WO2014123361A1

WO2014123361A1 - 자기 구동 공기충전장치

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Publication number: WO2014123361A1
Application number: PCT/KR2014/000999
Authority: WO
Inventors: 한승주
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-02-06
Filing date: 2014-02-06
Publication date: 2014-08-14
Anticipated expiration: 2015-08-06
Also published as: KR101429846B1; US10323567B2; CN105264197A; CN105264197B; US20150361870A1

Abstract

본 발명에 의한 공기를 압축 또는 가압하여 압송하는 자기 구동 공기충전장치는 임펠러와, 임펠러 케이스와, 회전체 가속장치를 포함하여 상기 회전체 가속장치는 흡입 부압과 연동하여 회전력을 만드는 것과, 흡입 부압과 연동하고 공급받는 전력으로 회전력을 만드는 것과, 그리고 공급받는 전력으로 회전력을 만드는 것 중 어느 하나로 하여 상기 임펠러를 구동하는 것을 특징으로 한다. 이러한 본 발명은 과급에 대한 내구성을 갖춘 내연기관과 차량의 특성에 대응하는 공기량을 공급하여 충진 효율을 증가시키고 저속 운전영역과 역동 구간에서 회전력을 높여 스풀 업 시간을 단축하여 차량의 응답성을 향상시키는 급기장치로 차량이나 내연기관에 부하를 주지않고 구동 손실과 구동 소음이 적으며 내구성이 좋고 저전력을 사용하거나 또는 구동 비용이 없으며 특정 위치나 장착 방향에 구애받지 않고 장착이 용이하다. 또한, 자연흡기차량이나 모터사이클에 있어서 시스템의 오차 보정 범위 내에서 적용할 수 있고, 연료전지차량에 있어서 연료전지에 압축공기를 공급할 수 있다.

Description

자기 구동 공기충전장치

본 발명은 내연기관의 충진 효율을 증가시키고 연료전지차량에 압축공기나 가압공기를 공급할 목적으로 공기를 압축 또는 가압하여 압송하는 자기 구동 공기충전장치에 관한 것이다.

내연기관의 충진 효율을 증가시켜 내연기관의 출력과 차량의 가속성능을 향상시킬 목적으로 여러 가지 구동방식의 급기장치가 장착되어 적용되고 있다.

대기압의 압력차와 흡입 부압을 이용하여 공기를 흡입하는 자연흡기 내연기관을 장착한 자연흡기차량과 모터 사이클은 내연기관의 동력을 이용하여 흡입 공기를 압축하여 압송하는 과급장치를 적용한 과급차량에 비해 내연기관의 부하가 적고 고장율이 낮으며 고 회전수에서도 꾸준한 출력을 내며 순간 반응력이 우수한 장점이 있는 반면에 흡입 행정에서 연소실로 흡입되는 공기량은 흡입저항에 의해 실제로 배기량에 준하는 공기가 충진되지 않기 때문에 출력 증대에 한계가 있다. 이를 해결하기 위해 차속을 이용한 관성 가압과급 급기방식의 램 차징 시스템을 적용한 자연흡기차량과 모터 사이클의 경우에도 고속주행의 경우에만 맞바람의 공기 밀도를 높여 충진 효율을 증가시키는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 과급차량에 적용하는 대표적인 과급장치로서는 내연기관의 배기가스 에너지를 이용하는 터보차저와 내연기관의 크랭크 축 회전력을 이용하는 슈퍼차저가 있다.

터보차저는 내연기관의 배기 매니폴드 출구 면에 장착하여 내연기관의 부하에 따라 높아지는 배기가스 에너지를 이용하여 터빈 휠을 구동하고 터빈 휠과 직결된 컴프레서 휠이 흡입 공기를 압축하여 공기 밀도를 높여 내연기관의 흡기관으로 공급하여 충진 효율을 증가시켜 내연기관의 출력을 향상시키는 급기장치이고 슈퍼차저는 내연기관의 크랭크축 회전력을 이용하여 압축기를 구동하고 압축기가 흡입 공기를 압축하여 공기 밀도를 높여 내연기관의 흡기관으로 공급하여 충진 효율을 증가시켜 내연기관의 출력을 향상시키는 급기장치이다.

그러나, 터보차저를 장착한 과급차량은 고속 운전영역에서 충분한 과급압을 얻는 장점이 있는 반면에 저속 운전영역에서 배기가스 에너지가 낮아 효율 저하로 원하는 부스트를 얻을 수 없어 이로 인해 저속 운전영역과 역동구간에서 부하 변동 시 차량의 응답 시간 지체가 발생하는 단점이 있고, 슈퍼차저를 장착한 과급차량은 크랭크축 회전수에 비례하여 압축기를 구동시키므로 내연기관의 부하 변동 시 차량의 응답 특성이 우수한 장점이 있는 반면에 크랭크 축 회전수가 증가함에 따른 내연기관의 구동 손실이 증가하는 단점이 있다.

상기와 같이 터보차저와 슈퍼차저를 적용한 과급차량은 저속과 고속 운전영역에서 서로 상반된 장점과 단점이 있다. 이를 해결하기 위해 터빈 측에 베인 노즐을 설치하여 배기가스 유량이 부족한 저속 운전영역에서는 노즐의 베인 각을 줄여 유속을 증가시키고 고속 운전영역에서는 베인 각을 열어 배기가스 유량을 증가시키는 가변식 터보차저와, 대용량과 소용량 터보차저를 직렬로 연결하여 내연기관의 회전 상황에 따라 작동하여 성능을 최적화하는 2단 터보차저 시스템과, 저속 운전영역에서는 터보차저와 슈퍼차저가 동시에 작동하고 고속 운전영역에서는 터보차저만 작동하는 트윈차저와, 기존의 터보차저 중앙 하우징부에 모터를 설치하는 일체형 전기 보조 터보차저 시스템과, 모터 컴프레서와 대용량 터보차저를 조합한 복합 순차식 과급 시스템을 다양하게 적용하여 차량의 전 운전영역에서 필요한 과급압을 얻어 충진 효율을 증가시키는 복합 과급장치들이 개발되어 적용되고 있지만 이와 관련한 부품수의 증가로 구조가 복잡하고 제어 시스템의 추가로 비용의 증가 요인이 되고 있다.

