KR101702026B1 - 복합재료를 포함하는 자속 집중형 리니어 발전기 - Google Patents

Abstract

기전코일에 인가되는 자기장을 강화하여 발전효율이 향상되도록, 본 발명은 외주를 따라 다단의 요홈부가 형성된 보빈부와, 상기 각 요홈부의 내부를 따라 권취된 기전코일에 의해 형성되되 상기 각 요홈부 사이에 형성된 절연부에 의해 상호 구획되는 복수개의 코일군을 포함하는 스테이터부; 상기 보빈부의 중앙부에 형성된 중공을 관통하도록 배치되되, 내부에 장착공간이 형성되며, 외력에 의해 상기 스테이터부와 상대 운동되는 무버부; 및 상기 장착공간에 구비되되 상기 중공의 길이 방향을 따라 N극 및 S극이 착자되어 자력선의 반발을 위해 동일 자극이 상호 접하도록 배치된 복수개의 링형 제1영구자석을 포함하는 베이스자성부를 포함하는 복합재료를 포함하되, 상기 베이스자성부의 내주에는 상기 제1영구자석에서 발생된 자기장 중 반경방향 내측으로 형성된 자기장을 반경방향 외측으로 밀어주기 위해 상기 중공의 반경 방향을 따라 N극 및 S극이 착자된 복수개의 링형 제2영구자석을 포함하는 서포트자성부가 구비되되, 상기 각 제2영구자석은 상기 제1영구자석의 내부에 대응되는 직경을 갖도록 구비되어 상기 제1영구자석 간의 접촉면에서 반발되는 자극과 동일한 자극이 상기 접촉면의 내주에 접하도록 배치됨을 특징으로 하는 복합재료를 포함하는 자속 집중형 리니어 발전기를 제공한다.

Description

복합재료를 포함하는 자속 집중형 리니어 발전기{magnetic flux concentration type linear generator comprising composite material}

본 발명은 복합재료를 포함하는 자속 집중형 리니어 발전기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기전코일에 인가되는 자기장을 강화하여 발전효율이 향상되는 복합재료를 포함하는 자속 집중형 리니어 발전기에 관한 것이다.

일반적으로, 해수를 이용한 발전의 종류는 일정한 방향으로 움직이는 물의 흐름을 이용한 해류 발전, 조수간만의 차이를 이용한 조력 발전, 파도나 너울에 의해 해면의 단기적 승강 운동을 이용한 파력 발전 등이 있다.

여기서, 파력 발전은 파랑에 의한 해수면의 주기적인 상하 운동을 에너지 변환장치를 통해 기계적인 운동 에너지로 변환시킨 후, 전기 에너지로 변화시키는 것을 의미한다. 이때, 해양의 표면에서 생성되는 수직방향의 왕복 운동을 전력으로 변환하기 위해 리니어 발전기가 사용된다.

도 1은 종래의 리니어 발전기를 나타낸 예시도이다.

도 1에서 보는 바와 같이, 종래의 리니어 발전기(1)는 해저에 고정된 스테이터부(4)와, 상기 스테이터부(4)의 내부에 구비된 무버부(3)를 포함하며, 상기 무버부(3)는 해면에 부유되는 부유몸체(2)와 연결되어 파랑에 의해 상하 이동될 수 있다.

여기서, 상기 스테이터부(4)는 중앙부에 중공이 형성으로 형성된 원통형으로 구비되며, 상기 중공에 무버부(3)가 삽입되어 상하 이동될 수 있으며, 내부에 상기 중공의 외주를 감싸도록 기전코일이 권취된다.

그리고, 상기 무버부(3)는 내부에 영구자석이 구비되어 상하 이동시 상기 기전코일에 인가되는 자기장의 방향이 변화됨에 따라 상기 기전코일에 전류가 발생될 수 있다.

