KR20060104466A

KR20060104466A - 디스크 회전형 발전기 및 발전방법

Info

Publication number: KR20060104466A
Application number: KR1020050026666A
Authority: KR
Inventors: 이용신
Original assignee: 이용신
Priority date: 2005-03-30
Filing date: 2005-03-30
Publication date: 2006-10-09
Also published as: KR100683472B1

Abstract

본 발명은 디스크 회전형 발전기 및 발전방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 코일이 비자성체인 코일틀에 감겨져서 코일지지판에 고정 부착되어 있고 자석들이 부착되어 있는 원판형의 회전체가 상기 코일지지판과 근접하게 좌우로 고정되어 회전축과 일체로 회전함으로써 전력을 얻게 하는 것으로서 코일뭉치가 결합되어 있는 코일지지판은 지지판고정부재에 의해 고정되어 있고 자석이 부착되어 있는 자석지지판은 회전축에 의해 회전하도록 되어 있어 코일이 자성체인 철판에 감겨져 있는 종래의 발전기보다 적은 동력으로 전력을 얻는 것을 특징으로 하는 디스크 회전형 발전기에 관한 것이다.

자석지지판, 코일지지판, 자석, 코일틀, 코일, 코일뭉치

Description

디스크 회전형 발전기 및 발전방법{A disk-type generator rotating apparatus with magnets and the method of generating}

도 1은 본 발명에 따른 디스크 회전형 발전기의 사시도

도 2는 본 발명에 따른 디스크 회전형 발전기의 종단면도

도 3은 본 발명에 따른 코일뭉치가 결합된 코일지지판의 측면도

도 4는 본 발명에 따른 코일지지판의 측면도

도 5는 본 발명에 따른 코일틀의 사시도

도 6은 본 발명에 따른 자석지지판의 측면도

도 7은 본 발명에 따른 자석 케이스의 사시도

도 8A는 본 발명에 따른 코일이 코일틀에 절반이 감겨져 있는 상태의 개략도

8B는 본 발명에 따른 코일이 코일틀에 전부 감겨져 있는 상태의 개략도

도 9A는 본 발명에 따른 코일이 감겨져 있는 코일뭉치가 연결되는 예시도

9B는 본 발명에 따른 코일이 코일뭉치에 감겨지는 방법을 나타낸 예시도

도 10A는 본 발명에 따른 자석과 코일에 전류가 흐르는 개념도

10B는 10A와 반대의 극성이 위치할 때 코일에 전류가 흐르는 개념도

도 11은 코일지지판이 회전되고 자석지지판이 고정되는 디스크 회전형 발전 기의 사시도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1a, 1b. 자석지지판 2. 코일지지판

3a, 3b. 자석 케이스 4a, 4b. 자석

5. 코일 6. 코일틀

7, 7a, 7b. 지지판고정부재 8. 회전축

9a, 9b. 베어링 10. 구동부

11. 베이스 몸체 12. 코일뭉치결합공

13, 13a, 13b. 중심공 14. 코일뭉치

15a, 15b. 접지부 16a, 16b. 고정링

본 발명은 디스크 회전형 발전기 및 발전방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 코일이 비자성체인 플라스틱 코일틀에 감겨져서 코일지지판에 고정 부착되어 있고 자석들이 부착되어 있는 원판형의 회전체가 상기 코일지지판과 근접하게 좌우로 고정되어 회전축과 일체로 회전함으로써 전력을 얻게 하는 것으로서 코일뭉치가 결합되어 있는 코일지지판은 지지판고정부재에 의해 고정되어 있고, 자석들이 부착되어 있는 자석지지판은 회전축에 의해 회전하도록 되어 있어 코일이 자성체인 철 판에 감겨져 있는 종래의 발전기보다 적은 동력으로 전력을 얻는 것을 특징으로 하는 디스크 회전형 발전기에 관한 것이다.

일반적으로 발전기는 영구자석이나 전자석을 코일이 권선된 고정자에 회전시키면 기전력이 생기고 코일의 리드선은 전류를 얻기 위한 정류자판에 연결한다. 이때, 발생되는 전압은 자계의 세기 및 도체가 자력선을 자르는 속도에 따라서 전압의 크기가 다르게 된다.

