KR20110058741A

KR20110058741A - 직회전 유도 발전기

Info

Publication number: KR20110058741A
Application number: KR1020107025342A
Authority: KR
Inventors: 위안창 왕
Original assignee: 위안창 왕
Priority date: 2009-11-10
Filing date: 2010-09-06
Publication date: 2011-06-01
Also published as: KR101130267B1; CN101741223A; RU2468493C2; ZA201101111B; AU2010267373B2; EP2352222A4; US8432081B2; AU2010267373A1; CN201708680U; RU2010152000A; WO2011057466A1; JP2013509144A; CN101931313B; CN101931313A; US20110175477A1; AR078799A1; JP5390712B2; EP2352222A1

Abstract

본 발명은 일종의 직회전 유도 발전기를 제공하기 위한 것이다. 본 발명의 직회전 유도 발전기는, 철심지지대와; 상기 철심지지대에 설치된 회전축과; 상기 회전축의 양단에 설치된 제1턴테이블과 제2턴테이블과; 상기 철심지지대에 설치된 제1철심과; 상기 제1철심의 외주면에 설치된 제1코일과;상기 제1턴테이블에 설치된 제1밀봉 플레이트와; 상기 제1턴테이블 또는 상기 제1밀봉 플레이트에 설치된 제1자석과; 상기 제1자석의 표면 및 상기 제1밀봉 플레이트의 표면은 동일한 표면이고 상기 제2턴테이블에 설치되며 상기 제1자석과 같이 상기 제1철심의 양단과 서로 대응하며 상기 제1자석과 이극(서로 다른 극)도 서로 대립되어 있는 제4자석과; 상기 제1철심의 일단에 설치되며 내부는 자성 액체로 충전되는 액체 저장소;를 포함하여 이루어진다. 상기 자성 액체를 갖고 있는 상기 제1철심의 일단과 상기 제1밀봉 플레이트가 접촉한다.
발전기의 메인 자속과 코일내의 감응전류에서 발생하는 자속은 전부 철심내에 있으며 철심과 수평방향을 이룬다. 따라서 철심과 자석의 상대회전의 저항작용을 대폭 감소시키고 발전에 소요되는 에너지의 소모를 절감한다.

Description

직회전 유도 발전기{A DIRECT DRIVING INDUCTION GENERATOR}

본 발명에 일종의 발전장치가 언급되며 적절히 말한다면 일종의 직회전 유도 발전기가 언급된다.

종래기술의 발전기에 아래와 같은 부족한 점들이 존재한다. 첫째, 전통적 발전기에서 회전자가 바로 자극이고 고정자가 바로 코일이다. 양자가 상대적인 원주운동 진행 시, 자력선과 코일이 상대적인 절단운동을 진행한다. 메인 자속과 코일의 감응전류로 발생되는 회전 자계(Magnetic field)는 비틀림을 형성하면서 시종 회전자가 회전하는 방향과 180도로 상반되며 회전자에 저항작용을 일으킨다. 입력한 동력은 전자기저항보다 훨씬 커야만이 발전기의 운행요구를 만족시킬 수 있으며 전자기저항이 클 수록 소모되는 에너지가 더욱 크다. 이러한 발전방식은 오직 부분적 에너지의 전환이 완성되며, 전환 효율이 낮고 에너지 소모가 비교적 크다.

