KR102494916B1

KR102494916B1 - 기능성 원통 발전기

Info

Publication number: KR102494916B1
Application number: KR1020200171819A
Authority: KR
Inventors: 유재권
Original assignee: 유재권
Priority date: 2020-12-10
Filing date: 2020-12-10
Publication date: 2023-02-06
Also published as: KR20220082190A

Abstract

본 발명은 발전기에 관한 것으로서, 더 상세하게는 공해없이 마음 놓고 싼 가격에 쓸 수 있는 원통을 이용하여 전력을 생성하고 저장할 수 있는 발전기에 관한 것이다.
본 발명은 원통자석부(100), 발전코일부(200), 회전구동부(300)를 포함하여 구성된 기능성 원통 발전기를 제공한다.
또한 본 발명은 상기한 원통자석부(100)는 원통부(110), 영구자석부(120), 구슬차단부(130)를 포함하여 구성되어 있고,
상기한 발전코일부(200)는 발전코일부(200)는 코일(201), 유입선(202), 유출선(203)을 포함하여 구성되어 있고,
상기한 회전구동부(300)는 타이로러부(310), 회전력발생부(320)을 포함하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 기능성 원통 발전기를 제공한다.

Description

기능성 원통 발전기{a functional circled tube generator}

본 발명은 발전기에 관한 것으로서, 더 상세하게는 공해없이 마음 놓고 싼 가격에 쓸 수 있는 원통을 이용하여 전력을 생성하고 저장할 수 있는 발전기에 관한 것이다.

전기는 화석 연료를 에너지원으로 하여 발전하는 화력 발전 방법과, 방사능 동위원소를 그 에너지원으로 하여 발전하는 원자력 발전방법 및 물의 자연 낙하에너지를 활용하는 수력발전 방법이 주종을 이루고, 조수를 이용한 조력발전, 바람을 이용한 풍력발전, 태양열을 이용한 태양열 발전 등의 기술로 조금씩 개발되고 있다.

이에 종래에는 공개특허 10-2003-0034658호의 '수차 회전 증가장치'와, 공개특허 10-2005-0045781호의 '중력과 자력을 이용한 발전방법 및 그 장치' 및 공개특허 10-2012-0046896호의 '중력과 자력을 이용한 에너지 발생방법 및 그 장치'가 공개되어 있었다.

그러나 화력 발전방법은 화석원료의 소모로 발전 원가가 높고 그나마 화석자원이 고갈 위기에 처해있으며, 원자력 발전은 복잡한 시설에 따른 건설비의 부담과 안전에 대한 우려를 불식시키기 어렵고, 수력 발전은 많은 물이 필요하여 댐 건설에 따른 생태계 파괴와 수자원의 한계로 발전량이 제한되는 실정이며, 풍력과 태양열 발전 등은 기상상태에 따라 발전량이 좌우되는 문제점이 있었다.

상기 문제점을 해결하기 위하여 한국특허 공개번호 10-2015-0129097의 "회전날개로 전기를 발생시키는 발전장치 및 그 발전방법" 이 제안되었으나, 선행발명의 회전날개로 전기를 발생시키는 발전장치는, 고정형 장치이고 이동이 어렵다는 단점이 있다.

본 발명은 전기에너지를 공해없이 마음 놓고 싼 가격에 쓸 수 있는 발전기에 관한 것으로서, 세계가 나날이 발전하면서 전기에너지를 많이 요구되는데 이를 충족시키기 위하여 비용이 현저히 적게 들고 효율적인 전기에너지를 생산할 수 있는 기능성 원통 발전기를 제공하고자 한다.

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본 발명은 상기한 목적 및 요구를 해결하기 위하여,

원통자석부(100), 발전코일부(200), 회전구동부(300)를 포함하여 구성된 기능성 원통 발전기를 제공한다.

또한 본 발명은 상기한 원통자석부(100)는 원통부(110), 영구자석부(120), 구슬차단부(130)를 포함하여 구성되어 있고,

상기한 발전코일부(200)는 발전코일부(200)는 코일(201), 유입선(202), 유출선(203)을 포함하여 구성되어 있고,

상기한 회전구동부(300)는 타이로러부(310), 회전력발생부(320)을 포함하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 기능성 원통 발전기를 제공한다.

