KR101792432B1 - Power transmission device and power generation system using thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 동력 전달 장치 및 이를 이용한 발전시스템을 제공한다.
상기 동력 전달 장치는, 동력공급부에 연결된 구동축을 통해 회전력을 전달받아 회전하고, 외주면 둘레에 소정 간격으로 설치된 복수의 구동자석을 포함하는 구동회전체와, 상기 구동회전체의 외주면과 이격되며 환형으로 설치되고, 상기 구동자석과 척력이 작용하는 피동자석이 외주면에 설치되어, 상기 구동회전체의 회전시 상기 구동자석과 상기 피동자석의 척력에 의해 회전하는 복수의 피동회전체로 구성될 수 있다. The present invention provides a power transmission apparatus and a power generation system using the same.
The power transmission device includes a driving circuit including a plurality of driving magnets that are rotated by receiving a rotational force through a driving shaft connected to a power supply and are disposed at predetermined intervals around an outer circumferential surface of the driving circuit, And a plurality of driven rotors provided on the outer circumferential surface of which the driving magnet and the repulsive force to which the repulsive force is applied and rotated by the repulsive force of the driving magnet and the driven magnet when the driving circuit is rotated.
Description
본 발명은 동력 전달 장치 및 이를 이용한 발전시스템에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 자력을 이용하여 동력을 전달하는 동력 전달 장치 및 이를 이용한 발전시스템에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
발전장치는 외부의 동력을 전달받아 전기를 생산하는 것으로서, 실질적으로 전기를 생산하는 발전기와 발전기가 구동하도록 동력원을 제공하는 구동수단을 포함한다. The power generation apparatus includes an electric generator for generating electric power and a drive means for providing a power source for driving the generator.
이러한 구동수단으로 세계 각국에서는 자연 친화적인 대체에너지로 태양광, 수력, 조력, 풍력발전 등을 경쟁적으로 연구개발하고 있지만, 이러한 대체에너지는 자연환경 및 기상조건 등에 많은 영향을 받기 때문에 현재까지 그 성과가 미미한 편이다. As such driving means, the world is competing to research and develop solar, hydro, tidal power, and wind power with environmentally friendly alternative energy. However, since such alternative energy is greatly influenced by natural environment and weather condition, Is small.
또한, 새로운 친환경 대체에너지로서 영구자석을 이용한 동력발생장치에 대해서도 국내외적으로 많은 연구가 진행되고 있다. In addition, a lot of research has been carried out both domestically and externally about a power generator using a permanent magnet as a new environmentally friendly alternative energy.
그런데, 종래 자력을 이용한 동력발생장치는, 비접촉식으로 척력을 발생하도록 설치된 영구자석이 모두 고정 설치되므로 정지상태에서 강력한 척력이 상호 균형을 이루어, 초기 구동시 큰 부하가 작용하며, 이로 인해 발전효율이 저조한 문제가 있다. Conventionally, since the permanent magnets installed to generate repulsive force in a non-contact manner are fixedly installed in the power generating apparatus using the conventional magnetic force, strong repulsive forces are balanced with each other in a stationary state, a large load is applied during initial driving, There is a poor problem.
따라서, 종래 자력을 이용한 동력발생장치는 낮은 발전효율로 인해 활용도가 낮은 실정이다. Therefore, the power generation apparatus using the conventional magnetic force has low utilization due to low power generation efficiency.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 별도의 물리적인 전달구조를 사용하지 않고도 자력에 의해 동력을 전달하는 동력 전달 장치 및 이를 이용한 발전시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a power transmission device that transmits power by magnetic force without using a separate physical transmission structure and a power generation system using the same.
또한 본 발명은, 고장의 발생이 최소화되고, 에너지 손실이 적으며, 안정적으로 동력을 전달하는 동력 전달 장치 및 이를 이용한 발전시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. It is another object of the present invention to provide a power transmission apparatus that minimizes the occurrence of failures, reduces energy loss, and stably transmits power, and a power generation system using the same.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 동력공급부에 연결된 구동축을 통해 회전력을 전달받아 회전하고, 외주면 둘레에 소정 간격으로 설치된 복수의 구동자석을 포함하는 구동회전체와, 상기 구동회전체의 외주면과 이격되며 환형으로 설치되고, 상기 구동자석과 척력이 작용하는 피동자석이 외주면에 설치되어, 상기 구동회전체의 회전시 상기 구동자석과 상기 피동자석의 척력에 의해 회전하는 복수의 피동회전체를 포함하는 동력 전달 장치를 제공한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a driving unit including a driving unit including a plurality of driving magnets rotated by receiving a rotational force through a driving shaft connected to a power supply unit and provided at predetermined intervals around an outer circumferential surface of the driving unit, And a plurality of driven rotors which are spaced apart from each other and which are arranged in an annular shape and which are provided on the outer circumferential surface of the driving magnet and whose repulsive force acts on the driving magnet and are rotated by the repulsive force of the driving magnet and the driven magnet A power transmission device is provided.
또한, 상기 구동자석은, 상기 구동회전체의 회전속도에 따라 상기 피동회전체에 근접하거나 이격되게 이동할 수 있다. In addition, the driving magnet can move toward or away from the driven rotor according to the rotational speed of the driving circuit.
또한, 상기 구동회전체는, 상기 구동회전체의 외주면으로부터 상기 구동회전체의 내부를 향해서 길게 형성된 구동자석포켓을 포함하고, 상기 구동자석은, 상기 구동자석포켓의 내측 말단과 외측 말단 사이에서 이동 가능하게 수용될 수 있다. The drive magnet may include a drive magnet pocket formed to be elongated from the outer circumferential surface of the drive circuit body toward the inside of the drive circuit body. The drive magnet may be movably received between the inner end and the outer end of the drive magnet pocket. .
또한, 상기 구동회전체는, 상기 구동자석이 상기 피동회전체로부터 가장 멀리 이동한 위치보다 내측에 장착되고, 상기 구동자석과 인력이 작용하는 고정자석을 더 포함할 수 있다. The driving circuit may further include a fixed magnet mounted on an inner side of a position where the driving magnet is moved farthest away from the driven rotary body and in which a driving force is applied to the driving magnet.
또한, 상기 구동회전체는, 상기 구동자석포켓 내부로 삽입되거나 상기 구동자석포켓 외부로 인출되게 구비되고, 상기 구동회전체의 회전시 상기 구동자석이 상기 구동자석포켓의 외측 말단에 위치하면 상기 구동자석을 지지하여 위치를 고정시키는 지지부재를 더 포함할 수 있다. When the driving magnet is positioned at the outer end of the driving magnet pocket, the driving magnet is inserted into the driving magnet pocket or drawn out to the outside of the driving magnet pocket. And a supporting member for supporting and fixing the position.
또한, 상기 지지부재는, 회전축과, 상기 회전축에 끼워지고, 상기 구동회전체의 회전시에 원심력에 의해 선회하는 무게추와, 상기 회전축에 끼워지고, 상기 무게추가 선회함에 따라 상기 구동자석포켓 내부로 삽입되거나 상기 구동자석포켓 외부로 인출되는 지지대를 포함할 수 있다. The supporting member may include a rotating shaft, a weight mounted on the rotating shaft and pivoting by a centrifugal force when the driving circuit rotates, and a driving unit that is fitted to the rotating shaft, And a support which is inserted or drawn out of the drive magnet pocket.
또한, 상기 구동자석과 상기 피동자석은 봉 형상으로 구비될 수 있다. The driving magnet and the driven magnet may be formed in a rod shape.
또한, 상기 구동자석은, 외주면을 감싸도록 설치되어, 상기 구동자석의 마모를 방지하고 충격을 흡수하는 완충재를 포함할 수 있다. In addition, the driving magnet may include a cushioning member installed to surround the outer circumferential surface to prevent wear of the driving magnet and to absorb impact.
또한, 상기 구동회전체와 상기 피동회전체가 수용되며, 내부면과 외부면 중 적어도 어느 하나에 자기차폐부재가 부착되어 상기 구동자석과 상기 피동자석에서 발생되는 자기장이 외부로 투과되는 것을 방지하는 자기장 차폐 케이스를 더 포함할 수 있다. A magnetic shield member is attached to at least one of an inner surface and an outer surface to receive the driving circuit and the driven rotating body. The magnetic shielding member prevents a magnetic field generated from the driving magnet and the driven magnet from being transmitted to the outside, And may further include a shielding case.
