WO2016182327A1

WO2016182327A1 - 회전 자성체를 이용한 발사장치

Info

Publication number: WO2016182327A1
Application number: PCT/KR2016/004907
Authority: WO
Inventors: 이영택
Original assignee: 이영택; (주)크리티컬퍼실리티서비스
Priority date: 2015-05-13
Filing date: 2016-05-11
Publication date: 2016-11-17
Also published as: KR101584757B1; US10101112B2; US20180245877A1

Abstract

본 발명은 발사장치에 관한 것으로서, 특히 안전하면서도 저전력으로 구동이 가능하도록 내부가 비고 비자성체 소재로 이루어진 관이 나선형으로 감겨진 가속관과, 상기 가속관의 외측을 둘러싸도록 복수 개의 코일이 감겨져 전류 인가시 자화되어 자기장을 형성하는 고정자와, 상기 자기장에 의해 힘을 받아 가속관을 따라 회전하며 외부로 발사되는 자성체를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 자성체를 이용한 발사장치에 관한 것이다.

Description

회전 자성체를 이용한 발사장치

본 발명은 발명은 발사장치에 관한 것으로서, 특히 저전력으로 구동되는 회전 자성체를 이용한 발사장치에 관한 것이다.

일반적으로 발사장치 또는 분사장치는 어떠한 물체를 발사 또는 분사하는데 사용하는 장치를 말하며, 일 예로 총, 로켓과 같은 군사용 무기로 총알, 로켓탄을 발사하는 것과, 모래, 강철의 가루, 페인트 등을 분사하는 것을 들 수 있다.

이러한 발사장치 또는 분사장치는 화약에 의한 폭발가스를 이용하거나 압축된 공기를 이용하여 발사 또는 분사가 이루어지게 하나, 화약을 이용하는 경우 위험성이 높아 사용자가 다칠 우려가 높으며, 압축된 공기를 이용하는 경우 많은 에너지를 소모하게 되는바 경제적이지 않다는 문제점이 있다.

[관련선행기술]

특허출원번호 제10-2011-0146723호 피투사체의 발사장치(LAUNCHING APPARATUS OF AN OBJECT)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서 안전하면서도 저전력으로 구동이 가능하여 경제적인 회전 자성체를 이용한 발사장치를 제안함에 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명인 회전 자성체를 이용한 발사장치는 내부가 비고 비자성체 소재로 이루어진 관이 나선형으로 감겨진 가속관과, 상기 가속관의 외측을 둘러싸도록 복수 개의 코일이 감겨져 전류 인가시 자화되어 자기장을 형성하는 고정자와, 상기 자기장에 의해 힘을 받아 가속관을 따라 회전하며 외부로 발사되는 자성체를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 자화된 고정자에 의해 형성된 자기장으로 인해 자성체가 회전하며 발사되는바, 자성체 발사를 위해 화약이나 압축공기를 사용하지 않아 안전함은 물론, 에너지 소모를 최소화하면서도 고속으로 자성체의 발사가 가능하므로 다양한 분야에서 활용할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 발사장치의 구조를 보여주는 사시도,

도 2는 본 발명에 의한 발사장치의 구조를 보여주는 측단면도,

도 3은 본 발명에 의한 발사장치의 구조를 보여주는 A-A 단면도,

도 4 및 도 5는 본 발명에 의한 발사장치에 적용되는 유출관의 일정 부분이 유연한 소재로 이루어진 것을 보여

주는 예시도,

도 6은 본 발명에 의한 발사장치에 적용되는 자성체의 일 예를 보여주는 예시도,

도 7은 본 발명에 의한 발사장치에서 자성체가 이동하는 과정을 보여주는 예시도,

도 8 및 도 9는 본 발명에 의한 발사장치의 또다른 실시예를 보여주는 예시도.

본 발명은 발사장치에 관한 것으로서, 특히 안전하면서도 저전력으로 구동이 [0010] 가능하도록 내부가 비고 비자성체 소재로 이루어진 관이 나선형으로 감겨진 가속관과, 상기 가속관의 외측을 둘러싸도록 복수 개의 코일이 감겨져 전류 인가시 자화되어 자기장을 형성하는 고정자와, 상기 자기장에 의해 힘을 받아 가속관을 따라 회전하며 외부로 발사되는 자성체를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 자성체를 이용한 발사장치를 제안한다.

본 발명의 권리범위는 이하에서 설명하는 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진자에 의하여 다양하게 변형 실시될 수 있다.

