KR102053719B1

KR102053719B1 - 복합 발전기

Info

Publication number: KR102053719B1
Application number: KR1020180094423A
Authority: KR
Inventors: 김선화; 강경숙; 김하늘
Original assignee: 김하늘
Priority date: 2018-08-13
Filing date: 2018-08-13
Publication date: 2019-12-09
Anticipated expiration: 2038-08-13

Abstract

본 발명은 복수의 회전체를 다층 결합하고 유성기어장치를 축 결합하여 증가된 회전력과 전기에너지를 동시에 생성할 수 있는 복합 발전기에 관한 것으로, 제1커버(34)와 제2커버(25)가 좌우측에 각각 고정 결합되는 제1원통부재(11) 중심에 회전축(4)이 관통 결합되고 외주면에 복수의 제1마그네트(12)가 장착된 제1회전체(10); 내측이 관통된 제2원통부재(21) 내측면에 복수의 제2마그네트(22)가 장착되고, 상기 제1회전체(10)와 일정 간격을 두고 이격 설치된 제1고정체(20); 상기 제1고정체(20) 외주면에 고정 설치된 발전용 권선코일부(32); 내측이 관통되고 제3커버(44)와 제4커버(45)가 좌우측에 각각 고정 결합된 제4원통부재(41) 내측면에 복수의 제3마그네트(42)가 장착되고, 상기 발전용 권선코일부(32)와 일정 간격을 두고 이격 설치된 제2회전체(40); 일측이 상기 제1회전체(10)의 회전축(4)과 결합되고, 타측이 제1커버(34)를 관통하여 돌출되며 단부에 스플라인기어(51)가 형성된 증속축(50); 상기 증속축(50)의 스플라인기어(51)와 복수의 유성기어(62)가 기어 결합되어 증속되는 회전력을 발생시키는 유성기어장치(60); 상기 제4커버(45)를 관통하여 돌출된 회전축(4)이 동력축(71)과 축 결합되고, 외부에서 인가된 전원으로 회전력을 발생하는 전동기(70)를 포함하여 이루어진 것이다. 본 발명의 복합 발전기는 복수 단으로 결합 설치하여 마그네트와 발전용 권선코일로부터 전기에너지를 생산할 수 있고, 마그네트와 마그네트의 인력 및 척력에 의한 증속된 회전에너지와 유성기어장치의 기어비에 의한 증가된 회전에너지를 발생하여 전동기의 동력축에 전달되어 컴프레서 등의 2차 기기의 다양하게 활용할 수 있도록 구현한 것이다.

Description

복합 발전기{Complex Generator}

본 발명은 복합 발전기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수의 회전체를 다층 결합하고 유성기어장치를 축 결합하여 증가된 회전력과 전기에너지를 동시에 생성할 수 있는 복합 발전기에 관한 것이다.

일반적으로 발전기(Generator)는 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 기기이다. 회전운동이나 직선운동에 의한 전자기유도작용으로 기전력을 발생시키는 것으로, 기계의 대소 또는 직류나 교류 발전기 등에 모두 공통된 원리에 기초를 두고 있다.

기전력의 크기는 자기장의 세기와 도체의 길이 및 자기장과 도체의 상대적 속도에 비례하며, 기전력의 방향은 플레밍의 오른손 법칙에 의해 알 수 있다. 발전기를 구성하는 데는 자기장을 만들기 위한 강력한 자석과 기전력을 발생시키는 도체가 필요한데, 이 둘 중 어느 하나가 작용할 수 있도록 되어 있어야 한다. 실제로 사용되는 발전기에는 회전계자형과 회전전기자형이 있다. 회전계자형은 도체가 정지하고 자기장이 회전하는 발전기이고, 회전전기자형은 이와 반대의 것이다. 매우 작은 발전기에는 영구자석이 사용되는 례가 있으나, 일반적으로는 철심에 계자코일을 감고 이것에 직류를 흐르게 하는 전자석이 사용된다. 이 경우에는 전류를 가감하면 자석의 세기도 가감할 수 있으므로 기전력의 크기를 자유로이 바꿀 수 있다. 강한 자석을 사용하여 회전속도를 높여도, 한 개의 도체에 발생하는 기전력은 수 십 V가 한계이므로, 발전기 내에 많은 도체를 넣어두고, 각 도체에 발생하는 기전력이 직렬로 가산되도록 연결하면 수백~수천 V를 얻을 수 있다.