둘째, 전통적인 발전기의 철심은 자속 누설 현상이 쉽게 나타나며 고조파(Harmonic)도 발생될 뿐더러 배전망에 위험이 존재한다. 이와는 별개로 만약 발전기의 발전 효율을 향상시키려면 반드시 철심과 자극사이의 간격을 축소해야 한다. 간격이 작으면 작을수록 간격내에서 공기로 인해 발생되는 전자기저항이 작으며 발전 효율은 더욱 높아진다. 제일 이상적인 방법은 철심과 자극을 직접 접촉시켜 자극의 자력선이 최대한도로 철심을 경과하도록 확보하는 것이다. 하지만 철심과 자극사이의 간격을 줄일려면 관련 공정에 대한 요구가 아주 높아 발전기의 원가를 대폭 증가시킨다. 또한 현재 철심과 자극은 모두 고체이다 보니 서로 직접 접촉하면 마찰력이 아주 크다. 때문에 발전기의 발전 효율을 제일 이상적인 상태로 향상시킬 수 없다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 일종의 직회전 유도 발전기를 제공하는데 그 목적이 있다. 발전기 철심중의 자속(Magnetic flux)의 크기를 변화시켜 코일내에서 유도 기전력을 발생시키는 것이지 코일을 지나 자력선을 절단하는 것이 아니다. 자력선은 시종 철심내와 철심위의 코일과 수직되며 철심과 자석이 상대적으로 회전하는 방향도 자력선과 수직이 된다. 그러므로 메인 자속과 코일내의 감응전류가 발생하는 자속은 철심내에서 철심과 수평을 이루고 철심과 자석의 상대적 회전에 따른 저항작용도 대폭 감소되며 발전에 소요되는 에너지의 소모를 절감할 수 있다. 발전기의 철심중에서 자속 누설이나 고조파(Harmonic)가 쉽게 발생되지 않으며 배전망에 위험을 조성하지 않는다. 그러므로 현재 발전기에서 존재하는 부족한 점들을 해결할 수 있을 뿐더러 자극과 철심 사이의 전자기저항을 제거할 수 있고 발전기의 발전 효율을 유효하게 향상시킬 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 직회전 유도 발전기는, 철심지지대와; 상기 철심지지대에 설치된 회전축과; 상기 회전축의 양단에 설치된 제1턴테이블과 제2턴테이블과; 상기 철심지지대에 설치된 제1철심과; 상기 제1철심의 외주면에 설치된 제1코일과;상기 제1턴테이블에 설치된 제1밀봉 플레이트와; 상기 제1턴테이블 또는 상기 제1밀봉 플레이트에 설치된 제1자석과; 상기 제1자석의 표면 및 상기 제1밀봉 플레이트의 표면은 동일한 표면이고 상기 제2턴테이블에 설치되며 상기 제1자석과 같이 상기 제1철심의 양단과 서로 대응하며 상기 제1자석과 이극(서로 다른 극)도 서로 대립되어 있는 제4자석과; 상기 제1철심의 일단에 설치되며 내부는 자성 액체로 충전되는 액체 저장소;를 포함하여 이루어진다. 상기 자성 액체를 갖고 있는 상기 제1철심의 일단과 상기 제1밀봉 플레이트가 접촉한다.

또한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 이하의 기술적 방안을 제공한다. 상기 철심지지대에 제2철심과 제3철심이 설치된다. 상기 제1철심, 상기 제2철심과 상기 제3철심은 상기 회전축의 외주에 균일하게 분포되었으며 상기 제1철심, 상기 제2철심 및 상기 제3철심의 중심은 동일한 원에 놓인다. 상기 제2철심의 외주에 제2코일이 설치되며 상기 제3철심의 외주에 제3코일이 설치된다. 상기 제1턴테이블에 제2자석을 설치되며 상기 제2자석과 상기 제1자석 및 상기 회전축의 간격은 동일하다. 상기 제2자석과 상기 제1자석은 180도 떨어져 있으며 상기 제2턴테이블에 제5자석이 설치된다. 상기 제5자석과 상기 제4자석 및 상기 회전축의 간격은 동일하며 상기 제5자석과 상기 제4자석은 180도 떨어져 있고 상기 제5자석과 상기 제2자석의 서로 다른 극이 맞대어 있다. 상기 제5자석의 표면과 제2밀봉 플레이트의 표면은 동일한 표면이며 상기 제2자석과 상기 제1밀봉 플레이트의 표면도 동일한 표면이다.

상기 제1철심, 상기 제2철심, 상기 제3철심, 상기 제1자석, 상기 제2자석, 상기 제4자석과 상기 제5자석의 단면 형상과 크기는 동일하다. 상기 제1자석과 상기 제2자석의 자극방향은 반대이다. 상기 제1자석과 상기 제2자석의 자극방향은 동일하다.

상기 제1턴테이블에 여러개의 외장용 자철광괴가 설치되며 상기 자철광괴는 상기 회전축을 원심으로 원주에 분포된다. 상기 철심지지대에 여러개의 내장용 상기 자철광괴가 설치되며 내장용 상기자철광괴는 상기 회전축을 원심으로 원주에 분포된다. 외장용 상기 자철광괴에서 상기 회전축까지의 수직거리는 내장용 상기 자철광괴에서 상기 회전축까지의 수직거리와 동일하다. 내장용 상기 자철광괴와 외장용 상기 자철광괴는 일일히 대응되며 동극이 맞대어 있다. 상기 제2턴테이블에 여러개의 외장용 상기 자철광괴가 설치된다.

