KR101927275B1

KR101927275B1 - 발전 장치

Info

Publication number: KR101927275B1
Application number: KR1020137030629A
Authority: KR
Inventors: 다카이쓰 고바야시
Original assignee: 티. 케이 레버리지 가부시키가이샤
Priority date: 2011-04-19
Filing date: 2012-04-11
Publication date: 2018-12-10
Also published as: EP2701290A1; TWI549401B; WO2012144386A1; AP4071A; TR201816034T4; TW201310865A; ES2693234T3; JP2012228068A; PT2701290T; AU2012246413B2; MX2013011868A; AU2012246413A1; US9570967B2; US20170117785A1; MY165056A; KR20140028007A; EP2701290A4; JP5722690B2; BR112013026906A2; RU2013151176A

Abstract

본 발명은 기전 코일에 작용하는 자력을 변화시켜 양호한 효율의 발전을 얻을 수 있도록 한 발전 장치를 제공한다. 동심 원형으로 배치하여 상자 구조로 한 제1 영구 자석 부재(1)와 제2 영구 자석 부재(2)와 기전 코일 부재(3)를 포함하고, 상기 제1 영구 자석 부재(1) 및/또는 상기 제2 영구 자석 부재(2)를 회전함으로써 상기 기전 코일 부재(3)에서의 발전을 유기하는 구성으로 한 발전 장치로서, 상기 제1, 제2 영구 자석 부재(1, 2)가 협동하여 자력을 변화시켜 양호한 효율의 발전을 얻는다.

Description

발전 장치 {POWER GENERATOR}

본 발명은 영구 자석과 기전 코일(electromotive coil)의 상대 회전에 의해 발전을 유기하는 발전 장치에 관한 것이다.

이미 알려진 바와 같이, 통형으로 배치한 영구 자석을 구비하는 영구 자석 부재와, 통형으로 배치한 기전 코일을 구비하는 기전 코일 부재를 동심 배치하고, 즉 단일의 상기 영구 자석 부재와 단일의 상기 기전 코일 부재를 동심 배치하고, 그 단일의 영구 자석 부재를 회전함으로써, 상기 기전 코일 내의 자력을 변화시켜 발전을 유기하는 발전 장치가 여러 가지 개발되어 있다.

상기 기지의 발전 장치에 있어서는, 발전을 유기하는 자력, 즉 영구 자석의 자력은 일정하기 때문에, 하기 특허문헌 1에 나타낸 바와 같이, 상기 영구 자석과는 별도로 전자석을 설치하고, 그 전자석의 자력을 가산하거나, 비가산하거나 하여 자력을 증감하는 구성이 채용되고 있다.

일본 특허공보 제3709145호

바꾸어 말하면, 상기 특허문헌 1의 발전 장치는 단일의 영구 자석 부재에 전자석을 부설하고, 그 전자석에 의해 기전 코일에 작용하는 자력을 변화시켜, 양호한 효율의 발전을 얻고자 하는 발상에 기초한 것이다.

이에 대하여, 본 발명은 기전 코일에 작용하는 자력의 변화를 도모하는 수단으로서, 동심 원형으로 배치하고 상자 구조로 한 제1 영구 자석 부재와 제2 영구 자석 부재를 포함하고, 양자의 협동에 의해 기전 코일에 작용하는 자력을 변화시켜 양호한 효율의 발전을 얻도록 한 것이다.

즉, 본 발명에 따른 발전 장치는, 동심 원형으로 배치하여 상자 구조로 한 제1 영구 자석 부재와 제2 영구 자석 부재와 기전 코일 부재를 포함하고, 상기 제1 영구 자석 부재 및/또는 상기 제2 영구 자석 부재를 회전함으로써 상기 기전 코일 부재에서의 발전을 유기하는 구성을 가지고, 상기 제1 영구 자석 부재 및 상기 제2 영구 자석 부재가 협동하여 자력을 변화시켜 양호한 효율의 발전을 얻는다.

구체예로서, 상기 제1 영구 자석 부재 및 상기 제2 영구 자석 부재 중 한쪽을 정(正)회전하고 다른 쪽을 역(逆)회전하여, 양자의 회전 속도를 실질상 향상시켜 발전 효율을 높일 수 있다.

또는 동심 원형으로 배치하여 상자 구조로 한 제1 영구 자석 부재와 제2 영구 자석 부재와 기전 코일 부재를 포함하고, 상기 기전 코일 부재를 회전함으로써 상기 기전 코일 부재에서의 발전을 유기하는 구성을 가지고, 상기 제1, 제2 영구 자석 부재가 협동하여 자력을 변화시켜 양호한 효율의 발전을 얻는다.

