KR20200006334A - Electricity generating apparatus by converting gravity to rotational motion mode - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 발전 장치에 대한 것으로, 보다 상세하게는 중력을 이용하여 전력을 생산하는 발전 장치에 대한 것이다.The present invention relates to a power generation device, and more particularly to a power generation device for producing power using gravity.
현대 생활에서 전기는 물과 공기만큼 중요하다. 공장, 학교, 관공서, 가정 등 대부분의 장소에서 전기를 이용하고 있다.In modern life, electricity is as important as water and air. Electricity is used in most places such as factories, schools, government offices, and homes.
근래에 들어 지속 가능한 개발이 화두가 되면서, 인류는 화석 연료의 이용을 최소화하는 친환경 발전 방식의 개발에 힘을 쏟고 있다.In recent years, as sustainable development becomes a hot topic, humanity is concentrating on the development of eco-friendly power generation methods that minimize the use of fossil fuels.
특히, 지구 온난화 이슈로 탄소를 적게 배출하는 발전 방식 예를 들어, 태양열 발전, 풍력 발전, 수력 발전 등의 발전 방식을 개선하기 위한 노력이 전 지구적으로 이루어지고 있다.In particular, efforts are being made globally to improve power generation methods, such as solar power generation, wind power generation, and hydro power generation, which emit less carbon due to global warming issues.
또한, 전기를 생산하는 기존의 방식은 대형 발전 설비를 구축하고, 비싼 자원을 이용하기 때문에 고비용 방식일 수밖에 없었다. 자본이 부족한 나라들은 전기로부터 비롯되는 문명의 혜택을 누리지 못했으며, 이로 인해 국가 경쟁력이 뒤쳐졌다. 이에 따라, 저비용 고효율의 발전 방식의 개발이 요구되고 있다.In addition, the existing method of producing electricity is expensive because it builds large power generation facilities and uses expensive resources. Lacking capital did not benefit from civilization from electricity, which left national competitiveness behind. Accordingly, development of a low cost, high efficiency power generation method is required.
본 발명은 자연환경을 보전하고 발전 비용을 최소화할 수 있는 발전 장치를 제공한다.The present invention provides a power generation device that can preserve the natural environment and minimize the cost of power generation.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 발전 장치는, 중력 방향에 직교하도록 배치되는 자석을 포함하고, 상기 중력 방향을 축으로 축 회전하는 회전자, 상기 회전자의 상 면에 상기 회전자와 평행하게 배치되는 제1 초전도체 및 상기 회전자의 하 면에 상기 회전자와 평행하게 배치되는 제2 초전도체를 포함하고, 상기 회전자의 상기 축 회전의 속도는, 상기 제1 초전도체의 상 면에 대한 중력의 크기에 비례할 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, a power generation apparatus includes a magnet disposed to be orthogonal to a gravity direction, and includes a rotor axially rotating about the gravity direction, disposed in parallel with the rotor on an upper surface of the rotor. A second superconductor disposed on the lower surface of the rotor and parallel to the rotor, wherein the speed of rotation of the shaft of the rotor is the magnitude of gravity with respect to the upper surface of the first superconductor. Can be proportional to
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 자연환경을 보전하고 발전 비용을 최소화할 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, it is possible to conserve the natural environment and minimize power generation costs.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발전 장치를 도시한다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발전 장치를 도시한다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 발전 장치를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발전 장치의 구조도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 3상 교류 전류를 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시 또 다른 실시 예에 따른 발전 장치를 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자기장 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전자를 도시한다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 발전 장치를 도시한다.
도 10a 및 10b는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 발전 장치를 도시한다.
도 11a 내지 11c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발전 장치의 활용 예이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 3상 유도 발전 장치의 개략도이다.1 illustrates a power generation apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 illustrates a power generation apparatus according to another embodiment of the present invention.
3 illustrates a power generation apparatus according to still another embodiment of the present invention.
4 is a structural diagram of a power generation device according to an embodiment of the present invention.
5 illustrates a three-phase alternating current according to an embodiment of the present invention.
6 illustrates a power generation apparatus according to another embodiment of the present invention.
