WO2023239134A1 - 자기장의 반발력을 이용한 자력 발전장치 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a magnetic power generation device using the repulsive force of a magnetic field. More specifically, the present invention relates to a magnetic power generation device that repeatedly blocks or passes magnetic force lines generated from a magnet while repeatedly raising and lowering and rotating, thereby generating an induced current and simultaneously generating counter power. This relates to a magnetic power generation device that utilizes the repulsive force of a magnetic field to minimize current and prevent excessive heat generation from lowering the efficiency of the power generation device.
  • a power generation device using a permanent magnet generates an electromagnetic pole in a direction opposite to that of the existing permanent magnet due to an induced current flowing in the generator winding, thereby generating a counter electromotive force in the direction of reducing the torque of the generator.
  • This back electromotive force causes a loss in the power generated from the generator, and a force stronger than the force generated by the back electromotive force must be continuously provided from the outside.
  • the rod-shaped magnetic material that is, the magnets each formed in the blocking member 40
  • the magnetic field is not formed evenly due to different magnetic fields between each of the shims 20, 30 and the magnets comprised in the blocking member 40, and the flow toward the magnet located on the upper part of the blocking member 40 This caused a problem in that the blocking effect of the magnetic field was significantly reduced.
  • the present invention was created based on the above-mentioned background technology. It is disposed in the magnetic force line passing portion formed between the N and S poles and operates to raise and lower and rotate by a certain angle in the forward and backward directions.
  • the purpose is to provide a magnetic power generation device using the repulsive force of a magnetic field that can maximize the power generation efficiency of the magnetic power generation device by repeatedly blocking or passing the magnetic force lines of the N and S poles.
  • the present invention minimizes the current consumption that occurs when driving the power generation device by minimizing the back electromotive current generated when driving the power generation device, and solves the conventional problem of lowering the efficiency of the power generation device due to excessive heat generation.
  • the purpose is to provide a magnetic power generation device using the repulsion force of the magnetic field.
  • a magnetic force line passing portion formed between the left magnet for power generation and the right magnet for power generation; a connection magnet whose both ends are respectively connected to the first and second conductive panels and has the same polarity as the left magnet for power generation and the right magnet for power generation;
  • An induced current generator configured in the magnetic force line passing portion and generating an induced current by changing the magnetic field of the left magnet for power generation or the right magnet for power generation through a descending and rotating operation; and a frame portion that supports the lowering and rotating operations of the induced current generator.
  • It is inserted into one side of the upper part and is configured to be connected to the first conductive panel, has the same polarity as the polarity of the first conductive panel, and includes a left magnet for power generation that generates a magnetic field of the corresponding polarity to form a magnetic field. do.
  • the induced current generator includes a rotating shaft rotatably coupled to the frame and including a rotation guide with a coupling shaft formed in the central portion; a rotary flange having a coupling groove in which the coupling shaft is coupled and a sealing flange for sealing the rotary guide; a lifting guide coupled to the lower part of the rotating flange; A magnetic coupling portion in which a lower power generation magnet having opposite poles to the left power generation magnet and the power generation right magnet and an upper power generation magnet having the same pole as the power generation left magnet and the power generation right magnet are coupled, respectively, A power generation main body formed between magnetic coupling parts and including a through hole through which the magnetic force lines pass; and a driving means for operating the rotation shaft and the lifting guide.
  • the power generation main body is connected to the elevating guide to be disposed in the magnetic force line passage portion and blocks the magnetic force line passing through the magnetic force line passage portion by lifting and lowering operation and rotating operation, or guides the magnetic force line passing through the magnetic force line passage portion. It is characterized by generating an electric current.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a magnetic power generation device according to the prior art
  • Figure 2 is a diagram showing a magnetic power generation device using the repulsion force of a magnetic field according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a cross-sectional view showing the left and right coil members of a magnetic power generation device using the repulsion force of a magnetic field according to an embodiment of the present invention
  • Figure 4 is a perspective view showing an induced current generator of a magnetic power generation device using the repulsion force of a magnetic field according to an embodiment of the present invention
  • the magnetic power generation device using the repulsion force of the magnetic field of the present invention is
  • the left coil member 100 is composed of a magnetic material with N polarity, and is a first eddy current prevention member 110 that blocks eddy currents generated when driving the induced current generator 300 and improves the magnetic flux density of the induced current.
  • a first coil 120 of a conductive component configured to surround the outer peripheral surface of the first eddy current prevention member 110, and a first insulating member each coupled to the upper and lower ends of the first eddy current prevention member 110 ( 130), a first conductive panel 140 that is inserted in close contact with the penetrating central portion of the first eddy current prevention member 110, and a first conductive panel (140) that is inserted into one upper side of the first eddy current prevention member 110.
  • the first eddy current prevention member 110 may be made of a ferrite-based material, and preferably may be configured in the form of a hollow shaft member processed from an electromagnetic steel sheet made of the ferrite-based material.
  • the first coil 120 is made of a normal magnetic field coil and is configured to surround the outer peripheral surface of the first eddy current prevention member 110, and is preferably used for power generation connected to the upper end of the first eddy current prevention member 110. It is disposed between the left magnet 150 and the connection magnet 400 connected to the lower end of the first eddy current prevention member 110 and is configured to generate electromotive force when the induced current generator 300 is driven.
  • This first insulating member 130 is configured to contact all of the first eddy current prevention member 110, the first conductive panel 140, and the left magnet 150 for power generation.
