KR200451776Y1 - 자력을 이용한 발전장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 최소의 힘으로 최대의 전력을 효율적으로 생산할 수 있도록 한 자력을 이용한 발전장치에 관한 것으로서,

발전기의 샤프트에 고정된 풀리를 통하여 구동부의 동력을 전달받아 회전하여 전기를 생산하는 발전장치에 있어서;

상기 구동부는 초기 동력을 발생시키는 소형 모터와, 상기 모터의 구동축에 고정되는 구동휠과, 상기 구동휠과 연접되게 구비하여 발전기로 동력을 전달하도록 풀리보다 큰 직경의 벨트홈을 가지는 피동휠로 구성하고, 상기 구동휠과 피동휠에 방사상으로 형성하는 다수 개의 구동블레이드와 피동블레이드, 상기 구동 및 피동블레이드의 끝단에 동일극성을 가지는 전자석을 고정하여 구동블레이드의 전자석이 인접한 피동블레이드의 전자석을 밀어내는 힘에 의하여 피동휠이 회전하여 발전기를 구동하도록 한 것이다.

자력, 자석, 발전

Description

자력을 이용한 발전장치{AN ELECTRIC GENERATOR}

본 고안은 자력을 이용한 발전장치에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 발전기의 구동을 자력으로 회전시키도록 함으로서 적은 동력으로 큰 출력을 얻어 효율성이 높은 발전이 가능하도록 한 발전장치의 제공에 관한 것이다.

발전장치는 외부의 동력을 전달받아 전기를 생산하는 것으로서, 실질적으로 전기를 발생시키는 발전기와 상기 발전기가 구동할 수 있도록 동력원을 제공하는 구동수단으로 구성된다.

현재 널리 사용되고 있는 발전기의 구성은, 케이스 내부에 스테이터코어와 스테이터코일로 구성되는 스테이터어셈블리가 구비되고, 상기 스테이터어셈블리의 내방으로는 구동수단으로부터 동력을 전달받기 위한 풀리를 가지는 로터샤프트가 구비된다.

상기 로터샤프트의 중도에는 로터코일을 권취한 스풀보빈이 압입되고 이의 외방에는 로터코어가 결합 된 로터어셈블리를 구비하여 구성되며, 구동수단의 동력을 전달받은 로터샤프트가 회전하여 로터어셈블리와 스테이터어셈블리 사이에 교류가 유기되어 전류를 발생시키는 원리이다.

상기 발전기가 작동할 수 있는 구동수단을 달리 함으로서 발전장치가 달라지는 데, 디젤 또는 휘발유와 같은 연료의 힘으로 동력을 발생시키는 내연기관 타입과, 풍력을 이용한 타입, 태양광을 이용한 타입, 수력(수차 또는 파도)을 이용한 타입 등 다양한 종류의 발전장치가 개발되어 사용되고 있는 실정이다.

상기와 같은 일반적인 발전기는 이러한 일반적인 발전장치는 통상적인 발전기가 구비되고, 상기 발전기는 구동수단과 연결되어 동력을 전달받아 회전하면서 전기를 생산하게 되며, 생산된 전기는 바로 사용하거나 별도의 축전지에 축전시킨 후 사용하는 타입이다.

이와 같이 발전기에서 생산되는 전기의 양에 비하여 발전기를 작동시키기 위한 구동수단에 사용되는 에너지가 더 크기 때문에 결과적으로는 효율성이 떨어지는 문제점을 가진다.

즉, 전기를 발생시키기 위하여 내연기관의 경우에는 필요 이상의 연료를 사용함으로서 에너지원의 낭비를 가져오는 것은 물론, 내연기관 작동시 발생하는 많은 유해가스 등에 의하여 환경을 오염시키는 원인이 된다.

또한, 청정 에너지원이라 할 수 있는 태양광 또는 풍력을 에너지원으로 하는 경우에는 이를 전기 에너지로 변환시키기 위한 장치의 구성이 복잡하고, 이를 설치하는 데 상당한 비용이 소요되기 때문에 투자비용에 대비하여 효율이 극히 저조한 단점이 발생한다.

이와 같이 종래 기술의 발전장치는 일상적으로 상시 활용할 수 있는 형태로 설계되지 못하고 대체적으로 비상용으로 활용할 수 있도록 설계되거나, 시범적으로 활용하기 위하여 설치되고 있기 때문에 현실적인 부분과는 상당히 거리감이 있는 등 많은 어려움이 있는 실정이다.