그러나 상기한 종래의 발전기는 영구자석이나 전자석으로 만든 회전자를 자성체인 철판에 코일을 감아 만든 고정자에 회전시켜 기전력을 얻게 되는데 이러한 경우에는 회전자와 고정자 사이에 자력이 작용해서 인력에 의한 부하가 걸리게 되므로 회전 동력이 많이 소비되어 발전기의 효율이 떨어지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 적은 동력으로 전력을 얻게 하는데 목적이 있다. 이러한 목적을 달성하기 위하여 코일이 비자성체인 코일틀에 감겨져서 비자성체인 코일지지판에 고정 부착되어 있고 자석이 부착되어 있는 원판형의 회전체가 상기 코일지지판의 좌우에서 회전축과 일체로 되어 회전함으로써 전력을 얻게 하는 것으로서 자성체인 철판을 코일틀(고정자)로 사용하는 종래의 발전기에서 자장을 형성하는 회전자와 자성체를 사용하는 코일틀(고정자) 사이에 작용하는 자력으로 인한 부하를 줄이게 하여 고정자와 회전자 사이에 걸리는 부하를 최소화 한 점에 본 발명의 특징이 있다.

이하 본 발명에 따른 구체적인 구성을 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 디스크 회전형 발전기는 도 1 및 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 다수개의 코일뭉치(14)가 결합되는 코일지지판(2)과, 상기 코일지지판(2)의 좌우 양측에 일정간격으로 이격 설치되며 다수개의 자석(4a)(4b)들이 양면에 고정 부착되는 자석지지판(1a)(1b)과, 상기 코일지지판(2)의 중심공(13)에 관통 설치되고 상기 자석지지판(1a)(1b)과 일체로 축설되어 회전되는 회전축(8)으로 구성되어 있다.

상기 코일지지판(2)은 도 1 내지 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 자석지지판(1a)(1b)의 중앙에 이격 설치되어 있으며 자석지지판(1a)(1b)의 자석(4a)(4b)들과의 인력을 극소화하기 위하여 플라스틱 등의 비자성체 원판 디스크형으로 이루어져 있고, 상기 코일지지판(2)의 중심부는 회전축(8)보다 직경이 큰 중심공(13)이 천공되어 있어 회전축(8)이 관통 설치되고, 코일뭉치(14)가 결합되는 다수개의 코일뭉치결합공(12)과 상기 코일지지판(2)을 고정시키는 지지판고정부재(7)가 베이스 몸체(11)에 형성되어 있다.

상기 코일뭉치결합공(12)은 상기 중심공(13) 외측에 일정간격을 두고 원주방향으로 다수개 천공되어 있으며 코일뭉치(14)가 끼움 결합되도록 되어 있다.

상기 지지판고정부재(7)는 베이스 몸체(11)와 일체로 부착되어 있으며 코일 지지판(2)을 하단부에서 고정하여 지지하고 구동장치(도시하지 않음)에 의해 회전축(8)이 회전되어도 상기 코일지지판(2)은 자석지지판(1a)(1b) 사이에 고정 설치된다.

본 발명의 다른 실시예로서 도 11에 도시되어 있는 바와 같이 좌우 양측의 자석지지판(1a)(1b)에 회전축(8)의 직경보다 큰 중심공(13a)(13b)을 천공하여 회전축(8)이 관통되게 하고 상기 자석지지판(1a)(1b)의 하단부에 베이스 몸체(11)와 일체로 부착한 지지판고정부재(7a)(7b)를 설치하여 자석지지판(1a)(1b)을 베이스 몸체(11)에 고정하여 지지하게 하고, 코일지지판(2)의 중심부를 회전축(8)과 일체로 하여 자석지지판(1a)(1b)이 고정되고 코일지지판(2)이 회전축(8)과 일체로 회전될 수 있는 구조로 형성될 수 있다. 상기 회전축(8)은 접지부(15a)(15b)와 고정링(16a)(16b)이 형성되어 있고 코일지지판(2)에서 발생된 전류가 흐를 수 있도록 코일(5)이 고정 설치되어 있으며 코일(5)에 흐르는 전류가 방전되지 않도록 하기 위하여 플라스틱 등의 절연체로 되어 있다. 상기 고정링(16a)(16b)은 회전축(8)과 일체로 되어 회전하며 코일지지판(2)에 내설되어 있는 코일(5)이 각각 결합되어 있어 상기 코일(5)에 흐르는 전류가 접지부(15a)(15b)를 통해 흐를 수 있도록 철제 등의 도체로 되어 있다. 상기 접지부(15a)(15b)는 고정링(16a)(16b)에 흐르는 전류가 흐를 수 있도록 철제 등의 도체로 되어 있으며 상기 베이스 몸체(11)의 일측에 고정 부착되어 있다.