그러나, 종래의 리니어 발전기(1)는 상기 무버부(3)의 영구자석에서 발생된 자기장 중 무버부(3)의 반경 방향 외측으로 발생된 자기장만이 기전코일에 인가될 수 있으므로 실질적으로 무버부의 반경 방향 내측으로 발생된 자기장과 그의 운동에너지가 낭비되는 문제점이 있었다.

또한, 상기 기전코일 중 영구자석과 인접한 내부측 일부에만 유도 전류가 발생될 수 있어 발전 효율이 저하되는 문제점이 있었다.

한국 등록특허 제10-1508411호

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 기전코일에 인가되는 자기장을 강화하여 발전효율이 향상되는 복합재료를 포함하는 자속 집중형 리니어 발전기를 제공하는 것을 해결과제로 한다.

상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 외주를 따라 다단의 요홈부가 형성된 보빈부와, 상기 각 요홈부의 내부를 따라 권취된 기전코일에 의해 형성되되 상기 각 요홈부 사이에 형성된 절연부에 의해 상호 구획되는 복수개의 코일군을 포함하는 스테이터부; 상기 보빈부의 중앙부에 형성된 중공을 관통하도록 배치되되, 내부에 장착공간이 형성되며, 외력에 의해 상기 스테이터부와 상대 운동되는 무버부; 및 상기 장착공간에 구비되되 상기 중공의 길이 방향을 따라 N극 및 S극이 착자되어 자력선의 반발을 위해 동일 자극이 상호 접하도록 배치된 복수개의 링형 제1영구자석을 포함하는 베이스자성부를 포함하는 복합재료를 포함하되, 상기 베이스자성부의 내주에는 상기 제1영구자석에서 발생된 자기장 중 반경방향 내측으로 형성된 자기장을 반경방향 외측으로 밀어주기 위해 상기 중공의 반경 방향을 따라 N극 및 S극이 착자된 복수개의 링형 제2영구자석을 포함하는 서포트자성부가 구비되되, 상기 각 제2영구자석은 상기 제1영구자석의 내부에 대응되는 직경을 갖도록 구비되어 상기 제1영구자석 간의 접촉면에서 반발되는 자극과 동일한 자극이 상기 접촉면의 내주에 접하도록 배치됨을 특징으로 하는 복합재료를 포함하는 자속 집중형 리니어 발전기를 제공한다.

여기서, 상기 스테이터부는 내주에 상기 보빈부의 단부를 지지하는 단턱부가 구비되되 길이 방향 양단부를 따라 상기 무버부의 외주를 지지하도록 돌설된 지지부가 구비되는 케이스부를 더 포함하고, 상기 무버부는 상기 장착공간의 중앙부에 배치되어 양단부에 상기 장착공간을 차폐하는 커버부가 결합된 볼트부재를 더 포함함이 바람직하다.

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상기의 해결 수단을 통해서, 본 발명의 복합재료를 포함하는 자속 집중형 리니어 발전기는 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 상기 베이스자성부의 각 제1영구자석은 동일 자극이 상호 대향되도록 배치되어 각 제1영구자석의 자기장이 인접한 제1영구자석의 자기장에 의해 반발 작용에 의해 상하 방향으로 압축되어 반경방향으로 확장되므로 각 코일군과 자기장 간의 교차 영역이 증가되어 무버부의 운동시 동일 변위량에서 생산되는 전력량이 증가될 수 있다.

둘째, 상기 서포트자성부의 각 제2영구자석은 제1영구자석 간의 경계부에서 반발되는 자극과 동일한 자극이 경계부에 대향되도록 배치되므로 제2영구자석의 자기장에 의한 반발력으로 제1영구자석의 자기장이 반경 방향 외측으로 밀려나 코일군에 직접 인가되는 자기력이 강화되어 제품의 발전 효율이 향상될 수 있다.

셋째, 두개의 제1영구자석 사이에 배치된 연자성 소재의 코어 블록에 의해 각 제1영구자석에서 반경 방향 외측으로 방출되는 자기력선이 높은 투자율의 코어 블록을 통과하여 고밀도화되므로 코일군에 인가되는 자기력이 강화되어 제품의 발전효율이 향상될 수 있다.

