WO2014046348A1 - 발전기 - Google Patents

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WO2014046348A1
WO2014046348A1 PCT/KR2012/011872 KR2012011872W WO2014046348A1 WO 2014046348 A1 WO2014046348 A1 WO 2014046348A1 KR 2012011872 W KR2012011872 W KR 2012011872W WO 2014046348 A1 WO2014046348 A1 WO 2014046348A1
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rotating shaft
generator
stator
coupled
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PCT/KR2012/011872
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선상규
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Sun Sang-Kyu
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Definitions

  • the present invention relates to a generator, and more particularly, to a generator capable of generating electricity by reducing the rotational resistance of the rotor by increasing the inner casing and increasing power generation efficiency.
  • the present invention relates to a generator, and more particularly, to a generator capable of generating electricity by reducing the rotational resistance of the rotor by increasing the inner casing and increasing power generation efficiency.
  • the magnitude of the electromotive force generated by the generator is proportional to the strength of the magnetic field, the length of the conductor and the relative speed of the magnetic field and the conductor. Therefore, the electromotive force can be increased by increasing the strength of the magnetic field or forming a long conductor, or by increasing the relative speed of the magnetic field and the conductor. Typically, the relative speed of the magnetic field and the conductor is increased to increase the electromotive force. To this end, the rotational speed of the rotor needs to be increased. In this case, high-speed rotation is required. couldn't get it.
  • the low speed generator of FIG. 5 has a structure in which a high electromotive force is obtained at a low rotation speed by rotating the rotor 10 and the stator 20 in opposite directions, and the fixed shaft 1 is rotatably fixed to the rotating cylinder 40.
  • the fixed shaft 1 is provided with a rotor 10 having a commutator piece 12 formed on one side, and a cylindrical stator 20 is installed on the fixed shaft 1 so as to be located outside the rotor 10. Gear trains are transmitted to the rotor 10 and the stator 20 so as to rotate the rotational power of the rotary cylinder 40 in the opposite direction.
  • the above-described conventional low speed generator rotates the rotor and the stator in the reverse direction using a plurality of gear trains in order to increase the relative speed, and its configuration is complicated, assembly is difficult, the weight is heavy, and the manufacturing cost is high Lagged behind.
  • An object of the present invention is to provide a generator capable of obtaining a desired electromotive force by reducing the rotational resistance by rotating the inner casing through the inner casing coupling support member equipped with a simple bearing.
  • the present invention is a rotating shaft that rotates by external power, a cylindrical rotor fixedly coupled to the rotating shaft and rotated by the rotating shaft, and a magnet installed on the outer surface of the rotor and A cylindrical stator rotatably coupled with the rotating shaft to the outside of the rotor, a winding coil installed in the stator and connected to an external wiring, and one side of the stator is separated from the rotating shaft, and one side is equipped with a bearing.
  • It provides a generator characterized in that it comprises a cylindrical inner casing rotated by the inner casing coupling support member, and a cylindrical outer casing coupled to both ends of the rotating shaft support.
  • the generator of the present invention can install a rotating shaft that rotates with external power.
  • the rotating shaft may be supported by the rotating shaft support.
  • the rotor may be fixedly coupled to the rotating shaft with a magnet installed on the outer circumferential surface.
  • stator may be coupled to the rotating shaft support to the outside of the rotor.
  • the winding coil may be coupled to the slot of the stator with a magnetic and nonmagnetic composite flexible material and may lead the wiring to the outside.
  • the inner casing may be coupled to the rotary shaft support by coupling the one side to the rotary shaft and the other side of the inner casing coupling support member equipped with a bearing.
  • the inner casing coupling support member equipped with a bearing may be coupled to one side of the inner casing and the rotary shaft support.
  • the inner casing coupling support member equipped with the bearing can form (installation) a wiring through hole on the side.
  • outer casing may be coupled to the rotary shaft support both sides of the outer casing outside.
  • a magnet is attached to the inside of the inner casing 150 may be formed to be symmetrical with the magnet of the rotor (110).
