KR20170140936A

KR20170140936A - 발전기

Info

Publication number: KR20170140936A
Application number: KR1020160073709A
Authority: KR
Inventors: 서재엽
Original assignee: 서재엽
Priority date: 2016-06-14
Filing date: 2016-06-14
Publication date: 2017-12-22

Abstract

본 발명은 발전효율을 향상시킬 수 있도록 된 새로운 구조의 발전기에 관한 것이다.
본 발명에 따른 발전기는 상기 구동장치(1)를 이용하여 구동기어(43)를 구동시키면, 상기 제1 및 제2 피동기어(41,42)가 서로 반대방향으로 회전되고, 이에 따라, 상기 외부회전체(20)와 내부회전체(30)가 상호 반대방향으로 회전되면서, 상기 외부회전체(20)에 구비된 코일(22)이 상기 내부회전체(30)에 구비된 자석부재(32)의 자력선의 사이에서 회전되어, 상기 코일(22)에 전자기유도에 의한 전기가 발생된다.
따라서, 상기 외부회전체(20)에 구비된 코일(22)과, 내부회전체(30)에 구비된 자석부재(32)가 회전되는 상대속도가 종래의 발전기에 비해 2배의 속도로 회전됨으로, 구동장치(1)가 천천히 회전되더라도, 충분한 전기를 출력할 수 있는 장점이 있다.

Description

발전기{generator}

본 발명은 발전효율을 향상시킬 수 있도록 된 새로운 구조의 발전기에 관한 것이다.

일반적으로, 전기를 발생시킬 때 사용되는 발전기는 도 1에 도시한 바와 같이, 고정자(2)와, 상기 고정자(2)의 내측에 구비된 회전자(3)로 구성된다.

이때, 상기 고정자(2)와 회전자(3)에는 각각 코일(2a)과 자석부재(3a)가 구비되며, 상기 회전자(3)에는 회전자(3)를 구동시키기 위한 구동장치(1)가 연결된다.

상기 구동장치(1)는 일반적인 내연기관이나, 수차, 터빈, 풍차 등을 이용한다.

그리고, 상기 자석부재(3a)는 영구자석 또는 전자석을 이용한다.

따라서, 상기 구동장치(1)를 이용하여 회전자(3)를 회전시키면, 상기 자석부재(3a)와 코일(2a)의 사이에 발생되는 전자기 유도에 의해 전기가 발생된다.

그런데, 이러한 발전기는, 상기 고정자(2)에 대한 회전자(3)의 상대 회전속도가 빠를수록 더욱 강한 전기가 발생되는 특징이 있다.

즉, 상기 구동장치(1)에 의해 상기 회전자(3)가 회전되는 속도가 빠를수록 더욱 강한 전기가 발생된다.

따라서, 상기 구동장치(1)에 의해 회전자(3)가 회전되는 속도가 느릴 경우, 발전기에서 정상적인 발전이 이루어지지 않아서 발전효율이 낮아지는 문제점이 있었다.

따라서, 이러한 문제점을 해결할 수 있는 새로운 방법이 필요하게 되었다.

등록특허 10-0138620호,

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 발전효율을 향상시킬 수 있도록 된 새로운 구조의 발전기를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 구동장치(1)에 의해 구동되어 발전을 하는 발전기에 있어서, 지지부재(10)와, 상기 지지부재(10)에 회전가능하게 결합된 외부회전체(20)와, 상기 외부회전체(20)의 내측에 상기 외부회전체(20)와 동일한 회전중심축을 갖도록 회전가능하게 구비된 내부회전체(30)와, 상기 외부회전체(20)와 내부회전체(30)에 연결되며 상기 구동장치(1)의 구동력에 의해 상기 외부회전체(20)와 내부회전체(30)가 상호 반대방향으로 회전되도록 하는 구동수단(40)을 포함하며, 상기 외부회전체(20)와 내부회전체(30)에는 코일(22) 또는 자석부재(32)이 각각 구비되어, 상기 구동장치(1)를 구동시키면, 상기 구동수단(40)에 의해 상기 외부회전체(20)와 내부회전체(30)가 상호 반대방향으로 회전되어 상기 코일(22)에 전기가 발생되는 것을 특징으로 하는 발전기가 제공된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 구동수단(40)은 상기 외부회전체(20)와 내부회전체(30)에 동일한 회전중심축을 갖도록 결합된 제1 및 제2 피동기어(41,42)와, 둘레면이 상기 제1 및 제2 피동기어(41,42)에 동시에 결합되며 상기 구동장치(1)에 연결된 구동기어(43)를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전기가 제공된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 구동수단(40)은 상기 외부회전체(20) 및 내부회전체(30)의 회전중심축과 평행을 이루도록 배치되며 상기 구동장치(1)에 의해 구동되는 구동축(44)과, 상기 외부회전체(20) 또는 내부회전체(30)를 상기 구동축(44)에 연결하는 제1 및 제2 연결부(45,46)를 포함하며, 상기 제1 연결부(45)는 상기 구동축(44)에 결합된 구동풀리(45a)와 벨트(45c)를 통해 상기 구동풀리(45a)에 연결된 피동풀리(45b)를 포함하고, 상기 제2 연결부(46)는 상기 구동축(44)에 결합된 구동기어(46)와 상기 구동기어(46)와 치합되는 피동기어(46b)를 포함하며, 상기 피동풀리(45b)와 피동기어(46b)는 상기 외부회전체(20) 또는 내부회전체(30)에 각각 결합되어, 상기 구동축(44)이 구동되면 상기 외부회전체(20)와 내부회전체(30)가 상호 반대방향으로 회전되는 것을 특징으로 하는 발전기가 제공된다.

