KR20100012640A - 에너지 발생 보조 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 작은 에너지를 영구 자석을 이용하여 보다 큰 에너지로 출력하는 에너지 발생 보조 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 에너지 발생 보조 장치는, 회전축; 상기 회전축에 결합하여 회전하는 원반형상의 회전 부재로서, 상부에 소정 간격으로 복수의 자석이 연결 고정된 회전 부재; 상기 회전축이 관통하는 구멍이 형성된 바람개비 형상의 판으로서 그 상부에 모서리를 따라 복수의 자석이 배치되고, 상기 회전 부재의 복수의 자석이 형성하는 열의 내측에 위치하는 제 1 부재; 및 내측면이 톱니 형상으로 굴곡이 형성된 원형 판으로서 그 상부에 상기 톱니 형상의 모서리를 따라 복수의 자석이 극성을 달리하며 번갈아 배치되고, 상기 회전 부재의 복수의 자석이 형성하는 열의 외측에 위치하는 제 2 부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
발전기, 바람개비 형상, 톱니 형상, 영구 자석, 인력, 척력

Description

에너지 발생 보조 장치{Auxiliary Apparatus For Generating Energy}
본 발명은 발전기에 관한 것으로서, 보다 구체적으로, 영구 자석에 의해 회전축이 회전하여 에너지를 발생시키는 에너지 발생 보조 장치에 관한 것이다.
통상적으로 전동기(또는 모터)는 전류가 흐르는 도체가 자기장 속에서 받는 힘을 이용하여 전기 에너지를 역학적 에너지로 바꾸는 장치이다. 전원의 종류에 따라 직류 전동기와 교류 전동기로 분류되며, 교류 전동기는 다시 3상 교류용과 단상 교류용으로 구분된다.
그런데 이러한 전동기는 상술한 바와 같이 에너지를 획득하기 위해 전기 에너지를 반드시 필요로 한다. 따라서 전기 에너지가 공급되지 않는 곳에서는 전동기의 구동이 어렵게 되고, 이에 따라 전동기를 이용한 에너지 획득이 용이하지 않게 된다.
또한 상술한 전동기는 전기 에너지를 역학적 에너지로 바꾸어 주지만, 획득되는 역학적 에너지는 전기 에너지에 비해 그리 크지 않아 에너지 효율이 좋지 못하다.
본 발명은 상기와 같은 사정을 감안하여 창안된 것으로, 작은 에너지를 영구 자석의 인력/척력에 의해 보다 큰 에너지로 출력하여 에너지 효율을 높이는 에너지 발생 보조 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른, 자석 간의 인력 및 척력에 의해 회전 운동 에너지를 발생시키는 에너지 발생 보조 장치는, 회전축; 상기 회전축에 결합하여 회전하는 원반형상의 회전 부재로서, 상부에 소정 간격으로 복수의 자석이 연결 고정된 회전 부재; 상기 회전축이 관통하는 구멍이 형성된 바람개비 형상의 판으로서 그 상부에 모서리를 따라 복수의 자석이 배치되고, 상기 회전 부재의 복수의 자석이 형성하는 열의 내측에 위치하는 제 1 부재; 및 내측면이 톱니 형상으로 굴곡이 형성된 원형 판으로서 그 상부에 상기 톱니 형상의 모서리를 따라 복수의 자석이 극성을 달리하며 번갈아 배치되고, 상기 회전 부재의 복수의 자석이 형성하는 열의 외측에 위치하는 제 2 부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제 1 부재의 바람개비 형상 판의 꼭지점과 상기 제 2 부재의 원형 판의 내측면에 형성된 톱니 형상 굴곡의 꼭지점 간 연결 직선을 기준으로 마주보는 상기 제 1 부재의 자석과 상기 제 2 부재의 자석은 극성이 서로 동일하다.
여기서, 상기 제 1 부재의 복수의 자석은 동일 간격으로 배치되고 그 각각의 자석은 극성이 서로 동일하거나, 또는 상기 제 1 부재의 복수의 자석에서 인접하는 자석 간에는 극성이 서로 반대일 수 있다.