상기 자철광괴는 상기 회전축을 원심으로 원주에 분포된다. 상기 철심지지대에 여러개의 내장용 상기 자철광괴가 설치되며 내장용 상기 자철광괴는 상기 회전축을 원심으로 원주에 분포된다. 외장용 상기 자철광괴에서 상기 회전축까지의 수직거리는 내장용 상기 자철광괴에서 상기 회전축까지의 수직거리와 동일하다. 내장용 상기 자철광괴와 외장용 상기 자철광괴는 일일히 대응되며 동극이 맞대어 있다. 상기 제1밀봉 플레이트는 원형루프형(Circular loop)구조이다. 상기 제1철심의 양단에 각각 하나의 액체 저장소가 설치되었으며 상기 액체 저장소 내부는 상기 자성 액체로 가득하다. 상기 제2턴테이블에 상기 제2밀봉 플레이트가 설치되며 상기 제4자석과 상기 제2밀봉 플레이트의 표면은 동일한 표면이다. 상기 제1철심의 양단은 각각 상기 제1밀봉 플레이트와 상기 제2밀봉 플레이트와 접촉한다. 상기 제2밀봉 플레이트는 원형루프형(Circular loop)구조이다.

본 발명의 유리한 효과는 아래와 같다. 발전기 철심중의 자속(Magnetic flux)의 크기를 변화시켜 코일에서 유도 기전력을 발생한다. 발생되는 유도 전류의 크기는 자속(Magnetic flux)의 변화율과 도선 부하의 저항 크기와 관련된다.

본 발명중의 발전기가 동작할 때, 철심과 자석의 상대적인 회전과정에서 자석과 자력선은 시종 철심의 단면에 수직된다. 즉 철심중의 자속(Magnetic flux) 의크기가 변화하는 회전방향은 시종 자석의 자력선 방향과 90도각을 형성한다. 해당 구조방식으로 발전하면 발전기의 고정자와 회전자 사이에서 회전하는 저항을 대폭 감소시킴과 동시에 발전 효율을 높일 수 있으며 아주 양호한 에너지 절감 효과도 갖는다.

본 발전장치는 철심중에서 자속 누설 및 고조파(Harmonic)가 발생되지 않으며 부분적인 저항도 감소시킬 수 있고 에너지를 절감함과 동시에 배전망에 위험을 초래하지 않는다. 발전기는 자성 액체로 철심의 양단을 채우고 자극과 철심사이에서 대다수는 고체와 액체사이의 접촉이 발생한다.

따라서 철심과 자극사이의 전자기저항을 제거할 수 있으며 발전 효율을 향상시킬 수 있고 최대한으로 철심과 자극사이의 마찰력도 축소시킬 수 있으며 발전의 에너지 소모를 감소시킬 수 있다. 발전기의 철심지지대는 철심에 충분한 지지력을 제공 할 수 있으며 외력의 작용하에 철심이 흔들리는 것을 유효히 방지할 수 있고 불필요한 마찰의 발생을 피하며 발전기의 사용수명을 연장시킨다. 발전기에서 자극이 설치된 턴테이블은 체적이 작고 가벼우며 가공 관련 난이도가 낮고 자극설치 난이도가 작은 잇점들을 갖고 있다. 또한 사용수명이 길고 가공 관련 난이도가 낮은 등 잇점을 갖고 있다.

본 발명은 또 구조가 간단하고 빈틈없으며 제조원가가 저렴하고 사용에서 안전하고 편리한 등 우점들을 갖고 있다.

도 1은 본 발명의 구조도;
도 2는 도 1의 A-A에서 바라본 단면도;
도 3은 도 1의 C-C에서 바라본 단면도;
도 4는 도 1의 B-B에서 바라본 단면도;
도 5는 도 1의 I의 확대 구조도.

본 발명에서 서술한 직회전 유도 발전기는 철심지지대(1)를 포함한다. 철심지지대(1)에 회전축(4)이 설치된다. 회전축(4)의 양단에 각각 제1턴테이블(2)와 제2턴테이블(3)이 설치되고 철심지지대(1)에 제1철심(5)이 설치된다. 제1철심(5)의 외주에 제1코일(14)이 설치되며 제1턴테이블(2)에 제1밀봉 플레이트(22)가 설치된다. 제1턴테이블(2) 또는 제1밀봉 플레이트(22)에 제1자석(8)이 설치되고 제1자석(8)의 표면과 제1밀봉 플레이트(22)의 표면은 동일한 표면이고 제2턴테이블(3)에 제2밀봉 플레이트(23)가 설치된다. 제2턴테이블(3) 또는 제2밀봉 플레이트(23)에 제4자석(11)이 설치되고 제4자석(11)과 제2밀봉 플레이트(23)의 표면은 동일한 표면이다. 제1자석(8)과 제4자석(11) 및 제1철심(5)의 양단은 서로 대응되며 제1자석(8)과 제4자석(11)의 이극(서로 다른 극)이 서로 맞대어 있다. 제1턴테이블(2)과 제2턴케이블(3)이 회전과정중에서 제1자석(8)과 제4자석(11)의 자력선이 제1철심(5)을 경과하도록 확보한다. 제1철심(5)의 양단에 액체 저장소(19)가 각각 설치되어 있으며 액체 저장소(19)의 내부는 자성 액체(20)로 채운다. 제1철심(5)의 양단은 제1밀봉 플레이트(22)와 제2밀봉 플레이트(23)와 각각 접촉되어 있다.