  • the magnet of the inner casing 150 and the magnet of the rotor may be formed such that the N pole and the S pole face each other.
  • the generator of the present invention by rotating the inner casing to greatly reduce the rotational resistance generated in the rotor by suppressing the cogging phenomenon and eddy current between the magnet of the rotor and the winding coil of the stator to increase the relative speed to increase the desired electromotive force You can get it.
  • the present invention can improve the durability by suppressing the heat generation, there is an advantage of saving energy because the use of the low wind speed is lost and does not require a large amount of external power.
  • the present invention is a relatively simple configuration using the inner casing coupling support member equipped with a bearing to increase the relative speed of the rotor and the stator, the structure of the generator is simple and easy to manufacture large generator regardless of the rated capacity and price It becomes cheaper.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a generator according to a preferred embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view taken along the line A-A of FIG.
  • FIG. 3 is a longitudinal sectional view taken along the line B-B of FIG.
  • Figure 4 is a cross-sectional view of a low speed generator of the prior art
  • the generator 1 is a rotating shaft 110, the rotary shaft support 111, the rotor 120, the stator 130, the inner casing 150 ), An inner casing coupling support member 155 equipped with a bearing, and an outer casing 160.
  • the rotary shaft 110 is rotated by the power generated by the external power generating means, both ends thereof are rotatably supported by the rotary shaft support 111.
  • the rotor 120 is cylindrically fixed to the rotating shaft 110 so as to penetrate through the center thereof, and a magnet 121 is polluted to its outer peripheral surface.
  • the stator 130 is located in the outer side of the rotor 120 in a hollow cylindrical shape, and the slot for winding the coil is made of magnetic material and nonmagnetic material.
  • One side plate 131 of the stator 130 is coupled to the stator support 135 mounted with a bearing therein to support the stator 130, and the other side plate 132 is a rotary shaft support 111 mounted with a bearing therein. Combined with.
  • the rotating shaft bearing 112 is a means for rotatably coupling the rotating shaft 110 and the stator 130, and the stator 130 is not affected by the rotating shaft bearing 112 despite the high speed rotation of the rotating shaft 110. Do not.
  • stator 130 is fixedly coupled to the rotary shaft support 111 on one side so that the stator 130 is always stopped regardless of the rotational force of the rotary shaft 110.
  • the inner casing 150 is rotated by being located outside the stator 130 as a magnetic body of a hollow cylinder shape.
  • the rotating shaft 101 is coupled to the side plates a and b 151 and 152 of the inner casing 150 so as to penetrate the center thereof.
  • the inner casing side plate a 151 is fixedly coupled to the rotating shaft 110 via the coupling body 154, and the inner casing side plate b 152 is rotated by the inner casing coupling support member 155 mounted with a bearing. 111).
  • the inner casing coupling support member 155 equipped with the bearing forms a wiring through hole 141 therein.
  • the inner casing 150 and the outer casing 160 may form a plurality of vent holes on the outer circumferential surface or side, and the outer casing 160 couples both sides of the outer casing 150 to the rotary shaft support 111 to the outside of the inner casing 150. You can.
  • the rotor 120 and the inner casing 150 fixedly coupled to the rotating shaft 110 are rotated in the same direction.
  • the inner casing 150 is rotated in engagement with one side of the inner casing coupling support member 155 equipped with a bearing, and one side of the inner casing coupling support member 155 is fixedly coupled to the rotary shaft support 110. .
  • stator 130 is isolated from the rotating shaft 110 by the coupling member 154 on the rotating shaft 110, and one side is coupled by the rotating shaft support 111 mounted with a bearing therein to maintain a stopped state Done.
  • Electromotive force formed by the magnet 121 installed in the rotor 110 and the winding coil 133 installed in the stator 130 passes through the stator side plate b 132 along the wound coil 133, and the inner casing side plate. It passes through the space formed between the b (152) and the rotating shaft support 111, it is safely drawn to the outside through the side wiring through hole 141 of the inner casing coupling support member 155 and the vent of the outer casing.