이하, 본 발명인 회전 자성체를 이용한 발사장치는 첨부된 도면 도 1 내지 도 9를 참고로 상세하게 설명한다.

본 발명인 회전 자성체를 이용한 발사장치는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 내부가 빈 관이 나선형으로 감겨진 가속관(100)과, 상기 가속관(100)의 외측을 둘러싸도록 형성된 고정자(200)와, 상기 가속관(100) 내부에 구비 또는 투입되는 자성체(10)를 포함한다.

보다 구체적으로, 상기 가속관(100)은 비자성체 소재로 이루어져 자기장에 대한 영향을 받지 않도록 함이 바람직하며, 자성체(10)가 내부에 구비 또는 투입되어 상기 가속관(100)을 따라 회전하게 되는바 솔레노이드와 같이 나선형으로 감겨진 형태를 이룸이 바람직하다.

또한, 상기 가속관(100)은 일단에 자성체(10)가 외부로 발사되는 유출관(110)가 형성되며, 상기 가속관(100) 내부에 자성체(10)가 구비되어 있지 않은 경우 타단에 상기 자성체(10)가 내부로 투입되는 유입관(120)가 형성된다. 또한, 상기 유출관(110)은 내측면에 나선형의 강선홈을 형성하여 상기 자성체(10)가 정확한 방향으로 발사될 수 있도록 할 수 있다. 더욱이, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 상기 유출관(110) 중 일정 부분(111)을 유연한(flexible) 소재로 형성하여 자성체(10)가 발사되기를 원하는 방향으로 유출관(110)이 향하도록 할 수도 있다.

상기 고정자(200)는 복수 개의 코일이 감겨져 있으며, 전류 인가시 자화되어 자기장을 형성한다. 이러한 고정자는 내부에 가속관(100)과 고정자(200)를 포함하는 하우징(A)의 내측면에 형성될 수 있으며, 구체적으로는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 하우징(A)의 내측면에는 가속관(100)의 외측을 둘러싸며 내측을 향해 돌출된 스테이트 코어가 다수 개 형성되고, 각 스테이트 코어에는 코일이 감겨져 고정자(200)를 구성한다.

상기 고정자(200)를 구성하는 각 스테이트 코어에 감긴 코일은 하나의 극을 형성하며, 상기 자성체(10)가 가속관(100)을 따라 회전토록 하기 위해서는 상기 극은 2n(n=정수)개가 형성된다. 따라서, 사용자는 본 발명의 용도 등을 감안하여 상기 극의 갯수를 조절할 수 있다.

일 예로 상기 고정자(200)에 가해지는 전류가 교류(AC)이며, 주파수가 60Hz인 경우, 상기 자성체(10)의 회전수는 "120×주파수/고정자의 극수" 식으로부터 도출된다. 따라서, 상기와 같이 60Hz의 주파수를 가지는 교류전류가 가해지는 경우 상기 자성체(10)는 고정자(200)의 극 수에 따라 2극인 경우 분당 회전수는 3600회, 4극인 경우 1800회, 6극인 경우 1200회 회전하며 가속관(100) 내부를 통과하게 된다.

또한, 본 발명에는 상기 고정자(200)에 인가되는 전류의 주파수를 조정하는 조정기가 더 포함될 수 있으며, 상기 자성체(10)의 회전수를 도출하는 식에 따라 조정기를 통해 전류의 주파수를 높게 할수록 상기 자성체(10)는 가속관(100) 내부를 빠른 속도로 회전하게 된다.

이와 같이 상기 고정자(200)의 극 수 또는/및 고정자(200)에 가해지는 전류의 주파수를 조정함으로써, 상기 자성체(10)의 회전속도를 조절할 수 있다.

상기 자성체(10)는 고정자(200)로 인해 형성되는 자기장에 의해 힘(전자기력)을 받아 상기 가속관(100)을 따라 회전하는바, 자기장의 영향을 받도록 강자성체의 성질을 가지는 물질로 이루어짐이 바람직하며, 상기 자성체(10)는 전체가 강자성의 성질을 가지는 물질로 이루어질 수 있음은 물론, 도 6에 도시된 바와 같이 내부에 강자성의 성질을 가지는 코어(11)와 상기 코어(11)를 감싸는 보호막(12)을 가지는 형태로 이루어질 수도 있다.이때, 상기 보호막(12)은 실리콘이나 플라스틱과 같이 자기력이 통과할 수 있는 물질로 이루어짐이 바람직하다. 또한, 상기 자성체는 강자성의 성질을 가지는 물질을 포함하는 젤 형태로 이루어질 수도 있다.

