15)를 구비한다. 그러나, 이들 예방적 장치의 제한된 사용과 환경적 영향은 주요 관심사로 남아있다.

더구나, 전력 발전기가 동작할 때, 화학에너지가 운동에너지로 그런 다음, 전기에너지로 변환 과정은 보통 비능률적이고, 일부 운동에너지는 변환 과정 동안 소실되어 버린다. 이것은 비용 뿐만 아니라 에너지 자원의 낭비다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 고안의 목적은 배터리 세트, 시동모터, 제 1 링크 장치, 제 1 발전기, 제 2 링크 장치, 및 제 2 발전기를 포함하는 전력 발전기를 구성하여 연료 연소에 의한 환경오염의 문제를 줄이고, 전력 발전기의 에너지 변환 과정에서 발생하는 에너지 손실을 감소시켜 효율을 증대시킬 수 있는 전력 발전기를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은 직렬 연결된 제 1 배터리 및 제 2 배터리를 더 포함하는 배터리 세트, 구동력을 제공하는 상기 배터리 세트에 병렬로 연결되고 그 단부가 스크루 로드에 연결되는 시동모터, 상기 스크루 로드와 맞물리는 기어를 더 구비하는 제 1 링크 장치, 회전을 위해 상기 제 1 링크 장치를 통해 상기 시동모터에 링크되는 제 1 발전기, 상기 배터리 세트와 상기 시동 모터가 병렬로 연결되는 제 2 발전기 및 상기 제 1 발전기에 연결되는 제 1 벨트 휠 상기 제 2 발전기와 연결되는 제 2 벨트 휠 및 변속을 위해 상기 제 1 벨트 휠 및 상기 제 2 벨트 휠에 연결되는 벨트를 포함하는 제 2 링크 장치를 구비하는 전력 발전기를 제공한다.

본 고안은 전력 발생을 위해 연료 소비가 필요한 종래의 가솔린/디젤 전력 발전기의 상기에서 언급된 단점, 즉, 대기 오염, 소음, 및 비능률성을 극복하기 위해 제작되었다. 본 고안의 주요한 목적은 배터리를 사용하여 전력 발전기에 구동력을 제공하는 한편, 발생된 전력을 사용하여 배터리를 재충전하는 전력 발전기를 제공하는 것이다. 이런 주기적인 전력 변환 과정으로 고효율 및 에너지 자원 절약이라는 목표를 달성할 수 있다.

본 고안의 전력 발전기는 배터리 세트, 시동모터, 제 1 링크 장치, 제 1 발전기, 제 2 발전기, 및 제 2 링크 장치를 포함한다. 배터리 세트는 직렬로 연결되는 제 1 배터리와 제 2 배터리를 더 포함한다. 시동모터는 시동모터에 구동력을 제공하는 배터리 세트에 병렬로 연결된다. 시동모터는 스크루 로드의 단부에 연결된다. 제 1 링크 장치는 스크루 로드에 맞물리는 기어를 포함한다. 제 1 발전기는 회전하기 위해 제 1 링크 장치에 의해 시동모터에 링크된다. 제 2 발전기는 배터리 세트와 시동모터에 병렬로 연결된다. 제 2 링크 장치는 제 1 벨트 휠, 제 2 벨트 휠, 및 벨트를 포함한다. 제 1 벨트 휠은 제 1 발전기에 연결되고, 제 2 벨트 휠은 제 2 발전기에 연결된다. 벨트는 변속을 위해 제 1 벨트 휠과 제 2 벨트 휠을 링크시킨다.

본 고안의 전력 발전기와 종래의 전력 발전기 사이의 주요한 차이점은 배터리 세트에 의해 제 1 발전기와 제 2 발전기의 회전을 시동하도록 제공되는 전력을 사용하는 것이다. 우선, 배터리 세트로부터의 전원이 회전을 시작하는 시동모터를 시동시킨다. 시동모터의 회전은 연결된 스크루 로드와 제 1 링크 장치의 기어를 통해 제 1 발전기의 회전을 가능하게 한다. 제 1 발전기는 전자기 유도 이론에 의해 나타낸 바와 같이, 전력을 발생시키며, 이는 다른 전자 장치에도 전원을 공급할 때 사용될 수 있다. 그동안, 제 1 발전기의 회전은 제 2 링크 장치의 제 1 벨트 휠, 벨트 및 제 2 벨트 휠을 통해 제 2 발전기를 회전시켜 전력을 발생시킬 수 있다. 제 2 발전기의 출력은 배터리 세트에 병렬로 연결되기 때문에 배터리 세트가 재충전된다. 배터리 세트가 재충전될 때, 전력은 제 2 발전기를 회전시킬 수 있는 제 1 발전기를 구동하기 위해 사용되고, 마지막으로 배터리 세트의 재충전을 유도할 수 있다. 비록 소정량의 에너지 손실이 주기적인 전력 발생 동안 발생하지만, 본 고안은 운동에너지 손실을 줄이고, 전력 발생 효율을 향상시킨다. 그러므로, 전력 발생 비용이 절감된다.

