KR20220004546A - 복수의 발전모듈을 이용한 에너지 발생장치 - Google Patents

복수의 발전모듈을 이용한 에너지 발생장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복수의 분리되는 챔버를 갖는 카트리지가 구비되어 그 내측에 복수의 발전모듈이 각각 내장되고, 상기 발전모듈은 계통형 인버터를 통하여 한전전원 또는 수용가에 전원을 공급토록 설치되며, 상기 발전모듈은 스타트모터에 연결되는 회전축을 통하여 회전부하에 구동력을 공급토록 설치되면서 상호대응되는 영구자석과 영구자석, 영구자석과 전자석의 상호 작용(인력 또는 척력)에 의해 회전력을 발생시키도록 설치되는 복수의 발전모듈을 이용한 에너지 발생장치에 관한 것이다.

Description

복수의 발전모듈을 이용한 에너지 발생장치{APPARATUS FOR PRODUCING ELECTRIC POWER USING GENERATION MODULES}
본 발명은 복수의 분리되는 챔버를 갖는 카트리지가 구비되어 그 내측에 복수의 발전모듈이 각각 내장되고, 상기 발전모듈은 계통형 인버터를 통하여 한전전원 또는 수용가에 전원을 공급토록 설치되며, 상기 발전모듈은 스타트모터에 연결되는 회전축을 통하여 회전부하에 구동력을 공급토록 설치되면서 상호대응되는 영구자석과 영구자석, 영구자석과 전자석의 상호 작용(인력 또는 척력)에 의해 회전력을 발생시키도록 설치되는 복수의 발전모듈을 이용한 에너지 발생장치에 관한 것이다.
일반적으로 전기 모터는, 전기적인 에너지를 사용하여 자기장과 전류를 운반하는 도체의 상호작용을 통해 기계적인 에너지를 생산한다.
그리고, 전자기 수단에 의한 전기적 에너지의 기계적 에너지로의 변환은 1821년 영국 과학자 마이클 패러데이(Michael Faraday)에 의해 처음 입증되었고 이후 헨드릭 로렌츠(Hendrik Lorentz)의 작업에 의해 계량화되었다.
또한, 자기장은 전자와 같은 전기 전하 캐리어가 공간 또는 전기 도체 내를 움직일 때 생성되고, 움직이는 전하 캐리어(전류)에 의해 생성되는 자속선의 기하학적 형상은 정전기장에서 속선의 형상과 유사하다.
더하여, 자속은 특히 철 및 니켈과 같은 일부 예외를 제외하고 대부분의 금속을 영향을 받지 않거나 거의 없이 통과하며, 이 두 금속과 이들을 포함하는 합금 및 혼합물은 자속선이 집속되어 있기 때문에 강자성체로 알려져 있다.
그리고, 가장 큰 자장 강도 또는 자속 집속을 갖는 영역은 자극으로 알려져 있다.
또한, 전통적인 전기 모터에서, 단단히 감싸진 전류 수송 물질로 이루어진 중앙 코어는 전류가 인가되면 (고정자로 알려진) 자석의 고정된 극들 사이에서 고속으로 스핀하거나 회전하는 (회전자로 알려진) 자극을 생성하고, 중앙코어는 전형적으로 회전자와 함께 회전할 샤프트와 결합된다.
계속하여, 발전기는 전자기 유도 원리에 기초하며, 도전 물질이 자기장을 통과할 때 (또는 반대의 경우도 마찬가지), 전류가 그 물질을 통해 흐르기 시작하며,이러한 전자기 효과는 움직이는 도체에 전압 또는 전류를 유도하는 것이다.
이와같은 기술과 관련되어 종래의 특허 제1920889호에 발전기 제어방법의 기술이 제시되고 있으며 그 구성은 도1에서와 같이, 외력에 의해 회전하는 입력부(1), 상기 입력부(1)의 회전운동(기계적 에너지)을 전기적 에너지로 변환하는 제1발전모듈(2), 상기 제1발전모듈(2)을 통해 전달되는 상기 입력부(1)의 회전운동을 전기적 에너지로 변환하는 제2발전모듈(5), 상기 제2발전모듈(5)을 통해 전달되는 상기 입력부(1)의 회전운동을 전기적 에너지로 변환하는 제3발전모듈(7)을 포함한다.
