KR20150040166A - 자석을 이용한 전기 발전 장치 - Google Patents

Abstract

자석을 이용하여 전기를 발생시킬 수 있는 전기 발전 장치가 개시된다. 이를 위해 본 발명은 쌍으로 이루어진 자석을 이용하여 전기를 충전하는 전기 발전 장치로서, 내부가 비어있는 공간부를 갖는 원통형부; 상기 원통형부의 내측면을 따라 소정의 간격만큼 이격된 상태로 구비되어 탄성력을 갖고 조절 나사부에 의해 높이 조절되는 제1 자석판부; 상기 공간부 안에 형성되어 회전되는 회전체부; 상기 회전체부의 중심 부근에 형성되어 상기 회전체부의 회전력을 전달하는 회전축부; 상기 회전체부와 회전축부 사이에 형성되되, 일단이 상기 회전체부를 관통하여 이격되어 형성되는 제2 자석판부; 및 상기 회전력에 의해 발생된 전기를 충전하는 축전지부;를 포함하고, 상기 회전체부는 상기 제1 자석판부와 제2 자석판부의 같은 극이 만날 경우에 서로 밀려 회전된다.

Description

자석을 이용한 전기 발전 장치{ELECTRIC-GENERATING APPARATUS USING MAGNET}

본 발명은 전기 발전 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자석을 이용하여 전기를 발생시킬 수 있는 전기 발전 장치에 관한 것이다.

일반적으로 전기 발전 장치는 전기를 생산하는 장치를 의미한다. 이러한 전기 발전 장치는 원자력, 화력 발전소와 같이 에너지를 이용하여 전기를 생산하거나 풍력을 이용하여 전기를 생산할 수 있었다. 그러나, 위와 같은 전기 발전 장치는 대량의 전기를 생산하는데는 적합하지만 설치 비용이 증가되었다.

반면, 종래의 전기 발전 장치는 코일이나 자석을 이용하여 전기를 생산할 수 있는 장치도 개발되었다. 그 대표적인 예로서, 1999년 11월 05일자로 공개된 한국공개특허 특1999-0078816호에서 개량된 발전기 및 그를 구비한 발광 휠 및 그 제조방법이 개시되었다.

상기 공개 특허는 휠의 회전에 따라서 전기를 발생시키는 개량된 발전기에 있어서, 정지하고 있는 휠액슬상에 설치되는 베어링스페이서를 포위고정한 완충기를 포위하여 영구자석이 고정되며 원주방향으로 자극이 교번배치되는 링형 영구자석조립체; 상기 영구자석조립체상에 교번배치된 자극으로부터 교번자화되는 전기자철심에 의해 전기자코일에 전자기유도작용을 하도록 상기 영구자석조립체를 비접촉상태로 수직으로 포위하여 회전하는 링형 전기자코일 조립체; 상기 전기자코일조립체의 양측에 설치되어 휠액슬과 베어링스페이서에 지지되어, 상기 영구자석조립체가 상기 전기자코일조립체의 회전시에도 회전하지 않도록 하는 베어링정지부와 상기 전기자코일조립체의 회전과 함께 회전하는 베어링회전부를 구비한 베어링들; 및 상기 영구자석 조립체가 휠액슬상의 베어링스페이서에 삽입 고정되고, 허브사출시 함께 몰딩 고정된 상기 전기자코일조립체가 상기 베어링들에 의해 지지되어 회전체를 이루는 허브조립체를 구비하였다.

그러나, 상기 공개 특허는 영구자석과 이를 통한 전기자 코일의 전자기 유도작용을 이용하여 전기를 생산하기 때문에 전기자 코일에 의한 설치 비용이 증가되는 문제점이 있었다.

