KR20220059385A - 비접촉 자기기어를 이용한 회전동력 증폭방법 및 전력소비량과 연동하여 생산량이 조절되는 지능형 전기발생장치 및 회전토크 중폭발전 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비접촉 자기기어를 이용한 회전동력 증폭방법 및 전력소비량과 연동하여 생산량이 조절되는 지능형 전기발생장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 설명하면, 환상의 영구자석 또는 전자석들이 환상으로 배치되어 상기 자석들로 인하여 발생된 자기장이 형성된 자기장내의 공간에 회전운동을 수행하는 복수의 비접촉 자기기어가 회전운동이 이루어지며 자기장내에서 자력이 부가되면서 자력에 의하여 증폭된 회전력(토크)이 더해지는 회전운동을 하게 되고 이와 같이 회전되는 비접촉 자기기어의 회전운동에 의하여 회전되는 회전축에 연결된 발전기를 가동하게 되어 전기를 발생시키는 것이 가능하게 되어 회전동록이 증폭되어 회전력이 배가되면서 자기기어의 소비전류를 낮게 하여 에너지 증폭의 효율이 높아지는 비접촉 자기기어를 이용한 회전동력 증폭방법 및 전력소비량과 연동하여 생산량이 조절되는 지능형 전기발생장치에 관한 것이다.

Description

비접촉 자기기어를 이용한 회전동력 증폭방법 및 전력소비량과 연동하여 생산량이 조절되는 지능형 전기발생장치 및 회전토크 중폭발전 시스템{Intelligent electricity generation device and rotation torque medium-width power generation system in which the output is controlled in conjunction with the rotational power amplification method using non-contact magnetic gears and power consumption}

본 발명은 비접촉 자기기어를 이용한 회전동력 증폭방법 및 전력소비량과 연동하여 생산량이 조절되는 지능형 전기발생장치 및 회전토크 중폭발전 시스템에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 설명하면, 환상의 영구자석 또는 전자석들이 환상으로 배치되어 상기 자석들로 인하여 발생된 자기장이 형성된 자기장내의 공간에 회전운동을 수행하는 복수의 비접촉 자기기어가 회전운동이 이루어지며 자기장내에서 자력이 부가되면서 자력에 의하여 증폭된 회전력(토크)이 더해지는 회전운동을 하게 되고 이와 같이 회전되는 비접촉 자기기어의 회전운동에 의하여 회전되는 회전축에 연결된 발전기를 가동하게 되어 전기를 발생시키는 것이 가능하게 되어 회전동력이 증폭되어 회전력이 배가되면서 자기기어의 소비전류를 낮게 하여 에너지 증폭의 효율이 높아지는 비접촉 자기기어를 이용한 회전동력 증폭방법 및 전력소비량과 연동하여 생산량이 조절되는 지능형 전기발생장치 및 회전토크 중폭발전 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 세차운동을 이용한 발전방식으로는 종래의 한국특허 제10-1543721호에 발명의 명칭이 '세차 운동을 이용한 발전장치'라는 기술이 제안된 바가 있다.

상기 발명은 물결이 지속적으로 발생하는 강, 바다, 호수(湖水), 호소(湖沼)와 같은 진동이 지속적으로 발생하는 장소에 배치된 운동부의 세차 운동으로 발생되는 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하는 발전부를 포함하는 구성으로부터, 장소에 관계없이 진동이 지속적으로 발생하는 장소라면 어디든 세차 운동을 유지하면서 전력을 생산할 수 있도록 한 세차 운동을 이용한 발전장치가 제안된 바가 있다.

그러나, 상기 장치는 항상 진동이 지속적으로 발생되는 장소가 필요하게 되므로 전기를 얻는 장소가 지역적으로 제한되게 되고 진동이 발생되지 않는 날에서는 발전을 할 수가 없어 전기공급이 불안정하게 되며 특히 조수간만의 차가 큰 바다가 가장 바람직하다고 할 수가 있으나, 이러한 장소적제약은 일반적으로 전기가 필요한 인구가 밀집된 지역이나 공장에는 해당되지 않게 되어 아주 효율적으로 사용될 수가 없게 되는 문제점이 있었다.

한국특허 제10-1543721호

본 발명의 목적은, 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 장소적 제약이 필요없이 시동 초기에 전기를 공급하여 발전기의 회전축을 회전시키면 상기 회전축에 연동되는 비접촉 자기기어가 자기장내에서 회전운동을 하게 되면서 상기 복수의 비접촉 자기기어는 자석들로 인하여 발생되 자기장이 형성된 자기장내의 공간에 자기장내에서 자기장의 영향에 따라 자력이 배가되게 되어 자력이 추가된 큰 토크를 가지고 회전이 가능하게 되고 최소한의 마찰력을 가지고 회전운동을 하게 되어 효과적인 전력을 생산하는 것이 가능한 비접촉 자기기어를 이용한 회전동력 증폭방법 및 전력소비량과 연동하여 생산량이 조절되는 전기발생장치 및 회전토크 중폭발전 시스템에 관한 것이다.