그리고, 상기 입력부(1)는 입력축(11), 상기 입력축에 고정되어 바람이나 물에 의해 회전하는 임펠러(13)로 구비되며, 상기 입력축(11)은 상기 임펠러(13)에 의해 회전운동 하게 되고, 상기 제1발전모듈(2)은 외관을 형성하는 제1하우징(21), 상기 제1하우징 내부에 고정된 제1스테이터(22), 상기 제1하우징 내부에 구비되어 회전 시 상기 제1스테이터(22)에 유도 기전력을 발생시키는 제1로터(24), 상기 입력축(11)에 연결되어 상기 입력축의 회전운동을 상기 제1로터(24)의 회전운동으로 변환하는 제1변환부(26)를 포함한다.
또한, 상기 제1하우징(21)은 제1하우징 바디(211)로 이루어지며, 상기 제1스테이터(22)는 상기 제1하우징 바디(211)의 원주면에 고정되어 상기 제1하우징 바디 내부에 위치하며, 상기 제1하우징 바디(211)의 개방된 전방면은 제1전방커버(213)에 의해 폐쇄되고, 상기 제1하우징 바디(211)의 개방된 후방면은 제1후방커버(715에 의해 폐쇄된다.
상기와 같은 발전기 제어방법은, 제어부(9)의 동작으로 제1제동부(27)를 제어하여 상기 제1코일(225)에 전류를 공급하면, 상기 각 제1보빈들은 전자석처럼 거동하여 상기 제1스테이터 관통홀 내부에는 자기장이 형성되고, 상기 제1발전모듈(2)에서 발생한 에너지는 제1축전부를 통하여 저장되는 것이다.
그러나, 상기와 같은 발전기는, 각 발전모듈이 한몸으로 이루어져 있어 유지보수시 일부분의 고장시에도 전체를 교환하거나 수리하여야 하여 비 효율적으로 이루어지는 단점이 있는 것이다.
상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 발전모듈의 효율을 극대화 하도록 하고, 구동부의 단순화로 유지보수시 소요시간을 최소화 하도록 하며, 카트리지에 장착되는 각 발전모듈이 개별동작 및 전체동작으로 에너지의 효율적인 활용이 가능토록 하고, 구동원을 재생에너지나 저렴한 심야전력을 활용할 수 있도록 하며, 발전모듈의 설치 및 연결작업이 용이하도록 하는 복수의 발전모듈을 이용한 에너지 발생장치를 제공하는데 있다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 복수의 분리되는 챔버를 갖는 카트리지가 구비되어 그 내측에 복수의 발전모듈이 각각 내장되고, 상기 발전모듈은 하나의 계통형 인버터 연결되어 한전전원 또는 수용가에 전원을 공급토록 설치되며,
상기 발전모듈은 스타트모터에 연결되는 회전축을 통하여 회전부하에 구동력을 공급토록 설치되면서 상호대응되는 영구자석과 영구자석, 영구자석과 전자석의 상호 작용(인력 또는 척력)에 의해 회전력을 발생시키도록 설치되는 복수의 발전모듈을 이용한 에너지 발생장치를 제공한다.
그리고, 본 발명의 발전모듈은, 프레임에 베어링을 통하여 지지되는 회전축에 구동부와 발전부가 각각 연결되며, 상기 발전부는 회전축에 연결되면서 둘레에 발전부영구자석을 갖는 로터와 상기 발전부영구자석에 대응토록 프레임에 구비되는 발전기코일로 이루어지고,
상기 구동부는 로터의 양측면 또는 로터와 분리되어 회전축의 일측에 연결되는 토크휠 상측면 둘레에 구비되는 회전자영구자석, 상기 회전자영구자석에 대응토록 프레임의 내측면에 각각 구비되거나 프레임의 내측에 별도의 고정플레이트를 구비하여 그 일측면에 구비되는 고정자영구자석의 조합으로 이루어진 복수의 발전모듈을 이용한 에너지 발생장치를 제공한다.