또한, 가솔린 연료와 같은 공연비로 착화 점화하여 연소하는 내연기관의 경우에 과급장치를 적용하면 온도가 높아진 과급공기로 인해 내연기관의 압축비와 과급압으로 노킹이 발생하기 더욱 쉽기 때문에 과급압을 일정 수준 이상 올리기가 어렵고 과급압을 낮추어 공급하면 높은 출력의 증대를 기대하기 어려우며 내연기관의 압축비를 낮추고 과급압을 높이면 전 부하에서 높은 출력을 얻을 수 있으나 부분 부하에서 연비율이 악화하는 문제가 있어 과급기의 목적에 부합하여 적용하는데 상당한 주의가 필요하다. 과급기를 장착한 가솔린 내연기관은 노킹 센서와 메타놀을 혼합한 물 분사장치와 같은 노킹방지장치와 대용량 인터쿨러를 적용하여 과급 온도를 낮추어 노킹에 대응하고 있다.

또한, 터보차저와 슈퍼차저를 장착한 과급 내연기관은 충진 효율을 증가시켜 출력을 향상시키는데 소요되는 연료 소모량 외 압축공기를 생성하기 위해 과급기를 구동하는데 필요한 연료가 추가로 소비된다.

또한, 터보차저는 배기 매니폴드 출구 면에 장착되고 슈퍼차저는 동력을 공급하는 크랭크축과 연결하는 벨트와 정렬을 맞추어야 하므로 장착 공간의 위치와 방향이 구속되어 내연기관 장착실의 부품들의 배열이 복잡하게 된다.

또한, 터보차저는 고속으로 회전하는 터빈 휠을 지지하는 베어링을 배기 열로부터 보호하기 위해 오일 공급 장치가 설치되고 내연기관의 오일 압을 높이기 위한 오일 펌프의 구동 동력이 추가로 소요된다.

또한, 내연기관의 동력으로 구동하는 차량은 지구 온난화 방지를 위한 배기규제 강화로 CO2 배출 목표치를 만족시켜야 하고 고유가로 인한 내연기관의 다운 사이징과 비출력의 증대를 요구함에 따라 이에 맞추어 과급기는 과급압을 높인 과급공기를 생산하여 공급하여야 하고 이에 따라 높아지는 과급 온도에 대응하는 내구성과 냉각 성능을 보완할 필요가 있을 뿐 아니라 과급 공기의 온도를 낮추어야 하는 상반되는 과제를 안고 있다.

상기와 같이 과급차량에 있어서 과급기들은 각각의 장단점을 가지고 내연기관의 동력을 이용하여 높은 과급압을 생성하는 고 과급형으로 개발되어 과급차량의 내연기관은 과급기를 구동하는 부하를 흡수하는 구조와 냉각 장치를 갖추고 과급기들은 내연기관의 동력을 그대로 받아 구성 요소들의 제어 장치들에 의해 필요한 작동을 하기 때문에 내연기관과 차량의 특성에 대응하는 공기량을 조정하여 공급할 수 없었다.

따라서 과급에 대한 내구성을 갖춘 내연기관과 차량의 특성에 대응하는 공기량을 공급하여 충진 효율을 증가시키고 저속 운전영역과 역동 구간에서 회전력을 높여 스풀 업 시간을 단축하여 차량의 응답성을 향상시키고 저속 운전영역에서 기존 과급기가 공급하는 부족한 과급압을 높이기 위해 소모하는 연료소모량을 줄이고 고속 운전 영역에서 과급압을 유지하기 위해 작동시키는 내연기관의 부하를 줄여 탄소 배출량 규제와 차량의 다운 사이징 추세에 따른 비출력을 높인 내연기관에 대응하는 급기장치로 차량이나 내연기관에 부하를 주지않고 기존 과급장치에 비해 공급 공기의 온도가 낮아 상대적으로 공기 밀도가 높으며 구동 손실과 구동 소음이 적고 내구성이 좋고 저전력을 사용하거나 또는 구동 비용이 없으며 특정 위치나 장착 방향에 구애받지 않고 장착을 용이하게 하여 상기 문제를 해결할 필요가 있다.

또한, 자연흡기차량과 모터 사이클에 있어서 흡입저항에 의해 실제로 배기량에 준하는 공기가 충진되지 않기 때문에 출력 증대에 한계가 있어 충진 효율을 증가시키기 위해 차속을 이용한 관성 가압과급 급기방식의 램 차징 시스템을 적용하는 경우가 있다.

그러나, 관성 가압과급 급기방식은 고속주행의 경우에만 맞바람의 공기 밀도를 높여 충진 효율을 증가시키는 효과를 얻을 수 있었다.

따라서 자연흡기차량과 모터 사이클의 장점과 부하 변동 시 응답성이 좋은 자연흡기의 특성을 유지하면서 구동 시스템과 제어 시스템의 오차 보정 범위 내에서 자연흡기 내연기관과 자연흡기차량과 모터 사이클의 특성에 대응하는 공기량을 공급하여 충진 효율을 증가시키고 내연기관의 연료소모량을 줄여 탄소 배출량 규제에 대응하고 역동구간에서 가속력을 향상시키는 급기장치로 차량이나 내연기관에 부하를 주지않고 구동 손실과 구동 소음이 적고 내구성이 좋고 구동 비용이 없고 특정 위치나 장착 방향에 구애받지 않고 장착을 용이하게 하여 상기 문제를 해결할 필요가 있다.

또한, 연료전지차량에 있어서 연료전지 운전장치의 공기공급계는 연료전지에 산화제인 공기를 공급하기 위한 송풍기나 전동식 에어 컴프레서가 사용되고 있다.

그러나, 전동식 에어 컴프레서는 연료전지에서 생산하는 전력이나 배터리 충전 전력을 사용하게 되므로 연료전지와 배터리의 용량과 부피가 커지게 되고 차량의 주행거리에도 영향을 줄 수밖에 없었다.