자성 액체 (20)으로 채운 철심의 양단은 철심의 고체부분과 자석이 접촉하는 면적을 대폭 감소시켜 철심과 자석사이의 대부분이 고체, 액체와 접촉하여 철심과 자석사이의 마찰력을 유효히 감소시킨다. 자성 액체(20)의 자극전도 성능이 아주 우수하다. 해당 자극은 최대로 자극과 철심사이의 자성 저항을 제거하는 자성 저항과 직접 접촉하여 발전효율을 향상시킨다. 액체 저장소(19)에서 철심 양단에 채운 자성 액체(20)의 유실을 방지하기 위해 제1턴테이블(2)에 제1밀봉 플레이트(22)가 설치되며 제2턴테이블(3)에 제2밀봉 플레이트(23)가 설치되어 액체 저장소(19)가 회전과정에서 시종 밀폐상태에 처하도록 한다.

생산원가를 줄이기 위해 제1철심(5)에서 한 쪽만 액체 저장소(19)를 설치되여 자성 액체(20)을 채운다. 이때 제2턴테이블(3)에 제2밀봉 플레이트(23)가 설치되지 않고 직접 제4자석(11)를 설치할 수 있다. 하지만 철심과 자극사이의 자성 저항을 제거하는 효과는 이상적이지 않다.

액체 저장소(19)는 직접 제1철심(5) 등 철심의 양단에 설치할 수 있으며 동, 아연 등 재질로 구성된 루프형 부품으로 제1철심(5)의 양단과 연결하여 구성할 수 있다. 즉 동 또는 아연 등 재질로 액체 저장소(19)를 둘러싸는 것이다.

제1턴테이블(2)와 제2턴테이블(3)은 자극작용을 일으키는 제1자석(8)과 제4자석(11)등 자석들의 캐리어로써 제1철심(5) 등 철심의 회전을 대동한다. 철심지지대(1)는 제1철심(5)를 고정하는 부품으로써 제1철심(5)가 작업중 외력의 작용하에 움직임을 방지한다. 자극이 상대적으로 철심회전의 기능 구현은 또한 기타 구조방안이 있다. 예하면 고정축 회전통 구조에서 하나의 고정축으로 철심지지대(1)가 대체할 수 있으며 고정축에 지지대가 설치되어 제1철심(5) 등 철심을 고정한다. 고정축의 외주에 회전통이 설치되며 회전통은 고정축 상대로 회전한다. 즉 회전통은 제1턴테이블(2)과 제2턴테이블(3)을 대체하여 고정자극이 설치되는 것이다. 자극은 회전통의 양단 내측에 위치해 있다. 고정축 회전통을 갖고 있는 발전기는 비록 자극이 철심 상대로 회전을 실현하지만 아래와 같은 결함들이 존재한다.

첫째, 동일자재 및 동일 중량의 전제하에 지지장치를 갖고 있는 고정축과 철심지지대(1)를 제작한다. 지지장치를 갖고 있는 고정축의 강도는 철심지지대(1)의 강도보다 휠씬 낮다. 실제 생활중에서 지지장치를 갖고 있는 고정축은 제1철심(5)등 철심에 충분한 지지력을 제공할 수 없으며, 오직 발전기의 작업과정중에서 제1철심(5)등 철심이 받는 외력에 주기적인 변화가 발생하며 역량이 비교적 크다. 만약 제1철심(5)등 철심이 유효한 지지와 고정을 받지 못해 흔들린다 해도 발전기의 효율에는 직접 영향을 초래하지 않는다. 해당 상황하에서 불필요한 마찰이 발생할 가능성이 있으며 발전기의 사용수명을 대폭 감소시킬 수 있다. 철심지지대(1)와 지지장치를 갖고 있는 고정축과 비교할 때, 제1철심(5)에 충분한 지지력을 제공할 수 있으며 제1철심(5)가 외력의 작용하에 흔들림을 유효히 방지하고 불필요한 마찰을 피면하며 전동기의 사용수명을 연장할 수 있다.