더하여, 본 발명의 카트리지는 엘엠가이드를 통하여 이동되는 테이블이 구비되고, 상기 테이블의 상측에 클램프를 통하여 각각의 발전모듈이 연결되며, 상기 카트리지에 구비되는 소켓을 통하여 구동및 제어전원의 입력 및 발전전원의 출력이 가능토록 설치되는 복수의 발전모듈을 이용한 에너지 발생장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 카트리지는, 각 발전모듈이 클러치기능을 갖는 커플러로서 연결되고, 상기 커플러는 회전이 방지토록 지지면을 갖는 회전축에 대응되는 장착홀이 구비되면서 일측에 스토퍼가 구비되는 복수의 발전모듈을 이용한 에너지 발생장치를 제공한다.
계속하여, 본 발명의 발전모듈은 회전축을 통하여 복수개가 동시에 연결되면서 그 단부에 스타트모터가 연결되고, 상기 각 회전축에 연결되는 영구자석배열이 원주방향에 순차로 위치토록 연결되는 복수의 발전모듈을 이용한 에너지 발생장치를 제공한다.
그리고, 본 발명의 발전모듈은 회전축을 회전시키는 스타트모터의 전원이 재생에너지(태양열, 풍력)에서 발생되는 전원을 공급받도록 설치되는 복수의 발전모듈을 이용한 에너지 발생장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 발전모듈은 심야전력을 통하여 전원을 공급받도록 설치되고, 상기 발전모듈은 충전기를 통하여 전원이 공급되며, 상기 충전기는 릴레이가 구비되는 출력유니트를 통하여 각 발전모듈의 전원이 병렬 또는 직렬연결토록 설치되는 복수의 발전모듈을 이용한 에너지 발생장치를 제공한다.
더하여, 본 발명은 구동부의 고정자영구자석 및 회전자영구자석은, 프레임 및 로터의 표면 둘레를 따라 장착될 때 인접하는 각 영구자석의 돌출되는 단면상 최대높이 및 최소높이 차이가 각 영구자석 최대높이의 1/2이 되도록 설치되고, 인접하는 영구자석 사이의 설치간격은 1mm이하가 되도록 설치되는 복수의 발전모듈을 이용한 에너지 발생장치를 제공한다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 발전모듈의 효율을 극대화 하도록 하고, 구동부의 단순화로 유지보수시 소요시간을 최소화 하며, 카트리지에 장착되는 각 발전모듈이 개별동작 및 전체동작으로 에너지의 효율적인 활용이 가능하고, 구동원을 재생에너지나 저렴한 심야전력을 활용하며, 발전모듈의 설치 및 연결작업이 용이한 효과가 있는 것이다.
도1은 종래의 발전기 제어방법을 도시한 개략도이다.
도2 내지 도4는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 발전모듈의 카트리지 설치상태도 및 발전모듈 분해도, 설치상태 정면도이다.
도5은 본 발명의 일 실시예의 다른 형태에 따른 발전모듈의 연결상태도이다.
도6 내지 도8는 각각 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 발전모듈의 카트리지 설치상태도 및 발전모듈 분해도, 설치상태 정면도이다.
도9는 본 발명의 다른 일 실시예의 다른 형태에 따른 발전모듈의 연결상태도이다.
도10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 카트리지의 발전모듈을 연결상태도이다.
도11은 본 발명에 따른 발전모듈의 직렬 및 병렬연결상태도이다.
도12 및 도13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발전모듈을 도시한 개략도이다.
도14 및 도15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발전모듈의 연결상태도 및 발전모듈을 도시한 개략도이다.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은, 복수의 분리되는 챔버(810)를 갖는 카트리지(800)가 구비되어 그 내측에 복수의 발전모듈(700)이 각각 내장된다.
