KR200423053Y1 - 발전기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 발전기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고정자의 원통링체에 구비된 상,하 영구자석과 그 사이에 구비된 회전자의 자석부를 통해 회전자와 고정자의 마찰없이 간격을 유지하여 회전자와 고정자가 서로 반대방향으로 동시 회전되는 발전기에 관한 것이다.

본 고안에 따른 발전기는, 외력에 의해 회전되는 제1 회전체와, 상기 제1 회전체에 연결되어 제1 회전체에 의해 회전되며 둘레에는 다수의 코일이 권선되어 있는 링형 권선체가 구비된 회전자와, 상기 회전자의 외측 둘레를 감싸게 구비되어 상기 링형 권선체가 내부에 삽입되도록 일측에 개방부가 형성되며 내부 둘레에 다수의 자석들이 구비된 중공부를 포함하는 원통링체 및 이 원통링체와 연결되어 외력에 의해 원통링체를 회전시키는 제2 회전체를 포함하는 고정자를 포함하는 발전기에 있어서, 상기 원통링체에 구비된 고정수단을 통해 개방부의 둘레 상,하부에는 서로 다른 극성의 상,하 영구자석이 구비되며, 상기 회전자의 둘레인 상기 상,하 영구자석의 상,하부에는 상,하 영구자석과 간격이 유지되도록 동일 극성의 자석부가 더 구비됨을 특징으로 한다.

고정자, 회전자, 영구자석, 자석부

Description

발전기{Generator}

도 1은 본 고안의 발전기를 나타낸 사시도.

도 2는 도 1의 A-A선 단면도.

도 3은 도 2의 B부 확대도.

도 4는 도 2의 C-C선 단면도.

도 5는 도 4의 D부 확대도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 제1 회전체

11 : 베어링

12 : 케이스

13 : 볼트

14 : 받침판

2 : 회전자

21 : 링형 권선체

211 : 코일

22 : 자석부

23 : 볼트축

24 : 앵글

25 : 외부 전력선

26 : 브러쉬부

3 : 고정자

31 : 원통링체

311 : 개방부, 312 : 자석, 313: 중공부, 314 : 상부링체, 315 : 하부링체, 316 : 볼트, 317 : 상부 영구자석, 318 : 하부 영구자석

32 : 제2 회전체

4 : 고정수단

41 : 상부 함몰홈

42 : 하부 함몰홈

421 : 탭홀, 422 : 조정볼트

본 고안은 발전기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 회전자와 고정자가 서로 반대방향으로 동시 회전이 가능하여 발전효율을 높일 수 있는 발전기에 관한 것이다.

일반적으로 발전기라함은 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 기기를 말하는 것이다.

즉, 발전기는 자기장을 만들기 위한 자석과 기전력을 발생시키는 도체가 상대 회전되도록 구성되는 것이다.

이에 종래의 발전기는, 외력에 의해 회전되는 제1 회전체와, 상기 제1 회전체에 연결되어 제1 회전체에 의해 회전되며 둘레에는 다수의 코일이 권선되어 있는 링형 권선체가 구비된 회전자와, 상기 회전자의 외측 둘레를 감싸게 구비되어 상기 링형 권선체가 내부에 삽입되도록 일측에 개방부가 형성되며 내부 둘레에 다수의 자석들이 구비된 중공부를 포함하는 원통링체 및 이 원통링체와 연결되어 외력에 의해 원통링체를 회전시키는 제2 회전체를 포함하는 고정자를 포함함을 특징으로 한다.

그리고 상기 회전자와 고정자 사이에는 하나의 회전체 내측 둘레에 구비되는 가이드링과, 상기 다른 회전체에 구비되어 상기 가이드링을 타고 이동되어 상기 회전자와 고정자의 회전을 안내하는 다수의 롤러 베어링이 더 구비된다.

따라서 상기 회전자의 구성인 링형 권선체의 일단이 상기 롤러 베어링에 의해 지지된다.

그러나, 종래의 발전기는 회전자와 고정자가 서로 반대방향으로 동시 회전하는 것으로, 장기간 동안 사용할 경우에 링형 권선체의 계속되는 회전에 의해 롤러 베어링의 마찰 손실이 커지거나 외경의 크기가 변형되는 문제점을 가지고 있었다.