둘째, 회전통의 체적은 제1턴테이블(2)과 제2턴테이블(3)의 체적의 합보다 훨씬 크기에 자극을 회전함에 소요되는 에너지 소모량을 증가시킨다. 한편, 회전통의 가공기술 관련 난이도는 턴테이블 가공기술 난이도보다 훨씬 높아 발전기 제조원가를 증가시킴과 동시에 회전통내에 자극을 설치함에도 아주 큰 난이도가 존재하며 가공원가도 높아진다. 제1턴테이블(2)과 제2턴테이블(3)을 회전통과 비교할 때, 체적이 작고 가벼우며 가공 난이도와 자극 설치 난이도가 작은 등 잇점을 갖고 있다.

셋째, 고정축 회전통 기구중 철심, 자극과 회전통의 중량은 고정축이 감당한다. 그러므로 고정축의 강도요구는 아주 높아 반드시 발전기의 생산원가를 증가시킨다. 그렇다 하더라도 고정축 회전통 기구의 발전기는 사용수명이 철심지지대(1), 제1턴테이블(2)와 제2턴테이블(3)을 갖고 있는 발전기의 사용수명보다 길지 못 하다. 철심지지대(1), 제1턴테이블(2)와 제2턴테이블(3)을 갖고 있는 발전기는 사용수명이 길고 가공 난이도가 작은 등 잇점들을 갖고 있다. 종합적으로 고정축 회전통 구조의 발전기는 가공하기 힘들며 산업화를 진행할 수 없을 뿐더러 실제 발전 가치가 있는 대용량의 발전기를 제작해낼 수 없다. 하지만 본 발명중의 발전기는 이러한 문제를 해결할 수 있으며 대용량의 발전기 제작도 가능하다.

본 발명 관련 발전기의 가공 제작 시 2가지 방법이 있다. 한 가지는 자석 회전이고 다른 한 가지는 철심회전이다.

자석 회전 방법

제1턴테이블(2)과 제2턴테이블(3) 및 회적축(4)을 고정하여 연결시킨다. 회전축(4)과 전동기 또는 액압모터 등 동력장치를 연결시킨다. 회전축(4)에 블레이드가 설치되여 풍력 또는 수력을 통해 회전축(4)을 회전시킬 수도 있다. 발전기가 동작할 때, 회전축(4)은 철심지지대(1)를 고정시키며 제1턴테이블(2)과 제2턴테이블(3)과 함께 동작하여 제1철심(5)과 상대로 회전하게 하고, 동시에 제1자석(8)과 제4자석(11)이 제1철심(5)과 상대 회전하도록 한다.

회전 과정중 제1철심(5)의 단면 관련 자속(Magnetic flux) 변화는 아래와 같다. 제1자석(8)과 제4자석(11)을 제1철심(5)과 동일 위치로 회전 시 , 제1철심(5)의 자속(Magnetic flux)은 최대로 되며 제1자석(8)과 제4자석(11)의 계속적인 회전과 함께 제1철심(5)의 자속(Magnetic flux)은 점차 감소되며 0까지 도달한다. 제1자석(8)과 제4자석(11)이 재차 제1철심(5)과 접근 시, 제1철심(5)의 자속(Magnetic flux)은 재차 0에서 최대로 증가되며 계속 이런 방식으로 자속(Magnetic flux)의 크기를 바꾼다. 제1철심(5)에 설치된 제1코일(14)내에서 유도 기전력이 발생될 수 있다.

철심 회전 방안:

제1철심(5)가 철심지지대(1)와 회전축(4)을 통해 고정하여 연결되며, 철심지지대(1)와 위에 설치된 철심은 회전축(4)에 의해 제1턴테이블(2)과 제2턴테이블(3)과 상대 회전한다. 자속(Magnetic flux))의 변화 및 발전원리는 자석의 회전방안과 동일하다.

