KR20140126853A

KR20140126853A - 영구자석을 이용한 발전장치

Info

Publication number: KR20140126853A
Application number: KR1020130044818A
Authority: KR
Inventors: 송신흡
Original assignee: 송신흡
Priority date: 2013-04-23
Filing date: 2013-04-23
Publication date: 2014-11-03

Abstract

본 발명은 영구자석을 이용하여 발전효율을 극대화시킬 수 있도록 된 새로운 구조의 영구자석을 이용한 발전장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 영구자석을 이용한 발전장치는 회전자(10)와 지지부재(20)에 구비된 제2 및 제3 자석부재(14,22)의 사이에 발생되는 측방향의 토크에 의해 상기 회전자(10)가 측방향으로 회전된다.
특히, 상기 제2 및 제3 자석부재(14,22)의 사이에서 발생되는 척력에 의해 상기 회전자(10)가 지지부재(20)의 사이에 부상되도록 지지되어, 회전자(10)가 회전될 때 회전자(10)와 지지부재(20)의 사이에 마찰력이 발생되지 않도록 한다.
따라서, 상기 회전자(10)가 지속적으로 회전되면서 상기 제1 자석부재(13)와 코일(30)의 사이에 발생되는 유도기전력을 이용하여 발전을 하여, 발전효율을 극대화시킬 수 있는 장점이 있다.

Description

영구자석을 이용한 발전장치{generator using permanent magnetic}

본 발명은 영구자석을 이용하여 발전효율을 극대화시킬 수 있도록 된 새로운 구조의 영구자석을 이용한 발전장치에 관한 것이다.

일반적으로, 운동에너지를 이용하여 전기를 발생시키는 발전기는 공개특허 10-1990-0005811호를 비롯한 다수의 선행문건에 나타난 바와 같이, 하우징에 고정된 고정자와, 상기 하우징에 회전가능하게 결합된 회전자가 구비된다.

이때, 상기 고정자와 회전자 중에서 일측은 영구자석으로 구성되고, 타측은 코일로 구성되어, 상기 회전자를 회전시키면 전자기유도에 의해 코일에 유도기전력이 발생되어, 전기를 발생시킬 수 있다.

그런데, 이러한 발전기는 상기 회전자를 회전시키기 위해 지속적으로 동력이 필요한 문제점이 있었다.

따라서, 이러한 문제점을 해결할 수 있는 새로운 방법이 필요하게 되었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 영구자석을 이용하여 발전효율을 극대화시킬 수 있도록 된 새로운 구조의 영구자석을 이용한 발전장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 회전체(11)와 상기 회전체(11)의 둘레면에 구비된 제1 자석부재(13)를 포함하는 회전자(10)와, 상기 회전자(10)의 상하측에 구비되어 회전자(10)가 측방향으로 회전되도록 지지하는 한 쌍의 지지부재(20)와, 상기 회전자(10)의 둘레부에 구비된 코일(30)을 포함하며, 상기 회전자(10)와 지지부재(20)의 인접면에는 상호 동일한 극성을 갖는 제2 및 제3 자석부재(14,22)가 구비되어 상기 회전자(10)가 상기 지지부재(20)의 사이에 부양되며, 상기 회전자(10)가 회전되면 상기 코일(30)과 제1 자석부재(13)의 사이에 발생되는 유도기전력에 의해 코일(30)에 전기가 발생되는 것을 특징으로 하는 영구자석을 이용한 발전장치가 제공된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 코일(30)에 연결되며 코일(30)에서 출력된 전기에 의해 물을 전기분해하여 산소와 수소를 발생시키는 전기분해수단(40)과, 상기 전기분해수단(40)에서 발생된 산소와 수소를 저장하는 저장수단(50)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영구자석을 이용한 발전장치가 제공된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 회전체(11)는 상하면에는 중앙부로부터 외측으로 갈수록 깊이가 얕아지는 오목홈(11a)이 형성되고, 상기 지지부재(20)의 인접면에는 상기 오목홈(11a)에 대응되도록 중앙부가 상기 오목홈(11a)쪽으로 돌출된 돌출부(21)가 형성되며, 상기 제2 및 제3 자석부재(14,22)는 상기 오목부와 돌출부(21)에 상호 대응되도록 구비된 것을 특징으로 하는 영구자석을 이용한 발전장치가 제공된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 지지부재(20)에 연결되며 지지부재(20)를 승강시켜 지지부재(20)의 간격을 조절하는 간격조절수단(23)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영구자석을 이용한 발전장치가 제공된다.