이에 본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로, 고정자의 원통링체에 구비된 상,하 영구자석과 그 사이에 구비된 회전자의 자석부를 통 해 회전자와 고정자의 마찰없이 간격을 유지할 수 있는 발전기를 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 발전기는, 외력에 의해 회전되는 제1 회전체와, 상기 제1 회전체에 연결되어 제1 회전체에 의해 회전되며 둘레에는 다수의 코일이 권선되어 있는 링형 권선체가 구비된 회전자와, 상기 회전자의 외측 둘레를 감싸게 구비되어 상기 링형 권선체가 내부에 삽입되도록 일측에 개방부가 형성되며 내부 둘레에 다수의 자석들이 구비된 중공부를 포함하는 원통링체 및 이 원통링체와 연결되어 외력에 의해 원통링체를 회전시키는 제2 회전체를 포함하는 고정자를 포함하는 발전기에 있어서, 상기 원통링체에 구비된 고정수단을 통해 개방부의 둘레 상,하부에는 서로 다른 극성의 상,하 영구자석이 구비되며, 상기 회전자의 둘레인 상기 상,하 영구자석의 상,하부에는 상,하 영구자석과 간격이 유지되도록 동일 극성의 자석부가 더 구비됨을 특징으로 한다.

이하, 본 고안에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안의 발전기를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A선 단면도이며, 도 3은 도 2의 B부 확대도이고, 도 4는 도 2의 C-C선 단면도이며, 도 5는 도 4의 D부 확대도이다.

도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 고안의 발전기는, 외력에 의해 회전되는 제1 회전체(1)와, 상기 제1 회전체(1)에 연결되어 제1 회전체(1)에 의해 회전 되며 둘레에는 다수의 코일(211)이 권선되어 있는 링형 권선체(21)가 구비된 회전자(2)와, 상기 회전자(2)의 외측 둘레를 감싸게 구비되어 상기 링형 권선체(21)가 내부에 삽입되도록 일측에 개방부(311)가 형성되며 내부 둘레에 다수의 자석(312)들이 구비된 중공부(313)를 포함하는 원통링체(31) 및 이 원통링체(31)와 연결되어 외력에 의해 원통링체(31)를 회전시키는 제2 회전체(32)를 포함하는 고정자(3)를 포함하는 발전기에 있어서, 상기 원통링체(31)에 구비된 고정수단(4)을 통해 개방부(311)의 둘레 상,하부에는 서로 다른 극성의 상,하 영구자석(317,318)이 구비되며, 상기 회전자(2)의 둘레인 상기 상,하 영구자석(317,318)의 상,하부에는 상,하 영구자석(317,318)과 간격이 유지되도록 동일 극성의 자석부(22)가 더 구비됨을 특징으로 한다.

특히 본 고안의 발전기는, 각각의 역방향 회전수단이 구비되어 외부로부터 인가되는 바람을 통해 상기 회전자(2)와 고정자(3)를 상호 반대방향으로 회전되게 하는 것이다.

그리고 상기 역방향 회전수단은 바람을 통해 서로 반대방향으로 회전될 수 있도록 각기 날개의 설치방향을 달리한 상,하부 수직날개(도시하지 않음)로 구성되는 것으로, 이에 한정하지 않고 바람을 흡수하여 서로 반대방향으로 회전할 수 있는 회전수단을 포함할 수 있음을 알리고자 한다.

한편, 상기 제1 회전체(1)는 수직으로 세워지게 되는 회전축으로 구성되며, 상부에는 회전자(2)와 고정자(3)의 회전을 통해 발생되는 마찰을 방지하도록 베어링(11)이 구비되며, 상기 베어링(11)의 외부 둘레를 감싸도록 베어링(11)의 상부에 케이스(12)가 구비되어 상기 제2 회전체(32)와 볼트(13) 체결된다.

또한 상기 베어링(11)의 하부에는 상기 제1 회전체(1)의 외측에 구비되어 상기 베어링(11)의 낙하를 방지하게 되는 받침판(14)이 더 구비되어 있다.

특히 상기 원통링체(31)는 상부링체(314)와 하부링체(315)로 구성되며 상기 상,하부링체(314,315)는 상기 고정자(3)의 내측 단부에 연철 재질인 볼트(316)로 체결되어 고정된다.

그리고, 상기 회전자(2)는 상기 링형 권선체(21)와 연결되며 일측에 자석부(22)가 구비된 볼트축(23)과 이 볼트축(23)을 지지하도록 상기 회전자(2)의 단부에 볼트 체결되는 앵글(24)을 포함한다.

또한 상기 회전자(2)는 외부 전력선(25)이 통과할 수 있도록 중앙이 관통되는 관체로 구성되며, 상기 제1 회전체(1)의 하부에는 상기 회전자(2)를 통해 기전력을 인가받게 되는 브러쉬부(26)가 구비된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 자석부(22)는 상기 회전자(2)의 둘레에 등간격으로 다수개가 구비되어 있으나, 상기 회전자(2)의 둘레에 전체적으로 구비될 수도 있다.

한편, 상기 고정수단(4)은 상기 원통링체(31)의 개방부(311)의 상,하부에 함몰되게 구비되어 상기 상,하 영구자석(317,318)이 삽입되는 상,하부 함몰홈(41,42)으로 구성된다.