또한, 상기 자기장 차폐 케이스는, 상자성체 금속을 포함할 수 있다. Further, the magnetic-field shield case may include a paramagnetic metal.
또한, 상기 자기차폐부재는, 상기 자기장 차폐 케이스의 내부면과 외부면 중 적어도 어느 하나에 여러 겹 부착되는 자기차폐포일을 포함할 수 있다. In addition, the magnetic shield member may include a magnetic shield foil that is attached to at least one of the inner surface and the outer surface of the magnetic shield case in multiple layers.
또한, 상기 구동회전체와 상기 피동회전체가 수용되며, 내부의 온도가 소정 범위 내로 유지되는 하우징을 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a housing in which the driving circuit and the driven rotary body are housed and the temperature of the interior of the housing is maintained within a predetermined range.
또한, 상기 하우징은, 내판과 외판을 구비한 이중판넬을 포함하며, 상기 내판과 상기 외판 사이에는 PCM(Phase Change Material)이 충전될 수 있다. The housing may include a double panel having an inner plate and an outer plate, and a PCM (Phase Change Material) may be filled between the inner plate and the outer plate.
또한, 상기 외판은, 상기 외판의 내면에 설치된 복수의 내부냉각핀과 상기 외판의 외면에 설치된 복수의 외부냉각핀을 포함하되, 상기 외부냉각핀 사이의 간격은 상기 내부냉각핀 사이의 간격보다 넓게 형성될 수 있다. The outer plates include a plurality of inner cooling fins provided on the inner surface of the outer sheath and a plurality of outer cooling fins provided on the outer surface of the outer sheath, wherein the gap between the outer cooling fins is wider than the gap between the inner cooling fins .
또한, 상기 내판은, 상기 내판의 내면에 구비된 복수의 내판냉각핀과 상기 내판의 외면에 요입 형성되어 상기 PCM과 접촉하는 내판냉각홈을 포함할 수 있다.The inner plate may include a plurality of inner plate cooling fins provided on the inner surface of the inner plate, and an inner plate cooling groove formed on the outer surface of the inner plate and contacting the PCM.
또한, 상기 하우징은, 상기 하우징의 내부의 압력을 조정하도록 관통 형성된 통기구를 더 포함할 수 있다.In addition, the housing may further include a vent hole formed to penetrate to adjust a pressure inside the housing.
또한, 상기 구동회전체는, 상기 구동축을 공유하고 서로 마주보게 구비되는 제1구동회전체와 제2구동회전체를 포함하며, 상기 피동회전체는, 상기 제1구동회전체의 외주면에 이격되게 설치되는 제1피동회전체와 상기 제2구동회전체의 외주면에 이격되게 설치되는 제2피동회전체를 포함할 수 있다. The driving circuit may include a first driving circuit and a second driving circuit, the first driving circuit and the second driving circuit being disposed to face each other and sharing the driving shaft. The driven rotating body may include a first driving circuit, And a second driven rotary body disposed so as to be spaced apart from the outer peripheral surface of the second driving circuit body.
한편 상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 동력공급부에 연결된 구동축을 통해 회전력을 전달받아 회전하고, 외주면 둘레에 소정 간격으로 설치된 복수의 구동자석을 포함하는 구동회전체와, 상기 구동회전체의 외주면과 이격되며 환형으로 설치되고, 상기 구동자석과 척력이 작용하는 피동자석이 외주면에 설치되어, 상기 구동회전체의 회전시 상기 구동자석과 상기 피동자석의 척력에 의해 회전하는 복수의 피동회전체를 포함하는 동력 전달 장치와, 상기 피동회전체에 연결되어 상기 피동회전체의 회전력을 전기에너지로 변환시키는 발전장치를 포함하는 동력 전달 장치를 이용한 발전시스템을 제공한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a driving device comprising: a driving circuit body including a plurality of driving magnets that are rotated by receiving a rotational force through a driving shaft connected to a power supply and are disposed at predetermined intervals around an outer circumferential surface; And a plurality of driven rotors which are spaced apart from each other and which are arranged in an annular shape and which are driven by a repulsive force of the driving magnet and the driven magnet when the driving circuit is rotated And a power generator connected to the driven rotor to convert the rotational force of the driven rotor into electrical energy.
또한, 상기 동력공급부는 풍력을 이용하여 구동회전체에 동력을 제공할 수 있다. In addition, the power supply unit may provide power to the driving circuit using wind power.
또한, 상기 동력공급부는, 복수의 블레이드와, 상기 블레이드의 피치각을 변경하는 피치 모터부와, 상기 블레이드를 정지시키는 브레이크부와, 풍속에 따라 상기 블레이드의 피치각을 변경하도록 상기 피치 모터부를 제어하고, 기설정된 풍속 이상이 되면 상기 블레이드가 정지하도록 상기 브레이크부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다. The power supply unit may include a plurality of blades, a pitch motor unit for changing the pitch angle of the blades, a brake unit for stopping the blades, and a control unit for controlling the pitch motor unit to change the pitch angle of the blades according to the wind speed. And a control unit for controlling the brake unit to stop the blades when a predetermined wind speed or more is reached.
이와 같은 본 발명의 실시예에 따른 동력 전달 장치를 이용하면, 별도의 물리적인 전달구조를 사용하지 않고도 피동회전체와 구동회전체 사이에 작용하는 자력에 의해 동력을 전달받아 회전할 수 있다. According to the power transmission device of the present invention as described above, the power can be transmitted and rotated by the magnetic force acting between the driven rotor and the driving circuit body without using a separate physical transmission structure.
따라서, 본 발명에 따른 동력 전달 장치는, 물리적인 전달구조를 이용하지 않으므로 고장의 발생을 최소화할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면 물리적으로 동력을 전달하는 구조에 비해 에너지 손실이 적은 이점이 있다. Therefore, the power transmission device according to the present invention does not use a physical transmission structure, so that the occurrence of a failure can be minimized. Also, according to the present invention, there is an advantage in that energy loss is smaller than that of a structure that physically transmits power.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 동력 전달 장치를 도시한 사시도
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 동력 전달 장치의 측단면을 개략적으로 도시한 측단면도
도 3은 본 발명의 일실시예에 적용되는 동력 전달 장치를 정면에서 바라본 단면도를 개략적으로 도시한 정단면도
도 4는 본 발명의 일실시예에 적용되는 지지부재를 개략적으로 나타내는 단면도
도 5는 본 발명의 일실시예에 적용되는 자기장 차폐 케이스의 사시도와 부분 확대단면도
도 6은 본 발명의 일실시예에 적용되는 하우징의 사시도와 부분 확대단면도
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발전시스템을 도시한 사시도
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발전시스템의 측단면을 개략적으로 도시한 측단면도
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발전장치를 나타내는 단면도
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발전시스템을 도시한 사시도
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발전시스템에 적용되는 동력변환장치를 나타내는 사시도1 is a perspective view showing a power transmitting apparatus according to an embodiment of the present invention;
2 is a side sectional view schematically showing a side cross-section of a power transmitting apparatus according to an embodiment of the present invention;
3 is a front sectional view schematically showing a cross-section of the power transmission apparatus according to one embodiment of the present invention as viewed from the front;
4 is a cross-sectional view schematically showing a support member applied to an embodiment of the present invention
5 is a perspective view and a partially enlarged cross-sectional view of a magnetic shield case according to an embodiment of the present invention;
6 is a perspective view and a partially enlarged cross-sectional view of a housing according to an embodiment of the present invention;
7 is a perspective view illustrating a power generation system according to another embodiment of the present invention.
8 is a side sectional view schematically showing a side cross-section of a power generation system according to another embodiment of the present invention;
9 is a sectional view showing a power generation apparatus according to another embodiment of the present invention
10 is a perspective view illustrating a power generation system according to another embodiment of the present invention.