상기 코일뭉치(14)는 코일(5)이 코일틀(6)에 감겨져 있는 것으로 코일뭉치결합공(12)에 끼움 결합되어 원판형의 코일지지판(2)에 고정되고 도 9A에 도시되어 있는 바와 같이 상기 코일뭉치(14)는 인접한 코일뭉치(14)와 코일(5)에 의해 상호 연결되어 상기 자석지지판(1a)(1b)과 코일지지판(2)의 상대 운동에 의해 생성된 전류가 단속없이 흐르게 되며 상기 코일뭉치(14)는 도 8에 도시되어 있는 바와 같이 먼저 코일틀(6)의 한쪽 측면에 코일(5)이 감겨진 후(도 8A) 다른 측면에 코일(5)이 감겨지게 되고(도 8B), 코일(5)이 코일틀(6)에 감겨져 코일뭉치(14)가 상호 연결되는 개념은 도 9B에 도시한 바와 같이 코일틀(6)(상기 도 9B에서는 원통형으로 표현하여 설명함.)을 중심으로 코일(5)을 시계 방향 또는 반시계 방향으로 일정하게 회전시켜 코일뭉치(14)를 형성하여 상호 연결한다.

상기 자석지지판(1a)(1b)은 도 1, 도 2, 도 6, 도 7에 도시되어 있는 바와 같이 상기 코일지지판(2)의 좌우 양측에 일정간격으로 이격 설치되어 있으며 금속제의 원판 디스크형으로 이루어져 있고 전체의 개수가 짝수로 이루어진 다수개의 자석(4a)(4b)들이 부착되어 이를 고정시키는 자석 케이스(3a)(3b)가 형성되어 있으며, 상기 자석지지판(1a)(1b)의 원판 중심부는 회전축(8)과 일체로 관통 설치되어 구동시 상기 회전축(8)과 함께 회전된다.

상기 자석지지판(1a)(1b)의 자석(4a)(4b)들은 상기 코일지지판(2)과 마주보는 자석지지판(1a)(1b)의 일측면에 N극과 S극이 순차적으로 교차되어 자석지지판(1a)(1b)의 양 내측면에 원주방향으로 배열되어 있으며 상기 자석(4a)(4b)들의 대향된 위치에는 반대의 극성이 위치하여 자장이 형성되고 자석지지판(1a)(1b)의 회전에 의한 코일(5)과의 상대운동에 의해 즉 자석지지판(1a)과 자석지지판(1b) 사이 에 형성된 자장을 도선인 코일(5)이 끊게 되어 자기력선의 변화가 생겨 도 10A, 10B에 도시되어 있는 바와 같이 자석(4a)(4b)들의 극성변화에 따라 화살표 방향으로 코일(5)에 전류가 흐르게 된다. 상기 코일(5)에 전류가 흐르는 원리는 통상의 발전기에 이용되는 전자기의 동일 법칙에 기초를 두고 있으며 기전력의 크기는 자기장의 세기와 도체의 길이 및 자기장과 도체의 상대적 속도에 비례하며, 기전력의 방향은 플레밍의 오른손 법칙에 의해 정해진다.

상기 자석(4a)(4b)들은 상기 자석지지판(1a)(1b)의 양 내측면에 원주 방향으로 형성되어 있고 철제로 된 자석 케이스(3a)(3b)에 삽입되어 고정되며 상기 자석 케이스(3a)(3b)들은 자석지지판(1a)(1b)의 내측면에 고정 부착되어 있다. 상기 자석(4a)(4b)들은 필요에 따라 전자석, 영구자석, 초전도 자석등으로 할 수 있다.

