WO2023239132A1

WO2023239132A1 - 유기전류세기 선택기능을 갖는 순차 독립 발전형 발전장치

Info

Publication number: WO2023239132A1
Application number: PCT/KR2023/007676
Authority: WO
Inventors: 이승권
Original assignee: 이승권
Priority date: 2022-06-07
Filing date: 2023-06-05
Publication date: 2023-12-14
Also published as: KR20230168526A

Abstract

본 발명은 유기전류세기 선택기능을 갖는 순차 독립 발전형 발전장치에 관한 것으로, 회전축 통과공과, 복수의 페라이트 코어를 고정하기 위한 복수의 고정공이 형성된 한 쌍의 고정판; 페라이트 코어 고정공에 각각 양단부가 끼워지는 복수의 페라이트 코어; 영구자석의 자기장이 통과될 때 발생되는 유도 기전력을 각각 유기시켜 전력제어부로 전달하는 복수의 권선코일; 회전축의 양단부에 각각 고정되어 회전축과 함께 회전하는 한 쌍의 회전판; 회전판의 내측에서 설치되며, 복수의 페라이트코어에 자기장을 제공하는 영구자석; 회전판에 구성되어 영구자석의 위치를 이동시키도록 하는 자석이송수단;을 포함하며, 복수의 페라이트 코어는 서로 다른 원주상으로 설치되는 복수의 외측 및 내측 페라이트 코어로 이루어지며, 복수의 권선코일은 외측 및 내측 페라이트 코어에 서로 다른 권선수로 권취되는 제1 및 제2권선코일로 이루이지며, 자석이동수단은 영구자석이 선택적으로 복수의 외측 또는 내측 페라이트 코어의 단부를 지나게 하여 서로 다른 세기의 유기전류를 발생시키도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

유기전류세기 선택기능을 갖는 순차 독립 발전형 발전장치

본 발명은 권선코일이 권취된 페라이트 코어를 원주상으로 배열하고, 이 원주상으로 배열된 복수의 페라이트 코어 단부를 영구자석이 순차적으로 지나가면서 각각의 권선코일에 각각 순차적으로 독립적인 전압이 발생되도록 한 순차 독립 발전형 발전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 한 쌍의 고정판 사이에 제1권취코일이 권취된 복수의 외측 페라이트 코어를 소정의 제1원주상으로 이격 배치하고, 제1권취코일과는 다른 권선수를 갖는 제2코취코일이 권취된 복수의 내측 페라이트 코어를 제1원주상 보다 내측의 제2원주상으로 이격 배치하며, 한 쌍의 고정판의 외측에는 회전에 따라 복수의 외측 페라이트 코어 또는 복수의 내측 페라이트 코어의 양단부를 지나는 영구자석을 구비한 회전자용 회전판을 설치하되, 영구자석은 회전자용 회전판의 중심으로부터 외측단을 따라 내외측 방향으로 위치이동가능하도록 구성하여, 영구자석이 복수의 외측 페라이트 코어의 단부를 시간차를 두고 순차적으로 지나거나, 복수의 내측 페라이트 코어의 단부를 시간차를 두고 순차적으로 지나도록 구성되어 발생되는 유기전류세기를 선택할 수 있는 순차 독립 발전형 발전장치에 관한 것이다.

일반적으로 발전기(generator, 發電機)는 도체(導體)가 자기장에서 운동할 때 전기가 발생하는 것을 이용하여 화학적 또는 원자력 에너지와 같이 다양한 에너지원으로부터 발생하는 기계적인 에너지 즉, 역학적 에너지를 자기장 속에서 도선이 움직일 때 자기장의 방향과 도선이 움직이는 방향으로 유도 기전력 또는 유도 전류의 방향을 결정하는 규칙인 플레밍의 오른손법칙에 따라 전기 에너지로 바꾸는 장치를 통틀어 이르는 것으로, 교류 발전기와 직류 발전기로 구별된다.

최근, 직선 운동에 의한 발전기가 개발되어 있기는 하나, 그 대부분은 회전식의 발전기로 구성되어 있다. 하지만, 모든 발전기들은 전자기 유도 작용에 의하여 기전력을 발생시킨다는 점에서는 모두 동일하다.

일반적으로 발전기는 자계를 형성하는 계자부분과 자계 속에서 회전운동을 하는 전기자 부분으로 이루어진다.

이때, 상기 계자부분은 자석의 자력선이 자계를 형성하여 놓은 부분의 명칭으로서, 발전기의 하우징과 접착된 자석을 일컫는 말이다.

또한, 상기 전기자 부분은 전류를 인가하여 자력선을 방출시키는 부분을 의미하며, 아마추어(Armature), 로터(Rotor) 또는 코어(Core)라고도 한다.

전술한 구성을 갖는 발전기는, 전류가 흐르는 전선 주위에는 항상 자계가 형성되고, 영구자석의 자계와 전기자의 코일에서 발생하는 자계가 서로 밀거나 당기는 힘에 의해 전기자가 돌아가게 되는데, 이러한 전자력을 이용하게 되는 것이다.