도2 내지 도4에 도시된 바와 같이 철심지지대(1)에 제2철심(6)과 제3철심(7)을 재설치할 수 있다. 제1철심(5), 제2철심(6)과 제3철심(7)은 회전축(4)의 외주에 균일하게 분포되었으며 제1철심(5), 제2철심(6)과 제3철심(7)의 중심은 동일한 원에 놓인다. 제2철심(6)의 외주에 제2코일(16)이 설치되며 제3철심(7)의 외주에 제3코일(15)이 설치된다. 제1턴테이블(2)에 제2자석(9)이 설치되며 제2자석(9)과 제1자석(8)은 회전축(4)의 간격과 동일하다. 제2철심(9)과 제1자석(8)은 서로 180도 떨어진 위치에 있으며 제2턴테이블(3)에 제5자석(12)이 설치되고 제5자석(12)과 제4자석(11)은 회전축(4)의 간격과 동일하다. 제5자석(12)과 제4자석(11)은 서로 180도 떨어진 위치에 있으며 제5자석(12)과 제2자석(9)은 이극(서로 다른 극)이 마주하고 있다.

회전 시, 제1코일(14)과 제3코일(15) 및 제2코일(16)사이에 모두 유도 기전력이 발생되면서 3상 전류(Three phrase)을 형성한다. 철심의 수량과 발전의 상수는 동일한 즉, 철심지지대(1)에 철심1개를 설치할 때 단상 전류가 발생되며 2개의 철심을 설치할 때, 2상 전류가 발생되며 4개의 철심을 설치할 때, 4상 전류가 발생된다. 그러므로 다상의 발전기를 제조하여 고객들의 수요를 만족시킨다. 발전효과를 증가시키기 위해 도2 내지 도4에 도시된 바와 같이 제1철심(5), 제2철심(6), 제3철심(7), 제1자석(8), 제2자석(9), 제4자석(11)과 제5자석(12)의 단면 형상 및 크기는 동일하며 회전속도가 동일한 조건하에서 단위시간내에 제1철심(5)의 단면의 자속(Magnetic flux)변화가 제일 크도록 확보할 수 있다. 본 발전기의 제1자석(8)과 제4자석(11)의 이극(서로 다른 극)은 한쌍의 이성 자극을 구성하며 1극 또는 단극이라고 한다. 본 발전기는 단극일 수도 있고 2극, 3극 또는 그 이상일 수도 있다. 도1에 도시된 바와 같이 발전기는 2극을 갖고 있으며 그중 1극은 제1자석(8)과 제4자석(11)으로 구성된다. 다른 한극은 제2자석(9)과 제5자석(12)으로 구성된다. 매개 극들은 2개의 독립적인 자석으로 조성된다.

그러므로 가공에 편리할 뿐더러 제조원가를 낮출 수 있으며 또한 철심과 자석사이에 상대적인 회전이 발생할 때 서로에 영향을 방지할 수 있으며 철심위의 코일 양단 도선을 발전기에서 인출할 때 철심 또는 자석 회전의 영향을 받지 않도록 할 수 있다.

본 발전기가 1극일 때, 회전축(4)의 회전속도는 6000회/분에 달하며 이로 인해 발생되는 교류 주파수는 50헤르츠이다. 2극일 때, 회전축(4)의 회전속도는 3000회/분에 달하며 이로 인해 발생되는 교류 주파수는 50헤르츠이다. 4극일 때, 회전축(4)의 회전속도는 1500회/분에 달하며 이로 인해 발생되는 교류 주파수는 50헤르츠이다.

도1 내지 도4에 도시된 바와 같이 발전기에서 삼상사인교류(Sinusoidal AC)회로를 형성하여 현재 배전망 사용업주들의 사용에 편리를 도모하기 위해 제1자석(8)과 제2자석(9)의 자극 방향은 반대방향이어야 한다. 즉 양극의 자력선의 방향은 서로 반대되는 방향이어야 한다. 만약 발송해야 할 파형이 전파의 전류라면 제1자석(8)과 제2자석(9)의 자극방향은 일치해야 하며 즉 양극의 자력선 방향이 일치해야 한다.

만약 자극이 철심에 시종 흡인력을 추가할 때, 장기적인 외력하에서 제1턴테이블(2)이 변형됨을 방지하고 발전기의 사용수명을 연장하기 위해 도1 및 도3에 도시된 바와 같이 제1회전판(2)에 여러개의 외장용 자철광괴(17)가 설치되며 해당 자철광괴(17)들은 회전축(4)을 원심으로 하는 원주에 분포된다. 철심지지대(1)에 여러개의 내장용 자철광괴(18)가 설치되며 해당 내장용 자철광괴(18)는 회전축(4)을 원심으로 하는 원주에 분포된다. 외장용 자철광괴(17)에서 회전축(4)까지의 수직거리는 내장용 자철광괴(18)에서 회전축(4)까지의 수직거리와 동일하다. 내장용 자철광괴(18)와 외장용 자철광괴(17)는 일일이 대응되며 동극이 서로 마주하고 있다.