발전기는 교류전원을 얻는 교류발전기와 직류전원을 얻는 직류발전기가 있다. 교류발전기는 회전계자형이 많고, 이 경우 고정된 쪽에는 철심에 슬롯을 여러 개 만들고, 그 슬롯 속에 도체를 넣는다. 자극이 회전할 경우, 자극 N 및 S가 통과할 때마다 교류의 양과 음의 변화를 1회 완료한다. 즉 자극이 매초 1회의 속도로 회전할 때는 도체에 얻어지는 기전력의 주파수는 1 Hz이다. 그러나 회전자의 자극 수를 4극, 6극,… 으로 증가시켰을 경우를 생각하면, 1회전 할 때마다 기전력의 변화는 2회, 3회,… 완료한다. 일반적으로 극수p인 회전자를 매초 n 회전시킬 때 얻어지는 교류의 주파수는 f=pn/2라는 관계가 된다. 한국에서의 전력용 교류의 주파수는 60 Hz이기 때문에, 2극 발전기를 사용할 경우에는 매초 60회전의 속도로 회전자를 돌리지 않으면 안 된다. 발전기의 회전속도에는 원동기 측으로부터 요청되는 수치가 있는데, 증기터빈에 의할 때는 고속도로 하는 편이 증기를 효과적으로 사용할 수 있고, 수차에 의할 때는 저속도로 하는 편이 수차의 효율이 좋다. 터빈 발전기에서는 보통 극수를 2로 하여 고속도(매분 3,000 또는 3,600회전)로 운전하고, 수차 발전기에서는 매분 수백 회전으로, 특히 저 낙차일 경우는 매분 200회전 이하의 저속도로 할 때도 있다. 보통의 교류발전기는 3상 교류를 얻을 수 있게 되어 있다. 이 경우에는 고정자의 도선 전체를 셋으로 나누고, 그것을 2극분의 고정자 내주 길이의 1/3씩 옮겨서 배치해 둔다.

