KR20100005954U - An electric generator - Google Patents

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    • H02N11/002—Generators

Abstract

본 고안은 최소의 힘으로 최대의 전력을 효율적으로 생산할 수 있도록 한 자력을 이용한 발전장치에 관한 것으로서,

발전기의 샤프트에 고정된 풀리를 통하여 구동부의 동력을 전달받아 회전하여 전기를 생산하는 발전장치에 있어서;

상기 구동부는 초기 동력을 발생시키는 소형 모터와, 상기 모터의 구동축에 고정되는 구동휠과, 상기 구동휠과 연접되게 구비하여 발전기로 동력을 전달하도록 풀리보다 큰 직경의 벨트홈을 가지는 피동휠로 구성하고, 상기 구동휠과 피동휠에 방사상으로 형성하는 다수 개의 구동블레이드와 피동블레이드, 상기 구동 및 피동블레이드의 끝단에 동일극성을 가지는 전자석을 고정하여 구동블레이드의 전자석이 인접한 피동블레이드의 전자석을 밀어내는 힘에 의하여 피동휠이 회전하여 발전기를 구동하도록 한 것이다.

Figure P2020080016069

자력, 자석, 발전

The present invention relates to a generator using magnetic force to efficiently produce the maximum power with the minimum force,

In the power generation apparatus for generating electricity by rotating the power received from the drive unit through a pulley fixed to the shaft of the generator;

The driving unit includes a small motor for generating initial power, a driving wheel fixed to the driving shaft of the motor, and a driven wheel having a belt groove having a diameter larger than that of the pulley so as to be connected to the driving wheel to transfer power to the generator. And fixing a plurality of driving blades and driven blades radially formed on the driving wheel and the driven wheel, and electromagnets having the same polarity at the ends of the driving and driven blades so that the electromagnets of the driving blades push the electromagnets of the adjacent driven blades. The driven wheel rotates by the force to drive the generator.

Figure P2020080016069

Magnetic force, magnet, power generation

Description

자력을 이용한 발전장치{AN ELECTRIC GENERATOR}Generator using magnetic force {AN ELECTRIC GENERATOR}

본 고안은 자력을 이용한 발전장치에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 발전기의 구동을 자력으로 회전시키도록 함으로서 적은 동력으로 큰 출력을 얻어 효율성이 높은 발전이 가능하도록 한 발전장치의 제공에 관한 것이다.The present invention relates to a power generator using magnetic force, and more particularly, to provide a power generator capable of generating high efficiency with high power by using a small power to rotate a drive of a generator by magnetic force.

발전장치는 외부의 동력을 전달받아 전기를 생산하는 것으로서, 실질적으로 전기를 발생시키는 발전기와 상기 발전기가 구동할 수 있도록 동력원을 제공하는 구동수단으로 구성된다.The power generation device generates electricity by receiving external power, and is composed of a generator that substantially generates electricity and driving means for providing a power source to drive the generator.

현재 널리 사용되고 있는 발전기의 구성은, 케이스 내부에 스테이터코어와 스테이터코일로 구성되는 스테이터어셈블리가 구비되고, 상기 스테이터어셈블리의 내방으로는 구동수단으로부터 동력을 전달받기 위한 풀리를 가지는 로터샤프트가 구비된다.Currently, a widely used generator is provided with a stator assembly including a stator core and a stator coil inside a case, and a rotor shaft having a pulley for receiving power from a driving means inward of the stator assembly.

상기 로터샤프트의 중도에는 로터코일을 권취한 스풀보빈이 압입되고 이의 외방에는 로터코어가 결합 된 로터어셈블리를 구비하여 구성되며, 구동수단의 동력을 전달받은 로터샤프트가 회전하여 로터어셈블리와 스테이터어셈블리 사이에 교류가 유기되어 전류를 발생시키는 원리이다.In the middle of the rotor shaft, the spool bobbin wound around the rotor coil is press-fitted and the rotor assembly is provided with the rotor core coupled to the outer side of the rotor shaft. AC is induced to generate a current.

