KR20210155376A - 출력을 향상시킨 발전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 출력을 향상시킨 발전장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고정자성체와 회전자성체부가 발생하는 서로 동일한 극성으로 밀어내는 힘(척력)과 서로 다른 극성으로 잡아당기는 힘(인력)을 이용해 발전기의 역기전력에 의해 회전축부에 가해지는 힘을 상쇄시키면서 회전축부의 회전력을 증대시켜 전체적인 출력을 향상시킨 발전장치에 관한 것이다.

Description

출력을 향상시킨 발전장치{POWER GENERATION DEVICE WITH IMPROVED OUTPUT}

본 발명은 출력을 향상시킨 발전장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고정자성체와 회전자성체부가 발생하는 서로 동일한 극성으로 밀어내는 힘(척력)과 서로 다른 극성으로 잡아당기는 힘(인력)을 이용해 발전기의 역기전력에 의해 회전축부에 가해지는 힘을 상쇄시키면서 회전축부의 회전력을 증대시켜 전체적인 출력을 향상시킨 발전장치에 관한 것이다.

일반적으로 전기 에너지를 생산하는 방법은 수력, 풍력, 조력, 태양열 등 자연 현상을 이용한 신재생에너지와 석탄, 기름 등의 연료를 이용한 화력 발전 또는 핵분열을 이용한 원자력 발전소 등을 통해 생산하고 있다.

먼저, 화력 발전의 경우 고체 연료를 가열할 때 생산하는 연기가 대기를 오염시키는 문제가 있다. 그리고 핵분열을 이용한 원자력 발전의 경우 생산효율은 높으나 사고의 위험과 생산 후 남은 연료봉의 처리 문제 등이 있어 점차적으로 그 수가 줄어들고 있는 실정이다.

또한, 신재생에너지의 경우 화력 발전이나 원자력 발전에 비해 상대적으로 환경을 덜 오염시키나 설치 장소가 제한적이며 설치비용이 비싼 단점이 있다.

이와 같은 종래의 전기 에너지를 생산하는 방법의 단점을 보완하기 위해 제안된 종래기술로는 대한민국 등록특허 제10-0743571호(2007.07.23. 등록)인 '무전원 전기에너지 발생방법 및 그 장치'를 살펴보면, 외부의 유료전원 공급 없이 휴대 시 자연적으로 생산하는 흔들림에 의하여 중력 작용에 따라 움직이는 유동진자로 소형발전부를 형성하여 전기에너지를 발생시키고, 전기에너지를 휴대전자기기에 공급하는 것으로, 원반형상으로 내부에 공간이 형성되어 있는 고정자와 상기 고정자 내부에 설치 구성되어 외부의 흔들림(진동)에 의해 회전하는 영구자석으로 유동진자로 구성된다.

그리고 상기 유동진자는 중력작용으로 무게 중심으로 따라 쉽게 이동되는 펼쳐진 부채 형상의 진자로써 길게 형성된 호의 일측에는 유동진자의 운동력에 추가적인 회전력을 더하기 위해 일정한 무게를 가지도록 볼록한 둥근 형상의 무게추를 형성하고, 유동진자의 운동중심축에 동력전달부를 구성하고, 고정자는 유동진자의 무게추가 입체적으로 최대한 근접하여 회전운동 할 수 있도록 무게추의 형상과 같은 둥근 형상의 내부를 형성하여 그 내측면에 형성되어 있는 코어에 코일이 설치된 구성을 제공하고 있다.

그러나 이러한 종래기술은 부채 형상의 진자로써 길게 형성된 호의 일측에 유동진자의 운동력에 추가적인 회전력을 더하기 위해 일정한 무게를 가지도록 볼록한 둥근 형상의 무게추가 형성되며, 유동진자의 운동중심축에 동력전달부를 구성하고 고정자는 유동진자의 무게추가 입체적으로 최대한 근접하여 회전운동 할 수 있도록 무게추의 형상과 같은 둥근 형상의 내부를 형성하여 그 내측면에 형성되어 있는 코어에 코일이 설치되는 것으로, 구성이 복잡하여 내구성이 약하고, 각각의 구성이 근접 배치됨으로써 쉽게 파손되고 동작 시 내부 온도가 상승하고 이로 인해 화재가 발생할 수 있는 문제점이 있었다.

한편, 통상의 공지된 회전자와 고정자로 구성하는 발전기는 회전자의 회전을통해 유도 기전력을 형성하고 발전(發電)을 이루는데, 통상의 발전기는 회전력(torque)를 감소시키는 방향 즉, 발전을 방해하는 방향으로 역기전력을 발생하게 된다.