3상 교류발전기는 계자코일을 회전시키는 것으로 여기에 직류를 흐르게 하여 단자를 축에 장치한 슬립링(slip ring)에 연결하고, 링 위에 장치한 브러시에 직류전원을 연결한다. 직류전원에 직류발전기를 연결한 것을 여자기라 한다. 또한, 계자권선과 정류기 및 정류기용 3상 전원 모두를 회전자 쪽에 수용하는 방식이 있다. 이것을 브러시 없는 교류발전기 즉 브러시리스 교류발전기라고 하는데, 슬립링이나 브러시가 없기 때문에 브러시가 마모된다거나 교환할 필요가 없어 보수하기가 쉽다. 이 경우에는 계자코일의 전류를 조절하려면 3상발전기 쪽의 작은 계자코일의 전류를 조절한다. 3상 교류발전기는 용량이 큰 것이 많고, 큰 전력계통의 전력공급원으로 되어 있다. 용량이란 3상의 각 권선에 발생할 수 있는 전압과 흘릴 수 있는 전류의 곱의 3배이며, 볼트암페어(VA)라는 단위로 나타낸다. 최대급의 용량은 터빈 발전기에서는 수십만 kVA이고, 수차발전기의 경우는 십여만 kVA이다. 이와 같이 발전기가 크면 치수와 무게도 커지기 때문에, 전기적으로나 기계적으로 최고급에 속하는 기술에 의하지 않으면 만들 수 없다. 그리고 직류발전기는 대부분 회전전기자형이 적용된다. 이는 회전자를 어떤 방향으로 회전시키면 회전자에 수용된 도체에 발생하는 기전력이 교류되므로, 이것을 직류로 바꾸는 동작을 시킬 필요가 있기 때문이다. 직류발전기의 극수는 2극 외에 4극이나 6극과 같은 다극으로도 할 수 있다. 직류발전기의 회전 부분의 각 코일에 발생한 기전력이 정류자와 브러시를 통해서 직류로서 나오게 된다. 고정측의 계자 코일에 직류를 보내는 방식에는 다른 직류전원, 예를 들면 전지나 그 밖의 직류발전기 등을 사용하는 타려식과, 자체에서 생긴 직류전압을 사용하는 자려식이 있다. 자려식은 전원을 준비하지 않아도 되는 간편성이 있기 때문에 널리 사용되고 있다. 자려식에는 계자저항이라고 하는 가감저항이 사용되는데, 이 저항에 의해 여자전류를 가감하여 발전기단자의 전압을 바꾼다. 직류발전기의 특수한 것으로는 단극발전기가 있다. 이 발전기는 회전 부분에 도체 원통을 두고, 고정측의 자극에 의한 자기장이 축의 중심 방향으로 향하게 한 것으로서 도체 원통의 전후단에 나타나는 직류전압을 그대로 끌어내는 것이어서 정류할 필요는 없지만, 최고 30V 안팎으로 얻을 수 없다. 그러나 전류는 10만A를 넘는 큰 용량의 것도 있다.

또한, 전동기(Electric Motor)는 전류가 흐르는 도체가 자기장 속에서 받는 힘을 이용하여 전기에너지를 역학적 에너지로 바꾸는 장치이다. 일반적으로 모터(Motor)를 말한다. 전원의 종류에 따라 직류전동기와 교류전동기로 분류되며, 교류전동기는 다시 3상 교류용과 단상 교류용으로 구분된다. 통상 3상 교류용 전동기를 주로 사용한다. 전동기는 전류가 자기장 속에서 받는 힘을 이용하여 전기에너지를 기계적인 일로 바꾸는 장치이다. 대부분의 전동기는 회전운동의 동력을 만들지만 직선운동을 생산하기도 한다. 발전기는 전동기와 반대되는 장치로서 역학적 에너지를 이용하여 전기를 생산한다. 전동기와 발전기는 서로의 역할을 바꿔 대신할 수 있다. 직류전동기와 교류전동기 모두 동일한 원리로 동작한다. 전류가 흐르는 도체를 자기장 속에 놓으면 자기장의 방향에 수직한 방향으로 전자기적인 힘(로렌츠 힘)이 발생한다. 전동기 내부에 자석을 놓아 자기장을 만들고, 축에 연결된 도선에 전류를 흘리면 전자력이 발생하여 플레밍의 왼손법칙에 의해 회전하게 되어 동력을 창출한다. 도선에 작용하는 전자기력은 자기장의 세기, 전류의 세기 그리고 도선의 길이에 비례한다.

