KR20180025759A

KR20180025759A - 발전기용 증속장치

Info

Publication number: KR20180025759A
Application number: KR1020160112869A
Authority: KR
Inventors: 이상현
Original assignee: 이상현
Priority date: 2016-09-01
Filing date: 2016-09-01
Publication date: 2018-03-09

Abstract

본 발명은 발전기용 증속장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수차 또는 풍차 등의 회전축에 설치되어 자력을 이용하여 회전속도를 가속시킬 수 있도록 할 목적으로, 수차 또는 풍차와 연결되어 수력 또는 풍력에 의해 회전 가능한 회전축(110); 상기 회전축(110)에 연결되어 회전축과 함께 회전 가능하게 되고 외주면에 다수 개의 제1자석(310)이 설치된 링상의 제1드럼(320); 상기 제1드럼(320)의 외주면 측에 배치되고 회전 불가능하게 고정되며 상기 제1드럼(320)의 외주면과 인접한 내주면에 다수 개의 제2자석(350)이 설치된 링상의 제2드럼(360); 을 포함하고, 상기 제1자석(310)과 상기 제2자석(350)의 마주보는 면의 극성을 동일하게 함으로써 척력이 발생되게 한 발전기용 증속장치에 관한 것이다.

Description

발전기용 증속장치{Accelerating device for power generation}

본 발명은 수력발전기용 수차 또는 풍력발전기용 풍차의 축에 설치되어 수력 또는 풍력에 의한 회전력에 더하여 자력으로 회전력을 더욱 가속시킬 수 있게 하는 발전기용 증속장치에 관한 것이다.

일반적으로 수력발전은 하천 등에서 물이 갖는 위치에너지 또는 운동에너지를 전달받는 수차를 이용하여 기계에너지로 변환하고 이것을 다시 전기에너지로 변환하는 발전방식이고, 풍력발전은 바람의 운동에너지를 전달받는 풍차를 이용하여 기계에너지로 변환하고 이것을 다시 전기에너지로 변환하는 발전방식이다.

수력발전기용 수차(예를 들면 특허문헌 1의 대한민국 등록실용신안 제 20-0228879호) 또는 풍력발전기용 풍차(예를 들면 특허문헌 2의 대한민국 등록실용신안 제 20-0413621호)는 공통적으로 회전 축이 형성되고, 이 회전축에 연결된 발전기에 의해 전기를 생성하게 된다.

그러나 수력발전기 또는 풍력발전기는 유수량이 감소하여 수력이 약하거나 바람이 불지 않을 경우 수차 또는 풍차가 충분한 속도로 회전할 수 없기 때문에 발전 효율이 저하될 수밖에 없으며, 이와 같이 자연환경이나 조건에 의해 발전량이 증가하거나 감소하는 등 일정하게 전기를 발생할 수 없다는 문제점이 있다.

1. 대한민국 등록실용신안 제 20-0228879호 2. 대한민국 등록실용신안 제 20-0413621호

상기의 종래 기술이 내포한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 수차 또는 풍차 등의 회전축에 설치되어 자력을 이용하여 회전속도를 가속시킴으로써 발전 효율을 증대시킬 수 있게 하는 발전기용 증속장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 수차 또는 풍차와 연결되어 수력 또는 풍력에 의해 회전 가능한 회전축; 상기 회전축에 연결되어 회전축과 함께 회전 가능하게 되고 외주면에 다수 개의 제1자석이 설치된 링상의 제1드럼; 상기 제1드럼의 외주면 측에 배치되고 회전 불가능하게 고정되며 상기 제1드럼의 외주면과 인접한 내주면에 다수 개의 제2자석이 설치된 링상의 제2드럼; 을 포함하고, 상기 제1자석과 상기 제2자석의 마주보는 면의 극성을 동일하게 함으로써 척력이 발생되게 한 것을 특징으로 한다.

이때 바람직한 구체적 예로서 상기 제1자석에 가해지는 척력이 상기 제1드럼이 회전하는 방향을 향하도록 하기 위해 상기 제1자석 및 제2자석이 경사지게 배치된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 수차 또는 풍차에 설치된 회전축이 수력 또는 풍력 등의 외력에 의해 회전하는 동시에 자력에 의해 회전속도를 가속시킬 수 있으므로 발전 효율을 향상시킬 수 있게 되어 더욱 풍부하게 전기를 생산할 수 있는 효과를 수반한다.