상기 회전축(8)은 도 1, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 자석지지판(1a)(1b)과 일체로 고정되어 중심을 관통하고 있으며 상기 코일지지판(2)의 중심공(13)의 직경보다 작은 구조로 되어 있어 구동부(10)에 의해 회전축(8)이 회전시 상기 자석지지판(1a)(1b)과 함께 회전하며, 상기 회전축(8)에는 베어링(9a)(9b)과 구동부(10)가 형성되어 있다.

상기 구동부(10)는 자석지지판(1a)(1b)이 회전되도록 회전축(8)의 한쪽 끝단에 위치하여 구동장치(도시하지 않음)에 연결되어 상기 회전축(8)이 회전될 수 있도록 동력이 전달되며 상기 회전축(8)에는 베어링(9a)(9b)이 형성되어 있어 회전축(8)의 회전시 마찰을 줄여서 원활한 회전으로 발전기의 효율이 향상되도록 한다.

본 발명에 따른 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

구동장치(도시하지 않음)에 의해 구동부(10)에 동력이 전달되고 상기 구동부(10)에 전달된 동력은 회전축(8)을 회전시키고, 회전축(8)과 일체로 관통 설치되어 코일지지판(2)의 좌우 양측에 이격 설치되어 있는 자석지지판(1a)(1b)이 상기 회전축(8)과 함께 회전을 하며, 상기 코일지지판(2)의 중심부에는 상기 회전축(8)보다 직경이 큰 중심공(13)이 천공되어 있어 회전축(8)이 관통 설치되고, 지지판고정부재(7)가 베이스 몸체(11)에 형성되어 상기 코일지지판(2)을 고정시켜 주어 회전축(8)의 회전시 자석지지판(1a)(1b)이 회전하고 코일지지판(2)이 고정되게 하여 상기 자석지지판(1a)(1b)의 자석(4a)(4b)들과 코일지지판(2)에 결합된 코일뭉치(14)가 상대 운동을 하게 된다.

상기 자석지지판(1a)(1b)의 양 내측면에는 원주 방향으로 짝수로 이루어진 다수개의 자석(4a)(4b)들이 형성되어 있고 N극과 S극이 순차적으로 교차하여 자석지지판(1a)(1b)의 양 내측면에 배열되어 있으며 상기 자석(4a)(4b)들의 대향된 위치에는 반대의 극성이 위치하여 자기장이 형성되고 자석지지판(1a)(1b)과 코일지지판(2)의 상대 운동에 의한 코일뭉치(14)의 코일(5)과 자석(4a)(4b)들과의 자기력선 변화가 생기며 회전축(8)의 회전으로 상기 코일(5)이 자석(4a)(4b)들의 자기력선을 통과함으로써 통상의 발전기에 이용되는 전자기 법칙인 플레밍의 오른손 법칙에 의해 코일(5)에 전류가 흐르게 된다.

상기한 바와 같이 본 발명에 의하면 코일은 플라스틱의 비자성체 물질인 코일틀에 감고 코일지지판에 장착하므로 자석지지판의 회전에 부하가 적게 걸려 일반적으로 사용되는 발전기의 회전자와 고정자 사이에 작용하는 인력을 줄임으로써 회전자를 구동시키는데 많은 동력이 소비되는 문제점을 해결할 수 있으며, 자석지지판과 코일지지판을 회전축 상에 다수개 형성함으로써 간단한 조작으로 발전기의 용량을 쉽게 증가시킬 수 있다.

