KR101911533B1 - 전자기식 공기 발생기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자기식 공기 발생기에 관한 것으로서, 외부 공기를 흡입, 압축하여 공기를 배출하는 공기 발생기에 있어서, 본체(110)와; 상기 본체(110)에 고정되는 원통형의 마그넷(120)과; 상기 마그넷(120)의 상단부에 결합되며, 중심부가 상기 마그넷(120)의 내측으로 돌출되어 있는 전도체(130)와; 상기 마그넷(120)의 내측에서 상기 전도체(130)를 감싸도록 원통형으로 마련되며, 전력이 공급되면 자기력이 형성되는 전자석부(140)와; 상기 전자석부(140)에 일단부가 결합되고 타단부는 상기 본체(110)에 고정되며, 공기를 흡입 및 배출시키기 위한 흡입구(152) 및 배출구(154)가 형성되어 있는 압축부(150)를 포함하며, 상기 흡입구(152) 및 배출구(154)의 각각에는 일방향으로만 공기가 유동할 수 있도록 작동하는 체크밸브(160)가 구비된다.

Description

전자기식 공기 발생기{ELECTROMAGNETIC AIR GENERATOR}

본 발명은 전자기식 공기 발생기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 인버터를 이용하여 코어의 극성을 주기적으로 변화시켜줌으로써 내부에 설치된 마그넷과 코어의 극성 차이로 인한 인력과 척력을 이용하여 공기를 압축하여 배출하는 전자기식 공기 발생기에 관한 것이다.

공기 발생기는 어항 등에 산소를 공급하기 위하여 사용된다. 이러한 공기 발생기는 동작 형식에 따라 로터리 타입과 피스톤 타입으로 구분되는데, 로터리 타입의 공기 발생기는 공기의 흡입 및 송출을 위한 밸브 없이 회전자의 회전에 의해 공기를 운송할 수 있게 구성되며, 적은 유량과 고압의 양정을 요구하는 경우에 사용하기 적당하며, 피스톤 타입의 공기 발생기는 피스톤의 왕복운동으로 공기를 흡입 배출할 수 있게 구성되고, 흡입, 압축, 배기 순으로 압축공기를 생성하여 다른 공기 발생기에 비하여 성능이 우수한 장점이 있다.

그러나 상기와 같은 종래의 로터리 타입 및 피스톤 타입의 공기 발생기는 그 장점에도 불구하고 고출력의 동력원이 필요할 뿐만 아니라, 동작과정에서 발생되는 마찰을 방지하는 동시에 기밀성을 높이기 위해 윤활유를 사용하여 배출되는 압축공기에 윤활유가 혼입되어 정교하고 청정한 공기를 필요로 곳에 사용하기가 곤란하다는 문제점이 있다. 또한, 종래의 공기 발생기들은 상기와 같이 기계식 구조로 되어 있어 소음 및 열 발생이 많이 일어남에 따라 조용한 환경에서는 그 사용이 제한되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하고자 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 전자기적 방법에 의하여 코어의 극성을 주기적으로 변화시켜 코어와 영구자석 사이에 인력과 척력이 번갈아가며 반복적으로 형성되도록 함으로써 기계적인 소음 없이 청정한 공기를 생성할 수 있는 전자기식 공기 발생기를 제공하는 것이다.

