KR20210137558A - 전기 순환 레버리지 구동 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

다양한 응용 분야에서, 산업용 모터를 대체하기 위한 전기 순환 레버리지 구동 방법 및 장치가 제공된다. 본 발명은 그 외주로부터 레버리지 회전 토크/마력을 생성하는 허브리스 자기 자이로스코프를 포함하는데, 상기 자기 자이로스코프는 자기 자이로스코프에 근접하게 위치된 순환 필드 이중 나선 코일 조립체에 의해 추진되고 두 가닥 중 하나에서 위상 전자기 에너지를 생성하며 두 번째 가닥은 전자기장의 사용되지 않은 부분을 전기로서 전원에 다시 복귀시켜 전체 효율을 높인다. 자이로스코프로부터 최종 사용자(end use)까지 회전을 전달하는 수단이 허브리스 자이로스코프에 연결된다. 본 발명은 기존의 전기 모터를 보다 효율적이고 소형이며 경량의 대안으로 대체할 수 있다.

Description

전기 순환 레버리지 구동 방법 및 장치

본 발명은 일반적으로 전기 모터에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 종래의 모터를 보다 효율적이고 소형이며 경량의 대안으로 대체하는 전기 구동 시스템을 포함한다.

본 특허출원은 2019년 3월 19일에 출원된 미국 가특허출원번호 62/820,840호를 기초로 우선권을 주장하며, 그 내용은 그 전체가 참고문헌으로 본 명세서에 통합된다.

광범위한 산업 분야에서 사용되는 많은 알려진 전기 모터가 있다. 이들 대부분은 영구 자석에 작용하는 위상 자기장을 사용하여 중앙 허브에서 전기자를 회전시킨다.

이러한 모터의 크기와 복잡성은 출력에 비례하는데, 마력이 높을수록 무게, 크기 및 복잡성이 더 커진다. 본 발명은 효율적이고, 경량이며, 강력하고, 제조하기가 간단한 현재의 모터 디자인에 대한 대안을 제공한다.

본 발명은 전력을 위해 전기 모터를 사용하는 임의의 산업을 위한 전기 레버리지(leverage) 구동 방법 및 장치를 포함한다. 본 발명은 동일한 전력원으로부터 전력을 공급받을 뿐만 아니라 그를 대체하는 모터에 의해 통상적으로 점유되는 위치에 있도록 구성된다.

본 발명은 자기 자이로스코프에 근접하게 위치된 위상 전자기 에너지를 생성하는 순환 필드 코일(circulatory field coil)을 포함하는 링(ring)에 의해 추진되는 허브리스(hubless) 자기 자이로스코프를 포함한다. 전기 전도성 순환 필드 코일 시스템은 전자기장의 사용되지 않은 부분을 전기로서 전력원에 다시 복귀시켜 전체 효율을 높인다. 유도 코일은 전자기장을 생성하고 모터에 에너지를 전달함으로써 동맥과 같은 역할을 수행한다. 수거 코일은 사용하지 않는 전자기 에너지를 수거하고 전기 에너지를 배터리에 복귀시키는 정맥 역할을 수행한다.

자이로스코프로부터 최종 사용자(end use)까지 회전을 전달하는 수단이 허브리스 자이로스코프에 연결된다.

제어 특징부는 바람직하게는 산업에 따른 타이밍 변경을 허용하는 각각의 개별 전자기 필드 코일을 제어하는 마이크로프로세서에 의해 제공되는데, 코일당 하나의 컨트롤러가 제공된다. 예를 들어, 토크와 마력의 변화는 완전한 디지털 제어 수단을 통해 거의 무한 방식으로 전기 레버리지 드라이브의 타이밍을 변경하여 생성된다.

본 발명의 바람직한 실시예 및 대안예들은, 첨부도면들을 참조하여 밑에서 상세하게 기술될 것이다:
도 1은 전송 수단을 갖는 본 발명을 도시하는 사시도.
도 2는 본 발명의 횡단면도.
도 3은 순환 필드 코일 섹션을 도시하는 정면도.
도 4는 스테이터 치형부 주위에 감긴 순환 필드 코일을 보여주는 정면도.
도 5는 순환 필드 코일이 어떻게 에너지를 배터리로 다시 재순환시키는 지를 보여주는 개략도.