  • the first conductive panel 140 is made of a metallic conductor component, is inserted into the central part penetrating the first eddy current prevention member 110, and includes a left magnet 150 for power generation inserted into the first eddy current prevention member 110, and The connecting magnets 400 are connected so that the polarity of the connecting magnet 400 and the polarity of the left magnet 150 for power generation have the same polarity.
  • the left magnet for power generation (150) is inserted into the upper part of the first eddy current prevention member (110) and connected to the connection magnet (400) by the first conductive panel (140), with the polarity and polarity of the left side of the connection magnet (400) By generating magnetic force lines of the same polarity, the magnetic force lines are blocked or passed through the induced current generator 300 through the lifting and rotating operations of the induced current generator 300.
  • the right coil member 200 also has the same configuration as the left coil member 100 described above, and preferably includes the second eddy current prevention member 210, the second coil 220, and the second insulating member 230. , It may be composed of a second conductive panel 240 and a right magnet 250 for power generation, and has a magnetic force opposite to the left magnet 150 for power generation.
  • the left magnet 150 for power generation generates magnetic force lines of the N pole
  • the right magnet 250 for power generation generates magnetic force lines of the S pole.
  • the induced current generator 300 is mounted on the support frame 520 of the frame portion 500 and is configured to enable both lifting and rotating operations, and includes the left magnet 150 for power generation and the right magnet for power generation ( It is configured to be located in the magnetic force line passing portion 160 formed between the magnetic force line passing portion 160 and blocks the magnetic force line from passing through the magnetic force line passing portion 160 or generates an induced current while allowing the magnetic force line to pass through, the rotating shaft 310, It is comprised of a rotation guide 320, a rotation flange 330, a lifting guide 340, a power generation body 350, a magnet frame 360, and a driving means 370.
  • Both ends of the rotation shaft 310 are rotatably coupled to the support frame 520 of the flange portion 500, and are configured to rotate the power generation body 350 in both directions by a certain angle.
  • one end of the rotation shaft 310 is coupled to one side of the support frame 520, a driving means 370 for rotating the rotation shaft 310 is coupled, and the rotation shaft 310 is coupled to the other side of the support frame 520.
  • the other end of is coupled, and the drive support portion 372 that supports the rotation operation is coupled.
  • the drive support unit 372 may be made of a typical bearing assembly, but is not limited thereto.
  • the driving means 370 may be configured as a rotation motor that performs a two-way rotation operation, but is not limited thereto.
  • the rotation guide 320 is coupled to the outer peripheral surface of the rotation shaft 310 and is configured to rotate when the rotation shaft 310 rotates. It has the function of transmitting the rotational force of the rotation shaft 310 to the rotation flange 330. By performing this, a coupling shaft 322 is formed that is coupled to the rotating flange 330 forward and backward.
  • the rotation flange 330 further includes a coupling groove into which the coupling shaft 322 is inserted and fixed, and the rotational operation of the rotation guide 320 is performed due to the coupling method of the coupling shaft 322 and the coupling groove.
  • the rotation flange 330 is also configured to rotate in the same direction.
  • the rotating flange 330 is configured to be electrically connected to the driving means 370, so that the lifting guide 340 is lifted and lowered depending on whether the driving means 370 is driven or power is supplied. do.
  • the lifting guide 340 may be composed of a normal cylinder member or an actuator, and allows the power generation body 350 to enter the magnetic force line passage portion 160 or deviate from the magnetic force line passage portion 160 to move the power generation body 350 to the left and right sides. It is a component that blocks and allows the magnetic force lines generated through the right coil members 100 and 200 to pass.
  • the power generation body 350 is connected to the lifting rod of the lifting guide 340 and is lifted up and down to a certain height according to the operation of the lifting guide 340, blocking the magnetic force line passing through the magnetic force line passing part 160 or continuing. It is configured to generate an induced current while passing through it, and as the rotating operation of the rotating shaft 310 is performed, the amount of magnetic passage is increased and the magnetic field is changed, thereby further improving the generation efficiency of the induced current. Perform.
  • the lower power generation magnet 302 is configured to have a magnet having an S pole disposed at the front of the power generation body 350, and a magnet having an N pole is disposed at the rear of the power generation body 350.
  • the lower power generation magnet 302 has magnets of opposite polarity to the left power generation magnet 150 of the left coil member 100 and the right power generation magnet 250 of the right coil member 200, so that they are different from each other. It is configured to generate an induced current using the repulsive force of the magnetic field generated from a polarized magnet.
  • the power generation magnets 302 and 304 of the present invention are configured to have a predetermined arc and have different curvatures.
  • the power generation body 350 of the present invention is formed on both sides of the magnetic coupling portion 354 with a passage hole 352 through which the magnetic force lines generated from the left coil member 100 or the right coil member 200 pass.
  • the passing hole 352 is formed between the lower power generation magnet 302 and the upper power generation magnet 304, and when the lifting and lowering guide 340 operates, the left coil member 100 or the right coil member 200 ) is configured to allow the magnetic force lines generated from the lower power generation magnet 302 or the upper power generation magnet 304 to pass after being blocked.
  • the magnetic force lines generated from the left coil member 100 or the right coil member 200 are blocked by the lower power generation magnet 302, and then through the through hole 352. It is configured to pass through, and then, as the lowering operation of the lifting guide 340 is performed, it is blocked by the upper power generation magnet 304, and then passes again through the passing hole 352 to generate an induced current. It is composed.
  • the power generation body 350 is rotated by a certain angle in one direction by the driving means 370 to maximize the repulsive force of the magnetic field, and the end of the lower power generation magnet 302 and the left power magnet 150 and
  • the lifting guide 340 moves down and places the center on the coaxial line with the passage hole 352, and then the driving means 370 is driven. It causes rotation and allows magnetic force lines to pass at the same time.