이에 본 고안에서는 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 고안한 것으로서 발전기의 샤프트에 고정된 풀리를 통하여 구동부의 동력을 전달받아 회전하여 전기를 생산하는 발전장치에 있어서;

상기 구동부는 초기 동력을 발생시키는 소형 모터와, 상기 모터의 구동축에 고정되는 구동휠과, 상기 구동휠과 연접되게 구비하여 발전기로 동력을 전달하도록 풀리보다 큰 직경의 벨트홈을 가지는 피동휠로 구성하고, 상기 구동휠과 피동휠에 방사상으로 형성하는 다수 개의 구동블레이드와 피동블레이드, 상기 구동 및 피동블레이드의 끝단에 동일극성을 가지는 전자석을 고정하여 구동블레이드의 전자석이 인접한 피동블레이드의 전자석을 밀어내는 힘에 의하여 피동휠이 회전하여 발전기를 구동하도록 함으로서 최소의 힘으로 최대의 전력을 효율적으로 생산할 수 있는 목적을 달성할 수 있다.

본 발명은 초기에 구동력을 발생시킬 수 있는 최소한의 동력을 제공함으로서 자력에 의하여 큰 회전력을 발생시켜 발전기를 구동시키도록 함으로서 최소동력으로 최대의 전기를 발생시켜 에너지 효율성을 높이면서 일상적으로 전기를 생산하여 사용할 수 있는 등 기대되는 효과가 많은 고안이다.

이하 첨부되는 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 구성과 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안의 기술이 적용된 자력을 이용한 발전장치의 전체적인 구성도, 도 2는 본 고안의 기술이 적용된 자력을 이용한 발전장치의 구동부를 발췌한 사시도, 도 3은 본 고안의 기술이 적용된 자력을 이용한 발전장치의 구동부를 발췌한 A - A선 단면도, 도 4는 본 고안의 기술이 적용된 자력을 이용한 발전장치의 구동부를 발췌한 B - B선 단면도로서 함께 설명한다.

본 고안의 기술이 적용되는 발전장치(100)는 전기를 발생시키는 통상적인 발전기(101)의 샤프트(102)에 고정된 풀리(103)로 동력을 전달하기 위한 구동부(105)를 개선하여 적인 힘으로 발전기(101)를 빠르게 구동시켜 높은 출력의 전류를 생산할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 구동부(105)는 초기 동력을 발생시키기 위한 소형 모터(106)와 모터(106)의 동력을 전달받아 발전기(101)로 큰 동력을 전달할 수 있도록 구성한다.

상기 모터(106)의 구동축(108)에 고정되는 구동휠(109)과 상기 구동휠(109)과 연접되는 피동휠(110)로 구성하고, 상기 피동휠(110)에는 발전기(101)의 풀리(103)와 벨트(111)을 통하여 동력을 전달할 수 있도록 벨트홈(112)을 형성한다.

상기 벨트홈(112)은 발전기(101)의 풀리(103) 보다 큰 직경을 가지도록 하여 피동휠(110)과의 회전차에 의하여 큰 힘을 얻어 발전할 수 있도록 하는 것이 바람직할 것이다.

상기 구동휠(109)과 피동휠(110)에는 방사상으로 다수 개의 구동블레이드(113,114)와 피동블레이드(115,116)를 구비하고, 상기 구동 및 피동블레이드(113,114,115,116)의 끝단에는 전자석(117,118)을 고정한다.

상기 구동 및 피동블레이드(113,114,115,116)에 고정되는 전자석(117,118)은 동일극석을 가지도록 하고, 구동블레이드(113,114)의 전자석(117)이 인접한 피동블레이드(115,116)의 전자석(118)을 밀어내는 힘에 의하여 피동휠(110)이 회전하여 발전기(101)를 구동하도록 한다.

물론, 상기 구동휠(109)과 피동휠(110)을 고정한 구동축(108)과 피동축(119)에는 일방향베어링 또는 원웨이클러치와 같은 일방향회전자(120)를 개재하여 발전기(101)의 발전 방향으로만 회전하도록 함은 당연할 것이다.

상기 발전기(101)와 모터(106) 사이에 위치하는 피동휠(110)은 도면에는 도시하지 않고 있으나 별도의 지지수단에 의하여 안정된 상태로 지지 되도록 함은 당연할 것이다.

상기와 같은 본 고안의 기술이 적용된 발전장치(100)의 작용관계를 살펴보면 다음과 같다.

발전기(101)의 풀리(103)와 피동휠(110)의 벨트홈(112) 사이를 벨트(111)로 연결한 상태에서 모터(106)를 통하여 구동휠(109)을 회전시키면, 구동휠(109)과 피동휠(110)에 형성된 구동블레이드(113,114)가 피동블레이드(115,116)의 상측에 위치하는 형태에 있게 된다.

