KR20130053596A - 무축 회전계자형 발전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무축 회전계자형 발전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 회전계자에 회전력을 전달받는 별도의 동력입력축이 구비되어 있지 않은 구조이면서 원활하고 안정된 회전동작이 가능하여 비교적 큰 전력을 발전할 수 있는 무축 회전계자형 발전장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 무축 회전계자형 발전장치는 무축 회전계자형 발전장치에 있어서, 전자기유도작용으로 기전력이 생성되는 유도코일이 권취되고 내부에 수용공간이 형성된 케이스와, 상기 수용공간에 내장되고 외부로부터 인가되는 자력에 의해 움직이는 무축 회전계자를 구비한 전원발생부; 및 상기 전원발생부에 근접, 배치되는 상기 무축 회전계자가 움직일 수 있도록 자력을 인가하는 N 및 S 자극을 구비한 구동부를 포함하되, 상기 무축 회전계자의 움직임을 안내하도록 상기 무축 회전계자의 외면과 케이스의 내면 사이에 배치되고, 비자성 재질에 의해 볼 형태로 형성된 다수의 계자안내볼을 구비한 것을 특징으로 한다.
이에 의하면, 회전계자에 회전력을 전달받는 별도의 동력입력축이 구비되어 있지않은 무축 회전계자로 구성되어 있으므로 발전장치가 구조적으로 간결, 단순할 뿐만 아니라 무축 회전계자를 움직임을 안내하기 위한 계자안내볼이 구비되어 안정된 회전동작이 가능하므로 비교적 큰 전력을 발전할 수 있는 무축 회전계자형 발전장치를 구현할 수 있다. 그리고, 계자안내볼은 무축 회전계자의 회전시 케이스 내면과의 마찰력을 최소화함으로서 발전효율을 향상시킬 수 있고 마찰에 따른 마모를 줄여 내구성을 향상시킬 수 있다. 또한, 하나의 구동부로부터 입력되는 자력 부하를 이용하여 다수의 무축 회전계자가 연쇄적으로 움직이면서 전기를 발전할 수 있으므로 정해진 자력에 대해 발전효율을 극대화할 수 있는 장점이 있다.

Description

무축 회전계자형 발전장치{NON-AXIS REVOLVING FIELD MAGNET TYPE GENERATOR}

본 발명은 무축 회전계자형 발전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 회전계자에 회전력을 전달받는 별도의 동력입력축이 구비되어 있지 않은 구조이면서 원활하고 안정된 회전동작이 가능하여 비교적 큰 전력을 발전할 수 있는 무축 회전계자형 발전장치에 관한 것이다.

전기에너지는 현대 산업사회의 필수적인 에너지원으로 없어서는 안될 중요한 에너지원이지만 화석 에너지 자원의 고갈로 인해 최근에는 태양광발전, 풍력발전, 조력발전, 등 다양한 대체 발전시설에 투자와 개발이 급속하게 진행되고 있다.

이러한, 대체 발전시설로부터 생산된 전기는 전력케이블을 매개로 비교적 큰 사용전력이 요구되는 가정용 및 산업용 장치나 제품에 공급되어 에너지원으로 사용되고 있지만, 생활용품과 같이 휴대성이나 활동성이 요구되는 대부분 물품은 1차전지나 리듐이온전지와 같은 2차전지를 구비한다.

하지만, 배터리는 그 사용시간이 한정되어 있으므로 전원이 방전되면 다시 충전해서 사용하여야 하지만 이동중에 있거나 야외에서는 충전할 수 없으므로 방전시에는 해당 제품을 사용할 수 없게 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 방안으로 최근에는 다양한 자가 발전장치가 개발되어 비상시에 필요한 전원을 충전하여 사용할 수 있도록 하고 있다.

예컨대, 대한민국 등록특허 등록번호 제10-0890917호에는 베이스와, 이 베이스에 돌출되게 다수 개로 형성된 압전소자, 압전소자의 양면에 형성된 전극, 압전소자를 서로 연결시키는 연결진동판을 구비한 진동형 미소 발전소자가 개시되어 있다.