  • the present invention is configured to generate induced current by repeating the process of blocking or passing magnetic force lines while repeating the raising and lowering operation and rotation operation of the power generation magnets 302 and 304.
  • the power generation main body 350 is formed at the lower end, and when the lowering operation is performed by driving the lifting guide 340, there is contact with the magnetic force line generated from the left coil member 100 or the right coil member 200.
  • a guide inclined portion 356 may be further configured to guide the magnetic force line to move toward the magnet coupling portion 354 to which the lower power generation magnet 302 is coupled.
  • the power generation body 350 is formed in the front and rear portions of the magnetic coupling portion 354, respectively, and the magnetic force lines of the left power generation magnet 150 and the power generation right magnet 250 are connected to the lower power generation magnet 302. and a movement guide unit 358 that guides movement toward the upper power generation magnet 304 may be further configured.
  • the movement guide portion 358 is formed at each end of the magnetic coupling portion 354 and is configured to form a predetermined groove, and its circumferential surface is configured to have a predetermined inclined surface so that the magnetic force lines follow the inclined surface. It will be possible to guide you to the power generation magnets (302, 304).
  • this driving means 370 has been described as rotating the rotation range of the rotation shaft 310 by a certain angle, it is not limited to this, and may be configured to rotate the rotation shaft 310 by 360° under the control of the control unit. It might be possible.
  • the left coil member 100, the right coil member 200, and the induced current generator 300 may also be composed of a plurality along the rotation radius of the driving means 370.
  • Second eddy current prevention member 220 Second coil
  • second insulating member 240 second conductive panel

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Abstract

본 발명은 발전용 좌측자석이 구비되는 좌측 코일부재; 상기 좌측 코일부재와 대향되는 위치에 구성되며, 상기 발전용 좌측자석의 극성과 반대되는 극성을 가지는 발전용 우측자석을 포함하는 우측 코일부재; 상기 좌측 코일부재 및 우측 코일부재에 각각 연결되는 연결자석; 상기 발전용 좌측자석 및 상기 발전용 우측자석과 반대되는 극을 가지는 하부 발전자석 및 상기 발전용 좌측자석 및 상기 발전용 우측자석과 동일한 극을 가지는 상부 발전자석이 각각 결합되는 자석 결합부와, 상기 자석 결합부 사이에 형성되어 상기 자력선이 통과하는 통과홀을 포함하는 발전본체; 상기 회전축과 상기 승강 가이드를 작동시키는 구동수단;을 포함하는 유도 전류 발생장치; 및 상기 유도 전류 발생장치의 하강 및 회전 작동을 지지하는 프레임부;를 포함하는 자기장의 반발력을 이용한 자력 발전장치를 제공한다.

Description

자기장의 반발력을 이용한 자력 발전장치
본 발명은 자기장의 반발력을 이용한 자력 발전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 승하강 및 회전 작동이 반복적으로 이루어지면서 자석으로부터 발생하는 자력선을 반복적으로 차단, 또는 통과시키면서 유도 전류를 발생시킴과 동시에 역기전류를 최소화하여 과도한 열이 발생하면서 발전장치의 효율이 낮아지는 방지하는 자기장의 반발력을 이용한 자력 발전장치에 관한 것이다.
일반적으로, 영구 자석을 이용한 발전장치는, 발전기 권선 측에 흐르는 유기 전류에 의해 기존의 영구자석과 반대되는 방향으로 전자극을 발생시키며, 이에 따라 발전기의 회전력(torque)를 감소시키는 방향으로 역기전력이 발생하게 되며, 이러한 역기전력으로 인해 발전기로부터의 발전전력에 손실이 발생하게 되며, 역기전력에 의해 발생되는 힘 보다 더욱 강한 힘을 외부에서 지속적으로 제공해야만 한다.
즉, 영구 자석을 이용한 발전장치의 경우, 회전자의 회전으로 인하여 자동적으로 전류를 발생시키게 되는데, 이때 발생하는 전기보다 더 많은 전류를 투입시켜야 하기 때문에 불필요하게 입력전류가 상승하게 되므로 전류 소모가 많아지며, 과도한 열이 발생하면서 발전장치의 효율이 낮아지는 문제점이 있는 것이다.
이에, 대한민국 등록특허 제10-0940182호에는, 코일이 감긴 심에 N극 및 S극의 극성을 띄도록 구성되는 자석(10)과; 상기 N극 S극의 극성을 띄는 코일이 각각 감긴 상태의 N극 심(20) 및 S극 심(30)과; 상기 N극 심(20) 및 S극 심(30) 사이의 자력선이 통과하는 부위에 구성되는 차단부재(40);를 포함하여 구성되고, 상기 차단부재(40)에 의해 자기장을 차단하고 개방하는 반복 운동으로 자기장의 변화를 일으켜 유도전기를 발생시키는 것을 특징으로 하는 차단부재를 영구자석으로 이용하여 발전시키는 자력선 개폐식 발전기가 게재된 바 있다.
특히, 상기 차단부재(40)는, 상하좌우 대치되는 막대 형상의 자성체로 구성하여 상기 막대 형상의 자성체를 왕복 운동시켜 자기장을 차단하고 개방하는 반복 운동으로 자기장의 변화를 일으켜 유도전기를 발생시키도록 구성되는 것으로, 좌측에 N극 자석(22)과 연이어 구성되는 N극의 코일이 감긴 심(20)이 위치하고, 우측에 S극 자석(32)과 연이어 구성되는 S극의 코일이 감긴 심(30)이 위치한 후 그 사이에 상기 막대 형상의 자성체를 구성하되, 좌측에 S극을 우측에 N극을 구성하게 되면 자기장이 개방되어 전기가 흐르게 되며, 이와 반대로 좌측에 N극을 우측에 S극을 구성하게 되면 자기장이 차단되어 전기가 흐르지 않도록 구성되는 것이다.