한편, 종래 발전기에서 자기와 코일 사이에서 전기가 발생되는 과정을 살펴보면, 역기전류에 의한 히스테리시스 손실과 자기운동에 의한 와전류가 발생하여 쓸데없는 막강한 부하가 걸리고 열이 발생한다.

특히, 과다 전류를 사용할 경우와 예기치 못한 단락(합선) 상태가 발생하면 발전기의 화재 손실 또는 과부하에 의한 정전 사태로 인하여 각종 계기와 설비가 손상되는 문제점이 있다.

또, 발전기가 손상되는 위험이 있어서, 실제로 생산되는 전력의 100퍼센트 전체의 양을 다 사용한다는 것이나, 그 출력의 전체 양에 가깝게 과부하의 위험을 무릅쓰며 사용한다는 것은 절대 불가능하다. 그래서 출력보다 항상 적은 양을 사용해야만 하며, 그에 따라서 발생하는 손실은 생각보다 막대하며, 이것이 현재 발전 운영의 실태이다.

또한, 발전기의 회전자를 방해하는 힘은 전기자 코일에 전류가 흐를 때 전기자 코일에 생기는 자기장 때문이며, 이 자기장이 회전자의 자기장과 상호 작용하여 회전자의 회전을 방해하는 역기전력을 일으키기 때문이다.

이러한 종래의 제반 문제점을 해결하고자 등록특허 10-1324546호에서는 중심점에 회전축 통과공이 형성되고 소정지름을 갖는 원주를 따라서는 정해진 간격을 두고 복수의 페라이트 코어 고정공이 형성된 구성을 갖고 수직방향으로 평행한 상태를 유지하게 고정겸 간격유지수단을 통해 상호 일체로 결합된 한 쌍의 고정판과; 봉 형상을 갖고 상기 페라이트 코어 고정공에 각각 양단부가 끼워지는 형태로 한 쌍의 고정판 사이에 고정 설치되어 고정판의 외측으로 노출되는 양단부를 각각 영구자석이 지나갈 때 영구자석에서 발생되는 자기장이 폐회로를 이루도록 하는 복수의 페라이트 코어와; 상기 페라이트 코어의 외주면에 각각 정해진 회전수만큼 권취된 형태로 설치되어 각각의 페라이트 코어를 통해 영구자석의 자기장이 통과될 때 발생되는 유도 기전력 또는 유도 전류를 각각 유기시켜 전력제어부로 전달하는 복수의 권선코일과; 상기 한 쌍의 고정판 외측에 각각 근접되게 배치된 상태에서 고정판들의 중심점에 형성된 회전축 통과공을 관통하는 형태로 설치되는 회전축의 양단부에 각각 고정되어 회전력 발생수단의 축에 연결된 회전축의 회전수에 대응하여 회전축과 함께 회전하는 한 쌍의 회전자용 회전판과; 상기 회전자용 회전판의 내측에서 S극과 N극이 서로 반대방향을 갖도록 마주보는 형태를 갖고 정해진 간격 및 배열로 고정 설치되어 상기 복수의 페라이트 코어에 자기장을 제공하는 복수의 영구자석;을 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 양극평형을 이용한 시간차 발전기가 게재된 바 있다.

하지만, 등록특허 10-1324546호의 양극평형을 이용한 시간차 발전기는 고정판에 설치된 페라이트 코어들에는, 설계시 설정된 권선수로 모두 동일하게 권선코일이 권취되어 있고, 회전자용 회전판에 영구자석이 고정장착되어 위치이동시킬 수 없는 구조로 되어 있기 때문에, 하나의 발전기에서는 유기 전류 세기가 동일하게 발생되며, 권선코일의 권선수를 변경하여 발생되는 유기전류세기를 바꾸고자 할 경우에는 전체적으로 권선코일의 권선작업을 다시 진행해야 하거나 다른 권선수로 권선코일이 권취된 페라이트 코어를 고정판에 교체 장착해야만 했다.

<선행기술 문헌>

등록특허 10-1324546호

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하고자 창안된 것으로서, 한 쌍의 고정판 사이에 제1권취코일이 권취된 복수의 외측 페라이트 코어를 소정의 제1원주상으로 이격 배치하고, 제1권취코일과는 다른 권선수를 갖는 제2코취코일이 권취된 복수의 내측 페라이트 코어를 제1원주상 보다 내측의 제2원주상으로 이격 배치하며, 한 쌍의 고정판의 외측에는 회전에 따라 복수의 외측 페라이트 코어 또는 복수의 내측 페라이트 코어의 양단부를 지나는 영구자석을 구비한 회전자용 회전판을 설치하되, 영구자석은 회전자용 회전판의 중심으로부터 외측단을 따라 내외측 방향으로 위치이동가능하도록 구성하여, 영구자석이 복수의 외측 페라이트 코어의 단부를 시간차를 두고 독립적으로 지나거나, 복수의 내측 페라이트 코어의 단부를 시간차를 두고 독립적으로 지나도록 구성되어 발생되는 유기전류세기를 선택할 수 할 수 있는 유기전류세기 선택기능을 갖는 순차 독립 발전형 발전장치를 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 영구자석을 회전자용 회전판에서 중심으로부터 외측단을 따라 내외측 방향으로 구동수단에 의해 자동으로 위치이동시킬 수 있도록 구성되어, 별도의 수작업으로 영구자석을 위치이동시킬 필요 없이 전자적인 제어에 의해 영구자석의 위치를 자동으로 이동시킬 수 있는 유기전류세기 선택기능을 갖는 순차 독립 발전형 발전장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.