유도전동기는 회전 가능한 도체 원판 위에서 자석을 회전시켜 원판을 회전시킨다. 단상 유도전동기는 외부 자석을 회전시킴에 따른 도체 원통의 회전으로 동력을 만들며, 3상 유도전동기는 금속원통 회전자 주위에 세 가지 상의 전원을 인가하여 회전자기장을 만들어 회전자를 회전시키는 방법으로 동력을 만든다. 3상 동기전동기는 3상 권선을 해 놓은 고정자의 안쪽에 자극으로 되어 있는 회전자를 위치시켜 회전자를 회전시킨다. 직류전동기는 내부의 전기자가 180도 회전할 때마다 방향을 바꾸는 방법에 따라 브러시를 사용한 브러시부착 전동기와 전자 스위칭 기술을 이용한 브러시리스(Brushless) 전동기로 구분된다. 다시 브러시부착 전동기는 여자방식에 따라 타려식, 분권식, 복권식, 직권식으로 나뉜다. 직류전동기는 속도, 토크 및 회전방향의 제어가 용이한 장점이 있다. 그러나 정류기가 필요하고, 정류 문제나 기계적인 강도상의 문제로 고속화에 제한이 있으며, 브러시부착 전동기는 정기적인 보수 점검이 필요하다는 단점이 있다. 소형 직류전동기는 대개 12V 내외의 저전압에서 작동한다. 직류전동기는 속도제어가 쉬워 전철, 엘리베이터, 압연기 등과 같이 속도 조정이 필요한 경우 널리 사용된다. 교류전동기는 3상 교류용과 단상 교류용으로 구분되며 각각에 유도전동기와 동기전동기가 있다. 유도전동기는 전원에 바로 연결이 가능하고 구조가 간단하며 튼튼한데 비해 염가이고 취급이 쉬워 세계적으로 가장 많이 사용되고 있다. 동기전동기는 정확히 일정한 속도로 회전하며 역률조정이 쉬워 컨베이어벨트용 전동기, 소형시계나 타이밍 모터에 사용된다. 3상 교류용은 대략 1KW이상부터 수천KW까지, 그리고 드물게는 1만KW를 넘는 대형기가 있으며, 단상교류용은 수백W이하의 소형기에 사용된다. 전동기의 대부분은 발전기로도 사용할 수 있다.

또한, 전동발전기(Motor Generator)는 전동기와 발전기를 직결 또는 벨트나 기어를 사이에 넣어 결합한 전원장치이다. 전동발전기는 전력을 변성, 변환 또는 변류하려는 목적으로 사용된다. 대개의 경우 전동기는 유도전동기, 발전기는 직류발전기인데 동기전동기와 동기발전기, 동기전동기와 직류발전기가 결합된 것도 있다. 전동발전기는 전동기와 발전기가 같은 받침대 위에 설치되어 양자가 직결된다. 또, 전용의 조작반을 설치할 때가 많고 여기에 전동기의 주스위치, 전류계, 과전류일 때에 개로하는 차단기나 퓨즈, 발전기 쪽의 전압계, 전류계, 전압 조정장치 등이 장착되어 있다. 또한 전동기 시동시의 전류를 감소시키기 위해 시동할 때만 전압을 내려 전동기에 가하기 위한 변환스위치 등을 설치할 때도 있다.

이와 같이 종래에 발전기와 전동기는 각각의 기능을 수행하는 발전기와 전동기를 결합하여 사용되는데, 별도의 발전기와 전동기를 구비하여야 하고, 전용의 조작반이나 부가장치 등을 장착하여야 하는 등의 문제점이 있었다.

특허문헌 1은 다수의 유성기어장치를 연속적으로 배치하여 입력축으로 입력된 동력을 출력축으로 출력하는 과정에서 전달하중을 최소로 분산하고 마찰손실을 감소시켜 저소음, 고효율을 구현하는 다단계 유성기어장치를 이용한 기어박스와 그를 이용한 발전 시스템이 개시되어 있다.

특허문헌 2는 고정축을 중심으로 다단으로 배치된 계철과 전기자 철심을 구비하고, 생산단가를 낮추기 위하여 계철 및 모터 하우징의 회전디스크가 일체로 형성되며 브레이크디스크가 하우징에 직접 체결될 수 있는 모터로서, 모터의 크기를 작게 하여도 출력을 높일 수 있는 모터를 사용한 구동장치가 개시되어 있다.

특허문헌 3은 적층규소강판을 적용한 스테이터에 대응하는 로터의 회전시에 나타나는 코깅(Cogging)현상을 제거하고, 로터와 스테이터가 서로 반대방향으로 회전함과 동시에 스테이터를 다단으로 만들어 에나멜선량을 늘여 발전량을 높일 수 있도록 하는 코어리스 다단계 양방향 발전기가 개시되어 있다.

