KR20120092383A - 수직축 풍력장치용 무중력 회전자 발전기 - Google Patents

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KR20120092383A
KR20120092383A KR1020110012401A KR20110012401A KR20120092383A KR 20120092383 A KR20120092383 A KR 20120092383A KR 1020110012401 A KR1020110012401 A KR 1020110012401A KR 20110012401 A KR20110012401 A KR 20110012401A KR 20120092383 A KR20120092383 A KR 20120092383A
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Abstract

본 발명은 수직축 풍력장치용 무중력 회전자 발전기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수직축 풍력장치에 설치되는 발전기로서, 내부에 회전공간을 갖는 하우징과 상기 회전공간의 상측에 배치되어 바람에 의해 회전되는 날개장치의 회전축과 연동하여 회전되며 내부에 전기발생을 위한 자석이 내장된 회전자와 상기 회전자와 대응되게 상기 회전공간의 하부에 배치되며, 코일이 감겨진 다수의 코일부가 환형으로 설치된 고정자로 이루어지되, 상기 고정자의 상면에는 고정자성체가 설치되고, 상기 회전자의 저면에는 상기 고정자성체와 반대 극성을 갖는 승강자성체가 설치되어, 상기 고정자성체와 상기 승강자성체의 반발력에 의해 상기 회전자가 상기 고정자의 상부에 일정간격을 유지하며 배치되어, 날개장치에 의해 회전되는 회전자의 마찰을 줄여 발전효율을 극대화시키는 효과가 있다.