상기 제1 영구 자석 부재 및/또는 상기 제2 영구 자석 부재를 회전시키는 경우의 구체예로서, 상기 기전 코일 부재를 상기 제1 영구 자석 부재 및 상기 제2 영구 자석 부재의 바깥쪽에 동심 배치하거나, 또는 상기 제1 영구 자석 부재와 제2 영구 자석 부재 사이에 공심(空芯) 코일로 이루어지는 기전 코일을 배치한 상기 기전 코일 부재를 동심 배치한다.

또한, 상기 기전 코일 부재를 회전시키는 경우의 구체예로서, 상기 제1 영구 자석 부재와 제2 영구 자석 부재 사이에 공심 코일로 이루어지는 기전 코일을 배치한 상기 기전 코일 부재를 동심 배치한다.

구체예로서, 상기 제1 영구 자석 부재 및 상기 제2 영구 자석 부재는 직경 방향에 있어서 대극(對極)하는 영구 자석을 원주 방향(circumferential direction)으로 다수 배치하여 이루어지고, 확실한 상기 자력 변화를 도모하고 양호한 효율의 발전을 얻는다.

또한, 상기 제1 영구 자석과 상기 제2 영구 자석 부재 중 한쪽의 영구 자석의 수를 다른 쪽의 영구 자석의 수의 2배 이상의 정수(整數)배로 하여, 상기 한쪽의 영구 자석을 서로 반대 극성이 되도록 인접하여 배치하여, 상기 자력 변화를 빈발(頻發)시켜 양호한 효율의 발전을 얻는다. 게다가 상기 기전 코일 부재는 기전 코일을 원주 방향으로 다수 배치하여 이루어지고, 상기 기전 코일의 수를 상기 한쪽의 영구 자석의 수와 동일한 수로 하여, 각각의 기전 코일을 상기 한쪽의 영구 자석의 각각에 대응하여 배치한다.

본 발명에 의하면, 상기 제1 영구 자석 부재와 상기 제2 영구 자석 부재의 협동에 의해 기전 코일에 작용하는 자력의 변화를 도모하여 효율 양호한 발전을 얻을 수 있다.

구체예로서, 상기 제1 영구 자석 부재와 상기 제2 영구 자석 부재는 직경 방향에 있어서 대극(對極)하는 영구 자석을 원주 방향으로 다수 배치하여 이루어짐으로써, 상기 제1 영구 자석 부재의 영구 자석과 상기 제2 영구 자석 부재의 영구 자석이 직경 방향으로 대향하고, 상기 대향하는 영구 자석끼리의 반대 극성(N극과 S극) 사이 및 같은 대향하는 영구 자석끼리의 동일 극성(S극과 S극 또는 N극과 N극) 사이에서 자력을 증감하여 자력 변화를 도모할 수 있다.

또한, 상기 제1 영구 자석 부재와 제2 영구 자석 부재 중 한쪽의 영구 자석의 수를 다른 쪽의 영구 자석의 수의 2배 이상의 정수배로 하여, 상기 한쪽의 영구 자석을 서로 반대 극성이 되도록 인접하여 배치하고, 또한 상기 다른 쪽의 영구 자석을 서로 반대 극성이 되도록 인접하여 배치함으로써, 상기 제1 영구 자석 부재의 영구 자석과 상기 제2 영구 자석 부재의 영구 자석의 반대 극성끼리의 대향과 동일 극성끼리의 대향의 수를 증가시켜 상기 자력 변화를 빈발시켜, 양호한 효율의 발전을 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 발전 장치의 분해 사시도이다.
도 2는 상기 실시예 1에 따른 발전 장치의 횡단면도이다.
도 3은 상기 실시예 1에 따른 발전 장치의 종단면도이다.
도 4는 상기 실시예 1에서의 제1 영구 자석 부재의 영구 자석과 제2 영구 자석 부재의 영구 자석 사이 및 코어에서의 자력 방향을 횡단면도로 보아 나타낸 주요부 확대도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예 2, 실시예 3에 따른 발전 장치의 분해 사시도이다.
도 6은 상기 실시예 2, 실시예 3에 따른 발전 장치의 횡단면도이다.
도 7은 상기 실시예 2에 따른 발전 장치의 종단면도이다.
도 8은 상기 실시예 3에 따른 발전 장치의 종단면도이다.
도 9는 상기 실시예 2, 실시예 3에서의 제1 영구 자석 부재의 영구 자석과 제2 영구 자석 부재의 영구 자석 사이에서의 자력 방향을 횡단면도로 보아 나타낸 주요부 확대도면이다.