따라서, 발전기로부터의 발전전력에 손실이 발생하게 되며, 역기전력에 의해 발생되는 힘을 이길 수 있는 힘이 외부에서 지속적으로 주어지지 않으면 결국 발전기는 동작을 멈추게 되는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허 제10-0743571호 (2007.07.23. 등록)

본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 고정자성체와 회전자성체부가 발생하는 서로 동일한 극성으로 밀어내는 힘(척력)과 서로 다른 극성으로 잡아당기는 힘(인력)을 이용해 발전기의 역기전력에 의해 회전축부에 가해지는 힘을 상쇄시키면서 회전축부의 회전력을 증대시켜 전체적인 출력을 향상시킨 발전장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 출력을 향상시킨 발전장치는, 발전기의 일측에 서로 동일한 극성을 가진 자력으로 형성된 관 형상의 고정자성체; 일측이 상기 발전기에 연결되어 상기 고정자성체의 중심축에 위치하고, 타측에 모터가 연결된 회전축부; 및 상기 고정자성체의 자력에 의해 상기 회전축부의 회전을 증폭시키도록 상기 회전축부에 형성된 회전자성체부를 포함하는 출력을 향상시킨 발전장치를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따른 출력을 향상시킨 발전장치에 있어서, 상기 회전자성체부는 상기 회전축부의 길이방향의 일측에 상기 고정자성체와 동일한 극성의 자성체로 형성된 자성체부; 및 상기 회전부의 길이방향 타측에 형성되어 상기 회전축부의 회전에 대응하여 원심력을 발생시키는 원심추를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 출력을 향상시킨 발전장치에 있어서, 상기 회전자성체부는 상기 회전축부의 길이방향 일측으로부터 연장되어 상기 자성체부를 연결하는 제1 연결부; 및 상기 회전축부의 길이방향 타측으로부터 연장되어 상기 원심추를 연결하는 제2 연결부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 출력을 향상시킨 발전장치에 있어서, 상기 원심추는 상기 자성체부보다 무거운 중량으로 형성되어 회전방향의 원주방향으로 편심을 형성하여 상기 자성체부의 공기 저항력을 감소시키는 것을 특징으로 할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 출력을 향상시킨 발전장치에 있어서, 회전자성체부는, 회전축부의 길이방향 일측 또는 대응하는 양측에 상기 고정자성체와 동일한 극성의 자성체로 형성된 자성체부;를 포함한다.

바람직하게, 고정자성체와 회전자성체부를 구성하는 자성체부는 발전기의 전기자와 고정자에 대응하여 동일 개수와 동일 형상을 가지는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 출력을 향상시킨 발전장치는, 일측이 발전기와 연결된 설정 길이와 지름의 회전축부와; 설정 두께와 넓이를 갖는 호 형상으로 회전축부를 간격을 가지며 감싸도록 설치한 고정자성체와; 회전축부에 지지되어 동일하게 회전하되, 고정자성체와 발생하는 척력을 이용해 척력 발생지점과 반대하는 방향으로 중량을 이동시켜 회전방향의 원주방향에 편심을 형성함으로 회전축부의 회전을 증폭시키는 회전자성체부를; 포함한다.

이때, 일 예로, 고정자성체는 회전축부의 길이방향으로 설정 간격을 가지며 제1고정자성체와 제2고정자성체로 구분되게 설치 형성한다.

그리고, 회전자성체부는, 제1고정자성체와 대응하게 위치하고, 제1고정자성체와 인력을 발생하도록 반대 극성을 가진 제1자성체부로 구성한 인력발생부와; 회전축부를 중심으로 반대되는 위치에 각각 설정 중량을 가진 자성체로 구성되어 제2고정자성체와 대응하게 위치하고, 제2고정자성체와 동일 극성을 가져 발생한 척력에 의해 위치가 이동하는 제2자성체부로 구성한 척력발생부를; 포함한다.

일 실시예로, 척력발생부는, 회전축부를 중심축으로 직교되게 설치하며 설정의 길이를 갖는 중공의 가이드관체와, 가이드관체를 따라 이동가능한 제2자성체부(340a, 340b)를 포함하여 구성한다.

또한, 필요에 따라 척력발생부는, 설정의 길이를 가지며, 가이드관체를 관통하며 발생하는 힘에 의해 가이드관체의 중공을 타고 슬라이드 이동가능하게 설치하고, 양 단부에 각각 제2자성체부를 형성한 지지체를 더 포함하여 구성한다.