7 is a view for explaining a change in the magnetic field according to an embodiment of the present invention.
8 illustrates a rotor according to an embodiment of the present invention.
9 illustrates a power generator according to still another embodiment of the present invention.
10A and 10B illustrate a power generation apparatus according to still another embodiment of the present invention.
11A to 11C illustrate utilization examples of the power generation device according to an embodiment of the present invention.
12 is a schematic diagram of a three-phase induction generator according to an embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작원리를 상세히 설명한다. 또한, 발명에 대한 실시 예를 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 하기에서 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 사용된 용어들의 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용 및 이에 상응한 기능을 토대로 해석되어야 할 것이다.Hereinafter, the operation principle of the preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in describing the exemplary embodiment of the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may obscure the subject matter of the present disclosure, the detailed description thereof will be omitted. The terms used below are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to intentions or customs of users or operators. Therefore, the definitions of the terms used should be interpreted based on the contents throughout the present specification and the corresponding functions.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발전 장치를 도시한다.1 illustrates a power generation apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1에 따른 발전 장치(10)는 자석(110) 및 복수의 초전도체(제1 초전도체(120) 및 제2 초전도체(130))를 포함한다.The
발전 장치(10)는 자석(110) 및 복수의 초전도체(120, 130) 간에 발생되는 자기부상 현상 및 양자고정 현상을 통해 일정한 간격을 유지할 수 있다.The
초전도체(120, 130)는 매우 낮은 온도에서 전기저항이 0에 가까워지는 초전도 현상이 나타나는 도체이다. 초전도체(120, 130) 내부에는 자기장이 들어갈 수 없고 내부에 있던 자기장도 밖으로 밀어내는 성질이 있다.Superconductors (120, 130) is a conductor that exhibits a superconducting phenomenon that the electrical resistance is close to zero at a very low temperature. Superconductors (120, 130) inside the magnetic field can not enter, there is a property to push the magnetic field inside.
초전도체(120, 130)는 외부에 자기장을 만나면 초전도체(120, 130) 내부의 입자화된 자기장들이 돌아다니지 않도록 자기선속양자(fluxon)라고 불리는 자기선들을 고정시킨다. 이 경우, 자기부상(magnetic levitation) 현상 및 양자고정(quantum locking)(또는 플럭스 피닝(flux pinning) 현상) 현상이 나타난다.When the
여기서, 자기부상 현상이란, 전자기적인 힘을 이용하여 물체를 공간상에 들어올리는 것을 말한다. 양자고정 현상이란, 자속(magnetic flux)이 로렌츠 힘 대신에 전류를 흐르게하는 초전도체 내부에 고정되는 현상이다.Here, the magnetic levitation phenomenon refers to lifting an object in space using electromagnetic force. The quantum fixation phenomenon is a phenomenon in which magnetic flux is fixed inside a superconductor that causes a current to flow instead of the Lorentz force.