본 발명에 따른 영구자석을 이용한 발전장치는 회전자(10)와 지지부재(20)에 구비된 제2 및 제3 자석부재(14,22)의 사이에 발생되는 측방향의 토크에 의해 상기 회전자(10)가 측방향으로 회전된다.

특히, 상기 제2 및 제3 자석부재(14,22)의 사이에서 발생되는 척력에 의해 상기 회전자(10)가 지지부재(20)의 사이에 부상되도록 지지되어, 회전자(10)가 회전될 때 회전자(10)와 지지부재(20)의 사이에 마찰력이 발생되지 않도록 한다.

따라서, 상기 회전자(10)가 지속적으로 회전되면서 상기 제1 자석부재(13)와 코일(30)의 사이에 발생되는 유도기전력을 이용하여 발전을 하여, 발전효율을 극대화시킬 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 영구자석을 이용한 발전장치를 도시한 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 영구자석을 이용한 발전장치의 요부를 도시한 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 영구자석을 이용한 발전장치의 요부를 도시한 평단면도.
도 4는 본 발명에 따른 영구자석을 이용한 발전장치의 작용을 설명하기 위한 참고도이다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 4는 본 발명에 따른 영구자석을 이용한 발전장치를 도시한 것으로, 회전자(10)와, 상기 회전자(10)의 상하측에 구비되어 회전자(10)가 측방향으로 회전되도록 지지하는 한 쌍의 지지부재(20)와, 상기 회전자(10)의 둘레부에 구비된 코일(30)과, 상기 코일(30)에 연결되며 코일(30)에서 출력된 전기에 의해 물을 전기분해하여 산소와 수소를 발생시키는 전기분해수단(40)과, 상기 전기분해수단(40)에서 발생된 산소와 수소를 저장하는 저장수단(50)으로 구성된다.

이를 자세히 설명하면, 상기 회전자(10)와 지지부재(20) 및 코일(30)은 하우징(60)의 내부에 구비된다.

상기 하우징(60)은 도 2에 도시한 바와 같이, 내부에 공간부가 형성된 통형상으로 구성된 것으로, 상기 회전자(10)와, 지지부재(20) 및 코일(30)을 보호함과 동시에, 상기 지지부재(20)와 코일(30)을 위치고정하는 기능을 한다.

상기 회전자(10)는 회전체(11)와, 상기 회전체(11)의 둘레면에서 외측으로 연장된 지지바(12)와, 상기 지지바(12)의 외측단부에 구비된 제1 자석부재(13)로 구성된다.

상기 회전체(11)는 강도가 높은 금속 또는 합성수지재질로 구성된 것으로, 상하면에는 중앙부로부터 외측으로 갈수록 깊이가 얕아지는 오목홈(11a)이 형성된다.

상기 지지바(12)는 도 3에 도시한 바와 같이, 8개로 구성되어 상호 45°각도로 이격되도록 상기 회전체(11)의 둘레면에 방사방향으로 구비된다.

상기 제1 자석부재(13)는 지지바(12)에 대응되도록 8개로 구성되어, 상기 지지바(12)의 단부에 각각 1개씩 구비된다.

상기 지지부재(20)는 상기 하우징(60)의 내부 상하측면에 상기 회전자(10)의 중앙부에 대응되도록 고정된 것으로, 인접면, 즉, 상측에 구비된 지지부재(20)의 하측면과 하측에 구비된 지지부재(20)의 상측면에는 상기 오목홈(11a)에 대응되도록 중앙부가 상기 오목홈(11a)쪽으로 돌출된 돌출부(21)가 형성된다.