이와 같이 본 발명에 따른 출력을 향상시킨 발전장치는,

첫째, 실시예에 따라, 고정자성체와 회전자성체부가 발생하는 서로 동일한 극성으로 밀어내는 힘(척력)과 서로 다른 극성으로 잡아당기는 힘(인력)을 이용해 발전기의 역기전력에 의해 회전축부에 가해지는 힘을 상쇄시키면서 회전축부의 회전력을 증대시켜 전체적인 출력을 향상시키는 효과를 가진다.

둘째, 실시예에 따라, 회전축부의 일측에 자력으로 회전되는 자성체부와 회전축부의 타측에 원심추가 형성된 회전자성체부를 고정자성체의 내부에 배치하여 무게를 경량화한 단순한 구조에도 회전축부의 회전력을 증대시킴으로써, 회전축부의 일측에 연결된 발전기의 출력을 증대시키는 효과를 가진다.

셋째, 실시예에 따라, 회전축부도 소정의 지름으로 형성하여 공기의 저항력을 감소시켜 회전자성체부의 회전력을 증대해주는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 출력을 향상시킨 발전장치를 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1을 평면으로 나타낸 평면도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 출력을 향상시킨 발전장치의 회전자성체부를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 출력을 향상시킨 발전장치를 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 출력을 향상시킨 발전장치를 구성하는 고정자성체의 일 예를 보여주는 개략적인 도면이다.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 출력을 향상시킨 발전장치를 구성하는 회전자성체부의 일 예를 보여주는 개략적인 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.

덧붙여, 명세서 전체에서 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 다른 구성요소를 사이에 두고 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 출력을 향상시킨 발전장치에 대하여 상세히 설명한다.

먼저, 도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 출력을 향상시킨 발전장치를 보여주는 도면이고, 도 2는 도 1을 평면으로 나타낸 평면도이고, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 출력을 향상시킨 발전장치의 회전자성체부를 나타낸 사시도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 출력을 향상시킨 발전장치(10)는, 모터(220)와 회전축부(200) 및 발전기(210)를 구성하고, 발전기(210)의 역기전력에 의해 회전축부(200)에 가해지는 힘을 상쇄시키거나 회전축부(200)의 회전력을 증대시킬 수 있도록 고정자성체(100)와 회전자성체부(300)를 포함하여 출력을 향상시킬 수 있도록 구성한다.

보다 상세하게는, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 출력을 향상시킨 발전장치(10)는, 일측이 발전기(210)와 연결되고 타측에 모터(220)가 연결된 설정 길이와 지름의 회전축부(200)와, 발전기(210)의 일측에 서로 동일한 극성으로 자력을 가지는 자성체로 회전축부(200)를 중심축으로 감싸는 관 형상의 고정자성체(100)를 구성하고, 고정자성체(100)의 자력에 의해 회전축부(200)의 회전을 증폭시키도록 회전축부(200)에 형성된 회전자성체부(300)를 포함한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 고정자성체(100)는 내측에 동일한 극성으로 자력을 가지는 관으로 형성된다.

이러한 고정자성체(100)는 회전축부(200)를 중심축으로 감싸는 형태를 갖는다. 일 실시예로 고정자성체(100)는 원기둥 형상이 서로 이격되어 마주보며 배치되고, 서로 동일한 극성의 자력으로 형성시킬 수 있다.

또한, 고정자성체(100)는 운동에너지를 생산하는 것으로, 외측면을 둘러싸는 커버체(C)를 더 포함할 수 있다.

여기서, 커버체(C)는 양단부가 폐쇄되고, 고정자성체(100)를 둘러싸는 원통형 또는 사각박스 형상으로 이루어질 수 있다.

또한, 커버체(C)는 회전축부(200)가 위치하는 부분이 관통된 홀이 형성되고, 홀의 내주면을 따라 베어링이 형성될 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 회전축부(200)는 일측이 발전기(210)에 연결되어 고정자성체(100)의 중심축에 위치하고, 타측에 모터(220)가 연결된다.

특히, 회전축부(200)는 설정의 길이와 지름을 가지는 경량화된 축으로 형성되어 회전을 위한 최초의 에너지의 소모를 절약할 수 있다. 그리고 연속적인 회전 시에도 일반적인 회전수를 적용 시, 지름이 넓고 중량화된 축에 비해 회전력이 높은 회전수를 얻을 수 있다.

또한, 회전축부(200)는 발전기(210)의 내부에서 유도기전력을 발생시키는 역할을 하는 것으로, 일측에 권선을 설치하는 것이 바람직하다.

