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KR102714052B1 - 자력을 이용한 발전시스템 - Google Patents

자력을 이용한 발전시스템 Download PDF

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KR102714052B1
KR102714052B1 KR1020220104553A KR20220104553A KR102714052B1 KR 102714052 B1 KR102714052 B1 KR 102714052B1 KR 1020220104553 A KR1020220104553 A KR 1020220104553A KR 20220104553 A KR20220104553 A KR 20220104553A KR 102714052 B1 KR102714052 B1 KR 102714052B1
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Abstract

본 발명은 자력을 이용한 발전시스템에 관한 것으로, 회전블레이드를 회전하도록 하는 에너지발생부와, 회전력으로 전기를 발생시키는 제1발전기 내지 제4발전기를 순차적으로 연접하여 형성하되, 제1발전기 내지 제4발전기의 영구자석을 미접촉 상태에서 상호 연동하도록 하는 전기에너지생성부, 및 상기 전기에너지생성부의 제1발전기 내지 제4발전기를 안치시키는 제1발전박스 내지 제4발전박스를 구비하되 영구자석의 상호 비접촉 상태를 유지하도록 유도하는 발전하우징부로 구성하므로, 발전기를 균일한 규격화로 형성하고 발전용량에 따라 다양한 단위로 조합하여 발전하도록 함과 동시에 수력이나 조력 또는 풍력 등 자연에너지를 변화에 따른 발전 용량을 효율적으로 조절하므로 최적의 발전 상태를 유지할 수 있도록 함과 동시에 여러 개의 규격화된 발전기를 자력을 이용하여 무접촉으로 연동하도록 하므로 문제 발생시 신속하고 원활하게 교체 및 수리할 수 있도록 하고 선택적으로 부분 발전을 수행할 수 있도록 하며 단위 조합으로 호환성을 갖도록 하므로 제품의 가격 및 운영비용 등을 현저하게 저감할 수있는 것이다,