본 발명의 에너지 발생 보조 장치는, 상기 제 1 부재의 복수의 자석은 사격형 형태의 자석과 곡선 형태의 자석이 번갈하가며 배치되고, 상기 제 2 부재의 복수의 자석은 사격형 형태의 자석과 곡선 형태의 자석이 번갈하가며 배치된 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 에너지 발생 보조 장치에서 상기 회전 부재는, 하부에 소정 간격으로 복수의 자석이 추가적으로 연결 고정되고, 에너지 발생 보조 장치는 상기 회전축이 관통하는 구멍이 형성된 바람개비 형상의 판으로서 그 상부에 모서리를 따라 복수의 자석이 배치되고, 상기 회전 부재의 하부에 연결 고정된 복수의 자석이 형성하는 열의 내측에 위치하는 제 3 부재; 및 내측면이 톱니 형상으로 굴곡이 형성된 원형 판으로서 그 상부에 상기 톱니 형상의 모서리를 따라 복수의 자석이 극성을 달리하며 번갈아 배치되고, 상기 회전 부재의 하부에 연결 고정된 복수의 자석이 형성하는 열의 외측에 위치하는 제 4 부재;를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른, 자석 간의 인력 및 척력에 의해 회전 운동 에너지를 발생시키는 에너지 발생 보조 장치는, 회전축; 상기 회전축에 결합하여 회전하는 원반형상의 회전 부재로서, 상부에 소정 간격으로 복수의 자석이 연결 고정된 회전 부재; 상기 회전축이 관통하는 구멍이 형성된 사각형의 판으로서 그 상부에 모서리를 따라 복수의 자석이 배치되고, 상기 회전 부재의 복수의 자석이 형성하는 열의 내측에 위치하는 제 1 부재; 및 내측면이 톱니 형상으로 굴곡이 형성된 원형 판으로서 그 상부에 상기 톱니 형상의 모서리를 따라 복수의 자석이 극성을 달리하며 번갈아 배치되고, 상기 회전 부재의 복수의 자석이 형성하는 열의 외측에 위치하는 제 2 부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명은, 자석의 인력 및 척력을 이용하여 작은 에너지를 보다 큰 에너지로 확대 재생산함으로써 에너지 효율을 높일 수 있다. 예컨대, 수력이나 풍력 등의 작은 힘의 자연력을 보다 큰 힘의 회전 에너지로 증폭함으로써 전기 에너지에 의하지 않고도 큰 에너지를 얻으며 또한 작은 에너지를 큰 에너지로 재생산하여 출력함으로써 에너지 효율을 높일 수 있다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명 이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영구 자석을 이용한 에너지 발생 보조 장치의 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 에너지 발생 보조 장치(100)는, 원통형의 본체(110)와 그 본체(110)를 지지하는 지지부재(120)를 포함하여 구성된다. 상기 본체(110)는 영구 자석의 인력 및 척력에 의해 회전하는 회전축(130)을 구비한다. 또한, 본 실시예에 따른 에너지 발생 보조 장치(100)는 상기 지지부재(120)의 반대 쪽에 상기 회전축(130)에 시동 회전력을 제공하는 시동 모터(140)를 더 포함한다. 모터(140)에 의한 회전력은 전동 벨트(150)에 의해 상기 회전축(130)에 전달된다. 본 실시예에서는 시동 모터(140)가 본체(110)에 부착된 것으로 설명하였으나 이에 한하는 것은 아니며 본체(110)의 회전축(130)에 시동 회전력을 제공할 수 있으면 어디에 설치되어도 무방하다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1의 에너지 발생 보조 장치의 측단면도로, 내부 구성에 대한 측단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 에너지 발생 보조 장치(100)는, 중심에 회전축(130)이 회전 가능하게 고정 연결되고, 상기 회전축(130)에는 회전축(130)과 함께 회전하는 원형의 플라이 휠(211)이 연결 고정된다. 상기 플라이 휠(211) 위에는 소정 간격으로 다수의 롤러형 자석(212)이 고정 배치된다.
한편, 상기 회전축(130)을 중심으로 서로 다른 반경으로 두 개의 가이드 부재(213, 215)가 고정 배치된다. 두 개의 가이드 부재(213, 215) 사이에 롤러형 자석(212)이 배치되고, 두 개의 가이드 부재(213, 215)는 내부에 설치된 자석으로 롤러형 자석(212)에 인력 및 척력을 작용하여 롤러형 자석(212)의 회전을 가이드한다.
제 1 가이드 부재(213)는 바람개비 형상의 판으로 그 중심에 회전축(130)이 통과하고, 그 상부에 모서리를 따라 소정의 이격 거리로 막대 자석(214)이 고정 배치된다. 막대 자석(214)이 배치되지 않은 모서리를 따라서는 자력 차단 커버가 배치된다. 제 1 가이드 부재(213)에 고정 배치된 다수의 막대 자석(214)은 도 2에서 보듯 측면에서 보았을 때 하나의 극성(도 2에서는 N극)을 갖는다. 제 1 가이드 부재(213)의 상부에 배치된 막대 자석(214)과 플라이 휠(211) 위에 고정 배치된 롤러형 자석(212)은 동일한 극성 배치를 갖는다. 제 1 가이드 부재(213)의 고정 방법에 관해서는 후술하도록 한다. 막대 자석(214)은 제 1 가이드 부재(213)의 판에 체결 수단(핀, 볼트/너트 등)에 의해 고정된다.
제 2 가이드 부재(215)는 외측면이 본체(110)에 고정 연결되고 내측면은 톱니 형상으로 굴곡이 형성된 판으로서, 그 상부에 톱니 형상의 모서리를 따라 S극과 N극의 막대 자석(216)이 번갈아가며 배치된다. 본 실시예에서 톱니 형상의 굴곡면은 8 개 형성된다. 각 막대 자석(216)의 외면에는 자력 차단 커버(217)가 설치되어 역자기력을 차단함으로써 플라이 휠(211)의 회전 방해를 최소화한다. 막대 자석(216)의 고정은 체결 수단(핀, 볼트/너트 등)에 의해 고정된다.