도 1은 종래의 리니어 발전기를 나타낸 예시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 복합재료를 포함하는 자속 집중형 리니어 발전기를 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 복합재료를 포함하는 자속 집중형 리니어 발전기의 코일군을 나타낸 평면도.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 복합재료를 포함하는 자속 집중형 리니어 발전기의 제1영구자석을 나타낸 단면도.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 복합재료를 포함하는 자속 집중형 리니어 발전기의 제2영구자석을 나타낸 단면도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 복합재료를 포함하는 자속 집중형 리니어 발전기를 나타낸 단면도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 복합재료를 포함하는 자속 집중형 리니어 발전기의 코어 블록을 나타낸 사시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복합재료를 포함하는 자속 집중형 리니어 발전기를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 복합재료를 포함하는 자속 집중형 리니어 발전기를 나타낸 단면도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 복합재료를 포함하는 자속 집중형 리니어 발전기의 코일군을 나타낸 평면도이며, 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 복합재료를 포함하는 자속 집중형 리니어 발전기의 제1영구자석을 나타낸 단면도이며, 도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 복합재료를 포함하는 자속 집중형 리니어 발전기의 제2영구자석을 나타낸 단면도이다.

도 2 내지 도 5b에서 보는 바와 같이, 상기 복합재료를 포함하는 자속 집중형 리니어 발전기(100)는 스테이터부(20), 무버부(10), 그리고, 베이스자성부(30)를 포함한다.

여기서, 상기 자속 집중형 리니어 발전기(100)는 파랑, 진동 등의 외력에 의해 상하로 이동되는 무버부(10)의 운동 에너지를 스테이터부(20)를 통해 전력으로 변환하는 장치를 의미한다.

이때, 스테이터부(20)의 각 코일군(22)과 무버부(10)의 자기장이 교차된 상태에서 무버부(10)가 이동되면, 각 코일군(22)에 교차되는 자기장의 방향이 변화하게 되고, 자기장의 방향 변화에 따라 각 코일군(22)에 전류가 발생될 수 있다.

본 실시예에서는 상기 무버부(10)가 스테이터부(20)의 내부에 배치된 것을 예로써 설명하고 도시하였지만, 상기 무버부(10)는 스테이터부(20)의 외부에 배치되어 스테이터부를 감싸도록 구비되는 것도 가능하다.

한편, 도 2 내지 도 3을 참조하면, 상기 스테이터부(20)는 외주를 따라 다단의 요홈부(21a)가 형성된 보빈부(21)와, 상기 각 요홈부(21a)의 내부를 따라 권취된 기전코일(22a)에 의해 형성되되 상기 각 요홈부(21a) 사이에 형성된 절연부(21b)에 의해 상호 구획되는 복수개의 코일군(22)을 포함한다.

여기서, 상기 기전코일(22a)은 절연피복에 감싸인 전선으로 구비되며, 하나의 요홈부(21a)에 권취된 기전코일은 접착제 등에 의해 상호 결합된 상태로 구비됨이 바람직하다.

이때, 상기 기전코일(22a)은 상기 중공의 원주방향을 따라 권취되며, 그리고, 하나의 요홈부(21a)에 권취된 기전코일은 하나의 코일군(22)을 형성하게 된다.

그리고, 상기 보빈부(21)는 각 코일군(22)의 형태를 지지하도록 소정 이상의 강도를 지니되 절연성을 갖는 합성수지 재질로 구비될 수 있으며, 폴리옥시메틸렌(POM, polyoxymethylene) 등으로 구비됨이 바람직하다.

이때, 상기 보빈부(21)는 중앙부를 따라 중공이 형성된 원통 형상으로 구비될 수 있으며, 외주에 중공의 원주방향으로 함몰된 요홈부(21a)가 형성되며, 상기 요홈부(21a)는 중공의 길이방향을 따라 다단으로 구비되고, 상기 각 요홈부 사이에는 절연부(21b)가 형성될 수 있다.