Description

자력을 이용한 발전시스템{GENERATING SYSTEM USING MAGNETIC POWER}
본 발명은 자력을 이용한 발전시스템에 관한 것으로, 상세하게는 발전기를 균일한 규격화로 형성하여 변화에 따른 대응이 용이하도록 하는 자력을 이용한 발전시스템에 관한 것이다
일반적으로 발전기는 회전운동력을 전기 에너지로 전환해 주는 장치로서, 자석의 양극 사이에서 코일을 회전시키면 코일을 지나는 자기력선의 변화 때문에 코일에 방향이 변하면서 유도 전류가 생성되는 원리를 이용한 것으로, 자동차, 중장비를 포함하는 산업장비는 물론 지구 온난화로 인해 풍력, 수력을 이용하여 발전기를 회전시켜 전기 에너지를 생산하는 친환경 에너지 생산사업이 활발하게 이루어지고 있으나, 친환경 에너지를 이용하는 특성상 기후변화에 민감하게 반응하여 전기 에너지 생산 편차가 심각하였다.
또한, 수력이나 조력 또는 풍력에너지를 얻기 위해 다양한 조건을 감안하여 일정용량의 발전기 및 그 장치를 제작하므로 비용이 크게 상승할 뿐만 아니라 호환성이 크게 떨어져 문제 발생시 신속한 대처가 어려운 결점이 있어 결과적으로 발전효율의 향상에 한계가 있었다.
종래기술로는 실용신안등록 제20-0451776호 및 특허등록 제10-0981880 등이 있다.
따라서 본 발명의 주 목적은 발전기를 균일한 규격화로 형성하고 발전용량에 따라 병렬 또는 직렬 및 병력과 직렬의 조합 등으로 다양한 단위로 조합하여 발전하도록 함과 동시에 수력이나 조력 또는 풍력 등 자연에너지를 변화에 따른 발전 용량을 효율적으로 조절하므로 최적의 발전 상태를 유지할 수 있도록 하는 자력을 이용한 발전시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 여러 개의 규격화된 발전기를 자력을 이용하여 무접촉으로 연동하도록 하므로 문제 발생시 신속하고 원활하게 교체 및 수리할 수 있도록 함과 동시에 선택적으로 부분 발전을 수행할 수 있도록 하는 자력을 이용한 발전시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 단위 조합으로 호환성을 갖도록 하므로 제품의 가격 및 운영비용 등을 현저하게 저감함과 동시에 자연에너지의 이용한 발전 효율을 크게 향상시키도록 하고 과부하에 따른 제품의 훼손을 억제할 수 있도록 하는 자력을 이용한 발전시스템을 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 자력을 이용한 발전시스템은 회전력으로 전기를 발생시키는 제1발전기 내지 제4발전기를 순차적으로 연접하여 형성하되, 제1발전기 내지 제4발전기의 영구자석을 미접촉 상태에서 상호 연동하도록 하는 전기에너지생성부, 및 상기 전기에너지생성부의 제1발전기 내지 제4발전기를 안치시키는 제1발전박스 내지 제4발전박스를 구비하되 영구자석의 상호 비접촉 상태를 유지하도록 유도하는 발전하우징부로 구성함을 그 기술적 구성상 기본특징으로 한다.
따라서 본 발명의 자력을 이용한 발전시스템은 회전블레이드가 자연에너지에 의해 회전하면 연동하여 동력전달기어도 회전하고 따라서 동력전달기어에 치차 결합 상태의 메인발전기어도 회전하므로 초기 기동이 원활함과 동시에 제1발전기의 회전자도 회전하고, 이때 인접한 제2발전기의 회전자도 영구자석의 자력으로 연동하여 회전하며 연이어 제3발전기의 회전자와 제4발전기의 회전자도 회전하여 전기를 생성시키는 것인 바, 비접촉 상태에서도 원활하고 정확하게 전기를 생성시킬 수 있을 뿐만 아니라 발전기를 용량에 따라 주문 생산할 필요없이 규격화시킨 일정용량의 발전기를 병렬이나 직렬 또는 이들의 혼합으로 연접하여 주문자의 원하는 용량을 충족시킬 수 있을 뿐만 아니라 문제 발생시 신속하게 교체함과 동시에 문제부분에 제일 마지막 발전기를 분리하여 투입하여 부분적으로 전기를 즉시 생성할 수 있어 발전 효율을 획기적으로 개선할 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 자력을 이용한 발전시스템 전체를 나타낸 사시도.
도 2 는 본 발명에 따른 자력을 이용한 발전시스템 전체를 나타낸 정면도.
도 3 은 본 발명에 따른 자력을 이용한 발전시스템 전체를 나타낸 측면도.
도 4 는 본 발명에 따른 자력을 이용한 발전시스템 전체를 나타낸 평면도.
도 5 는 본 발명에 따른 자력을 이용한 발전시스템의 발전기를 나타낸 정면도.
도 6 은 본 발명에 따른 자력을 이용한 발전시스템의 발전기를 나타낸 단면도.
도 7 은 본 발명에 따른 자력을 이용한 발전시스템의 발전기를 나타낸 사시도.
이하, 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 7 에 나타낸 바와 같이 본 발명의 자력을 이용한 발전시스템(100)은 회전블레이드(111)를 구비하여 자연에너지에 의해 회전블레이드(111)를 회전하도록 하는 에너지발생부(110)와; 상기 에너지발생부(110)에서 인가하는 회전력으로 전기를 발생시키는 제1발전기(121) 제2발전기(122) 제3발전기(123) 제4발전기(124)를 순차적으로 연접하도록 형성하고 제1발전기(121) 제2발전기(122) 제3발전기(123) 제4발전기(124)의 고정자(129)를 중앙에 형성하고 고정자(129)의 외주연에 영구자석(128)을 구비한 드럼형상의 회전자(126)를 형성하여 제1발전기(121) 제2발전기(122) 제3발전기(123) 제4발전기(124) 각각의 영구자석(128) 자력에 의해 미접촉 상태에서 상호 연동하도록 하는 전기에너지생성부(120); 및 상기 전기에너지생성부(120)의 제1발전기(121) 제2발전기(122) 제3발전기(123) 제4발전기(124)를 순차적으로 안치시키는 제1발전박스(131) 제2발전박스(132) 제3발전박스(133) 제4발전박스(134)를 구비하되 연접면을 개구하여 회전자(126)의 영구자석(128)을 상호 비접촉 상태로 유지시키는 발전하우징부(130)로 구성한다.
상기 에너지발생부(110)는 수중에 회전블레이드(111)를 설치하여 유속에 따라 회전블레이드(111)가 회전하도록 형성하되 회전블레이드(111)의 회전축에 수직으로 연결바 등의 동력전달부재(112)를 베벨기어 등의 연결부재(113)로 연결하여 연동하도록 함이 바람직하다.
여기서 동력전달부재(112)의 상단은 수면 상부로 노출하도록 하되 베벨기어 등의 연결부재(113)를 이용하여 측방으로 동력전달기어(114)를 결합하여 회전블레이드(111)의 회전으로 동력전달기어(114)도 연동하여 회전하도록 한다.