전술한 종래 자가 발전장치는 압전소자를 이용하여 전기를 생성하는 장치로 비교적 부피가 작아 공간적 제한을 받는 물품이나 장치에 적용하여 소규모의 전력을 효율적으로 생산할 수 있는 장점은 있지만, 압전소자의 가격이 매우 비싸고, 압전소자로부터 생성되는 전기량은 매우 작아서 전기를 필요로 하는 휴대기기나 장치 등의 소비전력을 고려할 때 에너지원이나 충전전원으로 사용한다는 것은 비효율적이어서 현실적인 적용이 불가능하고, 가격이 비싸며, 충격이나 외력에 취약한 단점이 있다.

이에 따라 본 출원인은 종래 발전장치의 문제점을 해결하기 위해 대한민국 특허출원 제10-2009-011192호와 같은 자가발전장치를 개발하게 되었다.

상기한 자가발전장치는 도1에 도시된 바와 같이 자가 발전을 필요로 하는 피설치부에 설치되거나 전기를 필요로 하는 물품 또는 장치에 설치되는 발전몸체(1), 이 발전몸체(1)에 설치되는 적어도 하나 이상의 전원발생부(2), 및 전기가 생성되도록 전원발생부(2)를 구동시키는 구동자석부재(3)를 구비한다.

전원발생부(2)는 전자기유도작용으로 기전력이 생성되는 유도코일(22)이 권취되고 내부에 수용공간(211)이 형성된 케이스(21)와, 외부로부터 인가되는 자력에 의해 요동되면서 자극이 변화되는 진동자(23)을 구비한다. 특히, 본 발명에 따른 전원발생부(2)는 종래 발전기에서 회전자와 유사한 역할을 수행하는 부분을 별도의 동력입력축이 없이 무축방식의 진동자(23)로 구성한 점에 특징을 갖는다.

그리고, 진동자(23)는 수용공간(211)내에서 용이하게 요동될 수 있는 구조라면, 형태나 구조에 제한 없이 다양하게 구성될 수 있지만 대표적인 형태로는 적어도 하나 이상의 N극 및 S극이 형성된 볼 형태나 원판형 구조가 적용되어 구성된다.

상기한 자가발전장치는 압전소자에 비해 충격과 같은 외력에 대해 강성이 뛰어난 영구자석을 이용하여 전기를 생성하는 전원발생부를 구성하게 되므로 구조가 간결, 단순하고 자가 발전장치로서 충분한 내충격성과 내구성을 확보할 수 있었다. 그리고, 무축방식의 진동자가 내장된 전원발생부를 이용하여 전기를 생산하므로 압전소자를 이용한 자가 발전장치에 비해 고출력의 전기를 생성할 수 있고, 저렴한 비용으로 제조할 수 있는 효과가 있었다.

하지만, 상기한 종래 자가발전장치는 무축 방식의 진동자 움직임에 의해 발전작용이 이루어지는 것이므로 대용량으로 발전장치로 구성하기 위해 진동자의 크기를 증가시키게 되면 진동자의 진동시에 수용공간의 내벽면에 지나치게 큰 충격력이 인가되고, 내벽면과의 지속적인 마찰로 인해 내구성이 저하되는 한계점을 가지고 있어서 여러가지 장점에도 불구하고 w급 이상의 용량을 갖는 발전장치로는 적용할 수 없었다.

본 발명은 상기 내용에 착안하여 제안된 것으로, 회전계자에 회전력을 전달받는 별도의 동력입력축이 구비되어 있지 않은 구조이면서 원활하고 안정된 회전동작이 가능하여 비교적 큰 전력을 발전할 수 있도록 한 무축 회전계자형 발전장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 무축 회전계자의 움직임이 원활하고 안정되게 수행되어 발전효율과 내구성이 향상되고, 하나의 구동부로부터 입력되는 자력 부하를 이용하여 다수의 무축 회전계자가 연쇄적으로 움직이도록 함으로써 발전효율이 극대화되도록 한 무축 회전계자형 발전장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 무축 회전계자형 발전장치는 무축 회전계자형 발전장치에 있어서, 전자기유도작용으로 기전력이 생성되는 유도코일이 권취되고 내부에 수용공간이 형성된 케이스와, 상기 수용공간에 내장되고 외부로부터 인가되는 자력에 의해 움직이는 무축 회전계자를 구비한 전원발생부; 및 상기 전원발생부에 근접, 배치되는 상기 무축 회전계자가 움직일 수 있도록 자력을 인가하는 N 및 S 자극을 구비한 구동부를 포함하되, 상기 무축 회전계자의 움직임을 안내하도록 상기 무축 회전계자의 외면과 케이스의 내면 사이에 배치되고, 비자성 재질에 의해 볼 형태로 형성된 다수의 계자안내볼을 구비한 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 케이스의 내면에 상기 계자안내볼이 수용 안착되는 볼안착홈이 형성될 수 있다.