따라서, 연료전지차량의 연료전지 운전장치에 연료전지의 특성에 대응하는 공기량을 공급하는 급기장치로 차량에 부하를 주지않고 구동 손실과 구동 소음이 적고 내구성이 좋고 전동식 에어 컴프레서보다 저 전력으로 구동하여 상기 문제를 해결할 필요가 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 공기여과기와 과급에 대한 내구성을 갖춘 내연기관의 흡기관 사이에 장착하여 공기를 압축 또는 가압하여 공기 밀도를 높이고 유량을 늘려 내연기관과 차량의 특성에 대응하는 공기량을 공급하여 내연기관의 충진 효율을 증가시키고 저속 운전영역과 역동 구간에서 회전력을 높여 스풀 업 시간을 단축하여 차량의 응답성을 향상시키고 저속 운전영역에서 기존 과급기가 공급하는 부족한 과급압을 높이기 위해 내연기관이 소모하는 연료소모량을 줄이고 고속 운전 영역에서 과급압을 높이 유지하기 위해 작동시키는 내연기관의 부하를 줄여 탄소 배출량 규제와 차량의 다운 사이징 추세에 따른 비출력을 높인 내연기관에 대응하는 급기장치로 차량이나 내연기관에 부하를 주지않고 기존 과급장치에 비해 공급 공기의 온도가 낮아 상대적으로 공기 밀도가 높으며 구동 손실과 구동 소음이 적으며 내구성이 좋고 구동 비용이 없고 특정 위치나 장착 방향에 구애받지 않고 장착이 용이한 공기충전장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은, 공기를 압축 또는 가압하여 공기 밀도를 높이고 유량을 늘려 내연기관과 차량의 특성에 대응하는 공기량을 공급하여 충진 효율을 증가시키고 저속 운전영역과 역동구간에서 회전력을 높여 스풀 업 시간을 단축하여 차량의 응답성을 향상시키고 특정 운전영역에서 차량의 지시에 따라 구동력을 높여 압력비를 높인 압축공기 또는 가압비를 높인 가압공기의 공기량을 늘려 공급하여 충진 효율을 부가하여 증가시키는 공기충전장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 공기를 압축 또는 가압하여 공기 밀도를 높이고 유량을 늘려 내연기관과 차량의 특성에 대응하는 공기량을 공급하여 충진 효율을 증가시키고 저속 운전영역과 역동구간에서 회전력을 높여 스풀 업 시간을 단축하여 차량의 응답성을 향상시키고 동시에 전력을 생산하여 차량의 축전지나 별도의 축전지 충전을 병행하는 공기충전장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 공기여과기 케이스 내부에 장착하여 공기를 압축 또는 가압하여 공기 밀도를 높이고 유량을 늘려 내연기관과 차량의 특성에 대응하는 공기량을 공급하여 충진 효율을 증가시키고 저속 운전영역과 역동구간에서 회전력을 높여 스풀 업 시간을 단축하여 차량의 응답성을 향상시키고 유입하는 외부 공기로 발생 열을 냉각하고 소음을 흡수하여 구동 음을 줄이고 장착 공간을 줄여 차량에 장착이 용이하고 특히 내연기관 장착실의 부품들의 배열이 정해진 기존 차량에 대하여 장착 공간을 확보한 공기충전장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 자연흡기차량과 모터 사이클에 있어서 자연흡기차량과 모터 사이클의 장점과 부하 변동 시 응답성이 좋은 자연흡기의 특성을 유지하면서 구동 시스템과 제어 시스템의 오차 보정 범위 내에서 공기를 압축 또는 가압하여 공기 밀도를 높이고 유량을 늘려 내연기관과 차량의 특성에 대응하는 공기량을 공급하여 충진 효율을 증가시키고 내연기관의 연료소모량을 줄여 탄소 배출량 규제에 대응하고 역동구간에서 가속력을 향상시키는 급기장치로 차량이나 내연기관에 부하를 주지않고 구동 손실과 구동 소음이 적으며 내구성이 좋고 구동 비용이 없고 특정 위치나 장착 방향에 구애받지 않고 장착이 용이한 공기충전장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 연료전지차량에 있어서 전력을 공급받아 차량의 지시에 따라 공기를 압축하여 연료전지 운전장치의 연료전지에 필요한 공기량을 공급하고 차량의 지시에 따라 구동력을 높여 공기량을 늘려 공급하는 급기장치로 차량에 부하를 주지않고 구동 손실과 구동 소음이 적으며 내구성이 좋고 전동식 에어 컴프레서 보다 저 전력으로 구동하여 전력의 소비가 적은 공기충전장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 공기를 압축 또는 가압하여 압송하는 공기충전장치는 공기를 흡입하여 흡입 공기에 운동에너지를 부여하는 적어도 하나 이상의 임펠러와, 상기 임펠러가 흡입하는 외부 공기를 유도하여 상기 임펠러로 유입시키고 상기 임펠러에서 나온 공기의 속도에너지를 압력에너지로 변환하여 배출하는 임펠러 케이스와, 상기 임펠러와 상기 임펠러 케이스를 장착하여 상기 임펠러를 구동하는 회전체 가속장치를 포함하여 상기 회전체 가속장치는 흡입 부압과 연동하여 회전력을 만드는 것과, 흡입 부압과 연동하고 공급받는 전력으로 회전력을 만드는 것과, 그리고 공급받는 전력으로 회전력을 만드는 것 중 어느 하나로 하여 상기 임펠러를 구동하는 것을 특징으로 한다.

상기 구성의 상기 회전체 가속장치는 프레임에 자속의 방향이 상기 프레임의 축선 방향을 향한 복합회전체를 장착하여 스냅 링 또는 로크 너트와 같은 고정구로 고정하고 상기 복합 회전체와 상기 프레임의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 상기 복합회전체 주위의 원주 방향으로 배치하여 자속의 방향이 상기 프레임의 축선 지름 방향으로 향한 전방 구동자와 하면 후방 구동자와 상면 후방 구동자를 상기 프레임에 장착하는 것이 바람직하다.