다만, 본 발명의 목적은 이에만 제한되는 것은 아니며, 명시적으로 언급하지 않더라도 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 이에 포함됨은 물론이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 유기전류세기 선택기능을 갖는 순차 독립 발전형 발전장치는, 중심점에 회전축 통과공이 형성되고, 원주 상으로 복수의 페라이트 코어를 고정하기 위한 복수의 고정공이 형성되며, 평행한 상태로 결합된 한 쌍의 고정판; 봉 형상을 갖고 상기 페라이트 코어 고정공에 각각 양단부가 끼워지는 형태로 상기 한 쌍의 고정판 사이에 고정 설치되는 복수의 페라이트 코어; 상기 페라이트 코어의 외주면에 권취되고, 각각의 페라이트 코어를 통해 영구자석의 자기장이 통과될 때 발생되는 유도 기전력 또는 유도 전류를 각각 유기시켜 전력제어부로 전달하는 복수의 권선코일; 상기 한 쌍의 고정판 외측에 각각 근접되게 배치된 상태에서 상기 고정판의 중심에 형성된 회전축의 양단부에 각각 고정되어 상기 회전축과 함께 회전하는 한 쌍의 회전판; 상기 회전판의 내측에서 S극과 N극이 서로 반대방향을 갖도록 마주보는 형태를 갖도록 설치되며, 상기 복수의 페라이트 코어에 자기장을 제공하는 영구자석; 상기 회전판에 구성되어 상기 영구자석의 위치를 이동시키도록 하는 자석이송수단;을 포함하며, 상기 고정판에는 소정 지름을 갖는 제1원주상으로 소정간격 이격되게 복수의 외측 고정공이 구성되고, 상기 복수의 외측 고정공의 내측으로 상기 제1원주상 보다 지름이 작은 제2원주상으로 소정간격 이격되게 복수의 내측 고정공이 구성되며, 상기 외측 고정공과 내측 고정공은 상기 고정판의 중심으로부터 외측방향을 따라 일직선 상에 배치되도록 구성되며, 상기 복수의 페라이트 코어는 상기 외측 고정공에 끼워져 고정설치되는 복수의 외측 페라이트 코어와, 상기 내측 고정공에 끼워져 고정설치되는 복수의 내측 페라이트 코어로 이루어지며, 상기 복수의 권선코일은 상기 외측 페라이트 코어에 권취되는 제1권선코일과, 상기 내측 페라이트 코어에 권취되는 제2권선코일을 포함하며, 상기 제1권선코일은 상기 제2권선코일에 비해 보다 많은 권선수를 갖도록 구성되어, 상기 영구자석이 상기 외측 페라이트 코어의 단부를 지날 때 발생되는 유기전류세기가 상기 내측 페라이트 코어의 단부를 지날 때 발생되는 유기전류세기보다 크도록 구성되며, 상기 자석이동수단은 상기 영구자석을 상기 회전판의 중심에서 외측 방향을 따라 내외측으로 위치이동되도록 하여 상기 영구자석이 상기 회전판의 회전에 따라 회전하면서 상기 복수의 외측 페라이트 코어의 단부들을 순차적으로 지나게 하여 상기 제1권선코일을 통해 제1유기전류의 발생이 이루어지도록 하거나 상기 복수의 내측 페라이트 코어의 단부를 순차적으로 지나게 하여 상기 제2권선코일을 통해 제2유기전류의 발생시키도록 구성되며,

상기 자석이동수단은 상기 회전판의 내면에 형성되고, 상기 회전판의 중심에서 회측방향으로 소정길이 길게 장홀형태로 형성되어 상기 영구자석이 삽입안착되고 위치이동이 이루어지도록 하는 전방 레일홈을 구비한 가이드부를 포함하고,

상기 전방 레일홈의 길이방향 양단부 각각에는 양측방향으로 연장형성되는 외측 좌우 자석이동홈과 내측 좌우 자석이동홈이 더 형성되어, 상기 영구자석을 좌우 측방으로 위치이동가능하도록 구성되어,

상기 복수의 외측 페라이트 코어 또는 상기 복수의 내측 페라이트 코어의 양단부를 지나는 양측의 영구자석 중 어느 하나는 페라이트 코어의 일단부를 먼저 지나고 그 다음으로 나머지가 페라이트 코어의 타단부를 지나도록 구성되는 것을 특징으로 하는 유기전류세기 선택기능을 갖는 순차 독립 발전형 발전장치.