하지만, 전술한 선행기술문헌에 의하면, 막대 형상의 자성체, 다시말해 차단부재(40)에 각각 구성되는 자석들이 자기장을 차단하기 위해 상기 N극 심(20) 및 S극 심(30) 사이로 진입하게 되는 경우, 상기 각각의 심들(20, 30)과 차단부재(40)에 구성되는 자석들 간의 서로 다른 자기장들로 인해 자기장이 고르게 형성되지 못하면서 차단부재(40)의 상부에 위치하는 자석측으로의 흐름이 발생하여 자기장의 차단 효과를 현저하게 떨어뜨리는 문제점이 있었다.
여기서 전술한 배경기술 또는 종래기술은 본 발명의 기술적 의의를 이해하는데 도움이 되기 위한 것일 뿐, 본 발명의 출원 전에 이 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 기술을 의미하는 것은 아니다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 전술한 배경기술에 의해서 안출된 것으로, N극 및 S극 사이에 형성되는 자력선 통과부에 배치되어 승하강 및 전,후 방향으로의 일정 각도 만큼 회전 작동이 이루어지면서 상기 N 극 및 S극의 자력선을 반복적으로 차단하거나, 통과시켜 자력 발전장치의 발전 효율을 극대화할 수 있는 자기장의 반발력을 이용한 자력 발전장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 발전장치의 구동시 발생하는 역기전류를 최소화함으로써, 발전장치의 구동시 발생하는 전류 소모를 최소화 하고, 과도한 열이 발생하면서 발전장치의 효율이 낮아지는 종래의 문제점을 해결할 수 있는 자기장의 반발력을 이용한 자력 발전장치를 제공하는데 그 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.
이와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 발전용 좌측자석이 구비되는 좌측 코일부재; 상기 좌측 코일부재와 대향되는 위치에 구성되되, 상기 좌측 코일부재의 구성과 대응되는 구성으로 구성되며, 상기 발전용 좌측자석의 극성과 반대되는 극성을 가지는 자력선을 발생시키는 발전용 우측자석을 포함하는 우측 코일부재; 상기 발전용 좌측자석과 상기 발전용 우측자석 사이에 형성되는 자력선 통과부; 양단부가 상기 제1 및 제2전도성 패널과 각각 연결되고 상기 발전용 좌측자석 및 발전용 우측자석과 동일한 극성을 가지는 연결자석; 상기 자력선 통과부에 구성되고, 하강 및 회전 작동에 의해 상기 발전용 좌측자석 또는 상기 발전용 우측자석의 자기장을 변화시켜 유도 전류를 발생시키는 유도 전류 발생장치; 및 상기 유도 전류 발생장치의 하강 및 회전 작동을 지지하는 프레임부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 좌측 코일부재는, 와전류를 차단하고 유도 전류의 자속밀도를 향상시키는 제1와전류 방지부재와, 상기 제1와전류 방지부재의 외주면을 감싸도록 구성되는 제1코일과, 상기 제1와전류 방지부재의 상단 및 하단부에 각각 결합되는 제1절연부재와, 상기 제1와전류 방지부재의 관통된 중앙부에 밀착되게 삽입되는 제1전도성 패널과, 상기 제1와전류 방지부재의 상부 일측에 삽입되면서 상기 제1전도성 패널과 연결되도록 구성되고, 상기 제1전도성 패널의 극성과 동일한 극성을 가지며, 해당 극성의 자력선을 발생시켜 자기장을 형성하는 발전용 좌측자석을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 유도 전류 발생장치는, 상기 프레임부에 회전 가능하게 결합되고, 중앙부로 결합축이 형성된 회전 가이드가 구성되는 회전축; 상기 결합축이 결합되는 결합홈이 형성되고, 상기 회전 가이드를 밀폐시키는 밀폐 플랜지가 구성된 회전 플랜지; 상기 회전 플랜지의 하부에 결합되는 승강 가이드; 상기 발전용 좌측자석 및 상기 발전용 우측자석과 반대되는 극을 가지는 하부 발전자석 및 상기 발전용 좌측자석 및 상기 발전용 우측자석과 동일한 극을 가지는 상부 발전자석이 각각 결합되는 자석 결합부와, 상기 자석 결합부 사이에 형성되어 상기 자력선이 통과하는 통과홀을 포함하는 발전본체; 및 상기 회전축과 상기 승강 가이드를 작동시키는 구동수단;으로 구성되는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 발전본체는, 상기 자력선이 상기 하부 발전자석이 결합된 자석 결합부측으로 이동하도록 안내하는 안내 경사부와, 상기 자력선을 상기 하부 발전자석 및 상부 발전자석측으로 이동하도록 안내하는 이동 안내부가 더 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 발전본체는, 상기 자력선 통과부에 배치되도록 상기 승강 가이드와 연결되어 승하강 작동 및 회전 작동에 의해 상기 자력선 통과부를 통과하는 자력선을 차단하거나, 계속 통과시키면서 유도 전류를 발생시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 하부 발전자석, 상부 발전자석 및 통과홀은 동일한 호와 곡률을 가지도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명의 실시예에 의하면, N극 심 및 S극 심 사이에 형성되는 자력선 통과부에 배치되어 승하강 및 전,후 방향으로의 일정 각도 만큼 회전 작동이 이루어지면서 상기 N 극심 및 S극 심의 자력선을 반복적으로 차단하거나, 통과시켜 자력 발전장치의 발전 효율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 발전장치의 구동시 발생하는 역기전류를 최소화함으로써, 발전장치의 구동시 발생하는 전류 소모를 최소화 하고, 과도한 열이 발생하면서 발전장치의 효율이 낮아지는 종래의 문제점을 해결할 수 있는 효과가 있다.