상기 발전기가 작동할 수 있는 구동수단을 달리 함으로서 발전장치가 달라지는 데, 디젤 또는 휘발유와 같은 연료의 힘으로 동력을 발생시키는 내연기관 타입과, 풍력을 이용한 타입, 태양광을 이용한 타입, 수력(수차 또는 파도)을 이용한 타입 등 다양한 종류의 발전장치가 개발되어 사용되고 있는 실정이다.The generator is changed by different driving means that can operate the generator, the internal combustion engine type to generate power by the power of the fuel, such as diesel or gasoline type, wind type, solar type, hydro Or various types of power generation apparatuses such as a type using waves) have been developed and used.

상기와 같은 일반적인 발전기는 이러한 일반적인 발전장치는 통상적인 발전기가 구비되고, 상기 발전기는 구동수단과 연결되어 동력을 전달받아 회전하면서 전기를 생산하게 되며, 생산된 전기는 바로 사용하거나 별도의 축전지에 축전시킨 후 사용하는 타입이다.The general generator as described above, such a general power generation device is provided with a conventional generator, the generator is connected to the drive means to generate power while rotating to receive power, the produced electricity is used directly or stored in a separate battery It is the type to use after making.

이와 같이 발전기에서 생산되는 전기의 양에 비하여 발전기를 작동시키기 위한 구동수단에 사용되는 에너지가 더 크기 때문에 결과적으로는 효율성이 떨어지는 문제점을 가진다.As such, the energy used in the driving means for operating the generator is greater than the amount of electricity produced by the generator, which results in a problem of low efficiency.

즉, 전기를 발생시키기 위하여 내연기관의 경우에는 필요 이상의 연료를 사용함으로서 에너지원의 낭비를 가져오는 것은 물론, 내연기관 작동시 발생하는 많은 유해가스 등에 의하여 환경을 오염시키는 원인이 된다.That is, in the case of the internal combustion engine to generate electricity, the use of more fuel than necessary causes not only waste of energy sources, but also causes pollution to the environment by many harmful gases generated during operation of the internal combustion engine.

또한, 청정 에너지원이라 할 수 있는 태양광 또는 풍력을 에너지원으로 하는 경우에는 이를 전기 에너지로 변환시키기 위한 장치의 구성이 복잡하고, 이를 설치하는 데 상당한 비용이 소요되기 때문에 투자비용에 대비하여 효율이 극히 저조한 단점이 발생한다.In addition, when solar or wind, which is a clean energy source, is used as an energy source, the structure of a device for converting it into electrical energy is complicated, and a considerable cost is required to install it. This extremely low disadvantage arises.

이와 같이 종래 기술의 발전장치는 일상적으로 상시 활용할 수 있는 형태로 설계되지 못하고 대체적으로 비상용으로 활용할 수 있도록 설계되거나, 시범적으로 활용하기 위하여 설치되고 있기 때문에 현실적인 부분과는 상당히 거리감이 있는 등 많은 어려움이 있는 실정이다.As described above, the power generation device of the prior art is not designed in a form that can be used at all times in everyday life, but is designed to be used for emergency purposes in general, or is installed for pilot use. This is true.

이에 본 고안에서는 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 고안한 것으로서 발전기의 샤프트에 고정된 풀리를 통하여 구동부의 동력을 전달받아 회전하여 전기를 생산하는 발전장치에 있어서;In the present invention to solve the problems as described above in the power generation apparatus for generating electricity by rotating the power received by the drive unit through a pulley fixed to the shaft of the generator;