본 명세서에 사용되는 용어들은 오직 특징 실시예들을 기술하기 위하여 사용되는 것이지 본 발명에만 제한하려는 것이 아니다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, "및/또는"이라는 용어는 관련된 나열된 항목 중 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 단수 형태는, 그 문맥이 명백하게 달리 나타내지 않는 한, 단수 형태뿐만 아니라 복수 형태를 포함하기 위한 것이다. 본 명세서에서 사용될 때 "포함하다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 언급된 특징, 단계 공정, 요소 및/또는 구성요소의 존재를 명시하지만 하나 또는 그 이상의 다른 특징, 단계, 공정, 요소, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 추가의 존재를 배제하지 않는다는 것이 추가로 이해될 것이다.

본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학 용어 포함)는 달리 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 것과 같은 용어는 관련 기술 및 본 개시 내용의 하나의 맥락에서 그 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며 이상적인 의미 또는 본 명세서에 명시적으로 정의되지 않는 한 지나치게 형식적인 의미로 해석되어서는 안 됨을 이해할 것이다.

본 발명을 설명함에 있어서, 여러 기술 및 단계가 개시되어 있음을 이해할 것이다. 이들 각각은 개별적인 이점을 가지며 각각은 또한 다른 개시된 기술 중 하나 이상 또는 일부 경우에는 모두와 함께 사용될 수 있다. 따라서, 명확성을 위해 이 설명은 불필요한 방식으로 개별 단계의 모든 가능한 조합을 반복하지 않을 것이다. 그럼에도 불구하고, 본 명세서 및 청구범위는 이러한 조합이 전적으로 본 발명 및 청구범위의 범위 내에 있다는 것을 이해해야 한다.

가볍고 강력하며 제조하기가 용이한 방법 및 장치에서 현재 모터 디자인에 대한 대안예를 생성하기 위한 새로운 전기 순환 레버리지 구동 방법 및 장치가 본 명세서에서 논의된다. 다음 설명에서, 설명의 목적으로, 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해 다수의 특정 세부사항이 제시된다. 그러나, 본 발명이 이러한 특정 세부사항 없이 실시될 수 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다.

본 개시내용은 본 발명의 예시로서 고려되어야 하며 본 발명을 하기 도면 또는 설명에 의해 예시된 특정 실시양태로 제한하도록 의도되지 않는다.

이제, 본 발명은 바람직한 실시예를 나타내는 첨부도면을 참조하여 설명될 것이다. 도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전기 순환 레버리지 구동 방법 및 장치(이하 "장치")를 포함할 수 있는 요소의 정면도이다. 본 발명의 개념은 효율성을 생성하는 두 가지 방법을 초래하는데, 첫 번째 방법은 드라이브가 회전력을 곱하는 중심이 아니라 외부로부터 토크/마력을 생성하기 때문에 레버리지를 통한 것이며, 두 번째 방법은 DNA 형태의 이중 나선 필드 코일에 의해 생성된 과도한 자기장을 포착하고 에너지를 배터리로 다시 보내는 순환 시스템을 통한 방법이다. 도 1의 바람직한 실시예에서, 일반적인 조립체는, 경량 복합 재료, 알루미늄 또는 다른 적절한 재료로 제조될 수 있고 자이로스코프의 외주를 따라 복수의 자석(102)을 수용하도록 구성된 적어도 하나의 중앙 자이로스코프 플라이휠(100)로 구성된 장치의 각각의 요소를 포함한다. 도시되지는 않았지만, 수직 돌출부가 자이로스코프 외주의 표면적을 균등하게 분할하기 위해, 필요 시에, 자석을 분리한다. 대안적인 실시예에서, 자이로스코프 플라이휠은, 전체 또는 부분적으로, 복합 직물, 네오디뮴 입자 구리 또는 그 복합 구조에 내장된 다른 적절한 재료로 제조될 수 있는 자기장 형성 요소로 구성된다. 바람직한 실시예에서, 자이로스코프 플라이휠은, 도시되지는 않았지만, 자유 회전을 허용하는 베어링 시스템에 의해 지지된다. 대안의 실시예에서, 자이로스코프 플라이휠은 회전을 위해 베어링을 위치시키는 중앙 허브를 통합한다.

스테이터(114)가 다자이로스코프 플라이휠에 근접하게 배치되며, 스테이터(114)는 경량 복합 재료, 철, 또는 다른 적절한 재료로 제조될 수 있다. 도 1 및 도 4에 도시된 스테이터(114)의 치형부(112)는 구리 또는 다른 적절한 재료로 제조될 수 있는 도 1, 2 및 4에 도시된 순환 필드 코일(106)에 의해 개별적으로 둘러싸인다. 도 3-5에 도시된 순환 필드 코일 조립체(108)의 유도부(induction) 측면은 개별 모터 컨트롤러에 의해 제어되는 플라이휠의 회전을 유발하는 다중-위상 전자기장을 생성하며, 순환 필드 코일당 하나의 컨트롤러가 배치된다.