도 2에서 제 2 가이드 부재(215)는 하나의 판으로 구성되고 그 상부에 다수의 막대 자석(216)이 배치된 것으로 설명하나, 제 2 가이드 부재(215)는 상판과 하판으로 구성되고, 그 상판과 하판 사이의 톱니 형상의 모서리를 따라 다수의 막대 자석(216)이 놓일 수 있다. 즉, 하판 상부에 톱니 형상의 모서리를 따라 막대 자석이 배열되고 그 막대 자석 위에 상기 하판과 대향하도록 상판이 놓일 수 있다. 상판, 하판, 그리고 막대 자석(216)의 고정은 체결 수단(핀, 볼트/너트 등)에 의해 고정될 수 있다.
제 1 가이드 부재(213)의 상부에 고정 배치된 막대 자석(214)과 제 2 가이드 부재(215)의 상부에 배치되는 막대 자석(216)은 서로 극성이 동일하게 마주보도록 배치되어야 한다. 즉, 제 1 가이드 부재(213)의 상부에 고정 배치된 막대 자석(214)이 N극이라면, 그 제 1 가이드 부재(213)의 상부에 배치된 막대 자석(214)은 제 2 가이드 부재(215)의 상부에 배치된 N극의 막대 자석(216)과 마주보도록, 제 1 가이드 부재(213)를 설치해야 한다(마주본다는 개념은 제 1 가이드 부재의 꼭지점과 제 2 가이드 부재의 꼭지점 간 연결 직선을 기준으로 막대 자석 간의 위치 관계를 의미한다). 이와 같이 동일 극성이 마주보도록 배치되어야, 가이드 부재(213, 215) 사이를 회전하는 롤러형 자석(212)에 두 배의 척력을 가할 수 있다.
도 2에 있어서 롤러형 자석(212)은 동일한 간격으로 짝수 개가 배치될 수도 있고, 또는 홀수 개가 배치될 수도 있으나, 홀수 개가 배치되는 것이 바람직하다. 동일 간격으로 짝수 개가 배치될 경우, 상하좌우 대칭으로 배치됨으로써 제 1, 2 가이드 부재(213, 215)가 가장 근접하는 지점을 롤러형 자석(212)이 통과할 때 통 과 이후 지점의 척력에 의해 회전이 원활하지 않을 수 있다. 그러나 동일 간격으로 홀수 개가 배치될 경우 대칭 배열되지 않음으로써 회전이 원활하게 이루어질 수 있다. 물론 짝수 개를 배치할 경우 각 롤러형 자석(212)의 간격을 서로 다르게 하면 해결될 수 있다.
도 3은 도 1의 에너지 발생 보조 장치의 개략적인 분해 사시도이다. 에너지 발생 보조 장치의 동작 원리와 제 1, 2 가이드 부재 및 플라이 휠의 배치 관계를 설명하기 위해 일부 구성만을 도시한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 도 1의 에너지 발생 보조 장치(100)는, 회전축(130)에 연결 고정된 플라이 휠(211)을 중심으로 한 쌍의 제 1, 2 가이드 부재(213a, 213b, 215a, 215b)가 배치된다. 이때, 왼쪽의 제 1, 2 가이드 부재(213a, 215a)와 오른쪽의 제 1, 2 가이드 부재(213b, 215b)의 극성 배치(214a, 214b, 216a, 216b)는 반대이다. 이는 플라이 휠(211)의 양쪽 면에 배치된 롤러형 자석(212a, 212b)의 극성 배치가 반대이기 때문이다. 따라서 플라이 휠(211)의 양쪽 면에 배치된 롤러형 자석(212a, 212b)의 극성 배치를 동일하게 할 경우, 왼쪽의 제 1, 2 가이드 부재(213a, 215a)와 오른쪽의 제 1, 2 가이드 부재(213b, 215b)의 극성 배치는 동일하게 된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 플라이 휠(211)의 양면에는 롤러형 자석(212a, 212b)이 고정 배치된다. 플라이 휠(211)의 양면에 배치된 롤러형 자석(212a, 212b)은 극성 배치가 서로 반대이다. 즉, 플라이 휠(211)의 왼쪽 면에 배치된 롤러형 자석(212a)은 N-S 극성이지만, 오른쪽 면에 배치된 롤러형 자석(212b)은 S-N 극성이 다. 이와 같이 롤러형 자석(212a, 212b)의 극성 배치가 서로 반대인 이유는, 극성 배치가 서로 반대가 됨으로써 인력에 의해 고정이 용이하기 때문이다. 물론, 롤러형 자석(212a, 212b)의 극성 배치가 서로 동일하더라도 무방하다. 플라이 휠(211)에 의해 자력선이 차폐되어 서로 영향을 미치지 않는다. 상술한 바와 같이, 플라이 휠(211)의 양쪽 면에 배치된 롤러형 자석(212a, 212b)의 극성 배치를 동일하게 할 경우, 왼쪽의 제 1, 2 가이드 부재(213a, 215a)와 오른쪽의 제 1, 2 가이드 부재(213b, 215b)의 극성 배치는 동일하게 한다.
한편, 플라이 휠(211)을 중심으로 양면에 배치된 롤러형 자석(212a, 212b)은 극성 배치가 서로 반대이지만, 동일 평면에 배치된 롤러형 자석(212a, 212b)은 극성 배치가 서로 동일하다.