상기 무축 회전계자는 원형 볼, 원판 형상, 원기둥 형상 중에서 어느 하나의 형상으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 무축 회전계자는 내부에 중공부가 형성될 수 있다.

한편, 상기 구동부로부터 인가되는 자력의 크기에 따라 상기 중공부에 충진재를 투입하거나 제거할 수 있도록 상기 무축 회전계자는 분리 가능하게 구성될 수 있다.

상기 무축 회전계자는 양쪽으로 대칭되게 안내돌기 또는 안내홈이 형성되고, 상기 안내돌기 또는 안내홈과 대응하는 위치의 상기 케이스에 상기 안내돌기가 삽입되는 케이스홈 또는 상기 안내홈에 삽입되는 케이스돌기가 형성될 수 있다.

그리고, 상기 케이스는 상기 무축 회전계자의 설치를 위해 분리, 가능하게 구성될 수 있다.

한편, 상기 케이스는 단일의 몸체에 복수의 상기 무축 회전계자가 수용될 수 있도록 상기 수용공간이 장공 형태로 형성되고, 복수의 상기 무축 회전계자는 사이 사이에 개재되는 간격조정부재에 의해 상호간의 설치 간격이 유지되도록 구성되며, 각각의 상기 무축 회전계자의 배치위치와 대응하는 위치의 상기 케이스에 상기 유도코일이 권선되어 형성되는 복수의 권선부가 구성될 수 있다.

또한, 상기 케이스는 상기 무축 회전계자의 설치를 위해 분리, 가능하게 구성된 제1 및 제2 케이스로 구성되고, 상기 제1 및 제2 케이스는 서로 인접하도록 복수 개가 반복 배치되어, 복수의 상기 제1 및 제2 케이스를 관통하여 설치되는 케이스연결고정부재에 의해 하나의 유닛으로 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 무축 회전계자형 발전장치에 의하면, 회전계자에 회전력을 전달받는 별도의 동력입력축이 구비되어 있지않은 무축 회전계자로 구성되어 있으므로 발전장치가 구조적으로 간결, 단순할 뿐만 아니라 무축 회전계자를 움직임을 안내하기 위한 계자안내볼이 구비되어 안정된 회전동작이 가능하므로 비교적 큰 전력을 발전할 수 있는 무축 회전계자형 발전장치를 구현할 수 있다.

그리고, 계자안내볼은 무축 회전계자의 회전시 케이스 내면과의 마찰력을 최소화함으로서 발전효율을 향상시킬 수 있고 마찰에 따른 마모를 줄여 내구성을 향상시킬 수 있다.

또한, 하나의 구동부로부터 입력되는 자력 부하를 이용하여 다수의 무축 회전계자가 연쇄적으로 움직이면서 전기를 발전할 수 있으므로 정해진 자력에 대해 발전효율을 극대화할 수 있는 장점이 있다.

도1은 종래 자가 발전장치를 설명하기 위한 도면,
도2는 본 발명에 따른 무축 회전계자형 발전장치의 기술적 사상을 설명하기 위한 개략적인 구성도,
도3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 무축 회전계자형 발전장치를 설명하기 위한 도면,
도4a 및 도4b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 무축 회전계자형 발전장치를 설명하기 위한 도면,
도5a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 무축 회전계자형 발전장치를 설명하기 위한 단면도,
도5b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 무축 회전계자형 발전장치의 변형예를 설명하기 위한 사시도,
도6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 무축 회전계자형 발전장치를 설명하기 위한 단면도,
도7은 본 발명의 제5 실시예에 따른 무축 회전계자형 발전장치를 설명하기 위한 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 도2 내지 도7에 의거하여 상세히 설명하고, 도2 내지 도7에 있어서 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조번호를 부여한다. 한편 각 도면에서 일반적인 기술로부터 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성과 그에 대한 작용 및 효과에 대한 도시 및 상세한 설명은 간략히 하거나 생략하고 본 발명과 관련된 부분들을 중심으로 도시하였다.

도2는 본 발명에 따른 무축 회전계자형 발전장치의 기술적 사상을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.