이때, 상기 발전모듈(700)은 복수개가 카트리지에 설치될 때 하나의 충전기(780)에 동시에 연결되어 대용량의 전원이 저장되는 에너지 저장장치의 역활을 수행하고, 저장된 에너지를 한전전원 또는 수용가에 전원을 공급토록 설치된다.
더하여, 충전기(780)를 사용할 필요없이 계통형 인버터를 사용하여 발생된 에너지를 바로 한전전원 또는 수용가에 공급토록 하여도 좋다.
또한, 상기 발전모듈(700)은 스타트모터(730)에 연결되는 회전축(710)을 통하여 회전부하에 구동력을 공급토록 설치되면서 상호대응되는 영구자석과 영구자석, 영구자석과 전자석의 상호 작용(인력 또는 척력)에 의해 회전력을 발생시키도록 설치된다.
그리고, 본 발명의 발전모듈(700)은, 프레임(720)에 베어링(721)을 통하여 지지되는 회전축(710)에 구동부(750)와 발전부(770)가 각각 연결된다.
이때, 상기 발전부(770)는 회전축(710)에 연결되면서 둘레에 발전부영구자석(771)을 갖는 로터(772)와 상기 발전부영구자석에 대응토록 프레임(720)에 구비되는 발전기코일(775)로 이루어진다.
또한, 상기 구동부(750)는 로터(772)의 양측면 또는 로터와 분리되어 회전축의 일측에 연결되는 토크휠(751) 상측면 둘레에 구비되는 회전자영구자석(752), 상기 회전자영구자석에 대응토록 프레임의 내측면에 각각 구비되거나 프레임의 내측에 별도의 고정플레이트(754)를 구비하여 그 일측면에 구비되는 고정자영구자석(755)의 조합으로 이루어진다.
이때, 도7, 도8 및 도13과 같이 상기 회전자영구자석에 대응토록 프레임에 내측면 둘레에 구비되는 고정자영구자석중 2개가 전자석(757)으로 이루어져 전자석(757)에 전원의 공급시 영구자석 및 전자석간 인력 또는 척력의 동작으로 연속되는 회전이 가능하게 된다.
더하여, 상기 카트리지(800)는 엘엠가이드(820)를 통하여 외부로 노출토록 이동되는 테이블(830)이 구비된다.
이때, 상기 테이블의 상측에 클램프(미도시)를 통하여 각각의 발전모듈(700)이 연결되며, 상기 카트리지에 구비되는 소켓(미도시)을 통하여 구동및 제어전원의 입력 및 발전전원의 출력이 가능토록 설치된다.
또한, 상기 카트리지(800)는, 각 발전모듈이 클러치기능을 갖는 커플러(890)로서 연결되어 복수개의 발전모듈이 동시에 회전토록 설치되어도 좋다.
더하여, 상기 커플러(890)는 회전축의 원터치에 의한 외부장착 및 분리가 가능토록 회전이 방지토록 지지면을 갖는 회전축에 대응되는 장착홀(891)이 구비되면서 일측에 스토퍼(893)가 구비된다.
계속하여, 상기 발전모듈(700)은 회전축을 통하여 복수개가 동시에 연결되면서 그 단부에 스타트모터(730)가 연결되고, 상기 각 회전축에 연결되는 영구자석배열이 원주방향에 순차로 위치토록 연결되어도 좋다.
그리고, 상기 충전기 또는 발전모듈은, 도면에서는 도시하지 않았지만 회전축을 회전시키는 스타트모터의 전원이 재생에너지(태양열, 풍력)에서 발생되는 전원을 공급받도록 설치되어도 좋다.
더하여, 상기 발전모듈(700)은 복수개가 카트리지에 설치될 때 하나의 충전기(780) 또는 계통형 인버터를 통하여 대용량의 전원이 저장되는 에너지 저장장치의 역활을 수행하거나 전력을 필요로 하는 한전전원 또는 수용가에 전원을 직접 공급토록 설치되어도 좋다.