특허문헌 4는 입력되는 회전력을 증대하여 출력하는 장치에 의해 발전기가 발전되도록 하여 에너지 증대장치에 의한 자력 발전장치가 개시되어 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2005-0116877호(2005.12.13. 공개) 대한민국 공개특허공보 제10-2009-0109248호(2009.10.20. 공개) 대한민국 등록특허공보 제10-0947352호(2010.03.15. 공고) 대한민국 공개특허공보 제10-1997-0031184호(1997.06.26. 공개)

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 복수의 회전체를 다층 결합하여 전기에너지를 생성하고 유성기어장치와 전동기를 축 결합하여 증가된 회전력을 출력하기 위한 것이 목적이다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 내측이 관통된 제1원통부재 중심에 회전축이 관통 결합되고 외주면에 일정 간격으로 복수의 제1마그네트가 장착된 제1회전체; 내측이 관통된 제2원통부재 내주면에 일정 간격으로 복수의 제2마그네트가 장착되되, 상기 제1회전체와 일정 간격을 두고 이격 설치된 제1고정체; 제1커버가 고정 결합되는 제3원통부재 내주면에 상기 제1고정체가 고정 결합되고, 상기 제3원통부재 외주면에 발전용 권선코일부가 고정 결합된 제2고정체; 제2커버가 고정 결합되는 제4원통부재 내주면에 일정 간격으로 복수의 제3마그네트가 장착되되, 상기 발전용 권선코일부와 일정 간격을 두고 이격 설치된 제2회전체; 일측이 상기 제1회전체에 관통 결합된 회전축과 축 결합되고, 타측이 제1커버를 관통하여 돌출되며 단부에 스플라인기어가 형성된 증속축; 상기 증속축의 스플라인기어와 복수의 유성기어가 기어 결합되어 증속된 회전력을 발생시키는 유성기어장치; 상기 제2회전체를 관통하여 돌출된 회전축에 동력축이 축 결합되고, 외부에서 인가된 전원으로 회전력을 발생하는 전동기를 포함하여 이루어진 복합 발전기를 제공한 것이 특징이다.

또한, 본 발명에서, 상기 유성기어장치는 증속축의 스플라인기어에 각각 기어 결합되는 복수의 유성기어와, 상기 유성기어 외측으로 유성기어와 기어 결합되는 링기어, 및 상기 복수의 유성기어를 축 지지하는 캐리어를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에서, 상기 발전용 권선코일부에 전력출력선이 연결되고, 상기 전동기에 전력입력선이 연결될 수 있다.

또한, 본 발명에서, 상기 제2회전체 외주에 일정 간격을 두고 케이스 및 덮개가 설치될 수 있다.

또한, 본 발명에서, 상기 제1마그네트와 제2마그네트는 제1원통부재와 제2원통부재 표면에 일정 각도로 경사지게 배열될 수 있다.

또한, 본 발명에서, 표면에 편심축이 돌출 구성되고, 상기 전동기로부터 돌출된 동력축에 원판회전체가 축 결합될 수 있다.

본 발명에 따르면, 복합 발전기는 복수 단으로 결합 설치한 마그네트의 자기력에 의한 발전용 권선코일의 유도기전력으로 전기에너지를 생산하고, 유성기어장치의 기어비에 의한 증가된 회전력을 전동기의 동력축을 통해 컴프레서 등의 2차 기기들로 전달하여 다양한 활용을 도모한 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 실시 예로, 복합 발전기를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 복합 발전기를 나타낸 분리사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 복합 발전기를 나타낸 분리단면도이다.

이하, 본 발명에 따른 복합 발전기에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1에서, 복합 발전기(1)는 외부에서 전달된 회전에너지로 교류전원의 전기에너지를 생성함과 더불어 증가된 회전력을 생성하는 것이다.