물론, 반대로 피동블레이드(115,116)가 구동블레이드(113,114)의 상측에 위치하여도 무방할 것이며, 회전에 의하여 각각의 블레이드(113,114,115,116)가 서로 끼워맞춤 되는듯하면서 연접된 상태(계단형태)에 있게 된다.

특히 상기 구동 및 피동블레이드(113,114,115,116)에 고정되는 동일극성을 가지는 전자석(117,118)이 서로 마주보고 있는 상태에 있으므로 구동휠(109)이 회전할 때 구동블레이드(113,114)에 고정된 전자석(117)이 피동휠(110)의 피동블레이드(115,116)에 고정된 전자석(118)과 연접되는 과정에서 서로 밀어내게 되므로 피동휠(110)이 회전하게 되는 것이다.

즉, 구동축(108)과 피동축(119)은 발전기(101)의 발전방향으로만 회전할 수 있도록 일방향회전자(120)를 개재하고 있으므로 구동휠(109)과 피동휠(110)에 구비되는 동일극성의 전자석(117,118)이 밀어내는 힘은 자연스럽게 피동휠(110)을 회전시키게 되는 것이다.

상기 피동휠(110)에 형성되는 벨트홈(112)의 직경은 발전기(101)의 풀리(103) 직경보다 큰 직경을 가지도록 함으로서 피동휠(110)의 1회전 시 풀리(103)는 1회전 이상 회전함으로서 입력되는 에너지보다 큰 에너지의 전류를 생산할 수 있게 되는 것이다.

물론, 구동휠(109)은 초기에 소형의 모터(106)를 이용하여 피동휠(110)과의 힘의 균형을 깰 수 있는 힘만 부여한 후 정지하여도 될 것이며, 보다 확실한 발전을 위하여 저속 또는 작은 힘으로 구동휠(109)을 지속적으로 구동시켜도 무방할 것이다.

상기와 같이 발전기(101)를 통하여 생산되는 전류는 축전지(121)로 축전하여 차 후에 사용하여도 될 것이며, 전장품(122)으로 바로 공급하여 사용할 수 있도록 하여도 된다.

이러한 본 고안은 전자석의 동일극성이 서로 밀어내려는 힘을 이용하여 발전기를 구동함으로서 초기에 큰 투자비용을 소요하지 않고, 소비에너지를 최소화 하면서 전력을 효율적으로 생산할 수 있는 등 다양한 장점을 가지는 고안이다.

도 1은 본 고안의 기술이 적용된 자력을 이용한 발전장치의 전체적인 구성도.

도 2는 본 고안의 기술이 적용된 자력을 이용한 발전장치의 구동부를 발췌한 사시도.

도 3은 본 고안의 기술이 적용된 자력을 이용한 발전장치의 구동부를 발췌한 A - A선 단면도.

도 4는 본 고안의 기술이 적용된 자력을 이용한 발전장치의 구동부를 발췌한 B - B선 단면도.

*도면의 주요 부분에 사용된 부호의 설명*

100; 발전장치

105; 구동부

109; 구동휠

110; 피동휠

113,114; 구동블레이드

115,116; 피동블레이드

117,118; 전자석

120; 일방향회전자

Claims (2)

1. 발전기(101)의 샤프트(102)에 고정된 풀리(103)를 통하여 구동부(105)의 동력을 전달받아 회전하여 전기를 생산하는 발전장치(100)에 있어서;

   상기 구동부(105)는 초기 동력을 발생시키는 소형 모터(106)와;

   상기 모터(106)의 구동축(108)에 고정되는 구동휠(109)과;

   상기 구동휠(109)과 연접되게 구비하여 발전기(101)로 동력을 전달하도록 풀리(103)보다 큰 직경의 벨트홈(112)을 가지는 피동휠(110)로 구성하고;

   상기 구동휠(109)과 피동휠(110)에 방사상으로 형성하는 다수 개의 구동블레이드(113,114)와 피동블레이드(115,116);

   상기 구동 및 피동블레이드(113,114,115,116)의 끝단에 동일극성을 가지는 전자석(117,118)을 고정하여 구동블레이드(113,114)의 전자석(117)이 인접한 피동블레이드(115,116)의 전자석(118)을 밀어내는 힘에 의하여 피동휠(110)이 회전하여 발전기(101)를 구동하게 한 것을 특징으로 하는 자력을 이용한 발전장치.
2. 제 1 항에 있어서;

   상기 구동휠(109)과 피동휠(110)을 고정한 구동축(108)과 피동축(119)에는 발전기(101)의 발전 방향으로만 회전하도록 일방향회전자(120)를 개재하는 것을 특징으로 하는 자력을 이용한 발전장치.

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