자석(110) 및 복수의 초전도체(120, 130)는 자기부상 현상 및 양자고정 현상에 의해 일정 거리로 배치될 수 있다.The
자석(110)은 N극 및 S극을 포함한다. 자석(110)은 복수의 초전도체(120, 130) 사이에 자기부상할 수 있다. 자석(110)은 자기부상 상태에서 중력 방향(G)에 직교하도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 자석(110)은 외부의 힘(예를 들어, 외부의 물체가 부딛히는 힘, 외부에서 유입되는 전기력 등)에 의해 중력 방향을 축으로 축 회전할 수 있다. 여기서, 축 회전의 속도는 제1 초전도체(120)의 상 면에 대한 중력의 크기에 비례할 수 있다.The
제1 초전도체(120) 및 제2 초전도체(130)는 자석(110)에서 유발되는 자기장에 따라 자석(110)와 일정 거리로 배치될 수 있다. 여기서, 제1 초전도체(120)의 상 면에 대한 중력의 크기에 따라 일정 거리가 조정될 수 있다. 일 예로, 일정 거리는 제1 초전도체(120)의 상 면에 대한 중력의 크기가 커지는 경우 더 가까워질 수 있다. 여기서, 일정 거리가 더 가까워지는 경우 자석(110)의 축 회전 속도는 더 빨라질 수 있다.The
구체적으로, 중력 방향(G)으로 작용하는 중력에 따라 자석(110) 및 복수의 초전도체(120, 130) 간의 거리가 결정될 수 있다. 일 예로, 중력 방향(G)으로 작용하는 중력에 따라 자석(110) 및 복수의 초전도체(120, 130) 간의 거리가 단축될 수 있다. 중력이 강해지는 경우, 자석(110)의 회전은 빨라질 수 있다. 중력이 약해지는 경우, 자석(110)의 회전은 늦어질 수 있다.In detail, the distance between the
자석(110)은 자기장을 유도할 수 있다. 자석(110)으로부터 유발된 자기장은 상술한 자기부상 현상 및 양자고정 현상을 유도할 수 있다. 자석(110)의 자기력선은 자석(110)의 N극으로부터 나와 S극으로 향한다.The
초전도체(120, 130)는 자석(110)의 상 면에 자석(110)과 평행하게 배치되는 제1 초전도체(120) 및 자석(110)의 하 면에 자석(110)과 평행하게 배치되는 제2 초전도체(130)를 포함한다.The
초전도체(120, 130)는 자속(130-1)을 초전도체(120, 130) 내부에 고정시킬 수 있다. 이를 통해, 상술한 자기부상 현상 및 양자고정 현상이 유도될 수 있다. 이 경우, 발전 장치(10)의 내부는 자석(110)이 공기 저항 없이 회전할 수 있도록 하는 진공 상태일 수 있다. The
상술한 도 1은, 제1 초전도체(120), 자석(110) 및 제2 초전도체(130)의 순서로 배치되어 있으나, 배치 순서는 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 중력 방향(G)으로 자석, 초전도체 및 자석이 배치될 수도 있다. 이러한 예에 대하여 이하 도 2를 참조하여 상세히 설명한다. 상술한 도 1의 내용과 중복되는 내용은 설명의 편의를 위해 이하 생략한다.1 described above is arranged in the order of the
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발전 장치를 도시한다.2 illustrates a power generation apparatus according to another embodiment of the present invention.
도 2에 따른 발전 장치(20)는 자석(210-1, 210-2) 및 초전도체(220)를 포함한다.The power generation device 20 according to FIG. 2 includes magnets 210-1 and 210-2 and a
일 예로, 발전 장치(20)는 자석(210-1), 초전도체(220) 및 자석(210-2)의 순서로 배치될 수 있다.For example, the power generation device 20 may be arranged in the order of the magnet 210-1, the
자석(210-1, 210-2)은 자기장을 유도할 수 있다. 자석(210-1) 및 자석(210-2)은 자석(210-1) 및 자석(210-2) 각각의 마주보는 면의 극성이 동일하도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 자석(210-1)의 하 면의 극성 및 자석(220-1)의 상 면의 극성은 S 극으로 동일할 수 있다.The magnets 210-1 and 210-2 may induce a magnetic field. The magnet 210-1 and the magnet 210-2 may be arranged such that polarities of the opposite surfaces of the magnet 210-1 and the magnet 210-2 are the same. For example, the polarity of the lower surface of the magnet 210-1 and the polarity of the upper surface of the magnet 220-1 may be the same as the S pole.
이 경우, 자기력선은 자석(210-1, 210-2)의 N 극으로부터 나와 S극으로 향할 수 있다.In this case, the lines of magnetic force may exit the N poles of the magnets 210-1 and 210-2 and face the S poles.