상기한 바에 따르면, 본 발명은 기 등록된 등록특허 10-1324546호의 시간차 발전기를 개선한 것으로, 고정판에 서로 다른 원주상으로 외측 페라이트 코어와 내측 페라이트 코어가 구성되고, 이 각각의 외측 및 내측 페라이트 코어에 서로 다른 권선수를 갖도록 제1 및 제2권선코일을 감아 구성하며, 고정판의 외측에서 회전하는 회전판에는 영구자석을 설치하되, 영구자석을 회전판 상에서 위치이동시킬 수 있는 자석이동수단을 구비하여 영구자석의 위치이동에 따라 영구자석이 선택적으로 외측 페라이트 코어 또는 내측 페라이트 코어의 단부에 마주하면서 지나가게 할 수 있어 다른 조건을 변경하지 않더라도 유도전류발생세기를 자석의 위치이동에 의해 선택하여 발전이 이루어지게 할 수 있다.

한편, 본 발명에서 다른 형태의 자석이동수단은 모터구동방식에 의해 자석의 위치이동이 이루어지게 할 수 있어, 별도의 수작업 없이도 자석이동이 자동으로 이루어지게 하여 조작편리성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 유기전류세기 선택기능을 갖는 순차 독립 발전형 발전장치를 나타낸 사시도이고,

도 2는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 유기전류세기 선택기능을 갖는 순차 독립 발전형 발전장치를 나타낸 분리사시도이고,

도 3은 도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 유기전류세기 선택기능을 갖는 순차 독립 발전형 발전장치를 나타낸 단면도이고,

도 4는 도 1의 외측 페라이트 코어에 권취된 제1권취코일(a)과, 내측 페라이트 코어에 권취된 제2권취코일(b)의 일예를 나타낸 도면이고,

도 5는 본 발명의 고정판에 설치되는 복수의 외측 페라이트 코어와 복수의 내측 페라이트 코어의 배열 형태를 나타낸 도면이고,

도 6은 본 발명의 회전자용 회전판에 위치조정가능하게 설치된 영구자석의 위치조정상태를 나타낸 도면이고,

도 7은 도 3에서 영구자석의 설치위치를 변경한 상태를 나타낸 도면이고,

도 8은 본 발명의 위치이동수단의 다른 형태를 나타낸 요부 단면도이고,

도 9는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 유기전류세기 선택기능을 갖는 순차 독립 발전형 발전장치를 나타낸 사시도이고,

도 10은 도 9에 도시된 회전자용 회전판의 요부를 확대하여 나타낸 도면이고,

도 11은 제 2 실시 예에 따른 본 발명의 회전자용 회전판에 위치조정하여 설치된 양측의 영구자석과 페라이트 코어 단부의 위치상태를 나타낸 도면이고,

도 12는 제 2 실시 예에 따른 유기전류세기 선택기능을 갖는 순차 독립 발전형 발전장치를 나타낸 단면도이다.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시 예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.

본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 식각 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시 예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성 요소들이 이 같은 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시 예들은 그것의 상보적인 실시 예들도 포함한다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

아래의 특정 실시 예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만, 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.

이하, 도 1 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 유기전류세기 선택기능을 갖는 순차 독립 발전형 발전장치(1)에 대해 설명한다.

본 발명의 순차 독립 발전형 발전장치(1)는 한 쌍의 고정판(10), 복수의 페라이트 코어(30a,30b), 복수의 권선코일(30a,30b), 한 쌍의 회전자용 회전판(50), 복수의 영구자석(60), 자석이동수단(70)을 포함하도록 구성된다.

고정판(10)은 한 쌍으로 구성되고, 서로 평행하게 나란히 고정겸 간격유지수단(20)을 통해 소정간격 이격되게 결합되도록 구성된다. 여기서, 고정겸 간격유지수단(20)은 소정지름 및 길이를 갖는 원봉 형상으로 성형되어 한 쌍의 고정판(1) 사이에 설치되는 복수의 서포터(21)와; 한 쌍의 고정판(10)과 서포터(21)를 각각 관통하도록 설치된 상태에서 상호 체결되는 복수의 볼트(22) 및 너트(23)로 구성될 수 있다.

고정판(10)은 중심에 회전축 통과공(11)이 형성되고 소정지름을 갖는 원주상을 따라서는 정해진 간격을 두고 복수의 페라이트 코어의 단부가 끼워져 고정되기 위한 고정공(12a,12b)이 형성되도록 구성된다.

구체적으로, 고정판(10)에는 소정 지름을 갖는 제1원주상으로 소정간격 이격되게 복수의 외측 고정공(12a)이 구성되고, 이 복수의 외측 고정공(12a)의 내측으로 상기 제1원주상 보다 내측으로 지름이 작은 제2원주상으로 소정간격 이격되게 복수의 내측 고정공(12b)이 구성된다. 아울러, 각각의 외측 고정공(12)과 내측 고정공(12b)은 고정판(10)의 중심으로부터 외측방향을 따라 일직선 상에 배치되도록 구성된다.

복수의 페라이트 코어(30)는 봉 형상으로 이루어지며, 양단부가 고정공(12a,12b)의 끼워져 고정설치되며, 고정판(10)의 외측으로 노출되는 양단부는 영구자석(60)이 지나갈때 영구자석(60)에서 발생되는 자기장이 폐회로를 이루도록 한다.

본 발명에서는 복수의 페라이트 코어(30)는 외측 고정공(12a)에 끼워져 고정설치되는 복수의 외측 페라이트 코어(30a)와, 내측 고정공(12b)에 끼워져 고정설치되는 복수의 내측 페라이트 코어(30b)로 이루어진다.