본 발명에 따른 기능성 원통 발전기는 소음과 공해가 없고 비용이 현저히 적게 들음에도 불고하고 전기에너지 생산효율이 현저히 높은 효과가 나타난다.

삭제

도 1은 본 발명에 따른 기능성 원통 발전기의 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 기능성 원통 발전기의 원통자석부의 구성도.
도 2b는 본 발명에 따른 기능성 원통 발전기의 원통부의 세부 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 기능성 원통 발전기의 회전구동부의 세부 구성도 및 작동도.
도 3b는 본 발명에 따른 기능성 원통 발전기의 회전구동부의 유압모터 작동도.

이하 본 발명을 도면을 참고하여 상세히 설명하고자 한다.

본 발명은 원통자석부(100), 발전코일부(200), 회전구동부(300)를 포함하여 구성된 기능성 원통 발전기를 제공한다.

도 1에서 보는 바와 같이, 본 발명의 기술적 특징은 원통자석부(100)에 있는 것으로서, 영구자석이 -극과 +극이 있는데 같은 극끼리 만나면 서로가 미는 힘을 이용하는 것으로서 마치 구슬을 줄에 매어 한줄로 매달아 놓고 구슬 한개를 들었다 놓으면 다른 구술로 힘을 전달하듯이 원통자석부(100)에 단위 영구자석을 같은 극끼리 있도록 대치하여 배치하는 경우 원통자석부(100)에 일단의 회전력이 전달이 되면 같은 극과 극끼리 밀어 내는 작용을 하게 되며 이와 같은 척력 작용은 여러 개의 단위 영구자석에서 발휘되는 기능을 하게 되는바, 결과적으로 이와 같은 기능은 원통자석부(100)의 회전력을 증대시키는 작용을 하게 되어 전기 발생 효율을 증진시키는 작용을 하는 점이다.

본 발명의 원통자석부(100)는 원통부(110), 영구자석부(120), 구슬차단부(130)를 포함하여 구성되어 있다.

도 2에서 보는 바와 같이, 상기한 원통부(110)는 원통자석부(100)의 본체를 형성하는 기능을 수행하는 것으로서 원통형으로 형성되며 내부에 영구자석부(120), 구슬차단부(130)를 포함하고 있다.

상기한 원통부(110)는 고분자 물질 수지로 되어 있으며, PVC(폴리비닐클로라이드) 계열의 고분자 물질 수지를 사용하는 것이 좋으며 바람직하게는 투명한 재질을 사용하는 것이 좋다.

상기한 PVC 물질 수지는 PVC 수지 100 중량부에 가소제 10~25 중량부, 제1 안정제 10~35 중량부, 제2 안정제 1~5 중량부가 포함된 것이 좋다.

상기한 가소제는 디(2-에틸헥실)프탈레이트, 2-에틸 헥산올을 포함하여 구성되어 있다.

상기한 제 1안정제는 카드뮴 카르복시레이트(Cadmium Carboxylate), 바륨 카르복시레이트(Barium Carboxylate), 아연 카르복시레이트(Zinc Carboxylate), 중질 나프타, 디페닐 아인산 아이소데실(Diphenyl Isodecyl Phosphite), 메틸렌(3,5-디-삼차뷰틸-4-하이드록시히드로시남산), 메탄이 포함되어 구성되어 있다.

상기한 제 2안정제는 에폭시다이즈드 소이빈 오일(EPOXIDIZED SOYBEAN OIL)을 사용하는 것이 좋다.

본 발명은 상기한 PVC 수지 100 중량부에 액상 첨가제 1~5중량부를 더 포함하여 성형된 원통부의 내열성, 내구성, 유연성을 높이는 작용을 한다.

상기한 액상 첨가제는 수산화칼슘 100 중량부에 아연 산화물 10~30 중량부, 벤조익산 5~20 중량부, 올레인산 1~5 중량부, 시트릭산 1~5 중량부, 물 50~180 중량부를 혼합하여 100 내지 150 ℃의 온도에서 10~120분간 반응시켜 조성한 조성물을 의미한다.

