KR20160121341A - 개선된 형태의 발전기 - Google Patents

Abstract

본 발명의 발전기는 회전축이 회전축받침대에 의해 회전 가능하게 지지되고, 내부케이싱은 중공원통형으로 일측은 회전축과 고정되게 결합되어 회전축에 의해 회전하며, 다른 일측은 스러스트베어링을 장착한 내부케이싱 결합지지부재에 의해 회전축받침대에 결합하며, 내부케이싱과 외부케이싱의 그 측면과 외주면에 다수의 관통구와 통기구멍이 형성되도록 설치된다.

Description

개선된 형태의 발전기{ADVANCED GENERATOR}

본 발명은 개선된 형태의 발전기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내부케이싱을 회전함으로써 회전자의 회전저항을 줄이며 발전효율성을 증가시켜 전기를 발생시킬 수 있는 발전기에 관한 것이다.

본 발명은 발전기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내부케이싱을 회전함으로써 회전자의 회전저항을 줄이며 발전효율성을 증가시켜 전기를 발생시킬 수 있는 발전기에 관한 것이다.

발전기에서 생성되는 기전력의 크기는 자기장의 세기와 도체의 길이 및 자기장과 도체의 상대속도에 비례한다. 따라서 자기장의 세기를 높이거나 도체를 길게 형성하거나 또는 자기장과 도체의 상대속도를 크게 함으로써 기전력을 높일 수 있다. 통상적으로 자기장과 도체의 상대속도를 크게 하여 기전력을 높이고 있는데 이를 위해서는 회전자의 회전속도를 높여야 하는 데 이럴 경우 고속회전을 요하기 때문에 조력, 풍력 및 도로발전과 같이 저속회전력을 인가하는 경우 원하는 기전력을 얻을 수 없었다.

이에 저속회전력을 사용하여 원하는 기전력을 얻을 수 있는 저속발전기가 개발되었으며, 그 일례인 등록실용신안 제20-0217447호의 「저속발전기」가 도5에 도시되어 있다.

도5의 저속발전기는 회전자(10)와 고정자(20)를 서로 역방향으로 회전시킴으로써 저속회전력에서 높은 기전력을 얻는 구조로, 회전통(40)에 고정축(1)이 회전가능하게 고정되고, 고정축(1)에는 정류자편(12)이 일측에 형성된 회전자(10)가 설치되며, 회전자(10)의 외측에 위치하도록 원통형의 고정자(20)가 고정축(1)에 설치되고, 회전통(40)의 회전동력을 서로역방향으로 회전하도록 회전자(10)와 고정자(20)에 전달하는 기어열이 설치되어 있다.

그러나, 상술한 종래의 저속발전기는 상대속도를 크게 하기 위하여 다수의 기어열을 사용하여 회전자와 고정자를 역방향으로 회전시키고 있으며 그 구성이 복잡하고 조립이 어려웠으며 무게가 무거웠고 제조비 상승으로 경제성이 뒤떨어졌다.

또한 기존에 제시된 발전기중에는 마그네틱을 케이싱안쪽에 넣어서 회전을 하도록 하는 것도 있었으나 이러한 구조는 제작비를 증가시키고 무게를 증가시키는 단점이 있었다.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 간단한 베어링을 장착한 내부케이싱 결합지지부재를 통해 내부케이싱을 회전시켜 회전저항을 줄임으로써 원하는 기전력을 얻을 수 있는 발전기를 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 외부동력에 의해 회전하는 회전축과, 회전축과 고정되게 결합되어 회전축에 의해 회전하는 원통형의 회전자와, 회전자의 외측면에 설치되는 자석과, 회전자의 외측으로 회전축과 회전 가능하게 결합되는 원통형의 고정자와, 고정자에 설치되며 외부 배선과 연결되는 권선코일과, 고정자 외측으로 일측면이 회전축과 격리되게 결합되고 일측면은 베어링을 장착한 내부케이싱 결합지지부재에 의해 회전하는 원통형의 내부케이싱과, 양측단이 회전축 받침대에 결합되는 원통형의 외부케이싱을 포함하는 것을 특징으로 하는 발전기를 제공한다.

본 발명의 발전기는 외부동력으로 회전하는 회전축을 설치할 수 있다.

또한, 회전축은 회전축받침대에 의해 지지될 수 있다.

또한, 회전자는 외주면에 설치되는 자석과 함께 회전축에 고정되게 결합될 수 있다.

또한, 고정자는 회전자의 외측으로 회전축받침대에 결합될 수 있다.

또한, 권선코일은 고정자의 슬롯에 자성 및 비자성 복합연성물질로 결합되고 배선을 외부로 도출할 수 있다.

또한, 내부케이싱은 그 일측면을 회전축에 결합하고 다른 일측면을 베어링을 장착한 내부케이싱 결합지지부재로 회전축받침대에 결합할 수 있다.

또한, 베어링을 장착한 내부케이싱 결합지지부재는 내부케이싱의 일측면과 회전축받침대를 결합할 수 있다.