한편, 본 발명에 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기 하는 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전자기식 공기 발생기는, 외부 공기를 흡입, 압축하여 공기를 배출하는 공기 발생기에 있어서, 본체(110)와; 상기 본체(110)에 고정되는 원통형의 마그넷(120)과; 상기 마그넷(120)의 상단부에 결합되며, 중심부가 상기 마그넷(120)의 내측으로 돌출되어 있는 전도체(130)와; 상기 마그넷(120)의 내측에서 상기 전도체(130)를 감싸도록 원통형으로 마련되며, 전력이 공급되면 자기력이 형성되는 전자석부(140)와; 상기 전자석부(140)에 일단부가 결합되고 타단부는 상기 본체(110)에 고정되며, 공기를 흡입 및 배출시키기 위한 흡입구(152) 및 배출구(154)가 형성되어 있는 압축부(150)를 포함하며, 상기 흡입구(152) 및 배출구(154)의 각각에는 일방향으로만 공기가 유동할 수 있도록 작동하는 체크밸브(160)가 구비되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 전도체(130)는 상기 마그넷(120)의 상단에 결합되어 상기 마그넷(120)의 상단 극성과 동일한 극성을 띄도록 금속재질로 이루어진 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 압축부(150)는 고무 또는 플라스틱 재질인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 흡입구(152)는 상기 압축부(150)의 측면에 형성되고, 상기 배출구(154)는 상기 압축부(150)의 저면에 형성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 본체(110)에는 압축부(150)의 배출구(154)와 연통되는 저장부(112)가 형성되고, 상기 저장부(112)에는 외부와 연결되는 토출구(113)가 천공되는 것을 특징으로 한다.

더 바람직하게는, 상기 공기 발생기는 어항이나 수조에 사용되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 전자기식 공기 발생기는, 자기력에 의해 작동되므로 소음이 대폭줄어 들며, 기계방식의 공기 발생기에 비해 열 발생이 현저하게 감소하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기식 공기 발생기의 구성 요소 일부분의 분해사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기식 공기 발생기의 사시도이다.
도 3과 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기식 공기 발생기의 작용을 보여주는 'A-A'의 단면도이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 또한, 사용된 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 구성요소를 설명하는데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결', "결합" 또는 "접속" 된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "연결"' "결합" 또는 "접속"될 수 있다고 이해되어야 할 것이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예의 구성 및 작용을 상세히 설명한다.

먼저, 도면을 도 2와 도 3에는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기식 공기 발생기의 사시도와 단면도가 각각 도시되어 있다. 도 2와 도 3을 참조하여 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기식 공기 발생기(100)는, 본체(110)와, 본체(120)에 고정되는 원통형의 마그넷(120)과, 마그넷(120)의 상단부에 결합되며 중심부가 마그넷(120)의 내측으로 돌출되어 있는 전도체(130)와, 마그넷(120)의 내측에서 전도체(130)를 감싸도록 원통형으로 마련되는 전자석부(140)와, 전자석부(140)와 본체(110)에 양단부가 각각 고정되어 있는 압축부(150)를 포함하여 구성된다.

본체(110)는 케이스의 역할을 한다. 본체(110)는 내부 공간이 비어 있으며, 내측에 가로방향으로 마련되어 있는 압축부고정판(114)으로 인해 본체(110)의 내측은 상하로 나누어진 두 개의 공간으로 마련되며, 상단부의 공간에는 마그넷(120) 및, 전도체(130), 전자석부(140), 압축부(150)가 구비되며, 하단부의 공간에는 저장부(112)가 형성된다. 저장부(112)는 내부가 비어 있는 공간으로 후술하는 압축부(150)의 수축 작용으로 배출된 공기가 저장되는 공간이다. 압축부고정판(114)에는 압축부(150)의 일단부가 끼워져 결합된다. 저장부(112)의 하단에는 외부와 연통되는 토출구(113)가 천공된다. 본체(110)의 내측 상단에는 마그넷(120)이 끼워져 고정, 결합되는 마그넷고정틀(115)이 마련된다.

도 1과 도 3을 참조하여 살펴보면, 마그넷(120)은 원통형의 영구자석으로 상, 하단에 서로 다른 극성을 갖는다. 마그넷(120)은 본체(110)의 마그넷고정틀(115)에 고정된다. 마그넷(120)의 상단에는 전도체(130)가 결합된다.