자극이 철심에 시종 흡인력을 추가할 때, 장기적인 외력하에서 제1턴테이블(2)이 변형됨을 방지하고 발전기의 사용수명을 연장하기 위해 제2턴테이블(3)에 여러개의 외장용 자철광괴(17)가 설치되며 해당 자철광괴(17)들은 회전축(4)을 원심으로 하는 원주에 분포된다. 철심지지대(1)에 여러개의 내장용 자철광괴(18)가 설치되며 여러개의 내장용 자철광괴(18)는 회전축(4)을 원심으로 하는 원주에 분포된다. 외장용 자철광괴(17)에서 회전축(4)까지의 수직거리는 내장용 자철광괴(18)에서 회전축(4)까지의 수직거리와 동일하다. 내장용 자철광괴(18)와 외장용 자철광괴(17)는 일일이 대응되며 동극이 서로 마주하고 있다.

내장용 자철광괴(18)와 외장용 자철광괴(17)사이의 배척력은 자극의 철심에 대한 흡인력과 평행시킬 수 있다. 그외 내장용 자철광괴(18)와 외장용 자철광괴(17) 사이의 배척력은 발전기의 운행과정에서 회전 저항을 감소시킬 수 있으며 회전에서 보조적인 역할을 한다.

액체 저장홈(19)에 대한 제1밀봉 플레이트(22)와 제2밀봉 플레이트(23)의 밀봉작용을 확보하고 마찰 저항을 감소시키기 위해 도3 및 도4에 도시된 바와 같이 제2밀봉 플레이트(23)는 원형루프형 구조일 수도 있다. 제1밀봉 플레이트(22)도 원형루프형 구조를 사용할 수 있다. 제1밀봉 플레이트(22)와 제2밀봉 플레이트(23)는 각각 제1턴테이블(2) 및 제2턴테이블(3)과 일체로 제작된다.

회전축(4)과 철심지지대(1) 사이의 마찰력을 감소시키기 위해 회전축(4)과 철심지지대(1) 사이에 베어링(21)을 설치할 수 있다. 베어링(21)은 자기부상(Magnetic Levitation)베어링일 수 있다.

본 발명에서 상세히 기술하지 않은 기술적 내용은 전부 공지기술이다.

1: 철심지지대, 2: 제1턴테이블, 3: 제2턴테이블, 4: 회전축, 5: 제1철심, 6: 제2철심, 7: 제3철심, 8: 제1자석, 9: 제2자석, 11: 제4자석, 12: 제5자석, 14: 제1코일, 15: 제3코일, 16: 제2코일, 17: 외장용 자철광괴, 18: 내장용 자철광괴, 19: 액체 저장홈, 20: 자성 액체, 21: 베어링, 22: 제1밀봉 플레이트, 23: 제2밀봉 플레이트.