도2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무축 회전계자형 발전장치는 내부 무축 회전계자(12)가 구비되고 전자기유도작용으로 전기를 발전하는 전원발생부(1)와, 무축 회전계자(12)가 움직일 수 있도록 자력을 인가하는 구동부(2)를 구비하되, 무축 회전계자(12)의 원활한 움직임을 위한 계자안내볼(14)이 더 구비된 점에 특징이 있다

전원발생부(1)는 내부에 무축 회전계자(12)가 삽입되도록 수용공간이 형성된 케이스(11)에 전자기유도작용으로 기전력이 생성되는 유도코일(13)이 권취된 구조로 형성되어 있다. 그리고, 무축 회전계자(12)는 원형볼 형상으로 형성되고 구동부(2)로부터 자력이 인가되면 움직일 수 있도록 N 및 S 자극(121)이 배치되어 있다. 이때, N 및 S 자극(121)의 극수는 발전용량 등 여러 조건에 따라 4극, 6극, 8극 순으로 2극씩 증가시킨 다극 구조로 구성할 수 있다.

계자안내볼(14)은 무축 회전계자(12)의 움직임을 안내하는 구성으로 무축 회전계자(12)의 외면과 케이스(11)의 내면 사이에 배치되고, 세라믹, 비자성 금속, 비자성 합금, 등의 비자성 재질을 이용하여 볼 형태로 형성한 것을 적용한다.

구동부(2)는 전원발생부(1)에 근접, 배치되는 구성으로 무축 회전계자(12)가 움직일 수 있도록 자력을 인가하는 N 및 S 자극(21)이 구비되어 있다. 그리고 구동부(2)에 형성되는 N 및 S 자극(21)의 극수 또한 무축 회전계자와 마찬가지로 2극, 4극, 6극, 8극 순으로 2극씩 증가시킨 다극 구조로 구성할 수 있다.

전술한 바와 구성되는 무축 회전계자형 발전장치의 사용예를 간략하게 설명하면, 먼저 구동부(2)를 자전거의 바퀴(미도시,휠 측면이나 휠을 지지하는 스포크 부분)에 결합하고 전원발생부를 구동부와 대응하는 자전거의 프레임 등에 배치, 고정한 다음, 주행을 하게 되면 바퀴가 회전되므로 구동부(2)가 전원발생부(1)를 근접하여 이동하게 된다.

이와 같이 구동부(2)가 전원발생부(1)를 스쳐 지나가게 되면 구동부의 N 및 S 자극(21)의 자력이 무축 회전계자(12)의 N 및 S 자극(121)에 교차되면서 인력 및 척력이 작용되므로 무축 회전계자는 회전운동을 하게 되고 이러한 무축 회전계자(12)의 회전운동에 따른 전자기유도작용으로 유도코일(13)에는 기전력이 생성되므로 전기를 생성하게 된다. 이때, 계자안내볼(14)은 무축 회전계자(12)의 회전시 케이스(11) 내면과의 마찰력을 최소화함으로서 발전효율을 향상시킬 수 있고 마찰에 따른 마모를 줄여 내구성이 향상되는 장점이 있다.

전술한 무축 회전계자형 발전장치의 사용예는 하나의 예시에 불과하고 움직임을 수반하는 인체나 기계장치 등에 제한없이 다양하게 구현할 수 있을 것이다.

그리고, 구동부(2)는 N 및 S 자극이 착자된 영구자석체로만 구성될 수도 있고, 영구자석체를 움직이는 외력이나, 풍력 또는 수력과 같은 자연에너지를 인가받는 작동수단(미도시)이 더 구성될 수 있다.

예컨대, 작동수단은 구체적으로 도시하지는 않았으나 풍력이나 수력을 이용하여 N 및 S 자극을 움직이도록 구성하고자 하는 경우 N 및 S 자극이 착자된 영구자석체에 설치되는 회전축에 설치되는 복수의 블레이드가 구비된 블레이드 결합체(미도시)로 구성될 수 있다.

그리고, 작동수단은 보행시 발로부터 인가되는 충격력, 가압력 등을 이용하여 N 및 S 자극을 움직이도록 구성하고자 하는 경우 N 및 S 자극이 착자된 영구자석체에 설치되는 작동레버부재(미도시)와, 이 작동레버부재를 복원시키는 탄성부재를 갖춘 구조(도1에 도시된 형태와 유사한 구조)로 구성될 수 있다.