이하 본 발명을 실시하기 위한 바람직한 실시예를 도 1 내지 도 9에 기초하여 설명한다.

본 발명에 따른 발전 장치는 기본 구성으로서, 도 1, 도 5에 나타낸 바와 같이, 통형 또는 환형으로 배치한 영구 자석(M1)을 구비하는 제1 영구 자석 부재(1)와, 통형 또는 환형으로 배치한 영구 자석(M2)을 구비하는 제2 영구 자석 부재(2)와, 통형 또는 환형으로 배치한 기전 코일(C)을 구비하는 기전 코일 부재(3)를 동심 원형으로 배치하여 상자 구조로 하여, 상기 제1 영구 자석 부재(1) 및/또는 상기 제2 영구 자석 부재(2)와 상기 기전 코일 부재(3)의 상대 회전에 의해, 상기 기전 코일 부재(3)에서의 발전을 유기하는 구성을 가진다.

후술하는 실시예 1∼실시예 3에 공통한 구성으로서, 도 2, 도 6에도 나타낸 바와 같이, 상기 제1 영구 자석 부재(1)는 직경 방향에 있어서 대극하는 영구 자석(M1), 즉 외주면과 내주면의 극성이 서로 반대 극성이 되는 영구 자석(M1)을 원주 방향으로 다수 배치하여 이루어진다.

마찬가지로 상기 제2 영구 자석 부재(2)는 직경 방향에 있어서 대극하는 영구 자석(M2), 즉 외주면과 내주면의 극성이 서로 반대 극성이 되는 영구 자석(M2)을 원주 방향으로 다수 배치하여 이루어진다.

바람직하게는, 상기 영구 자석(M1)과 영구 자석(M2) 중 한쪽의 수를 다른 쪽의 수의 정수 배로 한다. 후술하는 실시예 1∼실시예 3에 있어서는, 영구 자석(M2)의 수를 영구 자석(M1)의 수의 2배로 한 예를 나타낸다.

또한, 도 2, 도 6에도 나타낸 바와 같이, 상기 다수의 영구 자석(M1)을 서로 반대 극성이 되도록 인접하여 배치, 예를 들면, 외주면의 극성을 N극(내주면의 극성을 S극)으로 하는 영구 자석(M1)에 인접하는 영구 자석(M1)의 외주면의 극성을 S극(내주면의 극성을 N극)으로 하여 배치한다.

마찬가지로 상기 다수의 영구 자석(M2)을 서로 반대 극성이 되도록 인접하여 배치, 예를 들면, 외주면의 극성을 N극(내주면의 극성을 S극)으로 하는 영구 자석(M2)에 인접하는 영구 자석(M2)의 외주면의 극성을 S극(내주면의 극성을 N극)으로 하여 배치한다.

상기 제1 영구 자석 부재(1)는 횡단면 원호형의 판(板) 자석으로 이루어지는 영구 자석(M1)을 통형 또는 환형으로 조립하여 형성하거나, 또는 통형 또는 봉형의 자성체에 상기한 극성 배치가 되도록 착자(着磁)하여 형성한다. 상기 착자는 상기 자성체의 중심축 방향을 따라 스트레이트(straight)형으로 행하는 경우와, 동축 방향에 대하여 경사 각도를 가지고 스큐(skew)형으로 행하는 경우를 포함한다.

또한, 본 발명은 상기 영구 자석(M1)을 후술하는 회전축(4) 또는 고정축(4')의 원주면에 매설하여 통형 또는 환형으로 설치하여 상기 제1 영구 자석 부재(1)를 형성하는 것을 배제하지 않는다.

상기 제2 영구 자석 부재(2)는 횡단면 원호형의 판 자석으로 이루어지는 영구 자석(M2)을 통형 또는 환형으로 조립하여 형성하거나, 또는 통형의 자성체에 상기한 극성 배치가 되도록 착자하여 형성한다. 상기 착자도 상기 자성체의 중심축 방향을 따라 스트레이트형으로 행하는 경우와, 동축 방향에 대하여 경사 각도를 도는 스큐형으로 행하는 경우를 포함한다. 상기 제2 영구 자석 부재(2)는 상기 제1 영구 자석 부재(1)보다 큰 직경으로 형성하고, 상기 제1 영구 자석 부재(1)의 바깥쪽에 동심 배치한다.

또한, 도 1에 파선(破線)으로 나타낸 바와 같이, 본 발명은 상기 제1 영구 자석 부재(1)를 복단(復段) 구조(1A, 1B)로 하고, 상기 제2 영구 자석 부재(2)를 복단구조(2A, 2B)로 하는 경우, 또는 각 세그먼트(1A, 1B 또는 2A, 2B)를 단일 부재로 하는 경우를 포함한다.

