KR20090001159A - 회전 가속장치 및 이를 이용한 전기에너지 발생 시스템 - Google Patents

회전 가속장치 및 이를 이용한 전기에너지 발생 시스템 Download PDF

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KR20090001159A
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진미엽
이우재
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진미엽
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Abstract

본 발명은 회전 가속장치 및 이를 이용한 전기에너지 발생 시스템에 관한 것으로, 모터에 의해 회전하며 일 측 및 타 측의 외주면 부분에 복수 개의 영구자석(112)이 일정 간격으로 고정되어 있는 적어도 하나 이상의 회전자(110)와; 상기 회전자(110) 일 측의 양쪽 방향에 상기 영구자석(112)과 각각 일정 거리로 이격 설치되며 상기 회전자(110)의 회전 시 상기 영구자석(112)의 자기력에 의해 일정 각도로 회전운동을 왕복하는 제 1 자속회전레버(120)와; 상기 회전자(110) 타 측의 양쪽 방향에 상기 영구자석(112)과 각각 일정 거리로 이격 설치되며 상기 회전자(110)의 회전 시 상기 영구자석(112)의 자기력에 의해 일정 각도로 회전운동을 왕복하는 제 2 자속회전레버(210)와; 상기 제 1 자속회전레버(120)의 왕복 회전운동을 일정 방향으로만 회전되도록 변환시켜 가속한 후 발전기로 출력하는 제 1 회전변환 가속부; 및 상기 제 1 자속회전레버(120)의 왕복 회전운동을 일정 방향으로만 회전되도록 변환시켜 가속한 후 상기 발전기 또는 상기 회전자(110)를 회전시키는 동력으로 전달하는 제 2 회전변환 가속부;를 포함하여 구성한다. 따라서 복수 개의 회전자를 구비하여 모터에 의한 입력 회전력을 증폭하고 증폭된 회전력을 발전기를 거쳐 외부로 출력함과 동시에 축전기에 재충전하여 모터의 구동 전력으로 재활용함으로써 실질적으로 모터의 효율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
전기, 전력, 발전, 발생, 모터, 영구자석, 회전자

Description

회전 가속장치 및 이를 이용한 전기에너지 발생 시스템{Apparatus Of Accelerating And System Of Generating Electric Power Using Thereof}
도 1은 본 발명의 바람직한 제 1 실시 예에 의한 회전 가속장치를 이용한 전기에너지 발생 시스템의 블록 구성도
도 2는 본 발명의 바람직한 제 2 실시 예에 의한 회전 가속장치를 이용한 전기에너지 발생 시스템의 블록 구성도
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 회전 가속장치(100)의 전면 구성도
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 회전 가속장치(100)의 후면 구성도
도 5a 및 도 5b는 본 발명에서 사용된 회전자(110)의 실시 예를 나타낸 구성도
도 6은 본 발명의 실시 예에서 사용된 제 1 자속회전레버(120)의 구성도
도 7은 본 발명의 실시 예에서 사용된 제 1 및 제 2 자속회전레버(120)(210)의 구성도
도 8 내지 도 15는 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 회전 가속장치(100) 의 실제 장비를 나타낸 사진 참고도
[ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ]
10 : 축전기 10a : 제 1 축전기
10b : 제 2 축전기 20 : 모터
20a : 제 1 모터 20b : 제 2 모터
21 : 변속기 30 : 발전기
40 : 부하 50 : 컨버터
100 : 회전 가속장치 101 : 프레임
102 : 래크 고정대 110 : 회전자
110a : 축 삽입구 111 : 홈
112 : 영구자석 113 : 회전자 축
114 : 축 고정박스 115 : 제 1 기어
116 : 회전축 기어 117 : 축 고정박스
120 : 제 1 자속회전레버 121 : 영구자석
122 : 고정판 123 : 제 1 레버 축
124 : 기어 125 : 헬리컬 기어(Helical Gear) 126 : 제 2 레버 축 127 : 축 고정박스
128 : 기어 129 : 고정판
129a : 영구자석 131 : 헬리컬 기어
132 : 제 1 회전축 133 : 제 1 피니언
134 : 제 2 기어 135 : 축 고정박스
141 : 제 3 기어 142 : 제 2 회전축
143 : 제 2 피니언 144 : 축 고정박스
145 : 제 4 기어 146 : 고정판
151 : 제 5 기어 152 : 제 5 회전축
153 : 축 고정박스 154 : 고정판
160 : 제 1 래크 161 : 래크 고정수단
162 : 영구자석 고정박스 163 : 영구자석
170 : 제 2 래크 171 : 래크 고정수단
181 : 제 3 회전축 182 : 제 1 클러치기어
183 : 제 2 클러치기어 184 : 제 6 기어
185 : 축 고정박스 190 : 제 7 기어
191 : 제 4 회전축 202 : 래크 고정대
210 : 제 2 자속회전레버 211 : 영구자석
212 : 고정판 214 : 기어
215 : 기어 216 : 영구자석
217 : 고정판 232 : 제 1 회전축
233 : 제 1 피니언 234 : 제 1 기어
235 : 축 고정박스 241 : 제 2 기어
242 : 제 2 회전축 243 : 제 2 피니언
244 : 축 고정박스 245 : 제 3 기어
246 : 고정판 251 : 제 4 기어
252 : 제 5 회전축 253 : 축 고정박스
254 : 고정판 260 : 제 1 래크
261 : 래크 고정수단 262 : 영구자석 고정박스
263 : 영구자석 270 : 제 2 래크
271 : 래크 고정수단 281 : 제 3 회전축
282 : 제 1 클러치기어 283 : 제 2 클러치기어
284 : 제 5 기어 285 : 축 고정박스
290 : 제 6 기어 291 : 제 4 회전축
301 : 회전축 302 : 회전축 기어
410 : 고정판 411 : 영구자석
420 : 고정판 421 : 영구자석
501 : 제 2 레버 축 502 : 영구자석
503 : 고정판 504 : 기어
601 : 제 2 레버 축 602 : 영구자석
603 : 고정판 604 : 기어
701 : 고정판 702 : 영구자석
703 : 고정판 704 : 영구자석
본 발명은 회전 가속장치 및 이를 이용한 전기에너지 발생 시스템에 관한 것으로, 특히 회전 가속장치를 통해 모터의 입력 회전력을 수십 내지 수백 배로 증가시켜 출력하고, 출력된 회전력으로 발전기를 가동시켜 전기를 발생시키도록 함으로써, 저전력으로 고전력을 발생시킬 수 있는 회전 가속장치 및 이를 이용한 전기에너지 발생 시스템에 관한 것이다.
우리나라는 비산유국으로서 원유의 수입의존도가 매우 높아 에너지의 절약을 국가적인 목표로 추구하고 있으나, 산업화의 다양화 및 고도 성장에 따른 에너지의 소비가 날로 증대되고 있다.
특히 수입되는 원유 중 다량의 원유가 전력을 생산하는 화력발전용으로 쓰이고 있으므로 원유를 사용하지 않고 전력을 생산할 수 있다면 국가 재정에 큰 도움이 될 수 있음은 물론, 환경오염도 효과적으로 줄일 수 있다.
태양전지, 풍력, 조력 그리고 수력 등 자연으로부터 전력을 얻는 방법이 친환경적이고 특히 적은 비용으로 고효율의 효과를 기대할 수 있으나 날씨나 이는 적합한 지리적 조건에 한계가 있고 설치 비용 또한 상당하다.
그 예로써, 태양전지를 이용한 태양열발전장치는 이동체인 태양 광에 대한 반사판의 반사효율과 집열기의 집열 능력이 구조적으로 높지 못하고, 설치비용이 많이 소요되는 관계로 경제성이 떨어지는 문제점이 있다. 또한, 태양 광의 방향이 계절과 절기에 따라 다르고 태양이 뜨고 지는 시간이 다르기 때문에 하루에 생산할 수 있는 태양광 전기는 극히 제한적일 수밖에 없고, 태양 광을 집광하는 태양전지의 표면적도 한정된 설치공간과 비용 문제로 한정된 크기로 구성되기 때문에 전기에너지를 발생하는 효율이 크게 떨어지는 등의 문제점이 있어서 상용화가 제대로 이루어 지지 않고 있다.