한편, 본 고안의 전력 발전기는 전력 발생을 위해 가솔린/디젤을 소비하지 않는다. 따라서, 종래 연료 전력 발전기에서 수반되는 소음 및 대기 오염과 같은 환경 문제가 피해진다.

본 고안의 상술한 목적 및 다른 목적, 특징, 태양 및 이점은 아래에 적절한 첨부된 도면을 참조로 제공된 상세한 설명을 주의 깊게 읽음으로써 더 잘 이해하게 될 것이다.

도 2는 본 고안의 개략도를 도시한 것이다. 본 고안의 전력 발전기는(2) 배터리 세트(20), 시동모터(30), 제 1 링크 장치(40), 제 1 발전기(50), 제 2 링크 장치(60) 및 제 2 발전기(70)를 포함한다. 배터리 세트(20)는 시동모터(30)에 연결되고 전력을 공급한다. 시동모터(30)의 회전은 제 1 링크 장치(40)를 통해 제 1 발전기(50)를 회전시켜 전력을 발생시킬 수 있다. 제 1 발전기(50)의 회전은 또한 제2 링크 장치(60)를 통해 제 2 발전기(70)를 회전시켜 전력을 발생시킬 수 있다. 제 2 발전기(70)에 의해 발생된 전력은 배터리 세트(20)를 재충전하는데 사용된다.

도 2와 도 3을 참조하라. 도 3은 본 고안의 분해도를 도시한 것이다. 본 고안의 전력 발전기(2)에 공급된 전력은 배터리 세트(20)에서 나온다. 배터리 세트(20)는 직렬 연결된 제 1 배터리(21)와 제 2 배터리(22)를 포함한다. 제 1 배터리(21)는 제 1 전선(2111)을 통해 시동모터(30)에 전기 연결된다. 시동모터(30)는 배터리 세트(20)에 의해 공급되는 전력에 의해 회전된다. 배터리 세트(20)는 어떠한 전압이나 어떠한 형태의 배터리일 수 있다. 본 실시예는 12볼트 배터리를 사용한다. 직렬 연결 후의 전압은 24볼트가 된다. 시동모터(30)는 제 1 막대(31)가 일단에 스크루 로드(32)를 포함하는 통상적인 브러시리스 모터(brushless motor)일 수 있다.

제 1 링크 장치(40)는 기어 하우징(41)과 상기 기어 하우징(41)에 맞물리는 기어 로드(42)를 포함한다. 제 1 링크 장치(40)는 시동모터(30)의 스크루 로드(32)에 연결되고, 기어 로드(42)는 제 1 링크 장치(40)와 시동모터(30)가 조립될 때 스크루 로드(32)와 맞물리게 된다. 그러므로, 시동모터(30)의 회전은 기어 로드(42)의 회전을 가능하게 한다. 스크루 로드(32)는 또한 제 1 발전기(50)의 회전 속도가 감소하는 것을 방지할 수 있고, 부하가 너무 클 때, 회전 속도를 안정화시킨다.

제 1 발전기(50)는 제 1 링크 장치(40)에 연결된다. 제 1 발전기(50)는 고정 코일(51)과 내부 코일 회전자(52)를 포함한다. 자석과 함께 고정 코일(51) 내부에 감겨진 내부 코일 회전자(52)를 회전시킴으로써, 전자기 유도를 통해 전력이 발생 될 수 있다. 그런 후 발생된 전력은 고정 코일(51)의 전력 출력선(511)으로부터 출력되어 전기적 장치에 전력을 제공한다. 전력 출력선(511)은 단상의 110V 출력선, 단상의 220V 출력선 및 3상의 220V 출력선을 포함할 수 있다. 내부 코일 회전자(52)는 제 2 막대(521)와 제 3 막대(522)를 포함한다. 제 2 막대(521)는 제 1 링크 장치(40)의 기어 로드(42)에 연결된다. 따라서, 시동모터(30)의 회전이 제 1 링크 장치(40)의 기어 로드(42)의 회전을 가능하게 하면, 내부 코일 회전자(52)도 회전하게 될 수 있다. 즉, 제 1 발전기(50)가 회전 구동되고, 전력을 발생시킨다. 링크가 변속하는 동안 운동 손실을 줄이고 에너지 변환 효율을 향상시키기 위해, 기어 로드(42)의 일단이 제 1 베어링(43)과 제 2 베어링(44) 사이에 맞물릴 수 있고, 내부 코일 회전자(52)의 제 2 막대(521)가 제 3 베어링(53) 내에 맞물리게 되어 회전이 더 매끄럽게 된다.