  • the rotational resistance does not occur much due to the suppression of cogging torque and eddy current between the rotor 110 and the inner casing 150. Even if the electron 110 rotates at a low speed, a relative speed is increased between the magnet 121 of the rotor 110 and the winding coil 133 of the stator 130 to obtain a desired electromotive force.
  • a winding resistance is generated by the magnetic field between the rotor 120 and the stator 130 by winding the magnetic field core of the stator 130.
  • a composite flexible material composed of a magnetic material and a nonmagnetic material is formed.
  • the stator 130 is to generate a natural electromotive force without the rotation resistance while generating an electromotive force.

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Abstract

본 발명의 발전기는 회전축이 회전축받침대에 의해 회전 가능하게 지지되고, 내부케이싱은 중공원통형으로 일측은 회전축과 고정되게 결합되어 회전축에 의해 회전하며, 다른 일측은 스러스트베어링을 장착한 내부케이싱 결합지지부재에 의해 회전축받침대에 결합하며, 내부케이싱과 외부케이싱의 그 측면과 외주면에 다수의 관통구와 통기구멍이 형성되도록 설치된다.

Description

발전기
본 발명은 발전기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내부케이싱을 회전함으로써 회전자의 회전저항을 줄이며 발전효율성을 증가시켜 전기를 발생시킬 수 있는 발전기에 관한 것이다.
본 발명은 발전기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내부케이싱을 회전함으로써 회전자의 회전저항을 줄이며 발전효율성을 증가시켜 전기를 발생시킬 수 있는 발전기에 관한 것이다.
발전기에서 생성되는 기전력의 크기는 자기장의 세기와 도체의 길이 및 자기장과 도체의 상대속도에 비례한다. 따라서 자기장의 세기를 높이거나 도체를 길게 형성하거나 또는 자기장과 도체의 상대속도를 크게 함으로써 기전력을 높일 수 있다. 통상적으로 자기장과 도체의 상대속도를 크게 하여 기전력을 높이고 있는데 이를 위해서는 회전자의 회전속도를 높여야 하는 데 이럴 경우 고속회전을 요하기 때문에 조력, 풍력 및 도로발전과 같이 저속회전력을 인가하는 경우 원하는 기전력을 얻을 수 없었다.
이에 저속회전력을 사용하여 원하는 기전력을 얻을 수 있는 저속발전기가 개발되었으며, 그 일례인 등록실용신안 제20-0217447호의 「저속발전기」가 도5에 도시되어 있다.
도5의 저속발전기는 회전자(10)와 고정자(20)를 서로 역방향으로 회전시킴으로써 저속회전력에서 높은 기전력을 얻는 구조로, 회전통(40)에 고정축(1)이 회전가능하게 고정되고, 고정축(1)에는 정류자편(12)이 일측에 형성된 회전자(10)가 설치되며, 회전자(10)의 외측에 위치하도록 원통형의 고정자(20)가 고정축(1)에 설치되고, 회전통(40)의 회전동력을 서로역방향으로 회전하도록 회전자(10)와 고정자(20)에 전달하는 기어열이 설치되어 있다.
그러나, 상술한 종래의 저속발전기는 상대속도를 크게 하기 위하여 다수의 기어열을 사용하여 회전자와 고정자를 역방향으로 회전시키고 있으며 그 구성이 복잡하고 조립이 어려웠으며 무게가 무거웠고 제조비 상승으로 경제성이 뒤떨어졌다.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것이다. 본 발명의 목적은 간단한 베어링을 장착한 내부케이싱 결합지지부재를 통해 내부케이싱을 회전시켜 회전저항을 줄임으로써 원하는 기전력을 얻을 수 있는 발전기를 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 외부동력에 의해 회전하는 회전축과, 회전축과 고정되게 결합되어 회전축에 의해 회전하는 원통형의 회전자와, 회전자의 외측면에 설치되는 자석과, 회전자의 외측으로 회전축과 회전 가능하게 결합되는 원통형의 고정자와, 고정자에 설치되며 외부 배선과 연결되는 권선코일과, 고정자 외측으로 일측면이 회전축과 격리되게 결합되고 일측면은 베어링을 장착한 내부케이싱 결합지지부재에 의해 회전하는 원통형의 내부케이싱과, 양측단이 회전축 받침대에 결합되는 원통형의 외부케이싱을 포함하는 것을 특징으로 하는 발전기를 제공한다.