본 발명의 이러한 목적은, 하부에 배치되고 회전축이 상방으로 돌출된 발전기와, 상기 발전기의 회전축에 1개 이상의 다층으로 상하로 고정팔로 연결되며 상기 고정팔의 자유단부에 연결되며 회전운동이 가능하게 배치된 기동모터를 갖으며 상기 기동모터의 가장자리에 일정간격으로 이격배치된 다수의 자석으로 이루어진 가동자석을 갖는 1개 이상의 다층으로 상하로 상기 회전축에 고정된 비접촉 자기기어와, 상기 비접촉 자기기어의 측면을 둘러싸게 배치되어 상기 비접촉 자기기어에 자력을 제공하는 원통형 환상의 자석집합체와, 상기 발전기의 회전축의 상부에 배치되어 상기 스핀들회전체의 초기가동을 위한 전기를 공급하는 전원부가 포함된 본 발명에 따른 비접촉 자기기어를 이용한 회전동력 증폭방법 및 전력소비량과 연동하여 생산량이 조절되는 전기발생장치에 의하여 달성된다.

본 발명의 이러한 목적은, 비접촉 자기기어와, 상기 비접촉 자기기어의 내외측에 배치된 상기 내측 및/또는 외측 원통형 환상 자석집합체가 상기 비접촉 자기기어의 이빨의 피치와 동일한 피치를 갖아 맞물리면서 가동되도록 서로 균일한 피치를 갖게 자석이 제조되는 단계와, 상기 외측 원통형 환상 자석집합체의 자석과 이와 접하는 가동자석의 자석이 서로 일직선상으로 배치될 경우에는 자석이 같은 극성으로 배치되고, 이와 대응되게 상기 내측 원통형 환상 자석집합체의 자석과 이와 접하는 가동자석의 자석은 가동자석의 자석이 경사각도로 회동된 경사각도로 배치되게 제조되는 단계와, 전원부가 가동되어 브러쉬를 통하여 상기 발전기의 회전축이 회전되게 가동되면, 발전기의 회전축이 회동되는 단계와, 이와 같은 비접촉 자기기어의 회전운동이 일정한 토크이상에서는 발전기의 회전축이 회전되면서 발전을 수행되는 단계를 포함하는 본 발명에 따른 비접촉 자기기어를 이용한 회전동력 증폭방법에 의하여 달성된다.

본 발명의 이러한 목적은, 회전 동력의 증폭은 기동모터의 자기 치아(이빨)가 고정된 같은 피치의 다수의 가동자석의 사이의 자력장에 교차하면서 자력에 의해 회전 추진력을 증폭시키고, 다수의 기동모터를 순차 제어하면서 모터의 수명 및 열발생을 방지하며, 발생되는 전력의 양을 피드백 컨트롤 제어하는 본 발명에 따른 회전토크 증폭 발전 시스템에 의하여 달성된다.

본 발명에 따른 비접촉 자기기어를 이용한 회전동력 증폭방법 및 전력소비량과 연동하여 생산량이 조절되는 이용한 전기발생장치 및 회전토크 중폭발전 시스템은 하부에 배치되고 회전축이 상방으로 돌출된 발전기와, 상기 발전기의 회전축에 1개 이상의 다층으로 상하로 고정팔로 연결되며 상기 고정팔의 자유단부에 연결되며 회전운동이 가능하게 배치된 기동모터를 갖는 1개 이상의 다층으로 상하로 상기 회전축에 고정된 비접촉 자기기어와, 상기 비접촉 자기기어의 측면을 둘러싸게 배치되어 상기 비접촉 자기기어에 자력을 제공하는 원통형 환상의 자석집합체와, 상기 발전기의 회전축의 상부에 배치되어 상기 스핀들회전체의 초기가동을 위한 전기를 공급하는 전원부가 포함되어, 장소적 제약이 필요없이 시동 초기에 전기를 공급하여 발전기의 회전축을 회전시키면 상기 회전축에 연동되는 비접촉 자기기어가 회전운동을 하게 되면서 상기 복수의 비접촉 자기기어는 상기 자석들의 자기장이 형성된 자기장내의 공간에 회전운동을 수행하게 작동되어 자력이 추가된 큰 회전토크를 가지고 회전운동을 하게 되어 반 영구적으로 효과적인 전력을 생산하는 것이 가능하다는 우수한 효과가 있다.