또한, 풍력을 이용하여 전기에너지를 발생시키는 풍력발전장치(또는 풍력발전기)도 태양열발전장치와 마찬가지로 설치비용이 많이 들고 유지관리가 어려운 문제점이 있다. 또한, 바람의 세기가 약하거나 바람이 불지 않을 경우에는 풍력발전장치가 동작을 하지 않기 때문에 전기를 생산할 수 있는 시간이 제한적이고, 설치비용에 비해 전기에너지를 발생하는 효율이 크게 떨어지는 문제점이 있어서 이 또한 상용화가 제대로 이루어 지지 않고 있다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발명의 제 1 목적은 모터의 입력 회전력을 수십 내지 수백 배로 증가시켜 출력할 수 있는 회전 가속장치를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 제 2 목적은 복수 개의 영구자석이 앞뒤로 각각 고정된 복수 개의 회전자를 모터로 회전하고 상기 회전자의 영구자석에서 발생하는 자력의 힘으로 또 다른 회전력을 발생시켜 복수 개의 기어를 통해 회전력을 증가시켜 출력 하는 회전 가속장치를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 제 3 목적은 복수 개의 영구자석이 앞뒤로 각각 고정된 복수 개의 회전자를 모터로 회전하고 상기 회전자의 영구자석에서 발생하는 자력의 힘으로 또 다른 회전력을 발생시켜 복수 개의 기어를 통해 회전력을 증가시켜 상기 복수 개의 회전자를 회전시키는 축으로 전달하는 회전 가속장치를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 제 4 목적은 복수 개의 회전자를 구비하여 모터에 의한 입력 회전력을 증폭하고 증폭된 회전력을 발전기를 거쳐 외부로 출력함과 동시에 축전기에 재충전하여 모터의 구동 전력으로 재활용함으로써 실질적으로 모터의 효율을 극대화할 수 있는 회전 가속장치를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 제 5 목적은 상기 회전 가속장치를 이용한 전기에너지 발생 시스템을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 회전 가속장치는, 모터에 의해 회전하며 일 측 및 타 측의 외주면 부분에 복수 개의 영구자석(112)이 일정 간격으로 고정되어 있는 적어도 하나 이상의 회전자(110)와; 상기 회전자(110) 일 측의 한쪽 방향에 상기 영구자석(112)과 일정 거리로 이격 설치되며 상기 회전자(110)의 회전 시 상기 영구자석(112)의 자기력에 의해 일정 각도로 회전운동을 왕복하는 제 1 자속회전레버(120)와; 상기 회전자(110) 타 측의 한쪽 방향에 상기 영구자 석(112)과 일정 거리로 이격 설치되며 상기 회전자(110)의 회전 시 상기 영구자석(112)의 자기력에 의해 일정 각도로 회전운동을 왕복하는 제 2 자속회전레버(210)와; 상기 제 1 자속회전레버(120)의 왕복 회전운동을 일정 방향으로만 회전되도록 변환시켜 가속한 후 발전기로 출력하는 제 1 회전변환 가속부; 및 상기 제 1 자속회전레버(120)의 왕복 회전운동을 일정 방향으로만 회전되도록 변환시켜 가속한 후 상기 발전기 또는 상기 회전자(110)를 회전시키는 동력으로 전달하는 제 2 회전변환 가속부;를 포함하여 구성한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 회전 가속장치는, 모터에 의해 회전하며 일 측 및 타 측의 외주면 부분에 복수 개의 영구자석(112)이 일정 간격으로 고정되어 있는 적어도 하나 이상의 회전자(110)와; 상기 회전자(110) 일 측의 양쪽 방향에 상기 영구자석(112)과 각각 일정 거리로 이격 설치되며 상기 회전자(110)의 회전 시 상기 영구자석(112)의 자기력에 의해 일정 각도로 회전운동을 왕복하는 제 1 자속회전레버(120)와; 상기 회전자(110) 타 측의 양쪽 방향에 상기 영구자석(112)과 각각 일정 거리로 이격 설치되며 상기 회전자(110)의 회전 시 상기 영구자석(112)의 자기력에 의해 일정 각도로 회전운동을 왕복하는 제 2 자속회전레버(210)와; 상기 제 1 자속회전레버(120)의 왕복 회전운동을 일정 방향으로만 회전되도록 변환시켜 가속한 후 발전기로 출력하는 제 1 회전변환 가속부; 및 상기 제 1 자속회전레버(120)의 왕복 회전운동을 일정 방향으로만 회전되도록 변환시켜 가속한 후 상기 발전기 또는 상기 회전자(110)를 회전시키는 동력으로 전달하는 제 2 회전변환 가속부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 복수 개의 영구자석(112)은 상기 회전자(110)의 일 측 및 타 측에 각각 N극과 S극이 서로 번갈아 가며 한 줄로 고정되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 복수 개의 영구자석(112)은 상기 회전자(110)의 일 측 및 타 측에 각각 N극과 S극이 서로 번갈아 가며 2줄로 고정되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 복수 개의 영구자석(112)은 상기 회전자(110)의 일 측 및 타 측에 각각 N극과 S극이 서로 번갈아 가며 2줄 이상 고정되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 및 제 2 자속회전레버(120)(210)는 상기 회전자(110)의 회전시 상기 영구자석(112)의 수량과 동일한 횟수로 왕복 운동하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 자속회전레버(120)는 양쪽 면에 서로 반대의 극성을 갖는 영구자석이 설치된 고정판이 일 측에 설치되고 상기 회전자(110)의 회전 시 영구자석의 자계에 의해 각각 왕복 회전하는 복수 개의 레버축을 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 자속회전레버(120)는 서로 반대의 극성을 갖는 영구자석(121)이 양쪽 면에 설치된 고정판(122)이 일측에 고정되고 중간 부분에 기어(124)가 고정되고 타 측에 헬리컬 기어(125)가 고정된 제 1 레버축(123); 및 상기 제 1 레버축(123)의 기어(124)와 치합되는 기어(128)가 일 측에 고정되고 타 측에 서로 반대의 극성을 갖는 영구자석이 양쪽 면에 각각 고정된 고정판(129)이 고정된 제 2 레버축(126);을 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 자속회전레버(120)는 서로 반대의 극성을 갖는 영구자석(121)이 양쪽 면에 설치된 고정판(122)이 일 측에 고정되고, 중간 부분에 기어(124)가 고정되고, 타 측에 서로 반대의 극성을 갖는 영구자석(121a)이 양쪽 면에 설치된 고정 판(122a)이 고정된 제 1 레버축(123); 및 상기 제 1 레버축(123)의 기어(124)와 치합되는 기어(128)가 고정되고 타 측에 서로 반대의 극성을 갖는 영구자석이 양쪽 면에 각각 고정된 고정판(129)이 고정된 제 2 레버축(126);을 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 자속회전레버(120)는 서로 반대의 극성을 갖는 영구자석(121)이 양쪽 면에 설치된 고정판(122)이 일 측에 고정되고, 중간 부분에 기어(124)가 고정되고, 타 측에 서로 반대의 극성을 갖는 영구자석(121a)이 양쪽 면에 설치된 고정판(122a)이 고정된 제 1 레버축(123)과; 상기 제 1 레버축(123)의 기어(124)와 치합되는 기어(504)가 고정되고 일 측에 서로 반대의 극성을 갖는 영구자석(502)이 양쪽 면에 각각 고정된 고정판(503)이 고정된 제 2 레버축(501); 및 상기 제 1 레버축(123)의 기어(124)와 치합되는 기어(604)가 고정되고 일 측에 서로 반대의 극성을 갖는 영구자석(602)이 양쪽 면에 각각 고정된 고정판(603)이 고정된 제 3 레버축(601);을 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 레버축(123)의 고정판(122a) 양쪽 옆에는 상기 고정판(122a)에 고정된 영구자석(121a)과 반대의 극성을 갖는 영구자석(702, 704)이 고정된 고정판(701, 703)이 소정의 간격을 두고 설치된 것을 특징으로 한다.
상기 제 2 자속회전레버(210)는 양쪽 면에 서로 반대의 극성을 갖는 영구자석이 설치된 고정판이 일 측에 설치되고 상기 회전자(110)의 회전 시 영구자석의 자계에 의해 각각 왕복 회전하는 복수 개의 레버축을 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 제 2 자속회전레버(210)는 서로 반대의 극성을 갖는 영구자석(221)이 양쪽 면에 설치된 고정판(222)이 일측에 고정되고 중간 부분에 기어(224)가 고정되고 타 측에 헬리컬 기어가 설치된 제 1 레버축; 및 상기 제 1 레버축의 기어(224)와 치합되는 기어(215)가 고정되고 일 측에 서로 반대의 극성을 갖는 영구자석(216)이 양쪽 면에 각각 고정된 고정판(217)이 설치된 제 2 레버축;을 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 제 2 자속회전레버(210)는 서로 반대의 극성을 갖는 영구자석이 양쪽 면에 설치된 고정판이 일 측에 고정되고, 중간 부분에 기어가 고정되고, 타 측에 서로 반대의 극성을 갖는 영구자석이 양쪽 면에 설치된 고정판이 고정된 제 1 레버축; 및 상기 제 1 레버축의 기어와 치합되는 기어가 고정되고 타 측에 서로 반대의 극성을 갖는 영구자석이 양쪽 면에 각각 고정된 고정판이 고정된 제 2 레버축;을 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 제 2 자속회전레버(210)는 서로 반대의 극성을 갖는 영구자석이 양쪽 면에 설치된 고정판이 일 측에 고정되고, 중간 부분에 기어가 고정되고, 타 측에 서로 반대의 극성을 갖는 영구자석이 양쪽 면에 설치된 고정판이 고정된 제 1 레버축과; 상기 제 1 레버축의 기어와 치합되는 기어가 고정되고 일 측에 서로 반대의 극성을 갖는 영구자석이 양쪽 면에 각각 고정된 고정판이 고정된 제 2 레버축; 및 상기 제 1 레버축의 기어와 치합되는 기어가 고정되고 일 측에 서로 반대의 극성을 갖는 영구자석이 양쪽 면에 각각 고정된 고정판이 고정된 제 3 레버축;을 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 레버축의 고정판 양쪽 옆에는 상기 고정판에 고정된 영구자석과 반대의 극성을 갖는 영구자석이 고정된 고정판이 소정의 간격을 두고 설치된 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 회전변환 가속부는, 상기 제 1 자속회전레버(120)의 회전에 따라 회전하는 제 1 피니언(133)을 구비한 제 1 회전축(132)과; 상기 제 1 회전축(132)의 회전에 따라 회전하는 제 2 피니언(143)을 구비한 제 2 회전축(142)과; 상기 제 1 피니언(133)의 회전에 따라 직선 왕복하는 제 1 래크(160)와; 상기 제 2 피니언(143)의 회전에 따라 직선 왕복하는 제 2 래크(170)와; 상기 제 1 래크(160)의 직선 왕복 운동을 일정 방향으로 회전시키는 제 1 클러치기어(182)와 상기 제 2 래크(170)의 직선왕복운동을 일정 방향으로 회전시키는 제 2 클러치기어(183)를 구비한 제 3 회전축(181); 및 상기 제 3 회전축(181)으로부터 회전력을 전달받아 다른 회전축 또는 발전기로 전달하는 제 4 회전축(191)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 회전변환 가속부는 상기 제 1 자속회전레버(120)와 상기 제 1 회전축(132) 사이에 헬리컬 기어(125)(131)를 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 래크(160)는 일 측에 영구자석이 고정된 고정박스(162)가 설치되어 있고, 상기 제 2 래크(170)는 일 측에 영구자석이 고정된 고정박스가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 회전축(132)은 동력을 전달하기 위한 제 2 기어(134)를 구비하며, 상기 제 2 회전축(142)은 상기 제 2 기어(134)와 치합되는 제 3 기어(141)와, 동력을 전달하기 위한 제 4 기어(145)와, 상기 제 1 래크(160)의 고정박스(162)에 설치 된 영구자석과 동일한 극을 갖는 영구자석이 설치된 고정판(146)을 고정 설치된 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 회전변환 가속부는 상기 제 2 회전축(142)의 제 4 기어(145)와 치합하여 회전하는 제 5 기어(151)를 구비한 제 5 회전축(152)을 더 구비하며, 상기 제 5 회전축(152)에 영구자석이 고정된 고정판(154)을 설치하여 상기 제 5 회전축(152)의 회전에 따라 상기 제 2 래크(170)를 자력의 힘으로 밀어내는 것을 특징으로 한다.