여기서, 상기 보빈부(21)에는 각 요홈부(21a)를 따라 복수개의 코일군(22)이 구비되며, 각 코일군(22)는 절연부(21b)에 의해 상호 구획된다.

이때, 각 코일군(22)은 동일한 권수를 갖도록 구비됨이 바람직하며, 3개의 코일군이 세트를 이루어 Y결선 내지는 삼각결선에 의해 연결될 수 있다. 예를 들어, 상호 연결되는 3개의 코일군을 u,v,w로 지칭하는 경우, 상기 코일군의 배치는 u,v,w,u,v,w 등으로 이루어질 수 있으며, u,u,v,v,w,w 등으로 이루어지는 것도 가능하다.

여기서, 상기 각 코일군(22)에 상기 무버부(10)의 영구자석에 의해 형성된 자기장이 교차된 상태에서 상기 무버부(10)가 상기 중공의 길이 방향으로 운동되면 연결된 세개의 코일군에 의해 3상의 교류 전류가 발생될 수 있다.

또한, 상기 스테이터부(20)는 내주에 상기 보빈부(21)의 단부를 지지하는 단턱부(23b)가 구비되되 길이 방향 양단부를 따라 상기 무버부(10)의 외주를 지지하도록 돌설된 지지부(23a)가 구비되는 케이스부(23)를 더 포함함이 바람직하다.

이때, 상기 보빈부(21)는 상기 단턱부(23b) 사이에 삽입되어 설정된 위치에 정확하게 고정될 수 있으며, 상기 보빈부(21)의 상단 및 하단 테두리가 상기 단턱부(23b) 사이에 형합되어 삽입됨에 따라 상기 보빈부(21)의 요홈부(21a)가 밀폐될 수 있다.

이에 따라, 상기 보빈부(21)의 외주에 구비된 기전코일(22a)이 침습에 의해 산화되는 것을 방지할 수 있다. 물론, 상기 단턱부(23b)에는 밀폐성 향상을 위해 방수 코팅 내지는 패킹부재가 더 구비될 수 있다.

그리고, 상기 지지부(23a)는 상기 무버부(10)의 외주를 지지하여 상기 무버부(10)가 상하 방향으로 정확하게 이동되도록 유도할 수 있으며, 상기 무버부(10)의 상하 이동시 측방향 요동에 의한 보빈부(21)의 파손을 방지할 수 있다.

한편, 상기 무버부(10)는 상기 보빈부(21)의 중앙부에 형성된 중공을 관통하도록 배치되되, 내부에 장착공간(11)이 형성되며, 외력에 의해 상기 스테이터부(20)와 상대 운동된다.

이때, 상기 무버부(10)는 해수면에 구비된 부유몸체 등에 연결되어 파랑을 외력을 상기 스테이터부(20)와 상대 운동될 수 있으며, 차량 등의 설치되어 주행시 진동 에너지를 통해 상기 스테이터부(20)와 상대 운동되는 것도 가능하다.

여기서, 상기 무버부(10)는 상기 중공에 대응되는 직경을 가지는 원통형으로 구비되되, 내식성을 갖는 스테인리스 스틸 등으로 구비될 수 있다. 이때, 상기 무버부(10)의 내부에는 베이스자성부(30)가 수용될 수 있는 장착공간(11)이 형성된다.

그리고, 상기 장착공간(11)은 상기 베이스자성부(30)를 구성하는 링형 제1영구자석(31,32)에 대응되는 단면을 갖도록 형성됨이 바람직하며, 침습이 방지되도록 밀폐됨이 바람직하다.