초전도체(220)는 자기부상 현상 및 양자고정 현상에 의해 자석(210-1, 210-2) 사이에 배치될 수 있다. 초전도체(220)는 중력 방향(G)을 축으로 축 회전할 수 있다. The
도 2를 참조하면, 발전 장치(20)는 외부 물체(230)에 의해 가해지는 중력을 받을 수 있다. 여기서, 외부 물체(230)는 건물, TV, 휴대폰, 기차 등 모든 물체가 될 수 있다. 또한, 발전 장치(20)는 지구 또는 지표면 상에 위치하는 물건(240)(예를 들어, 도로, 암석 등)에 의한 전자기력(쿨롱의 법칙)에 의해 지지될 수 있다. 여기서, 전자기력은 중력 방향의 반대방향이다.Referring to FIG. 2, the power generation device 20 may receive gravity applied by the
도 3은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 발전 장치를 도시한다.3 illustrates a power generation apparatus according to still another embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 발전 장치(30)는 자석(310) 및 복수의 초전도체(320-1, 320-2)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the
자석(310)은 중력 방향(G)의 수직 방향으로 N 극 및 S 극이 접합된 형태일 수 있다. 이 경우, 자석(310)은 중력 방향(G)을 축으로 축 회전할 수 있다.The
여기서, 자석(310)은 중력 방향(G)을 축으로 축 회전함으로써 주변의 자기장(또는 자기력선)의 변경을 유발할 수 있다.Here, the
자석(310)이 중력 방향(G)으로 축 회전함으로써 전력을 생성할 수 있다. 이하, 도 4 내지 7을 참조하여 발전 장치의 구조를 상세히 설명한다.The
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발전 장치의 구조도이다.4 is a structural diagram of a power generation device according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 발전 장치(40)는 고정자(stator)(410) 및 회전자(rotor)(420)를 포함한다.Referring to FIG. 4, the power generation device 40 includes a
고정자(410)는 120° 간격을 두고 3개의 철심(410-1, 410-2, 410-3)을 배치할 수 있다. 이 경우, 철심(410-1, 410-2, 410-3)에는 권수가 같은 3개의 코일(일 예로, 3상 코일)이 감길 수 있다. 여기서, 3상 코일은 회전자(420)의 축 회전에 따라 유발된 기전력에 의한 3상 교류 전류를 발생한다.The
회전자(420)는 고정자(410)가 고정된 상태에서, 일 방향으로 축 회전할 수 있다. 일 예로, 회전자(420)는 중력 방향(G)으로 축 회전할 수 있다. 여기서, 회전자(420)는 상술한 자석(310)을 포함할 수 있다.The
고정자(410)가 고정된 상태에서, 회전자(420)가 회전하면, 회전자(420) 주변의 자기장이 변화된다. 이에 따라, 상기 3개의 코일에 각각 1상씩 3상의 교류가 유도된다. 3상 교류 전류는 도 5와 같이, 120°2π/3)의 위상차를 두고 연속적으로 발생된다. 상기 3개 코일의 공간적 위치 차이가 전압/전류의 위상차로 변환된다.When the
여기서, 발전 장치(40)의 상전압 및 출력전압은 자기장의 회전 속도와 세기, 상기 3개 코일의 권수에 의해 결정된다.Here, the phase voltage and the output voltage of the power generation device 40 are determined by the rotational speed and intensity of the magnetic field and the number of turns of the three coils.
발전 장치(40)는 고정자(410) 및 회전자(420)에 더하여, 고정자(410) 및 회전자(420)를 지지하는 엔드 실드(end shield) 및 다이오드(여자용 또는 정류용)를 더 포함할 수 있음은 물론이다.The power generation device 40 further includes an end shield and a diode (for excitation or rectification) supporting the
도 6은 본 발명의 일 실시 또 다른 실시 예에 따른 발전 장치를 도시한다.6 illustrates a power generation apparatus according to another embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 발전 장치(60)는 자석(610), 제1 초전도체(620-1) 및 제2 초전도체(620-2)를 포함한다.Referring to FIG. 6, the
발전 장치(60)는 외부 물체에 의해 작용되는 중력(G)에 의해 전기를 생산할 수 있다.The
구체적으로, 중력(G)은 제1 초전도체(620-1)의 상 부에 중력을 가하게 된다. In detail, the gravity G applies gravity to the upper portion of the first superconductor 620-1.