복수의 권선코일(40a,40b)은 외측 및 내측 페라이트 코어(30a,30b)에 정해진 권선수 만큼 각각 권취된 형태로 설치되어 각각의 외측 및 내측 페라이트 코어(30a,30b)를 통해 영구자석(60)의 자기장이 통과될 때 발생되는 유도 전류를 각각 유기시키켜 전력제어부(80)로 전달하도록 구성된다.

복수의 권선코일(40a,40b)은 복수의 외측 페라이트 코어(30a)에 권취되는 복수의 제1권선코일(40a)과, 복수의 내측 페라이트 코어(30b)에 권취되는 복수의 제2권선코일(40b)을 포함하도록 구성되며, 각 제1권선코일(40a)은 각 제2권선코일(40b)에 비해 보다 많은 권선수를 갖도록 구성되어, 영구자석(60)이 외측 페라이트 코어(30a)의 단부를 지날 때 발생되는 유기전류세기가 내측 페라이트 코어(30b)의 단부를 지날 때 발생되는 유기전류세기보다 크도록 구성된다.

즉, 코일에 유기되는 유기전류세기는 코일이 코어에 권취된 권취횟수(권선수)에 비례하므로, 제2권선코일(40b)에 비해 많은 권선수를 갖는 제1권선코일(40a)이 권취횟수가 더 적은 제2권선코일(40b)에 비해 큰 유기전류가 유도될 수 있다.

한 쌍의 회전자용 회전판(50)은 한 쌍의 고정판(10) 외측에 각각 근접되게 배치된 상태에서 고정판(10)들의 중심점에 형성된 회전축 통과공(11)을 관통하는 형태로 설치되는 회전축(51)의 양단부에 각각 고정되어 회전력 발생수단(90)의 축에 연결된 회전축(51)의 회전수에 대응하여 회전축(51)과 함께 회전하도록 구성된다.

영구자석(60)은 회전자용 회전판(50)의 내측에서 S극과 N극이 서로 반대방향을 갖도록 마주보는 형태로 설치되어, 회전자용 회전판(50)과 함께 회전하면서 복수의 외측 페라이트 코어(30a) 또는 복수의 내측 페라이트 코어(30b)에 자기장을 제공하도록 구성된다.

자석이동수단(70)은 회전자용 회전판(50)에 설치된 영구자석(60)을 회전자용 회전판(50)의 중심에서 외측단 방향을 따라 내외측으로 위치이동되도록 하여 영구자석(60)이 회전자용 회전판(50)의 회전에 따라 회전하면서 복수의 외측 페라이트 코어(30a)의 단부들을 순차적으로 지나게 하여 제1권선코일(40a)을 통해 유기전류의 발생이 이루어지도록 하거나 복수의 내측 페라이트 코어(30b)의 단부를 순차적으로 지나게 하여 제2권선코일(40b)을 통한 유기전류의 발생이 이루어지도록 하기 위한 구성이다.

자석이동수단(70)은 회전자용 회전판(50)에 형성되어 영구자석(60)의 위치이동을 안내하는 가이드부(71)와, 이 가이드부(71)에 안내되어 위치조정된 영구자석(60)을 고정시키는 자석고정부(75)를 포함하도록 구성된다.

가이드부(71)는 회전자용 회전판(50)의 내면에 형성되고, 회전자용 회전판(50)의 중심에서 외측 방향을 따라 소정길이로 길게 장홀 형태로 형성되어 영구자석(60)이 삽입안착되고 위치이동이 이루어지도록 하는 전방 레일홈(72)과, 회전자용(50)의 외면에 형성되고 전방 레일홈(72)과 연결되도록 전방 레일홈(72)을 따라 형성되며, 전방 레일홈(72)의 폭보다 좁은 폭을 갖도록 구성되는 후방 레일홈(73)을 포함하도록 구성된다.

자석고정부(75)는 영구자석(60)으로부터 연장되게 구성되고, 후방 레일홈(73)을 관통하여 회전자용 회전판(50)에서 돌출되도록 구성되며, 영구자석(60)의 이동과 함께 연동하여 후방 레일홈(73)을 따라 위치이동되도록 구성되며 외주면에 나사산이 형성된 결합로드(76)와, 너트로 이루어지고 결합로드(76)에 나사체결되고 조임에 의해 영구자석(60)을 전방 레일홈(72)의 소정위치에 고정시키는 고정부재(77)를 포함하도록 구성될 수 있다.

본 실시 예에서는 사용자가 수작업으로 영구자석(60)의 위치를 변경시켜서 도 6의 (a)와 같이, 전방 레일홈(72)의 외측단부에 위치고정시키거나 도 6의 (b)와 같이, 전방 레일홈(72)의 내측단부에 위치고정시킬 수 있다.

사용자는 고정부재(77)를 결합로드(76)에서 체결해제방향으로 회전시켜 조임해제가 이루어지게 한 상태에서, 영구자석(60)을 전방 레일홈(72)의 외측단부 또는 내측단부에 위치이동시킨 다음, 다시 고정부재(77)를 결합로드(76)에 체결하여 조여 줌으로써 영구자석(60)이 전방 레일홈(72)에서 위치이동된 상태가 유지될 수 있다.