Description

수직축 풍력장치용 무중력 회전자 발전기 { WEIGHTLESSNESS GENERATOR FOR VERTICAL WIND POWER DEVICE }
본 발명은 수직축 풍력발전기에 부착되어있는 제네레다에 관한 것으로서, 수직축 풍력장치용 무중력 회전자 발전기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하우징 하부에 고정자성체를 갖는 고정자와 승강자성체를 갖는 회전자를 구비시켜, 자성체간 반발력에 의해 회전자를 고정자 상부에 배치되게 함으로서, 날개장치에 의해 회전되는 회전자의 마찰 및 무게를 줄여 발전효율을 극대화시키는 수직축 풍력장치용 무중력 회전자 발전기에 관한 것이다.
일반적으로 풍력 발전 장치는 구조물 등의 상부에 회전가능하게 날개가 설치되고, 바람에 의해 회전되는 날개의 회전축의 회전속도를 증가시켜 전달하는 기어박스가 날개와 연동되게 설치되며, 기어박스의 증속된 회전력을 전기적 에너지로 변환시키는 발전기가 기어박스에 연결되어 구성된다. 이때, 발전기에서 발생되는 전기에너지는 축전장치 등에 인가되어 축전되거나 수요자에게 직접 인가된다.
최근에는 공간활용이 용이하고 주택 아파트 및 빌딩 옥상에 설치가능하도록 수직축 풍력발전기가 개발되고 있으며, 이러한 수직축 풍력발전기는 하우징 내부에 날개장치의 회전축과 연동된 회전자를 구비시키고 하우징 내부 저면에 고정자를 설치하여 회전되는 회전자의 자석과 고정자의 코일이 반응하여 전기에너지를 발생시키게 된다.
그러나 종래의 수직축 풍력발전기는 회전자가 하우징의 내벽에 베어링에 의해 고정됨과 아울러 회전되게 설치됨으로서, 설치비가 과도하게 소요되는 문제점이 있으며 풍압에 의한 회전시 베어링과 연동하여 회전되야 하므로 마찰에 의해 발전효율이 떨어지는 문제점이 상존하게 된다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 하우징 하부에 고정자성체를 갖는 고정자와 상부에 승강자성체를 갖는 회전자를 구비시켜, 회전자의 무게를 줄이고 자성체간 반발력에 의해 회전자를 고정자 상부에 배치되게 함으로서, 날개장치에 의해 회전되는 회전자의 마찰과 무게를 줄여 큰 용량의 회전자를 쉽게 회전시켜 전기를 생산하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 수직축 풍력장치에 설치되는 발전기로서, 내부에 회전공간을 갖는 하우징과 상기 회전공간의 상측에 배치되어 바람에 의해 회전되는 날개장치의 회전축과 연동하여 회전되며 내부에 전기발생을 위한 자석이 내장된 회전자와 상기 회전자와 대응되게 상기 회전공간의 하부에 배치되며, 코일이 감겨진 다수의 코일부가 환형으로 설치된 고정자로 이루어지되, 상기 고정자의 상면에는 고정자성체가 설치되고, 상기 회전자의 저면에는 상기 고정자성체와 반대 극성을 갖는 승강자성체가 설치되어, 상기 고정자성체와 상기 승강자성체의 반발력에 의해 상기 회전자가 상기 고정자의 상부에 일정간격을 유지하며 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 고정자성체와 상기 승강자성체는 반발면적이 넓어지도록 원판형상으로 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 고정자성체는 상기 고정자의 저면에 다수가 환형으로 설치되며, 상기 승강자성체는 상기 고정자성체와 마주보도록 상기 회전자의 저면에 다수가 환형으로 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명인 수직축 풍력장치용 무중력 회전자 발전기는 하우징 하부에 고정자성체를 갖는 고정자와 상부에 승강자성체를 갖는 회전자를 구비시켜, 회전자의 무게를 줄이고 자성체간 반발력에 의해 회전자를 고정자 상부에 배치되게 함으로서, 날개장치에 의해 회전되는 회전자의 마찰과 무게를 줄여 큰 용량의 회전자를 쉽게 회전시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 수직축 풍력장치용 무중력 회전자 발전기를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 수직축 풍력장치용 무중력 회전자 발전기에 있어, 고정자와 회전자를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 수직축 풍력장치용 무중력 회전자 발전기의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 수직축 풍력장치용 무중력 회전자 발전기의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 고안에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
또한, 하기 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 단지 예시로 제시하는 것이며, 본 기술 사상을 통해 구현되는 다양한 실시예가 있을 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 수직축 풍력장치용 무중력 회전자 발전기를 나타낸 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 수직축 풍력장치용 무중력 회전자 발전기에 있어, 고정자와 회전자를 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 수직축 풍력장치용 무중력 회전자 발전기의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
도면에 도시된 바와 같이 본 발명인 수직축 풍력장치용 무중력 회전자 발전기(10)(이하 무중력 발전기)는 수직축 풍력장치에 설치되는 것으로서, 이에 이와 같은 무중력 발전기(10)는 하우징(20)과 회전자(30)와 고정자(40)로 이루어진다.
상기 하우징(20)은 금속 또는 합성수지재로 이루어지며 내부에 회전공간(21)을 갖으며, 상면부와 저면부에는 후술될 회전축이 관통되도록 베어링을 갖는 체결공이 형성된다.
상기 회전자(30)는 상기 회전공간(21)의 상측에 배치되어 바람에 의해 회전되는 날개장치(100)의 회전축(200)과 연동하여 회전되며 내부에 전기발생을 위한 자석(31)이 내장된다.
이러한 회전자는 합성수지재로 형성시켜 상기 고정자의 반발력에 의해 뜬 상태로 배치되므로, 금속재로 형성시킨 회전자에 비해 무게를 줄일 수 있게 된다.
상기 고정자(40)는 상기 회전자(30)와 대응되게 상기 회전공간(21)의 하부에 배치되며, 코일이 감겨진 다수의 코일부(41)가 환형으로 설치된다. 상기 코일부(41)는 상기 고정자(40)의 상면에 다수의 설치홈을 형성한 후 코일이 감겨진 몸체를 상기 설치홈에 끼우게 된다.
이때, 상기 고정자(40)의 상면에는 고정자성체(42)가 설치되고, 상기 회전자(30)의 저면에는 상기 고정자성체(42)와 반대 극성을 갖는 승강자성체(31)가 설치되어, 상기 고정자성체(42)와 상기 승강자성체(31)의 반발력에 의해 상기 회전자(30)가 상기 고정자(40)의 상부에 일정간격을 유지하며 배치된다.
상기 날개장치(100)의 회전축(200)과 상기 회전자(30)는 접착 또는 나사체결에 의해 상호 고정되며 날개장치(100)와 회전자(30)의 재질은 경량의 합성수지재로 형성시켜 자성체의 반발력에 의해 승강되어 지지되게 하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 고정자성체(42)와 상기 승강자성체(32)는 반발면적이 넓어지도록 원판형상으로 형성된다.
다르게는, 상기 고정자성체(42)는 상기 고정자(40)의 저면에 다수가 환형으로 설치되며, 상기 승강자성체(32)는 상기 고정자성체(42)와 마주보도록 상기 회전자(30)의 저면에 다수가 환형으로 설치된다.
상기 승강자성체(32)와 상기 고정자성체(42)는 상기 회전자(30)와 고정자(40)에 접착 또는 나사체결되어 고정된다. 자성체의 반발력에 의해 승강되도록 상기 승강자성체(32)의 크기를 상기 고정자성체(42)의 크기보다 작게 형성시키는 것이 바람직하다.
상기와 같이 구성되는 수직축 풍력장치용 무중력 회전자 발전기는 먼저 바람의 풍압에 의해 날개장치(100)와 회전축(200)이 회전하게 되면, 회전축(200)과 연동된 회전자(30)가 회전하면서 자석(31)과 코일(41)에 의해 전류가 만들어지게 되고 그 전류는 외부의 축전지(도시생략)로 전달된다.
이때, 회전자(30)와 고정자(40)에는 승강자성체(32)와 고정자성체(42)가 설치되어, 자성체(32,42)의 반발력에 의해 상기 날개장치(100)와 회전자(30)가 하우징(20)의 내측 상부에 배치되어 마찰에 의해 회전속도가 감속되는 것을 방지함으로서, 풍력에 의해 발전효율을 극대화시킬 수 있게 된다.
10 : 무중력 발전기 20 : 하우징
30 : 회전자 40 : 고정자
21 : 회전공간 31 : 자석
32 : 승강자성체 41 : 코일부
42 : 고정자성체 100 : 날개장치
200 : 회전축

