KR101957987B1 - 진공상태의 자석 발전장치 - Google Patents

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KR101957987B1
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주식회사 알프엘이디
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Abstract

본 발명은 자석 발전장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 진공상태에서 자석을 이용하여 전기를 생산함으로써, 마찰을 감소시켜 전기 생산효율을 증대시킬 수 있는 진공상태의 자석 발전장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 진공상태의 자석 발전장치는, 회전력을 생성하는 자석 엔진부(30) 및 자석 엔진부(30)에서 생성되는 회전력에 의해 구동되는 동력부(50)를 내부에 기밀하게 수용하는 하우징(10); 및 하우징(10)에 연결되고 하우징(10) 내부를 진공이 되도록 구성하는 진공부(70);를 포함하는 것인 진공상태의 자석 발전장치

Description

진공상태의 자석 발전장치{MAGNET GENERATOR OPERATING IN VACUUM}
본 발명은 자석 발전장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 진공상태에서 자석을 이용하여 전기를 생산함으로써, 마찰을 감소시켜 전기 생산효율을 증대시킬 수 있는 진공상태의 자석 발전장치에 관한 것이다.
통상적으로 엔진은 석유류의 연료를 이용하여 발화, 폭발에 의해 발생되는 에너지를 전환시켜 회전력을 얻는다. 이러한 종래의 엔진은 연료를 필요로 하고, 연료가 연소되면서 발생되는 물질 등은 환경오염을 일으키기도 한다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 전자석을 이용한 엔진이 등장한 바 있다.
등록특허공보 제10-0836939호 (등록일자: 2008.06.03)
본 발명은,
종래 발전장치가 가지는 문제점을 해결할 수 있는 진공상태의 자석 발전장치를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 에너지 생산 효율을 보다 증대시킬 수 있는 진공상태의 자석 발전장치를 제공하는데 목적이 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특징적인 기능을 수행하기 위한, 본 발명의 특징은 다음과 같다.
본 발명에 따른 진공상태의 자석 발전장치는, 회전력을 생성하는 자석 엔진부 및 상기 자석 엔진부에서 생성되는 회전력에 의해 구동되는 동력부를 내부에 기밀하게 수용하는 하우징; 및 상기 하우징에 연결되고 상기 하우징 내부를 진공이 되도록 구성하는 진공부;를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 진공부는, 상기 하우징의 일측에 장착되고 하우징 내부와 유체연통하는 튜브; 및 상기 튜브와 연결되고 하우징 내부의 공기를 배출시키는 펌프;를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 진공부는, 상기 하우징 내부로 공기의 유입을 방지하기 위한 체크 밸브; 및 상기 하우징 내부 압력이 소정 값을 초과하는 경우 압력을 하우징 외부로 배출시키기 위한 릴리프 밸브;를 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 자석 엔진부는, 상기 하우징에 고정되고 표면에 N극 및 S극 중 어느 하나의 극이 외측을 향하도록 배치되는 복수의 영구자석을 포함하는 고정자; 및 상기 고정자에서 외측을 향하는 영구자석의 극과 동일한 극이 고정자를 향하도록 구성되는 복수의 영구자석을 포함하고 회전가능하게 형성되는 회전자;를 포함한다.
바람직하게, 상기 고정자의 영구자석은 각도가 회전하도록 구성된다.
바람직하게, 상기 고정자의 영구자석은 고정자에 형성되는 스텝모터의 축에 장착되고, 상기 고정자의 영구자석의 미리 설정된 각도만큼 각도를 변화시키도록 제어하는 제어부를 더 포함한다.
바람직하게, 상기 회전자의 영구자석의 위치를 감지하는 타이밍 센서를 더 포함하고, 상기 제어부는 타이밍 센서의 감지에 의해 고정자의 영구자석의 각도를 변화시킨다.
바람직하게, 상기 고정자의 영구자석은 원주방향으로 일정 간격 이격하여 형성된다.
바람직하게, 상기 회전자의 영구자석은 상기 고정자의 영구자석이 형성되는 위치에 대응하는 회전자의 위치에 형성된다.
종래 발전장치가 가지는 문제점을 해결할 수 있는 진공상태의 자석 발전장치가 제공된다.
또한, 에너지 생산 효율을 보다 증대시킬 수 있는 진공상태의 자석 발전장치가 제공된다.