1. 한국공개특허 : 특1999-0078816호, 공개일자 : 1999년 11월 05일, 발명의 명칭 : 개량된 발전기 및 그를 구비한 발광 휠 및 그 제조방법. 2. 한국공개특허 : 제2012-0000189호, 공개일자 : 2012년 01월 02일, 발명의 명칭 : 진동 흔들림의 기능으로 전기를 발전하는 방법과 그 발전기. 3. 한국공개특허 : 제2012-0000190호, 공개일자 : 2012년 01월 02일, 발명의 명칭 : 코일을 회전하여 전기를 발전하는 방법과 그 발전기.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 같은 극을 갖는 쌍자석 구조를 통해 회전체를 회전시켜 전기를 생산할 수 있는 전기 발전 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특징적인 기능을 수행하기 위한, 본 발명의 특징은 다음과 같다.

본 발명의 일 관점에 따르면, 쌍으로 이루어진 자석을 이용하여 전기를 충전하는 전기 발전 장치로서, 내부가 비어있는 공간부를 갖는 원통형부; 상기 원통형부의 내측면을 따라 소정의 간격만큼 이격된 상태로 구비되어 탄성력을 갖고 조절 나사부에 의해 높이 조절되는 제1 자석판부; 상기 공간부 안에 형성되어 회전되는 회전체부; 상기 회전체부의 중심 부근에 형성되어 상기 회전체부의 회전력을 전달하는 회전축부; 상기 회전체부와 회전축부 사이에 형성되되, 일단이 상기 회전체부를 관통하여 이격되어 형성되는 제2 자석판부; 및 상기 회전력에 의해 발생된 전기를 충전하는 축전지부;를 포함하고, 상기 회전체부는 상기 제1 자석판부와 제2 자석판부의 같은 극이 만날 경우에 서로 밀려 회전되는 자석을 이용한 전기 발전 장치가 제공된다.

여기서, 본 발명의 일 관점에 따른 상기 제1 자석판부는 상기 원통형부의 내측에 결합되어 체결 나사부에 의해 고정되는 제1 고정체부; 상기 제1 고정체부의 일단에 연결되되 상기 원통형부의 내주면으로부터 이격되어 탄성력을 갖는 탄성체부; 및 상기 제2 자석판부와 마주하는 상기 탄성체부의 일측에 마련되는 제1 자석부;를 포함하여 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명의 일 관점에 따른 상기 제2 자석판부는 상기 회전체부와 회전축부 사이에서 형성되되, 일측이 상기 회전체부의 외부로 돌출되어 형성되는 제2 고정체부; 및 상기 제2 고정체부의 돌출된 부위에 결합되어 상기 제1 자석부와 대응하여 구비되는 제2 자석부;를 포함하여 이루어질 수 있다.

이상과 같이, 본 발명에 의하면, 마주보고 있는 복수개의 쌍으로 이루어진 제1 자석판부와 제2 자석판부의 구조로 인하여 회전체를 회전시켜 전기를 충전할 수 있기 때문에 차량이나 가정용 발전 장치로 응용하게 되면 전기 비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자석을 이용한 전기 발전 장치(100)를 예시적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자석을 이용한 전기 발전 장치(100)를 예시적으로 나타낸 상면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 자석판부(120)의 구조를 보다 상세하게 나타낸 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 자석부(124)와 제2 자석부(152)간의 관계를 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자석을 이용한 전기 발전 장치(100)를 예시적으로 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자석을 이용한 전기 발전 장치(100)를 예시적으로 나타낸 상면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 발전 장치(100)는 쌍으로 이루어진 자석을 이용하여 전기를 충전하는 발전 장치로서, 원통형부(110), 제1 자석판부(120), 회전체부(130), 회전축부(140), 제2 자석판부(150), 축전지부(160)를 포함하여 구성된다.

먼저, 본 발명에 따른 원통형부(110)는 내부가 비어있는 공간부를 구비하며, 원형의 형상을 갖는다. 이러한 원통형부(110)는 가벼운 재질, 예컨대 플라스틱과 같은 재질로 제작되는 것이 바람직하다.

다음으로, 본 발명에 따른 제1 자석판부(120)는 원통형부(110)의 내측면을 따라 소정의 간격만큼 이격된 상태로 복수개로 구비된다. 이러한 제1 자석판부(120)는 N극, S극 중 어느 하나의 극성으로 이루어질 수 있다.