제 1 발전기(50)의 내부 코일 회전자(52)의 회전에 의해, 시동모터(30)에 의해 제공되는 운동 에너지가 전자기 유도에 따라 전력 발생의 목적을 달성하는 전기에너지로 변환된다. 그러나, 내부 코일 회전자(52)의 회전 운동 에너지는 지금까지 이용되지 않았다. 전력 발생의 효율을 향상시키기 위해, 본 고안은 내부 코일 회전자(52)의 회전 운동 에너지를 이용하여 또 다른 발전기를 구동시켜 부가적인 전력을 발생시키는 부가적인 기계장치를 제공한다.

제 2 링크 장치(60)와 제 2 발전기(70)는 이런 목적을 위해 사용된다. 제 2 링크 장치(60)는 제 1 발전기(50)와 제 2 발전기(70) 사이에 연결된다. 제 2 발전기(70)는 2개의 고정 소자(72)를 이용하여 제 1 발전기(50)에 고정된다. 제 2 링크 장치(60)는 제 1 벨트 휠(61), 제 2 벨트 휠(62) 및 벨트(63)를 포함한다.

제 1 벨트 휠(61)은 제 1 발전기(50)의 내부 코일 회전자(52)의 제 3 막대(522)에 연결되고, 제 2 벨트 휠(62)은 제 2 발전기(70)의 제 4 막대(71)에 연결된다. 제 1 벨트 휠(61)과 제 2 벨트 휠(62)은 벨트(63)를 통해 같이 링크된다. 내부 코일 회전자(52)가 회전할 때, 제 1 벨트 휠(61)과 제 2 벨트 휠(62) 사이의 링크를 통해 제 2 발전기(70)가 또한 전력을 발생시키기 위해 회전된다.

이 실시예의 제 2 발전기(70)는 배터리 세트(20)의 전압과 일치시키기 위해 24볼트의 전압을 발생하는 발전기다. 유사하게, 만일 배터리 세트(20)가 다른 출력 전압을 제공하면, 제 2 발전기(70)는 같은 전압을 출력하게 일치될 수 있다. 제 2 발전기(70)에 의해 발생된 전력은 제 5 전선(2222)을 통해 제 2 배터리(22)로 유도되므로, 제 1 배터리(21) 및 제 2 배터리(22) 모두가 동시에 재충전될 수 있다.

도 2 및 도 4를 참조하라. 도 4는 본 고안의 배선을 나타낸 개략도이다. 배터리 세트(20)는 제 1 배터리(21)에 직렬로 연결되는 제 2 배터리(22)에 의해 형성된다. 제 1 배터리(21)는 제 1 음극(211)과 제 1 양극(212)을 포함하고, 제 2 배터리(22)는 제 2 음극(221)과 제 2 양극(222)을 포함한다. 제 1 음극(211)은 시동모터(30)에 연결되는 제 1 전선(2111)과 제 2 발전기(70)에 연결되는 제 2 전선(2112)에 연결된다. 제 3 전선(2121)은 제 1 양극(212)과 제 2 음극(221) 사이에 연결된다. 제 2 양극(222)은 시동모터(30)에 연결되는 제 4 전선(2221)과 제 2 발전기(70)에 연결되는 제 5 전선(2222)에 연결된다. 따라서, 제 2 발전기(70)는 시동모터(30)와 배터리 세트(20)에 병렬로 연결된다.

시동모터(30)를 회전시키기 위해 배터리 세트(20)에 의해 제공된 전력은 시동모터(30)의 회전 시간을 연장시키기 위해 제 2 발전기(70)에 의해 발생된 전력에 의해 보충된다. 전력 발생과정 동안, 제 2 발전기(70) 또한 시동모터(30)의 회전을 위해 전력을 제공하는 배터리 세트(20)의 역할을 한다. 시동모터(30)를 회전시키기 위해 배터리 세트(20)에 의해 제공되는 전력은 제 2 발전기(70)에 의해 발생된 전력을 통해 재충전된다. 그러므로, 본 고안은 전력 발생의 더 나은 효율을 제공하고, 가솔린 또는 디젤과 같은 연료를 사용하는 종래의 전력 발생기에서 초래된 오염 문제를 피할 수 있다.