본 발명의 효과는 전술한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 인식될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 진공상태의 자석 발전장치의 개괄도를 도시하고,
도 2는 본 발명에 따른 진공상태의 자석 발전장치의 개략적인 내부도를 도시하고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공부를 도시하고,
도 4는 본 발명에 따른 진공상태의 자석 발전장치의 내부도를 도시하고,
도 5는 도 4의 자석 엔진부의 상세도를 도시하고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정자의 일측면도를 도시하고,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공상태의 자석 발전장치의 작동도를 도시하고,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전자의 일측면도를 도시하며,
도 9는 도 4의 동력부의 상세도를 도시한다.
발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 또는 "직접 접촉되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 인접하는"과 "~에 직접 인접하는"등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다.
명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급되지 않는 한 복수형도 포함된다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자가 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
본 발명에 따른 진공상태의 자석 발전장치는, 회전력을 생성하는 자석 엔진부 및 상기 자석 엔진부에서 생성되는 회전력에 의해 구동되는 동력부를 내부에 기밀하게 수용하는 하우징; 및 상기 하우징에 연결되고 상기 하우징 내부를 진공이 되도록 구성되는 진공부;를 포함한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 진공상태의 자석 발전장치는 하우징(10) 및 진공부(70)를 포함한다. 하우징(10) 내부에는 자석 엔진부(30) 및 동력부(50)가 포함된다.
하우징(10)은 내부의 자석 엔진부(30) 및 동력부(50)를 외부로부터 기밀하게 수용한다. 하우징(10)의 하부면에는 진동 및 소음을 완화할 수 있는 받침부(100)가 별도로 마련될 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 진공상태의 자석 발전장치는 하우징(10) 내부를 진공상태로 마련하기 위한 진공부(70)를 포함한다. 진공부(70)는 체크밸브(170), 펌프(270), 릴리프밸브(370) 및 공기배출부(470)를 포함할 수 있다.
펌프(270)는 하우징(10) 내부의 공기를 배출하여 하우징(10) 내부를 진공상태로 만든다. 하우징(10)에는 하우징(10) 내부와 진공부(70) 사이를 유체연통하도록 하기 위한 홀(110)이 형성된다. 하우징(10)의 홀(110)에는 펌프(270)와 연결되는 튜브가 장착된다. 홀(110) 및 튜브의 사이에는 기밀부재(미도시)가 형성되어 공기가 하우징(10) 내부로 유입되지 않도록 한다.
또한, 튜브에는 체크밸브(170)가 장착되고, 체크밸브(170)는 공기의 흐름이 하우징(10) 외부 측으로만 이루어질 수 있도록 작동한다. 또한, 진공부(70)는 릴리프밸브(370)를 포함할 수 있다. 하우징(10) 내부의 압력이 미리 설정된 허용 범위를 초과하는 경우 릴리프밸브(370)가 작동하여 압력을 감소시킨다. 펌프(270)로부터 공기배출부(470)를 통해 공기가 배출된다.
하우징(10) 내부에 배치되는 자석 엔진부(30)는 고정자(130), 회전자(230), 플라이휠(330), 축(430), 일방향 클러치(530) 및 증속기(630)를 포함할 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 고정자(130)는 하우징(10) 내에 고정된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 고정자(130)는 수직방향으로 설치되는 제1 고정체(1100)에 결합부재(11000)를 통하여 견고하게 장착될 수 있다.
고정자(130)는 외측 고정판(1130); 및 외측 고정판(1130)의 반경방향 내측에 외측 고정판(1130)으로부터 이격하여 형성되는 내측 고정판(2130); 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 바람직하게, 고정자(130)는 외측 고정판(1130) 및 내측 고정판(2130)을 모두 포함한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 외측 고정판(1130) 및 내측 고정판(2130)에는 원주방향으로 일정 간격 이격하여 형성되는 영구자석(1132, 2132)이 형성된다. 바람직하게, 외측 고정판(1130) 및 내측 고정판(2130)의 원주 영역에는 원주방향으로 일정 간격 이격하여 형성되는 영구자석(1132, 2132)이 형성된다. 외측 고정판(1130) 및 내측 고정판(2130)의 영구자석(1132, 2132)은 모두 동일한 극이 외측을 향하도록 형성된다. 도면에는 S극으로 도시되어 있으나 N극이 배치될 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 외측 고정판(1130) 및 내측 고정판(2130)의 영구자석(1132, 2132)은 외측 및 내측 고정판(1130, 2130)의 면과 평행한 방향에 대하여 각도가 변화하도록 형성된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 각 영구자석(1132, 2132)은 스텝모터(140)의 축에 장착되어 각도가 변화하도록 형성된다. 특히, 타이밍 센서(160)의 감지에 의해 스텝모터(140)의 각도가 변화하도록 형성된다. 후술하는 회전자(230)에 형성되는 영구자석(1232, 2232)과 동일한 극이 배치되도록 하고 경사각을 변화시켜 회전자(230)의 회전 및 회전속력을 변화시킨다.