11 is a perspective view showing a power conversion apparatus applied to a power generation system according to another embodiment of the present invention;
이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명인 동력 전달 장치 및 이를 이용한 발전시스템의 기술적인 특징을 이해시키기에 적합한 실시예들이다. 다만, 본 발명이 이하에서 설명되는 실시예에 한정하여 적용되거나 설명되는 실시예들에 의하여 본 발명의 기술적 특징이 제한되는 것이 아니며, 본 발명의 기술 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, the embodiments described below are embodiments suitable for understanding the technical characteristics of the power transmission apparatus of the present invention and the power generation system using the same. However, the technical features of the present invention are not limited by the embodiments to which the present invention is applied or explained in the following embodiments, and various modifications are possible within the technical scope of the present invention.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 동력 전달 장치(100)는, 동력공급부(200)에 연결된 구동축(250)을 통해 회전력을 전달받아 회전하고, 외주면 둘레에 소정 간격으로 설치된 복수의 구동자석(330)을 포함하는 구동회전체(300)와, 구동회전체(300)의 외주면과 이격되며 환형으로 설치되고, 구동자석(330)과 척력(Repulsive force)이 작용하는 피동자석(410)이 외주면에 설치되어, 구동회전체(300)의 회전시 구동자석(330)과 피동자석(410)의 척력에 의해 회전하는 복수의 피동회전체(400)를 포함할 수 있다. 1 to 3, a
동력공급부(200)는, 구동축(250)을 회전시킬 수 있는 구동력을 제공할 수 있다면, 종류에 한정없이 다양한 동력원이 적용될 수 있으며, 예를 들어 풍력이나 수력 등의 천연에너지일 수도 있으며, 전원을 공급받아 구동하는 구동모터 등 다양한 동력원이 사용될 수 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 실시예에서는 동력공급부(200)로 풍력이 사용된 경우를 예시하나 이에 한정되는 것은 아니다. Various power sources can be applied to the
구동회전체(300)는, 동력공급부(200)에 연결된 구동축(250)을 통해 회전력을 전달받아 회전하고, 외주면 둘레에 소정 간격으로 설치된 복수의 구동자석(330)을 포함할 수 있다. The
즉, 구동자석(330)은 구동회전체(300)의 외주면에 방사상으로 배치되며, 복수의 구동자석(330)이 소정 간격으로 이격되게 설치될 수 있다. That is, the
피동회전체(400)는, 구동회전체(300)의 외주면과 이격되며 환형으로 설치되고, 구동자석(330)과 척력이 작용하는 피동자석(410)이 외주면에 설치되어, 구동회전체(300)가 회전하면 구동자석(330)과 피동자석(410)의 척력에 의해 회전할 수 있다. The driven
구체적으로, 피동회전체(400)는 구동회전체(300)의 주위에 환형으로 다수 개가 일정 간격으로 이격되게 복수로 설치될 수 있고, 복수의 피동회전체(400)는 각각의 피동축(430)을 중심으로 회전할 수 있다. 이때, 피동회전체(400)의 형상은 제한 없이 적용될 수 있으며, 일 예로 도시된 실시예와 같이, 원통형일 수 있다. A plurality of driven
그리고 피동자석(410)은, 구동회전체(300)에 구비된 구동자석(330)과 같은 극성을 가지도록 구비되어 상기 구동자석(330)과 척력이 작용하도록 할 수 있다. 또한, 피동자석(410)은 피동회전체(400)의 외주면에 방사상으로 복수 개가 배치될 수 있다. The driven
이와 같은 본 발명에 따른 동력 전달 장치(100)는, 먼저 구동회전체(300)가 구동축(250)으로부터 회전력을 전달받아 회전하면, 구동자석(330)과 피동자석(410) 간에 척력이 작용하여 피동회전체(400)가 회전할 수 있다. 즉, 본 발명에서 피동회전체(400)는, 구동자석(330)과 피동자석(410)이 동일한 극성, 즉 척력이 작용함으로써, 별도의 물리적인 전달구조를 사용하지 않고도 피동회전체(400)와 구동회전체(300) 사이에 작용하는 자력에 의해 동력을 전달받아 회전할 수 있다.When the driving
따라서, 본 발명에 따른 동력 전달 장치(100)는 물리적인 전달구조를 이용하지 않으므로 고장의 발생을 최소화할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면 물리적으로 동력을 전달하는 구조에 비해 에너지 손실이 적은 이점이 있다. Therefore, since the
한편, 구동자석(330)은, 구동회전체(300)의 회전속도에 따라 상기 피동회전체(400)에 근접하거나 이격되게 이동할 수 있다. Meanwhile, the driving
구체적으로, 구동자석(330)은, 구동회전체(300)가 정지상태이거나 일정 속도 미만으로 회전하는 경우에는 피동회전체(400)로부터 먼 위치(즉, 구동회전체(300)의 중심에 가까운 위치)에 위치하고, 구동회전체(300)가 일정 속도 이상으로 회전하는 경우에는 원심력에 의해 피동회전체(400)에 가까운 위치(즉, 구동회전체(300)의 외주면에 인접한 위치)에 위치하도록 유동 가능하게 구비될 수 있다. Specifically, the driving
이에 따라, 본 발명에 따른 동력 전달 장치(100)는, 구동회전체(300)의 작동 초기의 구동자석(330)과 피동자석(410) 사이의 척력을 완화하여, 구동회전체(300)를 회전시키기 위한 초기 구동부하를 감소시킬 수 있다. Accordingly, the
즉, 구동회전체(300)의 구동자석(330)과 피동회전체(400)의 피동자석(410)이 모두 위치가 고정되게 설치된 경우에는, 구동자석(330)과 피동자석(410) 간의 척력이 강하게 균형을 이루고 있기 때문에, 초기에 구동회전체(300)를 회전시키기 위해서 강한 동력이 제공되어야 한다. 또한, 구동자석(330)과 피동자석(410) 간의 강한 척력으로 인해 구동회전체(300)와 구동축(250) 사이의 마찰력이 증가하는 문제가 있다. That is, when both the
본 발명의 실시예는, 구동회전체(300)에 구비되는 구동자석(330)을 회전속도에 따라 유동하게 구비하여, 구동회전체(300)의 회전속도가 낮으면 피동자석(410)과 구동자석(330) 간의 거리가 멀어지도록 하여 작동 초기의 척력을 감소시킬 수 있다.When the rotational speed of the driving
구체적으로, 도 3 및 도 4를 참조하면, 구동회전체(300)는, 구동회전체(300)의 외주면으로부터 구동회전체(300)의 내부를 향해서 길게 형성된 구동자석포켓(310)을 포함할 수 있다. 그리고, 구동자석(330)은 구동자석포켓(310)의 내측 말단(310a)과 외측 말단(310b) 사이에서 이동 가능하게 수용될 수 있다. 3 and 4, the driving
즉, 구동자석포켓(310)은, 복수 개가 구동회전체(300)의 외주면에 일정 간격으로 이격되게 방사상으로 배치될 수 있고, 각각의 구동자석포켓(310)의 내측 말단(310a)은 구동회전체(300)의 중심을 향하도록 설치될 수 있다. 이때, 구동자석포켓(310)의 외측 말단(310b)에 구비된 개구부는 구동자석(330)의 직경에 비해 작은 크기로 형성되어, 구동자석(330)의 이탈을 방지할 수 있다(도 4 참조). 다만, 구동자석포켓(310)의 형상이 도면에 도시된 형상으로 한정되는 것은 아니다. That is, a plurality of driving magnet pockets 310 may be arranged radially so as to be spaced apart from each other at regular intervals on the outer circumferential surface of the driving
그리고, 구동자석(330)은, 구동회전체(300)의 회전속도에 따라 구동자석포켓(310)의 내측 말단(310a)과 외측 말단(310b) 사이에서 이동 가능하게 수용될 수 있다. 즉, 구동회전체(300)가 정지한 상태에 있거나, 일정 속도 미만으로 회전하는 경우에는 구동자석포켓(310)의 내측 말단(310a)(피동회전체(400)로부터 먼 위치)에 위치할 수 있다. 그리고, 구동자석(330)은 구동회전체(300)의 회전속도가 점점 증가할수록 원심력에 의해 구동자석포켓(310)의 내측 말단(310a)에서 외측 말단(310b)으로 이동할 수 있다. 그리고, 구동회전체(300)의 속도가 일정 속도 이상이면 구동자석포켓(310)의 외측 말단(310b)(피동회전체(400)와 가까운 위치)에 위치할 수 있다. The driving