영구자석(60)이 전방 레일홈(72)의 외측단에 위치고정된 상태에서, 회전자용 회전판(50)의 회전에 따라 연동하여 회전되는 경우, 각각의 영구자석(60)은 제1권선코일(40a)이 권취된 외측 페라이트 코어(30a)들의 단부를 순차적으로 지나면서, 영구자석(60)에서 발생되는 자기장이 폐회로를 이루면서 제1권선코일(40a)에 유도전류가 유기되고, 유도전류는 전력제어부(80)에 전달될 수 있다.

반면, 영구자석(60)이 전방 레일홀(72)의 내측단에 위치고정된 상태에서, 회전자용 회전판(50)의 회전에 따라 연동하여 회전되는 경우, 각각의 영구자석(60)은 제2권선코일(40b)이 권취된 내측 페라이트 코어(30b)들의 단부를 순차적으로 지나면서, 영구자석(60)에서 발생되는 자기장이 폐회로를 이루면서 제2권선코일(40b)에 유도전류가 유기되고, 유도전류는 전류제어부(80)에 전달될 수 있다.

이처럼, 본 발명은 소정의 권선수를 갖는 제1권선코일(40a)이 감겨진 복수의 외측 페라이트 코어(30a)과, 상기 제1권선코일(40a)과는 다른 권선수를 갖는 제2권선코일(40b)이 감겨진 복수의 내측 페라이트 코어(30b)를 한 쌍의 고정판(10) 사이에 서로 다른 지름을 갖는 두 원주상으로 각각 배열 설치하고, 영구자석(60)은 자석이동수단(70)에 의해 회전자용 회전판(50)의 중심에서 외측방향을 따라 내외측으로 위치이동하여 고정시키는 것이 가능하도록 구성됨으로써, 영구자석(60)이 선택적으로, 도 3과 같이, 외측 페라이트 코어(30a)들의 단부를 지나가게 하거나 도 7과 같이, 내측 페라이트 코어(30b)들의 단부를 지나가게 하여 각기 다른 유기전류 세기를 발생시키도록 구성한 것이다.

상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 자석이동수단(70)은 회전자용 회전판(50)에 형성되어 영구자석(60)의 위치이동을 안내하는 가이드부(71)와, 이 가이드부(71)에 안내되어 위치조정된 영구자석(60)을 고정시키는 자석고정부(75)를 포함하도록 구성되어, 사용자가 수작업으로 영구자석(60)의 위치를 변경시켜서 전방 레일홈(72)의 외측단부에 위치고정시키거나 전방 레일홈(72)의 내측단부에 위치고정시킬 수 있도록 구성되는 것으로 설명하였으나, 도 8을 참조하면, 본 발명의 자석이동수단(70')은 모터구동방식에 의해 자동으로 영구자석(60)을 위치이동시키도록 구성될 수 있다.

도 8에 도시된 본 발명의 자석이동수단(70')은 회전자용 회전판(50)에 형성되어 영구자석(60)의 위치이동을 안내하는 가이드부(71)와, 영구자석(60)을 모터구동방식으로 위치이동시키는 자석이동 구동부(80)를 포함하도록 구성된다.

자석이동 구동부(80)는 회전자용 회전판(80)의 외측단에 고정설치되는 구동모터(82)와, 후방 레일홈(73)의 내측단에 설치되는 회전지지부(83)와, 후방 레일홈(73)의 내부에 배치되며 일단은 회전지지부(83)에 회전되도록 구성되고 타단은 구동모터(82)의 구동축과 결합되도록 구성되어, 구동모터(82)의 구동에 따라 회전되도록 구성되며 외주면에 수나사산이 형성된 스크류 로드(84)와, 영구자석(60)의 후면에 고정설치되어 후방 레일홈(73)에 삽입되도록 설치되며, 스크류 로드(84)가 관통되되 스크류로드(84)와 볼-스크류 방식으로 연결되도록 구성되어 스크류 로드(84)의 회전에 따라 스크류로드(84)를 따라 이동되면서 영구자석(60)을 전방 레일홈(72)을 따라 위치이동시키는 이동부재(86)를 포함하도록 구성된다.

상기한 구성으로, 구동모터(82)의 구동제어에 따라, 영구자석(60)은 수작업을 할 필요 없이 자동으로 전방 레일홈(72)의 외측단 또는 내측단으로 위치시켜서 유기전류세기를 선택하여 발전을 진행할 수 있다.

한편, 본 발명의 일측 고정판(10)에 각 페라이트 코어(30a,30b)에 권취된 권선코일(40a,40b)의 양단부와 연결이 이루어지고, 각 권선코일(40a,40b)이 연결되는 전력제어부(80)의 입력단자를 연결할 수 있는 단자판(90)을 구비할 수 있다.