상세하게는 상기 회전체 가속장치는 자속의 방향이 프레임의 축선 방향을 향한 복합회전체와, 상기 복합 회전체와 상기 프레임의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 상기 복합회전체 주위의 원주 방향으로 배치하여 자속의 방향이 상기 프레임의 축선 지름 방향으로 향한 전방 구동자와, 하면 후방 구동자와, 상면 후방 구동자와, 이들 구동자들을 장착하고 상기 복합회전체의 회전을 지지하는 프레임과, 상기 복합회전체를 상기 프레임에 고정하는 고정구를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에서 상기 프레임은 원통 형상으로 이루어진 몸체의 축을 중심으로 앞면과 뒷면에 전방 기준점과 후방 기준점에 맞추어 각각 등 간격으로 영구자석 매입 구멍들을 상기 복합회전체 주위의 원주 축선 방향으로 형성하고 내주 면에 상기 복합회전체의 장착 공간과 뒷면의 원주 축선 상에 앞면 방향으로 동심형의 베어링 냉각 공간을 형성하고 몸체의 외주 면에 돌출부를 형성하여 상기 임펠러 케이스의 장착 면과 고정 좌면들과 상기 상면 후방 구동자를 고정하는 볼트 구멍들과 설치대들을 형성한 형상을 가진 것이다. 또한, 상기 복합회전체의 장착 공간과 베어링 냉각 공간은 그리스 윤활 방식의 베어링과 오일 윤활 방식의 베어링과 공기 냉각방식의 베어링과 그리고 자기 베어링 중 어느 하나로 하는 베어링의 형상에 맞추어 장착되도록 형성한 것이다.

상세하게는 상기 프레임은 원통 형상으로 이루어진 몸체의 축을 중심으로 앞면과 뒷면에 전방 기준점과 후방 기준점에 맞추어 각각 등 간격으로 2n개의 (n은 4 이상 정수) 영구자석 매입 구멍을 상기 복합회전체 주위의 원주 축선 방향으로 형성하고 내주 면에 그리스 윤활 방식의 베어링과 오일 윤활 방식의 베어링과 공기 냉각방식의 베어링과 그리고 자기 베어링 중 어느 하나로 하는 베어링의 형상에 맞추어 장착되도록 상기 복합회전체의 장착 공간과 뒷면의 원주 축선 상에 앞면 방향으로 동심형의 베어링 냉각 공간을 형성하고 몸체의 외주 면에 돌출부를 형성하여 상기 임펠러 케이스의 장착 면과 고정 좌면들과 상기 상면 후방 구동자를 고정하는 볼트 구멍들과 설치대들을 형성한 형상을 가진 것을 특징으로 한다.

상기 복합회전체는 베어링 모듈을 상기 프레임의 베어링 장착 공간에 장착하여 상기 스냅 링 또는 로크 너트와 같은 고정구로 고정하고 상기 프레임의 앞쪽에서 상기 베어링 모듈에 자속의 방향이 상기 프레임의 축선 방향으로 향한 전방 회전자와 상기 임펠러를 함께 장착하고 로크 너트로 고정하여 상기 전방 구동자와 일정 간극을 두고 직각 방향으로 배치하고 상기 프레임의 뒤쪽에서 상기 베어링 모듈에 자속의 방향이 상기 프레임의 축선 방향으로 향한 후방 회전자를 장착하고 로크 너트로 고정하여 상기 하면 후방 구동자와 상기 상면 후방 구동자와 일정 간극을 두고 직각 방향으로 배치한 것이다.

상세하게는 상기 복합회전체는 상기 전방 구동자와 상기 프레임의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 직각 방향으로 배치하여 자속의 방향이 상기 프레임의 축선 방향으로 향한 전방 회전자와, 상기 하면 후방 구동자와 상기 상면 후방 구동자와 상기 프레임의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 직각 방향으로 배치하여 자속의 방향이 상기 프레임의 축선 방향을 향한 후방 회전자와, 상기 임펠러와 상기 전방 회전자와 상기 후방 회전자의 회전을 지지하는 베어링 모듈과, 이들을 고정하는 로크 너트들을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에서 상기 베어링 모듈은 환봉 형상으로 이루어진 몸체의 외주 면에 베어링 장착 면과 베어링 고정 턱과 상기 전방 회전자와 상기 후방 회전자의 위상을 고정하는 키 홈과 양쪽 끝에 상기 로크 너트를 장착하는 나사 산을 형성한 회전 축에 회전을 지지하는 베어링들을 장착하고 키 홈에 위상을 고정하는 키들을 장착한 것이다.

또한, 상기 베어링 모듈은 상기 복합 회전체의 최대 회전수에 따라 내구 수명을 보장하는 허용 한계를 넘지 않는 그리스 윤활 방식의 베어링과 오일 윤활 방식의 베어링과 공기 냉각방식의 베어링과 그리고 자기 베어링 중 어느 하나의 베어링을 선택하여 적용된다.

상세하게는 상기 베어링 모듈은 환봉 형상으로 이루어진 몸체의 외주 면에 베어링 장착 면과 베어링 고정 턱과 키 홈을 형성하고 양쪽 끝단에 나사 산을 형성한 회전 축과, 그리스 윤활 방식의 베어링과 오일 윤활 방식의 베어링과 공기 냉각방식의 베어링과 그리고 자기 베어링 중 어느 하나로 하는 베어링과, 위상을 고정하는 키들을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 전방 회전자는 원반 형상으로 이루어진 몸체의 중심에 앞면에서 뒷면 방향으로 원통형 돌출부를 형성하여 내주 면에 위상을 고정하는 키 홈을 형성하고 몸체의 뒷면에 키 홈에 맞추어 등 간격으로 영구자석 매입 구멍들을 원주 축선 상에 형성하고 앞면에 상기 임펠러의 장착 면과 날개들을 방사상 등 간격으로 형성한 전방 회전판의 영구자석 매입 구멍들에 키 홈에 맞추어 N극과 S극을 교대로 영구자석들을 매입하여 부착한 것이다.