Claims

철심지지대(1)와; 상기 철심지지대(1)에 설치된 회전축(4)과; 상기 회전축(4)의 양단에 설치된 제1턴테이블(2)과 제2턴테이블(3)과; 상기 철심지지대(1)에 설치된 제1철심(5)과; 상기 제1철심(5)의 외주면에 설치된 제1코일(14)과; 상기 제1턴테이블(2)에 설치된 제1밀봉 플레이트(22)와; 상기 제1턴테이블(2) 또는 상기 제1밀봉 플레이트(22)에 설치된 제1자석(8)과; 상기 제1자석(8)의 표면 및 상기 제1밀봉 플레이트(22)의 표면은 동일한 표면이고 상기 제2턴테이블(3)에 설치되며 상기 제1자석(8)과 같이 상기 제1철심(5)의 양단과 서로 대응하며 상기 제1자석(8)과 이극(서로 다른 극)도 서로 대립되어 있는 제4자석(11)과; 상기 제1철심(5)의 일단에 설치되며 내부는 자성 액체(20)로 충전되는 액체 저장소(19);를 포함하여 이루어지되;
상기 자성 액체(20)를 갖고 있는 상기 제1철심(5)의 일단과 상기 제1밀봉 플레이트(22)가 접촉하는 것을 특징으로 하는 직회전 유도 발전기.
제 1 항에 있어서,
상기 철심지지대(1)에 제2철심(6)과 제3철심(7)이 설치되며;
상기 제1철심(5), 상기 제2철심(6)과 상기 제3철심(7)은 상기 회전축(4)의 외주에 균일하게 분포되었으며 상기 제1철심(5), 상기 제2철심(6) 및 상기 제3철심(7)의 중심은 동일한 원에 놓이며;
상기 제2철심(6)의 외주에 제2코일(16)이 설치되며 상기 제3철심(7)의 외주에 제3코일(15)이 설치되며;
상기 제1턴테이블(2)에 제2자석(9)이 설치되며 상기 제2자석(9)과 상기 제1자석(8)은 상기 회전축(4)의 간격과 동일하고;
상기 제2자석(9)과 상기 제1자석(8)은 180도 떨어져 있으며 상기 제2턴테이블(3)에 제5자석(12)이 설치되며;
상기 제5자석(12)과 상기 제4자석(11)은 상기 회전축(4)의 간격과 동일하며 상기 제5자석(12)과 상기 제4자석(11)은 180도 떨어져 있고 상기 제5자석(12)과 상기 제2자석(9)의 이극이 맞대어 있고;
상기 제5자석(12)의 표면과 제2 밀봉 플레이트(23)의 표면은 동일한 표면이며 상기 제2자석(9)과 상기 제1밀봉 플레이트(22)의 표면도 동일한 표면인 것을 특징으로 하는 직회전 유도 발전기.
제 2 항에 있어서,
상기 제1철심(5), 상기 제2철심(6), 상기 제3철심(7), 상기 제1자석(8), 상기 제2자석(9), 상기 제4자석(11)과 상기 제5자석(12)의 단면 형상과 크기는 동일한 것을 특징으로 하는 직회전 유도 발전기.
제 2 항에 있어서,
상기 제1자석(8)과 상기 제2자석(9)의 자극방향은 반대인 것을 특징으로 하는 직회전 유도 발전기.
제 2 항에 있어서,
상기 제1자석(8)과 상기 제2자석(9)의 자극방향은 동일한 것을 특징으로 하는 직회전 유도 발전기.
제 1 항에 있어서,
상기 제1턴테이블(2)에 여러개의 외장용 자철광괴(17)가 설치되며 상기 자철광괴(17)는 상기 회전축(4)을 원심으로 원주에 분포되고;
상기 철심지지대(1)에 여러개의 내장용 상기 자철광괴(18)가 설치되며 내장용 상기 자철광괴(18)는 상기 회전축(4)을 원심으로 원주에 분포되며;
외장용 상기 자철광괴(17)에서 상기 회전축(4)까지의 수직거리는 내장용 상기 자철광괴(18)에서 상기 회전축(4)까지의 수직거리와 동일하고;
내장용 상기 자철광괴(18)와 외장용 상기 자철광괴(17)는 일일히 대응되며 동극이 맞대어 있는 것을 특징으로 하는 직회전 유도 발전기.
제 1 항에 있어서,
상기 제2턴테이블(3)에 여러개의 외장용 상기 자철광괴(17)가 설치되며;
여러개의 외장용 상기 자철광괴(17)는 상기 회전축(4)을 원심으로 원주에 분포되며;
상기 철심지지대(1)에 여러개의 내장용 상기 자철광괴(18)가 설치되며 여러개의 내장용 상기 자철광괴(18)는 상기 회전축(4)을 원심으로 원주에 분포되며;
외장용 상기 자철광괴(17)에서 상기 회전축(4)까지의 수직거리는 내장용 상기 자철광괴(18)에서 상기 회전축(4)까지의 수직거리와 동일하고;
내장용 상기 자철광괴(18)와 외장용 상기 자철광괴(17)는 일일이 대응되며 동극이 맞대어 있는 것을 특징으로 하는 직회전 유도 발전기.
제 1 항에 있어서,
상기 제1밀봉 플레이트(22)는 원형루프형 구조인 것을 특징으로 하는 직회전 유도 발전기.
제 1 항에 있어서,
상기 제1철심(5)의 양단에 각각 하나의 상기 액체 저장홈(19)이 설치되었으며 상기 액체 저장홈(19)의 내부에는 상기 자성 액체(20)로 충전되며;
상기 제2턴테이블(3)에 상기 제2밀봉 플레이트(23)가 설치되며 상기 제4자석(11)과 상기 제2밀봉 플레이트(23)의 표면은 동일한 표면이고;
상기 제1철심(5)의 양단은 각각 상기 제1밀봉 플레이트(22)와 상기 제2밀봉 플레이트(23)와 접촉하는 것을 특징으로 하는 직회전 유도 발전기.
제 9 항에 있어서,
상기 제2밀봉 플레이트(23)는 원형루프형 구조인 것을 특징으로 하는 직회전 유도 발전기.