이때, 상기 회전자(10)와 지지부재(20)의 상하측면에는 상호 동일한 극성을 갖는 제2 및 제3 자석부재(14,22)가 구비된다.

상기 제2 및 제3 자석부재(14,22)는 상기 회전체(11)의 오목부와, 상기 지지부재(20)의 돌출부(21)에 상호 대응되도록 구비되어, 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 제2 및 제3 자석부재(14,22)의 자력에 의해 발생되는 척력에 의해 상기 회전자(10)가 지지부재(20)의 사이에 부양되도록 함과 동시에, 도 3에 도시한 바와 같이, 상호간에 발생되는 척력에 의해 회전자(10)가 측방향으로 회전되도록 하는 토크를 발생시킨다.

바람직하게는, 상기 회전체(11)의 상면과 상측 지지부재(20)의 인접면에 구비된 제2 및 제3 자석부재(14,22)는 N극이 상호 인접되도록 배치되며, 상기 회전체(11)의 하측면과 사측 지지부재(20)의 인접면에 지지된 제2 및 제3 자석부재(14,22)는 S극이 상호 인접되도록 배치된다.

이때, 상기 제2 및 제3 자석부재(14,22)는 넓은 판형상으로 구성되어, 상기 오목부 또는 돌출부(21)에 구비되거나, 상기 오목부 또는 돌출부(21)에 작은 사이즈의 자석을 다수개 부착하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 지지부재(20)에는 지지부재(20)를 승강시켜 지지부재(20)의 간격을 조절하는 간격조절수단(23)이 구비된다.

상기 간격조절수단(23)은 상기 하우징(60)의 내부 상측면에 구비되며 상측에 구비된 지지부재(20)가 승강은 가능하되 회전되지 않도록 결합되는 승강가이드(23a)와, 상기 승강가이드(23a)에 회전가능하게 결합되며 상기 하우징(60)의 상면을 관통하여 상부로 연장되는 나사축(23b)으로 구성된다.

따라서, 사용자가 상기 나사축(23b)을 회전시키면, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 나사축(23b)의 나사작용에 의해 상측의 지지부재(20)가 승강되어, 지지부재(20)의 간격이 조절된다.

상기 코일(30)은 일반적인 도전체재질의 선을 코일(30)형태로 감아 구성된 것으로, 상기 제1 자석부재(13)와 대응되도록 8개로 이루어져, 상기 제1 자석부재(13)의 둘레면으로부터 이격되도록 상기 하우징(60)의 내부에 일정간격으로 고정된다.

따라서, 상기 회전자(10)가 일측으로 회전되면, 상기 회전자(10)의 제1 자석부재(13)와 코일(30)의 사이에 발생되는 유도기전력에 의해 코일(30)에 전기가 흐르게 된다.

상기 전기분해수단(40)은 내부에 물이 저장되는 저장탱크(41)와, 상기 저장탱크(41)의 내부에 물에 잠기도록 배치되며 상기 코일(30)에 연결되는 전극(42)으로 구성된 것으로, 상기 코일(30)에서 전기가 출력되면 전기가 상기 전극(42)을 통해 흐르면서 물이 전기분해되어 산소와 수소가 발생된다.

이와 같이 물을 전기분해하여 산소와 수소를 발생시키는 방법은 일반적으로 널리 알려져 있음으로, 자세한 설명은 생략한다.

상기 저장수단(50)은 상기 전기분해수단(40)에 연결된 탱크를 이용하며, 상기 전기분해수단(40)에서 발생된 산소와 수소를 각각 별도로 저장한다.

이때, 상기 저장수단(50)에 저장된 산소와 수소는 각기 적절한 곳에 사용이 가능하며, 특히, 수소의 경우 연료전기를 이용하여 전기를 발생시키거나 기타 내연기관의 연료로 사용하거나, 연소기의 원료로 사용될 수 있다.