본 발명은 상기한 상기한 PVC 수지 100 중량부에 수지강화제 0.1~2 중량부를 더 포함하여 성형된 원통부의 내산성, 내염기성을 높이는 작용을 한다.

상기한 수지강화제는 아크릴레이트 100중량부에 메타크릴레이트 10~30중량부, 나트륨설페이트 10~30중량부, 폴리옥시에틸렌-9-스테아릴 에테르 5~20중량부, 스티렌 부타디엔 1~10중량부를 혼합하여 조성한 조성물을 의미한다.

도 2b에서 보는 바와 같이, 상기한 원통부(110)는 관부(111), 개폐부(112)를 포함하여 구성되어 있다.

상기한 관부(111)는 원통형으로 되어 있으며 그 내부에 다수의 영구자석이 삽설되는 영구자석부(120)가 구비될 수 있는 기능을 수행하는 장치 또는 수단을 의미한다.

도 2에서 보는 바처럼, 상기한 관부(111)의 단면(A-A)은 원형 또는 타원형의 형상으로 하는 것이 회전력의 효율면에서 좋다.

상기한 개폐부(112)는 관부(111)의 내부에 영구자석을 삽설하고 탈착하는 개폐구를 형성하는 장치 또는 수단을 의미한다.

상기한 개폐부(112)는 관부(111)에 부착되어 열고 닫을 수 있는 구조로 결합되어 있다.

본 발명의 영구자석부(120)는 다수의 영구자석이 원통부(110)에 삽설되어 있는 구조 또는 장치를 의미한다.

도 1에서 보는 바처럼, 본 발명의 영구자석부(120)는 다수의 영구자석(121)으로 형성되어 있고 영구자석은 +극과 -극이 서로 마주보는 형태로 구성되어 있다.

본 발명의 기술적 특징은 이와 같이 영구자석이 -극과 +극이 있는데 같은 극끼리 마주보면 서로 강하게 미는 힘(척력)이 작용하게 되어 원통자석부(100)에 회전력이 전달되면 원통부의 전체에 순간적인 자기장으로 극과 극끼리 밀어 내는 작용을 하며 회전력을 높이는 작용을 하게 된다.

도 2에서 보는 바와 같이 본 발명의 영구자석부(120)는 다수의 영구자석(121)이 서로 같은 극끼리 마주 보며 설치되어 있다.

본 발명의 상기한 구슬차단부(130)는 상기한 영구자석부(120)의 자력을 차단하는 기능을 수행하는 장치 또는 수단을 의미한다.

도 2에서 보는 바와 같이, 상기한 구슬차단부(130)는 원통부(110)의 내주부에 설치되는 것을 특징으로 하여 원통부의 중심부(O)를 향하여 발생하는 자력을 차단하는 기능을 수행한다.

이와 같은 구슬차단부(130)에 의하여 원통부의 중심부(O)에 대한 자력을 차단하는 기능으로 원통부(110)가 회전하는 경우 구심력의 영구자석부(120)에 삽설된 다수의 영구자석의 자력이 방해하는 것을 방지하여 원통부의 회전력을 증진시키게 된다.

더불어 구슬차단부(130)는 원통부가 회전하는 경우 부드럽게 해주고 마찰에 따른 에너지 손실을 감소시키는 기능을 수행한다.

상기한 구슬차단부(130)에 형성된 구슬(131)의 재질은 석영, 실리카, 고분자 물질 수지 등으로 할 수 있다.

본 발명의 상기한 발전코일부(200)는 전기가 통하는 코일이 원통자석부(100)를 감아서 형성되어 있어 원통자석부가 회전하는 경우 전기를 발생시키는 장치 또는 수단을 의미한다.

상기한 발전코일부(200)는 코일(201), 유입선(202), 유출선(203)을 포함하여 구성되어 있다.

도 1에서 보는 바처럼, 발전코일부(200)는 코일(201)이 다수의 겹으로 회전하여 형성되어 있으며 원통자석부(100)를 감아서 형성되어 있되, 원통자석부와는 서로 떨어져서 설치되어 원통자석부(100)가 회전하는 경우에도 발전코일부(200)는 고정되어 있다.

따라서 발전코일부(200)는 원통자석부(100)의 영구자석의 회전에 의하여 전자기력이 발생하게 되고 이와 같은 기능으로 발전코일부(200)의 코일의 유입선(202), 유출선(203)에는 전기가 생산되게 된다.

즉, 원통자석부(100)의 영구자석의 회전에 의하여 상기한 유입선(202)과 유출선(203)에는 +, -의 전기가 출력된다.

도 1에서 보는 바와 같이 발전코일부(200)는 둘 이상 다수로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 원통자석부(100)의 직경의 크기에 비례하여 더 많은 수로 형성되는 것이 전기 발생 효율이 높아진다.

본 발명의 상기한 회전구동부(300)는 회전력을 발생하여 원통자석부(100)에 회전력을 전달하는 기능을 수행하는 장치 또는 수단을 의미한다.

본 발명의 상기한 회전구동부(300)는 타이로러부(310), 회전력발생부(320)을 포함하여 구성되어 있다.

본 발명의 상기한 타이로러부(310)는 회전력발생부(320)에서 회전력을 전달받아 회전하는 기능을 수행하며 원통자석부(100)의 원통부(110)에 접촉하여 원통부를 회전시키는 기능을 수행하는 장치 또는 수단을 의미한다.

상기한 타이로러부(310)는 실내 야구장에 있는 공을 던지듯이 원통부(110)에 접촉하여 원통부를 회전시키는 기능을 수행하며 원통자석부(100)의 내부에 있는 영구자석이 회전되게 되어 전기에너지를 발생하게 된다.

또한 상기한 타이로러부(310)는 원통부(110)에 접촉하여 원통부를 회전시키는 기능을 수행하므로 소음없이 부드럽고 힘차게 회전시키는 기능을 수행한다.

도 3에서 보는 바처럼 상기한 타이로러부(310)는 둘 이상 다수로 형성될 수 있으며 원통부(110)의 내주부와 외주부에 형성되는 것이 효과적이다.

상기한 타이로러부(310)는 2~4개로 형성되는 것이 바람직이다.

도 3b에서 보는 것처럼, 상기한 타이로러부(310)는 회전부(311), 접촉부(312)로 구성되어 있다.

상기한 회전부(311)는 회전력발생부(320)로부터 회전력을 전달받는 기능을 수행한다.

상기한 접촉부(312)는 원통부(110)와 접촉하여 회전력을 전달하는 기능을 수행한다.

상기한 접촉부(312)는 바람직하게는 타이어 재질인 고무 재질로 된 것이 마찰력이 높고 소음이 발생하지 않은 효과가 있다.

상기한 고무 재질의 실시예로 원료 고무 100중량부에 가공첨가물 10~30중량부, 조성물첨가제 1~10 중량부를 혼합한 것으로서 이는 접촉부의 중량을 감소시키고 타이로러부의 경도와 모듈러스를 향상시키며, RR 성능을 향상시키고 환경오염을 감소시킬 수 있고 그와 동시에 소음감소와, 제동 마찰계수를 상승시키는 기능을 수행한다.

상기한 원료 고무는 통상의 고무 고분자 수지를 사용할 수 있으며 스티렌 부타디엔 고무를 사용하는 것이 효과적이다.

상기한 가공첨가물은 N-알킬 -N- 카르복시메틸 -N- 히드록시 에틸 이미다졸리움 베타인 또는 4,4-옥시디벤젠설포닐 하이드라자이드(4,4-Oxydibenzenesulfonyl Hydrazide)를 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다.

상기한 조성물첨가제는 아로마틱 오일 100중량부에 실란커플링제 10~30중량부, 노화방지제로 폴리머화된 2,2,4-트리메틸-1,2-디하이드로퀴놀린 10~30중량부, 산화아연 1~10중량부, 스테아린산 0.5~5중량부, 황 1~5중량부을 혼합하여 조성한 첨가제를 의미한다.

본 발명은 상기한 원료 고무에 천연 기능 첨가물을 포함하여 접촉부의 내산성 및 내열성을 높이는 기능을 수행하고, 접촉부의 환경호르몬의 발생을 방지하여 친환경적인 것으로 작용하도록 하는 효과가 나타나게 한다.

상기한 천연 기능 첨가물은 원료 고무 100중량부를 기준으로 0.001~0.005중량부를 혼합하는 것이 바람직하다.

상기한 천연 기능 첨가물은 나복자 100중량부에 마황 10~50중량부, 길경 20~30 중량부, 산조인 10~30중량부, 시호 10~30중량부, 지각 10~30중량부를 혼합하여 추출한 조성물을 의미한다.

본 발명은 상기한 상기한 원료 고무에 천연 강화 조성물을 포함하여 접촉부의 내산성 및 온도 변화에 따른 균열 방지 등과 같은 강도를 증진시키는 작용하도록 하는 효과가 나타나게 한다.

상기한 천연 강화 조성물은 원료 고무 100중량부를 기준으로 0.01~0.1중량부를 혼합하는 것이 바람직하다.

본 발명의 상기한 천연 강화 조성물은 삼초 100중량부에 황백 80~120중량부, 황기 80~120중량부, 방기 80~120중량부, 어성초 80~120중량부, 금은화 80~120중량부, 백지 80~120중량부, 교맥 80~120중량부, 백선피 80~120중량부, 방풍 80~120중량부를 혼합하여 추출한 조성물을 의미한다.

상기한 천연 기능 첨가물 및 천연 강화 조성물을 추출하는 방법으로는 상기의 혼합한 원재료 100 중량부에 75~85%[질량%] 에탄올 1000중량부를 넣고, 2~4시간 동안 환류 추출하고 여액을 rotary evaporator를 이용하여 감압, 농축하는 방법으로 추출할 수 있다.

이와 같은 추출물은 혼합한 원재료 100중량부를 기준으로 분말 형태로 5~25중량부 정도 추출될 수 있으며 이러한 분말 형태의 추출물을 첨가하는 것이 바람직하다.

본 발명의 회전력발생부(320)는 회전력을 발생시키는 장치 또는 수단으로서 타이로러부(310)에 회전력을 전달하는 기능을 수행한다.

상기한 회전력발생부(320)는 회전력을 발생시키는 모터, 감속기 등 다양하게 채용할 수 있다.

바람직하게는 회전력발생부(320)는 유압모터를 사용하는 것이 소음없이 큰 회전력을 발휘하게 된다.

상기한 유압모터는 전동기(電動機)나 엔진 등에 의해서 구동되는 유압펌프로 발생시킨 고압(1㎠당 50∼200kg 정도)을 작동축에 주어 동력을 발생시키는 기계 또는 장치를 의미한다.

유압모터는 베인형·피스톤형 등 여러 가지의 것이 있다. 장점은, ① 조작하는 힘이 강하며 작동이 확실하다. ② 자동 원격조작이 가능하다. ③ 속도의 조정과 정지·역전(逆轉) 등이 쉽다는 것 등을 들 수 있다.

특히 큰 반경(1~2m)의 원통자석부(100)의 경우 유압모터를 사용하는 것이 안정적인 회전력을 발생하여 안정적인 전기 생산이 이루어지게 된다.

본 발명은 이와 같은 구성과 기능으로 이루어진 기능성 원통 발전기를 제공한다.

본 발명은 전기를 생산하는 장치를 생산, 제조, 판매, 유통, 연구하는 산업에 유용하다.

특히 본 발명은 원통을 이용하여 전력을 생성하고 저장할 수 있는 발전기를 생산, 제조, 판매, 유통, 연구하는 산업에 유용하다.

원통자석부(100),
원통부(110), 관부(111), 개폐부(112),
영구자석부(120), 구슬차단부(130),
발전코일부(200),
코일(201), 유입선(202), 유출선(203),
회전구동부(300),
타이로러부(310), 회전력발생부(320),

Claims

원통자석부(100), 발전코일부(200), 회전구동부(300)를 포함하여 구성되되,
상기한 발전코일부(200)는 전기가 통하는 코일이 원통자석부(100)를 감아서 형성되는 구조로 되어 있어 원통자석부가 회전하는 경우 전기를 발생시키고,
상기한 회전구동부(300)는 회전력을 발생하여 원통자석부(100)에 회전력을 전달하는 기능을 수행하고,
상기한 원통자석부(100)는 원통부(110), 영구자석부(120), 구슬차단부(130)를 포함하여 구성되어 있되,
상기한 원통부(110)는 원통자석부(100)의 본체를 형성하는 기능을 수행하는 것으로서 원통형으로 형성되며 내부에 영구자석부(120), 구슬차단부(130)를 포함하여 있고,
상기한 원통부(110)는 관부(111), 개폐부(112)를 포함하여 구성되어 있되,
상기한 관부(111)는 원통형으로 되어 있으며 그 내부에 다수의 영구자석이 삽설되는 영구자석부(120)가 구비되는 기능을 수행하고,
상기한 개폐부(112)는 관부(111)에 부착되어 열고 닫을 수 있는 구조로 형성되어 관부에 다수의 영구자석이 삽설되게 하는 기능을 수행하고,
상기한 원통부(110)의 재질은 PVC 수지 100 중량부에 가소제 10~25 중량부, 제1 안정제 10~35 중량부, 제2 안정제 1~5 중량부가 포함된 것으로서,
상기한 가소제는 디(2-에틸헥실)프탈레이트, 2-에틸 헥산올을 포함하여 구성되어 있고,
상기한 제 1안정제는 카드뮴 카르복시레이트(Cadmium Carboxylate), 바륨 카르복시레이트(Barium Carboxylate), 아연 카르복시레이트(Zinc Carboxylate), 중질 나프타, 디페닐 아인산 아이소데실(Diphenyl Isodecyl Phosphite), 메틸렌(3,5-디-삼차뷰틸-4-하이드록시히드로시남산), 메탄이 포함되어 구성되어 있으며,
상기한 제 2안정제는 에폭시다이즈드 소이빈 오일(EPOXIDIZED SOYBEAN OIL)을 사용하며,
상기한 PVC 수지 100 중량부에 액상 첨가제 1~5중량부를 더 포함하되,
상기한 액상 첨가제는 수산화칼슘 100 중량부에 아연 산화물 10~30 중량부, 벤조익산 5~20 중량부, 올레인산 1~5 중량부, 시트릭산 1~5 중량부, 물 50~180 중량부를 혼합하여 100 내지 150 ℃의 온도에서 10~120분간 반응시켜 조성한 조성물이고,
상기한 영구자석부(120)는 다수의 영구자석(121)으로 형성되어 있고 영구자석은 +극과 -극이 서로 마주보는 형태로 구성되어 있으며,
상기한 구슬차단부(130)는 석영 또는 실리카로 되어 있되 원통부(110)의 내주부에 설치되고 원통부의 중심부(O)를 향하여 발생하는 자력을 차단하는 기능을 수행하고,
상기한 발전코일부(200)는 코일(201), 유입선(202), 유출선(203)을 포함하여 구성되어 있되,
상기한 발전코일부(200)는 코일(201)이 다수의 겹으로 원통자석부(100)를 감아서 형성되어 있되 원통자석부와는 떨어져서 설치되고,
상기한 원통자석부(100)의 영구자석의 회전에 의하여 전자기력이 발생하게 되면 발전코일부(200)의 코일의 유입선(202), 유출선(203)으로 전기가 발생되고,
상기한 회전구동부(300)는 타이로러부(310), 회전력발생부(320)을 포함하여 구성되어 있되,
상기한 타이로러부(310)는 회전력발생부(320)에서 발생시킨 회전력을 전달받아 원통자석부(100)의 원통부(110)에 접촉하여 원통부(110)를 회전시키는 기능을 수행하고,
상기한 타이로러부(310)는 원통부(110)의 내주부와 외주부에 형성되되 둘 이상 다수로 형성되고,
상기한 타이로러부(310)는 회전부(311), 접촉부(312)로 구성되어 있되,
상기한 회전부(311)는 회전력발생부(320)로부터 회전력을 전달받는 기능을 수행하고,
상기한 접촉부(312)는 원통부(110)와 접촉하여 회전력을 전달하는 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 기능성 원통 발전기.
제1항에 있어서,
상기한 원통부(110)의 관부(111)의 단면(A-A)은 원형 또는 타원형의 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 기능성 원통 발전기.