본 고안은 바람직한 실시예를 참조로 설명하였으나, 본 고안은 상세한 설명에 제한되지 않는 것으로 이해될 것이다. 다양한 치환 및 변경이 상기 설명에서 제안하였고, 다른 것도 당업자에게서 생각될 것이다. 그러므로, 모든 이러한 치환과 변경을 실용신안 등록 청구범위에서 정의된 바와 같이 본 고안의 범위 내에서 포함되는 것으로 의도되어 있다.

상기에서 설명한 본 고안에 따른 전력 발전기의 효과를 설명하면 다음과 같다.

첫째, 배터리를 사용하여 전력 발전기에 구동력을 제공하고, 이렇게 발생된 전력을 사용하여 배터리를 재충전하는 전력 발전기를 사용하게 됨으로써, 이런 주기적인 전력 변환 과정으로 고효율 및 에너지 자원을 절약할 수 있다는 이점이 있다.

둘째, 종래에는 전력 발생을 위해 연료 소비가 필요하며, 이로 인해 사용되는 화석 연료로 인해 대기 오염 및 소음이 발생하였으나, 본 고안의 전력 발전기를 사용하게 됨으로써, 이런 환경 오염 문제를 극복할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 종래의 가솔린/디젤 전력 발전기의 개략사시도,

도 2는 본 고안의 전력 발전기의 개략사시도,

도 3은 본 고안의 분해도, 및

도 4는 본 고안의 배선을 나타낸 개략도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

2 : 전력 발전기 20 : 배터리 세트

30 : 시동모터 32 : 스크루 로드

40 : 제 1 링크 장치 50 : 제 1 발전기

60 : 제 2 링크 장치 61 : 제 1 벨트 휠

62 : 제 2 벨트 휠 63 : 벨트

70 : 제 2 발전기 211 : 제 1 음극

212 : 제 1 양극 221 : 제 2 음극

222 : 제 2 양극

Claims (9)

1. 직렬 연결된 제 1 배터리 및 제 2 배터리를 더 포함하는 배터리 세트;

   구동력을 제공하는 상기 배터리 세트에 병렬로 연결되고, 그 단부가 스크루 로드(screw rod)에 연결되는 시동모터;

   상기 스크루 로드와 맞물리는 기어를 더 구비하는 제 1 링크 장치;

   회전을 위해 상기 제 1 링크 장치를 통해 상기 시동모터에 링크되는 제 1 발전기;

   상기 배터리 세트와 상기 시동 모터가 병렬로 연결되는 제 2 발전기; 및

   상기 제 1 발전기에 연결되는 제 1 벨트 휠, 상기 제 2 발전기와 연결되는 제 2 벨트 휠, 및 변속을 위해 상기 제 1 벨트 휠 및 상기 제 2 벨트 휠에 연결되는 벨트를 포함하는 제 2 링크 장치를 구비하는 전력 발전기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 배터리와 상기 제 2 배터리는 각각 12볼트 출력 전압을 제공하고, 상기 제 2 발전기는 24볼트의 전압을 출력하는 전력 발전기.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 배터리는 제 1 음극과 제 1 양극을 더 포함하고, 상기 제 2 배터리는 제 2 음극과 제 2 양극을 더 포함하며, 상기 제 1 음극은 상기 시동모터에 연결되는 제 1 전선에 그리고 상기 제 2 발전기에 연결되는 제 2 전선에 연결되고, 상기 제 1 양극과 상기 제 2 음극은 제 3 전선에 연결되고, 상기 제 2 양극은 상기 시동모터에 연결되는 제 4 전선에 그리고 상기 제 2 발전기에 연결되는 제 5 전선에 연결되는 전력 발전기.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 시동모터는 브러시리스 모터(brushless motor)인 전력 발전기.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 발전기는 복수의 전력 출력선에 연결되는 전력 발전기.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 복수의 전력 출력선은 복수의 단상 110 볼트 출력선을 포함하는 전력 발전기.
7. 제 5 항에 있어서,

   상기 복수의 전력 출력선은 복수의 단상 220 볼트 출력선을 포함하는 전력 발전기.
8. 제 5 항에 있어서,

   상기 복수의 동력 출력선은 복수의 3상 220 볼트 출력선을 포함하는 전력 발전기.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 2 발전기는 적어도 하나의 고정 요소에 의해 상기 제 1 발전기에 고정되는 동력 발전기.