도 3을 참조한 본 실시예에서는 플라이 휠(211) 위에 고정 배치된 롤러형 자석(212a, 212b)에 인력 및 척력을 작용하여 회전력을 가하는 한 쌍의 제 1, 2 가이드 부재(213a, 213b, 215a, 215b)가 플라이 휠(211)을 중심으로 대칭 배치된 것으로 설명하나, 실시 형태에 따라 플라이 휠(211)의 한 면에만 롤러형 자석이 고정 배치되고 해당 롤러형 자석이 고정 배치된 방향으로만 하나의 제 1, 2 가이드 부재가 배치되어도 무방하다. 즉, 플라이 휠(211)의 한쪽 면에만 롤러형 자석(212a)을 고정 배치하고, 하나의 제 1, 2 가이드 부재(213a, 215a)만을 이용할 수 있다. 물론, 도 3에 도시된 바와 같이 한 쌍의 제 1, 2 가이드 부재(213a, 213b, 215a, 215b)를 이용할 경우, 플라이 휠(211)에 고정 배치된 롤러형 자석(212a, 212b)에 가해지는 자력의 세기가 증가하여 작은 시동 에너지만으로 큰 에너지를 얻을 수 있 다.
도 4는 도 1의 에너지 발생 보조 장치의 구체적인 분해 사시도이다.
도 3을 참조하여 설명한 바와 같이, 도 1의 에너지 발생 보조 장치(100)는, 회전축(130)에 연결 고정된 플라이 휠(211)을 중심으로 한 쌍의 제 1, 2 가이드 부재(213a, 213b, 215a, 215b)가 배치된다. 그리고, 도 4에 도시된 바와 같이, 각각의 제 2 가이드 부재(215a, 215b)에는 동일한 형태의 원판(401a, 401b)이 덮인다. 즉, 각 제 2 가이드 부재(215a, 215b)는 상판과 하판으로 이루어지고 그 상판과 하판 사이에 막대 자석(216a, 216b)이 배치되는 형태가 된다. 상판과 하판의 연결은 핀 또는 볼트/너트와 같은 체결 수단으로 체결된다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 각각의 제 1 가이드 부재(213a, 213b)는 에너지 발생 보조 장치(100)의 좌우 덮개(403a, 403b)에 고정된다. 좌우 덮개(403a, 403b)는 플라이 휠(211)의 회전축(130)이 관통하도록 중심에 구멍이 뚫려있다. 이때, 각각의 제 1 가이드 부재(213a, 213b)는 좌우 덮개(403a, 403b)에 직접 고정되지 않고, 좌우 덮개(403a, 403b)에 설치된 원판(405a, 405b)에 고정된다. 물론, 좌우 덮개(403a, 403b)에 직접 고정되어도 무방하다. 제 2 가이드 부재(215a, 215b)의 위에 배치된 막대 자석(216a, 216b)과 제 1 가이드 부재(213a, 213b) 위에 배치된 막대 자석(214a, 214b)이 동일 평면상에 배치되기만 하면, 각각의 제 1 가이드 부재(213a, 213b)는 좌우 덮개(403a, 403b)에 직접 고정되어도 무방하다.
도 5는 도 1의 에너지 발생 보조 장치의 자석 배치를 설명하기 위한 정단면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 플라이 휠(211)의 양쪽 면에 배치된 롤러형 자석(212a, 212b)는 극성 배치가 서로 반대이다. 즉, 플라이 휠(211)의 한쪽 면에 배치된 롤러형 자석(212a)의 극성은 N-S이지만, 반대 면에 배치된 롤러형 자석(212b)의 극성은 S-N이다. 이와 대응하여 제 1 가이드 부재(213a, 213b)에 배치된 막대 자석(214a, 214b)은 도 5와 같이 정면에서 보았을 때 상기 롤러형 자석(212a, 212b)과 극성 배치가 동일하다.
도 2를 참조하여 설명한 바와 같이, 제 2 가이드 부재(215a, 215b)에서 인접한 막대 자석들 간에는 극성 배치가 서로 반대이다. 다만, 도 5에서, 제 2 가이드 부재(215a, 215b)에 배치된 막대 자석(216a, 216b)은, 제 1 가이드 부재(213a, 213b)에 배치된 막대 자석(214a, 214b)에 가장 가까운 막대 자석으로, 제 2 가이드 부재(213a, 213b)에 배치된 막대 자석(214a, 214b)과는 동일한 극성 배치이다.
도 5를 참조한 본 실시예에서 막대 자석들은 모두 한 층의 영구 자석이지만, 실시 형태에 따라 복수의 영구 자석이 적층되어도 무방하다. 다수의 영구 자석이 적층되어 사용될 경우, 인력 및 척력의 강도가 강해져 플라이 휠(211) 위에 배치된 롤러형 자석(212)에 가해지는 회전력을 더 강해질 수 있다.
