KR20090062090A - 휴대용 소형 발전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스테이터(stator)에 코일과 영구자석을 고정시키고 액츄에이터(actuator)에는 아무런 구조물도 설치하지 않음으로서 구조를 단순화시킬 수 있을 뿐만 아니라, 잦은 고장을 줄일 수 있는 휴대용 소형 발전장치에 관한 것이다.

본 발명의 휴대용 소형 발전장치는 동력발생수단에 의해 발생된 동력에 의해 왕복 운동하는 피스톤 로드를 구비한 리니어 발전장치에 있어서, 상기 피스톤로드에 설치된 액츄에이터와 ; 상기 액츄에이터를 감싸도록 설치되어 있으며, 내벽에 영구자석과 코일이 설치된 스테이터를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

리니어 발전, 스테이터, 액츄에이터, 단순화, 소형

Description

휴대용 소형 발전장치{portable mini generator}

본 발명은 휴대용 소형 발전장치에 관한 것으로서, 상세하게는 스테이터(stator)에 코일과 영구자석을 고정시키고 액츄에이터(actuator)에는 아무런 구조물도 설치하지 않음으로서 구조를 단순화시킬 수 있을 뿐만 아니라, 잦은 고장을 줄일 수 있는 휴대용 소형 발전장치에 관한 것이다.

많은 종류의 발전 장치가 개발되어 사용되고 있다.

이러한 발전 장치의 대표적인 것으로는 크랭크 기구를 이용한 왕복운동형 내연기관을 이용한 것이 있으나, 이는 크랭크 기구가 사용됨으로서 기계적 손실과 팽창 행정의 제약에 따라 효율이 낮은 단점이 있다.

이러한 단점을 보완하기 위해 개발되고 있는 것이 리니어 발전 장치이다.

리니어 발전장치란 크랭크 기구를 사용하지 않고 수평으로 이동하는 피스톤에 의해 얻어진 동력으로 전기를 얻는 장치로서 그 일예를 도 3에 도시하였다.

도시한 바와 같이 리니어 발전 장치는 연료를 연소하여 동력을 발생시키는 동력발생수단(100)과, 동력발생수단에 의해 작동되어 수평 이동하며 중간에 코일 또는 영구자석(210)(통상적으로 운동의 원활함을 위해 영구자석을 설치하였으며, 이하에서는 영구자석으로 통칭한다. 이 설치된 액츄에이터(200)와, 액츄에이터의 왕복운동에 의한 영구자석의 간섭에 의해 기전력이 유기하는 코일(310)이 설치된 스테이터(300)를 포함하여 구성된다.

이렇게 구성된 종래의 리니어 발전장치는 왕복 운동하는 액츄에이터(200)에 영구자석(210)이 고정되어 있으므로 잦은 왕복 운동에 의해 영구자석(210)이 파손될 수 있으며, 분해 조립이 어려운 단점이 있었다.

특히 액츄에이터에 코일을 감아 구성하였을 경우에는 권취된 코일이 흐트러질 수 있으므로 분해 조립이 더욱 어려웠다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해 개발된 것으로서, 구조를 단순화시켜 제작이 용이할 뿐만 아니라, 전체 크기를 축소하여 소형화가 용이한 휴대용 소형 발전장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

특히, 영구자석과 코일을 모두 스테이터에 설치하여 액츄에이터에는 아무런 구조물도 설치하지 않음으로서 고장을 줄이고, 분해 조립을 용이하게 할 수 있게 한 휴대용 소형 발전장치를 제공함을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 이루기 위한 본 발명의 휴대용 소형 발전장치는 동력발생수단에 의해 발생된 동력에 의해 왕복 운동하는 피스톤 로드를 구비한 리니어 발 전장치에 있어서, 상기 피스톤로드에 설치된 액츄에이터와 ; 상기 액츄에이터를 감싸도록 설치되어 있으며, 내벽에 영구자석과 코일이 설치된 스테이터를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

본 발명은 구조를 단순화시켜 제작이 용이할 뿐만 아니라, 전체 크기를 축소하여 소형화가 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.

또한, 영구자석과 코일을 모두 스테이터에 설치하여 액츄에이터에는 아무런 구조물도 설치하지 않음으로서 고장을 줄이고, 분해 조립을 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명에 따른 휴대용 소형 발전장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 휴대용 소형 발전장치의 일예를 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 휴대용 소형 발전장치의 다른 일예를 도시한 단면도이다.

도시한 바와 같이 본 발명에 따른 휴대용 소형 발전장치는 동력발생장치(100)에 의해 왕복 운동하는 피스톤로드(11)에 설치된 액츄에이터(1)와, 상기 액츄에이터(1)를 감싸도록 설치된 스테이터(2)에 영구자석(21)과 코일(22)을 모두 설치하여 구성되어 액츄에이터(1)에는 아무런 구조물을 설치하지 않은 것이 특징이다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 원통형 또는 판상형 구조의 스테이터(2) 내벽에 영구자석(21)과 코일(22)을 모두 설치하고 피스톤 로드(11)의 중간에는 액츄에이터(1)가 구비되어 있다.

상기 액츄에이터(1)는 철 또는 페라이트와 같은 자성(磁性)의 재질로 만들어 상기 영구자석(21)에서 발생되어 코일(22)로 유도되는 자속에 영향을 변화시켜서 코일(22)에 기전력이 유기될 수 있도록 하였다.

상기 피스톤로드(11)는 비도전성의 세라믹으로 구성함으로서 피스톤로드(11) 자체가 액츄에이터 역할을 하는 것을 방지하였다.

상기 영구자석(21)은 상기 코일(22)의 양측에 각각 설치되어 있으며, 코일(22)은 두 영구자석(21) 사이에 권취되어 있다.

상기와 같이 스테이터(2)에 고정 설치된 영구자석(21)과 코일(22) 및 피스톤로드(11)에 설치된 액츄에이터(1)가 한 쌍의 발전 수단을 이루게 되며, 이렇게 이루어진 한 쌍의 발전 수단은 도 2에 도시한 바와 같이 다수를 수평으로 배열하여 효율을 높일 수 있다.

즉, 상기 액츄에이터(1)는 하나 이상을 등간격으로 설치하고, 각 액츄에이터에 대향되도록 영구자석(21)과 코일(22)이 다수 설치하여 하나의 동력발생수단(100)에 의해 구동되는 피스톤로드(11)의 작동시 많은 발전수단 쌍이 작동되고 이에 따라 발전량을 높일 수 있게 된다.

상기와 같이 구성된 발전장치에 있어서 상기 액츄에이터(1)의 길이는 피스톤로드(11)가 어느 한 방향으로 충분히 이동한 상태에서 그 끝부분이 두 영구자석(21) 중 어느 하나의 영구자석의 코일(22)을 향한 끝 부분에 미치지 못하는 길이 를 갖는다.

즉, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 동력발생수단(100)에 의해 어느 일측 (도면상 좌측)으로 피스톤로드(11)가 밀린 상태에서 액츄에이터(1)의 우측 단부는 우측의 영구자석(21)과 겹쳐지지 않은 상태가 되고, 반대로 피스톤로드(11)가 우측으로 이동된 상태에서는 액츄에이터(1)의 좌측 단부가 좌측의 영구자석(21)과 겹쳐지지 않게 하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 발전장치는 액츄에이터(1)가 좌우로 왕복 운동함에 의해 영구자석(21)들에 의해 코일(22)로 유기되는 자력이 액츄에이터(1)에 의해 간섭을 받아 자속의 변화에 의해 코일(22)에 기전력이 유도되어 발전이 이루어진다.

도 1은 본 발명에 따른 휴대용 소형 발전장치의 일예를 도시한 단면도이고,

도 2는 본 발명에 따른 휴대용 소형 발전장치의 다른 일예를 도시한 단면도이고,

도 3은 종래의 리니어 발전장치의 일예를 도시한 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

1 : 액추에이터

11 : 피스톤로드

2 : 스테이터

21 : 영구자석

22 : 코일

Claims (6)

1. 동력발생수단(100)에 의해 발생된 동력에 의해 왕복 운동하는 피스톤 로드(11)를 구비한 리니어 발전장치에 있어서,

   상기 피스톤로드(11)에 설치된 액츄에이터(1)와 ;

   상기 액츄에이터(1)를 감싸도록 설치되어 있으며, 내벽에 영구자석(21)과 코일(22)이 설치된 스테이터(2)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 휴대용 소형 발전장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 영구자석(21)은 상기 코일(22)의 양측에 각각 설치됨을 특징으로 하는 휴대용 소형 발전장치.
3. 제 1 항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 피스톤로드(11)는 비자성의 재질로 구성됨을 특징으로 하는 휴대용 소형 발전장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 액츄에이터(1)는 자성을 갖는 재질로 만들어짐을 특징으로 하는 휴대용 소형 발전장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 액츄에이터(1)는 하나 이상 등간격으로 설치되고 각 액츄에이터에 대향되도록 영구자석(21)과 코일(22)이 다수 설치됨을 특징으로 하는 휴대용 소형 발전장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 액츄에이터(1)의 길이는 피스톤로드(11)가 어느 한 방향으로 충분히 이동한 상태에서 그 끝부분이 두 영구자석(21) 중 어느 하나의 영구자석의 코일(22)을 향한 끝 부분에 미치지 못하는 길이를 갖음을 특징으로 하는 휴대용 소형 발전장치.

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