상기 기전 코일 부재(3)는 기전 코일(C)을 원주 방향으로 다수 배치하여 완성되고, 상기 제1, 제2 영구 자석 부재(1, 2)와 동심 배치, 예를 들면, 후술하는 실시예 1에 나타낸 바와 같이, 상기 제1, 제2 영구 자석 부재(1, 2)의 바깥쪽에 동심 배치하거나, 또는 후술하는 실시예 2, 실시예 3에 나타낸 바와 같이, 상기 제1 영구 자석 부재(1)와 제2 영구 자석 부재(2) 사이에 동심 배치한다.

본 발명에 따른 발전 장치는, 도 4, 도 9에 나타낸 바와 같이, 상기 제1 영구 자석 부재(1)와 제2 영구 자석 부재(2)가 협동하여 자력 변화를 도모하여, 양호한 효율의 발전을 유기할 수 있다.

즉, 상기 제1 영구 자석 부재(1)의 영구 자석(M1)의 외주면의 극성과, 그 영구 자석(M1)에 직경 방향으로 대향하는 상기 제2 영구 자석 부재(2)의 영구 자석(M2)의 내주면의 극성이 반대 극성이 되는 경우에는, 양자 사이에 안정된 강한 자력이 생긴다.

예를 들면, 상기 영구 자석(M1)의 외주면의 극성이 N극이고 상기 영구 자석(M2)의 내주면의 극성이 S극인 경우에는, 도면 중 F1로 나타낸 바와 같이, 상기 영구 자석(M1)에서 영구 자석(M2)으로 흐르는 안정된 자력이 발생하고, 상기 영구 자석(M1)의 외주면의 극성이 S극이고 상기 영구 자석(M2)의 내주면의 극성이 N극인 경우에는, 도면 중 F2으로 나타낸 바와 같이, 상기 영구 자석(M2)에서 영구 자석(M1)으로 흐르는 안정된 자력이 발생한다.

또한, 상기 제1 영구 자석 부재(1)의 영구 자석(M1)의 외주면의 극성과 그 영구 자석(M1)에 직경 방향으로 대향하는 상기 제2 영구 자석 부재(2)의 영구 자석(M2)의 내주면의 극성이 동일 극성이 되는 경우에는, 양자 사이에 흐르는 자력은 생기지 않고, 도면 중 F3, F4로 나타내는 방향의 자력이 생긴다.

즉, 도면 중 F3으로 나타낸 바와 같이, 상기 영구 자석(M1)의 N극의 외주면에서 인접하는 영구 자석(M1)의 S극의 외주면으로 흐르는 자력이 발생하고, 도면 중 F4으로 나타낸 바와 같이, 상기 영구 자석(M2)의 N극의 외주면에서 인접하는 영구 자석(M2)의 S극의 외주면으로 흐르는 자력이 생긴다.

상기 제1 영구 자석 부재(1) 및/또는 상기 제2 영구 자석 부재(2)와 상기 기전 코일 부재(3)와의 상대 회전에 의해, 도면 중 F1∼F4로 나타내는 방향의 자력이 교체되어 기전 코일(C)에 작용하여, 양호한 효율의 발전을 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 상기 제1, 제2 영구 자석 부재(1, 2)는 두께나 자력, 영구 자석(M1, M2)의 수를 자유롭게 설정할 수 있어, 자력 변화의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 상기 제1, 제2 영구 자석 부재(1, 2)의 영구 자석(M1, M2)은, 도시한 바와 같이, 통형으로 인접하여 설치하는 경우에 한정되지 않고, 원주 방향으로 간격을 두고 설치하는 경우를 포함한다.

실시예 1

실시예 1에 있어서는, 도 1∼도 4에 나타낸 바와 같이, 모터, 터빈, 엔진 등의 동력원(9)에 의해 회전하는 회전축(4)에 제1 통형 요크(5)를 외부 삽입하고, 그 제1 통형 요크(5)에 상기 제1 영구 자석 부재(1)를 외부 삽입한다.

또한, 상기 제1 영구 자석 부재(1)와 직경 방향으로 간격을 두고 상기 제2 영구 자석 부재(2)를 동심 배치하고, 그 제2 영구 자석 부재(2)에 상기 기전 코일 부재(3)를 외부 삽입하고, 그 기전 코일 부재(3)에 제2 통형 요크(6)를 외부 삽입한다.