도 1은 발명의 제1실시예에 따른 자석의 자기장내에 설치된 비접촉 자기기어의 회전운동을 이용한 전기발생장치의 개략적인 종단면도
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 자석의 자기장내에 설치되는 비접촉 자기기어의 개략적인 평면도
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 자석의 자기장내에 비접촉 자기기어의 회전 작동이 상세하게 설명되는 상세 평면도
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 자석의 자기장내에 설치되는 비접촉 자기기어의 개략적인 평면도
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 자석의 자기장내에 설치되는 비접촉 자기기어의 개략적인 평면도

본 발명의 제1 실시예에 따른 비접촉 자기기어를 이용한 회전운동을 이용한 전기발생장치(A)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 하부에 배치되고 회전축(11)이 상방으로 돌출된 발전기(1)와, 상기 발전기(1)의 회전축(11)에 1개 이상의 다층으로 상하로 고정팔(21)로 연결되며 상기 고정팔(21)의 자유단부에는 회전운동이 가능하게 배치된 기동모터(22)가 고정되고 상기 기동모터(22)의 가장자리에 일정간격으로 이격배치된 다수의 가동자석(23)이 부착된 1개 이상의 다층으로 상하로 상기 회전축(11)에 고정된 비접촉 자기기어(2)와, 상기 비접촉 자기기어(2)의 외측 방향으로 둘러싸게 배치된 외측 원통형 환상 자석집합체(3)와, 상기 비접촉 자기기어(2)의 내측 방향으로 환상으로 배치된 내측 원통형 환상 자석집합체(4)와, 상기 발전기(1)의 회전축(11)에 인접하게 배치되어 상기 비접촉 자기기어(2)의 초기가동을 위한 전기를 공급하는 전원부(5)와, 상기 회전축(11)의 하단에 설치되며 상기 회전축(11)의 하단부를 공중으로 부양시켜 마찰력을 최소로 하는 자기부상체부(6)가 포함되어 있다.

상기 발전기(1)에는 상기 기동모터(22)의 기동을 개별적으로 제어하고 발전된 전기의 전송과 충전부(8)에의 충전을 제어하는 콘트롤러(7)가 추가로 구성된다.

본 발명에 따른 비접촉 자기기어의 회전운동을 이용한 전기발생장치(A)는, 환상으로 배치된 자석들에 의하여 발생되는 자기장을 이용하여 역학적 비접촉으로 동력을 전달하는 자기 기어메카니즘이 사용되며 기동모터(22)의 축에 부착된 원형 휠에 일정피치로 부착된 가동자석(23)의 자기장과 상기 가동자석(23)과 상호 작용을 하는 내외측 원통형 환상 자석집합체(3,4)의 자기장이 상호 작용하여 기동모터(22)가 회전되면서 자기기어(2)가 같이 회전되어 비접촉 자기기어(2)가 고정된 회전축(11)을 회전시키면서 가동자석(23)과 내외측 원통형 환상 자석집합체(3,4)의 자석들의 자기장이 상호 작용하여 회전 동력을 증폭 시킨다. 특히 기동모터(22)가 회전하는 궤도의 회전축 중심의 내측과 외측에 환상으로 배치된 내외측 원통형 환상 자석집합체(3,4)의 자석은 기동모터(22)의 소비전류를 낮게하여 에너지 증폭의 효율을 높인다.

상기 발전기(1)는, 상기 비접촉 자기기어(2)의 상기 내외측 원통형 환상 자석집합체(3)(4)에 의하여 형성된 자기장내에서 회전하고 이와 같은 비접촉 자기기어(2)의 회전운동이 고정팔(21)의 중앙에 연결된 회전축(11)을 통하여 회전되는 상태로 전달되므로, 발전기(1)의 회전축(11)이 회전되면서 전기를 생산하게 되는 것이다.

상기 발전기(1)의 회전축(11)의 회전에 의하여 전기가 발생되는 원리에 대하여는 회전에 의하여 전기가 발생되는 발전기의 원리는 이미 공지된 부분이라고 할 것이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상기 비접촉 자기기어(2)와, 상기 내외측 원통형 환상 자석집합체(3)(4)에 사용되는 자석들은 영구자석도 사용이 가능하고 전자석도 사용이 가능하므로, 공통된 명칭인 '자석'으로 통칭하기로 한다.

상기 비접촉 자기기어(2)는, 상기 회전축(11)의 중앙에 고정된 고정팔(21)의 자유단부에 고정되어 회전운동을 하게 되고, 본 실시예에서 각 비접촉 자기기어(2)의 고정팔(21)마다 3개의 기동모터(22)가 회전가능하게 배치되어 있으나 최대 6개의 기동모터(22)가 설치될 수 있다.

본 실시예에서, 상기 비접촉 자기기어(2)는 3단으로 구성된 것으로 도시되었으나, 1개로서 구성될 수가 있으며, 3개 이상으로 구성될 수도 있을 것이다.

