KR100436122B1

KR100436122B1 - 휴대용 전기에너지 발생장치

Info

Publication number: KR100436122B1
Application number: KR10-2000-0065394A
Authority: KR
Inventors: 유성권
Original assignee: 유성권
Priority date: 2000-11-04
Filing date: 2000-11-04
Publication date: 2004-06-18
Also published as: KR20020035207A

Abstract

본 발명은 외부케이스의 내측에 고정자를 고정설치하고, 상기 고정자의 자석관 및 절연관에 형성된 관통공내에 상부 및 하부 텐션스프링을 개재하여 상ㆍ하동(또는 좌우 이동)가능하게 가동자를 설치하여 진동이 인가될 경우에 상기 고정자의 자석관에서 출력되는 자력선에 의해 가동자에 권선된 코일에 유기되는 유도 기전력에 의해 전기를 발전하도록 구성되어 있다.

따라서, 본 발명은 진동에너지를 전기에너지로 변환할 수 있을 뿐만 아니라, 구조가 간단하고, 또한 구조가 간단하여 제조 코스트를 저감시킬 수 있다는 등의 매우 뛰어난 효과가 있다.

Description

휴대용 전기에너지 발생장치{AN ELECTRIC GENERATOR FOR PORTABLE}

본 발명은 휴대용 전기에너지 발생장치에 관한 것으로써, 특히 진동에너지를 전기에너지로 변환하는 휴대용 전기에너지 발생장치에 관한 것이다.

현재까지의 통상적인 발전기로는 수력을 이용해서 발전하는 수력발전기, 무연탄이나 가스를 연소시켜서 발전하는 화력발전기, 기류의 흐름을 이용해서 발전하는 풍력 발전기 또는 핵반응을 이용해서 발전하는 원자력 발전기 등이 널리 사용되고 있었다.

그런데, 이와 같은 종류의 발전기는 대량의 수력, 화력, 풍력 또는 핵반응에 의한 원자력을 사용하여 대용량의 전기를 발전하여야 하므로, 그 설비가 대형화되어 있고, 대형화됨에 따라 설치면적도 넓어야 하며, 구조가 복잡할 뿐만 아니라, 구조가 복잡하여 제조 코스트가 비싸다는 등의 여러가지 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 감안해서 이루어진 것으로써, 본 발명의 목적은 구조가 간단한 휴대용 전기에너지 발생장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 제조 코스트를 저감시킬 수 있는 휴대용 전기에너지 발생장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 진동에너지를 전기에너지로 변환할 수 있는 휴대용 전기에너지 발생장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 외부케이스(10)와, 상기 외부케이스의 상부 개구부를 밀폐시키도록 덮는 커버와, 상기 외부케이스의 내측에 고정설치되는 고정자와, 상기 고정자에 병렬로 형성된 관통공내에 상ㆍ하동(또는 좌우 이동)가능하게 설치되어 상기 고정자의 자석관에서 출력되는 자력선에 의해 유기되는 유도 기전력에 의해 전기를 발전하는 가동자와, 상기 가동자의 상ㆍ하부를 탄성적으로 각각 지지하는 상부 및 하부 텐션스프링과, 상기 상부 텐션스프링의 좌우 이동을 각각 규제하도록 상기 커버의 내측 천정면에 설치되어 상기 상부 텐션스프링의 상부를 수용하도록 고무제로 이루어진 상부 스프링 시트와, 상기 하부 텐션스프링의 좌우 이동을 각각 규제하도록 상기 외부케이스의 내측 바닥면에 설치되어 상기 하부 텐션스프링의 하부를 수용하도록 고무제로 이루어진 하부 스프링 시트와, 상기 가동자의 코일에 유기된 유도 기전력을 전파정류하는 정류기와, 상기 정류기에서 전파정류된 DC전압을 축전하는 배터리와, 상기 배터리에 축전된 전압을 받아 일정하게 조정해서 정전압을 부하에 출력하는 정전압 레귤레이터를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 휴대용 전기에너지 발생장치를 개략적으로 도시한 사시도,