상세히, 상기 무버부(10)는 상기 장착공간(11)의 중앙부에 배치되어 양단부에 상기 장착공간(11)을 차폐하는 커버부(12)가 결합된 볼트부재(13)를 더 포함함이 바람직하다. 이에 따라, 상기 무버부(10)가 수중에 배치된 경우에도 상기 장착공간(11)이 정확하게 밀폐될 수 있다.

이때, 상기 커버부(12) 및 상기 볼트부재(13)는 상기 베이스자성부(30) 내지 상기 서포트자성부(40)의 자기장 왜곡을 방지하기 위해 비자성체로 구비됨이 바람직하다.

한편, 상기 베이스자성부(30)는 상기 장착공간(11)에 구비되되, 복수개의 링형 제1영구자석(31,32)을 포함한다. 즉, 상기 베이스자성부(30)는 동일한 단면적과 두께를 갖는 복수개의 링형 제1영구자석(31,32)이 중공의 길이방향을 따라 적층되어 구비될 수 있다.

이때, 상기 제1영구자석(31,32)은 강한 자력을 가진 네오디뮴 자석 등으로 구비됨이 바람직하다.

여기서, 상기 제1영구자석(31,32)은 각각의 외주면이 상기 무버부(10)의 내주에 접하는 크기로 구비됨이 바람직하며, 상기 중공의 길이 방향을 따라 N극 및 S극이 착자되어 자력선의 반발을 위해 동일 자극이 상호 대향되도록 배치된다.

이때, 동일 자극이 상호 대향되도록 배치된다는 말은 각 제1영구자석(31)의 N극과 인접한 제1영구자석(32)의 N극이 서로 마주보도록 배치되고, S극은 S극끼리 마주보도록 배치된다는 의미로 이해함이 바람직하며, 대향되는 말은 두 개의 자극이 서로 마주보도록 배치되되 상호 접촉되거나 이격된 상태를 모두 포함하는 의미로 이해함이 바람직하다.

즉, 도 4a 내지 도 4b를 참조하면, 상기 제1영구자석(31,32)은 중공의 길이 방향 상부에 N극, 하부에 S극이 착자된 NS형 제1영구자석(31)과, 하부에 N극, 상부에 S극이 착자된 SN형 제1영구자석(32)으로 구비될 수 있다.

이때, 상기 각 제1영구자석(31,32)은 상기 중공의 길이 방향을 따라 NS형 제1영구자석, SN형 제1영구자석, NS형 제1영구자석, SN형 제1영구자석의 순으로 배치될 수 있다.

물론, 상기 제1영구자석은 NS형 제1영구자석 내지 SN형 제1영구자석 중 하나로만 구비되는 경우도 가능하며, 상기 각 제1영구자석은 상기 중공의 길이 방향을 따라 NS형 제1영구자석, 뒤집어진 NS형 제1영구자석의 순으로 배치되거나, SN형 제1영구자석, 뒤집어진 SN형 제1영구자석의 순으로 배치될 수 있다.

상세히, 상기 각 제1영구자석(31,32)의 자기력선은 N극으로부터 발산되어 S극으로 수렴되며 각 제1영구자석(31,32)의 외곽을 따라 자기장이 형성된다.

이때, 각 제1영구자석(31,32)은 동일 자극이 상호 대향되도록 배치됨에 따라 각 제1영구자석의 자기장이 인접한 제1영구자석의 자기장에 의한 반발 작용으로 상하 방향으로 압축됨에 따라 반경방향으로 확장될 수 있으며, 각 코일군(22)과 상기 제1영구자석(31,32)에 의해 형성된 자기장 간의 교차 영역이 증가되어 무버부(10)의 운동시 동일 변위량에서 생산되는 전력량이 증가될 수 있다.

한편, 상기 베이스자성부(30)의 내주에는 서포트자성부(40)가 구비됨이 바람직하다. 여기서, 상기 서포트자성부(40)는 상기 중공의 반경 방향을 따라 N극 및 S극이 착자된 복수개의 링형 제2영구자석(41,42)을 포함함이 바람직하다.