또한, 베어링을 장착한 내부케이싱 결합지지부재는 측면에 배선관통구를 (설치)형성할 수 있다.

또한 외부케이싱은 내부케이싱의 외측으로 그 양측면을 회전축받침대에 결합시킬 수 있다

또한, 내부케이싱과 외부케이싱의 외주면 및 측면에 다수의 통기구멍을 형성할 수 있다.

본 발명의 발전기에 따르면, 내부케이싱을 회전시켜 회전자에 발생하는 회전저항을 크게 줄임으로써 회전자의 자석과 고정자의 권선코일 간의 코깅 현상과 맴돌이 전류를 억제하여 상대속도를 높일 수 있어서 원하는 기전력을 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 열 발생을 억제하여 내구성을 향상시킬 수 있으며 유실되는 저풍속의 활용 및 외부의 동력이 크게 필요하지 않아 에너지를 절약하는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 회전자와 고정자의 상대속도를 높이기 위해 베어링을 장착한 내부케이싱 결합지지부재를 이용한 비교적 간단한 구성으로 발전기의 구조가 간단해지고 정격용량에 관계없이 대형발전기의 제작이 용이하며 가격이 저렴해진다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발전기의 횡단면도
도 2는 도 1의 A-A선을 따라 얻어진 종단면도
도 3은 도 1의 B-B선을 따라 얻어진 종단면도
도 4는 종래기술의 저속발전기의 횡단면도

이하, 첨부한 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발전기에 대하여 상세하게 설명한다. 도1내지 도4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발전기(1)는 회전축(110), 회전축받침대(111), 회전자(120), 고정자(130), 내부케이싱(150), 베어링을 장착한 내부케이싱 결합지지부재(155), 외부케이싱(160)을 포함한다.

회전축(110)은 외부의 동력발생수단에 의해 발생하는 동력에 의해 회전하며, 그 양측단이 회전축받침대(111)에 의해 회전가능하게 지지된다.

회전자(120)는 원통형으로 그 중앙을 관통하도록 회전축(110)에 고정되게 결합되며, 그 외주면에 수분할된 자석(121)이 부착된다.

고정자(130)는 중공원통형으로 회전자(120)의 외측에 위치하며, 코일을 권선하기 위한 슬롯을 자성체 및 비자성체로 제조한다.

고정자(130)의 일측판(131)은 고정자(130)를 지지하기 위해 내부에 베어링을 장착한 고정자지지대(135)와 결합되고 다른 측판(132)은 내부에 베어링을 장착한 회전축받침대(111)와 결합하게 된다.

회전축베어링(112)은 회전축(110)과 고정자(130)를 회전가능하게 결합하기 위한 수단이며, 회전축베어링(112)으로 인해 회전축(110)의 고속회전에도 불구하고 고정자(130)가 영향을 받지 않는다.

따라서, 고정자(130)는 일측이 회전축받침대(111)에 고정되게 결합되어 회전축(110)의 회전력에 상관없이 항상 정지된 상태를 유지하게 된다.

내부케이싱(150)은 중공원통형의 자성체로서 고정자(130)의 외측에 위치하여 회전하게 된다.

내부케이싱(150)의 측판a,b(151,152)에는 회전축(101)이 그 중앙을 관통하도록 결합된다.

내부케이싱 측판a(151)는 결합체(154)를 매개로 회전축(110)에 고정되게 결합되며, 내부케이싱 측판b(152)는 베어링을 장착한 내부케이싱 결합지지부재(155)에 의해서 회전축 받침대(111)와 결합하게 된다.

베어링을 장착한 내부케이싱 결합지지부재(155)는 내측에 배선관통구(141)를 형성하게 된다.

내부케이싱(150)과 외부케이싱(160)은 외주면 또는 측면에 다수의 통기구멍을 형성할 수 있으며, 외부케이싱(160)은 내부케이싱(150)의 외측으로 그 양측면을 회전축받침대(111)에 결합시킬 수 있다.

이하, 상술한 구성을 갖는 본 발명의 발전기(1)의 작용에 대하여 설명한다.

회전축(110)에 외력이 발생하면, 회전축받침대(111)에 의해 지지되는 회전축(110)이 회전하게 된다.

회전축(110)이 회전하면, 회전축(110)에 고정되게 결합된 회전자(120)와 내부케이싱(150)이 동방향으로 회전하게 된다. 이때, 내부케이싱(150)은 베어링을 장착한 내부케이싱 결합지지부재(155)의 일측면에 맞물려 회전하게 되고 내부케이싱 결합지지부재(155)의 일측면은 회전축받침대(110)에 고정되게 결합된다.

또한 고정자(130)의 일측면은 회전축(110)에 결합체(154)에 의해 회전축(110)과 격리되며 일측면은 내부에 베어링을 장착한 회전축받침대(111)에 의해 결합되므로 정지된 상태를 유지하게 된다.

