KR100956929B1

KR100956929B1 - 발전 장치

Info

Publication number: KR100956929B1
Application number: KR1020080100443A
Authority: KR
Inventors: 김용태
Original assignee: 김용태
Priority date: 2008-10-14
Filing date: 2008-10-14
Publication date: 2010-05-11
Also published as: KR20100041316A

Abstract

본 발명은 발전 장치에 관한 것으로, 척력(Repulsive force)에 의해 스위치(Switch) 역할을 하는 자석스위치와 원통형 내부의 회전축에 고정되어 있는 강자성체 철심을 회전시켜 회전체의 주동력원 역할을 하는 전자석(Electromagnet)과 전류를 인가하여 상기 전자석을 초기에 시동하고 주발전기에 여자전류(field current)를 공급하는 밧데리(Battery)와 직렬과 병렬로 조합된 전류를 생성하여 주발전기와 콘트롤러(Controller)에 공급하는 직류발전기(Direct current generator)와 상기 직류발전기에서 생성된 전기를 직렬과 병렬 결합을 조립하고 역전류가 흐르지 않도록 다이오드가 부착된 컨트롤러(Controller)와 상기 컨트롤러를 통해 유입된 전기를 축적하고 상기 전자석과 밧데리에 전류를 공급하는 콘덴서(Condenser) 및 전원스위치로 구성된다.

따라서, 독립된 한정공간에서 사용이 가능하며, 정류자나 브러시 등이 필요 없고, 직류나 교류의 모든 발전기에 이용 가능하고 공해 물질을 배출하지 않으며, 정류자나 브러시가 존재하지 않으므로 복잡하지 않아 보수가 용이한 매우 유용한 발명이다.

자석스위치, 전자석, 직류발전기, 주발전기, 전원스위치, 콘덴서, 컨트롤러

Description

발전 장치{electric power device}

본 발명은 발전 장치에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 독립된 한정공간에서 사용이 가능하며 정류자나 브러시 등이 필요 없으며 직류나 교류의 모든 발전기에 이용 가능함은 물론 공해 물질을 배출하지 않는 회전을 부여하는 장치에 관한 것이다.

여자전류는 발전기, 전동기, 변압기, 전자석 따위의 코일에 흘려서 자기력선속을 발생하게 하는 전류로서 자화 전류라고도 한다. 특히, 그 자속이 만들어져야 2차측에서 전압이 유도가 되나 실제로는 1차 측 권선에 여자전류 따로 부하전류 따로 철손전류 따로 흐르는 것은 아니다.

여자전류가 자속을 만들다 보면 변압기의 철심에서 열이나 누설리액턴스와 같이 에너지가 낭비가 되는데 이른바 철손이라고 부르는 것인데 그 철손을 만드는 전류를 철손전류라 한다. 따라서, 순수하게 자속을 만드는 전류가 자화전류이고 그 자화전류로 인하여 변압기 2차 측에 전압이 유도되는 것이다.

한편, 일반적인 직류발전기는 전기자를 회전하여 발전하며, 전자유도에 의한 유도기전력을 정류자와 브러시를 사용하여 직류발전을 하고 있다. 특수 직류발전기의 '단극기' 역시 전기자가 회전을 하고 브러시를 이용하여 직류발전을 한다.

일반적인 직류발전기는 반드시 전기자가 회전을 하기 때문에 발전기 구조적으로 고전압 큰 전류를 발전하기에는 부적합하고, 반드시 정류자와 브러시를 사용해야하므로 전압맥동이 있고, 철손, 브러시 마찰손실, 전압강하 등의 손실이 있다. 또한, 일반적인 단극기는 도체를 권선이 아닌 원통형 단일 도체를 사용함으로써 큰 전류의 발전을 할 수 있으나 전압은 극히 제한된 발전을 하고 있다.

또한, 종래의 직류발전기는 브러시를 사용하므로 브러시에 대한 마찰손 및 저항손이 발생되어 발전기의 수명을 단축하고 구조가 매우 복잡하게 되어 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출 된 것으로서, 그 목적은 독립된 한정공간에서 사용이 가능하며, 정류자나 브러시 등이 필요 없으므로 복잡하지 않아 보수가 용이하며 나아가, 공해 물질을 배출하지 않는 자가 발전을 위한 여자전류 공급 및 회전을 부여하는 장치를 제공하는데 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 자가 발전을 위한 여자전류 공급 및 회전 장치를 제공함에 있어서, 척력(Repulsive force)에 의해 스위치(Switch) 역할을 하는 자석스위치와 원통형 내부의 회전축에 고정되어 있는 강자성체 철심을 회전시켜 회전체의 주동력원 역할을 하는 전자석(Electromagnet)과 전류를 인가하여 상기 전자석을 초기에 시동하고 주발전기에 여자전류(field current)를 공급하는 밧데리(Battery)와 직렬과 병렬로 조합된 전류를 생성하여 주발전기와 콘트롤러(Controller)에 공급하는 직류발전기(Direct current generator)와 상기 직류발전기에서 생성된 전기를 직렬과 병렬 결합을 조립하고 역전류가 흐르지 않도록 다이오드가 부착된 컨트롤러(Controller)와 상기 컨트롤러를 통해 유입된 전기를 축적하고 상기 전자석과 밧데리에 전류를 공급하는 콘덴서(Condenser) 및 전원스위치로 구성된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 구성에 의하면 정류자나 브러시 등이 필요 없고, 직류나 교류의 모든 발전기에 이용 가능하다.