도 2는 도 1에 있어서 화살표Ⅱ-Ⅱ선을 따라 취한 종단면도,

도 3은 도 1에서 화살표Ⅲ-Ⅲ선을 따라 취한 단면도,

도 4는 도 Ⅱ에서 화살표Ⅳ-Ⅳ선을 따라 취한 단면도,

도 5는 도 1의 화살표Ⅴ-Ⅴ선을 따라 취한 단면도,

도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 휴대용 전기에너지 발생장치에 있어서의 코일권선회로를 개략적으로 도시한 도면,

도 7은 절연체에 코일을 권선시킨 상태를 개략적으로 분해사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10:외부케이스 12:커버

20:고정자 21:자석관

21a:관통공 22:절연관

22a:관통공 23:내부 절연케이스

30:가동자 31a:상부 절연부재

31b:하부절연부재 32:절연판

33:지주 34:코일

40a:상부 텐션스프링 40b:하부 텐션스프링

50a:상부 스프링 시트 50b:하부 스프링 시트

60:정류기 70:배터리

80:정전압 레귤레이터 90a,90b:전압인출라인

100:전기에너지 발생장치

이하, 본 발명의 일실시예에 의한 발전기에 대하여 첨부도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 휴대용 전기에너지 발생장치를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 있어서 화살표Ⅱ-Ⅱ선을 따라 취한 종단면도이고, 도 3은 도 1에서 화살표Ⅲ-Ⅲ선을 따라 취한 단면도이고, 도 4는 도 Ⅱ에서 화살표Ⅳ-Ⅳ선을 따라 취한 단면도이고, 도 5는 도 1의 화살표Ⅴ-Ⅴ선을 따라 취한 단면도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 휴대용 전기에너지 발생장치에 있어서의 코일권선회로를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 7은 절연체에 코일을 권선시킨 상태를 개략적으로 분해사시도이다.

도 1 내지 도 7에 도시한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 휴대용 전기에너지 발생장치(100)는 외부케이스(10)와, 상기 외부케이스(10)의 상부 개구부를 밀폐시키도록 덮는 커버(12)와, 상기 외부케이스(10)의 내측에 고정설치되는 고정자(20)와, 상기 고정자(20)에 병렬로 형성된 관통공내에 상ㆍ하동(또는 좌우 이동)가능하게 설치되어 상기 고정자(20)의 자석관(21)에서 출력되는 자력선에 의해 유기되는 유도 기전력에 의해 전기를 발전하는 가동자(30)와, 상기 가동자(30)의 상ㆍ하부를 탄성적으로 각각 지지하는 상부 및 하부 텐션스프링(40a,40b)과, 상기 상부 텐션스프링(40a)의 좌우 이동을 각각 규제하도록 상기 커버(12)의 내측 천정면에 설치되어 상기 상부 텐션스프링(40a)의 상부를 수용하도록 고무제로 이루어진 상부 스프링 시트(50a)와, 상기 하부 텐션스프링(40b)의 좌우 이동을 각각 규제하도록 상기 외부케이스(10)의 내측 바닥면에 설치되어 상기 하부 텐션스프링(40b)의 하부를 수용하도록 고무제로 이루어진 하부 스프링 시트(50b)와, 상기 가동자(30)의 코일(34)에 유기된 유도 기전력을 전파정류하는 정류기(60)와, 상기 정류기(60)에서 전파정류된 DC전압을 축전하는 배터리(70)와, 상기 배터리(70)에 축전된 전압을 받아 일정하게 조정해서 정전압을 부하에 출력하는 정전압 레귤레이터(80)를 구비하고 있다.

상기 고정자(20)는 상기 가동자(30)가 수용되도록 다수개(본 발명에서는 4개가 형성되어 있으나, 3개 또는 5개 이상을 형성해도 본 발명의 개념에 속한다)의 관통공(21a)이 병렬로 형성된 다수개의 자석관(21)과, 상기 다수개의 자석관(21)에 형성된 관통공(21a)에 대향해서 다수개의 관통공(22a)이 서로 병렬로 형성되며 상기 다수개의 자석관(21)사이에 설치되는 절연관(22)과, 상기 다수개의 자석관(21) 및 절연관(22)을 수용해서 상기 외부 케이스(10)내에 고정설치되는 내부 절연케이스(23)로 구성되어 있다.