각 상기 비접촉 자기기어(2)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 일단부는 상기 발전기(1)의 회전축(11)에 고정되며 타단의 자유단부는 각 기동모터(22)가 고정된 고정팔(21)과, 상기 고정팔(21)의 자유단부에 고정된 기동모터(22)와, 상기 기동모터(22)의 가장자리에 일정간격으로 이격되게 고정된 다수의 가동자석(23)을 포함한다. 상기 가동자석(23)은 상기 기동모터의 원형의 가장자리에 기어의 이빨처럼 정확하게 일정간격으로 이격배치된 다수의 자석이 부착되어 있다.

본 실시예에서, 상기 각 고정팔(21)의 자유단부에 고정된 기동모터(22)가 3개가 고정된 것으로 기재되었으나, 이에 제한되는 것은 아니고, 최대로 6개의 기동모터(22)가 고정될 수가 있다. 본 발명에 따른 비접촉 자기기어를 이용한 회전동력 증폭방법은, 가동초기에는 모든 기동모터(22)가 구동되나, 일정시간이 경과되면 3개의 기동모터(22) 중에서 1개 또는 2개만이 가동되면서 일정 시간이 경과되어 충전부(8)가 충전이 완료되면 다른 정지된 기동모터(22)가 구동되고 구동된 다른 기동모터(22)는 정지되면서 순차적으로 순환되게 작동되게 콘트롤러(8)에 의하여 제어되므로, 기동모터(22)의 내구성이 연장되므로 결과적으로 상기 비접촉 자기기어(2)의 내구성이 월등하게 향상되게 되는 방식으로 작동되는 것이다.

상기 비접촉 자기기어(2)는 내외측에 배치된 상기 내외측 원통형 환상 자석집합체(3,4)에 의하여 형성된 자기장내에서 배치되어 있다.

상기 원통형 환상의 자석집합체(3,4)는, 상기 비접촉 자기기어(2)의 상기 회전축(11)에 근접한 내측을 환상으로 둘러싸는 내측 원통형 환상 자석집합체(4)와, 상기 비접촉 자기기어(2)의 상기 회전축(11)에 멀리 있는 외측을 환상으로 둘러싸는 외측 원통형 환상 자석집합체(3)이다.

상기 비접촉 자기기어(2)와, 상기 비접촉 자기기어(2)의 내외측에 배치된 상기 내외측 원통형 환상 자석집합체(3,4)의 구조와 회전작동에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 비접촉 자기기어(2)의 가동자석(23)과 상기 가동자석(23)의 내외측에 원통형 환상 영구자석집합체(3,4)가 배치되어 있다.

상기 비접촉 자기기어(2)와, 상기 비접촉 자기기어(2)의 내외측에 배치된 상기 내외측 원통형 환상 자석집합체(3,4)는 기어의 이빨의 피치와 동일한 피치를 갖아 맞물리면서 가동되도록 서로 균일한 피치를 갖게 자석이 배치되게 된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 서로 동일한 피치를 갖게 자석이 배치된 외측 원통형 환상 자석집합체(3)의 자석(3a)과 이와 접하는 가동자석(23)의 자석(23a)이 서로 일직선(d)상으로 배치될 경우에는 상기 자석(3a,23a)이 같은 극성, 예를 들면, N극 대 N극 또는 S극 대 S극,의 같은 극성이 배치되어 반발력 또는 척력(F2)이 발생되게 된다.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 이와 같은 위치에서는 내측 원통형 환상 자석집합체(4)의 자석(4a)과 이와 접하는 가동자석(23)의 자석(23b)이, 외측 원통형 환상 자석집합체(3)의 자석(3a)과, 이와 근접하는 가동자석(23)의 자석(23a)과 같이 상기 일직선(d)상으로 배치된 것이 아니라, 가동자석(23)의 자석(23b)이 경사각도(θ)로 시계방향으로 회동된 경사각도로 배치되고 대응되는 내측 원통형 환상 영구자석집합체(4)의 자석(4a)은 일직선(d)상에 배치되므로, 이미 가동자석(23)의 자석(23b)은 상기 내측 원통형 환상 영구자석집합체(4)의 자석(4a)에 의하여 1차적인 반발력 또는 척력(F1)이 벌써 작용되어 시계방향으로 경사각도(θ) 만큼 먼저 회동된 상태인 것이다.

상기 경사각도(θ)는, 바람직하게는 약 10 ~ 20°, 본 실시예에서는 12°도 회동된 상태를 갖는다.

이를 구체적으로 설명하면, 1차로, 반발력 또는 척력(F1)이 벌써 작용되어 이미 가동자석(23)의 자석(23b)은, 상기 내측 원통형 환상 영구자석집합체(4)의 자석(4a)에 의하여 1차적인 반발력 또는 척력(F1)이 벌써 작용되어 시계방향으로 경사각도(θ) 만큼 먼저 회동되고, 이와 같은 위치에서, 상기 외측 원통형 환상 영구자석집합체(3)의 자석(3a)과 이와 접하는 가동자석(23)의 자석(23a)이 서로 일직선상으로 배치되어 있으므로 최대의 반발력이 작용되고 있으므로, 조금만 시계방향으로 회동되어도 최대의 반발력(F2)이 작용하여 결국에는 최대의 회전력을 가하면서 시계방향으로 회동되게 되는 것이다.

