KR102085863B1 - 풍력과 자성체를 이용한 발전 장치 - Google Patents

Abstract

풍력과 자성체를 이용한 발전 장치가 개시된다. 본 발명의 풍력과 자성체를 이용한 발전 장치는, 본체의 내부에 회전 가능하게 결합 되며 유출입 되는 기체에 의해 회전되는 회전 바디가 구비된 회전부; 회전부의 외벽에 마련되는 복수의 발전용 자성체; 및 복수의 자성체와 이격 되도록 본체의 내벽에 탈착 가능하게 결합 되는 복수의 발전 모듈을 포함하고, 회전부는 회전 바디의 내부에 배치되며 회전 바디와 연결되어 회전 바디와 같이 회전되는 회전축 자성체, 회전축 자성체의 상단과 하단으로부터 이격 배치되며 회전축 자성체와 척력을 발생시키는 하우징부 및 회전축 자성체와 회전 바디의 사이에 마련되어 회전축 자성체를 지지하며 회전축 자성체와 척력이 발생되어 회전축 자성체와 이격 배치되는 간격 유지체를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

풍력과 자성체를 이용한 발전 장치{GENERATING APPARATUS USING A MAGNETIC SUBSTANCE AND A WIND POWER}

본 발명은, 발전 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 자성체를 이용하며 발전되며 구성품 상호 간의 최소 마찰력으로 내구성이 향상된 풍력과 자성체를 이용한 발전 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 현대 인류문명은 화석연료를 기반으로 하여 다양하게 발전해 왔으나, 최근에는 화석연료를 이용한 발전수단이 화석연료가 연소할 때 발생 되는 오염물질로 인하여 지구의 대기환경이 심각하게 오염되고 있다.

이러한 대기오염은 현실적으로 지구온난화와 같은 심각한 환경 파괴를 발생시키고 있는 실정이고, 화석연료의 매장량에는 한계가 있는바, 화석연료의 고갈에 따라 근래에는 화석연료를 대체할 만한 에너지 생산수단의 개발이 필요한 상태이다.

이러한 친환경적인 대체에너지 생산수단으로는 풍력을 이용한 풍력발전기, 낙수를 이용한 수력발전기, 조수간만의 차를 이용한 조력발전기, 태양빛을 이용한 태양광발전기 등이 화석연료의 고갈에 따른 대체에너지를 생산하기 위한 목적으로 다양한 형태로 개발되어 사용되고 있다.

이와 같은 대체에너지 생산수단 중 풍력 발전기의 경우, 대형의 발전용 터빈과, 터빈을 구동하는 대형의 블레이드 및 블레이드와 터빈이 장착되는 포스트로 구성되어, 고지대와 같이 바람이 많이 불어오는 지역에 다수로 설치하여 자연풍을 이용해 발전용터빈을 작동하여 전기에너지를 생산하는 방법이 적용되고 있다.

그러나 종래의 풍력 발전기의 경우 발전용 터빈을 작동하기 위해서는 대형의 블레이드를 결합하여 풍량의 세기가 큰 지역 및 고지대에 다수의 풍력발전기를 설치해야 전기를 생산할 수 있다. 따라서 제작비용 및 설치비용이 증가함과 동시에 투자 비용 대비 전기 생산성이 저조하며, 일반 도심지에 설치하기에는 전기에너지를 생산하기에 풍량이 충분하지 않아 풍력발전기를 가동하기가 쉽지 않은 문제점들이 있었다.

한편 이전의 풍력 발전기 즉 바람을 이용한 발전기는 발전기의 급제동 시 회전축에 걸리는 과도한 응력에 의해 발전기 또는 회전축이 파손되고, 구성 부품 간의 상호 마찰력이 심하므로 내구성이 떨어지는 단점이 있으므로 이에 대한 개선책이 요구된다.

또한 간단한 구성으로 이루어져 자동차 등 다양한 기술 분야에 적용할 수 있는 개선책도 요구된다.

전술한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 종래 기술을 의미하는 것은 아니다.