도3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 무축 회전계자형 발전장치를 설명하기 위한 도면으로, 종단면 구조를 간략화하여 도시한 것이다.

제1 실시예에 따른 무축 회전계자형 발전장치는 케이스(11)내에 무축 회전계자(12)를 구비한 전원발생부(1)와 N 및 S 자극을 구비한 구동부(2)를 구비하되, 도3에 도시된 바와 같이 전원발생부(1)의 케이스(11)는 무축 회전계자(12)의 설치를 위해 분리, 가능하게 구성되어 있다.

예컨대, 케이스(11)는 대칭되게 형성된 제1 및 제2 케이스(111,112)로 구성되고, 제1 및 제2 케이스(111,112)는 양단에 관통홀(111b,112b)이 천공된 고정프랜지(111a,112a)가 돌출, 형성되어 이 관통홀로 삽입되는 고정부재(15)에 의해 서로 결속되도록 되어 있다. 이때, 고정부재(15)는 관통홀로 삽입되는 장볼트와 이 장볼트의 단부에 체결되는 너트로 구성된다. 그 외에도 고정부재(15)는 스크류 볼트와 같은 다양한 체결수단이 선택, 적용될 수 있을 것이다.

그리고, 케이스(11)의 외면에는 유도코일(13)이 안착되는 안착홈(116)이 요입, 형성되고, 케이스(11)의 내면에는 계자안내볼(14)의 안정된 정착과 원활한 회전을 위해서 계자안내볼이 수용 안착되는 볼안착홈(미도시)이 형성될 수 있다.

도4a 및 도4b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 무축 회전계자형 발전장치를 설명하기 위한 도면으로, 종단면 구조를 간략화하여 도시한 단면도이다. 그리고, 이하의 실시예에서 전술한 제1 실시예와 동일, 유사한 구성에 대하여는 동일부호를 부여하여 설명한다.

도4a를 참조하면, 제2 실시예에 따른 무축 회전계자형 발전장치는 유도코일(13)이 권선된 케이스(11) 내부에 무축 회전계자(12)가 내설된 전원발생부(1)와, 무축 회전계자(12)에 자력을 인가하는 구동부(2, 미도시)를 구비하되, 무축 회전계자(12)는 원기둥 형상으로 형성되어 있다.

상기 케이스(11)는 무축 회전계자(12)의 설치를 위해 분리, 가능하게 구성되어 있고, 무축 회전계자(12)는 회전운동을 안정적으로 수행할 수 있도록 양쪽으로 대칭되게 안내돌기(123)가 형성되어 있으며, 이 안내돌기(123)와 대응하는 위치의 케이스(11)에는 안내돌기(123)가 삽입되는 케이스홈(117)이 형성되어 있다.

반대로, 도4b에 도시된 바와 같이 무축 회전계자(12)의 양쪽으로 대칭되게 안내홈(118)이 형성되고, 이 안내홈(118)과 대응하는 위치의 케이스(11)에 안내홈(118)에 삽입되는 케이스돌기(124)가 형성되는 구조로도 구성될 수 있을 것이다.

아울러, 무축 회전계자(12)는 구체적으로 도시하지는 않았으나 도4a 및 도4b에 도시된 무축 회전계자(12)의 구조에 비해 두께만을 얇게 형성한 원판 형상으로도 구성할 수 있다.

도5a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 무축 회전계자형 발전장치를 설명하기 위한 단면도이다.

도5a를 참조하면, 제3 실시예에 따른 무축 회전계자형 발전장치는 유도코일(13)이 권선된 케이스(11) 내부에 무축 회전계자(12)가 내설된 전원발생부(1)와, 무축 회전계자(12)에 자력을 인가하는 구동부(2, 미도시)를 구비하되, 무축 회전계자(12)는 내부에 중공부(125)가 형성되어 있다.

이와 같이 무축 회전계자(12)가 내부에 중공부(125)를 구비한 구조로 형성되면, 무축 회전계자(12)의 자중을 줄일 수 있으므로 구동부(2)로부터 인가되는 자력이 작은 경우에도 상대적으로 빠르게 움직임일 수 있어서 전기를 발전할 수 있다. 다시 말해서 중공부(125)를 갖는 무축 회전계자(12)가 구비된 전원발생부(1)는 다른 무축 회전계자형 발전기에서는 발전작용을 수행할 수 없을 정도의 작은 자력이 구동부(2)로부터 인가되더라도 전기를 발전할 수 있는 장점이 있다.

