KR20180038668A

KR20180038668A - 굽은형 발전기 및 이를 이용한 전기에너지 생성방법

Info

Publication number: KR20180038668A
Application number: KR1020160129577A
Authority: KR
Inventors: 이준영
Original assignee: 이준영
Priority date: 2016-10-07
Filing date: 2016-10-07
Publication date: 2018-04-17
Also published as: KR101868693B1

Abstract

본 발명은 굽은형 풍력 발전기 및 이를 이용한 전기에너지 생성방법에 관한 것이다. 본 발명의 일실시예에 따른 풍력발전기는, 플라스틱 및 자석을 포함하여 이루어지는 굽은 형의 회전자, 적어도 하나 이상의 코일을 포함하여 이루어지는 코일집 및 상기 회전자의 일측 중심을 관통함으로써 중심부에 상기 회전자를 결합하고 있되, 양 끝단이 상기 코일집 하부 전면 양 끝단에 각각 결합되어 있는 고정자를 포함하여 이루어지되, 상기 회전자는, 상기 고정자를 회전 축으로 하되, 상기 코일집 내부로 유입되는 바람 또는 상기 코일집 내부에서 순환되는 바람에 의해 회전되어 유도 전류를 발생시키고, 상기 코일은, 상기 회전자의 회전에 의해 유도되는 전류를 전도시켜 전기 에너지로 저장하며, 상기 코일집은 굽은 원통형으로 이루어질 수 있다.

Description

굽은형 발전기 및 이를 이용한 전기에너지 생성방법{A Bent Type Power Generator and Method for generating electric energy using a Bent Type Power Generator}

본 발명은 굽은형 발전기 및 이를 이용한 전기에너지 생성 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로, 본 발명인 발전기의 일실시예에 따르면, 굽은 원통형으로 이루어진 코일집 내부로 유입되는 바람 또는 상기 코일집 내부에서 순환되는 바람을 이용하여 자석을 포함하는 회전체를 회전시키되, 이를 기반으로 상기 코일집에 결합된 코일로 전도되는 유도 전류의 크기를 극대화 할 수 있는 풍력발전기를 생성할 수 있다. 또한, 본 발명인 발전기의 다른 일실시예에 따르면, 상기 발전기를 자전거, 자동차 등의 바퀴에 장착함으로써 상기 바퀴가 움직이는 경우, 상기 움직임과 함께 전기에너지를 생성할 수 있다.

또한, 본 발명인 발전기는, 자석을 포함하는 회전체 및 굽은 원통형의 코일집을 포함하고 있어, 외력의 전부를 전기에너지 생성에 이용함으로써 전력 생산의 효율을 향상시킬 수 있다.

산업화의 가속화가 이루어진 이후부터 석유, 석탄을 이용한 에너지 개발도 이에 비례하여 증가하였으나, 최근에는 위와 같은 석유, 석탄 등의 화석 연료 산화 과정에서 발생하는 다양한 화학 물질들로 인해 대기 오염과 같은 환경 오염이 심화됨에 따라, 그 대체제로서 바람과 같은 자연 현상을 이용한 친환경 에너지 개발에 힘쓰고 있다.

특히, 상대적으로 공업 의존도가 높은 중국에서도 화석 연료 등의 소비가 증가됨에 따라 대기의 질이 상당히 저하되고 있으며, 이로 인해 중국에서 발생한 오염물질이 바람을 타고 한국의 대기에 악영향을 미치는 등 최근 들어 국내에는 후진국형 환경 오염이 더욱 증가하고 있는 추세를 보이고 있다.

이에 따라, 앞서 언급한 바와 같은 친환경 에너지 개발에 대한 관심이 증가하고 있으며, 특히 풍력 발전, 태양광 발전, 수소 에너지 등의 상용화에 보다 큰 관심이 쏠리고 있다.

나아가, 최근에는 다양한 전자 기기의 사용이 많아지면서 전력 부족 등의 문제가 발생하고 있으며, 위와 같은 문제를 해결하기 위한 신재생 에너지로서 풍력 발전이 가장 빠른 성장 속도를 보이고 있다.

한국은 1988년 이후부터 본격적으로 신재생 에너지에 대한 기술 개발을 진행해 오고 있으며, 1970년 10월 경북 울진군에 5KW급 풍차를 설치한 후 약 40년이 지난 2016년 기준, 선진국의 81% 정도로 평가되는 풍력 발전 기술을 보유하고 있다.

여기에서, 풍력 발전기라 함은 바람이라는 역학 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 장치를 의미하며, 풍력 발전은 상기 풍력 발전기에 포함된 대형의 날개가 바람에 의해 회전하는 경우, 그에 따른 날개의 회전력으로 전기를 생산하되 이를 저장하여 이용하는 방식을 기반으로 하고 있다.

한편, 풍력 발전에서 풍력 발전기의 날개는 크게 두 가지 특징을 가져야 한다. 하나는 바람에 잘 버틸 수 있는 강도를 가지는 것이며, 다른 하나는 에너지 효율이 높아야 한다는 것이다.

풍력 에너지를 사용하는 경우, 바람이라는 청정 에너지 혹은 자연 에너지를 사용하기 때문에 환경 오염에 대한 문제를 해결할 수 있다. 또한, 풍력 발전기를 동작시키는 근원인 바람은, 지구의 대류 현상, 지역의 지리적 차이 및 기온의 차이 등 자연적 현상에 의해서 발생한다는 점에서 에너지 고갈의 우려가 없다는 큰 특징이 있다. 또한, 풍력 발전기는 바람을 근원으로 하기 때문에 에너지를 발생시키는 원료에 대한 비용이 들지 않는다는 추가적인 장점도 있다.

하지만, 기존의 풍력 발전기의 경우, 초기 풍력 발전기를 설치하는데 드는 비용이 상당히 고가인 편이며, 바람의 세기가 일정 기준 이상안 지역에만 설치되어야 하는 지역적 한계가 존재하고 있어, 실제 설치 지역은 실제 전력 소비가 이루어지는 도심과는 상당한 물리적 거리가 존재할 수 밖에 없다. 또한, 바람의 세기가 일정 기준 이상인 지역에 풍력 발전기를 설치한다고 하더라도 기존의 풍차 형상의 풍력 발전기는 유실되는 바람이 존재할 수 밖에 없어 불어오는 바람의 전부를 에너지 생성에 이용할 수 없어 에너지 생성의 효율성이 낮은 단점이 존재하고 있다.