다만, 본 발명의 목적은 이에만 제한되는 것은 아니며, 명시적으로 언급하지 않더라도 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 이에 포함됨은 물론이다.
더불어, 본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 자력 발전장치를 개략적으로 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장의 반발력을 이용한 자력 발전장치를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장의 반발력을 이용한 자력 발전장치의 좌측 및 우측 코일부재를 나타낸 단면도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장의 반발력을 이용한 자력 발전장치의 유도 전류 발생장치를 나타낸 사시도,
도 5는 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유도 전류 발생장치를 나타낸 정면도 및 측면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 이하에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 하며, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속" 된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하도록 한다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 자기장의 반발력을 이용한 자력 발전장치는
N극의 자력선을 발생시키는 좌측 코일부재(100)와, 이 좌측 코일부재(100)와 대향하는 위치에 구성되며, S극의 자력선을 발생시키는 우측 코일부재(200)와, 상기 좌측 및 우측 코일부재(100, 200)를 연결하여 각각 N극 극성 및 S극 극성을 가지는 자성체로 이루어지도록 하고, 유도 전류 발생장치(300)의 구동시 역기전력에 의해 구동이 방해받지 않도록 하는 연결자석(400)과, 상기 좌측 및 우측 코일부재(100, 200) 사이에 구성되며, 승강 및 회전 작동이 이루어지면서 좌측 코일부재(100) 및 우측 코일부재(200)로부터 발생되는 자력선이 통과하거나 차단시키면서 자기장의 변화에 의한 유도 전류를 발생시키는 유도 전류 발생장치(300)를 포함하여 구성된다.
좌측 코일부재(100)는 N극의 극성을 가지는 자성체로 구성되는 것으로, 유도 전류 발생장치(300)의 구동시 발생하는 와전류를 차단하고 유도 전류의 자속밀도를 향상시키는 제1와전류 방지부재(110)와, 제1와전류 방지부재(110)의 외주면을 감싸도록 구성되는 도체 성분의 제1코일(120)과, 제1와전류 방지부재(110)의 상단 및 하단부에 각각 결합되는 제1절연부재(130)와, 제1와전류 방지부재(110)의 관통된 중앙부에 밀착되게 삽입되는 제1전도성 패널(140)과, 제1와전류 방지부재(110)의 상부 일측에 삽입되면서 상기 제1전도성 패널(140)과 연결되도록 구성되고, 상기 제1전도성 패널(140)로 전달되는 연결자석(400)의 극성과 동일한 극성을 가지며, 해당 극성의 자력선을 발생시켜 자기장을 형성하는 발전용 좌측자석(150)으로 구성된다.
제1와전류 방지부재(110)는 폐라이트(Ferrite)계의 소재로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 상기 폐라이드계 소재의 전자강판을 가공한 중공의 축 부재의 형태로 구성될 수 있다.
제1코일(120)은 통상의 자계 코일로 이루어지며, 제1와전류 방지부재(110)의 외주면을 감싸도록 구성되는 것으로, 바람직하게는 제1와전류 방지부재(110)의 상단부에 연결되는 발전용 좌측자석(150)과 상기 제1와전류 방지부재(110)의 하단부에 연결되는 연결자석(400) 사이에 배치되어 유도 전류 발생장치(300)의 구동시 기전력이 발생하도록 구성된다.
제1절연부재(130)는 비전도성 소재로 이루어지는 것으로, 제1와전류 방지부재(110)의 상단부 및 하단부에 각각 결합되며, 발전용 좌측자석(150) 및 연결자석(400)으로부터 발생하는 전기 에너지가 좌측 코일부재(100)의 외부로 방출되는 것을 차단한다.
이러한 제1절연부재(130)는 제1와전류 방지부재(110), 제1전도성 패널(140) 및 발전용 좌측자석(150)과 모두 접하도록 구성된다.
또한, 제1절연부재(130)는 제1와전류 방지부재(110)의 하단부에 결합되는 경우, 후술할 프레임부(500)의 바닥 프레임(510)에 장착될 수 있도록 구성된다.
제1전도성 패널(140)은 금속성 도체 성분으로 이루어지는 것으로, 제1와전류 방지부재(110)의 관통되는 중앙부에 삽입되며, 제1와전류 방지부재(110)에 삽입되는 발전용 좌측자석(150)과 연결자석(400)을 연결하여 연결자석(400)의 극성과 발전용 좌측자석(150)의 극성이 동일한 극성을 가질 수 있도록 구성된다.
발전용 좌측자석(150)은 제1와전류 방지부재(110)의 상단부에 삽입되어 제1전도성 패널(140)에 의해 연결자석(400)과 연결되되, 연결자석(400)의 좌측부에 대한 극성과 동일한 극성의 자력선을 발생시키는 것으로, 유도 전류 발생장치(300)의 승강 작동과 회전 작동을 통해 상기 자력선이 차단되거나, 상기 유도 전류 발생장치(300)를 통과하도록 구성된다.