한편, 발전기(210)는 일반적으로 영구자석 또는 전자석을 포함하는 회전자 및 회전자가 회전할 때 유도 기전력이 발생되는 권선을 포함하는 고정자로 형성된다.

또한, 발전기(210)는 여기 명세서의 도면에서 고정자성체(100)의 지름보다 작게 도시되어 있으나, 고정자성체(100)와 동일한 지름으로 형성될 수 있다. 그리고 커버체(C)에 둘러싸이게 형성되는 것이 바람직하다.

여기서, 회전자는 회전축부(200)의 일측이 되는 것으로 회전축부(200)의 회전력에 의해 발전기(210)에서 유도 기전력을 얻을 수 있다.

이를 위해, 후술하는 회전자성체부(300)가 회전축부(200)에 형성되는 것이다.

모터(220)는 회전축부(200)의 타측에 연결되어 회전축부(200)를 일방향으로 회전시키는 역할을 한다.

이때, 모터(220)는 외부의 전력을 인가받아 회전력을 제공하고, 회전축부(200)가 회전자성체부(300)에 의해 회전력이 증대되는 경우, 외부의 전력을 일시적으로 중단 또는 회전력을 감소시키는 제어부를 더 포함할 수 있다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 회전자성체부(300)는 고정자성체(100)의 자력에 의해 회전축부(200)의 회전을 증폭(증대)시키도록 회전축부(200)에 형성된다.

이를 위해, 회전자성체부(300)는 자성체부(310) 및 원심추(320)를 더 포함한다.

자성체부(310)는 회전축부(200)의 길이방향의 일측에 고정자성체(100)와 동일한 극성의 자성체로 형성된다.

특히, 자성체부(310)는 길이방향으로 연장되고, 고정자성체(100)의 내측에 인접하게 위치하여 서로 동일한 극성의 자력에 의해 밀어내는 힘이 작용한다. 이로 인해, 모터(220)의 작동에 따라 회전축부(200)의 회전으로 1의 힘이 작용하면 2의 힘으로 회전력이 증대될 수도 있다.

원심추(320)는 회전축부(200)의 길이방향 타측에 형성되어 회전축부(200)의 회전에 대응하여 원심력을 발생시키는 역할을 한다.

특히, 바람직하게 원심추(320)는 자성체부(310)보다 같거나 무거운 중량으로 형성되어 회전방향의 원주방향으로 편심을 형성하여 자성체부(310)의 공기 저항력을 감소시키는 것이다.

이러한, 원심추(320)는 회전축부(200)를 사이에 두고, 자성체부(310)와 마주보며 위치하고, 길이방향으로 연장되어 고정자성체(100)의 내측에 인접하게 위치한다.

또한, 원심추(320)는 회전축부(200)의 회전에 의한 원심력으로 자성체부(310)의 회전력을 더욱 증대시키는 역할을 한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 출력을 향상시킨 발전장치(10)에 있어서, 회전자성체부(300)는 도 3에 도시된 바와 같이 제1 연결부(311) 및 제2 연결부(321)를 더 포함할 수 있다.

제1 연결부(311)는 회전축부(200)의 길이방향 일측으로부터 연장되어 자성체부(310)를 연결한다.

여기서, 제1 연결부(311)는 소정의 지름을 가지는 경량화된 축으로 형성되어 회전에 의한 공기의 마찰력을 감소시켜 공기의 저항력을 줄여줄 수 있다.

제2 연결부(321)는 회전축부(200)의 길이방향 타측으로부터 연장되어 원심추(320)를 연결한다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 출력을 향상시킨 발전장치(10)는 도1 및 도 2에 도시된 바와 같이 배터리(400)를 더 포함할 수 있다.

배터리(400)는 발전기(210)로부터 발전된 기전력을 충전하는 것으로, 회전에너지를 전기에너지로 변환하는 변환기를 구비할 수 있다.

이러한 배터리(400)는 복수의 단자를 더 포함하여 휴대전자기에 전력을 인가할 수 있다.

한편, 도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 출력을 향상시킨 발전장치를 보여주는 도면이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 출력을 향상시킨 발전장치(10)는, 일측이 발전기(210)와 연결되고 타측에 모터(220)가 연결된 설정 길이와 지름의 회전축부(200)와; 발전기(210)의 일측에, 서로 동일한 극성으로 자력을 가지는 자성체로 회전축부(200)를 중심축으로 감싸는 관 형상의 고정자성체(100)와; 고정자성체(100)의 자력에 의해 회전축부(200)의 회전을 증폭시키도록 회전축부(200)에 형성된 회전자성체부(300);를 포함하여 구성한다.