본 발명에 따른 발전기는 상기 구동장치(1)를 이용하여 구동기어(43)를 구동시키면, 상기 제1 및 제2 피동기어(41,42)가 서로 반대방향으로 회전되고, 이에 따라, 상기 외부회전체(20)와 내부회전체(30)가 상호 반대방향으로 회전되면서, 상기 외부회전체(20)에 구비된 코일(22)이 상기 내부회전체(30)에 구비된 자석부재(32)의 자력선의 사이에서 회전되어, 상기 코일(22)에 전자기유도에 의한 전기가 발생된다.

따라서, 상기 외부회전체(20)에 구비된 코일(22)과, 내부회전체(30)에 구비된 자석부재(32)가 회전되는 상대속도가 종래의 발전기에 비해 2배의 속도로 회전됨으로, 구동장치(1)가 천천히 회전되더라도, 충분한 전기를 출력할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래의 발전기를 도시한 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 발전기를 도시한 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 발전기의 제2 실시예를 도시한 구성도이다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 발전기를 도시한 것으로, 구동장치(1)에 의해 구동되어 발전을 하도록 된 것은 종래의 발전기와 동일하다.

그리고, 본 발명에 따르면, 상기 발전기는 지지부재(10)와, 상기 지지부재(10)에 회전가능하게 결합된 외부회전체(20)와, 상기 외부회전체(20)의 내측에 상기 외부회전체(20)와 동일한 회전중심축을 갖도록 회전가능하게 구비된 내부회전체(30)와, 상기 외부회전체(20)와 내부회전체(30)에 연결되며 상기 구동장치(1)의 구동력에 의해 상기 외부회전체(20)와 내부회전체(30)가 상호 반대방향으로 회전되도록 하는 구동수단(40)으로 구성된다.

이를 자세히 설명하면, 상기 지지부재(10)는 넓은 판형상으로 구성된다.

상기 외부회전체(20)는 상하방향으로 연장된 원통형상으로 구성되고, 내부에는 코일(22)이 구비된 것으로, 상하단에는 상하방향으로 연장된 지지관체(21)가 구비며, 상기 지지관체(21)가 상기 지지부재(10)에 구비된 브라켓(11)에 베어링을 통해 회전가능하게 결합된다.

이때, 상기 코일(22)에는 도시 안된 브러시가 연결되어, 후술하는 바와 같이, 상기 코일(22)에 발생된 전기가 상기 브러시를 통해 외부로 인가되도록 구성된다.

상기 내부회전체(30)는 상하방향으로 연장되며 상기 지지관체(21)를 통해 상기 외부회전체(20)의 상하측으로 연장된 축부재(31)와, 상기 축부재(31)의 중간부에 상기 외부회전체(20)의 내부에 위치되도록 구비된 자석부재(32)로 구성된 것으로, 상기 축부재(31)의 상하단은 상기 지지부재(10)에 구비된 브라켓(11)에 베어링을 통해 회전가능하게 결합된다.

상기 구동수단(40)은 상기 외부회전체(20)와 내부회전체(30)에 동일한 회전중심축을 갖도록 결합된 제1 및 제2 피동기어(41,42)와, 둘레면이 상기 제1 및 제2 피동기어(41,42)에 동시에 결합되며 상기 구동장치(1)에 연결된 구동기어(43)로 구성된다.