대안의 실시예에서, 다중 유도 필드 코일은 단일 모터 컨트롤러에 의해 제어될 수 있다. 또 다른 대안의 실시예에서, 자기 자이로스코프를 둘러싸는 차체(bodywork) 또는 쉘(shell)은 그 표피(skin)에 순환 필드 코일을 통합한다. 쉘은 쉘 내부 표면을 따라 또는 그 내부에 복합 매트릭스에 통합된 전기 전도성 재료 네트워크로 제조된다.

도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전기 순환 레버리지 구동 방법 및 장치를 포함할 수 있는 요소의 횡단면도를 도시한다. 바람직한 실시예에서, 도 2는 자이로스코프 플라이휠(100)과 영구 자석(102)을 위치시키는 본 발명의 횡단면을 도시한다. 플라이휠은 도 1에 도시된 벨트(120)를 위치시키는 출력 풀리(104)를 통합하고, 이는 액슬(116)을 회전시키는 수용 풀리(118)로 표시된 최종 사용자에 회전 에너지를 전달한다. 벨트는 기어, 구동샤프트 또는 모터를 연결하는 임의의 수단으로 대체될 수 있다. 전달 수단은 중심과 주변 사이의 임의의 지점에서 모터에 연결될 수 있으며, 가장 큰 레버리지 효과는 플라이휠의 주변에서 또는 그 근처에서 발생한다.

도 3은 이중 나선 코일 또는 유사한 특성을 갖는 재료에서 함께 꼬인 두 가닥의 구리로 구성된 필드 코일의 한 부분을 도시한다. 유도 코일인 스트랜드(108)는 자기장을 생성하기 위해 에너지를 수용하고, 수거 코일인 스트랜드(110)는 전기로 다시 변환되는 미사용 자기 에너지를 배터리로 순환시킨다. 도 4는 도 1-2에도 도시된 스테이터 치형부(112) 중 하나 주위에 감긴 코일형 이중 나선 필드 코일 가닥을 도시한다. 대안의 실시예에서, 유도 코일 및 수거 코일은 상이한 전도성 재료로 제조될 수 있는데, 예를 들어 유도 코일은 구리로 제조될 수 있는 반면 수거 코일은 알루미늄으로 제조될 수 있다.

도 4는 본 발명의 순환 시스템의 개략도를 도시한다. 배터리로부터 나온 에너지는 마이크로프로세서 컨트롤러를 통해 순환 필드 코일의 유도부 측면(108)으로 보내지며, 초과 에너지는 전기로 변환되어 인버터를 통해 배터리로 다시 보내진다. 대안의 실시예에서, 단일 가닥의 통상적인 필드 코일이 순환 수거 코일 대신에 사용될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예가 예시되고 설명되었지만, 전술한 바와 같이, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고도 많은 변경이 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 바람직한 실시예의 개시에 의해 제한되지 않는다.

Claims (5)

1. 에너지 재생 모터에 있어서, 상기 모터는:
   들어오는 전기 에너지를 위한 컨트롤러;
   나가는 전기 에너지를 위한 인버터;
   전기 에너지를 수용하고 보내도록 구성된 배터리;
   짜여진 필드 코일을 정렬하는 데 사용되는 스테이터;
   다수의 영구 자석;
   회전을 생성하기 위해 영구 자석을 정렬하는 전기자; 및
   벗어난(errant) 자기장을 수거하는 동안, 전기자를 추진하는 복수의 짜여진 전기 전도성 필드 코일을 포함하는, 에너지 재생 모터.
2. 제1항에 있어서, 회전 에너지를 원하는 장치에 연결하는 풀리 메커니즘을 추가로 포함하는, 에너지 재생 모터.
3. 제1항에 있어서, 복수의 짜여진 필드 코일은 자체 발전기(generator)인 모터를 생성하도록 구성되는, 에너지 재생 모터.
4. 제1항에 있어서, 발전기 및 모터로서 동시에 작동함으로써 순환 시스템을 생성하는 레버리지 드라이브를 추가로 포함하는, 에너지 재생 모터.
5. 제1항에 있어서, 외주를 따라 생성된 자기 에너지로 높은 토크를 생성하도록 구성된 레버리지 허브리스 드라이브를 추가로 포함하는, 에너지 재생 모터.

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