한편, 도 3에 도시된 실시예와 같이, 구동회전체(300)는, 구동자석(330)이 피동회전체(400)로부터 가장 멀리 이동한 위치보다 내측에 장착되고, 상기 구동자석(330)과 인력이 작용하는 고정자석(370)을 더 포함할 수 있다. 3, the driving
구체적으로, 고정자석(370)은, 구동자석포켓(310)의 내측에 고정 장착될 수 있다. 그리고, 고정자석(370)은 구동자석(330)과 다른 극성으로 마련되어 고정자석(370)과 구동자석(330) 간에 인력이 작용할 수 있다. 이때, 고정자석(370)과 구동자석(330) 간의 인력은 구동회전체(300)가 일정 속도 이상으로 회전할 때의 원심력보다 작은 크기로 구비될 수 있다. Specifically, the
이에 따라, 고정자석(370)과 구동자석(330) 간의 인력에 의해, 구동회전체(300)가 일정 속도 미만으로 회전하거나 정지 상태에 있을 때, 구동자석(330)은 구동자석포켓(310)의 내측 말단(310a), 즉 피동회전체(400)로부터 가장 먼 거리에 위치할 수 있다. 따라서, 구동회전체(300)의 초기 작동시에, 구동자석(330)과 피동자석(410) 간의 척력을 감소시킬 수 있다. When the driving
한편, 도 3 및 도 4에 도시된 실시예와 같이, 구동회전체(300)는, 구동자석포켓(310) 내부로 삽입되거나 구동자석포켓(310) 외부로 인출되게 구비되고, 구동회전체(300)의 회전시 구동자석(330)이 구동자석포켓(310)의 외측 말단(310b)에 위치하면 구동자석(330)을 지지하여 위치를 고정시키는 지지부재(350)를 더 포함할 수 있다. 3 and 4, the driving
구체적으로, 지지부재(350)는, 회전축(351)과, 무게추(352)와, 지지대(353)를 포함할 수 있다. 또한, 회전축(351)에 장착된 복원스프링(미도시)을 더 포함할 수 있다. Specifically, the
회전축(351)은, 구동자석포켓(310)에 인접하게 고정 설치될 수 있다. The
그리고, 무게추(352)는, 회전축(351)에 끼워지고, 구동회전체(300)의 회전시에 원심력에 의해 회전축(351)을 중심으로 선회할 수 있다. The
지지대(353)는, 무게추(352)에 결합되고, 회전축(351)에 끼워질 수 있다. 또한, 지지대(353)의 단부는 구동자석(330)의 측하면을 지지하기 용이하도록, 다른 부분보다 넓은 면적으로 형성될 수 있다. 다만, 지지대(353) 단부의 형상은 도시된 실시예에 한정하는 것은 아니며, 구동자석(330)의 위치가 고정되도록 지지할 수 있다면 다양한 변형실시가 가능하다. The
이하, 도 4의 실시예를 참조하여, 지지부재(350)의 작동을 설명한다. Hereinafter, the operation of the
먼저, 구동회전체(300)가 정지상태에 있거나 일정 속도 미만으로 회전하는 경우, 구동자석(330)은 구동자석포켓(310)의 내측 말단(310a)에 위치하고, 지지부재(350)의 지지대(353)는 구동자석포켓(310)의 외부에 위치한다(도 4의 C위치). The driving
이 후, 구동회전체(300)가 일정 속도 이상으로 회전하는 경우, 원심력에 의해 구동자석(330)이 구동자석포켓(310)의 외측 말단(310b)으로 이동할 수 있다(도 4의 A방향). 이때, 지지부재(350)의 무게추(352)는 원심력에 의해 회전축(351)을 중심으로 선회할 수 있고, 무게추(352)의 선회에 따라 지지대(353)가 회전(도 4의 B방향)하면서 구동자석포켓(310)의 내부로 삽입될 수 있다(도 4의 D위치). 그리고, 지지대(353)의 단부는 구동자석(330)의 측하면을 지지함으로써, 구동자석(330)이 구동자석포켓(310)의 외측 말단(310b)의 위치에 고정되도록 할 수 있다. Thereafter, when the driving
이 후, 구동회전체(300)의 속도가 감소되어 일정 속도 미만으로 회전하게 되면, 회전축(351)에 설치된 복원스프링과 무게추의 중력작용에 의해 지지부재(350)가 회전하여 원래의 위치로 복원되어 지지대(353)가 구동자석포켓(310)의 외부로 인출되면서(도 4의 C위치) 구동자석(330)이 구동자석포켓(310)의 내측으로 이동할 수 있는 통로를 마련할 수 있다. Thereafter, when the speed of the driving
따라서, 본 발명에 따른 동력 전달 장치(100)는, 구동회전체(300)가 회전하면서 구동자석(330)과 피동자석(410)이 인접하게 위치하는 경우에도, 지지부재(350)가 구동자석(330)이 구동자석포켓(310)의 외측 말단(310b)에 위치하도록 견고하게 지지하므로, 척력에 의해 구동자석(330)이 구동자석포켓(310)의 내측 말단(310a)으로 밀리는 현상을 방지할 수 있다. 따라서, 구동회전체(300)가 일정 속도 이상으로 회전할 때, 구동자석(330)과 피동자석(410) 사이의 척력이 일정하게 작용하므로 피동회전체(400)를 원활하게 회전시킬 수 있다. Therefore, even when the driving
한편, 구동자석(330)과 피동자석(410)은 봉 형상으로 구비될 수 있다. Meanwhile, the driving
즉, 상기 구동자석(330)과 피동자석(410)이 다른 형태, 예를 들어 원형자석이나 막대형 자석으로 구비되는 경우에는 구동회전체(300)의 회전에 따라 균일한 척력이 작용하지 않을 수 있다. 즉, 원형자석으로 구비된 경우, 구동회전체(300)와 피동회전체(400)가 회전하면서 구동자석(330)과 피동자석(410)이 교차하면서 자기장의 형태가 변화하여 순간적인 인력작용이 발생할 수 있고, 막대형 자석으로 구비된 경우, 모서리 부분의 자력선의 형태가 다른 면과 달라, 일정하고 균일한 척력을 기대할 수 없다. That is, when the driving
따라서, 본 발명의 일실시예에 구동자석(330)과 피동자석(410)은 봉 형상으로 구비됨으로써, 구동회전체(300)와 피동회전체(400)가 회전하면서 교차하는 경우에도 자기장 형태의 변화를 최소화하여 순수한 척력이 작용하도록 할 수 있고, 단면이 원형이므로 모든 면에서 균일한 척력이 작용하도록 할 수 있다. Accordingly, in the embodiment of the present invention, the driving
한편, 구동자석(330)은, 외주면을 감싸도록 설치되어, 구동자석(330)의 마모를 방지하고 충격을 흡수하는 완충재(미도시)를 포함할 수 있다. The driving
즉, 완충재는, 구동자석(330)이 구동회전체(300)의 회전 속도에 따라 구동자석포켓(310) 내부를 이동하면서 구동자석(330)의 표면이 구동자석포켓(310)의 내부면과 접촉하면서 마모되는 것을 방지할 수 있다. 이때, 상기 완충재의 재질에는 제한이 없으며, 구동자석(330)의 표면을 감싸도록 설치되어 마모를 방지할 수 있다면 다양한 실시예가 적용될 수 있다. That is, the cushioning material moves in such a direction that the surface of the driving
한편, 도 2와 도 3 및 도 5에 도시된 실시예와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 동력 전달 장치(100)는, 자기장 차폐 케이스(600)를 더 포함할 수 있다. 2, 3, and 5, the
자기장 차폐 케이스(600)는, 구동회전체(300)와 피동회전체(400)가 수용되며, 내부면과 외부면 중 적어도 어느 하나에 자기차폐부재(610)가 부착되어 구동자석(330)과 피동자석(410)에서 발생되는 자기장이 외부로 투과되는 것을 방지할 수 있다. The
이에 따라, 상기 자기장 차폐 케이스(600)는, 구동자석(330)과 피동자석(410)으로 인한 자기장이, 후술할 발전장치의 외부에 구비된 전기전자기기 등에 영향을 미치지 않는 자기차폐(Magnetic Screening)기능을 수행하므로, 발전장치의 주변 기기를 안전하게 사용할 수 있는 효과를 제공한다. Accordingly, the magnetic
구체적으로, 자기장 차폐 케이스(600)는, 상자성체 금속을 포함할 수 있다. Specifically, the magnetic-
그리고, 자기장 차폐 케이스(600)의 내부면과 외부면 중 적어도 어느 하나에 자기차폐부재(610)가 부착될 수 있다. 이때, 자기차폐부재(610)는, 자기장 차폐 케이스(600)의 내부면과 외부면 중 적어도 어느 하나에 여러 겹 부착되는 자기차폐포일(611, 612)을 포함할 수 있다. A
즉, 도시된 실시예에는 내부면 또는 외부면에 한 겹이 부착된 예가 도시되나, 이에 한정하는 것이 아니라, 자기차폐포일(610)을 여러 겹 부착하여 자기차폐 효과를 더욱 증대시킬 수 있다. That is, in the illustrated embodiment, one layer is attached to the inner surface or the outer surface. However, the present invention is not limited thereto, and the magnetic shielding effect can be further enhanced by multiple layers of the
또한, 자기장 차폐 케이스(600)는, 자기장 차폐 케이스(600)의 전면과 후면 중 적어도 어느 하나에 관통 형성된 통풍구(630)를 포함할 수 있다. The