Claims (3)

  1. 수직축 풍력장치에 설치되는 발전기로서,
    내부에 회전공간을 갖는 하우징;
    상기 회전공간의 상측에 배치되어 바람에 의해 회전되는 날개장치의 회전축과 연동하여 회전되며 내부에 전기발생을 위한 자석이 내장된 회전자; 및
    상기 회전자와 대응되게 상기 회전공간의 하부에 배치되며, 코일이 감겨진 다수의 코일부가 환형으로 설치된 고정자로 이루어지되,
    상기 고정자의 상면에는 고정자성체가 설치되고, 상기 회전자의 저면에는 상기 고정자성체와 반대 극성을 갖는 승강자성체가 설치되어, 상기 고정자성체와 상기 승강자성체의 반발력에 의해 상기 회전자가 상기 고정자의 상부에 일정간격을 유지하며 배치되는 것을 특징으로 하는 수직축 풍력장치용 무중력 회전자 발전기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정자성체와 상기 승강자성체는 반발면적이 넓어지도록 원판형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 수직축 풍력장치용 무중력 회전자 발전기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정자성체는 상기 고정자의 저면에 다수가 환형으로 설치되며, 상기 승강자성체는 상기 고정자성체와 마주보도록 상기 회전자의 저면에 다수가 환형으로 설치되는 것을 특징으로 하는 풍력장치용 무중력 발전기.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102503673B1 (ko) * 2022-07-20 2023-02-27 주식회사 알이케이 무전원 가로등 시스템

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