본 발명의 발전기는 외부동력으로 회전하는 회전축을 설치할 수 있다.
또한, 회전축은 회전축받침대에 의해 지지될 수 있다.
또한, 회전자는 외주면에 설치되는 자석과 함께 회전축에 고정되게 결합될 수 있다.
또한, 고정자는 회전자의 외측으로 회전축받침대에 결합될 수 있다.
또한, 권선코일은 고정자의 슬롯에 자성 및 비자성 복합연성물질로 결합되고 배선을 외부로 도출할 수 있다.
또한, 내부케이싱은 그 일측면을 회전축에 결합하고 다른 일측면을 베어링을 장착한 내부케이싱 결합지지부재로 회전축받침대에 결합할 수 있다.
또한, 베어링을 장착한 내부케이싱 결합지지부재는 내부케이싱의 일측면과 회전축받침대를 결합할 수 있다.
또한, 베어링을 장착한 내부케이싱 결합지지부재는 측면에 배선관통구를 (설치)형성할 수 있다.
또한 외부케이싱은 내부케이싱의 외측으로 그 양측면을 회전축받침대에 결합시킬 수 있다
또한, 내부케이싱과 외부케이싱의 외주면 및 측면에 다수의 통기구멍을 형성할 수 있다.
또한, 상기 내부케이싱(150)의 내측에는 마그네트가 부착되어 회전자(110)의 마그네트와 대칭되도록 형성될 수 있다.
상기 내부케이싱(150)의 마그네트와 회전자의 마그네트는 N극과 S극이 서로 마주보도록 형성되는 것일 수 있다.
본 발명의 발전기에 따르면, 내부케이싱을 회전시켜 회전자에 발생하는 회전저항을 크게 줄임으로써 회전자의 자석과 고정자의 권선코일 간의 코깅 현상과 맴돌이 전류를 억제하여 상대속도를 높일 수 있어서 원하는 기전력을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 열 발생을 억제하여 내구성을 향상시킬 수 있으며 유실되는 저풍속의 활용 및 외부의 동력이 크게 필요하지 않아 에너지를 절약하는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 회전자와 고정자의 상대속도를 높이기 위해 베어링을 장착한 내부케이싱 결합지지부재를 이용한 비교적 간단한 구성으로 발전기의 구조가 간단해지고 정격용량에 관계없이 대형발전기의 제작이 용이하며 가격이 저렴해진다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발전기의 횡단면도
도 2는 도 1의 A-A선을 따라 얻어진 종단면도
도 3은 도 1의 B-B선을 따라 얻어진 종단면도
도 4는 종래기술의 저속발전기의 횡단면도
이하, 첨부한 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발전기에 대하여 상세하게 설명한다. 도1내지 도4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발전기(1)는 회전축(110), 회전축받침대(111), 회전자(120), 고정자(130), 내부케이싱(150), 베어링을 장착한 내부케이싱 결합지지부재(155), 외부케이싱(160)을 포함한다.
회전축(110)은 외부의 동력발생수단에 의해 발생하는 동력에 의해 회전하며, 그 양측단이 회전축받침대(111)에 의해 회전가능하게 지지된다.
회전자(120)는 원통형으로 그 중앙을 관통하도록 회전축(110)에 고정되게 결합되며, 그 외주면에 수분할된 자석(121)이 부착된다.
고정자(130)는 중공원통형으로 회전자(120)의 외측에 위치하며, 코일을 권선하기 위한 슬롯을 자성체 및 비자성체로 제조한다.