한편, 우측 코일부재(200) 역시 전술한 좌측 코일부재(100)와 동일한 구성으로 이루어지는 것으로, 바람직하게는 제2와전류 방지부재(210), 제2코일(220), 제2절연부재(230), 제2전도성 패널(240) 및 발전용 우측자석(250)으로 구성될 수 있으며, 상기 발전용 좌측자석(150)과 반대되는 자력으로 구성된다.
즉, 상기 발전용 좌측자석(150)이 N극의 자력선을 발생시키는 경우, 상기 발전용 우측자석(250)는 S극의 자력선을 발생시키는 것이다.
유도 전류 발생장치(300)는 프레임부(500)의 지지 프레임(520)에 장착되며, 승강 작동 및 회전 작동이 모두 가능하도록 구성되는 것으로, 상기 발전용 좌측자석(150)과 발전용 우측자석(250)의 사이에 형성된 자력선 통과부(160)에 위치하도록 구성되어 상기 자력선이 자력선 통과부(160)를 통과하는 것을 차단하거나, 통과가 이루어지도록 하면서 유도 전류를 발생시키는 것으로, 회전축(310), 회전 가이드(320), 회전 플랜지(330), 승강 가이드(340), 발전본체(350), 자석 프레임(360), 구동수단(370)을 포함하여 구성된다.
회전축(310)은 양단부가 플랜지부(500)의 지지 프레임(520)에 회전 가능하게 결합되며, 발전본체(350)를 일정 각도 만큼 양방향 회전이 이루어지도록 구성된다.
이때, 지지 프레임(520)의 일측에는 회전축(310)의 일단부가 결합되며, 이 회전축(310)을 회전시키는 구동수단(370)이 결합되고, 지지 프레임(520)의 타측부에는 회전축(310)의 타단부가 결합되며, 회전 작동을 지지하는 구동 지지부(372)가 결합된다.
여기서, 구동 지지부(372)는 통상의 베어링 어셈블리로 이루어질 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
또한, 상기 구동수단(370)은 양방향 회전 작동이 이루어지는 회전모터로 구성될 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
회전 가이드(320)는 회전축(310)의 외주면에 결합되며, 회전축(310)의 회전시 함게 회전 작동이 이루어지도록 구성되는 것으로, 회전축(310)의 회전력을 회전 플랜지(330)측으로 전달하는 기능을 수행하는 것으로, 전,후방으로 회전 플랜지(330)와의 결합이 이루어지는 결합축(322)이 구성된다.
회전 플랜지(330)는 상부가 개방되어 회전 가이드(320)와 회전 작동이 가능하게 결합되도록 구성되고 상기 회전 가이드(320)로부터 회전력을 전달받아 발전본체(350)를 회전시킴과 동시에 이 발전본체(350)의 승강 작동이 이루어질 수 있도록 하부에 승강 가이드(340)가 장착된다.
이때, 회전 플랜지(330)에는 상기 결합축(322)이 삽입 및 고정되는 결합홈이 더 구성됨이 바람직하며, 상기 결합축(322) 및 결합홈의 결합 방식으로 인해 회전 가이드(320)의 회전 작동시 회전 플랜지(330) 역시 동일한 방향으로의 회전이 이루어지도록 구성되는 것이다.
또한, 회전 플랜지(330)의 상부에는 개방된 상부를 밀폐시키며, 회전 가이드(320)가 회전 플랜지(330)로부터 이탈하는 것을 방지하는 밀폐 플랜지(332)가 더 구성될 수 있다.
아울러, 회전 플랜지(330)에는 구동수단(370)과의 전기적 연결이 이루어지도록 구성되어, 구동수단(370)의 구동, 또는 전원의 공급 여부에 따라 승강 가이드(340)의 승강 작동이 이루어지도록 구성된다.
승강 가이드(340)는 통상의 실린더 부재, 또는 액츄에이터 등으로 구성될 수 있으며, 발전본체(350)를 자력선 통과부(160)에 진입시키거나, 또는 자력선 통과부(160)로부터 이탈시켜 상기 좌측 및 우측 코일부재(100, 200)를 통해 발생하는 자력선들의 차단 및 통과가 이루어지도록 하는 구성요소이다.
이때, 승강 가이드(340)는 발전본체(350)에 구성되는 발전자석들(302, 304)의 극성에 따라 승강 높이에 대한 제어가 이루어지도록 구성될 수 있으며, 상기 승강 가이드(340)의 구동 제어는 구동수단(370)의 구동 여부를 제어하는 제어부를 통해 제어됨이 바람직할 것이다.
발전본체(350)는 승강 가이드(340)의 승강로드와 연결되어 승강 가이드(340)의 작동에 따라 일정 높이 만큼 승강 작동이 이루어지면서 상기 자력선 통과부(160)를 통과하는 자력선을 차단하거나, 계속 통과시키면서 유도 전류가 발생하도록 구성되고, 상기 회전축(310)의 회전 작동에 의해 회전 작동이 이루어지면서 자기의 통과량을 증대시키면서 자기장의 변화가 이루어지도록 함으로써, 유도 전류의 발생 효율을 더욱 향상시키는 역할을 수행한다.
이러한 발전본체(350)는 상부 중앙부로 승강로드(342)가 결합되고, 하부 중앙으로는 발전자석들(302, 304)의 장착되는 자석 결합부(354)가 형성된다.
여기서, 상기 발전자석들(302, 304)은 자석 결합부(354)의 하부에 형성되는 하부 발전자석(302)과, 자석 결합부(354)의 상부에 형성되는 상부 발전자석(304)으로 구성되며, 상기 하부 발전자석(302)과 상부 발전자석(340)은 발전본체(350)의 전방부와 후방부에 각각 다른 극성을 가지는 자석으로 구성된다.