한국등록공보 제10-1301827호(김상봉) 2013. 08. 23.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 자성체를 이용하며 발전되며 구성품 상호 간의 최소 마찰력으로 내구성이 향상되며 다양한 분야에 적용할 수 있는 풍력과 자성체를 이용한 발전 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 본체의 내부에 회전 가능하게 결합 되며 유출입 되는 기체에 의해 회전되는 회전 바디가 구비된 회전부; 상기 회전부의 외벽에 마련되는 복수의 발전용 자성체; 및 상기 복수의 자성체와 이격 되도록 상기 본체의 내벽에 탈착 가능하게 결합 되는 복수의 발전 모듈을 포함하고, 상기 회전부는 상기 회전 바디의 내부에 배치되며 회전 바디와 연결되어 회전 바디와 같이 회전되는 회전축 자성체, 상기 회전축 자성체의 상단과 하단으로부터 이격 배치되며 상기 회전축 자성체와 척력을 발생시키는 하우징부 및 상기 회전축 자성체와 상기 회전 바디의 사이에 마련되어 상기 회전축 자성체를 지지하며 상기 회전축 자성체와 척력이 발생되어 상기 회전축 자성체와 이격 배치되는 간격 유지체를 더 포함하는 발전 장치가 제공될 수 있다.

상기 회전축 자성체의 상단부와 하단부에는 확장부가 마련되고, 상기 확장부는 상기 하우징부와 척력이 발생되어 상기 회전축 자성체의 회전 시 상기 하우징부와 미 접촉 될 수 있다.

상기 확장부는 상기 간격 유지체와 상기 하우징부의 사이에 배치될 수 있다.

상기 하우징부는, 상기 회전축 자성체의 상단부 및 하단부로부터 이격 배치되는 하우징 바디; 및 상기 회전축 자성체의 상단부 및 하단부와 마주보는 영역의 상기 하우징 바디에 마련되며 상기 회전축 자성체와 척력을 발생시키는 하우징 자성체를 포함할 수 있다.

상기 하우징 바디는 복수의 연결대에 의해 상기 본체에 결합될 수 있다.

상기 본체의 내벽에 마련되는 복수의 모터 모듈을 더 포함할 수 있다.

자동차의 발전용으로 사용될 수 있다.

본 발명의 실시예들은, 서로 척력이 작용되는 자성체를 구성 부품 간에 마련하여 마찰력을 최소로 하면서 발전을 할 수 있으므로 반 영구적으로 사용할 수 있다.

또한 회전부와 복수의 발전용 자성체와 복수의 발전 모듈이 간단한 구성으로 이루어져 있으므로 다양한 분야에 적용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력과 자성체를 이용한 발전 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 주요부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 도 1에서 본체와 회전 바디 사이에 발전용 자성체와 발전 모듈과 모터 모듈이 마련된 것을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 회전 바디의 내부에 회전 가이드 부재가 마련된 것을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 실시 예의 작동도이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력과 자성체를 이용한 발전 장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 주요부를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3은 도 1에서 본체와 회전 바디 사이에 발전용 자성체와 발전 모듈과 모터 모듈이 마련된 것을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 4는 도 1에 도시된 회전 바디의 내부에 회전 가이드 부재가 마련된 것을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 5는 본 실시 예의 작동도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 풍력과 자성체를 이용한 발전 장치(1)는, 본체(100)와, 본체(100)의 내부에 회전 가능하게 결합 되며 유출입 되는 기체에 의해 회전되는 회전 바디(210)가 구비된 회전부(200)와, 회전부(200)의 외벽에 마련되는 복수의 발전용 자성체(300)와, 복수의 자성체와 이격 되도록 본체(100)의 내벽에 탈착 가능하게 결합 되는 복수의 발전 모듈(400)과, 본체(100)에 마련되는 복수의 모터 모듈(500)을 구비한다.

본체(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 내부가 비어 있는 원통형 형상을 가질 수 있다.

본 실시 예에서 본체(100)의 내부에는, 도 3에 도시된 바와 같이, 회전 바디(210)가 배치되고, 회전 바디(210)는 본체(100)의 내부로 유입되는 기체에 의해 회전될 수 있다.

또한 본 실시 예에서 본체(100)는, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 수직 방향으로 배치되어 기체는 본체(100)의 하부에서 상부 방향으로 이동될 수 있다. 그 결과 본체(100)의 내부에 배치되는 회전 바디(210)는 좌측 또는 우측 방향으로 회전될 수 있다.

나아가 본 실시 예에서 본체(100)는, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 수평 방향으로 배치되어 기체는 본체(100)의 좌측부에서 우측부 방향으로 이동될 수 있다. 그 결과 본체(100)의 내부에 배치되는 회전 바디(210)는 상부 방향 또는 하부 방향으로 회전될 수 있다.

그리고 본 실시 예에서 본체(100)는 건물의 옥상이나 고지대, 차량의 엔진룸 등 다양한 장소에 설치될 수 있다.