상기와 같은 본 발명을 통해 자성체(10)가 발사되는 과정을 살펴보면, 도 7에 [0022] 도시된 바와 같이 고정자(200)에는 전류가 인가되어 자기장을 형성하고 유입관(120)을 통해 자성체(10)를 투입하게 되면 상기 자기장의 영향에 따라 상기 자성체(10)는 전자기력에 의해 가속관(100) 따라 회전을 하게 되며, 점차 가속된 상기 자성체(10)는 유출관(110)을 통해 외부로 발사된다.

본 발명은 이와 같이 자화된 고정자(200)에 의해 형성된 자기장으로 인해 자성체(10)가 회전하며 발사되는바, 자성체(10)의 발사를 위해 화약이나 압축공기를 사용하지 않아 안전함은 물론, 에너지 소모를 최소화하면서도 고속으로 자성체(10)의 발사가 가능하므로 다양한 분야에서 활용할 수 있다.

한편, 본 발명은 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 상기 고정자(100)의 내측에 회전자(300)가 구비될 수 있으며, 상기 회전자(300)는 가속관(100)의 내측에 길이방향을 따라 설치된 샤프트(400)와 결합되어 회전한다. 상기 회전자(300)는 도 9에 도시된 바와 같이 상기 가속관(100)의 내측에 구비되거나, 도면에 도시되지는 않았으나 상기 가속관(100)의 일측 또는 양측에 구비되어 회전력을 발생시킬 수도 있다. 이와 같은 본 발명은 상기 자성체(10)를 발사할 수 있음과 동시에 샤프트(400)의 일측 또는 양측에 설치된 부하에 회전력을 전달가능한바 활용도가 증대된다. 또한, 상기 회전자(300)는 다수의 영구자석을 포함하거나 철을 포함할 수 있으며, 회전자(300)를 통해 상기 고정자(200)를 구성하는 코일이 과열되는 문제점을 해결할 수 있다.

상기와 같은 본 발명은 차량에 설치되는 형태, 사람이 매고 이동할 수 있는 형태 등 다양한 형태로 형성되어 여러 용도로 사용될 수 있으며, 자성체가 발사 또는 분사되는 기술분야에 적용될 수 있음은 물론이다.

A : 하우징 10 : 자성체

100 : 가속관 110 : 유출관

120 : 유입관 200 : 고정자

300 : 회전자 400 : 샤프트

Claims

내부가 비고 비자성체 소재로 이루어진 관이 나선형으로 감겨진 가속관(100)과,

상기 가속관(100)의 외측을 둘러싸도록 복수 개의 코일이 감겨져 전류 인가시 자화되어 자기장을 형성하는 고정자(200)와,

상기 자기장에 의해 힘을 받아 가속관(100)을 따라 회전하며 외부로 발사되는 자성체(10)를 포함하되,

상기 가속관(100)의 내측에는 설치된 샤프트(400)를 중심으로 회전하는 회전자(300)가 구비되어, 상기 회전자(300)의 회전력을 이용할 수 있는 것을 특징으로 하는 회전 자성체를 이용한 발사장치.
제1항에 있어서,

상기 고정자(200)는 코일이 감겨져 하나의 극을 형성하되,

상기 극은 2n(n=정수)개가 형성되어 극 수에 따라 자성체(10)의 회전속도가 조절되는 것을 특징으로 하는 회전 자성체를 이용한 발사장치.
제1항에 있어서,

상기 고정자(200)에 인가되는 전류의 주파수를 조정하는 조정기를 더 포함하여, 상기 자성체(10)의 회전속도가 조절되는 것을 특징으로 하는 회전 자성체를 이용한 발사장치.
제1항에 있어서,

상기 가속관(100)은 일단에 자성체(10)가 외부로 발사되는 유출관(110)이 형성되되, 상기 유출관(110)은 내측면에 나선형의 강선홈이 형성된 것을 특징으로 하는 회전 자성체를 이용한 발사장치.
제4항에 있어서,

상기 유출관(110)은 일정 부분이 유연한 소재로 형성되어 자성체(10)가 발사될 방향을 향하도록 할 수 있는 것을 특징으로 하는 회전 자성체를 이용한 발사장치.
제1항에 있어서,

상기 회전자(300)는 다수의 영구자석, 철 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 자성체를 이용한 발사장치.
제5항에 있어서,

상기 점성유체는 열매체유(heating medium oil)로 이루어져 윤활과 열전달이 용이한 것을 특징으로 하는 회전 자성체를 이용한 온수공급장치.