이러한 통풍구(630)를 통해, 자기장 차폐 케이스(600)의 측면으로 공기가 유통되는 효과를 얻을 수 있다. The effect of circulating the air through the
이때, 통풍구(630)는, 자기장 차폐 케이스(600)의 전면과 후면 중 적어도 하나의 중앙에 복수로 배치될 수 있다. At this time, the ventilation holes 630 may be disposed in the center of at least one of the front surface and the rear surface of the
즉, 통풍구(630)는, 전면 또는 후면의 가운데, 즉 구동자석(330)과 피동자석(410)이 부착된 위치에서 먼 위치에 형성될 수 있다. 이에 따라, 구동자석(330)과 피동자석(410)에 의한 자기장이 통풍구(630)를 통해 외부로 통과되는 것을 방지할 수 있으므로, 자기장 차폐 케이스(600)는 공기유통이 되면서 자기차폐 기능을 동시에 수행할 수 있다. That is, the
한편, 본 발명의 일실시예에 의한 동력 전달 장치(100)는, 구동회전체(300)와 상기 피동회전체(400)가 수용되며, 내부의 온도가 소정 범위 내로 유지되는 하우징(700)을 더 포함할 수 있다. The
구체적으로, 하우징(700)에는 자기장 차폐 케이스(600)가 수용될 수 있다. 또한, 하우징(700)의 재질에는 한정이 없으며, 예를 들어 열전도율이 높은 상자성체인 알루미늄 등이 사용될 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.Specifically, the
그리고, 하우징(700)은 내부의 온도가 소정 범위 내로 유지되게 형성될 수 있다. 이에 따라, 하절기 고온환경에서도 하우징(700) 내부의 자석이 자성을 잃지 않고 제 기능을 발휘하도록 할 수 있다.In addition, the
하우징(700)은, 일 예로 내판(710)과 외판(730)을 구비한 이중판넬을 포함하며, 상기 내판(710)과 상기 외판(730) 사이에는 PCM(720)(Phase Change Material, 상변화물질, 이하, PCM이라 함)이 충전될 수 있다. 도 2의 미설명 도면부호인 750은 PCM 주입구이다.The
일반적으로 잠열(latent heat)이란 어떤 물질이 상전이 될 때, 즉 고체에서 액체(또는 액체에서 고체), 액체에서 기체(또는 기체에서 액체)가 될 때 흡수하거나 방출하는 열을 의미하며, 상전이가 일어나지 않은 상태에서 온도 변화에 따라 흡수 또는 방출하는 열인 현열(sensible heat)보다 축열용량이 매우 크다는 특징이 있다.In general, latent heat is the heat that a material absorbs or releases when it transitions from liquid to solid (or liquid to solid), liquid to gas (or gas to liquid), and phase transitions The heat storage capacity is much larger than the sensible heat, which is the heat absorbed or emitted according to the temperature change.
이처럼, 잠열의 큰 열흡수/방출 효과를 이용하여 에너지를 저장하거나 온도를 일정하게 유지시키는 목적으로 사용되는 물질을 잠열 저장물질, 상전이 물질 또는 상변화물질(Phase Change Material, PCM)이라 한다. As described above, a substance used for storing energy or maintaining a constant temperature by utilizing a large heat absorption / release effect of latent heat is called latent heat storage material, phase change material or phase change material (PCM).
즉, 이러한 PCM(720)은 다양한 형태의 에너지(예를 들어, 미활용 및 폐기에너지)를 고농도로 저장하기 때문에 에너지를 효율적이고 합리적으로 이용할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 잠열 및 축열 성능이 우수하므로 외부에서 열이 침투하더라도 물질의 상이 변화하면서 침투되는 열을 흡수함으로써 내부온도를 일정하게 유지시킬 수 있다. That is, since
따라서, 본 발명의 실시예에서, 하우징(700)이 PCM(720)을 포함하여 구성됨으로써, 하우징(700) 내부에서 발전장치의 작동으로 온도가 일정 온도 이상으로 상승하면 냉각된 고체상태인 PCM(720)이 액체로 변하면서 열을 흡수하여 내부의 온도상승을 최대한 억제한 후 밤에 흡수한 열을 다시 배출하여 고체상태로 환원될 수 있다. 이때, 미리 PCM(720)의 밀도를 조절하여 투입할 수 있다. 예를 들어, 하절기 고온에서는 외부온도가 25-36℃ 범위로 평균 30℃이상에 이르게 되는데, 이러한 PCM(720)이 낮에는 열을 흡수하고 밤에는 열을 배출하여 하우징(700) 내부 온도를 적정 온도 이하로 유지할 수 있다. Accordingly, in the embodiment of the present invention, the
따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 동력 전달 장치(100)에 의하면, PCM(720)을 이용한 자연냉각시스템에 의해 하절기 고온의 환경에서도 하우징(700) 내부의 피동자석(410)과 구동자석(330)이 자성을 잃지 않고 제 기능을 발휘하여 발전효율을 일정하게 보장하도록 할 수 있다. Therefore, even when the natural cooling system using the
한편, 하우징(700)에 구비된 외판(730)은, 외판(730)의 내면에 설치된 복수의 내부냉각핀(731)과 외판(730)의 외면에 설치된 복수의 외부냉각핀(733)을 포함하되, 외부냉각핀(733) 사이의 간격은 내부냉각핀(731) 사이의 간격보다 넓게 형성될 수 있다. The
또한, 하우징(700)에 구비된 내판(710)은, 내판(710)의 내면에 구비된 복수의 내판냉각핀(711)과 내판(710)의 외면에 요입 형성되어 PCM(720)과 접촉하는 내판냉각홈(713)을 포함할 수 있다. The
이에 따라, 하우징(700)에 구비된 내판(710)의 내판냉각핀(711)과 내판냉각홈(713)을 통해 하우징(700) 내부의 열이 흡수되고, 외판(730)의 내부냉각핀(731)과 외부냉각핀(733)을 통해 흡수된 열이 외부로 방출됨으로써 자연냉각기능을 수행할 수 있다. The heat inside the
이때, 외판(730)은, 외부냉각핀(733)은 넓은 간격으로 형성되고 내부냉각핀(731)은 촘촘하게 형성됨으로써 냉각면적을 높여서 냉각효율을 높일 수 있다. 그리고, 내판(710)은, 발전장치 측으로 설치된 내판냉각핀(711)을 작고 촘촘하게 설치하고 PCM(720)과 접하는 내판(710)의 외측에는 내판냉각홈(713)을 형성하여 열 흡수면적을 넓힘으로써 냉각효율을 높일 수 있다. At this time, the
한편, 하우징(700)은, 하우징(700)의 내부의 압력을 조정하도록 관통 형성된 통기구(770)를 더 포함할 수 있다. Meanwhile, the
구체적으로, 통기구(770)는, 하우징(700) 내부에서는 구동모터 등이 구비된 동력공급부(200)와 발전장치(900)와 구동회전체(300) 및 피동회전체(400)의 회전으로 인하여 발생하는 기압차를 상쇄시키는 효과를 제공할 수 있다. The
이때, 도시되지 아니하나, 통기구(770)는 벤투리관(Venturi tube) 형태로 형성할 수 있다. 즉, 통기구(770)의 일부 내경을 다른 부분의 내경보다 작게 형성함으로써 베르누이 원리에 의해 하우징(700) 내부로 유입되는 유체의 압력이 조절되도록 할 수 있다. At this time, although not shown, the
이에 따라, 하우징(700)이 침수되는 경우에도 하우징(700) 내부로 유입되는 유체의 양을 최소화하여, 발전장치의 안정적인 운용을 도모할 수 있다. Accordingly, even when the
한편, 구동회전체(300)에 구비된 복수의 구동자석(330)들 사이의 간격과 피동회전체(400)에 구비된 복수의 피동자석(410)들 사이의 간격은 여러 요소들을 고려하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 이들 간격은 구동자석이나 피동자석의 세기, 크기나 개수, 이들 자석에 의해 척력이 작용하는 범위, 구동회전체나 피동회전체의 직경, 구동회전체의 회전속도에 기초한 피동회전체의 목표 회전속도(예를 들어, 피동회전체의 목표 회전속도가 구동회전체의 회전속도의 3배인 경우), 피동회전체들 사이의 간격, 서로 다른 구동자석이 하나의 피동자석이나 하나의 피동회전체에 대해 서로 다른 방향으로 척력을 작용하는 정도 등이 고려될 수 있다. The distance between the plurality of driving