고정자(130)의 일측판(131)은 고정자(130)를 지지하기 위해 내부에 베어링을 장착한 고정자지지대(135)와 결합되고 다른 측판(132)은 내부에 베어링을 장착한 회전축받침대(111)와 결합하게 된다.
회전축베어링(112)은 회전축(110)과 고정자(130)를 회전가능하게 결합하기 위한 수단이며, 회전축베어링(112)으로 인해 회전축(110)의 고속회전에도 불구하고 고정자(130)가 영향을 받지 않는다.
따라서, 고정자(130)는 일측이 회전축받침대(111)에 고정되게 결합되어 회전축(110)의 회전력에 상관없이 항상 정지된 상태를 유지하게 된다.
내부케이싱(150)은 중공원통형의 자성체로서 고정자(130)의 외측에 위치하여 회전하게 된다.
내부케이싱(150)의 측판a,b(151,152)에는 회전축(101)이 그 중앙을 관통하도록 결합된다.
내부케이싱 측판a(151)는 결합체(154)를 매개로 회전축(110)에 고정되게 결합되며, 내부케이싱 측판b(152)는 베어링을 장착한 내부케이싱 결합지지부재(155)에 의해서 회전축 받침대(111)와 결합하게 된다.
베어링을 장착한 내부케이싱 결합지지부재(155)는 내측에 배선관통구(141)를 형성하게 된다.
내부케이싱(150)과 외부케이싱(160)은 외주면 또는 측면에 다수의 통기구멍을 형성할 수 있으며, 외부케이싱(160)은 내부케이싱(150)의 외측으로 그 양측면을 회전축받침대(111)에 결합시킬 수 있다.
이하, 상술한 구성을 갖는 본 발명의 발전기(1)의 작용에 대하여 설명한다.
회전축(110)에 외력이 발생하면, 회전축받침대(111)에 의해 지지되는 회전축(110)이 회전하게 된다.
회전축(110)이 회전하면, 회전축(110)에 고정되게 결합된 회전자(120)와 내부케이싱(150)이 동방향으로 회전하게 된다. 이때, 내부케이싱(150)은 베어링을 장착한 내부케이싱 결합지지부재(155)의 일측면에 맞물려 회전하게 되고 내부케이싱 결합지지부재(155)의 일측면은 회전축받침대(110)에 고정되게 결합된다.
또한 고정자(130)의 일측면은 회전축(110)에 결합체(154)에 의해 회전축(110)과 격리되며 일측면은 내부에 베어링을 장착한 회전축받침대(111)에 의해 결합되므로 정지된 상태를 유지하게 된다.
회전자(110)에 설치된 자석(121)과 고정자(130)에 설치된 권선코일(133)에 의해 형성되는 기전력은 권선된 코일(133)을 따라 고정자측판b(132)를 관통하고, 내부케이싱 측판b(152)와 회전축받침대(111) 사이에 형성되는 공간을 통과하며, 내부케이싱 결합지지부재(155)의 측면 배선관통구(141)와 외부케이싱의 통기구를 통해 외부로 안전하게 도출된다.
따라서, 회전자(110)와 내부케이싱(150)이 함께 동방향으로 회전하기 때문에 회전자(110)와 내부케이싱(150) 사이에 코깅토크와 맴돌이 전류의 억제로 회전저항이 많이 발생하지 않아 회전자(110)가 저속으로 회전하더라도 회전자(110)의 자석(121)과 고정자(130)의 권선코일(133) 사이에 상대속도가 크게 되어 원하는 기전력을 얻게 된다.