도 6은 도 2의 일부분를 확대한 부분 확대도로, 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 에너지 발생 보조 장치(100)의 동작 원리에 대해 설명한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제 1, 2 가이드 부재가 형성하는 공간으로 플라이 휠(211) 위에 고정 배치된 다수의 롤러형 자석(212)이 회전한다. 먼저, 플라이 휠(211)이 회전하여 롤러형 자석(212)이 'A' 위치로 이동하면, 'A' 위치에서 마주 하는 제 1 가이드 부재의 막대 자석(601)과 제 2 가이드 부재의 막대 자석(603)은 롤러형 자석(212)과 극성이 동일하여 상기 롤러형 자석(212)에 척력을 가한다. 또한 제 1 가이드 부재의 막대 자석(605)은 상기 롤러형 자석(212)과 극성이 반대이기 때문에, 상기 롤러형 자석(212)에 인력을 가한다. 따라서, 롤러형 자석(212)은 'A' 위치에서 'B' 위치로 회전하고, 'B' 위치에서 롤러형 자석(212)은 제 2 가이드 부재의 막대 자석(607)의 척력에 의해, 그리고 제 2 가이드 부재의 막대 자석(609)의 인력에 의해 'C' 위치로 회전한다. 이어서, 'C' 위치에서 롤러형 자석(212)은 제 1 가이드 부재의 막대 자석(611)과 제 2 가이드 부재의 막대 자석(613)의 척력에 의해 시계 방향으로 회전한다. 이와 같이, 플라이 휠(211) 위에 고정 배치된 다수의 롤러형 자석은 제 1 가이드 부재와 제 2 가이드 부재의 척력 및 인력에 의해 시계 방향으로 회전하게 된다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도 1의 에너지 발생 보조 장치의 측단면도로, 내부 구성에 대한 측단면도이다.
도 7을 참조하면, 도 2를 참조하여 설명한 것과 마찬가지로, 에너지 발생 보조 장치(100)는, 제 1 가이드 부재(720)와 제 2 가이드 부재(710)를 포함하고, 제 1 가이드 부재(720)와 제 2 가이드 부재(710) 사이에는 플라이 휠(730) 위에 고정 배치된 다수의 롤러형 자석(731)이 회전 이동한다.
도 2와 다른 점은, 도 2에서는 제 1 가이드 부재(213)의 상부에 모서리를 따라 소정의 이격 거리로 막대 자석(214)이 고정 배치되었으나, 도 7을 참조한 본 실시예에서는 제 1 가이드 부재(720)의 모서리를 따라 막대 자석(721)이 이격 거리 없이 고정 배치된다. 또한, 도 2에서 제 1 가이드 부재(213)의 상부에 배치된 막대 자석(214)은 모두 극성이 동일하였으나, 도 7을 참조한 본 실시예에서 인접한 막대 자석(721) 간의 극성은 서로 반대이다.
또한, 도 2에서 제 2 가이드 부재(215)의 내측면에 형성된 톱니 형상의 모서리를 따라 막대 자석(216)이 이격 거리 없이 배치되었으나, 도 7을 참조한 본 실시예에서는 제 2 가이드 부재(710)의 톱니 형상의 만곡 지점(713)에서 막대 자석(711)은 이격 거리를 두고 배치된다.
도 7을 참조한 본 실시예의 에너지 발생 보조 장치(100)는, 도 2를 참조한 실시예와 달리 제 1 가이드 부재(720)에 S 극의 막대 자석을 추가적으로 더 포함하므로, 도 2의 에너지 발생 보조 장치보다 롤러형 자석(721)에 인력을 더 가하여 회전력을 높일 수 있다. 그 동작 원리는 도 6을 참조한 동작 원리와 동일하다.
도 8은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 도 1의 에너지 발생 보조 장치의 측단면도로, 내부 구성에 대한 측단면도이다.
도 8을 참조하면, 에너지 발생 보조 장치(100)는, 제 1 가이드 부재(810)와 제 2 가이드 부재(820)를 포함하고, 제 1 가이드 부재(810)와 제 2 가이드 부재(820) 사이에는 플라이 휠(830) 위에 고정 배치된 다수의 롤러형 자석(831)이 회전 이동한다.
도 8을 참조한 실시예에서 제 2 가이드 부재(820)의 형태 및 자석 배치는 도 7를 참조한 실시예와 동일하다. 도 7과 다른 점은, 도 7의 제 1 가이드 부재(720)는 바람 개비 형상이지만, 도 8을 참조한 본 실시예에서 제 1 가이드 부재(810)는 사격형 형상이다. 사각형 형상의 제 1 가이드 부재(810)의 모서리를 따라 막대 자석(811)이 배치된다. 제 1 가이드 부재(810)의 각 꼭지점을 중심으로 좌우에 막대 자석이 배치된다. 제 1 가이드 부재(810)의 모서리를 따라 배치되는 막대 자석(811) 간의 극성은 서로 반대이다.
제 1 가이드 부재(810)와 제 2 가이드 부재(820)의 마주보는 막대 자석(811, 821)은 극성이 서로 동일하다. 여기서, 마주본다는 개념은 제 1 가이드 부재(810)의 꼭지점과 제 2 가이드 부재(820)의 꼭지점 간 연결 직선을 중심으로 막대 자석 간의 위치 관계를 의미한다
한편, 제 2 가이드 부재(820)의 꼭지점에서 막대 자석은 서로 맞닿는다. 반면, 앞서 설명한 다른 실시예에서 제 2 가이드 부재의 꼭지점에서 막대 자석은 간격이 있었으나, 본 실시예의 제 2 가이드 부재(820)의 막대 자석들과 같이 맞닿아도 된다.