상기 구동부는 초기 동력을 발생시키는 소형 모터와, 상기 모터의 구동축에 고정되는 구동휠과, 상기 구동휠과 연접되게 구비하여 발전기로 동력을 전달하도록 풀리보다 큰 직경의 벨트홈을 가지는 피동휠로 구성하고, 상기 구동휠과 피동휠에 방사상으로 형성하는 다수 개의 구동블레이드와 피동블레이드, 상기 구동 및 피동블레이드의 끝단에 동일극성을 가지는 전자석을 고정하여 구동블레이드의 전자석이 인접한 피동블레이드의 전자석을 밀어내는 힘에 의하여 피동휠이 회전하여 발전기를 구동하도록 함으로서 최소의 힘으로 최대의 전력을 효율적으로 생산할 수 있는 목적을 달성할 수 있다.The driving unit includes a small motor for generating initial power, a driving wheel fixed to the driving shaft of the motor, and a driven wheel having a belt groove having a diameter larger than that of the pulley so as to be connected to the driving wheel to transfer power to the generator. And fixing a plurality of driving blades and driven blades radially formed on the driving wheel and the driven wheel, and electromagnets having the same polarity at the ends of the driving and driven blades so that the electromagnets of the driving blades push the electromagnets of the adjacent driven blades. By driving the generator by rotating the driven wheel by the force can achieve the purpose of efficiently producing the maximum power with the minimum force.

본 발명은 초기에 구동력을 발생시킬 수 있는 최소한의 동력을 제공함으로서 자력에 의하여 큰 회전력을 발생시켜 발전기를 구동시키도록 함으로서 최소동력으로 최대의 전기를 발생시켜 에너지 효율성을 높이면서 일상적으로 전기를 생산하여 사용할 수 있는 등 기대되는 효과가 많은 고안이다.The present invention generates a large rotational force by the magnetic force by providing a minimum power that can generate the initial driving force to drive the generator by generating the maximum electricity at the minimum power to increase the energy efficiency and produce electricity on a daily basis It can be used to such a devised many effects expected.

이하 첨부되는 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 구성과 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 고안의 기술이 적용된 자력을 이용한 발전장치의 전체적인 구성도, 도 2는 본 고안의 기술이 적용된 자력을 이용한 발전장치의 구동부를 발췌한 사시도, 도 3은 본 고안의 기술이 적용된 자력을 이용한 발전장치의 구동부를 발췌한 A - A선 단면도, 도 4는 본 고안의 기술이 적용된 자력을 이용한 발전장치의 구동부를 발췌한 B - B선 단면도로서 함께 설명한다.1 is an overall configuration diagram of a power generator using a magnetic force applied to the technology of the present invention, Figure 2 is a perspective view of the drive unit of the power generator using the magnetic force applied to the technology of the present invention, Figure 3 is a magnetic force applied to the technology of the present invention A-A cross-sectional view taken from the drive unit of the generator using Fig. 4 is a cross-sectional view taken along line B-B taken from the drive unit of the generator using a magnetic force applied to the technology of the present invention.

본 고안의 기술이 적용되는 발전장치(100)는 전기를 발생시키는 통상적인 발전기(101)의 샤프트(102)에 고정된 풀리(103)로 동력을 전달하기 위한 구동부(105)를 개선하여 적인 힘으로 발전기(101)를 빠르게 구동시켜 높은 출력의 전류를 생산할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.The generator 100 to which the technology of the present invention is applied improves the driving unit 105 for transmitting power to the pulley 103 fixed to the shaft 102 of the conventional generator 101 that generates electricity. It is characterized in that to drive the generator 101 quickly to produce a high output current.

상기 구동부(105)는 초기 동력을 발생시키기 위한 소형 모터(106)와 모터(106)의 동력을 전달받아 발전기(101)로 큰 동력을 전달할 수 있도록 구성한다.The driving unit 105 is configured to receive the power of the small motor 106 and the motor 106 for generating the initial power to transmit a large power to the generator 101.

상기 모터(106)의 구동축(108)에 고정되는 구동휠(109)과 상기 구동휠(109)과 연접되는 피동휠(110)로 구성하고, 상기 피동휠(110)에는 발전기(101)의 풀리(103)와 벨트(111)을 통하여 동력을 전달할 수 있도록 벨트홈(112)을 형성한다.And a driving wheel 109 fixed to the drive shaft 108 of the motor 106 and a driven wheel 110 connected to the driving wheel 109, wherein the driven wheel 110 has a pulley of the generator 101. The belt groove 112 is formed to transmit power through the 103 and the belt 111.