따라서, 본 실시예에 있어서는, 동심 원형으로 배치하고 상자 구조로 한 제1 영구 자석 부재(1)와 제2 영구 자석 부재(2)와 기전 코일 부재(3)를 구비하고, 상기 제1 영구 자석 부재(1)를 회전하고 상기 제2 영구 자석 부재(2) 및 기전 코일 부재(3)를 고정하여, 상기 제1 영구 자석 부재(1)와 상기 제2 영구 자석 부재(2) 및 기전 코일 부재(3)를 상대 회전하는 구성을 가지고, 그 상대 회전에 의해 상기 기전 코일 부재(3)에서의 발전을 유기한다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 기전 코일 부재(3)의 기전 코일(C)은 상기 제2 통형 요크(6)의 내주면에 원주 방향으로 간격을 두고 배치한 복수의 코어(7)에 코일(8)을 감아 형성한다. 상기 각 코어(7)는 규소 강판을 적층하여 형성하고, 상기 제2 영구 자석 부재(2)의 각각의 영구 자석(M2)의 외주면에 접착한다.

상기 제2 영구 자석 부재(2)의 영구 자석(M2)의 수를 상기 제1 영구 자석 부재(1)의 영구 자석(M1)의 수의 2배로 하여, 양쪽의 영구 자석(M1, M2)을 직경 방향에 있어서 대향, 즉 1개의 상기 영구 자석(M1)의 외주면과 2개의 상기 영구 자석(M2)의 내주면을 대향하게 한다.

전술한 바와 같이, 상기 영구 자석(M2)은 서로 반대 극성이 되도록 인접하여 배치되어 있으므로, 1개의 상기 영구 자석(M1)의 외주면에 대하여, 그 영구 자석(M1)의 외주면의 극성(예를 들면, N극)과 동일 극성(N극)의 내주면을 가지는 영구 자석(M2)과, 반대 극성(S극)의 내주면을 가지는 영구 자석(M2)이 대향하고, 후술하는 자력 변화를 빈발시켜 양호한 효율의 발전을 얻을 수 있다.

상세하게 설명하면, 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 영구 자석(M1)의 외주면의 극성과, 그 영구 자석(M1)에 대향하는 상기 영구 자석(M2)의 내주면의 극성이 반대 극성이 되는 경우에는, 양자 사이에 도면 중 F1 또는 F2로 나타내는 방향으로 안정된 강한 자력이 생긴다.

따라서, 상기 제1 영구 자석 부재(1)가 회전하고 각각의 영구 자석(M1)이 회전함으로써, 상기 각각의 영구 자석(M2)의 외주면에 접착된 코어(7)를 통하여, 상기 F1로 나타내는 방향의 자력과 상기 F2로 나타내는 방향의 자력이 교호적(交互的)으로 상기 기전 코일(C)에 작용하여 그 기전 코일(C) 내의 자력 변화를 도모하여, 양호한 효율의 발전을 유기한다.

또한, 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 영구 자석(M1)의 외주면의 극성과, 그 영구 자석(M1)에 대향하는 상기 영구 자석(M2)의 내주면의 극성이 동일 극성이 되는 경우에는, 양자 사이에 자력이 흐르지 않고, 도면 중 F3, F4로 나타내는 방향으로 자력이 생기고, 그 F4로 나타내는 방향의 자력은 일부가 상기 F1) 나타내는 방향의 자력에 가산되어, 상기 자력 변화를 보완한다.

그리고, 상기 제1 영구 자석 부재(1)의 영구 자석(M1)과 제2 영구 자석 부재(2)의 영구 자석(M2)과의 대향 간격은 가능한 한 작게 하여 자력을 유효하게 흐르게 하는 것이 바람직하다.

실시예 2

실시예 2에 있어서는, 도 5∼도 7, 도 9에 나타낸 바와 같이, 고정축(4′)에 제1 통형 요크(5)를 외부 삽입하고, 그 제1 통형 요크(5)에 상기 제1 영구 자석 부재(1)를 외부 삽입한다.

또한, 상기 제1 영구 자석 부재(1)와 직경 방향으로 간격을 두고 상기 기전 코일 부재(3)를 회전 가능하게 동심 배치하고, 그 기전 코일 부재(3)와 직경 방향으로 간격을 두고 상기 제2 영구 자석 부재(2)를 고정하여 동심 배치하고, 상기 제2 영구 자석 부재(2)에 제2 통형 요크(6)를 외부 삽입한다. 상기 기전 코일 부재(3)는 모터, 터빈, 엔진 등의 동력원(9)에 의해 회전된다.