상기 전기에너지생성부(120)는 제1발전기(121) 제2발전기(122) 제3발전기(123) 제4발전기(124)의 각각에 회전자(126)와 고정자(129)를 형성하되 중앙에 고정자(129)를 형성하고 고정자(129)의 외주연에 드럼 형상의 회전자(126)를 형성하여 회전자(126)의 내부에 수용하도록 함과 동시에 고정자(129)의 외부에서 회전자(126)를 회전하여 전기에너지를 생성할 수 있도록 한다.
여기서 고정자(129)는 고정축(129a)의 길이 방향으로 코일을 권선하는 코일편(129b)를 세워 방사선상으로 다수개 형성하도록 하고, 드럼 형상의 회전자(126)는 내주연에 고정자(129)를 수용하되 좌우에 원형플레이트(127a)를 형성한 회전프레임(127)을 형성한다.
아울러 회전프레임(127)의 원형플레이트(127a) 사이에 영구자석(128)를 회전축(126a)과 평행하게 결합하되 영구자석(128)은 동일한 가우스(gauss)로 형성하여 등간격으로 일정하게 결합하고 S극과 N극을 번갈아 교호로 형성한 것으로, 영구자석(128)과 인접하는 발전기의 영구자석(128)을 상호 길게 최대의 면적으로 대응하도록 하므로 강한 자력으로 상호 원활하고 효율적으로 연동하여 회전할 수 있도록 한다.
여기서 제1발전기(121)의 회전자(126) 회전축(126a)에 메인발전기어(125)를 키 결합하여 연동하도록 하고 메인발전기어(125)를 회전블레이드(111)에 연동하는 동력전달기어(114)에 치차 결합하여 상호 연동하도록 함이 바람직하다.
또한, 제1발전기(121) 제2발전기(122) 제3발전기(123) 제4발전기(124)의 회전자(126) 회전축(126a)은 고정자(129)의 고정축(129a) 외주연에 관체로 형성하여 회전에 따른 상호 간섭을 방지하도록 함이 바람직하다.
더욱이, 제1발전기(121)에 제2발전기(122) 제3발전기(123) 제4발전기(124)를 연접시키므로 회전자(126)에 결합시킨 영구자석(128)은 미접촉 상태에서 자력의 상호 작용에 의해 연동하여 동시에 회전할 수 있도록 하는 것이다.
상기 발전하우징부(130)는 제1발전기(121) 제2발전기(122) 제3발전기(123) 제4발전기(124)를 순차적으로 안치시키는 제1발전박스(131) 제2발전박스(132) 제3발전박스(133) 제4발전박스(134)를 형성하여 정밀하게 위치에 안치시킬 수 있도록 함과 동시 고장 등 문제발생시 별도의 기계적 분리 결합 없이 누구나 간편하고 정확하게 규격화시킨 발전기를 교체할 수 있도록 유도한다.
여기서 제1발전박스(131) 제2발전박스(132) 제3발전박스(133) 제4발전박스(134)는 연접면을 개구하여 영구자석(128)의 자력을 상호 원활하게 인가할 수 있도록 함과 동시에 상부에 개폐판(135)을 결합하여 제1발전기(121) 제2발전기(122) 제3발전기(123) 제4발전기(124)를 정확하게 안치시킴과 동시에 보호하도록 함이 바람직하다.
따라서 각각의 회전자(126)에 결합시킨 영구자석(128)은 상호 정확한 간격을 유지하는 비접촉 상태를 세팅하므로 근접하는 영구자석(128) 끼리 상호 자력을 정확하게 얻을 수 있도록 하여 원활하고 효율적으로 회전할 수 있도록 유도한다.
이러한 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 회전블레이드가 수력 등에 의해 회전하면 동력전달부재(112)를 통해 동력전달기어(114)도 회전하고 동력전달기어(114)에 치차 결합 상태의 메인발전기어(125)도 회전하므로 정확하고 원활하게 초기동할 수 있도록 한다.
따라서 제1발전기(121)의 회전축 회전으로 고정자(129)의 외주연에 위치한 영구자석(128)을 구비한 회전자(126)도 회전하므로 유도기전력이 발생하여 전기를 생성하도록 하는 것이다.
이와 동시에 제1발전기(121)의 회전자(126)의 회전으로 인접한 제2발전기(122)의 회전자(126)도 영구자석(128)의 자력에 의해 연동하여 회전하고 연이어 제3발전기(123)의 회전자(126)와 제4발전기(124)의 회전자(126)도 회전하여 상기와 같이 전기를 생성시키는 것이다.
이를 상세하게 설명하면, 최초 영구자석(128)의 S극과 N극이 상호 최근접 상태에서 자력을 사로 당기는 상태를 메인발전기어(125)의 회전으로 서서히 벗어나고 고 다시 최근접으로 접근하는 영구자석(128) 끼리 상호 자력으로 인하여 당겨지므로 제1발전기(121)의 회전자(126)가 회전하면 제2발전기(122)와 제3발전기(123) 및 제4발전기(124)의 회전자(126)들도 연동하여 회전하는 것이다.
따라서 별도의 기계적 연결 구조 등이 없는 비접촉 상태에서도 원활하고 정확하게 전기를 생성시킬 수 있는 것이다.
더욱이, 발전기를 용량에 따라 주문 생산할 필요없이 규격화시킨 일정용량의 발전기를 병렬이나 직렬 또는 이들의 혼합으로 연접하여 주문자의 원하는 용량을 충족시킬 수 있을 뿐만 아니라 문제 발생시 신속하게 교체함과 동시에 문제부분에 제일 마지막 발전기를 분리하여 무제 발전기 위치에 투입하여 부분적으로 전기를 즉시 생성할 수 있어 발전 효율을 획기적으로 개선할 수 있는 것이다.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것이고, 명세서에 게시된 실시 예는 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정과 변형 또는 단계의 치환 등이 가능할 것이다. 그러므로 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되고, 그와 균등한 범위 내에 있는 기술적 사항도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 발전시스템 110 : 에너지발생부
111 : 회전블레이드 112 : 동력전달부재
113 : 동력연결부재 114 : 동력전달기어
120 : 발전부 121 : 제1발전기
122 : 제2발전기 123 : 제3발전기
124 : 제4발전기 125 : 메인발전기어
126 : 회전자 126a : 회전축
127 : 회전프레임 127a : 원형플레이트
128 : 영구자석 129 : 고정자
129a : 고정축 129b : 코일편
130 : 발전하우징부 131 : 제1발전박스
132 : 제2발전박스 133 : 제3발전박스
134 : 제4발전박스 135 : 개폐판