상기 가동자(30)는 상부 및 하부절연부재(31a,31b)와, 상기 상부절연부재 (31a)와 하부절연부재(31b)사이에 일정간격을 두고 설치된 다수개의 절연판(32)과, 상기 절연판(32)사이에 설치되는 절연재로 이루어진 다수개의 지주(33)와, 진동에 의해 이동됨에 따라 상기 고정자(20)의 자석관(22)에서 출력되는 자력선에 의해 유도 기전력이 유기되도록 상기 다수개의 지주(33)의 외주면에 각각 다수회 권선되는 코일(34)로 구성되어 있다.

상기 설명에 있어서, 상기 가동자(30)의 지주(33)에 권선되어 있는 코일(34)은 인접하는 코일(34)들과 전기적으로 접속되어 있는 것은 물론이다.

도면에서 미설명부호 90a,90b는 정전압 레귤레이터(80)에서 부하로 출력되는 전압인출라인이다.

다음에, 이와 같이 구성된 본 발명의 일실시예에 따른 휴대용 전기에너지 발생장치에 대한 작용 및 효과를 설명한다.

먼저, 상기 외부케이스(10)의 내측 중앙부에 자석관(21)사이에 절연관(22)이 교호로 적층되어 있는 내부 절연케이스(23)를 고정설치하고, 상기 자석관(21) 및 절연관(22)에 형성된 다수개의 관통공(21a,22a)내에 가동자(30)를 상ㆍ하동가능하게 끼운다.

다음에, 상기 외부케이스(10)의 내측 바닥면에 설치된 하부 스프링 시트 (50b)와 가동자(30)의 하부 절연부재(31b) 하부면에 형성되어 있는 오목홈(31b')사이에 하부 텐션스프링(40b)을 설치하고, 상기 커버(12)의 내측 천정면에 설치된 상부 스프링 시트(50a)와 상부 절연부재(31a)의 상부에 형성된 오목홈(31a') 사이에 상부 텐션스프링(40a)이 끼워 설치되는 상태로 상기 커버(12)를 외부케이스(10)에 덮는다.

이와 같이 조립된 상태에서 본 발명의 휴대용 전기에너지 발생장치(100)를 흔들면, 상기 가동자(30)의 상부 절연부재(31a)의 오목홈(31a')과 상부 스프링 시이트(50a) 사이에는 상부 텐션스프링(40a)이 설치되어 있고, 상기 가동자(30)의 하부 절연부재(31b)에 형성된 오목홈(31b')과 하부 스프링 시이트(50b) 사이에는 하부 텐션스프링(40b)이 설치되어 있으므로, 상기 가동자(30)가 상기 상부 및 하부 텐션스프링(40a,40b)의 탄성력에 의해 상기 외부케이스(10)와 커버(12)내에서 상ㆍ하동하며, 이에 따라 상기 고정자(20)의 자석관(21)에서 나오는 자력선에 의해 상기 상부 및 하부 절연부재(31a,31b)과 절연판(32)사이의 지주(33) 및 절연판(32)사이의 지주(33)의 외주면에 권회되어 있는 코일(34)에 유도 기전력이 유기되어 전파정류기(60)에서 정류되어 배터리(70)에 충전된다.

상기 배터리(70)에 충전된 전기는 정전압 레귤레이터(80)에서 일정 전압으로 조정해서 전압인출라인(90a,90b)을 통해서 부하에 출력한다.

본 발명은 상기 케이스(10)내에 설치된 고정자(20)의 자석관(21) 및 절연관(22)에 4개의 관통공(21a,22a)을 일렬 종대로 형성하고, 이들 관통공 (21a,22a)내에 가동자(30)를 상ㆍ하동 가능하게 설치하여 상기 고정자(20)의 자석관(22)에서 출력되는 자력선에 의해 가동자(30)에 권선되어 있는 코일(34)에 유도기전력이 유기되도록 하여 전기를 발생시키는 것을 예로 들어서 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정도는 것은 아니며 예를 들면 고정자(20)의 자석관(21) 및 절연관(22)에 8개의 관통공(21a,22a)을 2열 종대로 형성하고, 이들 관통공 (21a,22a)내에 가동자(30)를 상ㆍ하동 가능하게 설치하여 상기 고정자(20)의 자석관(22)에서 출력되는 자력선에 의해 가동자(30)에 권선되어 있는 코일(34)에 유도 기전력이 유기되도록 구성해도 본 발명의 개념에 포함되는 것은 물론이다.