상세하게는 상기 전방 회전자는 원반 형상으로 이루어진 몸체의 중심에 앞면에서 뒷면 방향으로 원통형 돌출부를 형성하여 내주 면에 위상을 고정하는 키 홈을 형성하고 몸체의 뒷면에 키 홈에 맞추어 등 간격으로 2n개의 (이하 n은 2 이상 정수) 영구자석 매입 구멍을 원주 축선 상에 형성하고 몸체의 앞면에 상기 임펠러의 장착 면과 날개들을 방사상 등 간격으로 형성한 형상을 가진 전방 회전판과, 상기 전방 회전판의 영구자석 매입 구멍들에 키 홈에 맞추어 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착한 2n개의 상기 프레임의 축선 방향으로 자속 방향을 향한 영구자석을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 후방 회전자는 원반 형상으로 이루어진 몸체의 중심에 양면 방향으로 원통형 돌출부를 형성하여 내주 면에 키 홈을 형성하고 키 홈에 맞추어 등 간격으로 영구자석 매입 구멍들을 몸체의 원주 축선 상에 형성한 후방 회전판의 영구자석 매입 구멍들에 키 홈에 맞추어 N극과 S극을 교대로 영구자석들을 매입하여 부착한 것이다.

상세하게는 상기 후방 회전자는 원반 형상으로 이루어진 몸체의 중심에 양면 방향으로 원통형 돌출부를 형성하여 내주 면에 위상을 고정하는 키 홈을 형성하고 키 홈에 맞추어 등 간격으로 2n개의 (이하 n은 2 이상 정수) 영구자석 매입 구멍을 몸체의 원주 축선 상에 형성한 형상을 가진 후방 회전판과, 상기 후방 회전판의 영구자석 매입 구멍들에 키 홈에 맞추어 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착한 2n개의 상기 프레임의 축선 방향으로 자속 방향을 향한 영구자석을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 전방 구동자는 영구자석들을 포함하여 구성되어 상기 프레임 앞면의 영구자석 매입 구멍들에 상기 프레임의 전방 기준점에 맞추어 N극과 S극을 교대로 영구자석들을 매입하여 부착한 것이다.

상세하게는 상기 전방 구동자는 상기 프레임 앞면의 영구자석 매입 구멍들에 상기 프레임의 전방 기준점에 맞추어 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착한 2n개의 (n은 4 이상 정수) 상기 프레임의 축선 지름 방향으로 자속 방향을 향한 영구자석을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 하면 후방 구동자는 영구자석들을 포함하여 구성되어 상기 프레임 뒷 면의 영구자석 매입 구멍들에 상기 프레임의 후방 기준점에 맞추어 N극과 S극을 교대로 영구자석들을 매입하여 부착한 것이다.

상세하게는 상기 하면 후방 구동자는 상기 프레임 뒷면의 영구자석 매입 구멍들에 상기 프레임의 후방 기준점에 맞추어 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착한 2n개의 (n은 4 이상 정수) 상기 프레임의 축선 지름 방향으로 자속 방향을 향한 영구자석을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 상면 후방 구동자는 한쪽 면이 닫힌 원통 형상으로 이루어진 몸체의 내주 면에 기준점에 맞추어 등 간격으로 영구자석 매입 구멍들을 상기 후방 회전자 주위의 원주 축선 방향으로 형성하고 몸체의 외주 면에 돌출부를 형성하여 상기 프레임에 고정하기 위한 볼트 구멍들을 형성한 상면 고정대의 영구자석 매입 구멍들에 기준점에 맞추어 N극과 S극을 교대로 영구자석들을 매입하여 부착하고 상기 프레임에 볼트들로 고정한 것이다.

상세하게는 상기 상면 후방 구동자는 한쪽 면이 닫힌 원통 형상으로 이루어진 몸체의 내주 면에 기준점에 맞추어 등 간격으로 2n개의 (이하 n은 4 이상 정수) 영구자석 매입 구멍을 상기 후방 회전자 주위의 원주 축선 방향으로 형성하고 몸체의 외주 면에 돌출부를 형성하여 상기 프레임에 고정하기 위한 볼트 구멍들을 형성한 상면 고정대와, 상기 상면 고정대의 영구자석 매입 구멍들에 기준점에 맞추어 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착한 2n개의 상기 프레임의 축선 지름 방향으로 자속 방향을 향한 영구자석과, 상기 프레임에 고정하는 볼트들을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 임펠러 케이스는 상기 임펠러에서 흡입하는 공기를 상기 임펠러로 유도하는 공기 흡입구와 상기 임펠러에서 단열 팽창하여 나온 공기를 상기 전방 회전자와 상기 프레임과 함께 형성하는 디퓨저 공간과 유출 단면적이 점점 넓어지는 달팽이 껍질 모양의 스크롤에서 속도를 감속시켜 속도에너지를 압력에너지로 변환하고 반지름 방향으로 흐르는 공기를 한곳으로 모아 토출하는 공기 배출구와 상기 회전체 가속장치에 장착하는 장착 면을 형성하는 형상을 가지는 것이 바람직하다.

상기 임펠러는 날개가 원심형 형상을 가지는 것이 바람직하다.

상세하게는 상기 임펠러는 원주 형상의 몸체의 중심에 관통 구멍을 형성하고 외주 면에 회전 축을 중심으로 뒤쪽에 원형 판이 있고 몸체의 외주 면에 날개들이 방사상 등 간격으로 형성되어 몸체의 축선 방향에서 축선 반지름 방향으로 회전 방향과 반대 방향으로 날개가 구부러져 향하여 점점 넓어지는 유로를 형성한 백워드(Backward) 임펠러 형상을 가진 것이다. 또한, 날개들이 회전 방향으로 구부러져 향하여 점점 넓어지는 유로를 형성하는 것도 무방하다.

상기 구성으로 하여 과급에 대한 내구성을 갖춘 차량에 있어서 공기여과기와 내연기관의 흡기관 사이에 장착하여 내연기관의 부하에 따라 변동하는 흡입 부압과 연동하여 상기 회전체 가속장치가 자기 회전력을 만들어 상기 임펠러를 구동하여 공기를 압축하여 내연기관의 흡기관에 공급하는 것이다.