상기 가동자석(23)의 극성이 상기 내외측 원통형 환상 자석집합체(3,4)의 극성과는 1차 자력(F1)과 2차 자력(F2)이 발생되도록 같은 극성을 가지게 배치되며, 상기 비접촉 자기기어(2)의 회전운동이 상기 내외측 원통형 환상 자석집합체(3,4)의 자력(F1)과 자력(F2)의 자력이 동시에 작용하는 것에 의하여 상기 비접촉 자기기어(2)의 회전운동을 자력에 의하여 가속적으로 강하게 회전하게 하는 기능을 수행하게 되는 것이다.

상기 내외측 원통형 환상 자석집합체(3,4)는 비접촉 자기기어(2)에 적용되는 상기 적용 자기장으로서 반영구자석에 의한 반영구자기장을 적용할 수 있고 전자석 또는 영구자석을 사용할 수도 있다.

본 실시예에서, 상기 외측 원통형 환상 자석집합체(3)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 다수의 자석(3a)이 원통형을 갖게 일정거리가 이격되게 환상으로 배치되고, 상기 외측 원통형 환상 자석집합체(3)의 자석(3a)의 극성은 상기 비접촉 자기기어(2)의 가동자석(23)의 자석(23a, 23b,..)극성과는 동일한 극성을 갖게 하여 상기 비접촉 자기기어(2)에 반발력(F2)을 제공하여 상기 비접촉 자기기어(2)의 회전운동을 큰 힘을 갖고 회전하게 작동되게 시키는 것이다.

상기 내측 원통형 환상 자석집합체(4)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 영구자석(4a)은 회전축(11)을 중심으로 일정거리가 이격되게 원통형으로 배치되어 있어, 내측 원통형 환상 자석집합체(4)의 자석(4a)의 극성은 상기 비접촉 자기기어(2)의 가동자석(23)의 극성과는 동일한 극성을 갖게 하여 척력(F1)을 발생하게 하여 상기 비접촉 자기기어(2)의 회전운동을 큰 힘을 갖고 회전하게 작동되게 시키는 것이다.

가동자석(23)의 자석(23a, 23b,..)의 이격거리와 내외측 원통형 환상 자석집합체(3,4)의 자석(3a,4a)의 이격거리는 기어의 피치만큼 이격되게 되고, 상기 외측 원통형 환상 자석집합체(3)의 자석(3a)과 이와 접하는 가동자석(23)의 자석(23a)이 서로 일직선상으로 배치시에, 내측 원통형 환상 자석집합체(4)의 자석(4a)과 이와 접하는 가동자석(23)의 자석(23b)은 일정한 경사각도(θ)로 회동되게 배치되어 연속적인 회전이 가능하게 되는 것이다.

본 발명의 제1실시예와는 상이한 구성을 갖는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 다른 실시예들이 제공될 수도 있을 것이다. 즉, 도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 자석의 자기장내에 설치되는 비접촉 자기기어의 개략적인 평면도로서, 내측 원통형 환상 자석집합체(4)가 생략되고, 외측 원통형 환상 자석집합체(3)만이 설치된 구조이며, 상기 본 발명의 제1실시예보다도 자석의 사용이 줄어들게 되므로서 제조비용이 절감되고 제조시간도 절감되게 되는 것이다.

도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 자석의 자기장내에 설치되는 비접촉 자기기어의 개략적인 평면도로서, 내측 원통형 환상 자석집합체(4)가 존치되고, 외측 원통형 환상 자석집합체(3)가 생략되게 설치된 구조이며, 역시 본 발명의 제1실시예보다도 자석의 사용이 줄어들게 되므로서 제조비용이 절감되고 제조시간도 절감되게 되는 것이다.

상기 제2실시예에 따른 비접촉 자기기어를 이용한 회전운동을 이용한 전기발생장치(A)의 가동을 설명하면, 먼저, 상기 비접촉 자기기어(2)의 초기가동을 위한 전기를 공급하는 전원부(5)에서 상기 비접촉 자기기어(2)의 기동모터(22)에 전원을 공급하면 상기 기동모터(22)가 회전기동되면서 동시에 부착고정된 가동자석(23)의 자석(23a, 23b,..)이 회전가동되면서 상기 외측 원통형 환상 자석집합체(3)의 자석(3a)과 자기장내에서 자력이 발생되어 회전되게 되면서 일정시간이 경과되게 회전되어 자체발전이 가능하게 되면 상기 전원부(5)의 전원공급이 중단되고 계속적으로 발전기(1)의 회전축(11)이 회전되어 전기가 발생되게 되는 것이다.