상기 제 3 회전축(181)은 회전력을 전달하기 위한 제 6 기어(184)를 더 구비하며, 상기 제 4 회전축(191)은 상기 제 6 기어(184)와 치합되는 제 7 기어(190)를 더 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 회전 가속장치는 상기 제 1 래크(160) 및 상기 제 2 래크(170)의 일 측 및 타 측의 단부에 각각 영구자석이 구비되고, 상기 제 1 래크(160) 및 상기 제 2 래크(170)의 일 측 및 타 측 방향에 각각 소정의 거리로 이격 설치되며 상기 제 1 래크(160) 및 상기 제 2 래크(170)에 구비된 영구자석과 동일한 극을 갖는 영구자석이 각각 고정 설치된 것을 특징으로 한다.
상기 회전 가속장치는 상기 제 1 래크(160) 및 상기 제 2 래크(170)의 일 측 및 타 측의 단부에 각각 영구자석이 구비되고, 상기 제 1 래크(160) 및 상기 제 2 래크(170)의 일 측 및 타 측 방향에 각각 소정의 거리로 이격 설치되며 상기 제 1 래크(160) 및 상기 제 2 래크(170)에 구비된 영구자석과 동일한 극을 발생하는 전자기 유도장치를 각각 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 2 회전변환 가속부는 상기 제 2 자속회전레버(210)의 회전에 따라 회전하는 제 1 피니언(233)을 구비한 제 1 회전축(232)과; 상기 제 1 회전축(232)의 회전에 따라 회전하는 제 2 피니언(243)을 구비한 제 2 회전축(242)과; 상기 제 1 피니언(233)의 회전에 따라 직선 왕복하는 제 1 래크(260)와; 상기 제 2 피니언(243)의 회전에 따라 직선 왕복하는 제 2 래크(270)와; 상기 제 1 래크(260)의 직선 왕복 운동을 일정 방향으로 회전시키는 제 1 클러치기어(282)와 상기 제 2 래크(270)의 직선왕복운동을 일정 방향으로 회전시키는 제 2 클러치기어(283)를 구비한 제 3 회전축(281); 및 상기 제 3 회전축(281)으로부터 회전력을 전달받아 다른 회전축 또는 발전기로 전달하는 제 4 회전축(291)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 제 2 회전변환 가속부는 상기 제 1 자속회전레버(210)와 상기 제 1 회전축(232) 사이에 헬리컬 기어를 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 래크(260)는 일 측에 영구자석이 고정된 고정박스(262)가 설치되어 있고, 상기 제 2 래크(270)는 일 측에 영구자석이 고정된 고정박스가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 회전축(232)은 동력을 전달하기 위한 제 2 기어(234)를 구비하며, 상기 제 2 회전축(242)은 상기 제 2 기어(234)와 치합되는 제 3 기어(241)와, 동력을 전달하기 위한 제 4 기어(245)와, 상기 제 1 래크(260)의 고정박스(262)에 설치된 영구자석과 동일한 극을 갖는 영구자석이 설치된 고정판(246)을 고정 설치된 것을 특징으로 한다.
상기 제 2 회전변환 가속부는 상기 제 2 회전축(242)의 제 4 기어(245)와 치합하여 회전하는 제 5 기어(251)를 구비한 제 5 회전축(252)을 더 구비하며, 상기 제 5 회전축(252)에 영구자석이 고정된 고정판(254)을 설치하여 상기 제 5 회전축(252)의 회전에 따라 상기 제 2 래크(270)를 자력의 힘으로 밀어내는 것을 특징으로 한다.
상기 제 3 회전축(281)은 회전력을 전달하기 위한 제 6 기어(284)를 더 구비하며, 상기 제 4 회전축(291)은 상기 제 6 기어(284)와 치합되는 제 7 기어(290)를 더 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 회전 가속장치는 상기 제 1 래크(160) 및 상기 제 2 래크(170)의 일 측 및 타 측의 단부에 각각 영구자석이 구비되고, 상기 제 1 래크(160) 및 상기 제 2 래크(170)의 일 측 및 타 측 방향에 각각 소정의 거리로 이격 설치되며 상기 제 1 래크(160) 및 상기 제 2 래크(170)에 구비된 영구자석과 동일한 극을 갖는 영구자석이 각각 고정 설치된 것을 특징으로 한다.
상기 회전 가속장치는 상기 제 1 래크(160) 및 상기 제 2 래크(170)의 일 측 및 타 측의 단부에 각각 영구자석이 구비되고, 상기 제 1 래크(160) 및 상기 제 2 래크(170)의 일 측 및 타 측 방향에 각각 소정의 거리로 이격 설치되며 상기 제 1 래크(160) 및 상기 제 2 래크(170)에 구비된 영구자석과 동일한 극을 발생하는 전자기 유도장치를 각각 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 2 회전변환 가속부는 상기 제 2 자속회전레버(210)의 회전에 따라 회전하는 제 1 회전축과; 상기 제 1 회전축으로부터 회전력을 전달받아 다른 회전 축 또는 발전기로 전달하는 제 2 회전축을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 회전 가속장치를 이용한 전기에너지 발생 시스템은, 제1항 또는 제2항에 기재된 회전 가속장치(100)와; 상기 회전 가속장치(100)로부터 회전동력을 전달받아 전기에너지를 발생하는 발전기(30)와; 상기 발전기(30)에서 발생 된 전기에너지를 소비하는 부하(40)와; 상기 발전기(30)에서 발생 된 전기에너지를 충전 및 방전하는 적어도 하나 이상의 축전기(10)와; 상기 축전기(10)로부터 전력을 공급받아 상기 회전 가속장치(100)의 회전자(110)를 회전시키는 적어도 하나 이상의 모터(20); 및 상기 적어도 하나 이상의 축전기(10) 및 모터(20) 사이에 구성되며 상기 모터(20)를 선택적으로 구동하기 위해 전류의 공급을 스위칭하는 적어도 하나 이상의 릴레이;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 자속회전레버(120)는 양쪽 면에 서로 반대의 극성을 갖는 영구자석이 설치된 고정판이 일 측에 설치되고 상기 회전자(110)의 회전 시 영구자석의 자계에 의해 각각 왕복 회전하는 복수 개의 레버축을 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 자속회전레버(120)는 양쪽 면에 서로 반대의 극성을 갖는 영구자석(121)이 설치된 고정판(122)이 일측에 설치된 제 1 레버축(123)과; 상기 제 1 레버축(123)의 중간 부분에 고정된 기어(124)와; 상기 제 1 레버축(123)의 타 측에 고정된 헬리컬 기어(125)와; 상기 제 1 레버축(123)의 기어(124)와 치합되는 기어(128)가 일 측에 고정된 제 2 레버축(126)과; 상기 제 2 레버축(126)이 회전 가능하도록 지지하는 축 고정박스(127); 및 상기 제 2 레버축(126)의 타 측에 고정되 며 서로 반대의 극성을 갖는 영구자석이 양쪽 면에 각각 고정된 고정판(129);을 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 제 2 자속회전레버(210)는 양쪽 면에 서로 반대의 극성을 갖는 영구자석이 설치된 고정판이 일 측에 설치되고 상기 회전자(110)의 회전 시 영구자석의 자계에 의해 각각 왕복 회전하는 복수 개의 레버축을 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 제 2 자속회전레버(210)는 양쪽 면에 서로 반대의 극성을 갖는 영구자석(211)이 설치된 고정판(122)이 일측에 설치된 제 1 레버축과; 상기 제 1 레버축의 중간 부분에 고정된 기어(214)와; 상기 제 1 레버축의 타 측에 고정된 헬리컬 기어와; 상기 제 1 레버축의 기어(214)와 치합되는 기어(215)를 구비한 제 2 레버축과; 상기 제 2 레버축이 회전 가능하도록 지지하는 축 고정박스; 및 상기 제 2 레버축의 일 측에 고정되며 서로 반대의 극성을 갖는 영구자석(216)이 양쪽 면에 각각 고정된 고정판(217);을 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 회전변환 가속부는 상기 제 1 자속회전레버(120)의 회전에 따라 회전하는 제 1 피니언(133)을 구비한 제 1 회전축(132)과; 상기 제 1 회전축(132)의 회전에 따라 회전하는 제 2 피니언(143)을 구비한 제 2 회전축(142)과; 상기 제 1 피니언(133)의 회전에 따라 직선 왕복하는 제 1 래크(160)와; 상기 제 2 피니언(143)의 회전에 따라 직선 왕복하는 제 2 래크(170)와; 상기 제 1 래크(160)의 직선 왕복 운동을 일정 방향으로 회전시키는 제 1 클러치기어(182)와 상기 제 2 래크(170)의 직선왕복운동을 일정 방향으로 회전시키는 제 2 클러치기어(183)를 구비한 제 3 회전축(181); 및 상기 제 3 회전축(181)으로부터 회전력을 전달받아 다른 회전축 또는 발전기로 전달하는 제 4 회전축(191)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 제 2 회전변환 가속부는 상기 제 2 자속회전레버(210)의 회전에 따라 회전하는 제 1 피니언(233)을 구비한 제 1 회전축(232)과; 상기 제 1 회전축(232)의 회전에 따라 회전하는 제 2 피니언(243)을 구비한 제 2 회전축(242)과; 상기 제 1 피니언(233)의 회전에 따라 직선 왕복하는 제 1 래크(260)와; 상기 제 2 피니언(243)의 회전에 따라 직선 왕복하는 제 2 래크(270)와; 상기 제 1 래크(260)의 직선 왕복 운동을 일정 방향으로 회전시키는 제 1 클러치기어(282)와 상기 제 2 래크(270)의 직선왕복운동을 일정 방향으로 회전시키는 제 2 클러치기어(283)를 구비한 제 3 회전축(281); 및 상기 제 3 회전축(281)으로부터 회전력을 전달받아 다른 회전축 또는 발전기로 전달하는 제 4 회전축(291)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 전기에너지 발생 시스템은 상기 발전기(30) 및 상기 적어도 하나 이상의 축전기(10) 사이에 전압을 변환하는 컨버터(50)를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
따라서, 복수 개의 회전자를 구비하여 모터에 의한 입력 회전력을 증폭하고 증폭된 회전력을 발전기를 거쳐 외부로 출력함과 동시에 축전기에 재충전하여 모터의 구동 전력으로 재활용함으로써 실질적으로 모터의 효율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.
전기에너지 발생 시스템의 실시 예
도 1은 본 발명의 바람직한 제 1 실시 예에 의한 회전 가속장치를 이용한 전기에너지 발생 시스템의 블록 구성도이다.
상기 제 1 실시 예에 의한 회전 가속장치를 이용한 전기에너지 발생 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 축전기(10), 모터(20), 발전기(30), 부하(40), 컨버터(50), 회전 가속장치(100) 등을 포함하여 구성한다.