삭제

나아가, 공해 물질을 배출하지 않으며, 구조가 복잡하지 않아 보수가 용이한 매우 유용한 발명이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 척력(Repulsive force)에 의해 스위치(Switch) 역할을 하는 자석스위치와 원통형 내부의 회전축에 고정되어 있는 강자성체 철심을 회전시켜 회전체의 주동력원 역할을 하는 전자석(Electromagnet)과 전류를 인가하여 상기 전자석을 초기에 시동하고 주발전기에 여자전류(field current)를 공급하는 밧데리(Battery)와 직렬과 병렬로 조합된 전류를 생성하여 주발전기와 콘트롤러(Controller)에 공급하는 직류발전기(Direct current generator)와 상기 직류발전기에서 생성된 전기를 직렬과 병렬 결합을 조립하고 역전류가 흐르지 않도록 다이오드가 부착된 컨트롤러(Controller)와 상기 컨트롤러를 통해 유입된 전기를 축적하고 상기 전자석과 밧데리에 전류를 공급하는 콘덴서(Condenser) 및 전원스위치로 구성된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 발전 장치의 구조를 도시한 개념도이다.

도 1을 참조하면, 척력(Repulsive force)에 의해 스위치(Switch) 역할을 하는 자석스위치(100);와 원통형 내부의 회전축(210)에 고정되어 있는 강자성체 철심(220)에 자극 회전의 직각방향(축방향)으로 강자성체(230)에 전기자코일(240)을 권선하여 상기 강자성체 철심(220)을 회전시켜 회전체의 주동력원 역할을 하는 전자석(Electromagnet)(200);과 전류를 인가하여 상기 전자석(200)을 초기에 시동하고 주발전기(400)에 여자전류(field current)를 공급하는 밧데리(Battery)(300);와 직렬과 병렬로 조합된 전류를 생성하여 주발전기(400)와 콘트롤러(Controller) (500)에 공급하는 직류발전기(Direct current generator)(600);와 상기 직류발전기(600)에서 생성된 전기를 직렬과 병렬 결합을 조립하고 역전류가 흐르지 않도록 다이오드가 부착된 컨트롤러(Controller)(500);와 상기 컨트롤러(500)를 통해 유입된 전기를 축적하고 상기 전자석(200)과 밧데리(300)에 전류를 공급하는 콘덴서(Condenser)(700) 및 전원스위치(800)로 구성된다.

상기 전자석(200)의 초기 시동은 밧데리(300)에서 전류를 인가 받아 시동되고, 직류 발전기(600)에서 생성되는 직렬과 병렬로 조합된 전류를 콘덴서(700)에서 공급하게 되면 상기 밧데리(300)에서 인가된 전원은 차단되고 일정 전류는 밧데리 (300)의 충전과 주발전기(400)의 여자 전류로 공급한다.

특히, 콘덴서(700)를 통해 인가되는 전류는 자석스위치(100)를 통해 각각 분리되어 있는 전자석(200)에 전류를 순차적으로 보내 연속 회전하게 된다. 따라서, 회전하는 회전축(210)에 벨트나 기어의 일체형으로서 주발전기(400)를 연결하여 전 기를 생산한다.

상기 밧데리는 전자석(200)의 초기에 시동하는 전원 이전의 직류발전기(600)에서 전원을 인가하게 되면 상기 전자석(200)으로 가는 전류는 차단되고 콘덴서(700)에서 일정 전류를 충전한 후 주발전기(400)에 여자전류를 공급한다.

상기 컨트롤러(500)는 직류발전기(600)에서 생성된 전기를 직렬과 병렬 결합으로 조립하고 역전류가 흐르지 않도록 다이오드 등을 부착한다.

또한, 상기 콘덴서(700)는 상기 컨트롤러(500)를 통해 들어온 전기를 콘덴서(700)에 축적하고 전자석(200)과 밧데리(300)에 전류를 공급하는 역할을 한다. 또한, 전압과 전류를 조정하고 역전류를 방지하며 과전류 방지회로로 구성된다. 따라서, 과전류 발생 시에는 상기 콘덴서(700)를 차단하고 접지를 통해 전류를 흘린다.

그 외의 구성요소로서의 전원스위치(800)는 전자석(200)의 초기 시동 스위치이며 전압과 전류의 조절스위치 역할을 한다. 또한 상기 콘덴서(700)에서 회전하는 전류와 밧데리(300)에서 회전하는 전류를 차단하고 접속하는 단자로 구성된다.

도 2는 본 발명에 의한 자석스위치의 구조를 도시한 단면도이다.

도 2를 참조하면, 자석스위치(100)는 원통형 내부의 중심에 회전축(110)에 고정되어 회전하는 자석(120)과 원통형 내면에 고정된 자석스위치(100)로 구성되어 서로 다른 극 사이에서는 잡아당기는 인력과 서로 같은 극인 N,N극 또는 S,S극의 밀어내는 척력에 의해 스위치 역할을 하게 된다.