또한, 상기 충전기(780) 또는 발전모듈은 심야전력을 통하여 전원을 공급받도록 설치되고, 상기 충전기는 릴레이(781)가 구비되는 출력유니트(785)를 통하여 각 발전모듈의 전원이 병렬 또는 직렬연결토록 설치되어도 좋으며, 상기 충전기(780)는 스타트모터(730)에 전원을 공급토록 설치된다.
더하여, 상기 구동모듈의 고정자영구자석 및 회전자영구자석은, 도8과 같이 프레임 및 로터의 표면 둘레를 따라 장착될 때 둘레를 따라 인접하는 각 영구자석이 로터의 양측면 또는 프레임의 측면에서 돌출 설치될 때 도출되는 단면상 최대높이 및 최소높이 차이(h)가 영구자석 최대높이의 1/2이 되도록 설치되고, 인접하는 영구자석 사이의 설치간격(c)은 1mm이하가 되도록 설치되는 것이 바람직하다.
한편, 도12 및 도13에서와 같이 발전모듈(700)은, 프레임(720)에 베어링(721)을 통하여 지지되는 회전축(710)에 복수의 구동부(750)와 하나의 발전부(770)가 각각 연결되어 발전량을 증가시키도록 설치되어도 좋다.
또한, 상기 회전자영구자석(752)은 도12와같이 로터(772)의 일측면 표면 둘레를 따라 경사를 갖도록 돌출설치되며, 상기 회전자영구자석에 대응토록 설치되는 고정자영구자석(755)은 프레임(720)의 일측면 표면 둘레를 따라 경사를 갖도록 설치되어 대향하는 회전자영구자석과 고정자영구자석(755)에서 자장이 작용하는 표면적을 극대화 시키도록 설치된다.
도12와 같이 로터(772)의 일측면 표면 둘레를 따라 경사를 갖도록 돌출설치되며, 상기 회전자영구자석에 대응토록 설치되는 고정자영구자석(755)은 프레임(720)의 일측면 표면 둘레를 따라 경사를 갖도록 설치되어 대향하는 회전자영구자석과 고정자영구자석(755)에서 자장이 작용하는 표면적을 극대화 시키도록 설치된다.
그리고, 도13과 같이 상기 회전자영구자석(752)이 회전축의 일측에 연결되는 토크휠(751) 상측면 둘레를 따라 구비될 때 이에 대응토록 하는 고정자영구자석(755)은 프레임(200)의 내측면에 고정설치되는 별도의 고정플레이트(754)를 구비하여 그 일측면 둘레를 따라 고정자영구자석(755)에 대응토록 설치된다.
더하여, 도13 및 도14와 같이 발전모듈(700)은, 발전부(770)에 연결되는 구동부(750)가 하나의 회전축에 상호 대응되는 회전자영구자석(752)과 고정자영구자석(755)으로 이루어진 2개 이상(본 발명 4개)이 구동부가 동시에 연결되어도 좋다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 동작을 설명한다.
도2 내지 도15에서 도시한 바와같이 본 발명은, 복수의 분리되는 챔버(810)를 갖는 카트리지(800)가 구비되어 그 내측에 복수의 발전모듈(700)이 각각 내장되는 구성으로 충전기의 용량에 대응되어 복수의 발전모듈을 연결할 수 있게 된다.
이때, 상기 발전모듈(700)은 복수개가 카트리지에 설치될 때 하나의 충전기(780) 또는 계통형 인버터를 통하여 대용량의 전원이 저장되는 에너지 저장장치의 역활을 수행하거나 전력을 필요로 하는 한전전원 또는 수용가에 전원을 직접 공급하게 된다.
또한, 상기 발전모듈(700)은 스타트모터(730)에 연결되는 회전축(710)을 통하여 회전부하에 구동력을 공급토록 설치되면서 상호대응되는 회전자영구자석(752)과 고정자영구자석(755), 회전자영구자석과 전자석(757)의 상호 작용(인력 또는 척력)에 의해 회전력을 발생시키도록 설치되어 스타트모터의 구동시 초기회전력의 전달로 영구자석간 또는 영구자석과 전자석 간의 인력 또는 척력의 동작으로 연속되는 회전이 가능하게 된다.