마찬가지로, 본 발명의 제3실시예에 따른 비접촉 자기기어를 이용한 회전운동을 이용한 전기발생장치(A)의 가동도 동일한 방식으로 수행되게 되는 것이다.

상기 전원부(5)는, 상기 비접촉 자기기어(2)의 초기가동을 위한 전기를 공급하는 기능을 수행한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 브러쉬(51)를 통하여 상기 발전기(1)의 회전축(11)이 회전되게 가동되면, 결국은 발전기(1)의 회전축(11)이 회동되게 되는 것이며, 이와 같은 비접촉 자기기어(2)의 회전운동이 일정한 토크이상에서는 발전기(1)의 회전축(11)이 회전되면서 발전을 수행할 수가 있게 되는 것이다.

상기 자기부상체부(6)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 회전축(11)의 하단에 설치되며 상기 회전축(11)의 하단부를 공중에 부양시켜 마찰력을 최소로 하는 구조를 제공한다. 더욱 상세하게 설명하면, 상기 자기부상체부(6)는 회전축(11)의 하단부에 설치되는 하부 자석(61)과, 상기 하부 자석(61)에 마주보게 설치되며 동일한 극성을 갖는 상부 자석(62)이 구비되어, 상기 상하부 자석(61,62)에 동일한 극성을 가지게 하여 상하부 자석(61,62)이 이격되게 부상시키면, 상기 회전축(11)에 3단으로 설치된 비접촉 자기기어(2)에 의한 무게가 회전축(11)의 하부에 가해지던 압력이 자기부상력에 의하여 감소되게 되므로, 회전축(11)은 더욱 효과적으로 회전되게 되는 것이다.

상기 상하부 자석(61,62)은 전자석이나 영구자석의 어느 것도 사용할 수가 있다.

본 발명에 따른 비접촉 자기기어를 이용한 회전동력 증폭방법은, 비접촉 자기기어(2)와, 상기 비접촉 자기기어(2)의 내외측에 배치된 상기 내측 및/또는 외측 원통형 환상 자석집합체(3,4)가 상기 비접촉 자기기어의 이빨의 피치와 동일한 피치를 갖아 맞물리면서 가동되도록 서로 균일한 피치를 갖게 자석이 제조되는 단계와,

상기 외측 원통형 환상 자석집합체(3)의 자석(3a)과 이와 접하는 가동자석(23)의 자석(23a)이 서로 일직선상으로 배치될 경우에는 자석(3a,23a)이 같은 극성으로 배치되고, 이와 대응되게 상기 내측 원통형 환상 자석집합체(4)의 자석(4a)과 이와 접하는 가동자석(23)의 자석(23b)은 가동자석(23)의 자석(23b)이 경사각도(θ)로 회동된 경사각도로 배치되게 제조되는 단계와,

전원부(5)가 가동되어 브러쉬(51)를 통하여 상기 발전기(1)의 회전축(11)이 회전되게 가동되면, 발전기(1)의 회전축(11)이 회동되는 단계와,

이와 같은 비접촉 자기기어(2)의 회전운동이 일정한 토크이상에서는 발전기(1)의 회전축(11)이 회전되면서 발전을 수행되는 단계를 포함한다.

이와 같은 구조를 갖는 본 발명의 제1실시예에 따른 비접촉 자기기어를 이용한 회전운동을 이용한 전기발생장치(A)의 작동을 이하에 상세하게 설명하면, 도 3에 도시된 바와 같이, 먼저, 정지된 상태에서, 상기 전원부(5)의 브러쉬(51)를 통하여 상기 기동모터(22)에 연결된 전선(52)을 통하여 전원부(5)의 전기를 기동모터(22)에 공급하게 되면, 기동모터(22)가 가동되면서 비접촉 자기기어(2)가 회전운동을 하면서 서서히 회전하게 되므로서, 결국은 복수의 비접촉 자기기어(2)가 회전운동에 의하여 발전기(1)의 회전축(11)이 회동되게 되는 것이다.

이와 같이 비접촉 자기기어(2)가 회전운동을 하게 되면, 상기 내측 원통형 자석집합체(4)의 자석(4a)의 극성은 상기 비접촉 자기기어(2)의 가동자석(23)의 자석(23b)의 극성과는 동일한 극성을 갖으므로 자력(F1)을 발생시키게 되어 스핀회전되는 상기 비접촉 자기기어(2)의 스핀회전을 밀게 되므로서 상기 비접촉 자기기어(2)는 회전운동의 토크이외에 상기 자력(F1)이 부가되는 큰 힘을 갖고 회전하게 작동되게 시키는 것이다.