상기 설명에 있어서, 상기 케이스(10)의 개구부를 커버(12)에 의해 밀폐시키는 구조를 가진 것을 예로 들어서 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 상기 케이스(10)와 커버(12)를 일체적으로 성형해도 본 발명의 개념에 포함되는 것은 물론이다.

앞에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 휴대용 전기에너지 발생장치에 의하면, 외부케이스의 내측에 고정자를 고정설치하고, 상기 고정자의 자석관 및 절연관에 형성된 관통공내에 상부 및 하부 텐션스프링을 개재하여 상ㆍ하동(또는 좌우 이동)가능하게 가동자를 설치하여 진동이 인가될 경우에 상기 고정자의 자석관에서 출력되는 자력선에 의해 가동자에 권선된 코일에 유기되는 유도 기전력에 의해 전기를 발전하도록 구성되어 있으므로, 진동에너지를 전기에너지로 변환할 수 있을 뿐만 아니라, 구조가 간단하고, 또한 구조가 간단하여 제조 코스트를 저감시킬 수 있다는 등의 매우 뛰어난 효과가 있다.

Claims

외부케이스(10)와, 상기 외부케이스(10)의 상부 개구부를 밀폐시키도록 덮는 커버(12)와, 상기 외부케이스(10)의 내측에 고정설치되는 고정자(20)와, 상기 고정자(20)에 병렬로 형성된 관통공내에 상ㆍ하동(또는 좌우 이동)가능하게 설치되어 상기 고정자(20)의 자석관(22)에서 출력되는 자력선에 의해 유기되는 유도 기전력에 의해 전기를 발전하는 가동자(30)와, 상기 가동자(30)의 상ㆍ하부를 탄성적으로 각각 지지하는 상부 및 하부 텐션스프링(40a,40b)과, 상기 상부 텐션스프링 (40a)의 좌우 이동을 각각 규제하도록 상기 커버(12)의 내측 천정면에 설치되어 상기 상부 텐션스프링(40a)의 상부를 수용하도록 고무제로 이루어진 상부 스프링 시트(50a)와, 상기 하부 텐션스프링(40b)의 좌우 이동을 각각 규제하도록 상기 외부케이스(10)의 내측 바닥면에 설치되어 상기 하부 텐션스프링(40b)의 하부를 수용하도록 고무제로 이루어진 하부 스프링 시트(50b)와, 상기 가동자(30)의 코일(34)에 유기된 유도 기전력을 전파정류하는 정류기(60)와, 상기 정류기(60)에서 전파정류된 DC전압을 축전하는 배터리(70)와, 상기 배터리(70)에 축전된 전압을 받아 일정하게 조정해서 정전압을 부하에 출력하는 정전압 레귤레이터(80)를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 휴대용 전기에너지 발생장치.
제1항에 있어서, 상기 고정자(20)는 상기 가동자(30)가 수용되도록 다수개(본 발명에서는 4개가 형성되어 있으나, 3개 또는 5개 이상을 형성해도 본 발명의 개념에 속한다)의 관통공(21a)이 병렬로 형성된 다수개의 자석관(21)과, 상기 다수개의 자석관(21)에 형성된 관통공(21a)에 대향해서 다수개의 관통공이 서로 병렬로 형성되며 상기 다수개의 자석관(21)사이에 설치되는 절연관(22)과, 상기 다수개의 자석관(21) 및 절연관(22)을 수용해서 상기 외부 케이스(10)내에 고정설치되는 내부 절연케이스(23)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 휴대용 전기에너지 발생장치.
제1항에 있어서, 상기 가동자(30)는 상부 및 하부절연부재(31a,31b)와, 상기 상부절연부재(31a)와 하부절연부재(31b)사이에 일정간격을 두고 설치된 다수개의 절연판(32)과, 상기 절연판(32)사이에 설치되는 절연재로 이루어진 다수개의 지주(33)와, 진동에 의해 이동됨에 따라 상기 고정자(20)의 자석관(22)에서 출력되는 자력선에 의해 유도 기전력이 유기되도록 상기 다수개의 지주(33)의 외주면에 각각 다수회 권선되는 코일(34)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 휴대용 전기에너지 발생장치.