이때, 본 발명의 단자판(90)은 외측 페라이트 코어(30a)에 권취된 제1전선코일(40a)의 양단부와 전기적으로 연결되고, 전력제어부(80)의 입력단자를 연결할 수 있는 제1단자부(91)와, 내측 페라이트 코어(30b)에 권취된 제2전선코일(40b)의 양단부와 전기적으로 연결되고, 전력제어부(80)의 입력단자를 연결할 수 있는 제2단자부(92)를 포함하도록 구성된다. 이에 따라, 각 외측 페라이트 코어(30a)에 권취된 제1전선코일(40a)로부터 유도된 제1유기전류는 제1단자부(91)를 통해 전력제어부(80)에 전달되어 입력될 수 있고, 각 내측 페라이트 코어(30b)에 권취된 제2전선코일(40b)로부터 유도된 제2유기전류는 제2단자부(92)를 통해 전력제어부(80)에 전달되어 입력될 수 있으며, 전력제어부(80)는 제1단자부(91)를 통해 전달되는 제1유기전류와 제2단자부(92)를 통해 전달되는 제2유기전류를 각각 별도로 저장하고 관리하도록 구성될 수 있다.

이하, 도 9 내지 도 12를 참조하여, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 유기전류세기 선택기능을 갖는 순차 독립 발전형 발전장치에 대해 설명한다.

이하의 설명에서는 제 1 실시 예에 비해 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조부여를 부여하고 설명하도록 생략하도록 하며, 차이가 있는 구성에 대해서만 설명하도록 한다.

제 2 실시 예에서는, 한 쌍의 회전자형 회전판(50a,50b) 각각의 내측면에 형성된 전방 레일홈(72a,72b)의 길이방향 양단부 각각에는 양측방향으로 연장형성되는 외측 좌우 자석이동홈(72aa,72ba)과 내측 좌우 자석이동홈(72ab,72bb)이 형성되도록 구성된다.

영구자석(60)을 전방레일홈(72a,72b)의 외측단부 또는 내측단부로 이동시킨 상태에서, 전방레일홈(72a,72b)의 단부에 형성된 외측 좌우 자석이동홈(72aa,72ba)이나 내측 좌우 자석이동홈(72ab,72bb)을 따라 좌우로 이동가능하도록 구성된다.

본 발명은 회전판(50a,50b)의 외면으로 외측 좌우 자석이동홈(72aa,72ba)에 연결되도록 형성되며 영구자석(60a,60b)이 외측 좌우 자석이동홈(72aa,72ba)을 따라 위치이동 될 때, 결합로드(76)도 함께 이동되기 위한 외측 로드이동홈(73aa,73ba)이 구성된다.

또한, 회전판(50a,50b)의 외면으로 내측 좌우 자석이동홈(72ab,72bb)에 연결되도록 형성되, 영구자석(60a,60b)이 내측 좌우 자석이동홈(72ab,72bb)을 따라 위치이동될 때, 결합로드(76)도 함께 이동되기 위한 내측 로드 이동홈(73ab,73bb)이 구성된다.

이때, 외측 좌우 자석이동홈(72aa,72ba)은 제 1 원주상으로 배열된 복수의 외측 페라이트 코어(30a)와 동일한 곡률을 갖는 원호상으로 구성되고, 내측 좌우 자석이동홈(72ab,72bb)은, 제 2 원주상으로 배열된 복수의 내측 페라이트 코어(30b)와 동일한 곡률을 갖는 원호상으로 구성되어, 외측 좌우 자석이동홈(72aa,72ba)을 따라 영구자석(60a,60b)을 위치이동시키더라도, 회전판(50a,50b)의 회전에 따라 영구자석(60a,60b)은 외측 페라이트 코어(30a)의 단부를 순차적으로 지나도록 구성되며, 마찬가지로 내측 좌우 자석이동홈(72ab,72bb)을 따라 영구자석(60a,60b)을 위치이동시키더라도, 회전판(50a,50b)의 회전에 따라 영구자석(60a,60b)은 내측 페라이트 코어(30b)의 단부를 순차적으로 지나도록 구성된다.

제 2 실시 예에 따른 본 발명은 영구자석(60a,60b)을 전방레일홈(72a,72b)의 외측단부 또는 내측단부로 이동시킨 상태에서, 각 단부에 형성된 외측 좌우 자석이동홈(72aa,72ba)이나 내측 좌우 자석이동홈(72ab,72bb)을 따라 좌우 측방으로 이동하여 위치조정가능하도록 구성된다.

양측의 영구자석(60a,60b)이 페라이트 코어(30a,30b)의 양단부를 지날 때, 페라이트 코어의 중심축과, 일측의 영구자석(60a)의 중심과, 타측의 영구자석(60b)의 중심 모두가 일치되는 위치가 발생되지 않고 적어도 일측의 영구자석(60a)의 중심과, 타측의 영구자석(60b)의 중심 중 하나는 페라이트 코어(30a,30b)의 중심축과 어긋난 상태가 되도록 구성된다.