먼저, 상기 축전기(10)는 상기 컨버터(50)를 통해 또는 상기 발전기(30)로부터 직접 전기에너지를 입력받아 충전 및 방전한다.
상기 모터(20)는 상기 축전기(10)로부터 전력을 공급받아 상기 회전 가속장치(100)에 설치된 복수 개의 회전자(110)를 회전시킨다.
상기 회전 가속장치(100)는 복수 개의 회전자(110)를 구비하여 상기 모터(20)에 의한 입력 회전력을 증폭하고 증폭된 회전력을 상기 발전기(30)를 거쳐 외부로 출력함과 동시에 상기 (10)축전기에 재충전하여 상기 모터(20)의 구동 전력으로 재활용함으로써 실질적으로 모터의 효율을 높이도록 구성되어 있다. 상기 회전 가속장치(100)의 구성 및 동작에 대해서는 도 3 내지 도 15에서 상세히 설명하기로 한다.
상기 발전기(30)는 상기 회전 가속장치(100)로부터 회전동력을 전달받아 전기에너지를 발생하여 부하(40)로 공급하거나 또는 상기 축전기(10)로 공급한다.
상기 컨버터(50)는 상기 발전기(30)로부터 발생 된 전기 에너지를 직류로 변환하여 상기 축전기(10)로 전송하는 역할을 한다.
한편, 상기 발전기(30)가 직류 발전기를 사용하였을 경우에는 상기 컨버터(50)를 통하지 않고 상기 축전기(10)로 직접 전류를 공급할 수 있다.
상기 축전기(10)에서 상기 모터(20)에 전력을 공급하면, 상기 모터(20)는 입력받은 전력에 비례하여 일정속도로 회전하게 되고 그 회전동력을 상기 회전 가속장치(100)에 전달한다.
상기 회전 가속장치(100)는 상기 모터(20)의 회전동력을 입력받아 복수 개의 회전자(110)의 작동에 의해 입력된 회전동력을 증폭하게 된다.
증폭된 회전동력은 상기 발전기(30)에 입력되어 다시 전기로 생산되어 일부는 외부출력에 활용되고, 그 나머지는 상기 컨버터(50)를 거쳐 직류전류로 형태로 상기 축전기(10)에 재충전된다.
이때, 상기 축전기(10)에 입력되는 초기 전류는 외부 전원을 통해 입력되는 것이 일반적이나, 태양광, 풍력, 수력 등 자연력을 이용한 대체 에너지 기관을 통해 입력되는 것도 가능하다. 이 경우에는 상기 장치를 복합 발전기 시스템에 응용할 수 있다.
또한, 상기 발전기(30)는 일반적으로 교류발전기의 형태로 단일화된 것이 바람직하나, 이를 별도의 직류발전기와 병행시켜 교류발전기를 거쳐 생산된 전기는 외부출력에 활용하고 직류발전기를 거쳐 생산된 전기는 컨버터 없이 바로 상기 축전기에 재충전시키는 것도 가능하다.
한편, 상기 축전기(10)와 모터(20)는 다수개의 묶음으로 구성하는 것도 가능하다.
도 2를 참조하면, 제 1 축전기(10a)와 제 1 모터(20a)가, 제 2 축전기(10b)와 제 2 모터(20b)가 각각 한 묶음을 이루고, 각각의 연결부에 제 1 및 제 2 릴레이(Relay)(60a, 60b)가 연결된다.
상기 제 1 및 제 2 릴레이(60a, 60b)는 각각 교대로 전류를 차단하는 기능을 수행하며, 상기 제 2 릴레이(60b)의 차단에 의해 상기 제 1 모터(20a)만 구동할 때에는 상기 제 1 축전기(10a)에서 충전과 방전이 동시에 이루어지고, 상기 제 2 축전기(10b)에서는 충전만 이루어진다.
동일한 방식으로 상기 제 1 릴레이(60a)의 차단에 의해 상기 제 2 모터(20b)만 구동할 때에는 상기 제 2 축전기(10b)에서 충전과 방전이 동시에 이루어지고, 상기 제 1 축전기(10a)에서는 충전만 이루어진다.
이러한 제 1 및 제 2 릴레이(60a, 60b)의 계전작용에 의해 상기 제 1 및 제 2 모터(20a, 20b)의 작동과열에 의한 시스템 중단을 방지할 수 있고, 제 1 및 제 2 축전기(10a, 10b)는 연속적인 충전이 가능하게 된다.
이때, 본 발명의 실시 예에서는 2개의 축전기/모터 묶음을 상정하였으나, 장비의 크기와 작동시간을 고려하여 3개로 구성할 수도 있고, 축전기와 모터의 작동성능을 고려하여 축전기는 3개로 하되 모터는 2개로 구성할 수도 있다. 또한, 상기 축전기(10)와 상기 모터(20)의 갯 수는 필요에 따라 얼마든지 복수 개로 구현할 수 있으며, 이때 릴레이도 상기 축전기(10)와 상기 모터(20)의 갯 수만큼 구현할 수 있다.
회전 가속장치(100)의 실시 예
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 회전 가속장치(100)의 전면 구성도이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 회전 가속장치(100)의 후면 구성도이다. 그리고, 도 5a 및 도 5b는 본 발명에서 사용된 회전자(110)의 실시 예를 나타낸 구성도이고, 도 6은 본 발명의 실시 예에서 사용된 제 1 자속회전레버(120)의 구성도이고, 도 7은 본 발명의 실시 예에서 사용된 제 1 및 제 2 자속회전레버(120)(210)의 구성도이다. 또한, 도 8 내지 도 15는 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 회전 가속장치(100)의 실제 장비를 나타낸 사진 참고도이다.
상기 회전 가속장치(100)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 모터(20)에 의해 회전하며 일 측 및 타 측의 외주면 부분에 복수 개의 영구자석(112)이 일정 간격으로 고정되어 있는 적어도 하나 이상의 회전자(110)와, 상기 회전자(110) 일 측의 양쪽 방향에 상기 영구자석(112)과 각각 일정 거리로 이격 설치되며 상기 회전자(110)의 회전 시 상기 영구자석(112)의 자기력에 의해 일정 각도로 회전운동을 왕복하는 제 1 자속회전레버(120)와, 상기 회전자(110) 타 측의 양쪽 방향에 상기 영구자석(112)과 각각 일정 거리로 이격 설치되며 상기 회전자(110)의 회전 시 상기 영구자석(112)의 자기력에 의해 일정 각도로 회전운동을 왕복하는 제 2 자속회전레버(210)와, 상기 제 1 자속회전레버(120)의 왕복 회전운동을 일정 방향으로만 회전되도록 변환시켜 가속한 후 발전기로 출력하는 제 1 회전변환 가속부 및 상기 제 1 자속회전레버(120)의 왕복 회전운동을 일정 방향으로만 회전되도록 변환시켜 가속한 후 상기 발전기 또는 상기 회전자(110)를 회전시키는 동력으로 전달하는 제 2 회전변환 가속부를 포함하여 구성한다.
이때, 본 발명은 또 다른 실시 예로서, 상기 제 1 자속회전레버(120)와 상기 제 2 자속회전레버(210)를 각각 상기 회전자(110) 일 측의 한쪽 방향에 상기 영구자석(112)과 각각 일정 거리로 이격 설치하여 상기 회전자(110)의 회전 시 상기 영구자석(112)의 자기력에 의해 일정 각도로 회전운동을 반복하도록 구성할 수도 있다.
상기 회전자(110)는 도 5a에 도시된 바와 같이 원형으로 구성되며, 일 측 및 타 측의 외주면 부분에 홈(111)이 형성되어 있고, 이 홈(111)에 복수 개의 영구자석(112)을 일정 간격으로 일 열로 고정되어 있다. 이때, 상기 복수 개의 영구자석(112)은 상기 회전자(110)의 일 측 및 타 측에 각각 18개씩 설치하되, N극과 S극이 서로 번갈아 가며 설치한다.
또한, 다른 실시 예로서, 도 5a에 도시된 회전자(110)는 영구자석(112)이 일 측 및 타 측의 외주면 부분에 일정 간격을 두고 일렬로 N극과 S극이 번갈아 가며 고정되어 있으나, 도 5b와 같이 2줄로 형성할 수도 있다. 또한, 도시하지는 않았지만 영구자석(112)을 2줄 이상으로도 설치하여 구현할 수 있다.
상기 제 1 자속회전레버(120)는 도 6에 도시된 바와 같이, 양쪽 면에 서로 반대의 극성을 갖는 영구자석(121)이 설치된 고정판(122)이 일측에 설치된 제 1 레버축(123)과, 상기 제 1 레버축(123)의 중간 부분에 고정된 기어(124)와, 상기 제 1 레버축(123)의 타 측에 고정된 헬리컬 기어(125)와, 상기 제 1 레버축(123)의 기어(124)와 치합되는 기어(128)가 일 측에 고정된 제 2 레버축(126)과, 상기 제 2 레버축(126)이 회전 가능하도록 지지하는 축 고정박스(127)와, 상기 제 2 레버축(126)의 타 측에 고정되며 서로 반대의 극성을 갖는 영구자석이 양쪽 면에 각각 고정된 고정판(129)을 구비한다. 이때, 상기 제 2 레버축(126)에 설치된 상기 고정판(129)의 영구자석의 양쪽 옆에는 소정의 거리로 이격 된 영구자석(411, 421)이 각각 고정 설치되어 있다.
상기 제 2 자속회전레버(210)는 도 7에 도시된 바와 같이, 양쪽 면에 서로 반대의 극성을 갖는 영구자석(211)이 설치된 고정판(122)이 일측에 설치된 제 1 레버축과, 상기 제 1 레버축의 중간 부분에 고정된 기어(214)와, 상기 제 1 레버축의 타 측에 고정된 헬리컬 기어와, 상기 제 1 레버축의 기어(214)와 치합되는 기어(215)를 구비한 제 2 레버축과, 상기 제 2 레버축이 회전 가능하도록 지지하는 축 고정박스와, 상기 제 2 레버축의 일 측에 고정되며 서로 반대의 극성을 갖는 영구자석(216)이 양쪽 면에 각각 고정된 고정판(217)을 구비한다.