이때, 상기 제2영구자석(41,42)은 제1영구자석(31,32)에서 발생된 자기장 중 반경 방향 내측으로 형성된 자기장을 반경 방향 외측으로 밀어주기 위한 보조적인 용도로 사용되며, 강한 자력을 갖는 네오디뮴 자석 등으로 구비될 수 있으며, 재료비의 절감을 위해 일반 영구자석으로 구비되는 것도 가능하다.

상세히, 상기 제2영구자석(41,42)은 상기 제1영구자석(31,32)의 내주에 대응되는 직경을 갖도록 구비되며, 상기 제1영구자석(31,32)과 동일한 두께로 구비될 수 있다.

이때, 도 5a 내지 도 5b를 참조하면, 상기 제2영구자석(41,42)은 반경 방향을 따라 외주측에 N극, 내주측에 S극이 착자된 NS형 제2영구자석(41)과, 외주측에 S극, 내주측에 N극이 착자된 SN형 제2영구자석(42)을 포함함이 바람직하며, 상기 각 제2영구자석은 중공의 길이방향을 따라 SN형 제2영구자석, NS형 제2영구자석의 순서로 배치될 수 있다.

여기서, 상기 각 제2영구자석(41,42)은 상기 제1영구자석 간의 경계부(k)를 따라 배치됨이 바람직하다.

이때, 상기 제1영구자석 간의 경계부(k)라는 말은 하나의 제1영구자석과 인접한 다른 제1영구자석이 접촉되는 경우에 접촉면을 의미하는 것으로 이해함이 바람직하며, 두 제1영구자석이 이격되도록 배치된 경우에 두 제1영구자석 사이의 이격된 공간과 상기 이격된 공간과 대면되는 각 제1영구자석의 면을 포함하는 의미로 이해함이 바람직하다.

물론, 인접한 두개의 제1영구자석 사이에 코어 블록 등 별도의 부재가 구비된 경우에는 코어 블록과, 상기 코어 블록과 접촉되는 두 제1영구자석의 접촉면을 포함하는 의미로 이해함이 바람직하다.

이때, 상기 각 제2영구자석(41,42)은 길이방향 중앙부에 대응되는 부분이 상기 각 경계부(k)의 길이방향 중앙부에 정렬되도록 배치될 수 있다.

여기서, 상기 각 제2영구자석(41,42)은 상기 각 경계부(k)에서 반발되는 자극과 동일한 자극이 상기 각 경계부(k)에 대향되도록 배치됨이 바람직하다.

즉, 상기 제1영구자석 간의 경계부 중 N극과 N극이 마주보는 부분에는 N극이 외주측에 구비된 상기 NS형 제2영구자석(41)이 배치되며, 상기 제1영구자석 간의 경계부 중 S극과 S극이 마주보는 부분에는 S극이 외주측에 구비된 상기 SN형 제2영구자석(42)이 배치됨이 바람직하다.

이에 따라, 상기 제2영구자석(41,42)의 자기장과의 반발력으로 인해 상기 제1영구자석(31,32)의 자기장이 반경 방향 외측으로 밀려나 코일군에 직접 인가되는 자기력이 강화된다.

즉, 상기 제2영구자석(41,42)의 자기장으로 인해 상기 제1영구자석(31,32)에서 반경 방향 내측으로 자기력선이 형성되지 못하므로 상기 각 제1영구자석(31,32)에서 반경 방향 내측으로 방출되는 자기력선의 수가 감소되고, 상기 각 제1영구자석(31,32)의 반경 방향 외측으로 방출되는 자기력선의 수가 증가된다.

이를 통해, 코일군(22)에 인가되지 못하고 낭비되는 자기장 및 그의 운동 에너지가 최소화될 수 있으며, 코일군(22)에 직접 인가되는 자기력선의 수가 증가함에 따라 동일한 자력을 가진 제1영구자석(31,32)의 사용시에도 코일군(22)에 직접 인가되는 자기력이 현저히 강화될 수 있으므로 고가의 영구자석을 사용하지 않더라도 제품의 발전 효율이 향상될 수 있다.