이러한 구성으로, 양측의 회전자용 회전판(50a,50b)이 회전함에 따라 일측의 영구자석(60a)은 먼저 페라이트 코어의 일단부를 지나게 되고 그 다음으로, 타측의 영구자석(60b)이 페라이트 코어의 타단부를 지나게 되면서 양측의 회전판(50a,50b)의 회전에 따라 양측의 영구자석(60a,60b)과 페라이트 코어(30a,30b)와의 인력을 분산시켜 회전이 보다 용이하게 이루어지게 하여 발전효율을 향상시킬 수 있다.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직할 실시 예와 관련하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물도 본 발명의 범주에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

상기한 바와 같은 본 발명은 발전기 산업에 널리 이용될 수 있다.

10…고정판

11…회전축 통과공

12a…외측 고정공

12b…내측 고정공

20…고정겸 간격유지수단

30a…외측 페라이트 코어

30b…외측 페라이트 코어

40a…제1권선코일

40b…제1권선코일

50…회전자용 회전판

51…회전축

60…영구자석

70…단자판

80…전력제어부

90…회전력 발생수단

70…자석이동수단

71…가이드부

72…전방 레일홈

73…후방 레일홈

75…자석고정부

76…결합로드

77…고정부재

80…자석이동 구동부

82…구동모터

Claims

중심점에 회전축 통과공이 형성되고, 원주 상으로 복수의 페라이트 코어를 고정하기 위한 복수의 고정공이 형성되며, 평행한 상태로 결합된 한 쌍의 고정판;

봉 형상을 갖고 상기 페라이트 코어 고정공에 각각 양단부가 끼워지는 형태로 상기 한 쌍의 고정판 사이에 고정 설치되는 복수의 페라이트 코어;

상기 페라이트 코어의 외주면에 권취되고, 각각의 페라이트 코어를 통해 영구자석의 자기장이 통과될 때 발생되는 유도 기전력 또는 유도 전류를 각각 유기시켜 전력제어부로 전달하는 복수의 권선코일;

상기 한 쌍의 고정판 외측에 각각 근접되게 배치된 상태에서 상기 고정판의 중심에 형성된 회전축의 양단부에 각각 고정되어 상기 회전축과 함께 회전하는 한 쌍의 회전판;

상기 회전판의 내측에서 S극과 N극이 서로 반대방향을 갖도록 마주보는 형태를 갖도록 설치되며, 상기 복수의 페라이트 코어에 자기장을 제공하는 영구자석;

상기 회전판에 구성되어 상기 영구자석의 위치를 이동시키도록 하는 자석이송수단;을 포함하며,

상기 고정판에는 소정 지름을 갖는 제1원주상으로 소정간격 이격되게 복수의 외측 고정공이 구성되고, 상기 복수의 외측 고정공의 내측으로 상기 제1원주상 보다 지름이 작은 제2원주상으로 소정간격 이격되게 복수의 내측 고정공이 구성되며,

상기 외측 고정공과 내측 고정공은 상기 고정판의 중심으로부터 외측방향을 따라 일직선 상에 배치되도록 구성되며,

상기 복수의 페라이트 코어는 상기 외측 고정공에 끼워져 고정설치되는 복수의 외측 페라이트 코어와, 상기 내측 고정공에 끼워져 고정설치되는 복수의 내측 페라이트 코어로 이루어지며,

상기 복수의 권선코일은 상기 외측 페라이트 코어에 권취되는 제1권선코일과, 상기 내측 페라이트 코어에 권취되는 제2권선코일을 포함하며, 상기 제1권선코일은 상기 제2권선코일에 비해 보다 많은 권선수를 갖도록 구성되어, 상기 영구자석이 상기 외측 페라이트 코어의 단부를 지날 때 발생되는 유기전류세기가 상기 내측 페라이트 코어의 단부를 지날 때 발생되는 유기전류세기보다 크도록 구성되며,

상기 자석이동수단은 상기 영구자석을 상기 회전판의 중심에서 외측 방향을 따라 내외측으로 위치이동되도록 하여 상기 영구자석이 상기 회전판의 회전에 따라 회전하면서 상기 복수의 외측 페라이트 코어의 단부들을 순차적으로 지나게 하여 상기 제1권선코일을 통해 제1유기전류의 발생이 이루어지도록 하거나 상기 복수의 내측 페라이트 코어의 단부를 순차적으로 지나게 하여 상기 제2권선코일을 통해 제2유기전류의 발생이 이루어지도록 구성되며,

상기 자석이동수단은 상기 회전판의 내면에 형성되고, 상기 회전판의 중심에서 회측방향으로 소정길이 길게 장홀형태로 형성되어 상기 영구자석이 삽입안착되고 위치이동이 이루어지도록 하는 전방 레일홈을 구비한 가이드부를 포함하고,

상기 전방 레일홈의 길이방향 양단부 각각에는 양측방향으로 연장형성되는 외측 좌우 자석이동홈과 내측 좌우 자석이동홈이 더 형성되어, 상기 영구자석을 좌우 측방으로 위치이동가능하도록 구성되어,

상기 복수의 외측 페라이트 코어 또는 상기 복수의 내측 페라이트 코어의 양단부를 지나는 양측의 영구자석 중 어느 하나는 페라이트 코어의 일단부를 먼저 지나고 그 다음으로 나머지가 페라이트 코어의 타단부를 지나도록 구성되는 것을 특징으로 하는 유기전류세기 선택기능을 갖는 순차 독립 발전형 발전장치.