하부 발전자석(302)은 발전본체(350)의 전방부로 S극을 가지는 자석이 배치되도록 구성되고, 상기 발전본체(350)의 후방부로는 N극을 가지는 자석이 배치되도록 구성된다.
즉, 하부 발전자석(302)은 좌측 코일부재(100)의 발전용 좌측자석(150) 및 우측 코일부재(200)의 발전용 우측자석(250)과 반대되는 극성의 자석이 배치되도록 하여 서로 다른 극성의 자석에서 발생하는 자기장의 반발력을 이용하여 유도 전류가 발생되도록 구성되는 것이다.
상부 발전자석(304)은 하부 발전자석(302)과 반대되는 극성을 가지는 자석이 발전본체(350)의 전방부 및 후방부에 배치되도록 구성된다. 즉, 발전본체(350)의 전방부로 N극을 가지는 자석이 배치되도록 구성되고, 상기 발전본체(350)의 후방부로는 S극을 가지는 자석이 배치되도록 구성되는 것이다.
이러한 상부 발전자석(304)은 하부 발전자석(302)은 좌측 코일부재(100)의 발전용 좌측자석(150) 및 우측 코일부재(200)의 발전용 우측자석(250)과 동일한 극성의 자석이 배치되도록 하여 동일한 극성의 자석에서 발생하는 자기장의 변화를 이용하여 유도 전류가 발생되도록 구성되는 것이다.
한편, 본 발명의 발전자석들(302, 304)은 서로 소정의 호를 가지는 형태로 구성되며, 서로 다른 곡률을 이루도록 구성된다.
하지만, 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 발전자석들(302, 304)의 곡률은 모두 동일한 직경을 가지도록 구성될 수 있으며, 이때, 통과홀(352) 역시 상기 발전자석들(302, 304)과 동일한 형태의 호와 곡률을 가지도록 구성될 수 있다.
아울러, 본 발명의 발전본체(350)는 자석 결합부(354)의 양측부로 좌측 코일부재(100), 또는 우측 코일부재(200)로부터 발생된 자력선이 통과하는 통과홀(352)이 형성된다.
여기서, 통과홀(352)은 하부 발전자석(302)과 상부 발전자석(304) 사이에 구성되며, 승강 가이드(340)의 승강 및 하강 작동시 좌측 코일부재(100), 또는 우측 코일부재(200)로부터 발생되는 자력선이 하부 발전자석(302), 또는 상부 발전자석(304)에 의해 차단이 이루어진 이후 통과할 수 있도록 구성된다.
즉, 승강 가이드(340)에 의해 하강 작동시 상기 좌측 코일부재(100), 또는 우측 코일부재(200)로부터 발생되는 자력선이 하부 발전자석(302)에 의해 차단되고, 이후 통과홀(352)을 통해 통과가 이루어지도록 구성되는 것이고, 이후, 승강 가이드(340)의 하강 작동이 이루어지면서 상부 발전자석(304)에 의해 차단된 다음 다시 통과홀(352)을 통해 통과하면서 유도 전류의 발생이 이루어지도록 구성되는 것이다.
이와 같은 발전본체(350)는 승강 가이드(340)의 구동에 의해 하강 작동이 이루어지는 경우, 전방측 하부에 구성되는 하부 발전자석(302)이 좌측 코일부재(100) 우측 코일부재(200)의 발전용 좌측자석(150) 및 발전용 우측자석(250)과 동축선상에 위치하도록 구성된다.
아울러, 발전본체(350)는 구동수단(370)에 의해 일측 방향으로 일정 각도 만큼 회전이 이루어지면서 자기장의 반발력을 극대화시키고, 하부 발전자석(302)의 끝단부와 발전용 좌측자석(150) 및 발전용 우측자석(250)의 중심부가 동축선상에 위치하는 경우, 승강 가이드(340)가 하강 작동을 하면서 상기 중심부를 통과홀(352)과 동축선상에 위치시킨 후, 구동수단(370)의 구동에 의해 회전이 이루어짐과 동시에 자력선의 통과가 이루어지도록 한다.
마찬가지로, 반복되는 회전 작동에 의해 통과홀(352)의 끝단부와 상기 발전용 좌측자석(150) 및 발전용 우측자석(250)의 중심부가 동축선상에 위치하는 경우, 상기 승강 가이드(340)가 더 하강 작동이 이루어지면서 상기 발전용 좌측자석(150) 및 발전용 우측자석(250)의 중심부를 상부 발전자석(304)과 동축선상에 위치시킨 후, 구동수단(370)의 구동에 의해 회전이 이루어지도록 구성되는 것이다.
즉, 본 발명은 발전자석들(302, 304)를 승강 및 하강 작동과 회전 작동을 반복하면서 자력선이 차단되거나 통과하는 과정을 반복시켜 유도 전류가 발생될 수 있도록 구성되는 것이다.
한편, 발전본체(350)에는 하단부에 구성되며, 승강 가이드(340)의 구동에 의해 하강 작동이 이루어질 때, 좌측 코일부재(100), 또는 우측 코일부재(200)로부터 발생된 자력선과의 접촉이 이루어지며, 이 자력선이 상기 하부 발전자석(302)이 결합된 자석 결합부(354)측으로 이동하도록 안내하는 안내 경사부(356)가 더 구성될 수 있다.