전도체(130)는 판상의 원형으로 이루어진 결합부(132)와, 결합부(132)의 중심부로부터 돌출연장되는 원형의 돌출부(134)로 구성된다. 결합부(132)는 마그넷(120)의 상측에 결합되며, 돌출부(134)는 마그넷(120)의 내측에 위치하도록 결합부(132)의 저면으로부터 돌출연장 형성된다. 마그넷(120)의 상단에 결합되는 전도체(130)는 마그넷(120)의 극성을 잘 전달하도록 금속재질로 제작되며, 이에 따라, 마그넷(120)의 상단과 맞닿아 결합되어 있는 전도체(130)는 마그넷(120)의 상단 극성과 동일한 극성을 갖게 된다.

전자석부(140)는 강자성체로 이루어진 원통형의 코어(142)와, 코어(142)에 감긴 도선(144)으로 구성되며, 원통형의 코어(132)에 감겨져 있는 도선(144)에 전류를 흘리면 자기장이 형성되고, 그 자기장에 의해 코어(142)가 자화되어 자석 역할을 하게 된다.

이러한 전자석부(140)는 원통형으로 이루어져 있으며, 전자석부(140)의 외측은 마그넷(120)의 내측에 감싸지고, 전자석부(140)의 내측은 전도체(130)의 돌출부(134)를 감싸도록 구비되며, 도선(134)에 전류가 흘러 코어(142)가 자화됨에 따라 코어(142)는 전도체(130)와 마그넷(120) 사이에 인력 및 척력을 형성하게 된다.

본 실시예에서는 도시되어 있지 않지만, 전자석부(140)에는 직류전원에서 공급하는 직류전원을 교류전원으로 변경하여 전달 및 공급하는 인버터가 연결된다. 전자석부(140)는 인버터를 통해 도선(144)에 공급되는 교류전류의 방향을 변환시켜줌에 따라 코어(142)의 극성이 주기적으로 변화되어 전도체(130)와 마그넷(120) 사이에 인력 및 척력이 번갈아가며 반복적으로 형성하게 되고, 이에 전자석부(140)는 마그넷(120)의 내벽을 따라 상하 왕복 운동하게 된다. 즉, 인버터는 결과적으로 전자석부(140)의 코어(142)의 극성을 주기적으로 바꾸어주는 역할을 하게 된다.

압축부(150)의 일단부는 전자석부(140)에 고정되고 타단부는 본체(110)의 압축부고정판(114)에 끼워져 결합된다. 압축부(150)는 타단부가 본체(110)에 고정되어 있는 상태에서 전자석부(140)를 따라 상하 이동하며 내부를 팽창 및 수축시킬 수 있는 재질로 제작된다. 이와 같은 압축부(150)는 탄성력을 갖는 고무나 실리콘 또는 플라스틱 재질이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 고무재질로 제작되는 것이 가장 바람직하다.

압축부(150)의 측면에는 흡입구(152)가 천공된다. 흡입구(154)는 도 3과 같이, 전자석부(140)의 상측 이동에 의해 압축부(150)가 팽창될 시, 외부의 공기를 흡입하는 입구로서의 역할을 한다. 이에 따라 흡입구(152)에는 외부와 연결되어 있는 호스(153)가 결합된다. 흡입구(152)에는 일방향으로만 공기가 유동될 수 있도록 작동하는 체크밸브(160)가 구비된다. 이때 흡입구(152)에 배치되는 체크밸브(160)는 외부의 공기를 압축부(150)의 내부로만 유입시키게 되며, 압축부(150) 내부의 공기가 외부로 배출되는 것을 방지한다.

압축부(150)의 저면에는 배출구(154)가 형성된다. 배출구(154)는 도 4와 같이, 전자석부(140)의 하강에 의해 압축부(150)가 수축될 시, 압축부(150)의 내부 공기를 배출하는 역할을 한다. 이와 같은 배출구(154)는 본체(110)의 하단에 형성되어 있는 저장부(112)와 연통된다. 저장부(112)는 배출구(154)를 통하여 배출된 공기가 저장되는 공간이며, 배출구(154)를 따라 배출된 공기는 저장부(112)를 거쳐 저장부(112) 하면의 토출구(113)를 통하여 외부로 배출된다.