상기 제1 및 제2 피동기어(41,42)는 둘레면에 경사진 이빨이 형성된 베벨기어를 이용하는 것으로, 상기 제1 피동기어(41)는 상기 외부회전체(20)의 지지관체(21)에 이빨이 상측을 향하도록 결합되며, 상기 제2 피동기어(42)는 상기 내부회전체(30)의 축부재(31)에 이빨이 하측을 향하도록 결합된다.

상기 구동기어(43)는 상기 제1 및 제2 피동기어(41,42)의 사이에 측방향으로 연장된 회전중심축을 갖도록 상기 지지부재(10)에 회전가능하게 결합되며, 둘레면이 상기 제1 및 제2 피동기어(41,42)에 동시에 결합된 베벨기어를 이용한다.

따라서, 상기 구동기어(43)를 구동시키면, 상기 제1 및 제2 피동기어(41,42)가 상호 반대방향으로 회전되어, 상기 외부회전체(20)와 내부회전체(30)가 상호반대방향으로 회전되도록 한다.

상기 구동장치(1)는 일반적인 내연기관이나, 수차, 터빈, 풍차 등을 이용하는 것으로 상기 구동기어(43)에 연결되어 구동기어(43)를 구동시킨다.

이와 같이 구성된 발전기는 상기 구동장치(1)를 이용하여 구동기어(43)를 구동시키면, 상기 제1 및 제2 피동기어(41,42)가 서로 반대방향으로 회전되고, 이에 따라, 상기 외부회전체(20)와 내부회전체(30)가 상호 반대방향으로 회전되면서, 상기 외부회전체(20)에 구비된 코일(22)이 상기 내부회전체(30)에 구비된 자석부재(32)의 자력선의 사이에서 회전되어, 상기 코일(22)에 전자기유도에 의한 전기가 발생된다.

즉, 종래의 발전기는 상기 구동장치(1)가 회전자(3) 만을 회전시킴으로, 상기 구동장치(1)의 구동속도가 1이라고 할 때, 회전자(3)와 고정자(2)에 구비된 코일(22)과 자석부재(32)의 상대속도가 1이 된다.

이에 반해, 본 발명에 따른 발전기는 상기 구동장치(1)가 구동되면 상기 구동수단(40)에 의해 상기 외부회전체(20)와 내부회전체(30)가 상호 반대방향으로 회전됨으로, 구동장치(1)의 구동속도가 1이라고 할 때, 상기 외부회전체(20)와 내부회전체(30)에 구비된 코일(22)과 자석부재(32)의 상대속도가 2가 되어, 회전자(3)만 회전되는 종래의 발전기에 비해 더욱 많은 전기가 발생되는 장점이 있다.

본 실시예의 경우, 상기 외부회전체(20)에 코일(22)이 구비되고, 상기 내부회전체(30)에 자석부재(32)이 구비된 것을 예시하였으나, 상기 외부회전체(20)에 자석부재(32)이 구비되고 상기 내부회전체(30)에 코일(22)이 구비될 수 있다.

그리고, 상기 지지부재(10)는 넓은 판형상으로 구성된 것을 예시하였으나, 상기 지지부재(10)는 상기 외부회전체(20)의 외측에 결합되는 원통형의 하우징 형태로 구성될 수 있다.

또한, 상기 외부회전체(20)는 상기 지지관체(21)가 상기 지지부재(10)에 구비된 브라켓(11)에 베어링을 통해 회전가능하게 결합되고, 상기 내부회전체(30)는 축부재(31)의 상하단이 상기 지지부재(10)에 구비된 브라켓(11)에 베어링을 통해 회전가능하게 결합된 것을 예시하였으나, 상기 내부회전체(30)를 베어링을 통해 상기 외부회전체(20)에 회전가능하게 결합하거나, 상기 내부회전체(30)를 상기 지지부재(10)에 회전가능하게 결합한 상태에서 상기 외부회전체(20)가 상기 내부회전체(30)의 축부재(31)에 회전가능하게 결합되도록 구성하는 것도 가능하다.

도 3은 본 발명에 따른 제2 실시예를 도시한 것으로, 상기 구동수단(40)은 상기 외부회전체(20) 및 내부회전체(30)의 회전중심축과 평행을 이루도록 배치되며 상기 구동장치(1)에 의해 구동되는 구동축(44)과, 상기 구동축(44)과 외부회전체(20)를 연결하는 제1 연결부(45)와, 상기 구동축(44)과 내부회전체(30)를 연결하는 제2 연결부(46)로 구성된다.