회전자(230)는 고정자(130)에 대향하여 회전가능하게 설치된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 회전자(230)는 수직방향으로 설치되는 제2 고정체(2100)에 축(430)을 통하여 결합될 수 있다. 회전자(230)는 외측 구동판(1230) 및 외측 구동판(1230)의 반경방향 내측에 외측 구동판(1230)으로부터 이격하여 형성되는 내측 구동판(2230) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 바람직하게, 회전자(230)는 외측 구동판(1230) 및 내측 구동판(2230) 모두를 포함한다.
외측 구동판(1230) 및 내측 구동판(2230)에는 원주방향으로 일정 간격 이격하여 형성되는 영구자석(1232, 2232)이 형성된다. 바람직하게, 영구자석(1232, 2232)은 외측 및 내측 구동판(1230, 2230) 각각의 원주 영역에 원주방향으로 일정 간격 이격하여 형성된다. 영구자석(1232, 2232)은, 스텝모터(140)에 장착되는 영구자석(1132, 2132)의 경사각의 변화를 통해 변화하는 척력의 강도를 통해 회전자(230)의 회전 속력 및 회전을 변화시킨다.
축(430)은 회전자(230)의 회전이 전달되고, 회전자(230)와 함께 회전가능하게 형성된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 회전자(230)와 축(430)의 사이에는 베어링(1430)이 배치될 수 있다. 베어링(1430)은, 바람직하게, 마찰력이 없는 베어링일 수 있다.
회전자(230)의 일측에는 플라이휠(330)이 배치된다. 플라이휠(330)은 회전자(230)의 회전력을 안정적으로 증대시키는 기능을 수행하고, 플라이휠(330)의 외주면 일측에는 플라이휠(330)의 시동을 위한 드라이브모터(1330)가 형성된다.
일방향 클러치(530)는 축(430)에 결합하여 축(430)의 회전이 일방향으로만 이루어질 수 있도록 한다. 증속기(630)는, 또한, 동력부(50) 및 축(430)의 사이에 결합되어 회전속력을 증가시킨다.
도 9를 참조하면, 동력부(50)는 모터(150), 냉각팬(250), 엔진 컨트롤박스(350)를 포함할 수 있다.
모터(150)는 축(430)에서 전달되는 회전력에 의해 회전한다. 냉각팬(250)은 모터(150)에 의해 발생하는 열을 발산하는 기능을 수행하도록 모터(150)의 일측에 설치된다. 모터(150)에서 발생되는 동력은 엔진 컨트롤 박스(350)에 형성되는 전원출력콘센트(11350)에 의해 외부로 공급될 수 있다. 또한, 엔진 컨트롤 박스(350)에는 엔진제어콘센트(21350)가 마련되어 엔진의 제어를 도모한다.
본 발명에 따른 진공상태의 자석 발전장치는 제어부(90)를 더 포함할 수 있다. 제어부(90)는 고정자(130) 측의 스텝모터(140)의 회전각을 변화시킨다. 스텝모터(140)의 회전은 타이밍 센서(160)의 입력에 의하여 제어부(90)가 제어하게 된다. 또한, 제어부(90)는 회전자(230)에 형성되는 시동모터(180) 및 플라이휠(330)의 드라이브모터(1330)의 구동을 제어한다.
이하 본 발명에 따른 진공상태의 자석 발전장치의 작동에 대하여 설명하기로 한다.
제어부(90)에는 스텝모터(140)의 회전각이 미리 설정되고, 설정되는 회전각대로 스텝모터(140)를 구동시킬 수 있다. 예를 들어, 제어부(90)에는 5°의 보통모드, 15°의 저속모드, 30°의 중속모드 및 35°의 고속모드가 미리 설정되어 있다. 제어부(90)는 전원입력 시, 스텝모터(140)를 15°의 저속모드로 구동하도록 회전각을 15°로 설정한다. 그리고 회전자(230)의 시동모터(180) 및/또는 플라이휠(330)의 드라이브모터(1330)를 구동시켜 자석 엔진부(30)가 구동되도록 한다. 제어부(90)는 상기한 바와 같이 각도를 변화시켜 회전속력을 변화시킬 수 있다.
제어부(70)는 고정자(130)의 영구자석(1132, 2132)의 각도를 변화시켜 이에 대응하게 설치되는 회전자(230)의 영구자석(1232, 2232)에 반발력을 조절함으로써 회전자(230)가 계속하여 회전할 수 있도록 한다. 또한, 각도조절은 정확한 타이밍에 이루어질 수 있도록 회전자(230)의 영구자석(1232, 2232)을 감지할 수 있는 타이밍센서(160)의 탐지에 의해 각도 변화가 이루어진다.