제1 초전도체(620-1)의 상 부에 가해지는 중력(G)이 가해지면, 자석(610), 제1 초전도체(620-1) 및 제2 초전도체(620-2) 간의 거리가 가까워진다. 이에 따라, 자석(610)에서 유발되는 자기장이 변화될 수 있다. 제1 초전도체(620-1) 및 제2 초전도체(620-1)의 자기부상 현상 및 양자고정 현상의 변화가 유발될 수 있다. 일 예로, 자기부상 현상 및 양자고정 현상이 상대적으로 강화될 수 있다. 그 결과, 자석(610)의 축 회전이 빨라질 수 있다.When gravity G applied to the upper portion of the first superconductor 620-1 is applied, the distance between the
이하, 도 7 참조하여, 중력(G)에 따른 자석(610)의 자기장의 변화에 대해 이하 상세히 설명한다.Hereinafter, a change in the magnetic field of the
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자기장 변화를 설명하기 위한 도면이다.7 is a view for explaining a change in the magnetic field according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 자기선속은 중력의 크기에 따라 변화할 수 있다.Referring to FIG. 7, the magnetic flux may vary according to the magnitude of gravity.
도 7은 공간(또는 공간계) A 및 공간 B를 정의한다. 일 예로, 공간 A 및 공간 B는 밀도, 질량 및 시간으로 정의될 수 있다. 다른 예로, 공간 A 및 공간 B는 밀도 및 무게로 정의될 수도 있다.7 defines space (or space system) A and space B. FIG. For example, space A and space B may be defined by density, mass, and time. As another example, space A and space B may be defined by density and weight.
공간 A는 중력()를 가지고, 공간 B는 전자기력()을 가진다.Space A is the gravity ( ), Space B is the electromagnetic force ( )
여기서, 공간 A의 중력 및 공간 B의 전자기력을 등가로 놓으면 아래의 수학식 1이 도출된다.Here, if the gravity of space A and the electromagnetic force of space B are equivalent, Equation 1 below is derived.
여기서, 은 질량, 는 중력가속도, 은 코일이 감긴 횟수, 는 자기선속, 는 시간이다.here, Silver mass, Is the acceleration of gravity, Is the number of turns of the coil, Magnetic flux, Is time.
수학식 1에 따르면, 자기선속의 변화량은 중력에 비례한다. 따라서, 중력이 커지면, 자기선속도 변화한다. According to Equation 1, the amount of change in magnetic flux is proportional to gravity. Therefore, as gravity increases, the magnetic linear velocity changes.
중력에 따른 자기선속의 변화는 다음과 같이 설명될 수도 있다.The change in magnetic flux due to gravity may be explained as follows.
예를 들어, 공간 A 및 공간 B는 밀도, 질량 및 시간으로 구성될 수 있다. 공간 A의 에너지 은 중력에 의해 공간 B의 에너지 로 전달될 수 있다.For example, space A and space B may consist of density, mass, and time. Energy of space A Is the energy of space B by gravity Can be delivered.
여기서, 의 위치에너지는 이고, 의 위치에너지는 이다. here, The potential energy of ego, The potential energy of to be.
이 경우, 지구는 정전기력(또는 전자기력)으로 공간 A의 에너지 및 공간 B의 에너지 를 지탱할 수 있다. 또한, 공간 A 및 공간 B의 경계면에서는 공간 A의 에너지 및 공간 B의 에너지 는 균형상태에 있다. 즉, =이다.In this case, the earth is electrostatic (or electromagnetic) energy in space A. And energy of space B Can support In addition, the energy of space A at the interface of space A and space B And energy of space B Is in equilibrium. In other words, = to be.
공간 A의 에너지 및 공간 B의 에너지의 균형은 상대성 이론의 질량-에너지 등가원리에서도 성립한다. 즉, = 및 =이 성립한다. 여기서, 은 공간 A의 질량, 는 공간 B의 질량이다.The balance of energy in space A and energy in space B is also true in the mass-energy equivalence principle of relativity. In other words, = And = This holds true. here, Is the mass of space A, Is the mass of space B.
공간 A 및 공간 B 각각에서의 강력은 고정상태이고, 약력은 전자기력과 같다. 공간 A 및 공간 B는 중력에 의한 위치에너지가 존재하는데, 열역학 제1 법칙에 의해 공간 A 및 공간 B의 에너지 총합은 불변이다. 따라서, 약력과 중력의 합이 일정하다.The force in each of space A and space B is stationary, and the weak force is equal to the electromagnetic force. Space A and space B have a potential energy due to gravity, and according to the first law of thermodynamics, the total energy of space A and space B is invariant. Therefore, the sum of the force and gravity is constant.