도5b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 무축 회전계자형 발전장치의 변형예를 설명하기 위한 사시도로서, 무축 회전계자 부분만을 도시한 것이다.

도5b에 도시된 바와 같이, 무축 회전계자(12)는 분리 가능하게 구성되어 있다. 예컨대, 무축 회전계자(12)는 반구형의 제1 계자부(12a)와, 이 제1 계자부(12a)와 대응하는 반구형으로 형성된 제2 계자부(12b)로 구성되고, 제1 계자부(12a)의 개구부 가장자리에는 주연을 따라 단턱이 형성되도록 외홈부(126)가 형성되어 있고, 대응하는 제2 계자부(12b)의 주연 내면에는 외홈부(126)에 끼워져 안착되도록 내홈부(127)가 형성되어 있다.

이와 같이 무축 회전계자(12)가 분리 가능하면서도 내부에 중공부(125)를 구비한 구조로 형성되면, 무축 회전계자(12)를 분리한 다음 자중을 증가시킬 수 있는 충진재(미도시)를 투입할 수 있으므로 구동부(2)의 자력 부하의 크기에 맞게 충진재의 투입량을 조절하거나 비중이 서로 다른 충진재를 투입하는 방식으로 중량을 조절하면서 발전효율이 높은 발전장치를 구현할 수 있다.

도6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 무축 회전계자형 발전장치를 설명하기 위한 단면도이다.

도6을 참조하면, 제4 실시예에 따른 무축 회전계자형 발전장치는 유도코일(13)이 권선된 케이스(11) 내부에 무축 회전계자(12)가 내설된 전원발생부(1)와, 무축 회전계자(12)에 자력을 인가하는 구동부(2)를 구비하되, 전원발생부(1)는 하나의 케이스(11) 내부에 복수의 무축 회전계자(12)가 배치된 형태로 구성된다. 이때, 무축 회전계자(12)는 구동부(2)와 근접한 무축 회전계자(12)의 움직임에 연동되어 움직일 수 있도록 상호간에 자계가 형성될 정도의 간격으로 이격, 배치된다.

그리고, 케이스(11)는 단일의 몸체에 복수의 무축 회전계자(12)가 수용될 수 있도록 수용공간이 장공 형태로 형성되고, 케이스(11)의 일부 단부에는 수용공간을 밀폐시키는 커버부재(11a)가 결합되어 있다.

또한, 복수의 무축 회전계자(12)는 사이 사이에 개재되는 간격조정부재(4)에 의해 상호간의 설치 간격이 유지되도록 구성되어 있다.

아울러, 케이스(11)는 각 무축 회전계자(12)와 전자기유도작용을 통해 기전력이 형성되도록 각각의 무축 회전계자(12)의 배치위치와 대응하는 위치에 유도코일(13)이 권선된 복수의 권선부가 마련되어 있다.

전술한 제4 실시예에 따른 무축 회전계자형 발전장치는 하나의 케이스(11)내에 복수의 무축 회전계자(12)가 구비되어 있으므로 구동부(2)와 근접한 무축 회전계자(12)의 움직임에 대해 인접한 무축 회전계자가 연동되어 움직이게 되면서 연쇄적으로 전기를 발전할 수 있어서 발전효율이 극대화되는 장점이 있다.

도7은 본 발명의 제5 실시예에 따른 무축 회전계자형 발전장치를 설명하기 위한 단면도이다.

도7을 참조하면, 제5 실시예에 따른 무축 회전계자형 발전장치는 유도코일(13)이 권선된 케이스(11) 내부에 무축 회전계자(12)가 내설된 전원발생부(1)와, 무축 회전계자(12)에 자력을 인가하는 구동부(2)를 구비하고, 복수의 전원발생부(1)가 하나의 열을 형성하도록 인접하여 반복 배치되는 구조로 형성된다.

그리고, 케이스(11)는 무축 회전계자(12)의 설치를 위해 분리, 가능하게 구성된 제1 및 제2 케이스(111,112)로 구성되고, 제1 및 제2 케이스(111,112)는 서로 인접하도록 복수 개가 반복 배치되어 제1 및 제2 케이스(111,112)를 관통하여 설치되는 케이스연결고정부재(18)에 의해 고정되어 하나의 유닛으로 구성된다.