이때, 상기 고정자영구자석(755) 사이에 설치되는 하나 이상의 전자석(757)이 동작하여 회전시 발생되는 마찰등에 의한 손실 에너지를 주기적으로 공급하여 지속적인 회전은 물론 속도를 제어토록 한다.
또한, 상기 전자석(757)은, 미리 정해진 프로그램에 의해 코일에 자기장을 주기적으로 발생시켜 회전자가 균일하게 회전토록 설치되어도 좋다.
더하여, 상기 회전자영구자석에 대응토록 프레임에 내측면 둘레에 구비되는 고정자영구자석중 일부가 전자석으로 이루어져 전자석에 전원의 공급시 영구자석 및 전자석간 인력 또는 척력의 동작으로 연속되는 회전이 가능하게 된다.
그리고, 본 발명의 발전모듈(700)은, 영구자석과 영구자석 사이의 인력 또는 척력, 영구자석과 전자석 사이의 인력 또는 척력을 통하여 프레임(720)에 베어링(721)을 통하여 지지되는 회전축(710)에 구동부(750)와 발전부(770)가 각각 연결되어 구동부에 의한 회전시 발전부를 통한 발전이 가능하게 된다.
이때, 상기 발전부(770)는 회전축(710)에 연결되면서 둘레에 발전부영구자석(771)을 갖는 로터(772)와 상기 발전부영구자석에 대응토록 프레임(720)에 구비되는 발전기코일(775)로 이루어져 로터의 회전시 기전력이 발생된다.
또한, 상기 구동부(750)는 로터(772)의 양측면 또는 로터와 분리되어 회전축의 일측에 연결되는 토크휠(751) 상측면 둘레에 구비되는 회전자영구자석(752), 상기 회전자영구자석에 대응토록 프레임의 내측면에 각각 구비되거나 프레임의 내측에 별도의 고정플레이트(754)를 구비하여 그 일측면에 구비되는 고정자영구자석(755) 및 전자석(757)의 조합으로 이루어져 스타트모터에 의한 초기부하의 공급시 회전력을 발생시킨다.
더하여, 상기 카트리지(800)는 엘엠가이드(820)를 통하여 외부로 노출토록 이동되는 테이블(830)이 구비되어 그 상측에 설치되는 발전모듈의 수납 및 배출이 용이하게 된다.
이때, 상기 테이블의 상측에 클램프(850)를 통하여 각각의 발전모듈(700)이 연결되어 견고한 고정이 가능하고, 상기 카트리지에 구비되는 소켓을 통하여 구동및 제어전원의 입력 및 발전전원의 출력이 가능토록 된다.
또한, 상기 카트리지(800)는, 각 발전모듈이 클러치기능을 갖는 커플러(890)로서 연결되어 복수개의 발전모듈이 동시에 회전토록 설치되어도 좋다.
더하여, 상기 커플러(890)는 회전축의 원터치에 의한 외부장착 및 분리가 가능토록 회전이 방지토록 지지면을 갖는 회전축에 대응되는 장착홀(891)이 구비되면서 일측에 스토퍼(893)가 구비되어 발전모듈의 회전축을 커플러에 진입시키는 동작에 의해 연결이 가능토록 된다.
계속하여, 상기 발전모듈(700)은 회전축을 통하여 복수개가 동시에 연결되면서 그 단부에 스타트모터(730)가 연결되면서 상기 각 회전축에 연결되는 영구자석배열이 원주방향에 순차로 위치토록 연결하면 프레임의 내측에 구비되는 고정자영구자석과 로터에 구비되는 회전자영구자석간의 척력이 일정주기로 동작하여 원활한 회전이 가능하게 된다.