이때, 발전기(210)는 종래기술에서 설명한 바와 같이, 역기전력에 의해 회전축부(200)가 회전력(torque)이 감소시키는 방향 즉, 발전을 방해하는 방향인 반대방향으로 회전하려는 힘이 발생된다.

본 발명은 이러한 역기전력에 의한 회전축부(200)가 반대방향으로 회전하려는 힘을 상쇄할 수 있도록 고정자성체(100)와 회전자성체부(300)를 구성한다.

이를 위한 실시예로, 회전자성체부(300)는, 도 4를 참조하면, 회전축부(200)를 중심으로 길이방향의 대응하는 양측에 고정자성체(100)와 동일한 극성의 자성체로 형성한 자성체부(310)로 형성한다.

일 예로, 고정자성체(100)는 N 극을 가지도록 형성하고 자성체부(310) 또한 동일한 N 극을 가진다.

이와 같이 동일한 극성의 고정자성체(100)와 회전자성체부(300)는 지속적으로 서로 밀어내려는 힘을 가지게 되고, 이들의 중심축으로 회전하고 있던 회전축부(200)는 이러한 고정자성체(100)와 회전자성체부(300)가 서로 밀어내려는 힘이 더해져 원래의 발전방향으로의 회전력이 증대된다.

한편, 고정자성체(100)와 회전자성체부(300)가 서로 밀어내려는 힘에 회전이더해져 회전축부(200)의 증대된 회전력은 발전기(210)의 발전과정 중 역기전력이 발생할 때 회전축부(200)가 반대방향으로 회전하려는 힘을 상쇄시키게 되고, 회전축부(200)는 역기전력에 의한 힘을 극복하고 지속적인 회전력을 가지게 된다.

바람직하게 발전기(210)의 역기전력을 상쇄시켜 극복할 수 있도록 고정자성체(100)와 회전자성체부(300)를 구성하는 자성체부(310)는 발전기(210)의 전기자(212)와 고정자(211)에 대응하여 동일 개수와 동일 형상을 가진다.

한편, 발전기(210)를 구성하는 회전자(212)와 고정자(211)는 극수에 따라 다양한 분할된 형태를 갖는다. 이에 따라, 고정자성체(100)와 회전자성체부(300)는 발전기의 극수에 따라 발전기에 대응하여 동일 개수와 동일 형상을 가질 수 있음은 물론이다.

한편, 도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 출력을 향상시킨 발전장치를 구성하는 고정자성체의 일 예를 보여주는 개략적인 도면이고, 도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 출력을 향상시킨 발전장치를 구성하는 회전자성체부의 일 예를 보여주는 개략적인 도면이다.

자성체 끼리 서로 밀어낸 힘(척력, F2)을 이용하면 자력의 세기에 따라 거의 무한대로 물체를 들어 올릴 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 제3실시예에 따른 출력을 향상시킨 발전장치(10)는 이러한 자성체가 가지는 힘을 중량을 이동시키는데 사용한 것이다.

본 발명의 제3실시예에 따른 출력을 향상시킨 발전장치(10)는, 고정자성체(100)와 회전자성체부(300)가 발생하는 서로 동일한 극성으로 밀어내는 힘(척력, F2)과 서로 다른 극성으로 잡아당기는 힘(인력, F1)을 이용해 회전자성체부(300)를 구성하는 일부분의 중량 이동을 통해 무게중심을 변동시킴으로 회전방향의 원주방향에 편심을 형성하여 발전기(210)의 역기전력에 의해 회전축부(200)에 가해지는 힘을 상쇄시키면서 회전축부(200)의 회전력을 증대시키고 전체적인 출력을 향상시키도록 구성한다.

이를 위한 실시예로, 본 발명은 일측이 발전기(210)와 연결된 설정 길이와 지름의 회전축부(200)와; 설정 두께와 넓이를 갖는 호 형상으로 회전축부(200)를 간격을 가지며 감싸도록 설치한 고정자성체(100)와; 회전축부(200)에 지지되어 동일하게 회전하되, 고정자성체(100)와 발생하는 척력을 이용해 척력 발생지점과 반대하는 방향으로 중량을 이동시켜 회전방향의 원주방향에 편심을 형성함으로 회전축부(200)의 회전을 증폭시키는 회전자성체부(300)를 포함하여 구성한다.

이러한 제3실시예에 따른 출력을 향상시킨 발전장치(10)를 보다 구체적으로 설명하면 후술과 같다.

먼저, 제3실시예에 따른 출력을 향상시킨 발전장치(10)는, 회전축부(200) 및 발전기(210)를 구성하고, 발전기(210)의 역기전력에 의해 회전축부(200)에 가해지는 힘을 상쇄시키면서 회전축부(200)의 회전력을 증대시킬 수 있도록 고정자성체(100)와 회전자성체부(300)를 구성하고, 배터리(400)를 포함해 구성한다(도 1 및 도 4 참조). 이에 따라 발전기(210) 그리고 배터리(400)의 구성은 상술한 바 그 상세한 설명을 생략한다.

한편, 본 발명은 필요에 따라 회전축부(200)의 타측에 모터(220 : 도1, 도4 참조)가 연결되어 회전축부(200)를 일방향으로 회전시키는 역할을 한다. 다시 말해, 후술의 인력발생부(A)와 척력발생부(B)의 작용 세기 여부에 따라 모터(220)는 설치하거나 또는 비설치할 수 있다.

한편, 회전축부(200)는 일측이 발전기(210)와 연결되는데, 발전기(210)의 용량과 크기에 따라 설정 길이와 지름을 갖는다.

먼저, 고정자성체(100)는 도 5를 참조하면, 설정 두께와 넓이를 갖는 호 형상(호ab)을 가지며 회전축부(200)를 간격을 가지며 감싸도록 설치한다.

이러한 고정자성체(100)의 크기는 발전기(210)를 포함한 발전장치(10)의 용량과 크기에 따라 결정되며 설정에 따라 변경될 수 있음은 물론이다.

일 실시예로 바람직하게, 고정자성체(100)는 회전축부(200)의 길이방향으로 설정 간격(r)를 가지며 제1고정자성체(100a)와 제2고정자성체(100b)로 구분되게 설치한다.

상술의 설정 간격(r)은 제1고정자성체(100a)와 제2고정자성체(100b)가 상호 간섭을 받지 않을 정도의 간격(r)으로 그 간격이 정해진 것은 아니며 설치하는 제1고정자성체(100a)와 제2고정자성체(100b)의 자력 세기에 따라 달라질 수 있음은 물론이다.

이어서, 회전자성체부(300)는 회전축부(200)에 지지되어 동일하게 회전하되, 고정자성체(100)와 발생하는 척력을 이용해 척력 발생지점과 반대하는 방향으로 중량을 이동시켜 회전방향의 원주방향에 편심을 형성함으로 회전축부(200)의 회전을 증폭(증대)시키는 구조를 갖는다.

이를 위한 구체적인 일 실시예로, 도 6을 참조하면, 회전자성체부(300)는 크게 인력발생부(A)와 척력발생부(B)로 구성한다.

인력발생부(A)는, 후술의 척력발생부(B)가 척력이 발생하는 정위치에 위치할 수 있도록 잡아당기는 역할을 수행한다.

이를 위해 인력발생부(A)는 상술의 제1고정자성체(100a)와 대응하게 위치하고, 제1고정자성체(100a)와 인력(F1)을 발생하도록 반대 극성을 가진 제1자성체부(330)로 구성한다.

다시 말해, 제1고정자성체(100a)가 N극이면 제1자성체부(330)는 S극이 되고, 제1고정자성체(100a)가 S극이면 제1자성체부(330)는 N극이 된다.

바람직하게 제1자성체부(330)는 회전축부(200)와 간격을 가지며 제1고정자성체(100a)의 내측에 인접하게 위치하는데, 회전축부(200)를 중심으로 반대되는 단부 위치로 각각 설정의 중량을 가지는 제1자성체부(330a, 330b)를 구성한다.

한편, 이러한 제1자성체부(330; 330a, 330b)는 후술의 제2자성체부(340)의 자력의 세기에 따라 그 크기가 형상이 결정되는데, 바람직하게는 제1고정자성체(100a)에 대응하여 동일 형상을 갖는다. 그러나, 이에 한정하는 것은 아니며 발전기(210)의 발전용량 및 크기 그리고 자성체의 자력 세기에 따라 변경될 수 있음은 물론이다.

한편, 척력발생부(B)는, 상술의 제2고정자성체(100b)와 대응하게 위치하고, 제2고정자성체(100b)와 척력(F2)을 발생하도록 동일 극성을 가진 제2자성체부(340)로 구성한다.

다시 말해, 제2고정자성체(100b)가 N극이면 제2자성체부(340)는 N극이 되고, 제2고정자성체(100b)가 S극이면 제1자성체부(330)는 S극이 된다.

그리고, 제2자성체부(340) 또한 바람직하게 회전축부(200)와 간격을 가지며 제2고정자성체(100b)의 내측에 위치하는데, 회전축부(200)를 중심으로 반대되는 위치로 각각 설정 중량을 가지는 제2자성체부(340a, 340b)를 구성한다.

그리고, 제2자성체부(340a, 340b)는 제2고정자성체(100b)와 대응하게 위치하고 제2고정자성체(100b)와 동일 극성을 가져 발생한 척력(F2)에 의해 밀려나 위치가 이동해 중량이 이동되도록 구성한다.

한편, 이러한 제2자성체부(340; 340a, 340b)는 상술한 바와 같이 설정의 중량을 갖는 자성체로 설계에 따라 그 크기와 형상이 결정되는데, 바람직하게는 제2고정자성체(100b)에 대응하여 동일 형상을 갖는다. 그러나, 이에 한정하는 것은 아니며 발전기(210)의 발전용량 및 크기 그리고 자성체의 자력 세기에 따라 변경될 수 있음은 물론이다.

그리고, 이러한 각각의 제2자성체부(340a, 340b)는, 제2고정자성체(100b)와의 척력(F2)에 의해 척력 발생지점과 반대하는 방향으로 이동됨으로 중량을 이동시켜 회전방향의 원주방향에 편심을 형성한다.

구체적으로, 일측의 제2자성체부(340a)가 제2고정자성체(100b)와 척력(F2)을 발생할 때는 타측의 제2자성체부(340b)가 척력 발생지점과 반대 방향으로 이동되게 밀려나고 밀려난 타측 제2자성체부(340b)가 위치한 부분은 타측 제2자성체부(340b)의 중량이 더해져 순간적으로 척력 발생지점보다 훨씬 더 무거워진다.

그리고, 회전축부(200)의 회전력에 따라 회전하면서 일측과 타측의 위치는 바뀌게 되고, 타측의 제2자성체부(340b)가 제2고정자성체(100b)와 척력(F2)을 발생할 때는 일측의 제2자성체부(340a)가 척력 발생지점과 반대 방향으로 이동되게 밀려나고 밀려난 일측 제2자성체부(340a)가 위치한 부분은 일측 제2자성체부(340a)의 중량이 더해져 순간적으로 척력 발생지점보다 훨씬 더 무거워진다.

이와 같이, 척력발생부(B)는 제2자성체부(340; 340a, 340b)를 척력(F2)을 이용해 척력 발생지점에서 멀어지는 방향으로 이동시킴으로 결국 중량에 의한 무게 중심을 변동시키고 회전방향의 원주방향에 편심을 형성함으로 발전기(210)의 역기전력에 의해 회전축부(200)에 가해지는 힘을 상쇄시키면서 회전축부(200)의 회전을 증폭시킨다.

이를 보다 용이하게 하기 위한 구체적인 실시예로, 도 6을 참조하면, 회전자성체부(300)의 척력발생부(B)는 하기와 같이 구성한다.

도시한 바와 같이, 척력발생부(B)는 회전축부(200)를 중심축으로 직교되게 지지되어 설치하며 설정의 길이를 갖는 중공의 가이드관체(500)와, 가이드관체(500)를 따라 이동가능하게 설치한 제2자성체부(340a, 340b)를 포함하여 구성한다.

예를 들어 제2자성체부(340a, 340b)는 가이드관체(500)의 내부에 위치되어 발생한 척력에 의해 한 쪽으로 이동함으로 중량이 이동 쏠림되는 구조일 수 있다.

또는 예를 들어 제2자성체부(340a, 340b)는 가이드관체(500)의 내부에 위치되어 발생한 척력에 의해 어느 한 쪽으로 외부 돌출되게 이동함으로 중량이 이동 쏠림되는 구조일 수 있다.

이에 따라 발생한 척력(F2)에 의해 제2자성체부(340a, 340b)는 제2고정자성체(100b)와의 척력(F2)에 의해 척력 발생지점과 반대하는 방향으로 가이드관체(500)를 따라 이동됨으로 중량을 이동시켜 회전방향의 원주방향에 편심을 형성한다.

한편, 본 발명의 척력발생부(B)는 필요에 따라 가이드관체(500)를 관통하며 발생하는 힘에 의해 가이드관체(500)의 중공을 타고 슬라이드 이동가능하게 설치한 설정의 길이를 갖는 지지체(600)를 더 포함한다. 이때, 제2자성체부(340; 340a, 340b)는 바람직하게 중량을 가지는 자성체로 지지체(600)의 양 단부 자체이거나 양 단부에 각각 일체형으로 형성할 수 있다.