그리고 상기 상부 함몰홈(41)에 N극의 영구자석을 삽입하고 상기 하부 함몰홈(42)에 S극의 자석을 삽입하게 된다. 또한 상기 N극과 S극의 상,하 영구자 석(317,318)과 동일한 극성의 영구자석으로 이루어진 자석부(22)가 상기 상,하부 함몰홈(41,42)에 구비된 상,하 영구자석(317,318)과 서로 마주보게 위치함으로써 회전자(2)와 고정자(3)간의 간격을 유지하게 된다.

특히 상기 하부 함몰홈(42)의 하부에 탭홀(421)이 형성되고, 이 탭홀(421)에는 하부 영구자석(318)의 높이를 조절하는 조정볼트(422)가 더 구비된다.

따라서 상기 조정볼트(422)를 통해 하부 영구자석(318)을 상,하로 이동시킴으로써 자력을 조정할 수 있다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 고안에 따른 발전기의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 먼저 외력인 바람에 의해 날개와 연동되어 있는 회전자(2)와 고정자(3)가 서로 반대방향으로 동시 회전을 한다.

이때 회전자(2)와 고정자(3)가 서로 반대방향으로 회전하면서 N극과 S극의 극성을 가진 회전자(2)의 자석부(22)와 이 자석부(22)와 동일한 극성으로 위치하게 되는 고정자(3)의 상,하 영구자석(317,318)은 서로 밀어내는 힘이 발생되어 서로 간격을 유지하게 된다.

따라서 상기 회전자(2)와 고정자(3)간의 접촉을 피할 수 있으므로 접촉에 의한 마찰을 사전에 미리 방지할 수 있다.

아울러, 상기 회전자(2)와 고정자(3)가 서로 반대방향으로 회전하면서 회전수를 2배로 증가시킴으로써 출력성능을 높일 수 있다.

특히 상기 회전자(2)와 고정자(3)를 통해 발생된 기전력은 상기 제1 회전 체(1)의 내부에 구비된 외부 전력선(25)을 통해 제1 회전체(1)의 하부에 구비된 브러쉬부(26)로 인가되게 된다.

상술한 바와 같이 본 고안에 따른 발전기는, 고정자의 원통링체에 구비된 상,하 영구자석과 그 사이에 구비된 회전자의 자석부를 통해 회전자와 고정자의 마찰없이 간격을 유지함으로써 회전자와 고정자가 서로 반대방향으로 동시 회전이 가능하여 발전효율을 높일 수 있는 효과를 가지는 것이다.

본 고안은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 고안의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양한 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 고안의 범주는 이러한 많은 변형의 예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어져야 한다.

Claims (4)

1. 외력에 의해 회전되는 제1 회전체(1)와, 상기 제1 회전체(1)에 연결되어 제1 회전체(1)에 의해 회전되며 둘레에는 다수의 코일(211)이 권선되어 있는 링형 권선체(21)가 구비된 회전자(2)와, 상기 회전자(2)의 외측 둘레를 감싸게 구비되어 상기 링형 권선체(21)가 내부에 삽입되도록 일측에 개방부(311)가 형성되며 내부 둘레에 다수의 자석(312)들이 구비된 중공부(313)를 포함하는 원통링체(31) 및 이 원통링체(31)와 연결되어 외력에 의해 원통링체(31)를 회전시키는 제2 회전체(32)를 포함하는 고정자(3)를 포함하는 발전기에 있어서,

   상기 원통링체(31)에 구비된 고정수단(4)을 통해 개방부(311)의 둘레 상,하부에는 서로 다른 극성의 상,하 영구자석(317,318)이 구비되며,

   상기 회전자(2)의 둘레인 상기 상,하 영구자석(317,318)의 상,하부에는 상,하 영구자석(317,318)과 간격이 유지되도록 동일 극성의 자석부(22)가 더 구비됨을 특징으로 하는 발전기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 자석부(22)는,

   상기 회전자(2)의 둘레에 등간격으로 다수개가 구비됨을 특징으로 하는 발전기.
3. 제 1항에 있어서, 상기 자석부(22)는,

   상기 회전자(2)의 둘레에 전체적으로 구비됨을 특징으로 하는 발전기.
4. 제 1항에 있어서, 상기 고정수단(4)은, 상기 원통링체(31)의 개방부(311)의 상,하부에 함몰되게 구비되어 상기 상,하 영구자석(317,318)이 삽입되는 상,하부 함몰홈(41,42)으로 구성되고,

   상기 하부 함몰홈(42)의 하부에 탭홀(421)이 형성되고, 이 탭홀(421)에는 하부 영구자석(318)의 높이를 조절하는 조정볼트(422)가 더 구비됨을 특징으로 하는 발전기.

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