여기서, 공간 A의 각 변의 곱은 이다. 여기서, 공간 는 시간, 밀도() 및 질량()의 곱으로 결정될 수 있다. 이 경우, 시간은 일정하므로, 이고, =이다.Where the product of each side of space A is to be. Where space Is the time, density ( ) And mass ( Can be determined by the product of In this case, the time is constant, ego, = to be.
이에 따라, =이고, =이다. 여기서, 및 는 균형상태이므로 =이다. 또한, ===이다.Accordingly, = ego, = to be. here, And Is in equilibrium = to be. Also, = = = to be.
중력, 시간 및 강력이 일정하므로, 의 위치 에너지는 의 약력으로 전환된다. 여기서, 약력은 전자기력과 등가이고, 전자기력 이고, 공간 A의 위치에너지는 공간 B의 전자기력으로 전환되어 균형에 이르게 된다. Since gravity, time, and power are constant, The potential energy of the It is converted to biography. Here, the weak force is equivalent to the electromagnetic force, and the electromagnetic force And the potential energy of space A is converted to the electromagnetic force of space B to reach a balance.
결론적으로, 아래의 수학식 2가 유도된다.In conclusion,
상술한 도 6을 참조하면, 제1 초전도체(620-1)의 상부에 중력이 크게 가해질수록, 자석(610), 제1 초전도체(620-1) 및 제2 초전도체(620-2) 간의 자기선속이 변화된다. 이 경우, 자기부상 현상 및 양자고정 현상에 의해 자석(610)의 축 회전 속도는 더 빠르게 된다.Referring to FIG. 6, the magnetic flux between the
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전자를 도시한다.8 illustrates a rotor according to an embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 회전자(80)는 자석(810), 전기자권선(820) 및 전기자철심(830)을 포함한다.Referring to FIG. 8, the
전기자권선(820)은 3상 교류발전기에서 3상의 권선을 말하며, 자기자철심(830)은 이를 수용하고 있는 철심을 말한다. The armature winding 820 refers to a three-phase winding in a three-phase alternator, and the
도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 발전 장치를 도시한다.9 illustrates a power generator according to still another embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면, 발전 장치(90)는 자석(910), 초전도체(920-1, 920-2) 및 철심(930-1, 930-2)을 포함한다. 자석(910)의 S 극 및 N 극은 중력 방향(G)과 직교하도록 형성될 수 있다. 자석(910)은 중력(G)이 가해지는 경우 중력 방향(G)과 직교하는 방향을 축으로 축 회전할 수 있다. Referring to FIG. 9, the
도 10a 및 10b는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 발전 장치를 도시한다.10A and 10B illustrate a power generation apparatus according to still another embodiment of the present invention.
일 예로, 도 10b는 도 10a에 비해 상대적으로 발전 장치(100)의 제1 초전도체(1020-1)의 상 부에 더 큰 중력이 작용하는 경우를 도시한다.For example, FIG. 10B illustrates a case in which greater gravity acts on the upper portion of the first superconductor 1020-1 of the power generation device 100 than in FIG. 10A.
중력의 영향에 따라, 도 10b의 경우의 제1 초전도체(1020-1) 및 제2 초전도체(1020-2) 간의 거리 d2는, 도 10a의 경우의 제1 초전도체(1020-1) 및 제2 초전도체(1020-2) 간의 거리 d1에 비해 짧다.According to the influence of gravity, the distance d2 between the first superconductor 1020-1 and the second superconductor 1020-2 in the case of FIG. 10B is the first superconductor 1020-1 and the second superconductor in the case of FIG. 10A. It is shorter than the distance d1 between (1020-2).