회전자(110)에 설치된 자석(121)과 고정자(130)에 설치된 권선코일(133)에 의해 형성되는 기전력은 권선된 코일(133)을 따라 고정자측판b(132)를 관통하고, 내부케이싱 측판b(152)와 회전축받침대(111) 사이에 형성되는 공간을 통과하며, 내부케이싱 결합지지부재(155)의 측면 배선관통구(141)와 외부케이싱의 통기구를 통해 외부로 안전하게 도출된다.

따라서, 회전자(110)와 내부케이싱(150)이 함께 동방향으로 회전하기 때문에 회전자(110)와 내부케이싱(150) 사이에 코깅토크와 맴돌이 전류의 억제로 회전저항이 많이 발생하지 않아 회전자(110)가 저속으로 회전하더라도 회전자(110)의 자석(121)과 고정자(130)의 권선코일(133) 사이에 상대속도가 크게 되어 원하는 기전력을 얻게 된다.

또한, 종래에는 고정자(130)의 계자철심에 권선을 하여 회전자(120)와 고정자(130)간 자기장에 의한 회전저항이 많이 발생하는데, 본 발명에서는 자성체 및 비자성체로 구성된 복합연성물질로 형성된 슬롯에 권선된 권선코일(133)을 사용하여 회전자(120)와 내부케이싱(150)이 동방향으로 회전할 때 상호간 자기장이 유도되어 자성체 및 비자성체로 구성된 복합연성물질로 형성된 슬롯에 권선된 고정자(130)와는 기전력을 발생시키면서 회전저항이 없이 자연스런 회전력을 얻도록 하고 있다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조로 본 발명의 발전기에 대하여 설명하였지만, 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 수정, 변경 및 다양한 변형실시예가 가능함은 당업자에게 명백하다

100 : 발전기
110 : 회전축 111 : 회전축 받침대 112 : 회전축 베어링
120 : 회전자 121 : 자석
130 : 고정자
131 : 고정자 측판a 132 : 고정자 측판b
133 : 권선코일 135 : 고정자 지지대
141 : 배선 관통구 142 : 배선
150 : 내부케이싱
151 : 내부케이싱 측판a 152 : 내부케이싱 측판b
153 : 결합기구 154 : 결합체
155 : 베어링을 장착한 내부케이싱 결합지지부재
160 : 외부케이싱

Claims (7)

1. 외부동력에 의해 회전하는 회전축;
   상기 회전축의 외측에 자성체 및 비자성체로 구성되고 복합연성물질로 성형된 슬롯;
   상기 슬롯을 포함하고 슬롯에 권선된 코일로부터 자기장을 유도하는 고정자;
   상기 고정자의 내측에 권선된 코일과 연결되어 고정자측판b를 관통하고, 내부케이싱 측판b와 회전축받침대 사이에 형성되는 공간을 통과하며, 내부케이싱 결합지지부재의 측면 배선관통구와 외부케이싱의 통기구멍을 통해 외부로 안전하게 도출되는 배선;
   상기 회전축과 상기 회전축받침대에 결합되는 원통형 자성체의 내부케이싱; 및
   상기 회전축을 지지하기 위해 내부에 베어링이 장착되는 회전축받침대를 포함하며
   상기 내부케이싱의 일측과 상기 회전축받침대의 일측을 결합하며 스러스트베어링을 장착하고 그 측면에 배선관통구를 갖는 내부케이싱 결합지지부재; 및
   상기 회전축에 의해 회전하는 내부케이싱 외측으로 상기 회전축받침대에 고정되는 원통형의비자성체 외부케이싱을 포함하는 것을 특징으로 하는 발전기.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 내부케이싱은 일측이 결합체에 의해 회전축에 결합되고 다른 일측은 스러스트 베어링을 장착한 내부케이싱 결합지지부재에 의해 회전축받침대에 결합하여 중공원통형 자성체로 구성하고 회전하는 것을 특징으로 하는 발전기.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 내부케이싱은 그 외주면에 고정자의 권선코일과 맞물리지 않도록 다수의 네모난 통기구멍을 형성하는 것을 특징으로 하는 발전기.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 고정자는 내측으로 자성체 및 비자성체 복합연성물질로 슬롯을 형성하여 코일 권선과 이를 결합하는 방법;
   
5. 제1항에 있어서, 상기 내부케이싱 결합지지부재는 스러스트베어링을 장착하고 외측이 상기 내부케이싱과 결합하여 회전하며, 내측은 회전축받침대와 고정되게 결합하고 측면에 배선관통구를 갖는 것을 특징으로 하는 발전기.
   
6. 제2항에 있어서, 상기 내부케이싱 양측면의 외측으로 상기 회전축받침대에 고정되는 원통형의 비자성체 외부케이싱을 결합하는 것을 특징으로 하는 발전기.
   
7. 제1항에 있어서, 상기 외부케이싱은 그 측면 및 외주면에 다수의 통기구멍이 형성되는 것을 특징으로 하는 발전기.
   
   
   
   

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