회전부(200)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 본체(100)의 내부에 대부분 배치되며 본체(100)의 내부로 유입되는 기체나 모터 모듈(500)의 작동에 의해 대부분의 구성이 회전될 수 있다.

본 실시 예에서 회전부(200)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 본체(100)의 내부에 회전 가능하게 배치되는 회전 바디(210)와, 회전 바디(210)의 내부에 배치되며 회전 바디(210)에 연결되어 회전 바디(210)와 같이 회전 되는 회전축 자성체(220)와, 회전축 자성체(220)의 상하단부에 이격 배치되며 회전축 자성체(220)와 척력을 발생시키는 하우징부(230)와, 회전축 자성체(220)와 회전 바디(210)의 사이에 마련되어 회전축 자성체(220)를 지지하며 회전축 자성체(220)와 척력이 발생되어 회전축 자성체(220)와 이격 배치되는 간격 유지체(240)를 포함한다.

회전부(200)의 회전 바디(210)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 내부가 비어 있는 원통형 형상을 가질 수 있고, 본체(100)의 내부로 유입되는 공기에 의해 회전축 자성체(220)와 연결될 수 있다.

본 실시 예에서 회전 바디(210)의 내부에는, 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 회전 가이드 부재(211)가 마련될 수 있다. 본 실시 예에서 회전 가이드 부재(211)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 회전 바디(210)의 상단부에서 하측부 방향으로 경사지게 마련될 수 있다. 즉 본 실시 예에서 회전 가이드 부재(211)는 나선형 형상으로 마련되어 기체가 회전 바디(210)를 통과할 때 회전 가이드 부재(211)를 타고 회오리 형태로 배출되도록 할 수 있다. 그 결과 회전 바디(210)도 회오리 형태로 유출입 되는 기체에 의해 더 원활히 회전될 수 있다.

회전부(200)의 회전축 자성체(220)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 회전 바디(210)의 중앙부에 배치될 수 있고, 복수의 연결 부재에 의해 회전 바디(210)와 연결되어 회전 바디(210)와 같이 회전될 수 있다.

본 실시 예에서 회전축 자성체(220)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 하우징 자성체(232)와 서로 척력이 발생되어 하우징 자성체(232)로부터 일정 거리 이격 될 수 있고, 회전시에도 하우징 자성체(232)와 이격된 간격을 유지할 수 있다. 그 결과 양자간에 마찰에 의한 접촉력이 발생되지 않는다.

또한 본 실시 예에서 회전축 자성체(220)의 상단부와 하단부에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 확장부(221)가 마련되어 하우징 자성체(232)와의 척력을 증가시킬 수 있다. 본 실시 예에서 확장부(221)와 하우징 자성체(232)는 서로 N극이 마주보게 마련되어 상호 간에 척력이 발생될 수도 있고, 서로 S극이 마주보게 마련되어 상호 간에 척력이 발생될 수도 있다.

회전부(200)의 하우징부(230)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 회전축 자성체(220)의 상단부 및 하단부로부터 이격 되도록 배치되어 회전 바디(210)의 회전 시 간격 유지체(240)와 함께 회전축 자성체(220)의 회전을 가이드 함과 아울러 회전축 자성체(220)가 상하부로 이탈되는 것을 방지한다.

본 실시 예에서 하우징부(230)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 회전축 자성체(220)의 상단부로부터 이격 배치되는 하우징 바디(231)와, 회전축 자성체(220)의 상단부와 마주보는 영역의 하우징 바디(231)에 마련되며 회전축 자성체(220)의 확장부(221)와 척력을 발생시키는 하우징 자성체(232)를 포함한다.

하우징부(230)의 하우징 바디(231)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 연결대(233)에 의해 본체(100)에 결합 될 수 있다. 본 실시 예에서 하우징부(230)는 회전축 자성체(220)의 회전 시에 회전 되지 않고 위치 고정될 수 있다.

하우징부(230)의 하우징 자성체(232)는, 하우징 바디(231)의 내부에 수용되도록 마련될 수도 있고, 확장부(221)와 마주보도록 하우징 바디(231)의 외부로 일부분 노출될 수도 있다.

회전부(200)의 간격 유지체(240)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 회전축 자성체(220)의 상단부와 하단부에 각각 마련되어 회전 바디(210)의 회전 시 회전축 자성체(220)가 기울어지지 않도록 잡아주는 역할을 한다.

본 실시 예에서 간격 유지체(240)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 링 형태로 마련될 수 있고, 회전축 자성체(220)와는 척력이 발생되어 회전축 자성체(220)의 회전시에도 회전축 자성체(220)와 접촉되지 않고 회전축 자성체(220)를 지지할 수 있다.