이때, 상기 고정체인 자석스위치(100)는 고정핀(150)과 스프링(160)이 연결 된 +극의 리드선(130)의 접속단자(140)를 둔다. 회전축(110)이 회전을 하게 되면 회전축(110)에 부착되어 있는 자석(120)이 회전을 하게 되고, N극이 밖으로 일정한 방향으로 회전하게 되면 고정되어 있는 자석스위치에 구비된 자석(120)의 N극이 서로 만나게 되면 척력에 의해 접촉단자(140)가 접속하여 +극 전극을 충전하게 된다.

따라서, 자석스위치(100)를 다수 설치하여 전자석(200)의 각 부위별로 연결되어 순차적으로 전류를 충전하게 된다. 회전축(100)에 고정되어 회전하는 자석(120)이 지나가고 나면 스프링(160)의 힘에 의해 원상 회복된다. 상기 회전축(100)에 고정되어 회전하는 자석(120)은 전자석(200)의 회전하는 강자성체 철심(220)이 위치하는 곳보다 앞쪽에서 충전하게 된다.

도 3은 본 발명에 의한 전자석의 구조를 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명에 의한 전자석의 구조를 도시한 단면도이다.

도 3과 도 4를 참조하면, 회전체(630)의 주동력원이며 전기자코일(240)과 강자성체(230)로 구성되는 전자석(200)은 회전을 일으키는 주축이 된다. 특히, 앞쪽에 위치한 자석스위치(100)에 의해 각 부위별로 전류를 흘리게 되면 강한 자계를 띄워 회전축(110)에 있는 강자성체 철심(220)이 인력의 힘에 의해 끌리게 되어 회전하게 된다. 이러한 회전운동으로 뒤에 위치한 직류 발전기(600)를 돌려 순수한 직류를 얻게 된다.

도 5는 본 발명에 의한 직류발전기의 구조를 도시한 단면도이다.

도 5를 참조하면, 고정체인 전기자(610)는 한쪽 면이 트인 E자형의 강자성체 코어(612)와 전기자코일(613)로 형성되며, 절연체이며 원판인 절연판(611)에 각각 독립되게 설치하여 고정한다. 회전체 영구자석(631)은 절연판(611)에 각각 독립된 영구자석(631)을 원형으로 배치하고 N극이 밖으로 향하도록 동일하게 배치한다.

또한, 전기자(610)와 영구자석(631)은 마주보게 설치하고 일정 공간을 두고 영구자석(631)이 회전한다. 따라서, 상기 직류발전기(600)에서 만들어지는 전류는 순수한 직류로서 직렬과 병렬결합을 조합하여 원하는 전기를 만들어 전자석(200)과 주발전기(400)에 여자전류를 공급하게 된다.

도 1은 본 발명의 발전 장치의 구조를 도시한 개념도

도 2는 본 발명에 의한 자석스위치의 구조를 도시한 단면도

도 3은 본 발명에 의한 전자석의 구조를 도시한 단면도

도 4는 본 발명에 의한 전자석의 구조를 도시한 단면도

도 5는 본 발명에 의한 직류발전기의 구조를 도시한 단면도

* 도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 자석스위치 110,210 : 회전축

111 : 베어링 120 : 자석

130 : 리드선 140 : 접촉단자

150 : 고정핀 160 : 스프링

200 : 전자석 210 : 회전축

220 : 강자성체 철심 230 : 강자성체

240,613 : 전기자코일 300 : 밧데리

400 : 주발전기 500 : 컨트롤러

600 : 직류발전기 610 : 전기자

611 : 절연판 612 : 강자성체 코어

630 : 회전체 631 : 영구자석

700 : 콘덴서 800 : 전원스위치

Claims

척력(Repulsive force)에 의해 스위치(Switch) 역할을 하는 자석스위치(100);와

원통형 내부의 회전축(210)에 고정되어 있는 강자성체 철심(220)에 자극 회전의 직각방향(축방향)으로 강자성체(230)에 전기자코일(240)을 권선하여 상기 강자성체 철심(220)을 회전시켜 회전체의 주동력원 역할을 하는 전자석(Electromagne -t)(200);과

전류를 인가하여 상기 전자석(200)을 초기에 시동하고 주발전기(400)에 여자전류(field current)를 공급하는 밧데리(Battery)(300);와

직렬과 병렬로 조합된 전류를 생성하여 주발전기(400)와 콘트롤러 (Controller)(500)에 공급하는 직류발전기(Direct current generator)(600);와

상기 직류발전기(600)에서 생성된 전기를 직렬과 병렬 결합을 조립하고 역전류가 흐르지 않도록 다이오드가 부착된 컨트롤러(Controller)(500);와

상기 컨트롤러(500)를 통해 유입된 전기를 축적하고 상기 전자석(200)과 밧데리(300)에 전류를 공급하는 콘덴서(Condenser)(700); 및 전원스위치(800);로 구성되는 것을 특징으로 하는 발전 장치.