덧붙여, 배출구(154)와 토출구(113)에는 일방향으로만 공기가 유동될 수 있도록 작동하는 체크밸브(160)가 구비되며, 배출구(154)와 토출구(113)에 장착되는 체크밸브(160)는 압축부(150)와 저장부(112)의 내부 공기를 배출시키도록 작동하며 외부로부터의 공기 유입은 차단하게 된다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기식 공기 발생기는 주로 어항에 산소를 공급하는 용도로 사용되지만, 이를 한정하는 것은 아니며 공기 및 유체의 공급이 필요한 다른 장소 및 환경에도 적용하여 사용될 수 있다.

이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다", 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100:공기 발생기 110:본체
112:저장부 113:토출구
114:압축부고정판 120:마그넷
130:전도체 140:전자석부
142:코일 144:도선
150:압축부 152:흡입구
153:호스 154:배출구
160:체크밸브

Claims (6)

1. 외부 공기를 흡입, 압축하여 공기를 배출하는 공기 발생기에 있어서,
   본체(110)와;
   상기 본체(110)에 고정되며 내부가 비어 있는 원통의 관 형태로 소정의 길이를 갖는 마그넷(120)과;
   상기 마그넷(120)의 상단부에 결합되는 원형판상의 결합부(132)와, 상기 결합부(132)의 중심부로부터 소정의 길이로 돌출되어 상기 마그넷(120)의 내측에 위치하는 돌출부(134)로 이루어진 전도체(130)와;
   원통의 관 형태로 강자성체로 이루어진 코어(142)와, 상기 코어에 감긴 상태로 전력이 공급되면 자기장이 형성되어 상기 코어(142)를 자화시키는 도선(144)으로 이루어진 전자석부(140)와;
   상기 전자석부(140)에 일단부가 결합되고 타단부는 상기 본체(110)에 고정되며, 공기를 흡입 및 배출시키기 위한 흡입구(152) 및 배출구(154)가 형성되어 있는 압축부(150)를 포함하며,
   상기 흡입구(152) 및 배출구(154)의 각각에는 일방향으로만 공기가 유동할 수 있도록 작동하는 체크밸브(160)가 구비되며,
   상기 도선(144)에 공급되는 교류전류의 방향을 변환시켜줌에 따라 상기 코어(142)의 극성이 주기적으로 변화되어 상기 전도체(130)가 연결되어 있는 마그넷(120)과 전자석부(140) 사이에 인력 및 척력이 발생하여 상기 전자석부(140)가 소정이 길이를 갖는 상기 마그넷(120) 내벽을 따라 왕복 운동함에 따라 상기 압축부를 수축 및 팽창시켜 상기 압축부에 공기가 흡입 및 배출되도록 작동하는 것을 특징으로 하는 전자기식 공기 발생기.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 전도체(130)는 상기 마그넷(120)의 상단에 결합되어 상기 마그넷(120)의 상단 극성과 동일한 극성을 띄도록 금속재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 전자기식 공기 발생기.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 압축부(150)는 고무 또는 플라스틱 재질인 것을 특징으로 하는 전자기식 공기 발생기.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 흡입구(152)는 상기 압축부(150)의 측면에 형성되고, 상기 배출구(154)는 상기 압축부(150)의 저면에 형성되는 것을 특징으로 하는 전자기식 공기 발생기.
   
5. 제 4항에 있어서,
   상기 본체(110)에는 압축부(150)의 배출구(154)와 연통되는 저장부(112)가 형성되고, 상기 저장부(112)에는 외부와 연결되는 토출구(113)가 천공되는 것을 특징으로 하는 전자기식 공기 발생기.
   
6. 제 1항 내지 5항 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 공기 발생기는 어항이나 수조에 사용되는 것을 특징으로 하는 전자기식 공기 발생기.

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