이러한 제1 자석판부(120)는 원통형부(110)의 내측면을 따라 형성되기 위해 제1 고정체부(121), 체결 나사부(122), 탄성체부(123) 및 제1 자석부(124)를 구비한다.

상기 제1 고정체부(121)는 원통형부(110)의 내측에 결합되어 체결 나사부(122)에 의해 고정된다. 이때, 상기 체결 나사부(122)는 원통형부(110)의 외면으로부터 원통형부(110)를 관통하여 원통형부(110)의 내측면에 위치한 제1 고정체부(121)를 끼움으로써 제1 고정체부(121)를 고정시키게 된다.

상기 탄성체부(123)는 제1 고정체부(110)의 일단에 연결되되 원통형부(110)의 내주면으로부터 이격된 상태로 형성되어 탄성력을 갖는다. 상기 탄성체부(123)가 탄성력을 갖는 다는 것은 끊어지지 않음과 동시에 잘 휘어지는 재질로 제작됨을 의미한다.

이러한 탄성체부(123)는 원통형부(110)의 내주면으로부터 이격되기 위해서는 조절 나사부(125)의 회전에 의해 가능하게 된다.

즉, 상기 조절 나사부(125)는 체결 나사부(122)와 마찬가지로 원통형부(110)의 외면으로부터 원통형부(110)를 관통하여 탄성체부(123)의 뒷면에 끝단이 형성된다. 이러한 조절 나사부(125)는 회전이 발생하게 되면 회전이 이루어져 탄성체부(123)를 밀어주게 된다. 따라서, 상기 탄성체부(123)는 조절 나사부(125)에 의해 높이 조절이 가능하게 되는 것이다.

상기 제1 자석부(124)는 원통형부(110)의 공간부를 향하는 방향으로 탄성체부(123)의 일측에 결합되어 마련된다. 이러한 제1 자석부(124)는 는 N극, S극 중 어느 하나의 극성으로 이루어질 수 있다.

다음으로, 본 발명에 따른 회전체부(130)는 원통형부(110)의 공간부 안에 형성되어 원통형부(110)와 동일한 형상, 예컨대 원형의 형상을 가지며, 내부가 빈 공간부 구조를 이룬다. 이러한 회전체부(130)는 앞서 설명한 제1 자석판부(120)와 이후에 설명될 제2 자석판부(150)에 의해 회전이 되는데 이는 추후에 보다 상세히 설명하기로 한다.

다음으로, 본 발명에 따른 회전축부(140)는 회전체부(130)의 공간부안에 형성되되 회전체부(130)의 중심 부근에 형성되어 회전체부(130)의 회전력을 아래로 전달하는 역할을 한다.

다음으로, 본 발명에 따른 제2 자석판부(150)는 회전체부(130)와 회전축부 (140)사이에 형성되되, 일단이 회전체부(130)를 관통하여 회전체부(130)의 외주면에 형성된다. 이러한 제2 자석판부(150)는 복수개로 이루어져 회전체부(130)의 외주면을 따라 일정하게 이격되어 위치한다.

이를 위하여, 본 발명에 따른 제2 자석판부(150)는 회전체부(120)와 회전축부(140) 사이에서 형성되되, 일측이 회전체부(140)의 외부로 돌출되어 형성되는 제2 고정체부(151) 및 제2 고정체부(151)의 돌출된 부위에 결합되어 제1 자석판부(120)의 제1 자석부(124)와 대응하는 위치에 구비되는 제2 자석부(152)를 포함한다.

이때, 상기 제2 자석부(152)가 제1 자석판부(120)와 같은 극으로 만날 경우 서로 밀어내는 성질이 발생된다. 따라서, 앞서 설명한 회전체부(130)가 회전이 됨으로써 회전체부(130)에 고정된 제2 자석부(152)와 제1 자석부(124)가 서로 어긋나는 위치에 존재하게 된다. 이러한 원리는 추후 도 4 및 도 5에서 보다 상세히 설명하기로 한다.