또한 본 실시 예에서 간격 유지체(240)는 복수의 유지체 연결부재에 의해 본체(100)에 결합 될 수 있고, 회전 바디(210)의 회전시에 회전되지 않고 위치 고정될 수 있다.

발전용 자성체(300)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 회전 바디(210)의 외벽에 복수로 마련될 수 있고, 각각의 발전용 자성체(300)는 서로 이격 배치될 수 있다.

본 실시 예에서 발전용 자성체(300)는 영구 자석을 포함한다.

발전 모듈(400)은, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본체(100)의 내벽에 결합 되며 회전 바디(210)와 같이 회전되는 발전용 자성체(300)에 의해 전기를 발생시킨다.

본 실시 예에서 발전 모듈(400)은 단자홈이 구비된 커넥터 바디와, 발전용 자성체(300)와 마주보는 영역의 커넥터 바디에 마련되는 코일을 포함한다.

본 실시 예에서 발전 모듈(400)의 단자홈에는 본체(100)에 마련된 돌출 단자가 삽입되며, 코일에서 발생되는 전기에너지는 케이블이나 전선을 통해 단자홈에 연결되어 돌출 단자로 연결될 수 있다. 그리고 단자홈은 케이블이나 전선을 통해 센서부와 연결될 수 있다.

모터 모듈(500)은, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본체(100)의 내벽에 복수로 마련되며 풍력이 약할 때 공급되는 전류에 의해 회전 바디(210)를 일정 방향으로 회전시킬 수 있다.

본 실시 예에서 복수의 모터 모듈(500)은 공급되는 전류에 의해 복수의 발전용 자성체(300)와 전자기력으로 회전 바디(210)를 회전시킬 수 있다.

이상에서 살펴 본 바와 같이 본 실시예는 서로 척력이 작용되는 자성체를 구성 부품 간에 마련하여 마찰력을 최소로 하면서 발전을 할 수 있으므로 반 영구적으로 사용할 수 있다.

또한 회전부와 복수의 발전용 자성체와 복수의 발전 모듈이 간단한 구성으로 이루어져 있으므로 다양한 분야에 적용할 수 있다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

1 : 풍력과 자성체를 이용한 발전 장치
100 : 본체
200 : 회전부
300 : 발전용 자성체
400 : 발전 모듈
500 : 모터 모듈

Claims (7)

1. 본체의 내부에 회전 가능하게 결합 되며 유출입 되는 기체에 의해 회전되는 회전 바디가 구비된 회전부;
   상기 회전부의 외벽에 마련되는 복수의 발전용 자성체; 및
   상기 복수의 자성체와 이격 되도록 상기 본체의 내벽에 탈착 가능하게 결합 되는 복수의 발전 모듈을 포함하고,
   상기 회전부는 상기 회전 바디의 내부에 배치되며 회전 바디와 연결되어 회전 바디와 같이 회전되는 회전축 자성체, 상기 회전축 자성체의 상단과 하단으로부터 이격 배치되며 상기 회전축 자성체와 척력을 발생시키는 하우징부 및 상기 회전축 자성체와 상기 회전 바디의 사이에 마련되어 상기 회전축 자성체를 지지하며 상기 회전축 자성체와 척력이 발생되어 상기 회전축 자성체와 이격 배치되는 간격 유지체를 더 포함하고,
   상기 회전축 자성체의 상단부와 하단부에는 확장부가 마련되고, 상기 확장부는 상기 하우징부와 척력이 발생되어 상기 회전축 자성체의 회전 시 상기 하우징부와 미 접촉되고,
   상기 확장부는 상기 간격 유지체와 상기 하우징부의 사이에 배치되고,
   상기 하우징부는, 상기 회전축 자성체의 상단부 및 하단부로부터 이격 배치되는 하우징 바디; 및 상기 회전축 자성체의 상단부 및 하단부와 마주보는 영역의 상기 하우징 바디에 마련되며 상기 회전축 자성체와 척력을 발생시키는 하우징 자성체를 포함하고,
   상기 하우징 바디는 복수의 연결대에 의해 상기 본체에 결합되고,
   상기 본체의 내벽에 마련되는 복수의 모터 모듈을 더 포함하고,
   상기 간격 유지체는 링 형태로 마련되어 상기 회전축 자성체와는 척력이 발생되어 상기 회전축 자성체의 회전시에도 상기 회전축 자성체와 접촉되지 않고 상기 회전축 자성체를 지지하는 것을 특징으로 하는 발전 장치.
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