또한, 상기 발전본체(350)에는 상기 자석 결합부(354)의 전방 및 후방부에 각각 형성되며, 발전용 좌측자석(150) 및 발전용 우측자석(250)의 자력선이 하부 발전자석(302)과 상부 발전자석(304)측으로 이동되도록 안내하는 이동 안내부(358)가 더 구성될 수 있다.
이동 안내부(358)는 자석 결합부(354)의 양단부에 각각 형성되며, 소정의 요홈의 형태를 이루도록 구성되는 것으로, 그 둘레면이 소정의 경사면을 가지도록 구성되어 상기 자력선들이 상기 경사면을 따라 발전자석들(302, 304)측으로 안내할 수 있을 것이다.
구동수단(370)은 회전축(310)과 연결되어 좌측 및 우측 코일부재(100, 200)의 전, 후방으로 일정 각도 만큼 회전시키고, 상기 승강 가이드(340)의 승강 작동이 이루어질 수 있도록 전원을 공급하는 구성요소이다.
이러한 구동수단(370)은 상기 회전축(310)의 회전 범위를 일정 각도 만큼 회전시키는 것으로 설명하였으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 제어부의 제어에 따라 상기 회전축(310)을 360°회전이 이루어지도록 구성될 수도 있을 것이다.
이때, 상기 좌측 코일부재(100), 우측 코일부재(200) 및 유도 전류 발생장치(300) 역시 상기 구동수단(370)의 회전 반경을 따라 다수개로 구성될 수 있음은 물론이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 좌측 코일부재 110: 제1와전류 방지부재
120: 제1코일 130: 제1절연부재
140: 제1전도성 패널 150: 발전용 좌측자석
160: 자력선 통과부 200: 우측 코일부재
210: 제2와전류 방지부재 220: 제2코일
230: 제2절연부재 240: 제2전도성 패널
250: 발전용 우측자석 300: 유도 전류 발생장치
302: 하부 발전자석 304: 상부 발전자석
310: 회전축 320: 회전 가이드
330: 회전 플랜지 340: 승강 가이드
350: 발전본체 360: 자석 프레임
370: 구동수단 400: 연결자석
500: 프레임부

Claims (1)

  1. 와전류를 차단하고 유도 전류의 자속밀도를 향상시키는 제1와전류 방지부재와, 상기 제1와전류 방지부재의 외주면을 감싸도록 구성되는 제1코일과, 상기 제1와전류 방지부재의 상단 및 하단부에 각각 결합되는 제1절연부재와, 상기 제1와전류 방지부재의 관통된 중앙부에 밀착되게 삽입되는 제1전도성 패널과, 상기 제1와전류 방지부재의 상부 일측에 삽입되면서 상기 제1전도성 패널과 연결되도록 구성되고, 상기 제1전도성 패널의 극성과 동일한 극성을 가지며, 해당 극성의 자력선을 발생시켜 자기장을 형성하는 발전용 좌측자석을 포함하는 좌측 코일부재;
    상기 좌측 코일부재와 대향되는 위치에 구성되되, 상기 좌측 코일부재와 대응하는 제2와전류 방지부재, 제2코일, 제2절연부재, 제2전도성 패널이 구성되고, 상기 발전용 좌측자석의 극성과 반대되는 극성을 가지는 자력선을 발생시키는 발전용 우측자석을 포함하는 우측 코일부재;
    양단부가 상기 제1 및 제2전도성 패널과 각각 연결되고 상기 발전용 좌측자석 및 발전용 우측자석과 동일한 극성을 가지는 연결자석;
    상기 발전용 좌측자석과 상기 발전용 우측자석 사이에 형성되는 자력선 통과부에 구성되고, 하강 및 회전 작동에 의해 상기 발전용 좌측자석 또는 상기 발전용 우측자석의 자기장을 변화시켜 유도 전류를 발생시키는 유도 전류 발생장치; 및
    상기 유도 전류 발생장치의 하강 및 회전 작동을 지지하는 프레임부;를 포함하되,
    상기 유도 전류 발생장치는,
    상기 프레임부에 회전 가능하게 결합되고, 중앙부로 결합축이 형성된 회전 가이드가 구성되는 회전축;
    상기 결합축이 결합되는 결합홈이 형성되고, 상기 회전 가이드를 밀폐시키는 밀폐 플랜지가 구성된 회전 플랜지;
    상기 회전 플랜지의 하부에 결합되는 승강 가이드;
    상기 발전용 좌측자석 및 상기 발전용 우측자석과 반대되는 극을 가지는 하부 발전자석 및 상기 발전용 좌측자석 및 상기 발전용 우측자석과 동일한 극을 가지는 상부 발전자석이 각각 결합되는 자석 결합부와, 상기 자석 결합부 사이에 형성되어 상기 자력선이 통과하는 통과홀과, 상기 자력선이 상기 하부 발전자석이 결합된 자석 결합부측으로 이동하도록 안내하는 안내 경사부와, 상기 자력선을 상기 하부 발전자석 및 상부 발전자석측으로 이동하도록 안내하는 이동 안내부로 구성되어, 상기 자력선 통과부에 배치되도록 상기 승강 가이드와 연결되어 승하강 작동 및 회전 작동에 의해 상기 자력선 통과부를 통과하는 자력선을 차단하거나, 계속 통과시키면서 유도 전류를 발생시키는 발전본체; 및
    상기 회전축과 상기 승강 가이드를 작동시키는 구동수단;으로 구성되는 것을 더 포함하고,
    상기 하부 발전자석, 상부 발전자석 및 통과홀은 동일한 호와 곡률을 가지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 자기장의 반발력을 이용한 자력 발전장치.
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