또한, 본 발명에 따르면, 외력에 의해 작동 회전하는 회전축의 회전력을 더욱 더 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 발전기용 증속장치의 설치 예를 보인 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 발전기용 증속장치의 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 증속장치에서 제1드럼 일부분을 확대한 사시도로서 (a)는 제1자석의 분리 상태를, (b)는 제1자석의 조립 상태를 나타낸 것이다.
도 4는 도 2의 증속장치에서 제2드럼 일부분을 확대한 사시도로서 (a)는 제2자석의 분리 상태를, (b)는 제2자석의 조립 상태를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 발전기용 증속장치의 사용상태를 보인 정단면도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 이하에서는 본 발명의 바람직한 형태의 구조를 예시하고 이에 기하여 본 발명을 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 예시된 형태만으로 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위는 예시된 형태의 통상적인 변경이나 균등물 내지 대체물까지 포함한다.

이하의 설명에서 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 한다. 반면, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것을 의미한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부의 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 발전기용 증속장치의 설치 예를 보인 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 발전기용 증속장치의 분해 사시도이고, 도 3은 도 2의 증속장치에서 제1드럼 일부분을 확대한 사시도로서 (a)는 제1자석의 분리 상태를, (b)는 제1자석의 조립 상태를 나타낸 것이고, 도 4는 도 2의 증속장치에서 제2드럼 일부분을 확대한 사시도로서 (a)는 제2자석의 분리 상태를, (b)는 제2자석의 조립 상태를 나타낸 것이며, 도 5는 본 발명에 따른 발전기용 증속장치의 사용상태도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하는 바와 같이 본 발명에 따른 발전기용 증속장치는 회전축(110), 제1자석(310)이 설치된 제1드럼(320) 및 제2자석(350)이 설치된 제2드럼(360)을 포함한다.

상기 회전축(110)은, 수력발전기에서 사용되는 수차 또는 풍력발전기에서 사용되는 풍차 등의 날개부(100)에 연결된 것으로, 수력 또는 풍력과 같은 자연력에 의해서 회전 가능하게 마련된 것이다. 여기서 상기 회전축(110)은 수차나 풍차에 연결된 것으로 제한되는 것은 아니며, 수력이나 풍력 외에 기타 외력에 의해 전기를 생성할 수 있도록 마련된 모든 발전장치의 회전축(110)을 지칭하는 것으로 이해되어야 한다.

상기 발전기(130)는 상기 회전축(110)과 연결되어 회전축(110)의 회전에 의해서 전기를 생성하기 위한 것으로, 내부에는 자석 및 구리선이 감겨져 있는데, 이러한 발전기는 공지된 것이므로 이에 관한 상세한 설명은 생략한다.

상기 제1드럼(320)은 링 형태로 이루어진 것으로 내주면이 축 연결부재(321)를 매개로 하여 상기 회전축(110)에 연결됨으로써 상기 회전축(110)이 회전할 때 동시에 제1드럼(320)이 회전할 수 있다.

상기 제1자석(310)은 상기 제1드럼(320)의 외주면 측에 설치된다.

더 구체적으로 상기 제1드럼(320)에는 상기 제1자석(310)이 내입되어 고정되는 제1자석 내입공간(322)이 마련될 수 있다.

또한 상기 제1자석 내입공간(322)으로부터 상기 제1드럼(320)의 외주면을 관통하는 제1자석 개방공간(323)이 마련됨으로써 상기 제1자석(310)이 상기 제1자석 개방공간(323)을 통해 제1드럼(320)의 외주면 측으로 노출된다.

이때 상기 제1자석(310)이 상기 제1자석 개방공간(323)으로 이탈하는 것을 방지하기 위해 상기 제1자석 개방공간(323)의 단면적이 상기 제1자석(310)의 단면적보다 작게 형성될 수 있다.

또한, 상기 제1자석 내입공간(322)으로부터 상기 제1드럼(320)의 일측 면을 관통하는 제1자석 입구(324)가 마련됨으로써 상기 제1자석(310)이 상기 제1자석 입구(324)를 통해 내입 고정되거나 제1드럼(320)으로부터 분리될 수 있다.

상기 제1자석(310)이 제1자석 입구(324)를 통해 분리되는 것을 방지하기 위해 상기 제1드럼(320)의 일측 면에는 상기 제1자석 입구(324)를 폐쇄하는 제1커버부재(325)가 더 마련될 수 있다.

상기 제1커버부재(325)는 두께가 얇은 판재를 환형으로 절단하여 제조할 수 있고, 볼트나 나사를 통해 상기 제1드럼(320)의 일측면, 즉 제1자석 입구(324)가 형성된 측면에 고정될 수 있다.

상기 제2드럼(360)은 링 형태로 이루어진 것으로, 상기 제1드럼(320)의 외주면 측에 배치되고 회전 불가능하게 하기 위해 지지부재(361)를 통해 지면 또는 기타 구조물에 연결, 고정될 수 있다.

상기 제2자석(350)은 상기 제2드럼(360)의 내주면 측에 설치된다.

더 구체적으로 상기 제2드럼(360)에는 상기 제2자석(350)이 내입되어 고정되는 제2자석 내입공간(362)이 마련될 수 있다.

또한 상기 제2자석 내입공간(362)으로부터 상기 제2드럼(320)의 내주면을 관통하는 제2자석 개방공간(363)이 마련됨으로써 상기 제2자석(350)이 상기 제2자석 개방공간(363)을 통해 제2드럼(360)의 내주면 측으로 노출된다.

이때 상기 제2자석(350)이 상기 제2자석 개방공간(363)으로 이탈(분리)하는 것을 방지하기 위해 상기 제2자석 개방공간(363)의 단면적이 상기 제2자석(350)의 단면적보다 작게 형성될 수 있다.

또한, 상기 제2자석 내입공간(362)으로부터 상기 제2드럼(360)의 일측 면을 관통하는 제2자석 입구(364)가 마련됨으로써 상기 제2자석(350)이 상기 제2자석 입구(364)를 통해 내입 고정되거나 제2드럼(360)으로부터 분리될 수 있다.

상기 제2자석(350)이 제2자석 입구(364)를 통해 분리되는 것을 방지하기 위해 상기 제2드럼(360)의 일측 면에는 상기 제2자석 입구(364)를 폐쇄하는 제2커버부재(365)가 더 마련될 수 있다.

상기 제2커버부재(365)는 두께가 얇은 판재를 환형으로 절단하여 제조할 수 있고, 볼트나 나사를 통해 상기 제2드럼(360)의 일측면, 즉 제2자석 입구(364)가 형성된 측면에 고정될 수 있다.

상기 제1자석(310)과 상기 제2자석(320)의 마주보는 면의 극성은 n극 대 n극 또는 s극 대 s극으로 서로 동일하게 하여 제1자석(310)과 제2자석(320) 사이에 척력(P)이 발생하게 한다.

또한, 상기 제1자석(310)에 가해지는 척력(P)이 상기 제1드럼(320)이 회전하는 방향을 향하도록 하기 위해 상기 제1자석(310) 및 제2자석(350)이 상호 경사지게 배치될 수 있다.

이와 같이 구성하면, 제2드럼(360)은 고정되어 있고, 그의 내주면 측에 배치된 제1드럼(320)은 회전축(110)과 연결되어 있기 때문에 날개부(100)에 의하여 회전축(110)에 작용하는 외력에 의해 동시에 회전할 수 있다.

이때 제1자석(310)과 제2자석(350) 사이에 척력(P)이 발생하고, 이러한 척력(P)이 회전하는 제1자석(310)에 동시에 가해지므로 제1드럼(320)의 회전력을 증가시킬 수 있다. 상기와 같은 본 발명에 따른 자석 배열과 자석 고정구조를 갖는 구성의 증속장치를 외력에 의해 작동 회전되는 회전축에 적용시킴으로써 회전축의 회전력을 보다 더 증가시킬 수 있다.

상기의 본 발명과 같은 자석의 배열 및 설치 구조는 측면에서 자석을 제1자석 내입공간 또는 제2자석 내입공간으로 제1자석 입구 또는 제2자석 입구를 통해 밀어넣게 되는 구조이므로 설치고정이 간편하다.

또한, 본 발명과 같은 자석 설치 고정구조는, 본 발명에 사용되는 자석 또는 발전기에 사용하는 자석은 통상적으로 5,000 ~ 10,000 가우스 또는 그 이상일 수 있으므로, 자석 설치고정 작업시 근접될 수 있는 같은 극성사이의 인력 또는 반대 극성사이의 척력으로 인한 작업 곤란성과 위험성을 적게할 뿐만아니라 설치후에도 견고한 안정성을 갖는 설치구조이다.

이상은, 본 발명의 기술 사상을 보인 한정된 실시 예에 따라 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 실시 예들의 구성요소 일부를 변경, 혼합하는 등, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능하고, 그러한 변형 실시는 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

100 : 수차 또는 풍차 날개부
110 : 회전축 130 : 발전기
300 : 증속장치 310 : 제1자석
320 : 제1드럼 321 : 축 연결부재
322 : 제1자석 내입공간 323 : 제1자석 개방공간
324 : 제1자석 입구 325 : 제1커버부재
350 : 제2자석 360 : 제2드럼
361 : 지지부재 362 : 제2자석 내입공간
363 : 제2자석 개방공간 364 : 제2자석 입구
365 : 제2커버부재

Claims

회전축;
상기 회전축에 연결되어 전기를 생성하는 발전기;
상기 회전축에 연결되어 회전축과 함께 회전 가능하게 되고 외주면에 다수 개의 제1자석이 설치된 링상의 제1드럼;
상기 제1드럼의 외주면 측에 배치되고 회전 불가능하게 고정되며 상기 제1드럼의 외주면과 인접한 내주면에 다수 개의 제2자석이 설치된 링상의 제2드럼;
을 포함하고, 상기 제1자석과 상기 제2자석의 마주보는 면의 극성을 동일하게 함으로써 척력이 발생되게 한 것을 특징으로 하는 발전기용 증속장치.
제 1항에 있어서,
상기 제1자석에 가해지는 척력이 상기 제1드럼이 회전하는 방향을 향하도록 하기 위해 상기 제1자석 및 제2자석이 경사지게 배치된 것을 특징으로 하는 발전기용 증속장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 제1드럼에는 상기 제1자석이 내입되는 제1자석 내입공간이 마련되고, 상기 제1자석 내입공간으로부터 상기 제1드럼의 외주면을 관통하는 제1자석 개방공간이 마련됨으로써 상기 제1자석이 상기 제1자석 개방공간을 통해 노출되며,
상기 제2드럼에는 상기 제2자석이 내입되는 제2자석 내입공간이 마련되고, 상기 제2자석 내입공간으로부터 상기 제2드럼의 내주면을 관통하는 제2자석 개방공간이 마련됨으로써 상기 제2자석이 상기 제2자석 개방공간을 통해 노출되게 한 것을 특징으로 하는 발전기용 증속장치.
제 3항에 있어서,
상기 제1자석 개방공간의 단면적이 상기 제1자석의 단면적보다 작게 형성되고, 상기 제2자석 개방공간의 단면적이 상기 제2자석의 단면적보다 작게 형성된 것을 특징으로 하는 발전기용 증속장치.
제 3항에 있어서,
상기 제1자석 내입공간으로부터 상기 제1드럼의 일측 면을 관통하는 제1자석 입구가 마련됨으로써 상기 제1자석 입구를 통해 상기 제1자석을 설치 및 분리 가능하게 되고, 상기 제2자석 내입공간으로부터 상기 제2드럼의 일측 면을 관통하는 제2자석 입구가 마련됨으로써 상기 제2자석 입구를 통해 상기 제2자석을 설치 및 분리 가능하게 된 것을 특징으로 하는 발전기용 증속장치.
제 5항에 있어서,
상기 제1드럼의 일측 면에 고정되어 상기 제1자석 입구를 폐쇄하는 제1커버부재와, 상기 제2드럼의 일측 면에 고정되어 상기 제2자석 입구를 폐쇄하는 제2커버부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발전기용 증속장치.