또한, 상기 제 2 자속회전레버(210)는 도 14 및 도 15에 나타낸 바와 같이, 양쪽 면에 서로 반대의 극성을 갖는 영구자석(121)(121a)이 설치된 고정판(122)(122a)이 일 측 및 타 측에 각각 설치되고 중간 부분에 기어(124)가 고정된 제 1 레버축(123)과, 상기 제 1 레버축(123)의 기어(124)와 치합되는 기어(504)를 구비하고 양쪽 면에 서로 반대의 극성을 갖는 영구자석(502)이 설치된 고정판(503)이 일 측에 설치된 제 2 레버축(501)과, 상기 제 1 레버축(123)의 기어(124)와 치 합되는 기어(604)를 구비하고 양쪽 면에 서로 반대의 극성을 갖는 영구자석(602)이 설치된 고정판(603)이 일 측에 설치된 제 3 레버축(601)과, 상기 제 1 레버축(123)의 타 측에 설치된 고정판(122a)의 영구자석(121a) 양쪽에 동일한 극성을 갖는 영구자석(702)(704)을 소정의 거리만큼 이격시켜 설치한 고정판(701)(703)을 포함하여 구성한다.
이때, 상기 제 1 및 제 2 자속회전레버(120)(210)는 상기 회전자(110)의 회전시 N극과 S극으로 교번하여 설치된 상기 영구자석(112)의 자계의 영향에 의해 상기 영구자석(112)의 수량과 동일한 횟수로 왕복 운동한다.
상기 제 1 회전변환 가속부는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 자속회전레버(120)의 회전에 따라 회전하는 제 1 피니언(133)을 구비한 제 1 회전축(132)과, 상기 제 1 회전축(132)의 회전에 따라 회전하는 제 2 피니언(143)을 구비한 제 2 회전축(142)과, 상기 제 1 피니언(133)의 회전에 따라 직선 왕복하는 제 1 래크(160)와, 상기 제 2 피니언(143)의 회전에 따라 직선 왕복하는 제 2 래크(170)와, 상기 제 1 래크(160)의 직선 왕복 운동을 일정 방향으로 회전시키는 제 1 클러치기어(182)와 상기 제 2 래크(170)의 직선왕복운동을 일정 방향으로 회전시키는 제 2 클러치기어(183)를 구비한 제 3 회전축(181)과, 상기 제 3 회전축(181)으로부터 회전력을 전달받아 다른 회전축 또는 발전기로 전달하는 제 4 회전축(191)을 포함하여 구성한다.
여기서, 상기 제 1 래크(160)는 일 측에 영구자석이 고정된 고정박스(162)가 설치되어 있고, 상기 제 2 래크(170)는 일 측에 영구자석이 고정된 고정박스가 설 치되어 있다.
상기 제 1 회전축(132)은 동력을 전달하기 위한 제 2 기어(134)를 구비하며, 상기 제 2 회전축(142)은 상기 제 2 기어(134)와 치합되는 제 3 기어(141)와, 동력을 전달하기 위한 제 4 기어(145)와, 상기 제 1 래크(160)의 고정박스(162)에 설치된 영구자석과 동일한 극을 갖는 영구자석이 설치된 고정판(146)이 고정 설치되어 있다.
상기 제 1 회전변환 가속부는 상기 제 2 회전축(142)의 제 4 기어(145)와 치합하여 회전하는 제 5 기어(151)를 구비한 제 5 회전축(152)을 더 구비하며, 상기 제 5 회전축(152)에 영구자석이 고정된 고정판(154)을 설치하여 상기 제 5 회전축(152)의 회전에 따라 상기 제 2 래크(170)를 자력의 힘으로 밀어내도록 구성되어 있다.
그리고, 상기 제 3 회전축(181)은 회전력을 전달하기 위한 제 6 기어(184)를 더 구비하며, 상기 제 4 회전축(191)은 상기 제 6 기어(184)와 치합되는 제 7 기어(190)를 더 구비하고 있다.
또한, 상기 제 2 회전변환 가속부는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 자속회전레버(210)의 회전에 따라 회전하는 제 1 피니언(233)을 구비한 제 1 회전축(232)과, 상기 제 1 회전축(232)의 회전에 따라 회전하는 제 2 피니언(243)을 구비한 제 2 회전축(242)과, 상기 제 1 피니언(233)의 회전에 따라 직선 왕복하는 제 1 래크(260)와, 상기 제 2 피니언(243)의 회전에 따라 직선 왕복하는 제 2 래크(270)와, 상기 제 1 래크(260)의 직선 왕복 운동을 일정 방향으로 회전시키는 제 1 클러치기어(282)와 상기 제 2 래크(270)의 직선왕복운동을 일정 방향으로 회전시키는 제 2 클러치기어(283)를 구비한 제 3 회전축(281)과, 상기 제 3 회전축(281)으로부터 회전력을 전달받아 다른 회전축 또는 발전기로 전달하는 제 4 회전축(291)을 포함하여 구성한다.
이때, 상기 제 1 래크(260)는 일 측에 영구자석이 고정된 고정박스(262)가 설치되어 있고, 상기 제 2 래크(270)는 일 측에 영구자석이 고정된 고정박스가 설치되어 있다. 그리고, 상기 제 1 회전축(232)은 동력을 전달하기 위한 제 2 기어(234)를 구비하며, 상기 제 2 회전축(242)은 상기 제 2 기어(234)와 치합되는 제 3 기어(241)와, 동력을 전달하기 위한 제 4 기어(245)와, 상기 제 1 래크(260)의 고정박스(262)에 설치된 영구자석과 동일한 극을 갖는 영구자석이 설치된 고정판(246)을 고정 설치되어 있다.
또한, 상기 제 2 회전변환 가속부는 상기 제 2 회전축(242)의 제 4 기어(245)와 치합하여 회전하는 제 5 기어(251)를 구비한 제 5 회전축(252)을 더 구비하며, 상기 제 5 회전축(252)에 영구자석이 고정된 고정판(254)을 설치하여 상기 제 5 회전축(252)의 회전에 따라 상기 제 2 래크(270)를 자력의 힘으로 밀어내도록 구성되어 있다.
상기 제 3 회전축(281)은 회전력을 전달하기 위한 제 6 기어(284)를 더 구비하며, 상기 제 4 회전축(291)은 상기 제 6 기어(284)와 치합되는 제 7 기어(290)를 더 구비한다.
한편, 상기 제 2 회전변환 가속부는 다른 실시 예로서, 상기 제 2 자속회전 레버(210)의 회전에 따라 회전하는 제 1 회전축과, 상기 제 1 회전축으로부터 회전력을 전달받아 다른 회전축 또는 발전기로 전달하는 제 2 회전축을 포함하여 구성할 수도 있다.
또한, 상기 제 1 래크(160)의 일 측 및 제 2 래크(170)의 타 측에는 영구자석 대신에 전자기 유도장치를 설치하여 상기 제 1 및 제 2 래크(160)(170)를 자력의 힘으로 밀어내도록 구성할 수 있다.
상기 구성에 의한 본 발명의 회전 가속장치(100)의 동작은 다음과 같다.
먼저, 상기 모터(20)의 구동에 의해 상기 복수 개의 회전자(110)가 회전을 하게 되면, N극과 S극이 교번하여 설치된 복수 개의 영구자석(112)의 자력에 의해 상기 제 1 자속회전레버(120)와 상기 제 2 자속회전레버(210)가 상기 영구자석(112)의 수량과 동일한 횟수로 왕복 운동한다.
이때, 상기 제 1 자속회전레버(120)는 상하로 각각 설치된 2개의 영구자석(121, 129a)이 상기 영구자석(112)의 수량과 동일한 횟수로 각각 왕복 운동을 하여 헬리컬 기어(125, 131)를 통해 상기 제 1 회전축(132)으로 회전력을 전달한다.
상기 제 1 회전축(132)은 상기 제 1 자속회전레버(120)의 왕복 운동에 따라 동일한 횟수로 왕복 운동을 하게 된다. 이때, 제 1 회전축(132)의 동력은 제 2 기어(134)와 제 3 기어(141)를 통해 제 2 회전축(142)으로 전달된다. 따라서, 상기 제 2 회전축(142)도 상기 제 1 회전축(132)과 마찬가지로 회전 방향은 다르지만 상기 제 1 자속회전레버(120)의 왕복 운동에 따라 동일한 횟수로 왕복 운동을 하게 된다.
이때, 상기 제 1 회전축(132)과 상기 제 2 회전축(142)의 동력은 상기 제 1 피니언(133)과 제 2 피니언(143)을 통해 상기 제 1 래크(160) 및 제 2 래크(170)로 전달된다. 따라서, 상기 제 1 회전축(132)과 상기 제 2 회전축(142)의 회전 왕복 운동이 상기 제 1 래크(160) 및 제 2 래크(170)를 통해 직선 왕복 운동으로 바뀌게 된다. 이때, 상기 제 1 래크(160)와 상기 제 2 래크(170)의 동작 방향은 서로 반대가 된다.
이때, 상기 제 1 래크(160) 및 제 2 래크(170)는 상기 제 3 회전축(181)에 설치된 제 1 및 제 2 클러치 기어(182)(183)와 치합되어 있다. 따라서, 상기 제 1 래크(160) 및 제 2 래크(170)의 직선 왕복 운동은 상기 제 1 및 제 2 클러치 기어(182)(183)를 통해 상기 제 3 회전축(181)을 회전시키게 된다. 이때, 상기 제 1 래크(160) 및 제 2 래크(170)의 동작 방향은 서로 반대 방향으로 가지고 있기 때문에 상기 제 1 래크(160) 및 제 2 래크(170)가 서로 교번하면서 상기 제 1 및 제 2 클러치 기어(182)(183)를 통해 상기 제 3 회전축(181)을 회전시키기 때문에 상기 제 3 회전축(181)의 회전력은 그만큼 가속되게 된다.
상기 제 3 회전축(181)은 자신의 축에 고정된 제 6 기어(184)를 통해 다른 회전축으로 전달할 수 있다. 도 3의 실시 예에서는 상기 제 3 회전축(181)은 상기 제 6 기어(184)와 치합되는 상기 제 4 회전축(191)의 제 7 기어(190)를 통해 회전력을 전달한다. 이때, 상기 제 4 회전축(191)은 상기 발전기(30)로 동력을 전달하여 상기 발전기(30)를 구동하도록 한다.
한편, 상기 제 2 회전축(142)은 자신에 고정된 제 4 기어(145)와 치합되는 상기 제 5 회전축(152)의 제 5 기어(151)를 통해 상기 제 5 회전축(152)으로 회전력을 전달한다. 이때, 상기 제 5 회전축(152)은 상기 제 2 회전축(142)에 따라 왕복 운동을 하게 된다. 상기 제 5 회전축(152)에는 앞에서 설명한 바와 같이 영구자석이 고정된 고정판(154)이 설치되어 있다. 따라서, 상기 영구자석이 고정된 고정판(154)은 상기 제 5 회전축(152)의 왕복 회전 운동에 의해 움직이면서 상기 제 2 래크(170)의 일 측 단부에 설치된 동일한 극의 영구자석을 밀어내게 된다.