이때 복수의 구동자석(330)들 사이의 간격과 복수의 피동자석(410)들 사이의 간격은 서로 간의 비로 표현될 수도 있다. 예를 들어, 구동자석(330)들 사이의 간격은 피동자석(410)들 사이의 간격의 2배일 수 있다. 간격의 비도 전술한 요소들을 고려하여 결정될 수 있다. 이때의 비는 다양하게 결정될 수 있다. 예를 들어, 구동자석(330)들 사이의 간격이 피동자석(410)들 사이의 간격의 1.5배 내지 2.5배일 수 있다. 참고로, 자석들 사이의 간격은 자석들 사이의 직선거리로 측정되거나, 자석들이 배치된 원형 궤도에 기초하여 자석들 사이의 호의 길이로 측정될 수 있다. At this time, the distance between the plurality of driving
한편, 이하에서는 도 7 내지 도 9에 도시된 실시예를 참조하여, 본 발명의 다른 측면에 의한 동력 전달 장치를 이용한 발전 시스템(800)을 설명한다.Hereinafter, a
본 발명에 따른 동력 전달 장치를 이용한 발전시스템(800)은, 동력공급부(200)에 연결된 구동축(250)을 통해 회전력을 전달받아 회전하고, 외주면 둘레에 소정 간격으로 설치된 복수의 구동자석(330)을 포함하는 구동회전체(300)와, 구동회전체(300)의 외주면과 이격되며 환형으로 설치되고, 구동자석(330)과 척력이 작용하는 피동자석(410)이 외주면에 설치되어, 구동회전체(300)의 회전시 구동자석(330)과 피동자석(410)의 척력에 의해 회전하는 복수의 피동회전체(400)를 포함하는 동력 전달 장치(100)와, 피동회전체(400)에 연결되어 피동회전체(400)의 회전력을 전기에너지로 변환시키는 발전장치(900)를 포함할 수 있다. The
동력 전달 장치(100)는 상기한 본 발명의 일실시예에 의한 동력 전달 장치(100)의 구성과 동일하므로, 이하에서는 동력 전달 장치(100)에 대한 자세한 설명은 생략한다. Since the
발전장치(900)는, 피동회전체(400)에 연결되어 피동회전체(400)의 회전력을 전기에너지로 변환시킬 수 있다. The
구체적으로, 발전장치(900)는, 피동회전체(400)의 피동축(430)에 연결될 수 있으며, 복수로 구비된 피동회전체(400) 각각에 연결되도록 복수로 마련될 수 있다. 따라서, 발전장치(900)는, 구동축(250)을 중심으로 방사상으로 배치될 수 있다. Specifically, the
이러한 발전장치(900)는, 피동회전체(400)가 회전하면 피동축(430)을 통해 전달받은 회전력으로 발전장치(900) 내에서 전기를 생성할 수 있다. 또한, 발전장치(900)는 충전전선(910)을 통해 충전배터리(930)에 연결될 수 있다. 즉, 발전장치(900)는 피동회전체(400)의 회전력을 전기에너지로 변환할 수 있으며, 이러한 전기에너지는 충전배터리(930)에 축적될 수 있다. When the driven
또한, 도시된 실시예와 같이, 발전장치(900)는, 구동회전체(300) 및 피동회전체(400)와 같이 하우징(700)에 수용될 수 있다. Also, as in the illustrated embodiment, the
이와 같은 본 발명의 다른 측면에 의한 동력 전달 장치를 이용한 발전시스템(800)은, 구동회전체(300)와 피동회전체(400) 사이에 발생하는 자력을 이용하여 충분한 양의 전기에너지를 발생시킬 수 있으므로, 수력이나 풍력 등의 천연에너지를 동력원으로 한 친환경 발전장치(900)로의 높은 활용도를 기대할 수 있고, 이로 인해 경제성을 확보할 수 있다.The
한편, 도 7 및 도 8에 도시된 실시예와 같이, 동력공급부(200)는 풍력을 이용하여 구동회전체(300)에 동력을 제공할 수 있다. 7 and 8, the
다만, 동력공급부(200)는, 도시된 실시예와 같이 풍력을 이용하는 경우에 한정하는 것은 아니며, 구동회전체(300)에 구동력을 제공할 수 있다면, 수력, 조력 등의 천연에너지나 구동모터 등 다양한 동력원이 적용될 수 있다. However, the present invention is not limited to the case where the wind power is used as in the illustrated embodiment. If the drive power can be supplied to the
구체적으로, 도 8에 도시된 실시예를 참조하면, 동력공급부(200)는, 복수의 블레이드(211)와, 블레이드(211)의 피치각을 변경하는 피치 모터부(213)와, 블레이드(211)를 정지시키는 브레이크부(231)와, 풍속에 따라 블레이드(211)의 피치각을 변경하도록 피치 모터부(213)를 제어하고, 기 설정된 풍속 이상이 되면 블레이드(211)가 정지하도록 브레이크부(231)를 제어하는 제어부(미도시)를 포함할 수 있다. 8, the
더욱 구체적으로, 동력공급부(200)는 구동축(250)에 연결되는 하우징(230)과 허브(210)를 포함할 수 있다. 블레이드(211)는 복수 개가 제공되며, 허브(210)를 중심으로 방사상으로 배치될 수 있고, 블레이드(211)의 루트가 허브(210)에 결합될 수 있다. 블레이드(211)는 전방으로부터 불어오는 바람에 대해 일정한 피치각(angle of pitch)을 갖도록 배치될 수 있다. More specifically, the
피치 모터부(213)는, 블레이드(211)와 연결되게 허브(210) 내부에 구비될 수 있고, 블레이드(211)를 허브(210)에 대해 회전시킴으로써 블레이드(211)의 피치각을 조절할 수 있다. The
브레이크부(231)는, 허브(210)와 구동축(250)을 통해 연결된 하우징(230)의 내부에 구비될 수 있고, 블레이드(211)의 회전을 정지시킬 수 있다. The
제어부(미도시)는, 풍속에 따라 상기 블레이드(211)의 피치각을 변경하도록 피치 모터부(213)를 제어하고, 기 설정된 풍속 이상이 되면 상기 블레이드(211)가 정지하도록 상기 브레이크부(231)를 제어할 수 있다.The control unit controls the
구체적으로, 풍력을 이용한 동력원은, 일정범위의 풍속에서 동력제공이 극대화되는데, 소정의 속도 이상에서는 블레이드(211)와 허브(210)가 회전하면 기기의 손상이 올 수 있고, 동력공급부(200)가 제공하는 동력이 일정하지 않아 구동회전체(300)의 속도가 일정한 범위를 유지하지 않는 문제가 발생할 수 있다. Specifically, the power source using the wind power maximizes the power supply in a certain range of wind speed. If the
따라서, 본 발명의 동력공급부(200)에 구비된 제어부는, 풍속에 따라 피치 모터부(213)가 블레이드(211)의 피치각을 변경하여, 한계 풍속 이상이 되었을 때 양력이 블레이드(211)에 작용하지 못하도록 함으로써, 블레이드(211)의 회전속도가 안정적으로 조절되도록 할 수 있다. 또한, 제어부는, 기설정된 풍속 이상이 되면 블레이드(211)의 회전이 정지하도록 브레이크부(231)를 제어할 수 있다.Therefore, the control unit provided in the
이에 따라, 블레이드(211)가 풍속에 대하여 안정적으로 운용되므로, 이러한 동력공급부(200)를 통해 회전력을 전달받는 구동회전체(300)는 일정한 범위의 속도로 회전할 수 있다. 따라서, 구동회전체(300)의 회전에 따라 회전하는 피동회전체(400)도 일정한 범위에서 안정적으로 회전하므로, 피동회전체(400)와 연결된 발전장치(900) 는, 전달받은 회전력을 통해 안정적으로 전기를 생성할 수 있다.Accordingly, since the
한편, 도 10에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 동력 전달 장치를 이용한 발전시스템(800)이 도시된다. 10, a
도 10을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 동력 전달 장치(100)에서, 구동회전체(300)는 구동축(250)을 공유하고 서로 마주보게 구비되는 제1구동회전체(301)와 제2구동회전체(302)를 포함하며, 피동회전체(400)는 제1구동회전체(301)의 외주면에 이격되게 설치되는 제1피동회전체(401)와 제2구동회전체(302)의 외주면에 이격되게 설치되는 제2피동회전체(402)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 10, in a
또한, 본 발명에 따른 발전시스템(800)은, 상기한 동력 전달 장치(100)와, 제1피동회전체(401)와 연결되는 제1발전장치(901)와 제2피동회전체(400)와 연결되는 제2발전장치(902)를 포함하는 발전장치(900)를 포함할 수 있다. 미설명 도면부호인 201인 전력공급전선이다.The
이때, 상기 구동축(250)에 연결된 동력공급부(200)는 외부 전력을 공급받아 구동되는 구동모터일 수 있다. 즉, 본 발명의 다른 실시예는 하나의 구동모터(200)로 2개의 구동회전체(301, 302)를 구동하고, 2개의 구동회전체(301, 302)를 중심으로 각각 회전하는 제1 및 제2피동회전체(401, 402)와 제1 및 제2발전장치(901, 902)를 대칭형으로 구성하여 발전효율을 획기적으로 증대시킬 수 있다. In this case, the
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 발전 시스템은, 양방향 구조를 원활하게 운용하도록 구동축(250)에 구비되는 동력변환장치(270)를 더 포함할 수 있다. Meanwhile, the power generation system according to another embodiment of the present invention may further include a