Claims (5)

  1. 회전블레이드(111)를 구비하여 자연에너지에 의해 회전블레이드(111)를 회전하도록 하는 에너지발생부(110)와;
    상기 에너지발생부(110)에서 인가하는 회전력으로 전기를 발생시키는 제1발전기(121) 제2발전기(122) 제3발전기(123) 제4발전기(124)를 순차적으로 연접하도록 형성하고 제1발전기(121) 제2발전기(122) 제3발전기(123) 제4발전기(124)의 고정자(129)를 중앙에 형성하고 고정자(129)의 외주연에 영구자석(128)을 구비한 드럼형상의 회전자(126)를 형성하여 제1발전기(121) 제2발전기(122) 제3발전기(123) 제4발전기(124) 각각의 영구자석(128) 자력에 의해 미접촉 상태에서 상호 연동하도록 하는 전기에너지생성부(120); 및
    상기 전기에너지생성부(120)의 제1발전기(121) 제2발전기(122) 제3발전기(123) 제4발전기(124)를 순차적으로 안치시키는 제1발전박스(131) 제2발전박스(132) 제3발전박스(133) 제4발전박스(134)를 구비하되 연접면을 개구하고 회전자(126)의 영구자석(128)을 상호 비접촉 상태로 유지하도록 유도하는 발전하우징부(130)로 구성하되,
    상기 전기에너지생성부(120)는 고정자(129)의 고정축(129a)에 길이 방향으로 코일을 권선하는 코일편(129b)를 세워 방사선상으로 다수개 형성하도록 하고, 드럼 형상의 회전자(126)는 내주연에 고정자(129)를 수용하며 좌우에 원형플레이트(127a)를 형성한 회전프레임(127)을 형성하되, 상기 회전프레임(127)은 원형플레이트(127a) 사이에 영구자석(128)를 회전축(126a)과 평행하게 결합하고, 영구자석(128)은 동일한 가우스(gauss)로 형성하여 등간격으로 일정하게 결합하며 S극과 N극을 번갈아 교호로 형성하되 영구자석(128)과 인접하는 발전기의 영구자석(128)을 상호 길이방향으로 대응하도록 구성하고,
    상기 제1발전기(121)의 회전자(126) 회전축(126a)에 메인발전기어(125)를 키 결합하고 메인발전기어(125)를 회전블레이드(111)에 연동하는 동력전달기어(114)에 치차 결합하여 상호 연동하도록 하되, 제1발전기(121) 제2발전기(122) 제3발전기(123) 제4발전기(124)의 회전자(126) 회전축(126a)은 고정자(129)의 고정축(129a)의 외주연에 관체로 형성하여 구성한 것을 특징을 하는 자력을 이용한 발전시스템.
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