또한, 상기 제 2 회전축(132)에도 영구자석이 고정된 고정판(146)이 설치되어 있다. 따라서, 상기 영구자석이 고정된 고정판(146)은 상기와 마찬가지로, 상기 제 2 회전축(132)의 왕복 회전 운동에 의해 움직이면서 상기 제 1 래크(160)의 일 측 단부에 설치된 동일한 극의 영구자석을 밀어내게 된다.
상기 도면에서 상기 제 1 및 제 2 래크(160)(170)는 상기 프레임(101)에 설치된 래크 고정대(102)에 고정된 래크고정수단(161, 171)에 의해 각각 설치되어 일 측 및 타 측 방향으로 직선 왕복 운동을 하게 된다.
한편, 상기 제 2 자속회전레버(210)는 일 측 방향에 각각 설치된 2개의 영구자석(211, 216)이 상기 영구자석(112)의 수량과 동일한 횟수로 각각 왕복 운동을 하여 헬리컬 기어(미도시: 도 6 참조)를 통해 상기 제 1 회전축(232)으로 회전력을 전달한다.
상기 제 1 회전축(232)은 상기 제 1 자속회전레버(210)의 왕복 운동에 따라 동일한 횟수로 왕복 운동을 하게 된다. 이때, 제 1 회전축(232)의 동력은 제 2 기어(234)와 제 3 기어(241)를 통해 제 2 회전축(242)으로 전달된다. 따라서, 상기 제 2 회전축(242)도 상기 제 1 회전축(232)과 마찬가지로 회전 방향은 다르지만 상기 제 1 자속회전레버(210)의 왕복 운동에 따라 동일한 횟수로 왕복 운동을 하게 된다.
이때, 상기 제 1 회전축(232)과 상기 제 2 회전축(242)의 동력은 상기 제 1 피니언(233)과 제 2 피니언(243)을 통해 상기 제 1 래크(260) 및 제 2 래크(270)로 전달된다. 따라서, 상기 제 1 회전축(232)과 상기 제 2 회전축(242)의 회전 왕복 운동이 상기 제 1 래크(260) 및 제 2 래크(270)를 통해 직선 왕복 운동으로 바뀌게 된다. 이때, 상기 제 1 래크(260)와 상기 제 2 래크(270)의 동작 방향은 서로 반대가 된다.
이때, 상기 제 1 래크(260) 및 제 2 래크(270)는 상기 제 3 회전축(281)에 설치된 제 1 및 제 2 클러치 기어(282)(283)와 치합되어 있다. 따라서, 상기 제 1 래크(260) 및 제 2 래크(270)의 직선 왕복 운동은 상기 제 1 및 제 2 클러치 기어(282)(283)를 통해 상기 제 3 회전축(281)을 회전시키게 된다. 이때, 상기 제 1 래크(260) 및 제 2 래크(270)의 동작 방향은 서로 반대 방향으로 가지고 있기 때문에 상기 제 1 래크(260) 및 제 2 래크(270)가 서로 교번하면서 상기 제 1 및 제 2 클러치 기어(282)(283)를 통해 상기 제 3 회전축(281)을 회전시키기 때문에 상기 제 3 회전축(281)의 회전력은 그만큼 가속되게 된다.
상기 제 3 회전축(281)은 자신의 축에 고정된 제 6 기어(284)를 통해 다른 회전축으로 전달할 수 있다. 도 4의 실시 예에서는 상기 제 3 회전축(281)은 상기 제 6 기어(284)와 치합되는 상기 제 4 회전축(291)의 제 7 기어(290)를 통해 회전 력을 전달한다. 이때, 상기 제 4 회전축(291)은 상기 발전기(30)로 동력을 전달하여 상기 발전기(30)를 구동하거나 또는 상기 회전자(110)의 회전축(113)을 회전시키도록 구성할 수도 있다.
한편, 상기 제 2 회전축(242)은 자신에 고정된 제 4 기어(245)와 치합되는 상기 제 5 회전축(252)의 제 5 기어(251)를 통해 상기 제 5 회전축(252)으로 회전력을 전달한다. 이때, 상기 제 5 회전축(252)은 상기 제 2 회전축(242)에 따라 왕복 운동을 하게 된다. 상기 제 5 회전축(252)에는 앞에서 설명한 바와 같이 영구자석이 고정된 고정판(254)이 설치되어 있다. 따라서, 상기 영구자석이 고정된 고정판(254)은 상기 제 5 회전축(252)의 왕복 회전 운동에 의해 움직이면서 상기 제 2 래크(270)의 일 측 단부에 설치된 동일한 극의 영구자석을 밀어내게 된다.
또한, 상기 제 2 회전축(232)에도 영구자석이 고정된 고정판(246)이 설치되어 있다. 따라서, 상기 영구자석이 고정된 고정판(246)은 상기와 마찬가지로, 상기 제 2 회전축(232)의 왕복 회전 운동에 의해 움직이면서 상기 제 1 래크(260)의 일 측 단부에 설치된 동일한 극의 영구자석을 밀어내게 된다.
상기 도면에서 상기 제 1 및 제 2 래크(260)(270)는 상기 프레임(101)에 설치된 래크 고정대(202)에 고정된 래크고정수단(261, 271)에 의해 각각 설치되어 일 측 및 타 측 방향으로 직선 왕복 운동을 하게 된다.
한편, 상기 제 2 자속회전레버(210)의 왕복 운동 에너지를 이용하여 가속 회전력을 발생시키고, 이 가속 회전력을 이용하여 상기 회전자(110) 또는 상기 발전기(30)를 회전시키기 위해, 상기 제 2 자속회전레버(210)의 회전에 따라 회전하는 제 1 회전축과, 상기 제 1 회전축으로부터 회전력을 전달받아 다른 회전축 또는 발전기로 전달하는 제 2 회전축으로 구성할 수도 있다.
또한, 상기 제 2 자속회전레버(210)는 영구자석(212, 216)이 고정된 고정판(212, 217)이 일 측 방향에 설치된 2개의 레버 축을 2개가 아닌 3개 또는 그 이상으로 구현하여 구성할 수도 있다.
그리고, 상기 제 1 자속회전레버(120)는 도 3의 실시 예에서 영구자석이 고정된 고정판이 일 측 및 타 측 방향에 각각 설치된 2개의 레버 축으로 구성되어 있지만, 상기 제 2 자속회전레버(210)와 같이, 일 측 방향에 2개 또는 3개 또는 그 이상으로 구현하여 구성할 수도 있다.
한편, 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것인바, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 한해서 정해져야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 회전 가속장치 및 이를 이용한 전기에너지 발생 시스템에 의하면, 다수의 회전 가속부를 구비하여 모터에 의한 입력 회전력을 증폭하고 증폭된 회전력을 발전기를 거쳐 외부로 출력함과 동시에 축전기에 재충전하여 모터의 구동전력으로 재활용함으로써 모터의 효율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 축전기와 모터의 연결을 다수개의 묶음으로 처리하여 릴레이에 의해 교대/순차적으로 작동되게 함으로써 모터의 과열 없이 시스템 전체를 반 영구적으로 작동되도록 한 효과가 있다.

Claims (41)

  1. 회전 가속장치에 있어서,
    모터에 의해 회전하며 일 측 및 타 측의 외주면 부분에 복수 개의 영구자석(112)이 일정 간격으로 고정되어 있는 적어도 하나 이상의 회전자(110)와;
    상기 회전자(110) 일 측의 한쪽 방향에 상기 영구자석(112)과 일정 거리로 이격 설치되며 상기 회전자(110)의 회전 시 상기 영구자석(112)의 자기력에 의해 일정 각도로 회전운동을 왕복하는 제 1 자속회전레버(120)와;
    상기 회전자(110) 타 측의 한쪽 방향에 상기 영구자석(112)과 일정 거리로 이격 설치되며 상기 회전자(110)의 회전 시 상기 영구자석(112)의 자기력에 의해 일정 각도로 회전운동을 왕복하는 제 2 자속회전레버(210)와;
    상기 제 1 자속회전레버(120)의 왕복 회전운동을 일정 방향으로만 회전되도록 변환시켜 가속한 후 발전기로 출력하는 제 1 회전변환 가속부; 및
    상기 제 1 자속회전레버(120)의 왕복 회전운동을 일정 방향으로만 회전되도록 변환시켜 가속한 후 상기 발전기 또는 상기 회전자(110)를 회전시키는 동력으로 전달하는 제 2 회전변환 가속부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 회전 가속장치.