즉, 본 발명의 다른 실시예에서는 제1 및 제2구동회전체(301, 302)와 제1 및 제2피동회전체(401,402)가 구동축(250)을 공유하며 양방향으로 설치되고, 구동축(250)은 한 방향으로 회전(정회전 또는 역회전)하므로, 구동축(250)과 구동회전체(301) 및 제2구동회전체(302)가 직접 연결되는 경우, 전면(또는 후면)에서 바라보면 어느 하나의 피동회전체(400)는 역방향으로 회전하게 되어 발전을 일으키기 어려운 문제가 있다. 따라서, 구동모터의 어느 일측에 동력변환장치(270)를 연결하여 양방향에 설치된 제1 및 제2발전장치(901, 902)가 정회전하도록 구비할 수 있다. That is, in another embodiment of the present invention, the first and
이하에서는, 도 10과 도 11에서 구동모터(200)를 기준으로 좌측에서 바라본 경우에 구동모터가 정회전하는 경우를 일 예로 설명한다. 여기서, 구동축(250)은 동력변환장치(270)에서 모터측으로 설치되는 모터축(251)과 구동회전체(300)에 연결되는 회전체축(252)을 포함할 수 있다. Hereinafter, a case in which the drive motor is rotated in the forward direction when viewed from the left side with reference to the
그리고, 동력변환장치(270)는, 본체(271)와, 본체(271)의 내부에 구비되는 제1기어(272), 제2기어(273), 제3기어(274)와, 제4기어(275)와, 체인기어(276) 및 동력변환축(277)을 포함할 수 있다. 모터축(251)에 제1기어(272)가 연결되며, 제1기어(272)와 제2기어(273)는 체인기어(276)로 연결되어 같은 방향으로 회전할 수 있다. 제2기어(273)와 제3기어(274)는 동력변환축(277)으로 연결되며, 제3기어(274)와 제4기어(275)는 맞물려서 회전함으로써 서로 다른 회전방향으로 회전할 수 있고, 제4기어(275)는 회전체축(252)과 연결되며, 회전체축(252)은 구동회전체(301)와 연결될 수 있다. The
이에 따라, 구동모터(200)에 연결된 구동축(250)이 정방향으로 회전하면, 구동축(250) 제1기어(272)와 제2기어(273) 및 제3기어(274)가 정회전하고, 제3기어(274)와 맞물려 회전하는 제4기어(275)와 제4기어(275)에 연결된 제1구동회전체(301)는 역회전을 할 수 있다. 따라서, 제1구동회전체(301)의 주위에 설치되는 제1피동회전체(401)와 제1발전장치(901)는 정회전을 할 수 있다. Accordingly, when the
따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 발전시스템(800)은, 양방향 구조로 이루어진 경우에도, 구동축(250)에 설치된 동력변환장치(270)에 의해 양 측면에서 바라본 제1 및 제2발전장치(901, 902)가 모두 정방향으로 회전함으로써 원활하게 발전을 일으킬 수 있다. Therefore, the
이와 같은 본 발명에 따른 동력 전달 장치에서 피동회전체는, 구동자석과 피동자석이 동일한 극성, 즉 척력이 작용함으로써, 별도의 물리적인 전달구조를 사용하지 않고도 피동회전체와 구동회전체 사이에 작용하는 자력에 의해 동력을 전달받아 회전할 수 있다.In the power transmitting apparatus according to the present invention, the driven rotor is configured such that the driving magnet and the driven magnet have the same polarity, that is, the repulsive force acts on the driven rotor, It can be rotated by receiving the power by magnetic force.
따라서, 본 발명에 따른 동력 전달 장치는 물리적인 전달구조를 이용하지 않으므로 고장의 발생을 최소화할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면 물리적으로 동력을 전달하는 구조에 비해 에너지 손실이 적은 이점이 있다.Therefore, the power transmission device according to the present invention does not use a physical transmission structure, so that the occurrence of a failure can be minimized. Also, according to the present invention, there is an advantage in that energy loss is smaller than that of a structure that physically transmits power.
이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였지만, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 청구범위에 기재된 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다. While the invention has been described in connection with what is presently considered to be the preferred embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Various modifications and variations are possible without departing from the spirit of the invention.
100 : 동력 전달 장치 200 : 동력공급부
250 : 구동축 300 : 구동회전체
310 : 구동자석포켓 330 : 구동자석
350 : 지지부재 370 : 고정자석
400 : 피동회전체 410 : 피동자석
600 : 자기장 차폐 케이스 610 : 자기차폐부재,자기차폐포일
630 : 통풍구 700 : 하우징
710 : 하우징의 내판 720 : PCM
730 : 외판 770 : 통기구
800 : 동력 전달 장치를 이용한 발전시스템
900 : 발전장치 100: Power transmission device 200: Power supply
250: drive shaft 300: entire drive circuit
310: driving magnet pocket 330: driving magnet
350: support member 370: stationary magnet
400: Pivotal rotary body 410: Driven magnet
600: magnetic field shielding case 610: magnetic shielding member, magnetic shielding foil
630: Vents 700: Housing
710: inner plate of housing 720: PCM
730: outside plate 770: vent
800: Power generation system using power transmission device
900: Power generator
Claims (20)
상기 구동회전체의 외주면과 이격되며 환형으로 설치되고, 상기 구동자석과 척력이 작용하는 피동자석이 외주면에 설치되어, 상기 구동회전체의 회전시 상기 구동자석과 상기 피동자석의 척력에 의해 회전하는 복수의 피동회전체를 포함하고,
상기 구동자석은, 상기 구동회전체의 회전속도에 따라 상기 피동회전체에 근접하거나 이격되게 이동하는, 동력 전달 장치.A driving circuit body including a plurality of driving magnets rotated by receiving a rotational force through a driving shaft connected to the power supply unit and provided at predetermined intervals around an outer circumferential surface; And
A plurality of driving magnets provided on an outer circumferential surface of the driving circuit and spaced apart from an outer circumferential surface of the driving circuit and having a repulsive force with which the driving magnet is actuated and rotated by the repulsive force of the driving magnet and the driven magnet, And includes a driven rotor,
Wherein the driving magnet moves closer to or away from the driven rotary body in accordance with the rotational speed of the drive circuit.