또한, 상기 외측 원통형 환상 자석집합체(3)에서도, 상기 외측 환상 자석집합체(3)의 자석(3a)의 극성은 상기 비접촉 자기기어(2)의 가동자석(23)의 자석(23a)의 극성과는 다른 극성을 갖게 하으므로 자력(F2)이 발생되게 되므로, 상기 비접촉 자기기어(2)는 회전운동의 토크이외에 상기 자력(F1)이 부가되는 것에 더하여 자력(F2)이 부가되므로, 각 비접촉 자기기어(2)는 자기장내에서 커다른 토크를 가지고 회전할 수가 있게 되는 것이다.

이상과 같이 상기 복수의 비접촉 자기기어(2)가 회전되면서 약 1~2분간 가동되면 발전에 충분한 토크가 형성되므로서 회전축(11)이 회전되면서 발전기(1)의 가동이 이루어지게 되믄 것이며, 본 발명에 따른 자석의 자기장내에 비접촉 자기기어의 회전운동을 이용한 전기발생장치(A)는 내외측 원통형 환상 자석집합체(3,4)에서 발생된 자기장내에서 비접촉 자기기어(2)가 회전되면서 발전을 하는 원리이므로 비접촉 자기기어(2)의 마찰력이나 회전축(11)의 마찰력을 제외하면 커다란 에너지의 소요되는 부분이 없으므로 지속적이 회전이 가능하게 될 것이므로 역시 지속적인 발전이 가능하게 되는 것이라고 할 수 있다.

이와 같이 지속적인 발전이 수행되고 발전된 전기는 필요한 부하로 송전되어 소비되고 남는 전기는 에너지 저장 장치(ESS)의 일종인 충전부(8)에 충진되고, 이와 같이 충전부(8)에 충전이 완료되면, 상기 콘트롤러(7)에서 상기 비접촉 자기기어(2)에 설치된 복수의 기동모터(22)중에서 일부만이 교대로 작동되면서 자기 소비 전원만 유지시키는 방법으로 전력의 발생을 제어할 수가 있다.

그리고, 이러한 회전축(11)에 발생되는 중량에 의한 마찰력은, 상기 자기부상체부(6)에 설치된 하부 자석(61)과, 상기 하부 자석(61)에 마주보게 설치되며 동일한 극성을 갖는 상부 자석(62)이 여자되면, 상하부 자석(61,62)이 이격되게 부상되어 상기 회전축(11)에 3단으로 설치된 비접촉 자기기어(2)에 의한 무게가 회전축(11)의 하부에 가해지던 압력이 자기부상력에 의하여 감소되게 되므로, 회전축(11)은 마찰력에 방해을 덜 받게 되어 더욱 효과적으로 회전되게 되는 것이다.

이상과 같이, 본 발명에 따른 비접촉 자기기어를 이용한 회전동력 증폭방법 및 전력소비량과 연동하여 생산량이 조절되는 이용한 전기발생장치는, 장소적 제약이 필요없이 시동 초기에 전기를 공급하여 발전기의 회전축을 회전시키면 상기 회전축에 연동되는 비접촉 자기기어가 회전운동을 하게 되면서 상기 복수의 비접촉 자기기어는 상기 자석들의 자기장이 형성된 자기장내의 공간에 회전운동을 수행하게 작동되어 자력이 추가된 큰 회전토크를 가지고 회전운동을 하게 되어 반 영구적으로 효과적인 전력을 생산하는 것이 가능하고, 전력의 생산을 자기 소비 전원만 유지하는 방식으로도 제어할 수도 있게 되는 것이다.

본 발명에 따른 비접촉 자기기어를 이용한 회전동력 증폭방법 및 비접촉 자기기어의 회전운동을 이용한 전기발생장치는 전기발생장치의 제조산업에서 동일한 제품을 반복적으로 제조하는 것이 가능하다고 할 것이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이라고 할 것이다.

A ..... 비접촉 자기기어의 회전운동을 이용한 전기발생장치
1 ..... 발전기 2 ..... 자기기어
3,4 ..... 자석집합체 5 ..... 전원부
6 ..... 자기부상체부 11 ..... 회전축
30 ..... 영구자석집합체 61,62 ..... 상하부 자석

Claims (8)