상기 구성으로 하면, 상기 회전체 가속장치는 상기 임펠러와 상기 임펠러 케이스를 장착하고 상기 복합회전자의 전방 회전자는 상기 전방 구동자와 상기 프레임의 축선 지름 방향으로 일정 간극을 두고 직각 방향으로 마주보고 상기 후방 회전자는 상기 하면 후방 구동자와 상기 상면 후방 구동자와 상기 프레임의 축선 지름 방향으로 일정 간극을 두고 직각 방향으로 마주보고 공기 통로는 외부 공기가 상기 임펠러 케이스의 공기 흡입구로 유입하여 상기 임펠러와 상기 임펠러 케이스의 디퓨저와 스크롤을 거쳐 공기 배출구로 연결된다.

차량이 시동되면 흡입 부압에 의해 외부 공기를 상기 임펠러 케이스의 공기 흡입구로 유입시켜 상기 임펠러와 상기 임펠러 케이스의 디퓨저와 스크롤을 통하여 상기 임펠러 케이스의 공기 배출구 쪽으로 흘려 내연기관의 흡기관으로 끌어당김으로써 상기 임펠러에서 상기 임펠러 케이스의 공기 배출구까지의 거리를 곱한 흡입 부압에 따른 회전 모멘트가 상기 복합회전체에 직결된 상기 임펠러에 발생하여 상기 임펠러와 상기 복합회전체가 동시에 구동하여 회전하게 된다.

이에 따라 상기 회전체 가속장치는 상기 임펠러에 가해지는 회전 모멘트에 의해 상기 복합회전체의 전방 회전자와 후방 회전자가 회전하고 상기 전방 회전자는 상기 전방 구동자와 반응하여 자기 회전력이 발생하고 상기 후방 회전자는 상기 하면 후방 구동자와 상기 상면 후방 구동자와 반응하여 자기 회전력이 발생하여 회전력을 만들어 상기 복합회전체에 직결한 상기 임펠러를 가속하여 회전하게 된다.

여기서 자기 회전력은 상기 전방 회전자와 상기 후방 회전자의 영구자석들은 자기장의 방향이 상기 프레임의 축선 방향으로 향하도록 하여 N극과 S극을 교대로 하여 배치되고 상기 전방 구동자와 상기 하면 후방 구동자와 상기 상면 후방 구동자의 영구자석들은 자기장의 방향이 프레임의 축선 지름 방향으로 향하도록 하여 N극과 S극을 교대로 하여 배치되어 상기 전방 구동자와 상기 하면 후방 구동자와 상기 상면 후방 구동자가 상기 전방 회전자와 상기 후방 회전자와 일정한 간극을 두고 직각 방향으로 마주보며 주위에 형성한 자기장 내에서 흡입 부압에 의해 회전하는 상기 전방 회전자와 상기 후방 회전자의 영구자석들의 자속이 가상의 자기장 회전 모멘트 축을 만들어 상기 전방 구동자와 상기 하면 후방 구동자와 상기 상면 후방 구동자의 영구자석들과 자속의 인력과 척력의 상호 작용으로 반응하여 자기 회전력이 발생하도록 한 것이다.

따라서, 상기 임펠러에 가해진 흡입 부압에 따른 회전 모멘트와 상기 복합회전체의 전방 회전자와 후방 회전자의 자기 회전력에 따른 회전 모멘트의 합력으로 내연기관의 부하에 따라 변동하는 흡입 부압과 연동하여 상기 복합회전체와 상기 임펠러가 가속 회전하여 상기 임펠러가 외부 공기를 흡입하여 흡입 공기에 운동에너지를 부여하고 상기 임펠러 케이스는 상기 임펠러가 흡입하는 외부 공기를 유도하여 상기 임펠러로 유입시켜 단열 압축하여 상기 임펠러 케이스의 디퓨저 공간과 스크롤로 반지름 방향으로 흘러나가도록하여 상기 임펠러 케이스의 디퓨저와 스크롤에서 속도를 감속시켜 상기 임펠러에서 나온 공기의 속도에너지를 압력에너지를 가진 공기로 변환하여 한곳으로 모아 공기 밀도를 높이고 유량을 늘린 압축공기를 공급하여 차량이나 내연기관에 부하를 주지않고 충진 효율을 증가시키게 된다.

또한, 상기 전방 회전자는 상기 임펠러 케이스와 상기 프레임과 함께 디퓨저 공간을 형성하고 상기 임펠러와 함께 회전하기 때문에 상기 임펠러에서 디퓨저로 나가는 공기의 마찰 손실을 줄여 속도에너지를 압력에너지로 변환하는 효율을 높이고 앞면에 형성한 날개들은 상기 임펠러의 공기 배출구 외경을 늘린 효과를 가지므로 상기 임펠러에서 나오는 공기 유량을 증대시키게 된다.

또한, 공급하는 압축공기의 압력이 설정 압력보다 높거나 부하 변동 시 내연기관의 스로틀 밸브의 급격한 닫힘으로 상기 임펠러 케이스의 공기 배출구와 스로틀 밸브 사이에 압력이 설정 압력보다 높아지면 상기 임펠러에 부하를 주지 않도록 압축공기를 대기로 배출하는 기계식 또는 전자식 압력조정기를 설치하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 임펠러에서 단열 압축하여 내연기관의 흡기관으로 공급하는 압축공기는 압력비에 의해 온도가 상승하여 공기 밀도가 낮아지게 된다. 따라서 고 압력비로 압축공기를 공급하는 경우에 충진 효율을 높이기 위해 상기 임펠러 케이스의 공기 배출구와 내연기관의 흡기관 사이에 압축공기의 온도를 일정 수준 낮추어 공기 밀도를 높이는 냉각 장치를 설치하는 것이 바람직하다.