이와 같이 구성된 발전장치는 회전자(10)와 지지부재(20)에 구비된 제2 및 제3 자석부재(14,22)의 사이에 발생되는 측방향의 토크에 의해 상기 회전자(10)가 측방향으로 회전된다.

또한, 상기 코일(30)에 연결되며 코일(30)에서 출력된 전기에 의해 물을 전기분해하여 산소와 수소를 발생시키는 전기분해수단(40)과, 상기 전기분해수단(40)에서 발생된 산소와 수소를 저장하는 저장수단(50)이 구비되어, 발전된 전기를 이용하여 산소와 수소를 발생시켜 저장하고, 저장된 산소와 수소를 다양한 곳에 활용함으로써, 발전된 전기를 효과적으로 저장할 수 있는 장점이 있다.

그리고, 상기 회전체(11)는 상하면에는 중앙부로부터 외측으로 갈수록 깊이가 얕아지는 오목홈(11a)이 형성되고, 상기 지지부재(20)의 인접면에는 상기 오목홈(11a)에 대응되도록 중앙부가 상기 오목홈(11a)쪽으로 돌출된 돌출부(21)가 형성되며, 상기 제2 및 제3 자석부재(14,22)는 상기 오목부와 돌출부(21)에 상호 대응되도록 구비됨으로, 회전체(11)가 위치이탈되지 않도록 견고하게 지지되는 장점이 있다.

또한, 상기 상측의 지지부재(20)에는 간격조절수단(23)이 연결되어 상측의 지지부재(20)를 승강시켜 지지부재(20)의 간격을 조절할 수 있음으로, 상기 상, 하측 지지부재(20)와 회전자(10) 사이의 간격을 조절하여 상기 제2 및 제3 자석부재(14,22)의 사이에 발생되는 척력의 세기를 조절하여, 상기 회전자(10)의 회전속도를 조절할 수 있는 장점이 있다.

10. 회전자 20. 지지부재
30. 코일 40. 전기분해수단
50. 저장수단 60. 하우징

Claims

회전체(11)와 상기 회전체(11)의 둘레면에 구비된 제1 자석부재(13)를 포함하는 회전자(10)와,
상기 회전자(10)의 상하측에 구비되어 회전자(10)가 측방향으로 회전되도록 지지하는 한 쌍의 지지부재(20)와,
상기 회전자(10)의 둘레부에 구비된 코일(30)을 포함하며,
상기 회전자(10)와 지지부재(20)의 인접면에는 상호 동일한 극성을 갖는 제2 및 제3 자석부재(14,22)가 구비되어 상기 회전자(10)가 상기 지지부재(20)의 사이에 부양되며,
상기 회전자(10)가 회전되면 상기 코일(30)과 제1 자석부재(13)의 사이에 발생되는 유도기전력에 의해 코일(30)에 전기가 발생되는 것을 특징으로 하는 영구자석을 이용한 발전장치.
제 1항에 있어서,
상기 코일(30)에 연결되며 코일(30)에서 출력된 전기에 의해 물을 전기분해하여 산소와 수소를 발생시키는 전기분해수단(40)과,
상기 전기분해수단(40)에서 발생된 산소와 수소를 저장하는 저장수단(50)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영구자석을 이용한 발전장치.
제 1항에 있어서,
상기 회전체(11)는 상하면에는 중앙부로부터 외측으로 갈수록 깊이가 얕아지는 오목홈(11a)이 형성되고,
상기 지지부재(20)의 인접면에는 상기 오목홈(11a)에 대응되도록 중앙부가 상기 오목홈(11a)쪽으로 돌출된 돌출부(21)가 형성되며,
상기 제2 및 제3 자석부재(14,22)는 상기 오목부와 돌출부(21)에 상호 대응되도록 구비된 것을 특징으로 하는 영구자석을 이용한 발전장치.
제 1항에 있어서,
상기 지지부재(20)에 연결되며 지지부재(20)를 승강시켜 지지부재(20)의 간격을 조절하는 간격조절수단(23)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영구자석을 이용한 발전장치.