  2. 회전 가속장치에 있어서,
    모터에 의해 회전하며 일 측 및 타 측의 외주면 부분에 복수 개의 영구자 석(112)이 일정 간격으로 고정되어 있는 적어도 하나 이상의 회전자(110)와;
    상기 회전자(110) 일 측의 양쪽 방향에 상기 영구자석(112)과 각각 일정 거리로 이격 설치되며 상기 회전자(110)의 회전 시 상기 영구자석(112)의 자기력에 의해 일정 각도로 회전운동을 왕복하는 제 1 자속회전레버(120)와;
    상기 회전자(110) 타 측의 양쪽 방향에 상기 영구자석(112)과 각각 일정 거리로 이격 설치되며 상기 회전자(110)의 회전 시 상기 영구자석(112)의 자기력에 의해 일정 각도로 회전운동을 왕복하는 제 2 자속회전레버(210)와;
    상기 제 1 자속회전레버(120)의 왕복 회전운동을 일정 방향으로만 회전되도록 변환시켜 가속한 후 발전기로 출력하는 제 1 회전변환 가속부; 및
    상기 제 1 자속회전레버(120)의 왕복 회전운동을 일정 방향으로만 회전되도록 변환시켜 가속한 후 상기 발전기 또는 상기 회전자(110)를 회전시키는 동력으로 전달하는 제 2 회전변환 가속부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 회전 가속장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 복수 개의 영구자석(112)은 상기 회전자(110)의 일 측 및 타 측에 각각 N극과 S극이 서로 번갈아 가며 한 줄로 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 회전 가속장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 복수 개의 영구자석(112)은 상기 회전자(110)의 일 측 및 타 측에 각각 N극과 S극이 서로 번갈아 가며 2줄로 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 회전 가속장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 복수 개의 영구자석(112)은 상기 회전자(110)의 일 측 및 타 측에 각각 N극과 S극이 서로 번갈아 가며 2줄 이상 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 회전 가속장치.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 자속회전레버(120)(210)는:
    상기 회전자(110)의 회전시 상기 영구자석(112)의 수량과 동일한 횟수로 왕복운동하는 것을 특징으로 하는 회전 가속장치.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 자속회전레버(120)는:
    양쪽 면에 서로 반대의 극성을 갖는 영구자석이 설치된 고정판이 일 측에 설치되고 상기 회전자(110)의 회전 시 영구자석의 자계에 의해 각각 왕복 회전하는 복수 개의 레버축을 구비한 것을 특징으로 하는 회전 가속장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 자속회전레버(120)는:
    서로 반대의 극성을 갖는 영구자석(121)이 양쪽 면에 설치된 고정판(122)이 일측에 고정되고 중간 부분에 기어(124)가 고정되고 타 측에 헬리컬 기어(125)가 고정된 제 1 레버축(123); 및
    상기 제 1 레버축(123)의 기어(124)와 치합되는 기어(128)가 일 측에 고정되고 타 측에 서로 반대의 극성을 갖는 영구자석이 양쪽 면에 각각 고정된 고정판(129)이 고정된 제 2 레버축(126);을 구비한 것을 특징으로 하는 회전 가속장치.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 자속회전레버(120)는:
    서로 반대의 극성을 갖는 영구자석(121)이 양쪽 면에 설치된 고정판(122)이 일 측에 고정되고, 중간 부분에 기어(124)가 고정되고, 타 측에 서로 반대의 극성을 갖는 영구자석(121a)이 양쪽 면에 설치된 고정판(122a)이 고정된 제 1 레버축(123); 및
    상기 제 1 레버축(123)의 기어(124)와 치합되는 기어(128)가 고정되고 타 측에 서로 반대의 극성을 갖는 영구자석이 양쪽 면에 각각 고정된 고정판(129)이 고정된 제 2 레버축(126);을 구비한 것을 특징으로 하는 회전 가속장치.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 자속회전레버(120)는:
    서로 반대의 극성을 갖는 영구자석(121)이 양쪽 면에 설치된 고정판(122)이 일 측에 고정되고, 중간 부분에 기어(124)가 고정되고, 타 측에 서로 반대의 극성을 갖는 영구자석(121a)이 양쪽 면에 설치된 고정판(122a)이 고정된 제 1 레버 축(123)과;
    상기 제 1 레버축(123)의 기어(124)와 치합되는 기어(504)가 고정되고 일 측에 서로 반대의 극성을 갖는 영구자석(502)이 양쪽 면에 각각 고정된 고정판(503)이 고정된 제 2 레버축(501); 및
    상기 제 1 레버축(123)의 기어(124)와 치합되는 기어(604)가 고정되고 일 측에 서로 반대의 극성을 갖는 영구자석(602)이 양쪽 면에 각각 고정된 고정판(603)이 고정된 제 3 레버축(601);을 구비한 것을 특징으로 하는 회전 가속장치.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 레버축(123)의 고정판(122a) 양쪽 옆에는 상기 고정판(122a)에 고정된 영구자석(121a)과 반대의 극성을 갖는 영구자석(702, 704)이 고정된 고정판(701, 703)이 소정의 간격을 두고 설치된 것을 특징으로 하는 회전 가속장치.
  12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 2 자속회전레버(210)는:
    양쪽 면에 서로 반대의 극성을 갖는 영구자석이 설치된 고정판이 일 측에 설치되고 상기 회전자(110)의 회전 시 영구자석의 자계에 의해 각각 왕복 회전하는 복수 개의 레버축을 구비한 것을 특징으로 하는 회전 가속장치.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 제 2 자속회전레버(210)는:
    서로 반대의 극성을 갖는 영구자석(221)이 양쪽 면에 설치된 고정판(222)이 일측에 고정되고 중간 부분에 기어(224)가 고정되고 타 측에 헬리컬 기어가 설치된 제 1 레버축; 및
    상기 제 1 레버축의 기어(224)와 치합되는 기어(215)가 고정되고 일 측에 서로 반대의 극성을 갖는 영구자석(216)이 양쪽 면에 각각 고정된 고정판(217)이 설치된 제 2 레버축;을 구비한 것을 특징으로 하는 회전 가속장치.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 제 2 자속회전레버(210)는:
    서로 반대의 극성을 갖는 영구자석이 양쪽 면에 설치된 고정판이 일 측에 고정되고, 중간 부분에 기어가 고정되고, 타 측에 서로 반대의 극성을 갖는 영구자석이 양쪽 면에 설치된 고정판이 고정된 제 1 레버축; 및
    상기 제 1 레버축의 기어와 치합되는 기어가 고정되고 타 측에 서로 반대의 극성을 갖는 영구자석이 양쪽 면에 각각 고정된 고정판이 고정된 제 2 레버축;을 구비한 것을 특징으로 하는 회전 가속장치.
  15. 제 12 항에 있어서, 상기 제 2 자속회전레버(210)는:
    서로 반대의 극성을 갖는 영구자석이 양쪽 면에 설치된 고정판이 일 측에 고정되고, 중간 부분에 기어가 고정되고, 타 측에 서로 반대의 극성을 갖는 영구자석이 양쪽 면에 설치된 고정판이 고정된 제 1 레버축과;
    상기 제 1 레버축의 기어와 치합되는 기어가 고정되고 일 측에 서로 반대의 극성을 갖는 영구자석이 양쪽 면에 각각 고정된 고정판이 고정된 제 2 레버축; 및
    상기 제 1 레버축의 기어와 치합되는 기어가 고정되고 일 측에 서로 반대의 극성을 갖는 영구자석이 양쪽 면에 각각 고정된 고정판이 고정된 제 3 레버축;을 구비한 것을 특징으로 하는 회전 가속장치.
  16. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 레버축의 고정판 양쪽 옆에는 상기 고정판에 고정된 영구자석과 반대의 극성을 갖는 영구자석이 고정된 고정판이 소정의 간격을 두고 설치된 것을 특징으로 하는 회전 가속장치.
  17. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 회전변환 가속부는:
    상기 제 1 자속회전레버(120)의 회전에 따라 회전하는 제 1 피니언(133)을 구비한 제 1 회전축(132)과;
    상기 제 1 회전축(132)의 회전에 따라 회전하는 제 2 피니언(143)을 구비한 제 2 회전축(142)과;
    상기 제 1 피니언(133)의 회전에 따라 직선 왕복하는 제 1 래크(160)와;
    상기 제 2 피니언(143)의 회전에 따라 직선 왕복하는 제 2 래크(170)와;
    상기 제 1 래크(160)의 직선 왕복 운동을 일정 방향으로 회전시키는 제 1 클러치기어(182)와 상기 제 2 래크(170)의 직선왕복운동을 일정 방향으로 회전시키는 제 2 클러치기어(183)를 구비한 제 3 회전축(181); 및
    상기 제 3 회전축(181)으로부터 회전력을 전달받아 다른 회전축 또는 발전기 로 전달하는 제 4 회전축(191)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 회전 가속장치.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 제 1 회전변환 가속부는:
    상기 제 1 자속회전레버(120)와 상기 제 1 회전축(132) 사이에 헬리컬 기어(125)(131)를 구비한 것을 특징으로 하는 회전 가속장치.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 래크(160)는 일 측에 영구자석이 고정된 고정박스(162)가 설치되어 있고,
    상기 제 2 래크(170)는 일 측에 영구자석이 고정된 고정박스가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 회전 가속장치.
  20. 제 17 항 또는 제 19 항에 있어서,
    상기 제 1 회전축(132)은 동력을 전달하기 위한 제 2 기어(134)를 구비하며,
    상기 제 2 회전축(142)은 상기 제 2 기어(134)와 치합되는 제 3 기어(141)와, 동력을 전달하기 위한 제 4 기어(145)와, 상기 제 1 래크(160)의 고정박스(162)에 설치된 영구자석과 동일한 극을 갖는 영구자석이 설치된 고정판(146)을 고정 설치된 것을 특징으로 하는 회전 가속장치.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 제 1 회전변환 가속부는:
    상기 제 2 회전축(142)의 제 4 기어(145)와 치합하여 회전하는 제 5 기어(151)를 구비한 제 5 회전축(152)을 더 구비하며,
    상기 제 5 회전축(152)에 영구자석이 고정된 고정판(154)을 설치하여 상기 제 5 회전축(152)의 회전에 따라 상기 제 2 래크(170)를 자력의 힘으로 밀어내는 것을 특징으로 하는 회전 가속장치.
  22. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 3 회전축(181)은 회전력을 전달하기 위한 제 6 기어(184)를 더 구비하며,
    상기 제 4 회전축(191)은 상기 제 6 기어(184)와 치합되는 제 7 기어(190)를 더 구비한 것을 특징으로 하는 회전 가속장치.
  23. 제 17 항에 있어서, 상기 회전 가속장치는:
    상기 제 1 래크(160) 및 상기 제 2 래크(170)의 일 측 및 타 측의 단부에 각각 영구자석이 구비되고,
    상기 제 1 래크(160) 및 상기 제 2 래크(170)의 일 측 및 타 측 방향에 각각 소정의 거리로 이격 설치되며 상기 제 1 래크(160) 및 상기 제 2 래크(170)에 구비된 영구자석과 동일한 극을 갖는 영구자석이 각각 고정 설치된 것을 특징으로 하는 회전 가속장치.
  24. 제 17 항에 있어서, 상기 회전 가속장치는:
    상기 제 1 래크(160) 및 상기 제 2 래크(170)의 일 측 및 타 측의 단부에 각각 영구자석이 구비되고,
    상기 제 1 래크(160) 및 상기 제 2 래크(170)의 일 측 및 타 측 방향에 각각 소정의 거리로 이격 설치되며 상기 제 1 래크(160) 및 상기 제 2 래크(170)에 구비된 영구자석과 동일한 극을 발생하는 전자기 유도장치를 각각 구비하는 것을 특징으로 하는 회전 가속장치.