상기 구성으로 하여 내연기관의 흡기관에 공급할 수 있는 최대 공기량은 상기 회전체 가속장치가 내연기관의 흡입 부압에 비례하여 회전하는 상기 복합회전체의 회전수와 상기 임펠러와 상기 전방 회전자와 상기 후방 회전자의 회전 모멘트 합력의 곱에 의한 출력 동력과 일정 크기의 외경을 가진 상기 임펠러가 가지는 압력비(Pressure Ratio)와 공기 유량비(Volume Flow)의 특성 선도(Impellar Performance)에 의한 서지 영역과 쵸크 영역 내에서 공급하는 공기량 용량으로 정해지는 것으로 상기 회전체 가속장치의 영구자석들의 자기밀도와 자기장의 접촉 면적과 영구자석들의 장착 지름 피치와 직각으로 마주보는 영구자석들 간의 간극을 조정하여 만든 최대 회전력과 상기 전방 회전자의 날개 길이와 공기량 공급 용량에 맞는 상기 임펠러 사양으로 최대 공기량이 결정된다.

이렇게 하여 내연기관의 흡기관에 공급하는 실제 공기량은 내연기관의 작동 흡입 부압에 의해 가감하여 조정되고 흡입 부압의 조정은 차량 운전 상태에 따라 운전자의 판단으로 조작되는 가속 페달의 개도에 의해 스로틀 밸브의 개도 또는 연료량으로 관리된다.

상기 임펠러의 서지 영역은 낮은 회전 영역에서 날개를 통과하는 유량이 적어 공기의 흐름이 날개의 표면에서 박리를 일으켜 부분적으로 역류현상이 발생하여 진동을 일으키는 현상 영역이고 쵸크 영역은 높은 회전 영역에서 회전하는 상기 임펠러의 공기 유량이 증가하여 공기가 들어가는 인듀서에 유입하는 공기 속도가 상대적으로 크게 되어 음속에 가까워지면 인듀서 입구에 공기가 그 이상 흐르지 않는 현상 영역이다. 따라서 배기량에 맞는 압력비와 공기 유량비 특성 선도를 가지는 상기 임펠러의 서지 영역과 쵸크 영역에 들어가지 않게 상기 회전체 가속장치의 회전력을 정하고 상기 임펠러 케이스의 공기 배출구 면적과 상기 임펠러 중심과의 거리와 디퓨저 폭과 상기 임펠러의 공기 유입구인 인듀서와 공기 배출구인 리듀서 외경의 트림 비(Trim ratio)를 설정하여 내연기관과 차량의 특성에 맞게 사용할 수 있다.

또한, 상기 회전체 가속장치의 회전력을 미리 설정하여 내연기관에 공급하는 최대 공기량을 정할 수 있기 때문에 배기량에 맞춘 공기량을 공급하는 상기 임펠러를 적용하는 것보다 큰 유량 선도를 갖는 상기 임펠러를 적용하여 내연기관의 높은 회전수에서도 필요한 공기량을 여유있게 사용하는 것도 바람직하다.

이렇게 하면 압력비를 낮추어 상대적으로 온도가 낮은 압축공기를 공급하여 녹킹을 개선하고 충진 효율을 높일 수 있으며 구동 소음을 낮게 유지하고 내연기관의 최고 회전수에 부합하는 충분한 공기량을 공급하여 차량의 최고 속도를 높일 수 있다.

또한, 상기 회전체 가속장치는 상기 복합회전체의 회전자들과 상기 구동자들의 영구자석 특성에 의해 흡입 부압이 낮은 회전영역에서도 일정 크기의 회전 모멘트를 만들기 때문에 회전 모멘트와 회전수를 곱한 출력 동력으로 상기 임펠러가 압력비와 공기 유량비가 높은 공기량을 공급하도록 하여 차량의 저속 운전영역과 역동 구간에서 스풀 업 시간을 단축하여 차량의 부하 변동에 빠르게 반응하게 된다.

또한, 저속 운전영역에서 기존 과급기가 공급하는 부족한 과급압을 높이기 위해 내연기관이 소모하는 연료소모량을 줄이고 고속 운전 영역에서 과급압을 유지하기 위해 작동시키는 내연기관의 부하를 줄여 탄소 배출량 규제와 차량의 다운 사이징 추세에 따른 비출력을 높인 내연기관에 대응한 것이다.

또한, 자기 회전력으로 상기 임펠러를 구동하기 때문에 구동 손실이 적어 내연기관의 흡기관에 공급하는 압축공기의 온도를 낮출 수 있어 기존 과급기 보다 상대적으로 압축공기의 온도가 낮고 밀도가 높은 공기를 공급하게 된다.

또한, 흡입 부압과 연동하여 영구자석들의 인력과 척력의 상호작용으로 회전력을 만들어 상기 임펠러를 구동하기 때문에 높은 구동 효율로 소음 발생이 거의 발생하지 않으며 내구성이 좋고 구동 비용의 발생이 없고 주변의 다른 부품들과 상호 작동의 제약이 없어 특정 위치나 장착 방향에 구애받지 않고 용이하게 설치할 수 있다.

또한, 내연기관과 차량의 특성에 따라 자기장의 세기를 조정하여 상기 복합 회전체의 최대 회전수를 조정하므로 고속 회전으로 인한 내구 수명을 보장하는 허용 한계를 넘지 않도록 그리스 윤활 방식의 베어링과 오일 윤활 방식의 베어링과 공기 냉각방식의 베어링과 그리고 자기 베어링 중 어느 하나의 베어링을 선택하여 내구성을 확보하여 적용된다.

또한, 본 발명은 하나 이상으로 구성하는 축류형의 상기 임펠러와 상기 임펠러 케이스와 상기 회전체 가속장치로 구성하는 것이 바람직하다.

상기 구성에서 상기 임펠러 케이스는 상기 임펠러에서 가압되어 나온 공기를 상기 전방 회전자와 상기 프레임과 함께 형성하는 디퓨저 공간과 유출 단면적이 점점 넓어지는 달팽이 껍질 모양의 스크롤에서 속도를 감속시켜 속도에너지를 압력 에너지로 변환하고 반지름 방향으로 흐르는 공기를 한곳으로 모아 토출하는 공기 배출구와 상기 회전체 가속장치에 장착하는 장착 면을 형성한 형상을 가진 것이다.