도 9는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 도 1의 에너지 발생 보조 장치의 측단면도로, 내부 구성에 대한 측단면도이다. 도 8과 동일한 참조부호를 갖는 구성요소는 동일한 기능을 수행하는 구성요소로서 그 설명은 생략하고 차이점만을 설명한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 에너지 발생 보조 장치(100)는, 제 2 가이드 부재(820)의 톱니 형상의 만곡 지점, 즉 막대 자석 간 간격 부분에 전기 유도 코일(910)이 고정 연결된다. 플라이 휠(830) 위에 고정 배치된 롤러형 자석(831)은 회전하며 상기 전기 유도 코일(910)에 자력선의 변화를 가하고, 그 자력 선의 변화에 따라 상기 전기 유도 코일(910)에는 유도 전기가 발생한다. 전기 유도 코일(910)은 외부 전기 장치에 전기를 공급한다.
도 10은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 도 1의 에너지 발생 보조 장치의 측단면도로, 내부 구성에 대한 측단면도이다.
도 10을 참조한 본 실시예에 따른 에너지 발생 보조 장치(100)는, 중심에 회전축(130)이 회전 가능하게 고정 연결되고, 상기 회전축(130)에는 회전축(130)과 함께 회전하는 원형의 플라이 휠(211)이 연결 고정된다. 상기 플라이 휠(211) 위에는 소정 간격으로 다수의 롤러형 자석(212)이 고정 배치된다.
한편, 상기 회전축(130)을 중심으로 서로 다른 반경으로 두 개의 가이드 부재(1010, 1030)가 고정 배치된다. 제 1 가이드 부재(1010)는 바람개비 형상의 판으로 그 중심에 회전축(130)이 통과하고, 그 상부에 모서리를 따라 막대 자석(1011)이 고정 배치된다. 제 1 가이드 부재(1010)는 곡면과 직선면이 번갈아가며 형성된 바람개비 형상의 판으로, 그 모서리를 따라 사격형 형태의 막대 자석과 곡선 형태의 막대 자석이 번갈아가며 배치된다. 사각형 형태의 막대 자석과 곡선 형태의 막대 자석은 극성 배치가 반대이다.
제 2 가이드 부재(1030)는 외측면이 본체(110)에 고정 연결되고 내측면은 톱니 형상으로 굴곡이 형성된 판으로서, 그 상부에 톱니 형상의 모서리를 따라 S극과 N극의 막대 자석(1031)이 번갈아가며 배치된다. 다른 실시예에서 톱니 형상은 직선면이었으나, 본 실시예에서 톱니 형상은 곡선면과 직선면이 번갈아가며 형성된다. 따라서 제 2 가이드 부재(1030)의 상부에 모서리를 따라 배치되는 자석은 사각형 형태의 막대 자석과 곡선 형태의 막대 자석이 번갈아가며 배치된다.
제 1 가이드 부재(1010)의 곡선 형태의 막대 자석과 제 2 가이드 부재(1030)의 곡선 형태의 막대 자석은 서로 마주보고, 또한 제 1 가이드 부재(1010)의 사각형 형태의 막대 자석과 제 2 가이드 부재(1030)의 사각형 형태의 막대 자석은 서로 마주본다.
한편, 제 1 가이드 부재(1010)와 제 2 가이드 부재(1030)의 사각형 형태의 막대 자석은 사다리꼴로서 기울어진 면이 서로 마주보도록 배치된다. 그 기울어진 면은 롤러형 자석(212)이 회전하여 인입되어 오는 방향으로 배치된다. 따라서 롤러형 자석(212)과 대향하는 면의 면적이 넓어져 롤러형 자석(212)에 더 강한 인력을 가한다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 에너지 발생 보조 장치의 사시도이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 에너지 발생 보조 장치(1100)는 두 개의 원통형의 케이스가 결합된 본체(1110)와 그 본체(1110)를 지지하는 지지부재(1120)를 포함하여 구성된다. 상기 본체(1110)는 영구 자석의 인력 및 척력에 의해 회전하는 회전축(1130)을 구비하고 그 회전축(1130)에 소정의 시동 에너지를 제공하는 시동 모터(1140)를 구비한다. 시동 모터(1140)는 상기 회전축(1130)에 소정의 시동 에너지를 제공할 수 있는 것이면 제한없이 적용될 수 있다. 예컨대, 전기 모터 또는 풍력에 의한 에너지를 공급하는 수단이 이용될 수 있다.
도 12는 도 11의 에너지 발생 보조 장치의 측단면도로, 내부 구성에 대한 측 면도이다. 도 2와 동일한 참조부호를 갖는 구성요소는 동일한 기능을 수행하므로 여기서는 상세한 설명을 생략한다.