상기 벨트홈(112)은 발전기(101)의 풀리(103) 보다 큰 직경을 가지도록 하여 피동휠(110)과의 회전차에 의하여 큰 힘을 얻어 발전할 수 있도록 하는 것이 바람직할 것이다.The belt groove 112 may have a larger diameter than the pulley 103 of the generator 101 so that the belt groove 112 may generate power by obtaining a large force by a difference in rotation with the driven wheel 110.

상기 구동휠(109)과 피동휠(110)에는 방사상으로 다수 개의 구동블레이드(113,114)와 피동블레이드(115,116)를 구비하고, 상기 구동 및 피동블레이드(113,114,115,116)의 끝단에는 전자석(117,118)을 고정한다.The driving wheel 109 and the driven wheel 110 are provided with a plurality of driving blades 113, 114 and driven blades 115, 116 radially, and fixed to the ends of the driving and driven blades 113, 114, 115, and 116 electromagnets 117, 118. .

상기 구동 및 피동블레이드(113,114,115,116)에 고정되는 전자석(117,118)은 동일극석을 가지도록 하고, 구동블레이드(113,114)의 전자석(117)이 인접한 피동블레이드(115,116)의 전자석(118)을 밀어내는 힘에 의하여 피동휠(110)이 회전하여 발전기(101)를 구동하도록 한다.The electromagnets 117 and 118 fixed to the driving and driven blades 113, 114, 115 and 116 have the same poles, and the electromagnets 117 of the drive blades 113 and 114 are driven by a force to push the electromagnets 118 of the adjacent driven blades 115 and 116. As a result, the driven wheel 110 rotates to drive the generator 101.

물론, 상기 구동휠(109)과 피동휠(110)을 고정한 구동축(108)과 피동축(119)에는 일방향베어링 또는 원웨이클러치와 같은 일방향회전자(120)를 개재하여 발전기(101)의 발전 방향으로만 회전하도록 함은 당연할 것이다.Of course, the driving shaft 108 and the driven shaft 119 to which the driving wheel 109 and the driven wheel 110 are fixed are generated through the one-way rotor 120 such as a one-way bearing or a one-way clutch. It would be natural to only rotate in the direction.

상기 발전기(101)와 모터(106) 사이에 위치하는 피동휠(110)은 도면에는 도시하지 않고 있으나 별도의 지지수단에 의하여 안정된 상태로 지지 되도록 함은 당연할 것이다.Although the driven wheel 110 located between the generator 101 and the motor 106 is not shown in the drawing, it will be natural to be supported in a stable state by a separate supporting means.

상기와 같은 본 고안의 기술이 적용된 발전장치(100)의 작용관계를 살펴보면 다음과 같다.Looking at the working relationship of the power generation device 100 to which the technology of the present invention is applied as described above are as follows.

발전기(101)의 풀리(103)와 피동휠(110)의 벨트홈(112) 사이를 벨트(111)로 연결한 상태에서 모터(106)를 통하여 구동휠(109)을 회전시키면, 구동휠(109)과 피동휠(110)에 형성된 구동블레이드(113,114)가 피동블레이드(115,116)의 상측에 위치하는 형태에 있게 된다.When the driving wheel 109 is rotated through the motor 106 in a state in which the belt 111 is connected between the pulley 103 of the generator 101 and the belt groove 112 of the driven wheel 110, the driving wheel ( 109 and the driving blades 113 and 114 formed in the driven wheel 110 are in the form located above the driven blades 115 and 116.

물론, 반대로 피동블레이드(115,116)가 구동블레이드(113,114)의 상측에 위치하여도 무방할 것이며, 회전에 의하여 각각의 블레이드(113,114,115,116)가 서로 끼워맞춤 되는듯하면서 연접된 상태(계단형태)에 있게 된다.Of course, on the contrary, the driven blades 115 and 116 may be positioned above the driving blades 113 and 114, and the respective blades 113, 114, 115 and 116 will be fitted to each other by a rotation (stepped shape). .