이 경우, 도 10b에서의 자석(1010) 및 제1 초전도체(1020-1) 간의 거리는, 도 10a에서의 자석(1010) 및 제2 초전도체(1020-2) 간의 거리보다 짧다.In this case, the distance between the
상술한 바와 같이, 초전도체(1020-1, 1020-2)는 중력에 의해 자석(1010)에 근접하게 되고, 이에 따라, 초전도체(1020-1, 1020-2) 내외의 자기장에 변화가 유발된다.As described above, the superconductors 1020-1 and 1020-2 are brought close to the
이에 따라, 초전도체(1020-1, 1020-2)에 유도전류가 발생되며, 발생된 유도전류는 자석(1010)이 중력 방향(G)에 따라 축 회전할 수 있도록 하는 기전력을 제공한다. 이 경우, 자석(1010)의 축 회전은 더 빨라질 수 있다.Accordingly, induction current is generated in the superconductors 1020-1 and 1020-2, and the generated induction current provides an electromotive force that allows the
일 예로, 중력과 정전기력은 10의 9승배로 균형을 이루며, 초전도체(1020-1, 1020-2) 및 자석(1010)은 약 1-2 cm 거리에서 배치될 수 있다(자기부상 현상 및 양자고정 현상). For example, gravity and electrostatic force are balanced by 9 powers of 10, and the superconductors 1020-1 and 1020-2 and the
여기서, 자기장은 자석(1010)이 축 회전하는 경우, 새로운 양자 고정 상태(자기부상 및 양자고정)에 도달하게 된다. 일 예로, 새로운 양자 고정 상태를 유발하는 자석(1010)의 축 회전에 따라 생성되는 전기 에너지는 에너지 손실을 제외하면 10의 4승 내지 10의 5승 배의 생산 효율을 가질 수 있다.Here, the magnetic field reaches a new quantum fixation state (magnetism and quantum fixation) when the
일 예로, 발전 장치(100)는 건물, 철도와 같은 부동산이나, 휴대폰, 자동차와 같은 동산에 내장될 수 있다. 이 경우, 발전 장치(100)는 발전 장치(100)가 내장된 물체의 중력에 의해 발전할 수 있다. 여기서, 발전 장치(100)에서 생산된 전기는 발전 장치(100)가 내장된 물체에서 소비되거나, 그 외 다른 물체에서 소비되거나, 배터리에 저장될 수 있다.For example, the power generation device 100 may be embedded in a real estate such as a building or a railroad, or in a garden such as a mobile phone or a car. In this case, the power generation device 100 may generate power by gravity of an object in which the power generation device 100 is embedded. Here, the electricity produced by the power generation device 100 may be consumed by an object in which the power generation device 100 is embedded, consumed by another object, or stored in a battery.
도 11a 내지 11c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발전 장치의 활용 예이다.11A to 11C illustrate utilization examples of the power generation device according to an embodiment of the present invention.
도 11a 내지 11c를 참조하면, 건물(1101)의 하부(1102)에는 면진 장치(1102-1)가 구비될 수 있다.11A through 11C, a base isolation device 1102-1 may be provided at a
면진 장치(1102-1)는 지진에 의한 건물(1101)의 붕괴를 방지하기 위해 건물 구조에 삽입되는 탄성재(1102-1)이다.The base isolation device 1102-1 is an elastic material 1102-1 inserted into a building structure to prevent collapse of the
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 3상 유도 발전 장치의 개략도이다.12 is a schematic diagram of a three-phase induction generator according to an embodiment of the present invention.
도 12를 참조하면, 3상유도 발전 장치(1200)는 건물(1260)의 아래(일 예로 면진 장치)에 설치될 수 있다.Referring to FIG. 12, the three-
3상유도 발전 장치(1200)는 자석(1210-1, 1210-2) 및 초전도체(1220)를 포함한다.The three-
발전 장치(1200)는 중력 방향을 기준으로, 제1 자석(1210-1), 초전도체(1220) 및 제2 자석(1210-2)를 순서대로 배치할 수 있다.The
자석(1210-1, 1210-2) 및 초전도체(1220)에는 중력(1230)이 작용하고, 자석(1210-1, 1210-2) 및 초전도체(1210) 간에는 자기부상 현상 및 양자고정 현상이 작용할 수 있다.