또한, 종래에는 고정자(130)의 계자철심에 권선을 하여 회전자(120)와 고정자(130)간 자기장에 의한 회전저항이 많이 발생하는데, 본 발명에서는 자성체 및 비자성체로 구성된 복합연성물질로 형성된 슬롯에 권선된 권선코일(133)을 사용하여 회전자(120)와 내부케이싱(150)이 동방향으로 회전할 때 상호간 자기장이 유도되어 자성체 및 비자성체로 구성된 복합연성물질로 형성된 슬롯에 권선된 고정자(130)와는 기전력을 발생시키면서 회전저항이 없이 자연스런 회전력을 얻도록 하고 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조로 본 발명의 발전기에 대하여 설명하였지만, 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 수정, 변경 및 다양한 변형실시예가 가능함은 당업자에게 명백하다
[부호의 설명]
100 : 발전기
110 : 회전축
111 : 회전축 받침대
112 : 회전축 베어링
120 : 회전자
121 : 자석
130 : 고정자
131 : 고정자 측판a
132 : 고정자 측판b
133 : 권선코일
135 : 고정자 지지대
141 : 배선 관통구
142 : 배선
150 : 내부케이싱
151 : 내부케이싱 측판a
152 : 내부케이싱 측판b
153 : 결합기구
154 : 결합체
155 : 베어링을 장착한 내부케이싱 결합지지부재
160 : 외부케이싱

Claims (10)

  1. 외부동력에 의해 회전하는 회전축;
    상기 회전축의 외측에 자성체 및 비자성체로 구성되고 복합연성물질로 성형된 슬롯;
    상기 슬롯을 포함하고 슬롯에 권선된 코일로부터 자기장을 유도하는 고정자;
    상기 고정자의 내측에 권선된 코일과 연결되어 고정자측판b를 관통하고, 내부케이싱 측판b와 회전축받침대 사이에 형성되는 공간을 통과하며, 내부케이싱 결합지지부재의 측면 배선관통구와 외부케이싱의 통기구멍을 통해 외부로 안전하게 도출되는 배선;
    상기 회전축과 상기 회전축받침대에 결합되는 원통형 자성체의 내부케이싱; 및
    상기 회전축을 지지하기 위해 내부에 베어링이 장착되는 회전축받침대를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전기
  2. 상기 내부케이싱의 일측과 상기 회전축받침대의 일측을 결합하며 스러스트베어링을 장착하고 그 측면에 배선관통구를 갖는 내부케이싱 결합지지부재; 및
    상기 회전축에 의해 회전하는 내부케이싱 외측으로 상기 회전축받침대에 고정되는 원통형의비자성체 외부케이싱을 포함하는 것을 특징으로 하는 발전기
  3. 제1항에 있어서, 상기 내부케이싱은 일측이 결합체에 의해 회전축에 결합되고 다른 일측은 스러스트 베어링을 장착한 내부케이싱 결합지지부재에 의해 회전축받침대에 결합하여 중공원통형 자성체로 구성하고 회전하는 것을 특징으로 하는 발전기
  4. 제1항에 있어서, 상기 내부케이싱은 그 외주면에 고정자의 권선코일과 맞물리지 않도록 다수의 네모난 통기구멍을 형성하는 것을 특징으로 하는 발전기
  5. 제1항에 있어서, 상기 고정자는 내측으로 자성체 및 비자성체 복합연성물질로 슬롯을 형성하여 코일 권선과 이를 결합하는 방법
  6. 제2항에 있어서, 상기 내부케이싱 결합지지부재는 스러스트베어링을 장착하고 외측이 상기 내부케이싱과 결합하여 회전하며, 내측은 회전축받침대와 고정되게 결합하고 측면에 배선관통구를 갖는 것을 특징으로 하는 발전기
  7. 제2항에 있어서, 상기 내부케이싱 양측면의 외측으로 상기 회전축받침대에 고정되는 원통형의 비자성체 외부케이싱을 결합하는 것을 특징으로 하는 발전기
  8. 제2항에 있어서, 상기 외부케이싱은 그 측면 및 외주면에 다수의 통기구멍이 형성되는 것을 특징으로 하는 발전기
  9. 제2항에 있어서, 상기 내부케이싱(150)의 내측에는 마그네트가 부착되어 회전자(110)의 마그네트와 대칭되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 발전기
  10. 제9항에 있어서, 상기 내부케이싱(150)의 마그네트와 회전자의 마그네트는 N극과 S극이 서로 마주보도록 형성되는 것을 특징으로 하는 발전기
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