특히 상기 구동 및 피동블레이드(113,114,115,116)에 고정되는 동일극성을 가지는 전자석(117,118)이 서로 마주보고 있는 상태에 있으므로 구동휠(109)이 회전할 때 구동블레이드(113,114)에 고정된 전자석(117)이 피동휠(110)의 피동블레이드(115,116)에 고정된 전자석(118)과 연접되는 과정에서 서로 밀어내게 되므로 피동휠(110)이 회전하게 되는 것이다.In particular, since the electromagnets 117 and 118 having the same polarity fixed to the driving and driven blades 113, 114, 115 and 116 are facing each other, the electromagnets 117 fixed to the drive blades 113 and 114 are rotated when the driving wheel 109 rotates. The driven wheel 110 is rotated because it is pushed together in the process of being connected to the electromagnet 118 fixed to the driven blades (115, 116) of the driven wheel (110).

즉, 구동축(108)과 피동축(119)은 발전기(101)의 발전방향으로만 회전할 수 있도록 일방향회전자(120)를 개재하고 있으므로 구동휠(109)과 피동휠(110)에 구비되는 동일극성의 전자석(117,118)이 밀어내는 힘은 자연스럽게 피동휠(110)을 회전시키게 되는 것이다.That is, the driving shaft 108 and the driven shaft 119 is interposed between the one-way rotor 120 so that it can rotate only in the power generating direction of the generator 101 is provided in the driving wheel 109 and the driven wheel 110 The force pushed by the electromagnets 117 and 118 of the same polarity naturally rotates the driven wheel 110.

상기 피동휠(110)에 형성되는 벨트홈(112)의 직경은 발전기(101)의 풀리(103) 직경보다 큰 직경을 가지도록 함으로서 피동휠(110)의 1회전 시 풀리(103)는 1회전 이상 회전함으로서 입력되는 에너지보다 큰 에너지의 전류를 생산할 수 있게 되는 것이다.The diameter of the belt groove 112 formed in the driven wheel 110 has a diameter larger than the diameter of the pulley 103 of the generator 101, so that the pulley 103 rotates once when the driven wheel 110 rotates. By rotating abnormally, it is possible to produce a current having a larger energy than the input energy.

물론, 구동휠(109)은 초기에 소형의 모터(106)를 이용하여 피동휠(110)과의 힘의 균형을 깰 수 있는 힘만 부여한 후 정지하여도 될 것이며, 보다 확실한 발전을 위하여 저속 또는 작은 힘으로 구동휠(109)을 지속적으로 구동시켜도 무방할 것이다.Of course, the driving wheel 109 may be stopped by applying only a force that can initially break the balance of the force with the driven wheel 110 by using the small motor 106, and the low speed or small The driving wheel 109 may be driven continuously by force.

상기와 같이 발전기(101)를 통하여 생산되는 전류는 축전지(121)로 축전하여 차 후에 사용하여도 될 것이며, 전장품(122)으로 바로 공급하여 사용할 수 있도록 하여도 된다.As described above, the current produced through the generator 101 may be used afterwards by accumulating into the storage battery 121, or may be directly supplied to the electrical equipment 122.

이러한 본 고안은 전자석의 동일극성이 서로 밀어내려는 힘을 이용하여 발전기를 구동함으로서 초기에 큰 투자비용을 소요하지 않고, 소비에너지를 최소화 하면서 전력을 효율적으로 생산할 수 있는 등 다양한 장점을 가지는 고안이다.The present invention is designed to drive the generator using the same polarity of the electromagnet to push each other, without having to invest a large investment cost initially, and to efficiently produce power with minimal energy consumption.

도 1은 본 고안의 기술이 적용된 자력을 이용한 발전장치의 전체적인 구성도.1 is an overall configuration diagram of a power generation apparatus using a magnetic force applied the technology of the present invention.