도 2 내지 도 3에서, 복합 발전기(1)는 대략 원통형으로 케이스(2) 내에 제1회전체(10), 제1고정체(20), 제2고정체(30) 및 제2회전체(40)가 내측에서 외측으로 순차 적층되어 축 결합된다. 그리고 제1회전체(10)에 축 결합된 회전축(4)에는 유성기어장치(60)가 결합된다. 이렇게 결합된 복합 발전기(1) 외측으로는 케이스(2)와 덮개(3)로 결합된다.

제1회전체(10)는 제1원통부재(11) 중심에 회전축(4)이 관통 결합되고 외주면에 일정 간격으로 형성된 복수의 제1결합홈(13)에 제1마그네트(12)가 각각 장착된다. 즉, 제1회전체(10)는 대략 원통형이고 중심에 회전축(4)이 결합된다. 그리고 제1회전체(10)의 제1원통부재(11) 외주면에는 복수의 제1마그네트(12)가 일정 간격 및 각도로 장착된다. 제1마그네트(12)는 제1회전체(10)의 수평면 또는 수직면에 일정 각도로 경사지게 장착될 수 있다.

제1고정체(20)는 제1회전체(10) 외주면과 일정 간격을 두고 이격 설치된다. 제1고정체(20)는 내측이 관통된 제2원통부재(21) 내주면에 일정 간격으로 형성된 복수의 제2결합홈(23)에 제2마그네트(22)가 각각 장착된다. 제1회전체(10)의 제1마그네트(12)와 제1고정체(20)의 제2마그네트(22)는 각각 대응하는 극성에 의한 자기장으로 인력과 척력이 작용한다. 제2마그네트(22)는 제1고정체(20)의 수평면 또는 수직면에 일정 각도로 경사지게 장착될 수 있다.

제2고정체(30)는 내부에 공간부가 형성된 제3원통부재(31)로 구성되고, 제3원통부재(31) 내주면에 제1고정체(20)가 고정 결합된다. 그리고 제3원통부재(31) 외주면에 발전용 권선코일부(32)가 고정 결합된다. 제3원통부재(31) 중심으로 회전축(4)이 관통된다. 제2고정체(30)는 일측으로 제1커버(34)가 고정 결합된다. 발전용 권선코일부(32)는 제2고정체(30)의 제3원통부재(31) 외주면에 설치된다. 발전용 권선코일부(32)는 대응하는 제2회전체(40) 내측면에 이격되어 일정 간격으로 설치된 제3마그네트(42)의 자기장에 의한 유도기전력으로 전기에너지를 생성한다. 발전용 권선코일부(32)에는 전력출력선(33)이 연결된다.

제2회전체(40)는 내부에 공간부가 형성된 제4원통부재(41)로 구성되고, 제4원통부재(41) 내주면에 일정 간격으로 형성된 복수의 제3결합홈(43)에 제3마그네트(42)가 각각 장착된다. 제2회전체(40)는 발전용 권선코일부(32)와 일정 간격을 두고 이격 설치된다. 제3마그네트(42)는 제2회전체(40)의 수평면 또는 수직면에 대하여 일정 각도로 경사지게 장착될 수 있다. 제4원통부재(41) 중심으로 회전축(4)이 관통된다. 제2회전체(40) 일측으로 제2커버(44)가 고정 결합된다.

증속축(50)은 일측이 제1회전체(10)의 회전축(4)과 축 결합된다. 증속축(50)은 타측이 제1커버(34)를 관통하여 돌출되고, 단부에 스플라인기어(51)가 형성된다. 증속축(50)은 제1회전체(10) 단부에 형성된 고정홈(14)에 고정돌기(52)가 삽입되어 고정 결합된다.