Claims

디스크 회전형 발전기에 있어서, 다수개의 코일뭉치(14)가 결합되는 코일지지판(2)과, 상기 코일지지판(2)의 좌우 양측에 일정간격 이격 설치되며 다수개의 자석(4a)(4b)들이 양면에 고정 부착되는 자석지지판(1a)(1b)과, 상기 자석지지판 (1a)(1b)과 일체로 축설되어 회전되는 회전축(8)으로 구성되어 있으며, 상기 코일지지판(2)은 비자성체 원판 디스크형으로 되어 있고 코일지지판(2)의 중심부는 회전축(8)보다 직경이 큰 중심공(13)이 천공되어 있어 회전축(8)이 관통 설치되며 코일뭉치(14)가 결합되는 다수개의 코일뭉치결합공(12)이 상기 중심공(13) 외측에 일정간격을 두고 원주방향으로 다수개 천공되어 있고 코일지지판(2)을 베이스 몸체(11)에 고정시키는 지지판고정부재(7)가 구비되어 있으며, 상기 자석지지판 (1a)(1b)은 원판형으로 상기 코일지지판(2)과 마주보는 일측면에 전체의 개수가 짝수로 이루어진 다수개의 자석(4a)(4b)들이 고정부착되는 자석 케이스(3a) (3b)가 원주방향으로 배열되어 있고 상기 자석(4a)(4b)들은 N극과 S극이 순차적으로 교차되어 자석케이스(3a)(3b)에 내장되어 있으며, 상기 회전축(8)은 구동부(10)에 의해 구동되어 자석지지판(1a)(1b)을 회전시키도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 디스크 회전형 발전기.
디스크 회전형 발전기에 있어서, 다수개의 코일뭉치(14)가 결합되는 코일지 지판(2)과, 상기 코일지지판(2)의 좌우 양측에 일정간격 이격 설치되며 다수개의 자석(4a)(4b)들이 양면에 고정 부착되는 자석지지판(1a)(1b)과, 상기 코일지지판 (2)과 일체로 축설되어 회전되는 회전축(8)으로 구성되어 있으며, 상기 코일지지판 (2)은 비자성체 원판 디스크형으로 되어 있고 코일뭉치(14)가 결합되는 다수개의 코일뭉치결합공(12)이 상기 코일지지판(2)의 내측에 일정간격 원주방향으로 다수개 천공되어 있으며, 상기 자석지지판(1a)(1b)은 원판형으로 되어 있고 자석지지판 (1a)(1b)의 중심부는 회전축(8)보다 직경이 큰 중심공(13a)(13b)이 천공되어 있어 회전축(8)이 관통 설치되며 상기 코일지지판(2)과 마주보는 일측면에 전체의 개수가 짝수로 이루어진 다수개의 자석(4a)(4b)들이 고정부착되는 자석 케이스(3a)(3b)가 원주방향으로 배열되어 있고 상기 자석(4a)(4b)들은 N극과 S극이 순차적으로 교차되어 자석케이스(3a)(3b)에 내장되어 있으며 상기 자석지지판(1a)(1b)의 하단부에는 자석지지판 (1a)(1b)을 베이스 몸체(11)에 고정 부착하는 지지판고정부재 (7a)(7b)가 형성되어 있고, 상기 회전축(8)은 코일지지판(2)의 중심공(13)의 직경보다 작고 구동부(10)에 의해 구동되어 코일지지판(2)을 회전시키도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 디스크 회전형 발전기.
회전축(8)에 일체로 축설되어 코일지지판(2)의 좌우 양측에 각각 이격 설치된 자석지지판(1a)(1b)이 회전축(8)과 함께 회전하되 상기 자석지지판(1a)(1b)에는 코일지지판(2)과 마주보는 일측면에 각각 자석(4a)(4b)들이 N극과 S극이 순차적으 로 교차되어 있고 자석지지판(1a)(1b)의 서로 마주보는 위치에 구비된 자석(4a) (4b)들은 서로 반대 극성으로 되어 있어 자기장을 형성한 상태에서, 통상의 구동장치로부터 구동부(10)에 전달된 동력에 의해 회전축(8)이 회전되고, 상기 회전축(8)의 회전으로 자석지지판(1a)(1b)의 자석(4a)(4b)들과 코일지지판(2)에 내설되어 고정되어 있는 코일(5)에 자기력선의 변화가 생기며 상기 코일(5)이 자석(4a)(4b)들의 자기력선을 통과하면서 코일(5)에 전류가 발생되도록 하는 것을 특징으로 하는 디스크 회전형 발전방법.