따라서, 본 실시예에 있어서는, 동심 원형으로 배치하고 상자 구조로 한 제1 영구 자석 부재(1)와 제2 영구 자석 부재(2)와 기전 코일 부재(3)를 구비하고, 상기 기전 코일 부재(3)를 회전하고 상기 제1, 제2 영구 자석 부재(1, 2)를 고정하여, 상기 기전 코일 부재(3)와 상기 제1, 제2 영구 자석 부재(1, 2)를 상대 회전하는 구성을 가지고, 상기 상대 회전에 의해 상기 기전 코일 부재(3)에서의 발전을 유기한다.

도 5, 도 6에 나타낸 바와 같이, 상기 기전 코일 부재(3)는 코어가 없는(coreless) 코일(8)을 통형 또는 환형으로 감은 공심 코일로 이루어지는 기전 코일(C)을 구비하고, 그 각각의 기전 코일(C)을 통형 또는 환형으로 연결하여 형성한다. 또는 상기 기전 코일 부재(3)는 유리 등의 비자성체로 이루어지는 2개의 통체로 상기 공심 코일로 이루어지는 각각의 기전 코일(C)을 내외 측에서 협지하여 형성한다.

그리고, 본 실시예에 있어서는, 상기 실시예 1과 같이, 상기 기전 코일(C)을 코어 코일로 하는 것을 배제하지 않는다.

상기 제2 영구 자석 부재(2)의 영구 자석(M2)의 수를 상기 제1 영구 자석 부재(1)의 영구 자석(M1)의 수의 2배로 하여, 양쪽의 영구 자석(M1, M2)을 직경 방향에 있어서 대향, 즉 1개의 상기 영구 자석(M1)의 외주면과 2개의 상기 영구 자석(M2)의 내주면을 대향하게 하고, 그 대향 간격에 상기 기전 코일(C)을 개재(介在)시킨다.

전술한 바와 같이, 상기 영구 자석(M2)은 서로 반대 극성이 되도록 인접하여 배치되어 있으므로, 1개의 상기 영구 자석(M1)의 외주면에 대하여, 그 영구 자석(M1)의 외주면의 극성(예를 들면, N극)과 동일 극성(N극)의 내주면을 가지는 영구 자석(M2)과, 반대 극성(S극)의 내주면을 가지는 영구 자석(M2)이 대향하여, 후술하는 자력 변화를 빈발시켜 양호한 효율의 발전을 얻을 수 있다.

상세하게 설명하면, 도 9에 나타낸 바와 같이, 상기 영구 자석(M1)의 외주면의 극성과, 그 영구 자석(M1)에 대향하는 상기 영구 자석(M2)의 내주면의 극성이 반대 극성이 되는 경우에는, 양자 사이에 도면 중 F1 또는 F2로 나타내는 방향으로 안정된 강한 자력이 생긴다.

또한, 도 9에 나타낸 바와 같이, 상기 영구 자석(M1)의 외주면의 극성과, 그 영구 자석(M1)에 대향하는 상기 영구 자석(M2)의 내주면의 극성이 동일 극성이 되는 경우에는, 양자 사이에 자력이 흐르지 않고, 도면 중 F3, F4로 나타내는 방향으로 자력이 생긴다.

본 실시예에 있어서는, 상기한 도 9의 F1∼F4로 나타내는 방향의 자력을 직접 기전 코일(C) 내에 작용시켜, 양호한 효율의 발전을 유기한다.

즉, 상기 기전 코일 부재(3)는 상기 제1 영구 자석 부재(1)의 영구 자석(M1)과 상기 제2 영구 자석 부재(2)의 영구 자석(M2) 사이에서 회전하고, 상기 기전 코일 부재(3)의 각각의 기전 코일(C) 내에서 자력이 도 9의 F1∼F4로 나타내는 각각의 방향으로 변화함으로써, 양호한 효율의 발전을 유기한다.

본 실시예에 있어서는, 상기 영구 자석(M1)과 영구 자석(M2)의 대향 간격에 상기 기전 코일(C)이 개재하고 상기 대향 간격이 커지므로, 상기 영구 자석(M1, M2)유래의 자력을 어느 정도 크게 하거나, 또는 초전도 현상이 일어나는 절대 영도 가까이의 극저온의 환경에서 사용하여, 상기 영구 자석(M1, M2) 유래의 자력을 효율적으로 이용하는 것이 바람직하다.

실시예 3

실시예 3에 있어서는, 도 5, 도 6, 도 8, 도 9에 나타낸 바와 같이, 모터, 터빈, 엔진 등의 동력원(9)에 의해 회전하는 회전축(4)에 제1 통형 요크(5)를 외부 삽입하고, 그 제1 통형 요크(5)에 상기 제1 영구 자석 부재(1)를 외부 삽입한다.