이러한 제5 실시예에 따른 무축 회전계자형 발전장치는 전술한 제4 실시예에 따른 무축 회전계자형 발전장치와 마찬가지로 구동부(2)와 근접한 무축 회전계자(12)의 움직임에 대해 인접한 무축 회전계자가 연동되어 움직이게 되므로 연쇄적으로 전기를 발전할 수 있어서 발전효율이 극대화되는 장점이 있다. 특히, 제5 실시예에 따른 무축 회전계자형 발전장치는 분리, 가능한 복수의 전원발생부(1)로 구성되어 있으므로 희망하는 발전용량이나 구동부의 자력 크기에 맞추어 전원발생부(1)의 배치수량을 용이하게 조정할 수 있는 장점이 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 무축 회전계자형 발전장치를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어나지 않은 범위 내에서 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 있다고 할 것이다.

1:전원발생부 11:케이스
11a:커버부재 111:제1 케이스
112:제2 케이스 116:안착홈
117:케이스홈 118:안내홈
12:무축 회전계자 12a:제1 계자부
12b:제2 계자부 123:안내돌기
125:중공부 126:외홈부
127:내홈부 13:유도코일
14:계자안내볼 15:고정부재
18:케이스연결고정부재 2:구동부
21: N 및 S 자극 4:간격조정부재

Claims (9)

1. 무축 회전계자형 발전장치에 있어서,
   전자기유도작용으로 기전력이 생성되는 유도코일이 권취되고 내부에 수용공간이 형성된 케이스와, 상기 수용공간에 내장되고 외부로부터 인가되는 자력에 의해 움직이는 무축 회전계자를 구비한 전원발생부; 및
   상기 전원발생부에 근접, 배치되는 상기 무축 회전계자가 움직일 수 있도록 자력을 인가하는 N 및 S 자극을 구비한 구동부를 포함하되,
   상기 무축 회전계자의 움직임을 안내하도록 상기 무축 회전계자의 외면과 케이스의 내면 사이에 배치되고, 비자성 재질에 의해 볼 형태로 형성된 다수의 계자안내볼을 구비한 것을 특징으로 하는 무축 회전계자형 발전장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 케이스의 내면에 상기 계자안내볼이 수용 안착되는 볼안착홈이 형성된 것을 특징으로 하는 무축 회전계자형 발전장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 무축 회전계자는 원형 볼, 원판 형상, 원기둥 형상 중에서 어느 하나의 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 무축 회전계자형 발전장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 무축 회전계자는 내부에 중공부가 형성된 것을 특징으로 하는 무축 회전계자형 발전장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 구동부로부터 인가되는 자력의 크기에 따라 상기 중공부에 충진재를 투입하거나 제거할 수 있도록 상기 무축 회전계자는 분리 가능하게 구성된 것을 특징으로 하는 무축 회전계자형 발전장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 무축 회전계자는 양쪽으로 대칭되게 안내돌기 또는 안내홈이 형성되고, 상기 안내돌기 또는 안내홈과 대응하는 위치의 상기 케이스에 상기 안내돌기가 삽입되는 케이스홈 또는 상기 안내홈에 삽입되는 케이스돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 무축 회전계자형 발전장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 케이스는 상기 무축 회전계자의 설치를 위해 분리, 가능하게 구성된 것을 특징으로 하는 무축 회전계자형 발전장치.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 항에 있어서,
   상기 케이스는 단일의 몸체에 복수의 상기 무축 회전계자가 수용될 수 있도록 상기 수용공간이 장공 형태로 형성되고,
   복수의 상기 무축 회전계자는 사이 사이에 개재되는 간격조정부재에 의해 상호간의 설치 간격이 유지되도록 구성되며,
   각각의 상기 무축 회전계자의 배치위치와 대응하는 위치의 상기 케이스에 상기 유도코일이 권선되어 형성되는 복수의 권선부가 구성된 것을 특징으로 하는 무축 회전계자형 발전장치.
9. 제1항 내지 제6항 중 어느 항에 있어서,
   상기 케이스는 상기 무축 회전계자의 설치를 위해 분리, 가능하게 구성된 제1 및 제2 케이스로 구성되고,
   상기 제1 및 제2 케이스는 서로 인접하도록 복수 개가 반복 배치되어, 복수의 상기 제1 및 제2 케이스를 관통하여 설치되는 케이스연결고정부재에 의해 하나의 유닛으로 구성되는 것을 특징으로 하는 무축 회전계자형 발전장치.

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