바람직하게 지지체(600)는 가이드관체(500)의 길이보다 길어 양 단부가 가이드관체(500)의 단부에서 돌출되게 형성한다.

또한, 제2자성체부(340; 340a, 340b)는 상술의 지지체(600)의 양 단부 그 자체일 수 있으며, 필요에 따라 일체형으로 지지체(600)의 양 단부에 교체가능하도록 착탈 결합하는 구조일 수도 있다.

또한, 지지체(600)는 중공의 관 형상을 가지거나, 또는 빈 공간이 없는 막대 나 봉 형상일 수 있음은 물론이다.

그리고, 지지체(600) 자체가 설정 중량을 가진 자성체로 구성할 수 있음은 물론이다.

더불어, 필요에 따라 지지체(600)는 제2자성체부(340; 340a, 340b)와 근접한 내부에 별도의 중량체를 포함한 구조일 수 있다.

한편, 척력발생부(B)는 제2고정자성체(100b)가 척력(F2)에 의해 제2자성체부(340; 340a, 340b)를 수직으로 들어올릴 수 있을 정도로 자력의 세기를 가지며, 인력발생부(A)와 척력발생부(B)에서 발생하는 자력의 세기가 같아지도록 설정에 따라 설계하여 척력(F2)이나 인력(F1) 어느 한 쪽의 힘에 의해 회전축부(200)의 회전이 방해받지 않게 한다.

그리고, 필요에 따라 본 발명에서 인력발생부(A)와 척력발생부(B)는 그 위치가 상호 변경되어 위치할 수 있고, 필요에 따라 인력발생부(A)와 척력발생부(B)는 복수개로 설치할 수 있음은 물론이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 관해서 설명하였으나, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 물론이다.

따라서, 본 발명의 권리범위는 상술한 실시 예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시 예로 구현될 수 있다. 그리고 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.

10 : 출력을 향상시킨 발전장치
100 : 고정자성체 100a : 제1고정자성체
100b : 제2고정자성체 200 : 회전축부
210 : 발전기 220 : 모터
300 : 회전자성체부 310 : 자성체부
311 : 제1 연결부 320 : 원심추
321 : 제2 연결부 330 : 제1자성체부
340 : 제2자성체부 400 : 배터리
500 : 가이드관체 600 : 지지체

Claims (4)

1. 일측이 발전기와 연결된 설정 길이와 지름의 회전축부와;
   설정 두께와 넓이를 갖는 호 형상으로 상기 회전축부를 간격을 가지며 감싸도록 설치한 고정자성체와;
   상기 회전축부에 지지되어 동일하게 회전하되, 상기 고정자성체와 발생하는 척력을 이용해 척력 발생지점과 반대하는 방향으로 중량을 이동시켜 회전방향의 원주방향에 편심을 형성함으로 상기 회전축부의 회전을 증폭시키는 회전자성체부를; 포함하는 것을 특징으로 하는 출력을 향상시킨 발전장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 고정자성체는,
   회전축부의 길이방향으로 설정 간격을 가지며 제1고정자성체와 제2고정자성체로 구분되게 설치하고;
   상기 회전자성체부는,
   상기 제1고정자성체와 대응하게 위치하고, 상기 제1고정자성체와 인력을 발생하도록 반대 극성을 가진 제1자성체부로 구성한 인력발생부와,
   회전축부를 중심으로 반대되는 위치에 설정 중량을 가진 자성체로 구성되어 상기 제2고정자성체와 대응하게 위치하고, 제2고정자성체와 동일 극성을 가져 발생한 척력에 의해 밀려나 위치가 이동하는 제2자성체부로 구성한 척력발생부를; 포함하는 것을 특징으로 하는 출력을 향상시킨 발전장치.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 척력발생부는,
   상기 회전축부를 중심축으로 직교되게 설치하며 설정의 길이를 갖는 중공의 가이드관체와,
   상기 가이드관체를 따라 이동가능한 제2자성체부를 포함하는 것을 특징으로 하는 출력을 향상시킨 발전장치.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 척력발생부는,
   설정의 길이를 가지며, 상기 가이드관체를 관통하며 발생하는 힘에 의해 가이드관체의 중공을 타고 슬라이드 이동가능하게 설치하고, 양 단부에 제2자성체부를 형성한 지지체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 출력을 향상시킨 발전장치.

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