즉, 스타트모터에 의한 초기부하의 공급으로 회전축이 회전한 후 상호대응되는 로터의 회전자영구자석과 프레임의 고정자영구자석의 인력 및 척력, 로터의 회전자영구자석과 프레임의 고정자전자석 사이의 상호 작용(인력 또는 척력)에 의해 연속적인 회전력을 발생시키게 된다.
그리고, 상기 충전기는, 도면에서는 도시하지 않았지만 재생에너지(태양열, 풍력)에 연결되어 전원을 공급받아 에너지의 효율적인 활용이 가능하게 된다.
계속하여, 상기 발전모듈(700)은 복수개가 카트리지에 설치될 때 계통형 인버터를 통하여 대용량의 전원이 전력을 필요로 하는 한전전원 또는 수용가에 전원을 직접 공급된다.
또한, 상기 충전기(780)는 심야전력을 통하여 전원을 공급받도록 설치되고, 상기 충전기는, 릴레이(781)가 구비되는 출력유니트(785)를 통하여 각 발전모듈의 전원이 병렬 또는 직렬연결되어 필요에 따라 원하는 용량으로 충전기의 전원공급이 가능하게 된다.
더하여, 상기 구동모듈의 고정자영구자석 및 회전자영구자석은, 도8과 같이 프레임 및 로터의 표면 둘레를 따라 장착될 때 인접하는 각 영구자석이 로터 또는 고정플레이의 측면에서 돌출 설치될 때 도출되는 단면상 최대높이 및 최소높이 차이(h)가 영구자석 최대높이의 1/2이 되도록 설치되고, 인접하는 영구자석 사이의 설치간격(c)은 1mm이하가 되도록 설치되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 자석사이의 간격은 자석과 자석 사이에서 발생되는 S극성의 인력에 의해 코깅토크가 발생되는 문제점이 발생되나 실험결과 1mm이하의 간격에서는 극성의 형성없이 가우스도 발생도 억제되었다.
더하여, 근접하는 각 영구자석의 상면에서의 최대높이 및 최소높이 차이가 전체높이의 1/2이 되도록 설치되면 상기 영구자석 사이에서 발생되는 자장의 영향을 최소화 하게 된다.
즉, 상기 높이가 높을 수록 옆 자석의 하다 S극 영향을 받아 N극의 자기장이 감소하면서 회전방향에 미치는 자기장이 높이지고, 상기 높이가 낮을 수록 옆 자석의 하다 S극 영향이 적어 N극의 자기장이 증가하면서 회전방향에 미치는 자기장이 낮아지게 된다.
이때, 상기 회전방향에 자기력을 증가 시키기 위한 최적의 높이는 14~15°를 유지하는 것이 바람직하다.
한편, 도12 및 도13에서와 같이 발전모듈(700)은, 프레임(720)에 베어링(721)을 통하여 지지되는 회전축(710)에 복수의 구동부(750)와 하나의 발전부(770)가 각각 연결되어 복수의 구동부가 하나의 발전부를 구동토록 하여 발전량을 증가시키도록 한다.
또한, 상기 회전자영구자석(752)은 도12와같이 로터(772)의 일측면 표면 둘레를 따라 경사를 갖도록 돌출설치되며, 상기 회전자영구자석에 대응토록 설치되는 고정자영구자석(755)은 프레임(720)의 일측면 표면 둘레를 따라 경사를 갖도록 설치되어 대향하는 회전자영구자석과 고정자영구자석(755)에서 자장이 작용하는 표면적을 극대화 시키도록 설치된다.
그리고, 도13과같이 상기 회전자영구자석(752)이 회전축의 일측에 연결되는 토크휠(751) 상측면 둘레를 따라 구비될 때 이에 대응토록 하는 고정자영구자석(755)은 프레임(200)의 내측면에 고정설치되는 별도의 고정플레이트(754)를 구비하여 그 일측면 둘레를 따라 고정자영구자석(755)에 대응토록 설치된다.
또한, 도13과 같은 고정자영구자석(755)은 고정플레이트(754)의 표면에서 돌출되면서 경사를 갖도록 설치되어 자장이 작용하는 표면적을 극대화 시켜 구동력의 상승을 가져오도록 한다.