상기 구동축(44)은 상하방향으로 연장되도록 상기 지지부재(10)의 일측에 구비된 브라켓(11)에 회전가능하게 결합된다.

상기 제1 연결부(45)는 상기 구동축(44)에 결합된 구동풀리(45a)와, 벨트(45c)를 통해 상기 구동풀리(45a)에 연결되며 상기 외부회전체(20)의 지지관체(21)에 결합된 피동풀리(45b)로 구성된다.

따라서, 상기 구동축(44)이 구동되면 상기 외부회전체(20)는 구동축(44)과 같은 방향으로 회전된다.

상기 제2 연결부(46)는 상기 구동축(44)에 결합된 구동기어(46a)와, 상기 구동기어(46a)와 치합되며 상기 내부회전체(30)의 축부재(31)에 결합된 피동기어(46b)로 구성된다.

따라서, 상기 구동축(44)이 구동되면 상기 내부회전체(30)는 상기 구동축(44)과 반대방향으로 회전된다.

이와 같이 구성된 발전기는 상기 구동장치(1)를 이용하여 구동축(44)을 회전시키면, 상기 외부회전체(20)와 내부회전체(30)가 상호 반대방향으로 회전된다.

따라서, 전술한 제1 실시예와 같이, 상기 구동장치(1)가 천천히 회전되더라도, 충분한 전기를 출력할 수 있는 장점이 있다.

본 실시예의 경우, 상기 제1 연결부(45)의 피동풀리(45b)는 상기 외부회전체(20)의 지지관체(21)에 결합되고, 상기 제2 연결부(46)의 피동기어(46b)는 상기 내부회전체(30)의 축부재(31)에 결합된 것을 예시하였으나, 상기 제1 연결부(45)의 피동풀리(45b)가 상기 내부회전체(30)의 축부재(31)에 결합되고, 상기 제2 연결부(46)의 피동기어(46b)가 상기 외부회전체(20)의 지지관체(21)에 결합되는 것도 가능하다.

10. 지지부재 20. 외부회전체
30. 내부회전체 40. 구동수단

Claims

구동장치(1)에 의해 구동되어 발전을 하는 발전기에 있어서,
지지부재(10)와,
상기 지지부재(10)에 회전가능하게 결합된 외부회전체(20)와,
상기 외부회전체(20)의 내측에 상기 외부회전체(20)와 동일한 회전중심축을 갖도록 회전가능하게 구비된 내부회전체(30)와,
상기 외부회전체(20)와 내부회전체(30)에 연결되며 상기 구동장치(1)의 구동력에 의해 상기 외부회전체(20)와 내부회전체(30)가 상호 반대방향으로 회전되도록 하는 구동수단(40)을 포함하며,
상기 외부회전체(20)와 내부회전체(30)에는 코일(22) 또는 자석부재(32)이 각각 구비되어,
상기 구동장치(1)를 구동시키면, 상기 구동수단(40)에 의해 상기 외부회전체(20)와 내부회전체(30)가 상호 반대방향으로 회전되어 상기 코일(22)에 전기가 발생되는 것을 특징으로 하는 발전기.
제 1항에 있어서,
상기 구동수단(40)은
상기 외부회전체(20)와 내부회전체(30)에 동일한 회전중심축을 갖도록 결합된 제1 및 제2 피동기어(41,42)와,
둘레면이 상기 제1 및 제2 피동기어(41,42)에 동시에 결합되며 상기 구동장치(1)에 연결된 구동기어(43)를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전기.
제 1항에 있어서,
상기 구동수단(40)은
상기 외부회전체(20) 및 내부회전체(30)의 회전중심축과 평행을 이루도록 배치되며 상기 구동장치(1)에 의해 구동되는 구동축(44)과,
상기 외부회전체(20) 또는 내부회전체(30)를 상기 구동축(44)에 연결하는 제1 및 제2 연결부(45,46)를 포함하며,
상기 제1 연결부(45)는 상기 구동축(44)에 결합된 구동풀리(45a)와 벨트(45c)를 통해 상기 구동풀리(45a)에 연결된 피동풀리(45b)를 포함하고,
상기 제2 연결부(46)는 상기 구동축(44)에 결합된 구동기어(46)와 상기 구동기어(46)와 치합되는 피동기어(46b)를 포함하며,
상기 피동풀리(45b)와 피동기어(46b)는 상기 외부회전체(20) 또는 내부회전체(30)에 각각 결합되어, 상기 구동축(44)이 구동되면 상기 외부회전체(20)와 내부회전체(30)가 상호 반대방향으로 회전되는 것을 특징으로 하는 발전기.