유성기어장치(60)는 증속축(50)의 스플라인기어(51)에 각각 기어 결합되는 복수의 유성기어(62)와, 상기 유성기어(62) 외측으로 유성기어(62)와 기어 결합되는 링기어(63), 및 상기 복수의 유성기어(62)를 축 지지하는 캐리어(61)를 포함한다. 즉, 유성기어장치(60)는 캐리어(61)에 복수의 유성기어(62)가 축 결합되고, 유성기어(62) 외측으로 링기어(63)가 결합된다. 더욱이 유성기어(62)들은 증속축(50)의 스플라인기어(51)와 기어 결합된다. 유성기어장치(60)는 증속축(50)의 스플라인기어(51)와 유성기어(62), 그리고 링기어(63)의 기어 결합에 의하여 증속축(50)의 회전력을 증대시키고, 증속축(50)의 증대된 회전력은 회전축(4)에 전달된다.

전동기(70)는 외부에서 인가된 전원에 의하여 회전력을 발생하는 것이다. 전동기(70)는 제2커버(44)를 관통하여 돌출된 회전축(4)에 동력축(71)이 축 결합된다. 전동기(70)에는 전력입력선(72)이 연결된다.

또한, 전동기(70)로부터 돌출된 동력축(71)에는 원판회전체(80)가 축 결합된다. 원판회전체(80) 표면에는 편심축(81)이 돌출 형성된다.

또한, 제2원통부재(21)와 회전축(4) 사이에 제1볼베어링(5)이 결합되어 축 지지되고, 제3원통부재(31)와 회전축(4) 사이에 제2볼베어링(6)이 결합되어 축 지지된다.

이와 같이 이루어진 본 발명에 따른 복합 발전기의 작용을 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다.

먼저, 회전에너지를 발생하는 전동기(70)의 전력입력선(72)에 전원이 인가되면, 전동기(70)의 동력축(71)이 회전한다. 동력축(71)의 회전으로 동력축(71)과 축 결합된 복합 발전기(1)의 회전축(4)이 회전된다. 회전축(4)이 회전되면 회전축(4)의 제1원통부재(11)도 회전된다. 제1원통부재(11) 외주면에 일정 간격으로 장착된 제1마그네트(12)는 대응하는 제1고정체(20)의 제2원통부재(21) 내주면에 일정 간격으로 장착된 제2마그네트(22)와 자기장에 의한 인력과 척력에 의하여 제1원통부재(11)도 회전된다.

또한, 회전축(4)의 회전으로 회전축(4) 단부에 고정 결합된 증속축(50)도 회전된다. 단부에 스플라인기어(51)가 형성된 증속축(50)은 제1커버(34)를 관통하여 유성기어장치(60)의 캐리어(61)에 축 결합된 복수의 유성기어(62)와 기어 결합된다. 더욱이 증속축(50)과 유성기어(62)의 기어비에 의하여 증속축(50)은 가속되는 회전력을 발휘하게 된다. 이때, 유성기어(62)는 기어 결합된 링기어(63) 내측에서 회전하게 된다.

증속축(50)의 회전력은 접촉된 제2회전체(40)의 제2커버(44)를 회전시켜 제4원통부재(41)가 회전된다. 제4원통부재(41)가 회전되면, 제4원통부재(41) 내주면에 고정 결합된 복수의 제3마그네트(42)의 자기장이 제2고정체(30)의 제3원통부재(31) 외주면에 고정 결합된 발전용 권선코일부(32)의 유도기전력을 발생시킨다. 따라서 발전용 권선코일부(32)는 전력출력선(33)으로 전기에너지를 출력한다.

또한, 제1원통부재(11)의 제1마그네트(12)와 제2원통부재(21)의 제2마그네트(22)의 자기장에 의하여 제1회전체(10)는 제1고정체(20)와 접촉 없이 회전되고, 유성기어장치(60)에 의하여 증속된 회전력은 전동기(70)의 동력축(71)에 전달되어 동력축(71)에 축 결합된 원판회전체(80)에 전달된다. 따라서 원판회전체(80)의 회전력은 편심축(81)에 결합된 기계장치에 증속되어 전달된다.