  25. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 2 회전변환 가속부는:
    상기 제 2 자속회전레버(210)의 회전에 따라 회전하는 제 1 피니언(233)을 구비한 제 1 회전축(232)과;
    상기 제 1 회전축(232)의 회전에 따라 회전하는 제 2 피니언(243)을 구비한 제 2 회전축(242)과;
    상기 제 1 피니언(233)의 회전에 따라 직선 왕복하는 제 1 래크(260)와;
    상기 제 2 피니언(243)의 회전에 따라 직선 왕복하는 제 2 래크(270)와;
    상기 제 1 래크(260)의 직선 왕복 운동을 일정 방향으로 회전시키는 제 1 클러치기어(282)와 상기 제 2 래크(270)의 직선왕복운동을 일정 방향으로 회전시키는 제 2 클러치기어(283)를 구비한 제 3 회전축(281); 및
    상기 제 3 회전축(281)으로부터 회전력을 전달받아 다른 회전축 또는 발전기 로 전달하는 제 4 회전축(291)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 회전 가속장치.
  26. 제 25 항에 있어서, 상기 제 2 회전변환 가속부는:
    상기 제 1 자속회전레버(210)와 상기 제 1 회전축(232) 사이에 헬리컬 기어를 구비한 것을 특징으로 하는 회전 가속장치.
  27. 제 25 항에 있어서,
    상기 제 1 래크(260)는 일 측에 영구자석이 고정된 고정박스(262)가 설치되어 있고,
    상기 제 2 래크(270)는 일 측에 영구자석이 고정된 고정박스가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 회전 가속장치.
  28. 제 25 항 또는 제 27 항에 있어서,
    상기 제 1 회전축(232)은 동력을 전달하기 위한 제 2 기어(234)를 구비하며,
    상기 제 2 회전축(242)은 상기 제 2 기어(234)와 치합되는 제 3 기어(241)와, 동력을 전달하기 위한 제 4 기어(245)와, 상기 제 1 래크(260)의 고정박스(262)에 설치된 영구자석과 동일한 극을 갖는 영구자석이 설치된 고정판(246)을 고정 설치된 것을 특징으로 하는 회전 가속장치.
  29. 제 28 항에 있어서, 상기 제 2 회전변환 가속부는:
    상기 제 2 회전축(242)의 제 4 기어(245)와 치합하여 회전하는 제 5 기어(251)를 구비한 제 5 회전축(252)을 더 구비하며,
    상기 제 5 회전축(252)에 영구자석이 고정된 고정판(254)을 설치하여 상기 제 5 회전축(252)의 회전에 따라 상기 제 2 래크(270)를 자력의 힘으로 밀어내는 것을 특징으로 하는 회전 가속장치.
  30. 제 25 항에 있어서,
    상기 제 3 회전축(281)은 회전력을 전달하기 위한 제 6 기어(284)를 더 구비하며,
    상기 제 4 회전축(291)은 상기 제 6 기어(284)와 치합되는 제 7 기어(290)를 더 구비한 것을 특징으로 하는 회전 가속장치.
  31. 제 25 항에 있어서, 상기 회전 가속장치는:
    상기 제 1 래크(160) 및 상기 제 2 래크(170)의 일 측 및 타 측의 단부에 각각 영구자석이 구비되고,
    상기 제 1 래크(160) 및 상기 제 2 래크(170)의 일 측 및 타 측 방향에 각각 소정의 거리로 이격 설치되며 상기 제 1 래크(160) 및 상기 제 2 래크(170)에 구비된 영구자석과 동일한 극을 갖는 영구자석이 각각 고정 설치된 것을 특징으로 하는 회전 가속장치.
  32. 제 25 항에 있어서, 상기 회전 가속장치는:
    상기 제 1 래크(160) 및 상기 제 2 래크(170)의 일 측 및 타 측의 단부에 각각 영구자석이 구비되고,
    상기 제 1 래크(160) 및 상기 제 2 래크(170)의 일 측 및 타 측 방향에 각각 소정의 거리로 이격 설치되며 상기 제 1 래크(160) 및 상기 제 2 래크(170)에 구비된 영구자석과 동일한 극을 발생하는 전자기 유도장치를 각각 구비하는 것을 특징으로 하는 회전 가속장치.
  33. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 2 회전변환 가속부는:
    상기 제 2 자속회전레버(210)의 회전에 따라 회전하는 제 1 회전축과;
    상기 제 1 회전축으로부터 회전력을 전달받아 다른 회전축 또는 발전기로 전달하는 제 2 회전축을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 회전 가속장치.
  34. 회전 가속장치를 이용한 전기에너지 발생 시스템에 있어서,
    제1항 또는 제2항에 기재된 회전 가속장치(100)와;
    상기 회전 가속장치(100)로부터 회전동력을 전달받아 전기에너지를 발생하는 발전기(30)와;
    상기 발전기(30)에서 발생 된 전기에너지를 소비하는 부하(40)와;
    상기 발전기(30)에서 발생 된 전기에너지를 충전 및 방전하는 적어도 하나 이상의 축전기(10)와;
    상기 축전기(10)로부터 전력을 공급받아 상기 회전 가속장치(100)의 회전자(110)를 회전시키는 적어도 하나 이상의 모터(20); 및
    상기 적어도 하나 이상의 축전기(10) 및 모터(20) 사이에 구성되며 상기 모터(20)를 선택적으로 구동하기 위해 전류의 공급을 스위칭하는 적어도 하나 이상의 릴레이;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 회전 가속장치를 이용한 전기에너지 발생 시스템.
  35. 제 34 항에 있어서, 상기 제 1 자속회전레버(120)는:
    양쪽 면에 서로 반대의 극성을 갖는 영구자석이 설치된 고정판이 일 측에 설치되고 상기 회전자(110)의 회전 시 영구자석의 자계에 의해 각각 왕복 회전하는 복수 개의 레버축을 구비한 것을 특징으로 하는 회전 가속장치를 이용한 전기에너지 발생 시스템.
  36. 제 34 항에 있어서, 상기 제 1 자속회전레버(120)는:
    양쪽 면에 서로 반대의 극성을 갖는 영구자석(121)이 설치된 고정판(122)이 일측에 설치된 제 1 레버축(123)과;
    상기 제 1 레버축(123)의 중간 부분에 고정된 기어(124)와;
    상기 제 1 레버축(123)의 타 측에 고정된 헬리컬 기어(125)와;
    상기 제 1 레버축(123)의 기어(124)와 치합되는 기어(128)가 일 측에 고정된 제 2 레버축(126)과;
    상기 제 2 레버축(126)이 회전 가능하도록 지지하는 축 고정박스(127); 및
    상기 제 2 레버축(126)의 타 측에 고정되며 서로 반대의 극성을 갖는 영구자석이 양쪽 면에 각각 고정된 고정판(129);을 구비한 것을 특징으로 하는 회전 가속장치를 이용한 전기에너지 발생 시스템.
  37. 제 34 항에 있어서, 상기 제 2 자속회전레버(210)는:
    양쪽 면에 서로 반대의 극성을 갖는 영구자석이 설치된 고정판이 일 측에 설치되고 상기 회전자(110)의 회전 시 영구자석의 자계에 의해 각각 왕복 회전하는 복수 개의 레버축을 구비한 것을 특징으로 하는 회전 가속장치를 이용한 전기에너지 발생 시스템.
  38. 제 37 항에 있어서, 상기 제 2 자속회전레버(210)는:
    양쪽 면에 서로 반대의 극성을 갖는 영구자석(211)이 설치된 고정판(122)이 일측에 설치된 제 1 레버축과;
    상기 제 1 레버축의 중간 부분에 고정된 기어(214)와;
    상기 제 1 레버축의 타 측에 고정된 헬리컬 기어와;
    상기 제 1 레버축의 기어(214)와 치합되는 기어(215)를 구비한 제 2 레버축과;
    상기 제 2 레버축이 회전 가능하도록 지지하는 축 고정박스; 및
    상기 제 2 레버축의 일 측에 고정되며 서로 반대의 극성을 갖는 영구자석(216)이 양쪽 면에 각각 고정된 고정판(217);을 구비한 것을 특징으로 하는 회전 가속장치를 이용한 전기에너지 발생 시스템.
  39. 제 34 항에 있어서, 상기 제 1 회전변환 가속부는:
    상기 제 1 자속회전레버(120)의 회전에 따라 회전하는 제 1 피니언(133)을 구비한 제 1 회전축(132)과;
    상기 제 1 회전축(132)의 회전에 따라 회전하는 제 2 피니언(143)을 구비한 제 2 회전축(142)과;
    상기 제 1 피니언(133)의 회전에 따라 직선 왕복하는 제 1 래크(160)와;
    상기 제 2 피니언(143)의 회전에 따라 직선 왕복하는 제 2 래크(170)와;
    상기 제 1 래크(160)의 직선 왕복 운동을 일정 방향으로 회전시키는 제 1 클러치기어(182)와 상기 제 2 래크(170)의 직선왕복운동을 일정 방향으로 회전시키는 제 2 클러치기어(183)를 구비한 제 3 회전축(181); 및
    상기 제 3 회전축(181)으로부터 회전력을 전달받아 다른 회전축 또는 발전기로 전달하는 제 4 회전축(191)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 회전 가속장치를 이용한 전기에너지 발생 시스템.
  40. 제 34 항에 있어서, 상기 제 2 회전변환 가속부는:
    상기 제 2 자속회전레버(210)의 회전에 따라 회전하는 제 1 피니언(233)을 구비한 제 1 회전축(232)과;
    상기 제 1 회전축(232)의 회전에 따라 회전하는 제 2 피니언(243)을 구비한 제 2 회전축(242)과;
    상기 제 1 피니언(233)의 회전에 따라 직선 왕복하는 제 1 래크(260)와;
    상기 제 2 피니언(243)의 회전에 따라 직선 왕복하는 제 2 래크(270)와;
    상기 제 1 래크(260)의 직선 왕복 운동을 일정 방향으로 회전시키는 제 1 클러치기어(282)와 상기 제 2 래크(270)의 직선왕복운동을 일정 방향으로 회전시키는 제 2 클러치기어(283)를 구비한 제 3 회전축(281); 및
    상기 제 3 회전축(281)으로부터 회전력을 전달받아 다른 회전축 또는 발전기로 전달하는 제 4 회전축(291)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 회전 가속장치를 이용한 전기에너지 발생 시스템.
  41. 제 34 항에 있어서, 상기 전기에너지 발생 시스템은:
    상기 발전기(30) 및 상기 적어도 하나 이상의 축전기(10) 사이에 전압을 변환하는 컨버터(50)를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 회전 가속장치를 이용한 전기에너지 발생 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101653234B1 (ko) 2015-12-23 2016-09-01 임만용 동력회전부재의 정속회전을 통한 1:n 구조의 스마트 전기에너지 생성장치
WO2024043796A1 (en) * 2022-08-24 2024-02-29 Rogelio Timbol Serafica Process, method and design of a hybrid transaxle battery powered industrial or power plant

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