한편, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 복합재료를 포함하는 자속 집중형 리니어 발전기를 나타낸 단면도이며, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 복합재료를 포함하는 자속 집중형 리니어 발전기의 코어 블록을 나타낸 사시도이다.

본 실시예에서는 리니어 발전기(200)의 베이스자성부(130)가 링형 코어 블록(133)을 더 포함하는 것을 제외한 기본적인 구성은 상술한 일실시예와 동일하므로 동일한 구성에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

도 6 내지 도 7에서 보는 바와 같이, 상기 베이스자성부(130)는 하나의 제1영구자석(131) 및 인접한 다른 제1영구자석(132) 사이에 배치되되, 연자성 소재로 구비된 복수개의 링형 코어 블록(133)을 더 포함함이 바람직하다.

여기서, 연자성 소재는 약한 자장으로 크게 자화되는 고투자율과, 감속 자계에서 자속밀도를 보지하려는 저항이 큰 고보자력을 갖는 재료를 의미하며, 상기 링형 코어 블록(133)은 철(Fe)과 규소(Si) 합금을 압연하여 제조되는 규소강판으로 구비될 수 있다.

이때, 상기 링형 코어 블록(133)은 상기 제1영구자석(131,132)과 동일한 단면적으로 구비됨이 바람직하며, 상기 제1영구자석(131,132)보다 작은 두께를 갖도록 구비됨이 바람직하다.

여기서, 상기 제2영구자석(141,142)은 상기 링형 코어 블록(133)과 동일한 두께를 갖도록 구비되며, 상기 제1영구자석(131,132) 사이의 공간에 배치된 링형 코어 블록(133)의 내주를 따라 배치된다.

이때, 상기 각 제2영구자석(141,142)은 상호 이격되어 상기 제1영구자석(131,132)의 내주가 노출되도록 구비될 수 있으며, 상기 각 제2영구자석(141,142) 사이에 페라이트 등의 강자성 소재로 구비된 코어 블록이 별도로 부가되는 것도 가능하다.

그리고, 상기 각 링형 코어 블록(133)은 동일한 자극이 상호 대향되도록 배치되는 상기 각 제1영구자석(131,132) 간의 경계부(m)에 배치된다.

즉, 상기 각 링형 코어 블록(133)은 인접한 두개의 제1영구자석(131,132) 간의 대향면 사이에 배치되되, 상기 링형 코어 블록(133)의 상면과 하면은 인접한 제1영구자석 간의 대향면에 각각 접촉되며, 상기 제1영구자석(131,132)은 각 대향면의 자극이 동일하도록 배치된다.

상세히, 상기 하나의 경계부(m)에 인접한 2개의 제1영구자석은 동일 자극으로 인한 상호 간의 반발력으로 반경 방향으로 확장된 자기장을 형성하게 되는데, 연자성 소재인 링형 코어 블록을 통과함에 따라 자기력선의 밀도인 자속밀도가 증가하게 된다.

이에 따라, 제1영구자석(131,132)의 자기장이 코일군과 넓은 교차영역을 형성함과 더불어 교차영역에서의 자기력선 밀도가 증가함에 따라 제품의 발전 효율이 향상될 수 있다.

여기서, 상기 각 링형 코어 블록(133)의 내주에는 상기 중공의 반경 방향을 따라 N극 및 S극이 착자된 복수개의 링형 제2영구자석(141,142)을 포함하는 서포트자성부(140)가 구비된다.

이때, 상기 제2영구자석(141,142)은 외주측에 N극, 내주측에 S극이 착자된 NS형 제2영구자석(141)과, 외주측에 S극, 내주측에 N극이 착자된 SN형 제2영구자석(142)을 포함하며, 상기 각 제2영구자석(141,142)은 인접한 제1영구자석의 자극과 동일한 자극이 상기 각 링형 코어 블록(132)의 내주에 대향되도록 배치됨이 바람직하다.