1. 비접촉 자기기어의 회전운동을 이용한 전기발생장치(A)는,
   하부에 배치된 발전기(1)와,
   상기 발전기(1)의 회전축(11)에 1개 이상의 복층으로 상하로 연결되며 고정팔(21)로 연결되며 회전운동이 가능하게 일정 피치로 환상 배치된 영구자석 배치된 비접촉 자기기어(2)와,
   상기 비접촉 자기기어(2)의 측면을 둘러싸게 배치되고 상기 비접촉 자기기어(2)의 회전반경 외측 방향으로 동일 피치로 배치되어 둘러싸게 배치되어 상기 비접촉 자기기어에 자력을 제공하는 원통형 환상의 자석집합체(3,4)와,
   상기 영구자석집합체(30)의 상부인 상기 발전기(1)의 회전축(11)의 상부에 배치되어 상기 스핀들회전체(2)의 초기가동을 위한 전기를 공급하는 전원부(5)와,
   상기 회전축(11)의 하단에 설치되며 상기 회전축(11)의 하단부를 공중에 부양시켜 마찰력을 최소로 하는 자기부상체부(6)가 포함된 것을 특징으로 하는 비접촉 자기기어의 회전운동을 이용한 전기발생장치
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 원통형 환상의 자석집합체(3,4)는, 상기 비접촉 자기기어(2)의 상기 회전축(11)에 근접한 내측을 환상으로 둘러싸는 내측 원통형 환상 자석집합체(4)와, 상기 비접촉 자기기어(2)의 상기 회전축(11)에 멀리 있는 외측을 환상으로 둘러싸는 외측 원통형 환상 자석집합체(3)이고,
   상기 원통형 환상의 자석집합체(3,4)는, 동시에 설치될 수도 있고, 각기 내외측 원통형 환상 자석집합체(3,4)중에서 1개만이 상기 비접촉 자기기어(2)의 측면상에 선택적으로 설치될 수도 있는 것을 특징으로 하는 비접촉 자기기어의 회전운동을 이용한 전기발생장치
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   가동자석(23)의 자석(23b)은, 상기 내측 원통형 환상 영구자석집합체(4)의 자석(4a)에 의하여 1차적인 반발력 또는 척력(F1)이 벌써 작용되어 경사각도(θ) 만큼 먼저 회동되고, 동일한 위치에서, 상기 외측 원통형 환상 영구자석집합체(3)의 자석(3a)과 이와 접하는 가동자석(23)의 자석(23a)이 서로 일직선상으로 배치된 것을 특징으로 하는 비접촉 자기기어의 회전운동을 이용한 전기발생장치
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 비접촉 자기기어(2)는, 일단부는 상기 발전기(1)의 회전축(11)에 고정되며 타단부는 각 회전구동체(2a)에 고정된 고정팔(21)과, 상기 고정팔(21)의 자유단부에 고정된 기동모터(22)와, 상기 기동모터(22)의 가장자리에 일정간격으로 규칙적으로 이격되게 고정된 영구자적인 가동자석(23)을 포함하는 특징으로 하는 비접촉 자기기어의 회전운동을 이용한 전기발생장치
   
5. 비접촉 자기기어를 이용한 회전동력 증폭방법에 있어서,
   상기 비접촉 자기기어를 이용한 회전동력 증폭방법은,
   비접촉 자기기어(2)와, 상기 비접촉 자기기어(2)의 내외측에 배치된 상기 내외측 원통형 환상 자석집합체(3,4)는 기어의 이빨의 피치와 동일한 피치를 갖아 맞물리면서 가동되도록 서로 균일한 피치를 갖게 자석이 제조되는 단계와,
   상기 외측 원통형 환상 자석집합체(3)의 자석(3a)과 이와 접하는 가동자석(23)의 자석(23a)이 서로 일직선상으로 배치될 경우에는 자석(3a,23a)이 같은 극성으로 배치되고, 이와 대응되게 상기 내측 원통형 환상 자석집합체(4)의 자석(4a)과 이와 접하는 가동자석(23)의 자석(23b)은 가동자석(23)의 자석(23b)이 경사각도(θ)로 회동된 경사각도로 배치되게 제조되는 단계와,
   전원부(5)가 가동되어 브러쉬(51)를 통하여 상기 발전기(1)의 회전축(11)이 회전되게 가동되면, 발전기(1)의 회전축(11)이 회동되는 단계와,
   이와 같은 비접촉 자기기어(2)의 회전운동이 일정한 토크이상에서는 발전기(1)의 회전축(11)이 회전되면서 발전을 수행되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉 자기기어를 이용한 회전동력 증폭방법
   
6. 제 5항에 있어서,
   상기 경사각도(θ)는, 10 ~ 20°로 회동된 것을 특징으로 하는 비접촉 자기기어를 이용한 회전동력 증폭방법
   
7. 제1항 또는 제5항에 있어서,
   회전 동력의 증폭은 기동모터(22)의 자기 치아(이빨)가 고정된 같은 피치의 다수의 가동자석(23)의 사이의 자력장에 교차하면서 자력에 의해 회전 추진력을 증폭시키는 것을 특징으로 하는 회전토크 증폭 발전 시스템
   
8. 제1항 또는 제5항에 있어서
   다수의 기동모터(22)를 순차 제어하면서 모터의 수명 및 열발생을 방지하며, 발생되는 전력의 양을 피드백 컨트롤 제어하는 것을 특징으로 하는 회전토크 증폭 발전 시스템

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