상기 구동회전체는, 상기 구동회전체의 외주면으로부터 상기 구동회전체의 내부를 향해서 길게 형성된 구동자석포켓을 포함하고,
상기 구동자석은, 상기 구동자석포켓의 내측 말단과 외측 말단 사이에서 이동 가능하게 수용되는 동력 전달 장치.The method according to claim 1,
Wherein the driving circuit body includes a driving magnet pocket formed so as to extend from the outer circumferential surface of the driving circuit body toward the inside of the driving circuit body,
Wherein the drive magnet is received movably between an inner end and an outer end of the drive magnet pocket.
상기 구동자석이 상기 피동회전체로부터 가장 멀리 이동한 위치보다 내측에 장착되고, 상기 구동자석과 인력이 작용하는 고정자석을 더 포함하는 동력 전달 장치.The driving circuit according to claim 1,
Further comprising a fixed magnet mounted on an inner side of a position where the driving magnet is moved farthest from the driven rotary body and in which attraction force is applied to the driving magnet.
상기 구동자석포켓 내부로 삽입되거나 상기 구동자석포켓 외부로 인출되게 구비되고, 상기 구동회전체의 회전시 상기 구동자석이 상기 구동자석포켓의 외측 말단에 위치하면 상기 구동자석을 지지하여 위치를 고정시키는 지지부재를 더 포함하는 동력 전달 장치.The driving circuit according to claim 3,
Wherein the driving magnet is inserted into the driving magnet pocket or drawn out to the outside of the driving magnet pocket, and when the driving magnet is positioned at the outer end of the driving magnet pocket, ≪ / RTI > further comprising a member.
회전축;
상기 회전축에 끼워지고, 상기 구동회전체의 회전시에 원심력에 의해 선회하는 무게추; 및,
상기 회전축에 끼워지고, 상기 무게추가 선회함에 따라 상기 구동자석포켓 내부로 삽입되거나 상기 구동자석포켓 외부로 인출되는 지지대를 포함하는 동력 전달 장치. 6. The apparatus according to claim 5,
A rotating shaft;
A weight attached to the rotating shaft and rotated by a centrifugal force when the driving circuit is rotated; And
And a support rod which is inserted into the driving magnet pocket and is drawn out of the driving magnet pocket as the weight is pivoted.
상기 구동자석과 상기 피동자석은 봉 형상으로 구비되는 동력 전달 장치.The method according to claim 1,
Wherein the drive magnet and the driven magnet are provided in a bar shape.
상기 구동자석은, 외주면을 감싸도록 설치되어, 상기 구동자석의 마모를 방지하고 충격을 흡수하는 완충재를 포함하는 동력 전달 장치.The method of claim 3,
Wherein the drive magnet includes a cushioning material that is installed to surround the outer circumferential surface to prevent wear of the drive magnet and absorb shock.
상기 구동회전체와 상기 피동회전체가 수용되며, 내부면과 외부면 중 적어도 어느 하나에 자기차폐부재가 부착되어 상기 구동자석과 상기 피동자석에서 발생되는 자기장이 외부로 투과되는 것을 방지하는 자기장 차폐 케이스를 더 포함하는 동력 전달 장치.The method according to claim 1,
And a magnetic shielding member is attached to at least one of the inner surface and the outer surface to prevent the magnetic field generated from the driving magnet and the driven magnet from being transmitted to the outside, Further comprising:
상기 자기장 차폐 케이스는, 상자성체 금속을 포함하는 동력 전달 장치.10. The method of claim 9,
Wherein the magnetic shield case comprises a paramagnetic metal.
상기 자기차폐부재는, 상기 자기장 차폐 케이스의 내부면과 외부면 중 적어도 어느 하나에 여러 겹 부착되는 자기차폐포일을 포함하는 동력 전달 장치.10. The method of claim 9,
Wherein the magnetic shield member includes a magnetic shield foil that is attached to at least one of an inner surface and an outer surface of the magnetic shield case in multiple layers.
상기 구동회전체와 상기 피동회전체가 수용되며, 내부의 온도가 소정 범위 내로 유지되는 하우징을 더 포함하는 동력 전달 장치.The method according to claim 1,
Further comprising a housing in which the drive circuit and the driven rotor are accommodated and the temperature of the interior is maintained within a predetermined range.
상기 하우징은, 내판과 외판을 구비한 이중판넬을 포함하며, 상기 내판과 상기 외판 사이에는 PCM(Phase Change Material)이 충전되는 동력 전달 장치.13. The method of claim 12,
Wherein the housing includes a double panel having an inner plate and an outer plate, and a PCM (Phase Change Material) is filled between the inner plate and the outer plate.
상기 외판은, 상기 외판의 내면에 설치된 복수의 내부냉각핀과 상기 외판의 외면에 설치된 복수의 외부냉각핀을 포함하되, 상기 외부냉각핀 사이의 간격은 상기 내부냉각핀 사이의 간격보다 넓게 형성된 동력 전달 장치.14. The method of claim 13,
Wherein the outer sheath includes a plurality of inner cooling fins provided on the inner surface of the outer sheath and a plurality of outer cooling fins provided on the outer surface of the outer sheath, Delivery device.
상기 내판은, 상기 내판의 내면에 구비된 복수의 내판냉각핀과 상기 내판의 외면에 요입 형성되어 상기 PCM과 접촉하는 내판냉각홈을 포함하는 동력 전달 장치.14. The method of claim 13,
Wherein the inner plate includes a plurality of inner plate cooling fins provided on an inner surface of the inner plate and an inner plate cooling groove formed on an outer surface of the inner plate and contacting the PCM.
상기 하우징은, 상기 하우징의 내부의 압력을 조정하도록 관통 형성된 통기구를 더 포함하는 동력 전달 장치. 13. The method of claim 12,
Wherein the housing further includes a vent formed to pass through to adjust the pressure inside the housing.
상기 구동회전체는, 상기 구동축을 공유하고 서로 마주보게 구비되는 제1구동회전체와 제2구동회전체를 포함하며,
상기 피동회전체는, 상기 제1구동회전체의 외주면에 이격되게 설치되는 제1피동회전체와 상기 제2구동회전체의 외주면에 이격되게 설치되는 제2피동회전체를 포함하는 동력 전달 장치.The method according to claim 1,
Wherein the driving circuit comprises a first driving circuit body and a second driving circuit body which share the driving axis and are provided so as to face each other,
Wherein the driven rotary member includes a first driven rotary body disposed so as to be spaced apart from an outer peripheral surface of the first drive circuit and a second driven rotary body disposed so as to be spaced from the outer peripheral surface of the second drive circuit.
상기 피동회전체에 연결되어 상기 피동회전체의 회전력을 전기에너지로 변환시키는 발전장치를 포함하고,
상기 구동자석은, 상기 구동회전체의 회전속도에 따라 상기 피동회전체에 근접하거나 이격되게 이동하는, 동력 전달 장치를 이용한 발전시스템.A driving circuit which includes a plurality of driving magnets which are rotated by receiving a rotational force through a driving shaft connected to the power supply and are disposed at predetermined intervals around an outer circumferential surface of the driving circuit; And a plurality of driven rotors provided on the outer circumferential surface and rotating by the repulsive force of the driving magnet and the driven magnet when the driving circuit is rotated; And
And a power generator connected to the driven rotor to convert the rotational force of the driven rotor into electric energy,
Wherein the drive magnet is moved close to or away from the driven rotor according to a rotational speed of the drive circuit.
상기 동력공급부는 풍력을 이용하여 구동회전체에 동력을 제공하는 동력 전달 장치를 이용한 발전시스템.19. The method of claim 18,
Wherein the power supply unit provides power to the entire drive circuit using wind power.
복수의 블레이드;
상기 블레이드의 피치각을 변경하는 피치 모터부;
상기 블레이드를 정지시키는 브레이크부; 및,
풍속에 따라 상기 블레이드의 피치각을 변경하도록 상기 피치 모터부를 제어하고, 기설정된 풍속 이상이 되면 상기 블레이드가 정지하도록 상기 브레이크부를 제어하는 제어부를 포함하는 동력 전달 장치를 이용한 발전시스템.20. The power transmission apparatus according to claim 19,
A plurality of blades;
A pitch motor unit for changing pitch angles of the blades;
A brake unit for stopping the blade; And
And a control unit for controlling the pitch motor unit to change a pitch angle of the blades according to a wind speed and controlling the brake unit to stop the blades when a predetermined wind speed or more is reached.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |