KR200363745Y1 - 전력 공급 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 전력 공급 장치에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 자가 발전을 통해 전력을 공급하는 장치에 관한 것이다.

본 고안은 a) 전기 에너지를 이용하여 일정 시간 동안 초기 구동력을 제공하는 구동부, b) 구동부에 의하여 발생된 초기 구동력을 전달받아 회전을 시작한 후 관성력에 의하여 회전력을 지속적으로 발생시키는 회전체를 포함하는 회전력 발생부, c) 회전력 발생부에 의하여 형성된 회전력을 동력 전달부를 통하여 전달받아 전기 에너지를 발생시키는 발전부, d) 발전부에 의하여 발생된 제1 타입의 전기 에너지를 제2 타입의 전기 에너지로 변환하는 컨버터, e) 컨버터로부터 변환된 제2 타입의 전기 에너지를 저장하고 저장된 전기 에너지를 구동부에 공급하는 전기 저장부 및 f) 전기 저장부의 전기 에너지의 공급 및 차단을 제어하기 위한 스위치부를 포함한다.

이와 같은 본 고안은 회전체의 관성력과 영구 자석의 반발력에 의하여 영구적인 회전력을 발생시키고 이 회전력을 통하여 발전을 함으로써 효율이 극대화회는 전력 공급 장치를 제공할 수 있다.

Description

전력 공급 장치{Device for Supplying Electric Power}

본 고안은 전력 공급 장치에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 자가 발전을 통해 전력을 공급하는 장치에 관한 것이다.

사회의 산업화와 과학 기술의 발전이 빠르게 진행됨에 따라 에너지 소비 또한 급격히 증가하고 있다. 이러한 현대 사회의 에너지원은 대부분 석유나 석탄 등을 바탕으로 하고 있기 때문에 환경 오염의 문제가 심각하게 발생하고 있는 실정이다.

이러한 환경 오염을 방지하는 청정한 에너지원으로 전기 에너지가 각광을 받고 있다. 전기 에너지를 공급하기 위해서는 전기의 발전이 무엇보다도 중요하며 특히 환경 오염 문제 등으로 인하여 근래에는 전기 자동차나 하이브리드(hybrid) 자동차가 양산 단계에 와 있다.

하지만, 전기 에너지를 공급하는 발전 장치의 효율은 그리 높은 편이 아니기 때문에 발전 장치의 효율을 높일 수 있는 전력 공급 장치가 제공되어야 한다. 즉, 외부에서 투입되는 에너지를 최소화하여 전기 에너지를 계속하여 공급할 수 있는 전력 공급 장치가 제공되어야 한다.

본 고안은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 발전 효율을 최대화할 수 있는 전력 공급 장치를 제공하기 위한 것이다.

도 1은 본 고안에 따른 전력 공급 장치의 외형을 나타낸 것이다.

도 2는 본 고안에 포함된 구동부의 블록 구성도이다.

도 3은 본 고안에 포함된 회전력 발생부를 나타낸 것이다.

도 4는 본 고안에 따른 영구 자석이 장착된 회전력 발생부를 나타낸 것이다.

도 5는 본 고안에 따른 전력 공급 장치의 후면을 나타낸 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 a) 전기 에너지를 이용하여 일정 시간 동안 초기 구동력을 제공하는 구동부, b) 구동부에 의하여 발생된 초기 구동력을 전달받아 회전을 시작한 후 관성력에 의하여 회전력을 지속적으로 발생시키는 회전체를 포함하는 회전력 발생부, c) 회전력 발생부에 의하여 형성된 회전력을 동력 전달부를 통하여 전달받아 전기 에너지를 발생시키는 발전부, d) 발전부에 의하여 발생된 제1 타입의 전기 에너지를 제2 타입의 전기 에너지로 변환하는 컨버터, e) 컨버터로부터 변환된 제2 타입의 전기 에너지를 저장하고 저장된 전기 에너지를 구동부에 공급하는 전기 저장부 및 f) 전기 저장부의 전기 에너지의 공급 및 차단을 제어하기 위한 스위치부를 포함한다.

이하, 본 고안의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하고자 한다.

도 1은 본 고안에 따른 전력 공급 장치의 외형을 나타낸 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 전력 공급 장치는 구동부(110), 동력 전달부(120), 회전력 발생부(130), 발전부(140), 컨버터(150) 및 전기 저장부(160)를 포함한다.

〈구동부〉

구동부(110)는 전기 에너지를 이용하여 초기 구동력을 제공하는 것으로 구동 모터(111), 클러치(115) 및 클러치 제어부(119)를 포함한다.

도 2는 본 고안에 포함된 구동부의 블록 구성도이다. 도 2에 도시된 바와 같이 구동부(110)의 구동 모터(111)는 DC 모터로서 본 고안에 따른 전력 공급 장치의 초기 구동력을 제공한다.

클러치(115)는 구동 모터(111)가 초기 구동력을 제공할 때 내부의 기어(116)를 치합시켜 구동력을 전달하고 일정 시간이 지나면 회전축(117) 주위에 감겨진 코일(118)에 전기가 흐르면서 전자석의 척력에 의해 기어(116)가 분리되도록 한다.

클러치 제어부(119)는 클러치(115)의 코일에 흐르는 전기를 제어한다. 즉, 클러치 제어부(119)는 초기 구동력이 전달될 때 치합된 기어를 일정 시간이 지난 후 코일(118)에 전기를 흐르게 함으로써 전자석의 힘에 의하여 분리하도록 한다.

이와 같은 클러치(115)의 동작에 의하여 구동 모터(111)의 손상을 방지한다. 즉, 구동 모터(111)인 DC 모터의 브러쉬(brush)는 지속적인 회전에 의하여 마모가 되는데 본 고안의 클러치(115)에 의하여 일정 시간만 구동 모터(111)가 회전함으로써 구동 모터(111)의 손상이 방지된다.

〈동력 전달부〉

동력 전달부(120)는 구동부(110)에 의하여 발생된 초기 구동력을 벨트 풀리(belt pulley)를 통하여 전달한다. 이와 같은 동력 전달부(120)에 포함된 벨트(121)와 벨트 풀리(123)는 구동부(110)의 회전축(117)에 의한 초기 구동력을 전달한다.

〈회전력 발생부〉

회전력 발생부(130)는 초기 구동력을 동력 전달부(120)로부터 전달받아 회전력을 발생한다.

이와 같은 본 고안에 따른 회전력 발생부(130)는 도 3에 도시된 바와 같이 동력 전달부(120)와 연결된 회전체(131)를 포함한다. 이와 같은 회전체(131)는 회전력을 지속적으로 형성할 수 있을 만큼의 무게를 지니고 있다. 회전체(131)는 구동부(110)에 의하여 발생된 초기 구동력을 동력 전달부(120)로부터 전달받아 회전을 시작하고 회전이 일정 수준에 이르면 자체의 관성력에 의하여 회전이 지속된다.

또한, 회전력 발생부(130)는 도 4에 도시된 바와 같이, 회전체(131)의 주위에 제1 영구 자석(138)이 장착되고 회전체(131)를 둘러싸고 있는 외부 몸체(139) 주위에 제1 영구 자석(138)과 일정 거리를 두고 제2 영구 자석(138-2)이 설치된다.

이와 같이 회전체(131) 및 외부 몸체(139) 주위에 제1 영구 자석(138-1)과 제2 영구 자석(138-2)이 설치되면 회전체(131)의 관성력에 의한 회전력뿐만 아니라 영구 자석에 의한 회전력이 더해져 보다 크고 지속적인 회전력이 발생한다.

뿐만 아니라 동력 전달부(120)의 벨트 풀리(123) 또한 회전에 따른 관성력이발생하여 회전체(131)의 회전이 잘 이루어질 수 있도록 한다.

〈발전부〉

발전부(140)는 회전력 발생부(130)에 의하여 형성된 회전력을 동력 전달부(120)를 통하여 전달받아 전기 에너지를 발생시킨다. 이와 같이 발전부(140)에 의해 발생된 전기 에너지의 일부는 회전체(131)의 회전을 돕기 위하여 AC 모터를 포함하는 보조 구동부에 공급되고, 나머지 전기 에너지는 다른 외부 장치들을 구동하는데 사용된다.

도 5는 본 고안에 따른 전력 공급 장치의 후면을 나타낸 것이다. 도 5에 도시된 바와 같이 본 고안에 따른 전력 공급 장치는 회전체(131)의 회전을 돕기 위한 보조 구동부(510)를 포함한다. 이와 같은 보조 구동부(510)는 발전부(140)가 공급하는 전기 에너지의 일부를 이용하여 구동되어 회전체의 회전을 돕는다. 이와 같은 보조 구동부(510)는 벨트(520)와 벨트 풀리(530)에 의하여 보조 동력을 회전체(131)로 전달한다.

〈컨버터〉

컨버터(150)는 발전부(140)에 의하여 발생된 교류형 전기 에너지를 직류형 전기 에너지로 변환한다.

〈전기 저장부〉

전기 저장부(160)는 컨버터(150)로부터 변환된 직류형 전기 에너지를 저장하고 저장된 전기 에너지를 구동부(110)의 구동 모터(111)에 공급한다. 이와 같은 전기 저장부(160)는 축전지를 포함한다.

이 때, 도 1의 도면번호 170은 전기 저장부(160)의 전기 에너지를 제어하기 위한 스위치부이다.

이와 같은 본 고안에 따른 전력 공급 장치는 회전체(131)의 관성력과 제1 영구 자석(138-1) 및 제2 영구 자석(138-2)에 의한 반발력을 이용하여 회전력을 얻어 전기 에너지를 발생한다.

다음으로 본 고안에 따른 전력 공급 장치의 동작을 상세히 설명한다.

스위칭부(170)가 턴온함에 따라 전기 저장부(160)에 저장된 전기 에너지가 구동부(110)에 공급된다. 이에 따라 구동부(110)는 회전을 시작하며 회전력 발생부(130)의 회전체(131)를 초기 회전시키기 위한 초기 구동력을 발생시킨다.

구동부(110)의 클러치 제어부(119)는 일정 시간 이후에 회전축(117) 주위에 감겨진 코일(118)에 전기를 흐르게 함으로써 클러치(115)의 기어(116)가 분리되어 구동 모터(111)가 더 이상 회전하지 않도록 한다. 이 때, 스위치부(170)는 턴오프되어 전기저장부(160)에 의한 전기 에너지 공급은 차단된다.

즉, 축전지를 포함하는 전기저장부(160)는 DC 전류만을 공급하기 때문에 구동부(110)는 DC 모터를 포함한다. 이 때, DC 모터는 정류를 위한 브러쉬를 구비하고 있다. 따라서, 브러쉬의 마모를 방지하기 위하여 클러치(115)가 필요하다.

이와 같은 클러치(115)는 구동부(110)를 일정 시간만 회전하게 함으로써 구동부(110)의 내구성을 향상시킬 수 있다.

구동부(110)의 동작에 필요한 전기 에너지는 전기 저장부(160)로부터 공급될 수도 있고, 외부에서 공급될 수도 있다.

구동부(110)에 의하여 발생된 초기 구동력은 동력 전달부(120)를 통하여 회전력 발생부(130)로 전달되어 회전체(131)가 회전한다.

회전체(131)의 회전력은 관성력과 영구자석의 반발력에 의한 것이므로 외부에서 에너지를 공급하지 않더라도 지속적으로 발생하기 때문에 전력 공급 장치의 효율이 극대화된다.

이렇게 발생된 회전력은 발전부(140)에 의하여 전기 에너지로 변환된다. 발전부(140)에 의하여 생성된 전기 에너지는 컨버터(150)를 거쳐 전기 저장부(160)에 저장될 수도 있고 전기 장치와 같은 외부의 장치에 공급될 수도 있다.

또한, 발전부(140)에 의하여 생성된 전기 에너지의 일부는 보조 구동부로 입력되어 회전체(131)의 회전을 돕는다.

이상에서와 같이 관성력과 영구자석에 의해 발전된 전기에너지로 구동부(110)와 보조 구동부(510)를 작동시키면서도 다른 외부 장치들에게 전기에너지를 공급할 수 있으므로 효율을 극대화시킬 수 있다.

이와 같이, 본 고안이 속하는 기술분야의 당업자는 본 고안이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.

본 고안의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 실용신안등록청구범위에 의하여 나타내어지며, 실용신안등록청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 고안의 범위에 포함되는 것으로해석되어야 한다.

이상에서와 같이 본 고안은 회전체의 관성력과 영구 자석의 반발력에 의하여 발생시킨 회전력에 의하여 구동부 보조 구동부를 작동시킴으로써 영구적인 회전력을 얻을 수 있음으로써 효율이 극대화하는 전력 공급 장치를 제공할 수 있다.

Claims (4)

1. 전기 에너지를 이용하여 일정 시간 동안 초기 구동력을 제공하는 구동부;

   상기 구동부에 의하여 발생된 상기 초기 구동력을 전달받아 회전을 시작한 후 관성력에 의하여 회전력을 지속적으로 발생시키는 회전체를 포함하는 회전력 발생부;

   상기 회전력 발생부에 의하여 형성된 회전력을 상기 동력 전달부를 통하여 전달받아 전기 에너지를 발생시키는 발전부;

   상기 발전부에 의하여 발생된 제1 타입의 전기 에너지를 제2 타입의 전기 에너지로 변환하는 컨버터;

   상기 컨버터로부터 변환된 상기 제2 타입의 전기 에너지를 저장하고 저장된 전기 에너지를 상기 구동부에 공급하는 전기 저장부;

   상기 전기 저장부의 전기 에너지의 공급 및 차단을 제어하기 위한 스위치부; 및

   상기 발전부에 의하여 생성된 전기 에너지의 일부를 공급받아 상기 회전체의 회전을 돕는 보조 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 구동부는,

   초기 구동력을 제공하는 구동 모터, 상기 구동 모터가 초기 구동력을 제공할때 내부의 기어를 치합시켜 구동력을 상기 회전력 발생부에 전달하고 상기 일정 시간이 지나면 회전축 주위에 감겨진 코일에 전기가 흐르면서 전자석에 의해 상기 기어가 분리되도록 하는 클러치 및 상기 일정 시간 후에 상기 클러치의 코일에 흐르는 전기를 제어하는 클러치 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 회전체의 주위에 제1 영구 자석이 장착되고 상기 회전체를 둘러싸고 있는 외부 몸체 주위에 상기 제1 영구 자석과 일정 거리를 두고 제2 영구 자석이 설치되어 상기 제1 영구 자석 및 상기 제2 영구 자석에 의한 회전력을 발생시키는 회전력 발생부를 특징으로 하는 전력 공급 장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 구동부는 외부로부터 공급되는 전기 에너지에 의하여 구동되는 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치.