마지막으로, 본 발명에 따른 축전지부(160)는 회전축부(140)의 회전력에 의해 발생된 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하여 전기를 충전한다. 이러한 축전지부(160)는 원통형부(110)의 하단에 구비되어 형성된다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 자석판부(120)의 구조를 보다 상세하게 나타낸 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 자석판부(120)의 탄성체부(123)는 조절 나사부(125)의 회전(101)에 의해 높이가 조절됨과 동시에 탄성체로 되어 있어 원통형부(110)의 내면 위아래로 움직임(102)을 갖는다. 이러한 움직임은 도 4 및 도 5를 통해 알 수 있을 것이다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 자석부(124)와 제2 자석부(152)간의 관계를 나타낸 도면이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성체부(123)의 일측에 형성된 제1 자석부(124)는 앞서 도 1 및 도 2에서 설명된 제2 자석부(1152)와 마주할 경우 제1 자석부(124)와 제2 자석부(152)간의 같은 극성에 의해 반발력(103)이 생겨 원통형부(110)의 내측으로 밀린다(102).

그러나, 제1 자석부(124)가 제2 자석부(152)와의 마주하지 않을 경우에는 다시 수축(102)하여 원상태로 되돌아 온다(102). 이와 같이 제1 자석부(124)와 제2 자석부(152)간의 반발력(103)에 의해 제1 자석부(124) 및 탄성체부(123)는 원통형부(110)의 위아래로 움직임(102)을 반복하게 된다.

반면, 제2 자석부(124)가 구비된 회전체부(130)는 제1 자석부(124)와 제2 자석부(152)간의 반발력(103)에 의해 회전이 된다. 회전되는 동안 제1 자석부(124)와 제2 자석부(152)가 서로 마주하는 것을 반복함으로써 회전체부(130)의 회전이 계속하여 발생하게 되는 것이다.

이와 같은 본 발명에 따른 전기 발전 장치(100)는 차량이나 가정용의 전기로 사용되는 장점을 가질 수 있다.

이상에서와 같이, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것이다.

100 : 전기 발전 장치 110 : 원통형부
120 : 제1 자석판부 121 : 제1 고정체부
122 : 체결 나사부 123 : 탄성체부
124 : 제1 자석부 125 : 조절 나사부
130 : 회전체부 140 : 회전축부
150 : 제2 자석판부 151 : 제2 고정체부
152 : 제2 자석부 160 : 축전지부

Claims (3)

1. 쌍으로 이루어진 자석을 이용하여 전기를 충전하는 전기 발전 장치로서,
   내부가 비어있는 공간부를 갖는 원통형부;
   상기 원통형부의 내측면을 따라 소정의 간격만큼 이격된 상태로 구비되어 탄성력을 갖고 조절 나사부에 의해 높이 조절되는 제1 자석판부;
   상기 공간부 안에 형성되어 회전되는 회전체부;
   상기 회전체부의 중심 부근에 형성되어 상기 회전체부의 회전력을 전달하는 회전축부;
   상기 회전체부와 회전축부 사이에 형성되되, 일단이 상기 회전체부를 관통하여 이격되어 형성되는 제2 자석판부; 및
   상기 회전력에 의해 발생된 전기를 충전하는 축전지부;를 포함하고,
   상기 회전체부는 상기 제1 자석판부와 제2 자석판부의 같은 극이 만날 경우에 서로 밀려 회전되는 것을 특징으로 하는 자석을 이용한 전기 발전 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 자석판부는,
   상기 원통형부의 내측에 결합되어 체결 나사부에 의해 고정되는 제1 고정체부;
   상기 제1 고정체부의 일단에 연결되되 상기 원통형부의 내주면으로부터 이격되어 탄성력을 갖는 탄성체부; 및
   상기 제2 자석판부와 마주하는 상기 탄성체부의 일측에 마련되는 제1 자석부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 자석을 이용한 전기 발전 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제2 자석판부는,
   상기 회전체부와 회전축부 사이에서 형성되되, 일측이 상기 회전체부의 외부로 돌출되어 형성되는 제2 고정체부; 및
   상기 제2 고정체부의 돌출된 부위에 결합되어 상기 제1 자석부와 대응하여 구비되는 제2 자석부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 자석을 이용한 전기 발전 장치.

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