회전자(230)의 회전에 의해 축(430)도 함께 회전하고, 드라이브모터(1330)가 제어부(90)에 의해 구동되면 플라이휠(330)이 회전을 시작하게 하여 축(430)의 회전을 안정적으로 증대시킨다. 증속기(630)를 통해 축(430)의 회전속력을 증가시키고 모터(150)를 회전시킨다. 엔진컨트롤박스(350)에 마련되는 전원출력콘센트(11350)를 통해 이와 같이 생산되는 전기가 외부로 공급된다.
또한, 하우징(10) 내부의 구성이 작동할 때 진공부(70)는 펌프(270)를 구동시켜 하우징(10) 내부를 진공상태로 조성한다. 진공상태로 조성된 발전장치는, 진공상태가 아닐 때보다, 대략 30% 이상의 생산효율이 증대되는 것을 확인할 수 있었다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
10: 하우징 30: 자석 엔진부
50: 동력부 70: 진공부
90: 제어부
100: 받침부 110: 홀
130: 고정자 150: 모터
170: 체크밸브 230: 회전자
250: 냉각팬 270: 펌프
330: 플라이휠 350: 엔진 컨트롤 박스
370: 릴리프밸브 430: 축
470: 공기배출부 530: 일방향 클러치
630: 증속기 1100: 제1 고정체
1130: 외측고정판 1132: 영구자석
1230: 외측구동판 1330: 드라이브모터
1430: 베어링 1232: 영구자석
2130: 내측고정판 2100: 제2 고정체
2132: 영구자석 2230: 내측구동판
2232: 영구자석 11000: 결합부재
11350: 전원출력콘센트 21350: 엔진제어콘센트

Claims (9)

  1. 하우징;
    상기 하우징에 연결되고 상기 하우징의 내부를 진공이 되도록 구성하는 진공부;
    상기 하우징 내에 수용되는 자석 엔진부; 및
    상기 하우징 내에 수용되고 상기 자석 엔진부에서 생성되는 회전력에 의해 구동되는 동력부;를 포함하고,
    상기 자석 엔진부는,
    상기 하우징 내 수직방향으로 설치되는 제1 고정체;
    상기 제1 고정체에 고정되고 원주방향으로 일정 간격 이격하여 형성되는 복수의 영구자석을 포함하는 고정자;
    상기 제1 고정체와 이격하여 상기 하우징 내 수직방향으로 설치되고 회전가능한 축이 결합되는 제2 고정체;
    상기 제2 고정체에 축을 통해 회전가능하게 장착되고 원주방향으로 일정 간격 이격하여 형성되는 복수의 영구자석을 포함하는 회전자; 및
    상기 제2 고정체 및 회전자 사이에 축 상에서 회전가능하게 결합되는 플라이휠;을 포함하고,
    상기 고정자에 형성되는 복수의 영구자석 모두는 N극 및 S극 중 어느 하나의 극이 회전자를 향하도록 형성되고, 상기 고정자에 부착되는 스텝모터의 축에 장착되어 회전자에 형성되는 복수의 영구자석에 대한 각도가 변화가능하게 구성되고,
    상기 회전자에 형성되는 복수의 영구자석 모두는, 상기 고정자에 형성되는 복수의 영구자석의 상기 어느 하나의 극과 동일한 극이 고정자를 향하도록 형성되고,
    상기 자석 엔진부를 제어하는 제어부;를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 회전자에 형성되는 복수의 영구자석을 감지하는 타이밍 센서가 회전자에 형성되는 영구자석을 감지하는 경우, 상기 회전자에 형성되는 복수의 영구자석에 대한 상기 고정자의 영구자석의 각도를 5°, 15°, 30° 및 35° 중 어느 하나로 변화시키는 것인 진공상태의 자석 발전장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 진공부는,
    상기 하우징의 일측에 장착되고 하우징 내부와 유체연통하는 튜브; 및
    상기 튜브와 연결되고 하우징 내부의 공기를 배출시키는 펌프;를 포함하는 것인 진공상태의 자석 발전장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 진공부는,
    상기 하우징 내부로 공기의 유입을 방지하기 위한 체크 밸브; 및
    상기 하우징의 내부 압력이 소정 값을 초과하는 경우 압력을 하우징 외부로 배출시키기 위한 릴리프 밸브;
    를 더 포함하는 것인 진공상태의 자석 발전장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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