이와 같이 본 발명은 유성기어장치(60)의 기어비에 의한 증속으로 전동기(70)의 회전력을 증가시키고, 더불어 제3마그네트(42)에 의한 발전용 권선코일부(32)의 유도기전력으로 전기에너지를 생산하여 출력함으로써, 전동기에서 발생된 회전에너지를 보다 효율적이고 다양하게 활용할 수 있도록 한 장점이 있다.

이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

1: 복합 발전기 2: 케이스 3: 덮개 4: 회전축 5, 6: 볼베어링 10: 제1회전체 11: 제1원통부재 12: 제1마그네트 13: 제1결합홈 14: 고정홈 20: 제1고정체 21: 제2원통부재 22: 제2마그네트 23: 제2결합홈 30: 제2고정체 31: 제3원통부재 32: 발전용 권선코일부 33: 전력출력선 34: 제1커버 40: 제2회전체 41: 제4원통부재 42: 제3마그네트 43: 제3결합홈 44: 제2커버 50: 증속축 51: 스플라인기어 52: 고정돌기 60: 유성기어장치 61: 캐리어 62: 유성기어 63: 링기어 70: 전동기 71: 동력축 72: 전력입력선 80: 원판회전체 81: 편심축

Claims

내측이 관통된 제1원통부재(11) 중심에 회전축(4)이 관통 결합되고 외주면에 일정 간격을 두고 수평면 또는 수직면에 일정 각도로 경사지게 복수의 제1마그네트(12)가 설치된 제1회전체(10);
내측이 관통된 제2원통부재(21)의 내주면에 일정 간격을 두고 수평면 또는 수직면에 일정 각도로 경사지게 복수의 제2마그네트(22)가 설치되되, 상기 제1회전체(10)와 일정 간격을 두고 이격 설치된 제1고정체(20);
제1커버(34)가 고정 결합되는 제3원통부재(31)의 내주면에 상기 제1고정체(20)가 고정 결합되고, 상기 제3원통부재(31)의 외주면에 발전용 권선코일부(32)가 고정 결합되되, 상기 발전용 권선코일부(32)에 전력출력선(33)이 연결되고, 전동기(70)에 전력입력선(72)이 연결된 제2고정체(30);
제2커버(44)가 고정 결합되는 제4원통부재(41) 내주면에 일정 간격으로 복수의 제3마그네트(42)가 장착되되, 상기 발전용 권선코일부(32)와 일정 간격을 두고 이격 설치된 제2회전체(40);
일측이 상기 제1회전체(10)에 관통 결합된 회전축(4)과 축 결합되고, 타측이 제1커버(34)를 관통하여 돌출되며 단부에 스플라인기어(51)가 형성된 증속축(50);
상기 증속축(50)의 스플라인기어(51)에 각각 기어 결합되는 복수의 유성기어(62)와, 상기 유성기어(62)의 외측으로 유성기어(62)와 기어 결합되는 링기어(63), 및 상기 복수의 유성기어(62)를 축 지지하는 캐리어(61)를 포함하고, 상기 증속축(50)의 스플라인기어(51)와 복수의 유성기어(62)가 기어 결합되어 변속비에 따라 증속된 회전력을 발생시키는 유성기어장치(60);
상기 제2회전체(40)를 관통하여 돌출된 회전축(4)에 동력축(71)이 축 결합되고, 외부에서 인가된 전원으로 회전력을 발생하는 전동기(70);
상기 제2회전체(40)의 외주에 일정 간격을 두고 설치된 케이스(2) 및 덮개(3);
표면에 편심축(81)이 돌출 구성되고, 상기 전동기(70)로부터 돌출된 동력축(71)에 축 결합된 원판회전체(80)를 포함하여 이루어진, 복합 발전기.
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