즉, 하면에 N극이 착자된 하나의 제1영구자석(132)과, 상면에 N극이 착자된 인접한 다른 하나의 제1영구자석 사이에 배치된 코어 블록의 내주에는 외주측에 N극이 착자된 NS형 제2영구자석(141)이 배치되어, 상기 코어 블록의 내주에 제2영구자석의 N극이 대향 배치될 수 있다.

그리고, 두 제1영구자석(131,132)의 S극 사이에 배치된 코어 블록(133)의 내주에는 외주측에 S극이 착자된 SN형 제2영구자석(142)이 배치됨이 바람직하다.

이에 따라, 상기 제2영구자석(141,142)의 자기장과의 반발력으로 인해 상기 각 제1영구자석(131,132)에서 반경 방향 내측으로 방출되는 자기력선의 수는 감소되고, 반경 방향 외측으로 방출되는 자기력선의 수는 증가하게 된다.

이와 함께, 제1영구자석(131,132)의 반경 방향 외측으로 방출되는 자기력선이 높은 투자율의 코어 블록을 통과하여 고밀도화되므로 코일군(122)에 인가되는 자기력이 강화되어 제품의 발전 효율이 향상될 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 각 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구항에서 청구하는 범위를 벗어남 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형 실시되는 것은 가능하며, 이러한 변형 실시는 본 발명의 범위에 속한다.

1,100,200: 리니어 발전기 3,10: 무버부
4,20: 스테이터부 11: 장착공간
12: 커버부 13: 볼트부재
21: 보빈부 22: 코일군
22a: 기전코일 23: 케이스부
30,130: 베이스자성부 31,32: 제1영구자석
133: 코어 블록 40,140: 서포트자성부
41,42: 제2영구자석

Claims (5)

1. 외주를 따라 다단의 요홈부가 형성된 보빈부와, 상기 각 요홈부의 내부를 따라 권취된 기전코일에 의해 형성되되 상기 각 요홈부 사이에 형성된 절연부에 의해 상호 구획되는 복수개의 코일군을 포함하는 스테이터부;
   상기 보빈부의 중앙부에 형성된 중공을 관통하도록 배치되되, 내부에 장착공간이 형성되며, 외력에 의해 상기 스테이터부와 상대 운동되는 무버부; 및
   상기 장착공간에 구비되되 상기 중공의 길이 방향을 따라 N극 및 S극이 착자되어 자력선의 반발을 위해 동일 자극이 상호 접하도록 배치된 복수개의 링형 제1영구자석을 포함하는 베이스자성부를 포함하는 복합재료를 포함하되,
   상기 베이스자성부의 내주에는 상기 제1영구자석에서 발생된 자기장 중 반경방향 내측으로 형성된 자기장을 반경방향 외측으로 밀어주기 위해 상기 중공의 반경 방향을 따라 N극 및 S극이 착자된 복수개의 링형 제2영구자석을 포함하는 서포트자성부가 구비되되,
   상기 각 제2영구자석은 상기 제1영구자석의 내부에 대응되는 직경을 갖도록 구비되어 상기 제1영구자석 간의 접촉면에서 반발되는 자극과 동일한 자극이 상기 접촉면의 내주에 접하도록 배치됨을 특징으로 하는 복합재료를 포함하는 자속 집중형 리니어 발전기.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 스테이터부는 내주에 상기 보빈부의 단부를 지지하는 단턱부가 구비되되 길이 방향 양단부를 따라 상기 무버부의 외주를 지지하도록 돌설된 지지부가 구비되는 케이스부를 더 포함하고,
   상기 무버부는 상기 장착공간의 중앙부에 배치되어 양단부에 상기 장착공간을 차폐하는 커버부가 결합된 볼트부재를 더 포함함을 특징으로 하는 복합재료를 포함하는 자속 집중형 리니어 발전기.

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