그리고, 상기 로터(772)의 표면에 설치되는 회전자영구자석(752)은 표면에서 돌출토록 설치되어 회전시 돌출부에 의해 바람이 발생되어 구동부 및 발전부의 열을 용이하게 냉각토록 하는 것이다.
700...발전모듈 710...회전축
730...스타트모터 750...구동부
770...발전부 780...충전기
785...출력유니트 800...카트리지
810...챔버 820...엘엠가이드
850...클램프

Claims (4)

  1. 복수의 분리되는 챔버를 갖는 카트리지가 구비되어 그 내측에 복수의 발전모듈이 각각 내장되고,
    상기 발전모듈은 계통형 인버터를 통하여 한전전원 또는 수용가에 전원을 공급토록 설치되며,
    상기 발전모듈은 스타트모터에 연결되는 회전축을 통하여 회전부하에 구동력을 공급토록 설치되면서 상호대응되는 영구자석과 영구자석, 영구자석과 전자석의 상호 작용(인력 또는 척력)에 의해 회전력을 발생시키도록 설치되고,
    상기 발전모듈은, 프레임 내측에 회전가능토록 지지되는 회전축에 구동부와 발전부가 각각 연결되며,
    상기 발전부는 회전축에 연결되면서 외경측 둘레에 발전부영구자석을 갖는 로터와 상기 발전부영구자석에 대응토록 프레임의 내측면 둘레에 구비되는 발전부코일의 조합으로 이루어지고,
    상기 구동부는 로터의 일측면 표면 둘레를 따라 구비되는 회전자영구자석과 상기 회전자영구자석에 대응토록 프레임의 내측면에 둘레를 따라 각각 구비되는 고정자영구자석의 조합으로 이루어지고,
    상기 회전자영구자석에 대응토록 프레임에 내측면 둘레에 구비되는 고정자영구자석중 일부는 전자석으로 이루어지고,
    상기 카트리지는, 상측에 클램프를 통하여 각각의 발전모듈이 연결되도록 하면서 엘엠가이드를 통하여 이동되는 테이블이 구비되고,
    상기 카트리지에 구비되는 소켓을 통하여 발전모듈이 전기적으로 연결되어 구동및 제어전원의 입력과 발전전원의 출력이 가능토록 설치되는 복수의 발전모듈을 이용한 에너지 발생장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 카트리지는, 각 발전모듈이 클러치기능을 갖는 커플러로서 연결되고, 상기 커플러는 회전이 방지토록 지지면을 갖는 회전축에 대응되는 장착홀이 구비되면서 일측에 스토퍼가 구비되는 것을 특징으로 하는 복수의 발전모듈을 이용한 에너지 발생장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 발전모듈은, 회전축을 회전시키는 스타트모터의 전원이 재생에너지에서 발생되는 전원을 공급받도록 설치되고,
    상기 발전모듈은 충전기를 통하여 전원이 저장토록 설치되고,
    상기 충전기는 릴레이가 구비되는 출력유니트를 통하여 각 발전모듈의 전원이 병렬 또는 직렬연결토록 설치되는 것을 특징으로 하는 복수의 발전모듈을 이용한 에너지 발생장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 구동부의 고정자영구자석 및 회전자영구자석은, 인접하는 각 영구자석이 로터의 일측 표면 또는 프레임의 측면에서 돌출 설치될 때 돌출되는 단면상 최대높이 및 최소높이 차이(h)가 영구자석 최대높이의 1/2이 되도록 설치되고, 인접하는 영구자석 사이의 설치간격(c)은 1mm이하가 되도록 설치되며,
    상기 고정자영구자석은 프레임의 표면에서 돌출되면서 경사를 갖도록 설치되고,
    상기 로터의 표면에 설치되는 회전자영구자석은 로터의 표면에서 돌출되면서경사를 갖도록 설치되는 것을 특징으로 하는 복수의 발전모듈을 이용한 에너지 발생장치.
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