도 2에 도시된 도 1의 에너지 발생 보조 장치(100)와는 달리 도 12를 참조한 본 실시예에 따른 에너지 발생 보조 장치(1100)는, 제 2 가이드 부재(215)의 한 부분에 반원형 영구 자석(1205)이 배열되는 점에서 다르다. 반원형 영구 자석(1205)은 제 2 가이드 부재(215)의 다른 막재 자석과 마찬가지로 N극의 자석과 S극의 자석이 번갈아가며 배치된다.
제 2 가이드 부재(215)의 반원형 영구 자석(1205)이 형성하는 공간에는 플라이 휠(211) 위에 고정 배치된 롤러형 자석(212)과의 반발력(즉, 척력)에 의해 상기 롤러형 자석(212)을 밀어내 회전시키는 시동 자석(1203)이 회전축(1201)에 연결되어 배치된다. 시동 자석(1203)의 회전축(1201)은 시동 모터(1140)에 의해 회전한다.
플라이 휠(211) 위에 고정 배치된 롤러형 자석(212)과 시동 자석(1203)은 서로 동일한 극성이다. 동일 극성이기 때문에 시동 자석(1203)의 시동 회전에 의해 롤러형 자석(212)은 반발력에 의해 회전력을 얻게 된다.
도 12를 참조한 본 실시예에서 제 1 가이드 부재(213)는 도 2와 동일한 형태이지만, 이외 상술한 도 7 및 도 8의 형태와 동일해도 무방하다.
도 13은 도 11의 에너지 발생 보조 장치의 자석 배치를 설명하기 위한 정단면도이다. 도 5와 동일한 참조부호의 구성요소는 동일한 기능을 수행하는 것으로 여기서는 상세한 설명을 생략한다.
도 13에 도시된 바와 같이, 에너지 발생 보조 장치(1100)는, 회전축(1130)과 평행하게 시동 회전축(1201)이 구비되고, 그 시동 회전축(1201)에는 한 쌍의 시동 자석(1203a, 1203b)이 연결 고정된다.
시동 회전축(1201)의 화전에 따라 시동 자석(1203a, 1203b)도 회전을 하고, 그 회전에 따라 플라이 휠(211) 위에 연결 고정된 롤러형 자석(212a, 212b))은 시동 자석(1203a, 1203b)과의 척력에 의해 회전한다. 이를 위해 시동 자석(1203a, 1203b)은 롤러형 자석과 극성 배치가 동일해야 한다.
시동 회전축(1201)의 중간에 냉간팬(1301)이 연결 고정되고 또한 시동 자석(1203a, 1203b)의 상부에 냉각팬(1303)이 연결 고정된다. 시동 회전축(1201)의 회전에 따라 냉각팬(1301, 1303)도 함께 회전하여 냉각풍이 에너지 발생 보조 장치(1100) 내부에서 순환한다. 이러한 냉각풍에 따라 에너지 발생 보조 장치(1100) 내부의 과열이 방지되어 영구 자석의 자력이 약해지는 것을 방지할 수 있다. 본 실시예에서는 시동 회전축(1201)의 중간 및 시동 자석(1203a, 1203b)의 상부에 냉각팬을 설치하는 것으로 설명하였으나, 이 중 어느 한 곳에만 설치해도 무방하다.
이상과 같은 본 발명에 따른 에너지 발생 보조 장치는, 외부로부터 최소한의 시동 에너지만을 가하면, 회전축에 고정된 플라이 휠 위의 롤러형 자석이 제 1, 2 가이드 부재의 자석에 의해 인력으로 당겨지고 척력으로 밀리면서 상기 시동 에너지보다 큰 에너지로 연속적인 회전 운동을 하게 된다. 이와 같이 최소한의 시동 에너지만으로 회전축은 더 큰 에너지로 연속적인 회전 운동을 하게 됨으로써, 에너지 효율을 극대화한다. 또한 필요에 따라 상기 회전하는 롤러형 자석에 의해 발생하는 자력선의 변화에 따라 유도 전류를 발생시키는 전기 유도 코일을 설치함으로써 전기 에너지를 생산한다.
본 명세서는 많은 특징을 포함하는 반면, 그러한 특징은 본 발명의 범위 또는 특허청구범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 아니된다. 또한, 본 명세서에서 개별적인 실시예에서 설명된 특징들은 단일 실시예에서 결합되어 구현될 수 있다. 반대로, 본 명세서에서 단일 실시예에서 설명된 다양한 특징들은 개별적으로 다양한 실시예에서 구현되거나, 적절한 부결합(subcombination)에서 구현될 수 있다. 즉, 각 실시예에서 설명된 각 특징들이 적절하게 결합되어 다른 하나의 실시 형태를 구현할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영구 자석을 이용한 에너지 발생 보조 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1의 에너지 발생 보조 장치의 측단면도이다.
도 3은 도 1의 에너지 발생 보조 장치의 개략적인 분해 사시도이다.
도 4는 도 1의 에너지 발생 보조 장치의 구체적인 분해 사시도이다.
도 5는 도 1의 에너지 발생 보조 장치의 자석 배치를 설명하기 위한 정단면도이다.
도 6은 도 2의 일부분를 확대한 부분 확대도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도 1의 에너지 발생 보조 장치의 측단면도이다.
도 8은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 도 1의 에너지 발생 보조 장치의 측단면도이다.
도 9는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 도 1의 에너지 발생 보조 장치의 측단면도이다.
도 10은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 도 1의 에너지 발생 보조 장치의 측단면도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 에너지 발생 보조 장치의 사시도이다.
도 12는 도 11의 에너지 발생 보조 장치의 측단면도이다.
도 13은 도 11의 에너지 발생 보조 장치의 자석 배치를 설명하기 위한 정단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
130 : 회전축 213 : 제 1 가이드 부재
215 : 제 2 가이드 부재 214, 217 : 영구 자석
140 : 시동 모터

Claims (9)

  1. 자석 간의 인력 및 척력에 의해 회전 운동 에너지를 발생시키는 에너지 발생 보조 장치로서,
    회전축;
    상기 회전축에 결합하여 회전하는 원반형상의 회전 부재로서, 상부에 소정 간격으로 복수의 영구 자석이 연결 고정된 회전 부재;
    상기 회전축이 관통하는 구멍이 형성된 바람개비 형상의 판으로서 그 상부에 모서리를 따라 복수의 영구 자석이 배치되고, 상기 회전 부재의 복수의 영구 자석이 형성하는 열의 내측에 위치하는 제 1 부재; 및
    내측면이 톱니 형상으로 굴곡이 형성된 원형 판으로서 그 상부에 상기 톱니 형상의 모서리를 따라 복수의 영구 자석이 극성을 달리하며 번갈아 배치되고, 상기 회전 부재의 복수의 영구 자석이 형성하는 열의 외측에 위치하는 제 2 부재;를 포함하는 에너지 발생 보조 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 부재의 바람개비 형상 판의 꼭지점과 상기 제 2 부재의 원형 판의 내측면에 형성된 톱니 형상 굴곡의 꼭지점 간 연결 직선을 기준으로 마주보는 상기 제 1 부재의 영구 자석과 상기 제 2 부재의 영구 자석은 극성이 서로 동일한 것을 특징으로 하는 에너지 발생 보조 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 부재의 복수의 영구 자석은 동일 간격으로 배치되고, 그 각각의 영구 자석은 극성이 서로 동일한 것을 특징으로 하는 에너지 발생 보조 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 부재의 복수의 영구 자석에서 인접하는 영구 자석 간에는 극성이 서로 반대인 것을 특징으로 하는 에너지 발생 보조 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 부재의 복수의 영구 자석은 사격형 형태의 영구 자석과 곡선 형태의 영구 자석이 번갈하가며 배치되고,
    상기 제 2 부재의 복수의 영구 자석은 사격형 형태의 영구 자석과 곡선 형태의 영구 자석이 번갈하가며 배치된 것을 특징으로 하는 에너지 발생 보조 장치.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 회전축과 평행하게 상기 제 1 부재와 상기 제 2 부재 사이에 배치되어 회전하는 시동 회전축; 및
    상기 시동 회전축에 결합하여 회전하는 방사형의 시동 자석으로서, 상기 회전 부재의 상부에 연결 고정된 복수의 자석의 열과 동일 평면상에 배치되며 그 회 전 부재의 상부에 연결 고정된 복수의 자석과 동일한 극성 배치를 갖는 상기 시동 자석;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 발생 보조 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전 부재는, 하부에 소정 간격으로 복수의 영구 자석이 추가적으로 연결 고정되며,
    상기 회전축이 관통하는 구멍이 형성된 바람개비 형상의 판으로서 그 상부에 모서리를 따라 복수의 영구 자석이 배치되고, 상기 회전 부재의 하부에 연결 고정된 복수의 영구 자석이 형성하는 열의 내측에 위치하는 제 3 부재; 및
    내측면이 톱니 형상으로 굴곡이 형성된 원형 판으로서 그 상부에 상기 톱니 형상의 모서리를 따라 복수의 영구 자석이 극성을 달리하며 번갈아 배치되고, 상기 회전 부재의 하부에 연결 고정된 복수의 영구 자석이 형성하는 열의 외측에 위치하는 제 4 부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 발생 보조 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전 부재의 상부에 연결 배치된 영구 자석은, 롤러 형태인 것을 특징으로 하는 에너지 발생 보조 장치.
  9. 자석 간의 인력 및 척력에 의해 회전 운동 에너지를 발생시키는 에너지 발생 보조 장치로서,
    회전축;
    상기 회전축에 결합하여 회전하는 원반형상의 회전 부재로서, 상부에 소정 간격으로 복수의 영구 자석이 연결 고정된 회전 부재;
    상기 회전축이 관통하는 구멍이 형성된 사각형의 판으로서 그 상부에 모서리를 따라 복수의 영구 자석이 배치되고, 상기 회전 부재의 복수의 영구 자석이 형성하는 열의 내측에 위치하는 제 1 부재; 및
    내측면이 톱니 형상으로 굴곡이 형성된 원형 판으로서 그 상부에 상기 톱니 형상의 모서리를 따라 복수의 영구 자석이 극성을 달리하며 번갈아 배치되고, 상기 회전 부재의 복수의 영구 자석이 형성하는 열의 외측에 위치하는 제 2 부재;를 포함하는 에너지 발생 보조 장치.
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