일 예로, 초전도체(1210)는 중력(1230)의 중력 방향을 축으로 축 회전할 수 있다. 이 경우, 3상 코일(1250)을 통해 3상 유도 기전력이 발생할 수 있다.For example, the superconductor 1210 may axially rotate about the gravity direction of the
상술한 예에서와 같이, 발전 장치는 자기부상 현상 및 양자고정 현상을 활용하여, 에너지 효율이 높은 친환경 에너지를 효과적으로 생산해낼 수 있다.As in the above-described example, the power generation apparatus may effectively produce energy-efficient eco-friendly energy by utilizing the magnetic levitation phenomenon and the quantum fixation phenomenon.
이상으로, 본 발명의 실시 예들이 도시되고 설명되었지만, 당업자는 첨부된 청구항들 및 그에 동등한 것들에 의해 정의되는 바와 같은 본 실시 예의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 형태 및 세부 사항들에 있어 다양한 변경이 이루어질 수 있음을 이해할 것이다.While the embodiments of the present invention have been shown and described, various changes in form and details may be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the embodiment as defined by the appended claims and their equivalents. I will understand.
발전 장치: 10, 20, 30, 40, 60, 90, 100, 1200
자석: 110, 210-1, 210-2, 310, 210-1, 220-2, 310, 610, 810, 910, 1010, 1210-1, 1210-2
초전도체: 120, 130, 220, 320-1, 320-2, 620-1, 620-2, 920-1, 920-2, 1020-1, 1020-2, 1210Power generation device: 10, 20, 30, 40, 60, 90, 100, 1200
Magnet: 110, 210-1, 210-2, 310, 210-1, 220-2, 310, 610, 810, 910, 1010, 1210-1, 1210-2
Superconductors: 120, 130, 220, 320-1, 320-2, 620-1, 620-2, 920-1, 920-2, 1020-1, 1020-2, 1210
Claims (5)
중력 방향에 직교하도록 배치되는 자석을 포함하고, 상기 중력 방향을 축으로 축 회전하는 회전자;
상기 회전자의 상 면에 상기 회전자와 평행하게 배치되는 제1 초전도체; 및
상기 회전자의 하 면에 상기 회전자와 평행하게 배치되는 제2 초전도체;를 포함하고,
상기 회전자의 상기 축 회전의 속도는,
상기 제1 초전도체의 상 면에 대한 중력의 크기에 비례하는, 발전 장치.
In the power generation device,
A rotor including a magnet disposed to be orthogonal to the direction of gravity, the rotor axially rotating the direction of gravity;
A first superconductor disposed on the upper surface of the rotor in parallel with the rotor; And
And a second superconductor disposed on the lower surface of the rotor in parallel with the rotor.
The speed of the axis rotation of the rotor,
A power generation device proportional to the magnitude of gravity with respect to the top surface of the first superconductor.
상기 제1 초전도체 및 상기 제2 초전도체는,
상기 자석에서 유발되는 자기장에 따라 상기 회전자와 일정 거리로 배치되는, 발전 장치.
The method of claim 1,
The first superconductor and the second superconductor,
And a generator disposed at a predetermined distance from the rotor according to the magnetic field induced by the magnet.
상기 일정 거리는,
상기 제1 초전도체의 상기 상 면에 대한 상기 중력의 크기에 따라 조정되는, 발전 장치.
The method of claim 2,
The constant distance is,
And a power generation device adapted to the magnitude of the gravity with respect to the upper surface of the first superconductor.
상기 일정 거리는,
상기 제1 초전도체의 상기 상 면에 대한 상기 중력의 크기가 커지는 경우, 더 가까워지고,
상기 축 회전 속도는,
상기 일정 거리가 더 가까워지는 경우, 더 빠르게 되는, 발전 장치.
The method of claim 1 and 3,
The constant distance is,
When the magnitude of the gravity with respect to the upper surface of the first superconductor increases, it gets closer,
The shaft rotation speed is
And the faster the constant distance is, the faster the power generation apparatus.
3상 코일;을 더 포함하고,
상기 3상 코일은, 상기 회전자의 상기 축 회전에 따라 유발된 기전력에 의한 3상 교류 전류를 발생하는, 발전 장치.The method of claim 1,
It further comprises a three-phase coil,
The three-phase coil generates a three-phase alternating current due to electromotive force induced by the rotation of the shaft of the rotor.
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