또한, 풍력 발전기는 풍력을 기반으로 한다는 특성상 전기가 필요한 시점에 바로 생산하여 이용할 수 있는 것이 아니라, 바람이 발생할 때에 한해 에너지를 생성하고 이를 저장해두어야만 한다는 시간적인 제약이 존재한다.

나아가, 종래의 풍력 발전기는 바람이라는 외력에 의해 먼저 터빈을 1차적으로 회전시킨 후, 상기 터빈의 회전을 기초로 다시금 그와 연결된 자석을 2차적으로 회전시킴으로써 전기를 생성하는 구조로 이루어져 있으며, 그에 따라 외력 전부에 대하여 전기를 생성시킬 수 없다는 구조적인 한계점을 가지고 있다.

따라서, 기존 풍력 발전기의 경우, 공간 및 시간 상의 제약이 존재하고 있으며 구조적인 한계의 존재로 인해 최대의 효율로 전기를 생산하는 것이 어려운 실정이다. 이에 따라 위와 같은 제약 및 문제점을 해결하기 위한 구체적인 해결 방법이 요구되고 있다.

한국등록특허공보 10-1187308 (등록일: 2012년09월25일)

본 발명의 목적은, 종래 발전기 구조와는 달리, 자석이 포함된 회전체를 외력에 의해 곧바로 회전시킴으로써 단일 스텝만으로 전기를 생성하는 것이 가능한 구조를 갖는 발전기 및 이를 이용한 전기에너지 생성 방법을 제안하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은, 본 발명에 따른 발전기를 적용함으로써 풍력 에너지를 이용하여 효율적으로 전기 에너지를 생성하는 것이 가능한 풍력 발전기를 제안하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은, 자석 및 음각 홈을 포함하여 이루어지는 회전자가 구비된 발전기를 제안하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적은, 복수의 코일을 포함하는 굽은 원통형 코일집이 구비된 발전기를 제안하는 것을 목적으로 한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제(목적)들은 이상에서 언급한 기술적 과제(목적)들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제(목적)들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 발전기는, 플라스틱 및 자석을 포함하여 이루어지는 굽은 형의 회전자, 적어도 하나 이상의 코일을 포함하여 이루어지는 코일집 및 상기 회전자의 일측 중심을 관통함으로써 중심부에 상기 회전자를 결합하고 있되, 양 끝단이 상기 코일집 하부 전면 양 끝단에 각각 결합되어 있는 고정자를 포함하여 이루어지되, 상기 회전자는, 상기 고정자를 회전 축으로 하되, 상기 코일집 내부로 유입되는 바람에 의해 회전되어 유도 전류를 발생시키고, 상기 코일은, 상기 회전자의 회전에 의해 유도되는 전류를 전도시켜 전기 에너지로 저장하며, 상기 코일집은 굽은 원통형으로 이루어질 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 발전기에 있어서, 상기 회전자는, 상기 회전자의 표면에 적어도 하나 이상의 음각 홈을 포함하여 이루어질 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 발전기에 있어서, 상기 적어도 하나 이상의 코일은, 상기 코일집 내측 표면을 따라 고리형으로 상기 코일집에 각각 결합되어 있을 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 발전기에 있어서, 상기 코일집은, 상기 코일집 내부로 유입되는 바람의 밀도 증가를 위해 미리 정해진 길이 이하의 폭으로 이루어질 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 발전기에 있어서, 상기 굽은 형의 회전 자는, S자 형태의 굽은형으로 이루어질 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 발전기에 있어서, 상기 회전자는, 상기 회전자의 상단과 하단 각각이 서로 다른 극성(polarity)을 가질 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 발전기에 있어서, 상기 고정자는, 상기 코일이 전기 에너지로 저장할 수 있도록 상기 회전자의 회전에 의해 유도되는 전류를 상기 코일로 전도시킬 수 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 발전기를 이용한 전기에너지 생성 방법은, 코일집 내부로 유입되는 바람에 의해 플라스틱 및 자석을 포함하여 이루어지는 굽은 형의 회전자가 고정자를 회전 축으로 하여 회전하는 단계, 상기 회전자의 회전에 의해 발생되는 전류가 상기 코일집에 포함된 적어도 하나 이상의 코일에 유도되는 단계 및 상기 코일로 유도된 전류를 전도시켜 전기 에너지로 저장하는 단계를 포함하되, 상기 고정자는, 상기 회전자의 일측 중심을 관통함으로써 중심부에 상기 회전자를 결합하고 있되, 양 끝단이 상기 코일집 하부 전면 양 끝단에 각각 결합되어 있고, 상기 코일집은 굽은 원통형으로 이루어질 수 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 발전기는, 적어도 하나 이상의 바퀴살(spoke)을 포함하는 회전 가능한 바퀴, 상기 바퀴살(spoke)에 부착이 가능하되 자석을 포함하여 이루어지는 회전자, 상기 바퀴와 미리 정해진 유격 거리를 둔 채 상기 바퀴의 일부를 둘러싼 형상으로 이루어지되 적어도 하나 이상의 코일 결합부를 포함하는 코일집 및 전기 에너지를 저장하기 위한 충전부를 포함하여 이루어지되, 상기 하나 이상의 코일 결합부 각각에는 복수의 코일이 감겨져 있고, 상기 회전자는, 상기 바퀴의 회전에 의해 회전되어 유도 전류를 발생시키며, 상기 코일은, 상기 회전자에 의해 유도되는 전류를 상기 충전부에 전도시켜 전기 에너지를 저장할 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 따르면 이하에서 기재된 효과를 얻을 수 있다. 다만, 본 발명을 통해 얻을 수 있는 효과는 이에 제한되지 않는다.

첫째, 본 발명에 따르면, 자석이 포함된 회전체를 외력에 의해 곧바로 회전시킴으로써 단일 스텝만으로 전기를 생성하는 것이 가능한 구조를 갖는 발전기 및 이를 이용한 전기에너지 생성 방법이 제안될 수 있다.

둘째, 본 발명에 따르면, 자석이 포함된 회전자 및 굽은 원통형 코일집을 이용함에 따라 외부 힘의 일부가 아닌 외부 힘 전부에 대해 전자기력으로 변환이 가능하여 에너지 발생 효율이 더욱 증가된 발전기가 제안될 수 있다.

셋째, 본 발명에 따르면, 굽은 원통형으로 형성된 코일집 내에 코일을 포함시킴에 따라 코일집 내에 존재하게 되는 코일의 수를 증가시킬 수 있으며, 이에 따라 코일의 수에 비례하여 발생되는 유도전류의 양을 증가시켜 에너지 발생 효율이 더욱 증가된 발전기가 제안될 수 있다.

넷째, 본 발명에 따르면, 풍력 에너지를 이용하여 효율적으로 전기 에너지를 생산할 수 있는 풍력 발전기가 제안될 수 있다.

다섯째, 본 발명에 따르면, 회전자의 형상이 굽은형으로 이루어짐에 따라 회전자가 한 방향으로만 회전될 수 있어 동일한 바람의 양으로도 상대적으로 더 큰 에너지 발생 효율을 갖는 풍력 발전기가 제안될 수 있다.

여섯째, 본 발명에 따르면, 회전자 표면에 복수 개의 홈이 포함됨에 따라 회전자의 표면적 극대화가 이루어져 바람이라는 외부 힘에 의해 받게 되는 영향력이 향상될 수 있어 에너지 발생 효율이 더욱 증가된 풍력 발전기가 제안될 수 있다.

일곱째, 본 발명에 따르면, 굽은 원통형으로 형성된 코일집을 포함함에 따라 회전자에 작용하는 바람의 유실률을 감소시켜며 좁은 면적으로 바람이 지나가도록 하고 그를 통하여 바람의 속도를 증가시킴으로써 같은 양의 바람으로도 에너지 발생 효율이 더욱 증가된 풍력 발전기가 제안될 수 있다.

여덟째, 본 발명에 따르면, 풍력 발전기의 소형화가 이루어질 수 있어 설치에 따른 지역적 제한이 완화될 수 있는 풍력 발전기가 제안될 수 있다.

아홉째, 본 발명에 따르면, 도심지에도 풍력 발전기를 설치할 수 있어 고층 빌딩의 빌딩풍을 이용할 수 있으므로, 이용 및 유지에 따른 비용절감을 가져올 수 있는 풍력 발전기가 제안될 수 있다.

열번째, 본 발명에 따르면, 바퀴에 장착하는 것이 가능한 발전기 및 상기 발전기가 결합된 바퀴가 회전함에 따라 전기에너지를 생성하는 것이 가능한 방법이 제안될 수 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 종래의 풍력 발전기의 구성을 설명하기 위한 예시 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 풍력 발전기를 이용하여 풍력 발전을 수행하는 과정을 흐름에 따라 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 풍력 발전기의 회전자 및 코일집의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 풍력 발전기의 코일집 내부를 상세하게 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 플라스틱 및 자석으로 이루어지되 복수 개의 홈을 포함하여 이루어지는 회전자를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 굽은 원통형의 코일집을 포함하는 풍력 발전기를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따라 복수 개의 코일을 포함하는 굽은 원통형의 코일집 내부 구조를 상세하게 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따라 바퀴에 장착하는 것이 가능한 발전기를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따라 바퀴에 장착하는 것이 가능한 발전기에 포함된 자석이 포함된 회전자를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따라 바퀴에 장착하는 것이 가능한 발전기에 포함된 굽은 원통형의 코일집을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.

단지 본 실시예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전히 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

몇몇의 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함(comprising 또는 including)"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서에 기재된 "…부" 의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 나아가, "일(a 또는 an)", "하나(one)", 및 유사 관련어는 본 발명을 기술하는 문맥에 있어서 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.

아울러, 본 발명의 실시예들에서 사용되는 특정(特定) 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.

도 1은 종래의 풍력 발전기의 구성을 개념적으로 나타낸 도면이다.

도1에 도시된 바와 같이, 종래의 풍력 발전기의 중요 구성요소만 개념적으로 살펴보면, 바람에 의해서 회전되는 날개 및 상기 날개의 중심부와 일측으로 연결되어 상기 날개의 회전에 의해 의존하여 함께 회전하는 코일 및 상기 코일 주변을 둘러싼 형태로 이루어진 자석으로 구성되어 있다.

이 때, 날개 및 코일은 회전자로 볼 수 있고, 자석은 고정자로 볼 수 있는데, 이 경우 상기 회전자인 날개 및 코일은 고정자인 자석 내부에서 동일 회전축을 기준으로 하여 회전함으로써 상기 자석에 유도 전류를 발생시키며, 상기 발생된 유도 전류로서 전기 에너지를 생산하고 이를 전력 소비에 이용하는 방식이다.

한편, 위와 같은 종래의 풍력 발전기의 경우, 크게 두 가지의 단점이 존재한다.

첫째는, 바람이 전하는 동력의 크기는 날개의 표면적과 비례하기 때문에, 동력을 크게 하기 위해서는 날개를 크게 만들 수 밖에 없다. 따라서, 물리적 및/또는 공간적 제약이 존재하며, 이를 극복하기 위해 날개의 크기를 작게 만들 경우 회전자에 가해지는 바람이 가진 에너지가 감소하여 전기 에너지 생성의 효율성이 극히 낮아지게 된다는 단점이 존재한다.

둘째는, 날개가 회전하고 동일 회전축을 통해 코일이 의존적으로 회전함으로써, 두 단계에 걸쳐 코일의 회전이 일어나기 때문에 그에 따라 발생되는 유도전류의 양은, 가해지는 바람의 양과 비교할 때 그 효율이 낮다는 점이다.

즉, 풍력 발전기는 자석에 둘러싸인 코일이 회전함에 따라 상기 자석에 유도되는 전류를 이용하여 전기를 생성하는 것인데, 종래의 풍력 발전기는 바람을 이용하여 일단 날개가 회전하되, 날개가 회전함으로써 그에 의존적으로 코일이 회전하기 때문에, 바람이 전하는 에너지 전부가 전기 에너지 생성에 이용되는 것이 아니기 때문에 가해지는 바람의 양과 비교할 때 그 효율이 낮아질 수 밖에 없다.

전자기 유도 현상과 유도 전동기, 유도 발전기 등 그 자체에 대해서는 플레밍의 오른손 법칙(Fleming's Right Hand Rule)과 왼손 법칙(Fleming's Left Hand Rule) 등에서 그 원리를 이해할 수 있으며, 특히, 패러데이의 전자기 유도 법칙(Faraday's law)에서 자기장의 변화에 의해서 전기장이 발생하는 원리를 이해할 수 있다. 코일과 자석 사이에 상대적인 운동이 가해지면 전류가 흐르게 되는 유도 전류에 대한 원리는, 기존의 다양한 분야의 기초 원리이기 때문에 본 명세서에서는 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 풍력 발전기를 이용하여 풍력 발전을 수행하는 과정을 흐름에 따라 나타낸 순서도이다.

도 2를 참고하면, 단계 S210에서, 바람에 의해서 굽은 형의 회전자가 회전할 수 있다.

이 때, 본 발명의 일실시예에 따르면 상기 회전자는 S자의 굽은 형일 수 있으나 이에 제한되지는 않는다.

한편, 본 발명에서 상기 회전자가 S 자로 형성되는 것은, 상기 회전자를 한쪽 방향으로만 회전시키도록 하기 위함이다. 즉, 외부에서 작용하는 바람이 상기 회전자에 대면하게 될 경우, 상기 회전자가 S자이면 회전자의 앞 뒤 어느 쪽에서 바람이 불어오더라도 회전자는 한쪽 방향으로만 회전할 수 있게 되므로, 이를 통해 상기 회전자의 회전방향을 단일방향으로 통일시킬 수 있게 된다.

즉, 회전자의 회전방향을 단일방향으로 통일시키게 되면 같은 양의 바람으로도 회전자의 회전 량은 증가될 수 있으며, 이는 곧 회전자의 회전 량에 비례하여 생성되는 유도전류의 양을 증가시킬 수 있다는 유리한 효과가 있을 수 있다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 회전자는 플라스틱 및 자석을 포함하여 이루어질 수 있다. 자석 이외의 부분을 플라스틱으로 하여 상기 회전자를 구성할 경우, 플라스틱은 철, 나무 등보다 상대적으로 가볍기 때문에, 같은 세기의 바람과 대면할 경우 더 빠른 속도로 회전할 수 있는 유리한 효과가 있을 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 회전자는 바람에 대면하는 표면적을 확장시키고 바람에 대한 마찰력을 증가시키기 위해, 적어도 하나 이상의 음각 홈을 구비할 수 있다. 이 때, 상기 음각 홈은 상기 회전자의 회전축을 기준으로 할 때 상기 회전자의 양 표면 각각에 혹은 일 표면에 구비될 수 있으며, 그에 따라 바람에 의한 상기 회전자의 마찰력을 높여 상기 회전자의 회전 속도를 더욱 증가시킬 수 있다.

즉, 이에 따라 같은 세기의 바람으로도 회전자의 회전 속도가 증가될 수 있고, 이에 따라 동일한 시간동안 회전자의 회전에 따라 유도되는 전류의 양을 더욱 증가시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 회전자는 플라스틱 이외에 자석을 더 포함할 수 있으며, 이 경우 상기 회전자의 표면은 플라스틱으로, 상기 회전자의 내면은 자석으로 하여 상기 플라스틱을 상기 자석의 케이스로 이용할 수도 있다.

또한, 상기 회전자에 포함된 상기 자석은 막대 자석과 같이 양 극의 극성이 서로 다른 자석일 수 있으며, 그에 따라 상기 회전자의 상단과 하단 각각은 서로 다른 극성을 가질 수 있다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따르면 상기 회전자를 구성하는 상기 플라스틱과 상기 자석은 서로 다양한 형태로 결합될 수 있다. 즉, 물리적으로 분리 가능한 형태로 결합될 수도 있으나, 서로 분리가 불가능한 형태로 결합된 일체의 회전자일 수도 있다. 바람직하게는, 상기 회전자는 양 극성이 강하고, 가벼울 수록 더 빠른 속도로 회전이 가능할 것이므로 이에 맞는 비율에 따라 상기 회전자를 다양하게 구성할 수 있다.

또한, 상기 회전자는 바람에 직접 맞닿는 부분이므로 강하고 빠른 바람을 견딜 수 있는 소재로 구성됨이 바람직하며, 보다 구체적으로 상기 회전자를 구성하는 플라스틱 및 자석은 강하고 빠른 바람에 의해서 분리되거나 파손되지 않는 소재 및 구조로 구성됨이 바람직하며, 이는 특정 소재 및 구조에 제한되지 않는다.

단계 S220에서, 회전되는 회전자의 전자기 유도현상으로 인하여 발생된 유도전류가 흐를 수 있다.

즉, 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 회전자는 고정자에 결합되어 있을 수 있으며, 상기 고정자는 상기 회전자의 일측 중심을 관통함으로써 중심부에 상기 회전자를 결합하고 있을 수 있으며, 상기 회전자는 상기 고정자를 회전축으로 하여 회전할 수 있다.

또한, 이 때 상기 고정자의 양 끝단은 코일집 하부 전면 양 끝단에 각각 결합되어 있을 수 있으며, 상기 코일집은 굽은 원통형으로 이루어질 수 있으나, 상기 고정자가 상기 코일집에 결합되는 위치 및 상기 코일집의 형상은 어디까지나 예시일 뿐 이에 제한되지는 않는다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따르면, 바람이 작용하는 경우 상기 코일집 내부로 바람이 유입될 수 있으며, 상기 유입되는 바람에 의해 상기 코일집 하부 전면 양 끝에 결합된 고정자를 회전축으로 하여 상기 회전자가 회전할 수 있다.

이 경우, 상기 회전자의 회전에 의해 유도 전류가 생성될 수 있는데, 유도 전류의 생성 즉, 전기장의 변화가 발생하기 위해서는 자기장의 변화가 발생하여야 하는 바, 회전하는 회전자 내의 자석과 코일 사이에 상대적인 운동이 발생하여야 한다.

따라서, 상기 회전자의 주변에는 상기 회전자의 회전에 따라 자기장의 변화를 일으키는 코일이 존재하여야 한다. 후술하겠지만, 도 4 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 고정자의 내부 및 상기 코일집 내측 표면을 따라 고리형으로 코일을 설치함으로써 유도 전류를 발생시킬 수 있다.

이 경우, 상기 코일은 상기 회전자 주변에 위치하고 있으면 충분하고, 반드시 코일집 내측 표면을 따라 고리형으로 코일을 설치하는 것에 한정되지는 않으나, 본 발명과 같이 코일집 내측 표면을 따라 고리형으로 코일을 설치하는 경우 보다 많은 회전자 주변에 보다 많은 수의 코일을 분포시킬 수 있어 유도되는 전류의 양을 증가시킬 수 있다는 효과가 있을 수 있다.

한편, 앞서 언급하나 바와 같이 바람에 의해 상기 회전자가 회전함으로써, 코일에는 유도 전류가 발생하여 흐를 수 있다. 이 때, 회전자가 일 방향으로만 회전하여야, 동일 방향으로 유도 전류가 흐를 수 있으며, 앞서 언급한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따르면 상기 회전자는 S자 형태의 굽은형으로 이루어질 수 있어 동일 방향으로 유도 전류가 흐르도록 할 수 있다.

단계 S230에서, 상기 발생된 유도 전류는 전기 에너지로 저장될 수 있다.

이에 따라, 본 발명인 상기 풍력 발전기 내에는 상기 유도 전류를 저장할 수 있는 충전부를 더 구비할 수 있다. 유도 전류의 전압과 충전부의 전압 차에 의해 상기 충전부가 충전될 수 있으며, 생성된 전기는 변압 등의 가공을 통해서 일반 수요자 및 다양한 장치 등에 공급될 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 회전자 및 코일집의 구성을 나타낸 순서도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 코일집(300)은 회전자(350)를 포함하고 있을 수 있으며, 보다 구체적으로 상기 코일집(300)은 고정자의 역할을 함께 수행할 수도 있다.

따라서, 상기 고정자의 역할을 수행하는 코일집(300)은 상기 회전자의 일측 중심을 관통함으로써 중심부에 상기 회전자(350)를 결합하고 있을 수 있으며, 내부에는 코일을 포함하고 있을 수 있다. 따라서, 바람에 의해 상기 회전자(350)가 회전할 경우, 상기 코일집(300) 내부의 코일과 작용함으로써 유도 전류가 발생할 수 있다.

본 발명에서의 회전자(350)는 도 1에서 설명한 종래의 풍력 발전기 즉, 날개 및 코일이 하나의 회전축을 중심으로 회전하여, 날개가 아닌 코일 및 자석 간의 자기장 변화에 의해서 유도 전류가 발생하는 것과는 방식에 차이가 있으며, 보다 구체적으로 바람에 의해 직접적으로 영향을 받는 날개(자석이 포함된)와 코일 간의 자기장 변화에 의해 유도 전류가 발생한다는 점에서 더 큰 효율성을 가질 수 있다.

즉, 종래의 풍력 발전기의 경우, 바람에 의해 날개가 회전하고, 날개의 회전에 의존하여 코일이 회전하고(이 경우 날개의 회전 수와 코일의 회전 수가 다를 수 있으며 날개의 회전 수보다 코일의 회전 수가 작을 수 있다.), 상기 회전하는 코일과 그 주변에 고정된 자석 간의 자기장 변화에 의해 유도 전류가 발생한 것이었다면, 본 발명에서는 자석을 포함하는 회전자(350)가 회전하고, 이 주변에 코일을 포함하는 고정된 코일집(300)이 존재함으로써 자기장의 변화가 발생한다는 점이다.

따라서, 코일을 회전시키기 위해서 별도의 날개가 존재하여야 하는 종래의 방식에 비해서, 자석이 포함된 회전자가 직접 회전함으로써 자기장 변화의 효율이 증대되는 유리한 효과가 있다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 풍력 발전기의 코일집 내부를 상세하게 설명하기 위한 도면이다.

도 4를 참고하면, 앞서 도 3에서 간단히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 코일(410)은 코일집(400)의 내부에 위치할 수 있다. 코일(410)의 경우, 여러 개의 코일들 즉, 적어도 하나 이상의 코일이 상기 하나의 코일집(400) 내부에 위치할 수 있다.

코일에는 전류가 흐르게 되는데, 본 발명에서 코일은 상기 코일집(400) 내부에 위치하고 있음으로써, 물 등의 외부 요소에 의한 누전 현상 등이 방지될 수 있다. 이 때, 상기 코일집(400)은 전기가 통하지 않는 플라스틱 등 부도체로 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서 상기 코일집(400)은 정사각형 형태일 수 있다. 이는, 회전자의 회전에 의해서 동일한 자기장 변화를 유도하기 위함이다. 다만, 본 발명에서의 코일집(400)은 반드시 정사각형일 필요는 없으며, 후술하는 바와 같이 굽은 원통형의 구조일 수도 있다. 또한, 이러한 구조나 형태가 아닌 코일 및 자석의 자기장 변화에 의해 전류가 형성될 수 있는 구조나 형태이면 충분하다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 플라스틱 및 자석으로 이루어지되 복수 개의 홈을 포함하여 이루어지는 회전자를 설명하기 위한 도면이다.

도 5를 참고하면, 회전자(550)는 플라스틱과 자석을 포함하여 이루어질 수 있으며, 플라스틱과 자석의 결합체일 수 있다.

상기 회전자(550)는 플라스틱 및 자석을 포함하여 이루어질 수 있다. 자석 이외의 부분을 플라스틱으로 하여 상기 회전자를 구성할 경우, 플라스틱은 철, 나무 등보다 상대적으로 가볍기 때문에, 같은 세기의 바람과 대면할 경우 더 빠른 속도로 회전할 수 있는 유리한 효과가 있을 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 회전자(550)는 바람에 대면하는 표면적을 확장시키고 바람에 대한 마찰력을 증가시키기 위해, 적어도 하나 이상의 음각 홈(555)을 구비할 수 있다. 이 때, 상기 음각 홈(555)은 상기 회전자(550)의 회전축을 기준으로 할 때 상기 회전자(550)의 양 표면 각각에 혹은 일 표면에 구비될 수 있으며, 그에 따라 바람에 의한 상기 회전자(550)의 마찰력을 높여 상기 회전자(550)의 회전 속도를 더욱 증가시킬 수 있다.

즉, 이에 따라 같은 세기의 바람으로도 회전자(550)의 회전 속도가 증가될 수 있고, 이에 따라 동일한 시간동안 회전자(550)의 회전에 따라 유도되는 전류의 양을 더욱 증가시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 회전자(550)는 플라스틱 이외에 자석을 더 포함할 수 있으며, 이 경우 상기 회전자(550)의 표면은 플라스틱으로, 상기 회전자(550)의 내면은 자석으로 하여 상기 플라스틱을 상기 자석의 케이스로 이용할 수도 있다.

또한, 상기 회전자(550)에 포함된 상기 자석은 막대 자석과 같이 양 극의 극성이 서로 다른 자석일 수 있으며, 그에 따라 상기 회전자의 상단과 하단 각각은 서로 다른 극성을 가질 수 있다.

본 발명에서 상기 회전자(550)가 회전축을 중심으로 할 때, 위와 아래로 2개의 날개를 가지는 이유가 있다. 자석의 양 극성의 차이를 이용하여 하기 때문에, 2 개의 날개를 가질 때, 가장 큰 자기장의 변화를 유도할 수 있기 때문이다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따르면 상기 회전자(550)를 구성하는 상기 플라스틱과 상기 자석은 서로 다양한 형태로 결합될 수 있다. 즉, 물리적으로 분리 가능한 형태로 결합될 수도 있으나, 서로 분리가 불가능한 형태로 결합된 일체의 회전자일 수도 있다. 바람직하게는, 상기 회전자(550)는 양 극성이 강하고, 가벼울 수록 더 빠른 속도로 회전이 가능할 것이므로 이에 맞는 비율에 따라 상기 회전자(550)를 다양하게 구성할 수 있다.

또한, 상기 회전자(550)는 바람에 직접 맞닿는 부분이므로 강하고 빠른 바람을 견딜 수 있는 소재로 구성됨이 바람직하며, 보다 구체적으로 상기 회전자(550)를 구성하는 플라스틱 및 자석은 강하고 빠른 바람에 의해서 분리되거나 파손되지 않는 소재 및 구조로 구성됨이 바람직하며, 이는 특정 소재 및 구조에 제한되지 않는다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 굽은 원통형의 코일집을 포함하는 풍력 발전기를 설명하기 위한 도면이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 도 6(a) 및 도 6(b) 각각은 굽은 원통형의 코일집을 서로 다른 방향에서 바라본 도면이다.

앞서 도 3 내지 도 4에서 설명한 코일집의 경우, 회전자를 포함하되 회전자 주변을 둘러싼 사각형의 형상이었으나, 도 6에서의 코일집(600)은 굽은 원통형으로 이루어질 수 있으나 이에 제한되지는 않는다.

코일집(600)을 굽은 원통형으로 구성하는 이유는 다음과 같다. 즉, 상기 회전자(650)가 고정자(610)를 회전축으로 하여 회전할 때에, 바람의 밀도가 증가할수록 회전자(650)에 가해지는 바람의 속도(혹은 세기)는 증가하게 될 것이다.

이에 따라, 도 6에 도시된 바와 같이, 굽은 원통형의 코일집(600)을 회전자 주변에 구비할 경우, 바람이 지나는 통로를 좁히는 효과를 주게되고, 결국 바람의 밀도가 증가하여 바람이 회전자(650)에 더 강하고 빠르게 가해질 수 있으며, 그에 따라 같은 양의 바람으로도 상기 회전자(650)의 회전 횟수를 증가시킬 수 있고, 이로 인해 유도되는 전류의 양이 증가될 수 있는 유리한 효과가 있다.

즉, “바람이 지나가는 폭이 좁은 경우에 바람이 지나가는 속도가 빠르다”는 베르누이의 효과(Bernoulli effect)를 적용시킨 것이다. 외부 풍력의 분산을 최소화시킴으로써, 상기 회전자(650)가 받게 되는 바람의 영향력을 향상시킬 수 있는 것이다.

따라서, 같은 양의 바람으로도 상기 회전자(650)가 더 빠른 속도로 회전하는 경우, 코일에는 더 많은 유도 전류가 흐르게 될 것이며, 이는 결국 전기 에너지의 생산 효율을 현저하게 증가시키는 유리한 효과가 있다. 이는 바람이 발전기에 전하는 동력의 크기는 회전속도의 세제곱에 비례한다는 원리를 적용시킨 것으로 이해될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 굽은 원통형의 코일집(600)은 코일집 내부로 유입되는 바람의 밀도 증가를 위해 미리 정해진 길이 이하의 폭으로 이루어질 수 있으며, 상기 코일집(600)을 위와 같이 굽은 원통형의 형상을 갖도록 하는 경우, 상기 회전자(650)의 크기가 크지 않더라도 빠른 속도로 상기 회전자(650)를 회전시킬 수 있으며, 그에 따라 효율적인 전기 에너지 생산을 수행할 수 있다.

따라서, 본 발명에 의하면, 기존의 풍력 발전기보다 작은 크기로 풍력 발전기를 제작할 수 있으며, 그에 따라 기존의 풍력 발전기에 지적되고 있는 문제점인 위치적/장소적 제약을 해결할 수 있다는 추가적인 효과가 있을 수 있다.

나아가, 풍력 발전기의 소형화가 이루어질 경우, 설치 비용의 절감, 원가의 절감 등 초기 설치 상의 부담을 감소시킬 수 있으며 유지 비용의 절감도 이룰 수 있다는 큰 장점이 있다.

즉, 본 발명에 따른 풍력 발전기는, 지역적 제한이 완화될 수 있으므로 산간 및 농어촌 지역, 도심지 등 전기가 필요한 장소 어디에든 설치가 가능하다는 매우 유리한 효과가 있으며, 바람이 자연적으로 발생할 수 있는 곳이라면 어디든지 설치하여 전기 에너지를 생산할 수 있는 지리적 장점을 가진다.

따라서, 도심 속 고층 빌딩들 사이에 부는 빌딩풍(building wind)과 같은 빠른 속도의 바람을 이용하기 위해 건물 외벽에 설치할 수도 있으며, 빌딩풍뿐만 아니라, 좁은 공간 상에 부는 다양한 바람을 전기 에너지로 변환시킬 수 있다는 높은 적용 가능성 측면에서 기존의 풍력 발전기에 비해 매우 유리한 효과가 있다.

특히, 빌딩풍의 경우, 지상 150미터 이상의 빌딩이 건립되면 상공에서는 바람이 일정하게 불어도 아래쪽에서는 바람이 빌딩의 주위에서 소용돌이치고 급강하하거나 풍속이 2배 이상으로 빨라지기도 하기 때문에 본 발명의 풍력 발전기에 적용시키기에 더욱 적합할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따라 복수 개의 코일을 포함하는 굽은 원통형의 코일집 내부 구조를 상세하게 설명하기 위한 도면이다.

도 7을 참고하면, 도 7(a)는 굽은 원통형의 코일집 내부 구조를 나타낸 도면이며, 도 7(b)는 고정자의 내부 코일을 나타낸 도면이다.

도 7(a)에 도시된 바와 같이, 굽은 원통형의 코일집(700) 내부는 적어도 하나 이상의 코일 또는 복수의 코일(720)로 구성될 수 있다.

즉, 상기 코일(720)은 고리형의 형상으로 이루어 질 수 있으며, 상기 굽은 원통형의 코일집(700) 내측 표면을 따라 혹은 상기 굽은 원통형의 코일집(700) 내부에 포함되어 형성될 수 있다.

또한, 굽은 원통형의 코일집(700)은 고정자(710)를 회전축으로 하여 회전하는 회전자로 하여금 더 많은 유도 전류를 발생하기 위해서 고리형의 코일(720)을 복수 개 포함할 수 있다. 즉, 유도 전류의 크기는 코일의 감은 수에 비례한다는 특성을 적용시킬 수 있으며, 본 발명에 따른 굽은 원통형의 코일집(700)은 기존의 풍력 발전기에 비해 더 많은 수의 코일(720)을 포함할 수 있으므로, 더 많은 유도전류를 발생시킬 수 있다는 점에서 보다 유리한 효과가 있다.

도 7(b)에 도시된 바와 같이, 고정자(710) 내부에도 적어도 하나 이상의 코일이 존재할 수 있으며, 상기 고정자(710)는 양 끝단이 상기 굽은 원통형의 코일집(720) 하부 전면 양 끝단에 각각 결합되어 있을 수 있으며, 도 7에는 도시되어 있지 않으나 상기 고정자(710)는 회전자의 일측 중심을 관통함으로써 중심부에 상기 회전자를 결합하고 있을 수 있다.

따라서, 상기 고정자(710)를 회전축으로 하여 자석을 포함하는 회전자가 회전하는 경우, 상기 코일집(700) 내 코일 및/또는 상기 고정자(710) 내 코일 간 유도 전류가 발생할 수 있으며, 상기 유도된 전류를 전도시켜 전기 에너지로 저장 및 이용할 수 있다.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따라 바퀴에 장착하는 것이 가능한 발전기를 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 도 2 내지 도 7에서 설명한 원리가 그대로 적용된 것으로서, 바퀴에 장착하는 것이 가능한 발전기가 제공될 수 있으며, 상기 발전기는 도 8에 도시된 바와 같이, 코일 결합부를 포함하는 코일집(801) 및 자석이 포함된 회전자(802)를 포함하여 이루어질 수 있으나, 위 구성에 제한되지는 않는다.

즉, 상기 발전기는 앞서 언급한 코일집(801) 및 회전자(802) 외에도 상기 회전자(802)에 의해 유도되는 전류를 저장하기 위한 충전부를 더 포함하여 이루어질 수도 있다.

본 발명에 따른 발전기에서, 상기 회전자는 적어도 하나 이상의 바퀴살(spoke)을 포함하여 이루어지는 회전 가능한 바퀴에 부착하는 것이 가능하다.

이 때, 상기 바퀴는 자전거, 오토바이, 리어카, 자동차 등 특정 객체를 이동시키기 위한 역할을 수행하는 상기 특정 객체의 일부 부품일 수 있으나, 이와 달리 상기 바퀴 자체만으로 이루어지되 회전 가능한 형태로서 존재하는 객체를 포함하는 개념으로도 해석될 수 있다.

본 발명에서, 상기 회전자(802)에는 도 9에 도시된 바와 같이 자석(901)이 포함되어 있을 수 있으며, 상기 회전자(802)에 포함된 상기 자석은 막대 자석과 같이 양 극의 극성이 서로 다른 자석일 수 있으며, 그에 따라 상기 회전자(802)의 상단과 하단 각각은 서로 다른 극성을 가질 수 있다.

한편, 본 발명에서 상기 바퀴는 회전 가능한 바퀴이므로, 상기 바퀴가 회전하면, 상기 바퀴의 내측에 결합되어 있는 적어도 하나 이상의 바퀴살(spoke)은 상기 바퀴의 회전에 대응하여 상기 바퀴의 회전 방향과 같은 방향으로 함께 회전이 이루어지게 된다.

이 경우, 상기 바퀴살에 결합된 상기 회전자(802) 또한 상기 바퀴 및 상기 바퀴살의 회전에 대응하여 같은 방향으로 함께 회전이 이루어지게 되며, 이 경우, 상기 자석이 포함된 회전자(802)의 회전에 의해 유도 전류가 생성될 수 있다.

본 발명에서, 상기 발전기는 코일집(801)을 더 포함하고 있을 수 있으며, 상기 코일집(801)은 상기 바퀴와 미리 정해진 유격 거리를 둔 채 상기 바퀴의 일부를 둘러싼 형상으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 코일집(801)은 도 10(a)에 도시된 바와 같이 적어도 하나 이상의 코일 결합부(1001)를 더 포함하여 이루어질 수 있으며, 이 때 상기 코일 결합부(1001) 각각에는 도 10(b)에 도시된 바와 같이 복수의 코일(1002)이 감겨져 있을 수 있다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따르면 상기 복수의 코일은 상기 코일집 내부를 둘러싼 형태로 이루어질 수도 있으나, 발생되는 유도 전류의 양은 코일의 개수에 비례하기 때문에 앞서 설명한 바와 같이 코일집에 포함된 코일 결합부에 감겨져 있는 형태로 실시되는 것이 바람직하다.

즉, 앞서 언급한 바와 같이 자석이 포함된 회전자의 회전에 의해 유도 전류가 생성될 수 있는데, 상기 유도 전류의 생성 즉, 전기장의 변화가 발생하기 위해서는 자기장의 변화가 발생하여야 하는 바, 회전하는 회전자 내의 자석과 이를 둘러싼 코일집 내 코일 사이에 상대적인 운동이 발생하여야 한다. 이 경우, 상기 코일의 수가 많으면 많을수록 유도되는 전류의 양이 증가하므로, 상기 코일집 내부에는 보다 많은 수의 코일이 감겨져 있는 것이 전기 에너지 생성의 효율성을 증가시킬 수 있게 된다.

따라서, 본 발명에서는 상기 코일집 내부에 적어도 하나 이상의 코일 결합부(1001)를 포함시키되, 상기 코일 결합부(1001) 각각에 코일(1002)이 감겨져 있는 형태로 존재하도록 하여, 상기 코일집 내측에 코일이 포함되도록 하는 것과 비교할 때 보다 많은 수의 코일이 포함될 수 있도록 함으로써 전기 에너지 생성의 효율성을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

한편, 상기 자석이 포함된 회전자(802)의 회전에 의해 생성된 유도 전류는 충전부에 전도되어 전기 에너지 형태로 저장될 수 있다. 이 경우, 상기 전기 에너지는 상기 바퀴의 회전을 가하는 동력부에 전달되어 상기 동력부를 동작시키는데 이용될 수도 있다.

본 명세서에서는 본 발명의 일실시예에 따른 발전기의 중요 요소에 대하여 중점적으로 설명하였다. 다만, 본 발명의 일실시예에 따른 발전기의 경우, 상기의 기재된 요소 외에도 다양한 구성부를 포함할 수 있으며, 특히, 생산되는 전기를 가공하는 데에 있어서 다양한 하드웨어적 구성 외에도 이를 제어할 수 있는 소프트웨어 시스템도 상기 발전기의 일부로서 포함할 수 있다.

이상 본 명세서에서 설명한 다양한 동작 및 실시형태들은 본 명세서에서 개시한 구조들 및 그들의 구조적인 등가물을 포함하여 이들 중 하나 이상의 조합에서 구현 가능하다.

본 명세서에서 기술한 설명은 본 발명의 최상의 모드를 제시하고 있으며, 본 발명을 설명하기 위하여, 그리고 통상의 기술자가 본 발명을 제작 및 이용할 수 있도록 하기 위한 예를 제공하고 있다. 이렇게 작성된 명세서는 그 제시된 구체적인 용어에 본 발명을 제한하는 것이 아니다.

따라서, 상술한 예를 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하였지만, 통상의 기술자라면 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서도 본 예들에 대한 개조, 변경 및 변형을 가할 수 있다. 요컨대 본 발명이 의도하는 효과를 달성하기 위해 도면에 도시된 모든 기능 블록을 별도로 포함하거나 도면에 도시된 모든 순서를 도시된 순서 그대로 따라야만 하는 것은 아니며, 그렇지 않더라도 얼마든지 청구항에 기재된 본 발명의 기술적 범위에 속할 수 있음에 주의한다.

본 발명인 굽은형 발전기는, 외력을 이용하여 전력을 생산하는 다양한 발전기에 적용하는 것이 가능하며 다른 구조로도 사용이 가능하다.

300, 400: 코일집
350: 회전자
410: 코일
550: 회전자
555: 음각 홈
600: 굽은 원통형 코일집
610: 고정자
650: 회전자
700: 굽은 원통형 코일집
710: 고정자
720: 코일
801: 코일집
802: 회전자
901: 자석을 포함한 회전자
1001: 코일 결합부
1002: 코일

Claims

플라스틱 및 자석을 포함하여 이루어지는 굽은 형의 회전자;
적어도 하나 이상의 코일을 포함하여 이루어지는 코일집; 및
상기 회전자의 일측 중심을 관통함으로써 중심부에 상기 회전자를 결합하고 있되, 양 끝단이 상기 코일집 하부 전면 양 끝단에 각각 결합되어 있는 고정자;를 포함하여 이루어지되,
상기 회전자는, 상기 고정자를 회전 축으로 하되, 상기 코일집 내부로 유입되는 바람에 의해 회전되어 유도 전류를 발생시키고,
상기 코일은, 상기 회전자의 회전에 의해 유도되는 전류를 전도시켜 전기 에너지로 저장하며,
상기 코일집은 굽은 원통형으로 이루어진 것을 특징으로 하는, 발전기.
제 1 항에 있어서,
상기 회전자는, 상기 회전자의 표면에 적어도 하나 이상의 음각 홈을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 발전기.
제 1 항에 있어서,
상기 적어도 하나 이상의 코일은, 상기 코일집 내측 표면을 따라 고리형으로 상기 코일집에 각각 결합되어 있는 것을 특징으로 하는, 발전기.
제 1 항에 있어서,
상기 코일집은, 상기 코일집 내부로 유입되는 바람의 밀도 증가를 위해 미리 정해진 길이 이하의 폭으로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 발전기.
제 1 항에 있어서,
상기 굽은 형의 회전 자는, S자 형태의 굽은형으로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 발전기.
제 1 항에 있어서,
상기 회전자는, 상기 회전자의 상단과 하단 각각이 서로 다른 극성(polarity)을 가지는 것을 특징으로 하는, 발전기.
제 1 항에 있어서,
상기 고정자는, 상기 코일이 전기 에너지로 저장할 수 있도록 상기 회전자의 회전에 의해 유도되는 전류를 상기 코일로 전도시키는 것을 특징으로 하는, 발전기.
코일집 내부로 유입되는 바람에 의해 플라스틱 및 자석을 포함하여 이루어지는 굽은 형의 회전자가 고정자를 회전 축으로 하여 회전하는 단계;
상기 회전자의 회전에 의해 발생되는 전류가 상기 코일집에 포함된 적어도 하나 이상의 코일에 유도되는 단계; 및
상기 코일로 유도된 전류를 전도시켜 전기 에너지로 저장하는 단계;를 포함하되,
상기 고정자는, 상기 회전자의 일측 중심을 관통함으로써 중심부에 상기 회전자를 결합하고 있되, 양 끝단이 상기 코일집 하부 전면 양 끝단에 각각 결합되어 있고,
상기 코일집은 굽은 원통형으로 이루어진 것을 특징으로 하는, 발전기를 이용한 전기에너지 생성 방법.
적어도 하나 이상의 바퀴살(spoke)을 포함하는 회전 가능한 바퀴;
상기 바퀴살(spoke)에 부착이 가능하되 자석을 포함하여 이루어지는 회전자;
상기 바퀴와 미리 정해진 유격 거리를 둔 채 상기 바퀴의 일부를 둘러싼 형상으로 이루어지되 적어도 하나 이상의 코일 결합부를 포함하는 코일집; 및
전기 에너지를 저장하기 위한 충전부;를 포함하여 이루어지되,
상기 하나 이상의 코일 결합부 각각에는 복수의 코일이 감겨져 있고,
상기 회전자는, 상기 바퀴의 회전에 의해 회전되어 유도 전류를 발생시키며,
상기 코일은, 상기 회전자에 의해 유도되는 전류를 상기 충전부에 전도시켜 전기 에너지를 저장하는 것을 특징으로 하는, 발전기.