또한, 상기 제1 영구 자석 부재(1)와 직경 방향으로 간격을 두고 상기 기전 코일 부재(3)를 고정하여 동심 배치하고, 그 기전 코일 부재(3)과 직경 방향으로 간격을 두고 상기 제2 영구 자석 부재(2)를 회전 가능하게 동심 배치하고, 그 제2 영구 자석 부재(2)에 제2 통형 요크(6)를 외부 삽입한다. 상기 제2 영구 자석 부재(2)는 모터, 터빈, 엔진 등의 동력원(10)에 의해 회전한다. 그리고, 상기 동력원(9)과 동력원(10)을 동일 동력원으로 하는 것도 배제하지 않는다.

따라서, 본 실시예에 있어서는, 동심 원형으로 배치하고 상자 구조로 한 상기 제1 영구 자석 부재(1)와 제2 영구 자석 부재(2)와 기전 코일 부재(3)를 구비하고, 상기 기전 코일 부재(3)를 고정하고 상기 제1, 제2 영구 자석 부재(1, 2)를 회전하고, 상기 기전 코일 부재(3)와 상기 제1, 제2 영구 자석 부재(1, 2)를 상대 회전하는 구성을 가지고, 그 상대 회전에 의해 상기 기전 코일 부재(3)에서의 발전을 유기한다.

도 5, 도 6에 나타낸 바와 같이, 상기 기전 코일 부재(3)는 코어 없이 코일(8)을 통형 또는 환형으로 감은 공심 코일로 이루어지는 기전 코일(C)을 구비하고, 그 각각의 기전 코일(C)을 통형 또는 환형으로 연결하여 형성한다. 또는 상기 기전 코일 부재(3)는 유리 등의 비자성체로 이루어지는 2개의 통체로 상기 공심 코일로 이루어지는 각각의 기전 코일(C)을 내외 측에서 협지하여 형성한다.

상기 제2 영구 자석 부재(2)의 영구 자석(M2)의 수를 상기 제1 영구 자석 부재(1)의 영구 자석(M1)의 수의 2배로 하여, 양쪽의 영구 자석(M1, M2)을 직경 방향에 있어서 대향, 즉 1개의 상기 영구 자석(M1)의 외주면과 2개의 상기 영구 자석(M2)의 내주면을 대향하게 하고, 그 대향 간격에 상기 기전 코일(C)을 개재시킨다.

즉, 상기 제1 영구 자석 부재(1) 및 제2 영구 자석 부재(2)는 상기 기전 코일 부재(3)를 사이에 둔 상태로 회전하고, 상기 영구 자석(M1)과 영구 자석(M2) 사이의 각각의 기전 코일(C) 내에서 자력이 도 9의 F1∼F4로 나타내는 각각의 방향으로 변화함으로써, 양호한 효율의 발전을 유기한다.

본 실시예에 있어서는, 상기 제1, 제2 영구 자석 부재(1, 2)를 동일 방향으로 동일 속도로 회전하거나, 또는 한쪽의 영구 자석 부재와 다른 쪽의 영구 자석 부재의 속도를 바꾸어 동일 방향으로 회전할 수 있다.

또는 상기 제1, 제2 영구 자석 부재(1, 2)의 한쪽을 정회전하고 다른 쪽을 역회전하여, 양자의 회전 속도를 실질상 향상시켜 발전 효율을 높일 수 있다.

본 실시예에 있어서는, 상기 영구 자석(M1)과 영구 자석(M2)의 대향 간격에 상기 기전 코일(C)이 개재하고 상기 대향 간격이 커지므로, 상기 영구 자석(M1, M2) 유래의 자력을 어느 정도 크게 하거나, 또는 초전도 현상이 일어나는 절대 영도 가까이의 극저온의 환경에서 사용하여, 상기 영구 자석(M1, M2) 유래의 자력을 효율적으로 이용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 발전 장치는 상기한 각각의 실시예의 경우에 한정되지 않고, 제1 영구 자석 부재(1) 또는 제2 영구 자석 부재(2)와 기전 코일 부재(3)와의 상대 회전에 의해 기전 코일 부재(3)에서의 발전을 유기하는 모든 경우를 포함한다.