도 2는 본 고안의 기술이 적용된 자력을 이용한 발전장치의 구동부를 발췌한 사시도.Figure 2 is a perspective view of the drive unit of the generator using a magnetic force applied technology of the present invention.

도 3은 본 고안의 기술이 적용된 자력을 이용한 발전장치의 구동부를 발췌한 A - A선 단면도.3 is a cross-sectional view taken along line A-A of the drive unit of the power generation apparatus using a magnetic force to which the technique of the present invention is applied.

도 4는 본 고안의 기술이 적용된 자력을 이용한 발전장치의 구동부를 발췌한 B - B선 단면도.Figure 4 is a cross-sectional view taken along the line B-B of the drive unit of the power generation apparatus using a magnetic force applied technology of the present invention.

*도면의 주요 부분에 사용된 부호의 설명** Description of the symbols used in the main parts of the drawings *

100; 발전장치100; Generator

105; 구동부105; Driving part

109; 구동휠109; Driving wheel

110; 피동휠110; Driven wheel

113,114; 구동블레이드113,114; Driving blade

115,116; 피동블레이드115,116; Driven blade

117,118; 전자석117,118; Electromagnet

120; 일방향회전자120; One-way rotor

Claims (2)

발전기(101)의 샤프트(102)에 고정된 풀리(103)를 통하여 구동부(105)의 동력을 전달받아 회전하여 전기를 생산하는 발전장치(100)에 있어서;In the power generation apparatus 100 for generating electricity by rotating the power received from the drive unit 105 through the pulley 103 fixed to the shaft 102 of the generator 101; 상기 구동부(105)는 초기 동력을 발생시키는 소형 모터(106)와;The drive unit 105 includes a small motor 106 for generating initial power; 상기 모터(106)의 구동축(108)에 고정되는 구동휠(109)과;A drive wheel 109 fixed to the drive shaft 108 of the motor 106; 상기 구동휠(109)과 연접되게 구비하여 발전기(101)로 동력을 전달하도록 풀리(103)보다 큰 직경의 벨트홈(112)을 가지는 피동휠(110)로 구성하고;A driven wheel (110) having a belt groove (112) having a diameter larger than the pulley (103) so as to be connected to the driving wheel (109) to transmit power to the generator (101); 상기 구동휠(109)과 피동휠(110)에 방사상으로 형성하는 다수 개의 구동블레이드(113,114)와 피동블레이드(115,116); A plurality of driving blades 113 and 114 and driven blades 115 and 116 formed radially on the driving wheel 109 and the driven wheel 110; 상기 구동 및 피동블레이드(113,114,115,116)의 끝단에 동일극성을 가지는 전자석(117,118)을 고정하여 구동블레이드(113,114)의 전자석(117)이 인접한 피동블레이드(115,116)의 전자석(118)을 밀어내는 힘에 의하여 피동휠(110)이 회전하여 발전기(101)를 구동하게 한 것을 특징으로 하는 자력을 이용한 발전장치.The electromagnets 117 and 118 having the same polarity are fixed to the ends of the driving and driven blades 113, 114, 115 and 116, and the electromagnets 117 of the drive blades 113 and 114 are pushed by the electromagnets 118 of the adjacent driven blades 115 and 116. Power generator using a magnetic force, characterized in that the driven wheel 110 is rotated to drive the generator (101). 제 1 항에 있어서;The method of claim 1; 상기 구동휠(109)과 피동휠(110)을 고정한 구동축(108)과 피동축(119)에는 발전기(101)의 발전 방향으로만 회전하도록 일방향회전자(120)를 개재하는 것을 특징으로 하는 자력을 이용한 발전장치.Magnetic force characterized in that the driving shaft 108 and the driven shaft 119 to which the driving wheel 109 and the driven wheel 110 are fixed are interposed between the one-way rotor 120 to rotate only in the direction of power generation of the generator 101. Power generation device using.
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