바꾸어 말하면, 상기 제1, 제2 영구 자석 부재(1, 2) 중 한쪽이 회전하고, 다른 쪽과 상기 기전 코일 부재(3)를 고정하여 상기 상대 회전을 행하거나, 또는 상기 제1, 제2 영구 자석 부재(1, 2) 중 한쪽을 고정하여, 다른 쪽과 상기 기전 코일 부재(3)를 회전하여, 상기 상대 회전을 행하고, 상기 기전 코일 부재(3)에서의 발전을 유기하는 경우를 모두 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 발전 장치는 제1 영구 자석 부재(1) 및 제2 영구 자석 부재(2)와 기전 코일 부재(3)와의 상대 회전에 의해 기전 코일 부재(3)에서의 발전을 유기하는 모든 경우를 포함한다.

바꾸어 말하면, 상기 제1, 제2 영구 자석 부재(1, 2)를 회전하고, 상기 기전 코일 부재(3)를 고정하여 상기 상대 회전을 행하거나, 또는 상기 제1, 제2 영구 자석 부재(1, 2)를 고정하고, 상기 기전 코일 부재(3)를 회전하여 상기 상대 회전을 행하고, 상기 기전 코일 부재(3)에서의 발전을 유기하는 경우를 모두 포함한다.

1: 제1 영구 자석 부재, 2: 제2 영구 자석 부재, 3: 기전 코일 부재, 4: 회전축, 4′: 고정축, 5: 제1 통형 요크, 6: 제2 통형 요크, 7: 코어, 8: 코일, 9: 동력원, 10: 동력원, M1: 제1 영구 자석 부재의 영구 자석, M2: 제2 영구 자석 부재의 영구 자석, C: 기전 코일, F1, F2, F3, F4: 자력 방향.

Claims

동심 원형으로 배치하여 상자 구조로 한 제1 영구 자석 부재와 제2 영구 자석 부재와 기전 코일 부재를 포함하고,
상기 제1 영구 자석 부재 및 상기 제2 영구 자석 부재 중 적어도 하나를 회전함으로써 상기 기전 코일 부재에서의 발전을 유기하는 구성으로 하며,
상기 제1 영구 자석 부재 및 상기 제2 영구 자석 부재는 직경 방향에 있어서 대극(對極)하는 영구 자석을 원주 방향으로 복수 배치하여 이루어지고,
상기 제1 영구 자석 부재 및 상기 제2 영구 자석 부재 중 한쪽의 영구 자석의 수를 다른 쪽의 영구 자석의 수의 2배 이상의 정수배로 하여, 상기 한쪽의 영구 자석을 서로 반대 극성이 되도록 인접하여 배치하고, 또한 상기 다른 쪽의 영구 자석을 서로 반대 극성이 되도록 인접하여 배치하며,
상기 기전 코일 부재는 기전 코일을 원주 방향으로 복수 배치하여 이루어지고, 상기 기전 코일의 수를 상기 한쪽의 영구 자석의 수와 동일한 수로 하여, 각각의 기전 코일을 상기 한쪽의 영구 자석의 각각에 대응하여 배치하는,
발전 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 영구 자석 부재 및 상기 제2 영구 자석 부재 중 한쪽을 정회전하고 다른 쪽을 역회전하는, 발전 장치.
동심 원형으로 배치하여 상자 구조로 한 제1 영구 자석 부재와 제2 영구 자석 부재와 기전 코일 부재를 포함하고,
상기 기전 코일 부재를 회전함으로써 상기 기전 코일 부재에서의 발전을 유기하는 구성으로 하고,
상기 제1 영구 자석 부재 및 상기 제2 영구 자석 부재는 직경 방향에 있어서 대극(對極)하는 영구 자석을 원주 방향으로 복수 배치하여 이루어지고,
상기 제1 영구 자석 부재 및 상기 제2 영구 자석 부재 중 한쪽의 영구 자석의 수를 다른 쪽의 영구 자석의 수의 2배 이상의 정수배로 하여, 상기 한쪽의 영구 자석을 서로 반대 극성이 되도록 인접하여 배치하고, 또한 상기 다른 쪽의 영구 자석을 서로 반대 극성이 되도록 인접하여 배치하며,
상기 기전 코일 부재는 기전 코일을 원주 방향으로 복수 배치하여 이루어지고, 상기 기전 코일의 수를 상기 한쪽의 영구 자석의 수와 동일한 수로 하여, 각각의 기전 코일을 상기 한쪽의 영구 자석의 각각에 대응하여 배치하는,
발전 장치.
제1항에 있어서,
상기 기전 코일 부재를 상기 제1 영구 자석 부재 및 상기 제2 영구 자석 부재의 바깥쪽에 동심 배치한, 발전 장치.
제1항 또는 제3항에 있어서,
상기 제1 영구 자석 부재와 제2 영구 자석 부재 사이에 공심 코일로 이루어지는 기전 코일을 배치한 상기 기전 코일 부재를 동심 배치한, 발전 장치.
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