상기 임펠러는 날개가 축류형 형상을 가진 것이다.

상세하게는 상기 임펠러는 원주 형상의 몸체의 중심에 관통 구멍을 형성하고 외주 면에 회전 축을 중심으로 날개들을 방사상 등 간격으로 축선 방향으로 형성한 형상을 가진 것이다.

상기 구성으로 하여 과급에 대한 내구성을 갖춘 차량에 있어서 공기여과기와 내연기관의 흡기관 사이에 장착하여 내연기관의 부하에 따라 변동하는 흡입 부압과 연동하여 상기 회전체 가속장치가 자기 회전력을 만들어 상기 임펠러를 구동하여 공기를 가압하여 내연기관의 흡기관에 공급하는 것이다.

상기 구성으로 하면, 흡입 부압에 의한 공기 유동으로 상기 임펠러 케이스의 공기 흡입구로 유입된 외부 공기를 상기 임펠러에서 가압하여 상기 임펠러의 축선 방향 뒷쪽으로 흘려 상기 전방 회전자의 회전에 의해 공기 흐름과 직각 방향인 상기 임펠러 케이스의 디퓨저 쪽으로 방향을 바꾸어 상기 임펠러 케이스의 디퓨저 공간으로 흘러나가도록 하여 상기 임펠러에서 나온 공기가 상기 임펠러 케이스의 디퓨저에서 속도에너지를 압력 에너지로 공기로 변환하여 공기 밀도를 높이고 유량을 늘린 가압공기를 공기 배출구를 통하여 공급하여 차량이나 내연기관에 부하를 주지않고 충진 효율을 증가시키게 된다.

이렇게 하면 다량의 가압공기를 생산하여 내연기관과 차량의 특성에 대응하는 공기량을 공급할 수 있고 상기 임펠러의 수량을 조정하여 공기량 조정이 용이하고 상기 임펠러의 형상이 단순하여 제조 비용을 줄일 수 있다.

또한, 본 발명은 회전체 가속장치가 영구자석들을 포함하는 상기 상면 후방 구동자를 영구자석들과 코일들 또는 코일들로 하는 상면 후방 구동자로 하여 한쪽 면이 닫힌 원통 형상으로 이루어진 몸체의 내주 면과 외주 면에서 내주 면으로 기준점에 맞추어 등 간격으로 영구자석과 코일 매입 구멍들을 상기 후방 회전자 주위의 원주 축선 방향과 원주 축선 지름 방향으로 형성하고 몸체의 외주 면에 돌출부를 형성하여 상기 프레임에 고정하기 위한 볼트 구멍들을 형성한 상면 고정대의 영구자석과 코일 매입 구멍들에 기준점에 맞추어 N극과 S극을 교대로 영구자석들과 구동자 코일들 또는 구동자 코일들을 매입하여 부착하고 상기 프레임에 볼트들로 고정하는 것도 바람직하다.

상세하게는 회전체 가속장치는 상면 후방 구동자가 한쪽 면이 닫힌 원통 형상으로 이루어진 몸체의 내주 면과 외주 면에서 내주 면으로 기준점에 맞추어 등 간격으로 2n개의 (n은 4 이상 정수) 영구자석과 코일 매입 구멍을 상기 후방 회전자 주위의 원주 축선 방향과 원주 축선 지름 방향으로 형성하고 몸체의 외주 면에 돌출부를 형성하여 상기 프레임에 고정하기 위한 볼트 구멍들을 형성한 상면 고정대와, 상기 상면 고정대의 코일 매입 구멍들에 적어도 1n (n은 2 이상 정수) 이상에 코일이 장착되도록 하여 상기 상면 고정대의 영구자석과 코일 매입 구멍들에 기준점에 맞추어 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착한 2n개의 (n은 4 이상 정수) 상기 프레임의 축선 지름 방향으로 자속 방향을 향한 영구자석과 권선 틀에 코일을 감은 코일 뭉치를 수지로 굳혀 성형한 상기 프레임의 축선 지름 방향으로 자속 방향을 향한 구동자 코일 또는 구동자 코일과, 상기 프레임에 고정하는 볼트들을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 구성으로 하여 과급에 대한 내구성을 갖춘 차량에 있어서 공기여과기와 내연기관의 흡기관 사이에 장착하여 내연기관의 부하에 따라 변동하는 흡입 부압과 연동하고 차량의 전력공급장치에서 공급받는 전력으로 상기 회전체 가속장치가 자기 회전력을 만들어 상기 임펠러를 구동하여 공기를 압축 또는 가압하여 내연기관의 흡기관에 공급하는 것이다.

상기 구성으로 하면, 상기 회전체 가속장치는 내연기관의 부하에 따라 변동하는 흡입 부압과 연동하여 상기 임펠러와 상기 복합회전체가 회전하고 차량의 지시에 따라 전력공급장치에서 공급하는 전력으로 상기 상면 후방 구동자의 구동자 코일들에 자기장을 발생시켜 상기 상면 후방 구동자의 영구자석들과 구동자 코일들 또는 구동자 코일들과 일정한 간극을 두고 직각 방향으로 마주보게 하여 상기 하면 후방 구동자와 상기 상면 후방 구동자가 상기 후방 회전자 주위에 형성한 자기장 내에서 흡입 부압에 의해 회전하는 상기 후방 회전자의 영구자석들의 자속이 가상의 자기장 회전 모멘트 축을 만들어 상기 하면 후방 구동자의 영구자석들과 상기 상면 후방 구동자의 영구자석들과 구동자 코일들 또는 구동자 코일들과 자속의 인력과 척력의 상호 작용으로 반응하여 자기 회전력을 만들어 상기 임펠러를 구동하게 된다.

이때, 차량의 지시에 따라 지정한 운전영역에서 전력공급장치가 전력량을 증가시켜 공급하여 상기 상면 후방 구동자의 구동자 코일들의 자기장의 세기를 크게 하면 상기 후방 회전자의 회전력이 증대되어 상기 복합회전체의 회전력을 높여 특정 운전영역에서 압력비를 높이고 공기량을 늘려 공급하여 충진 효율을 부가하여 증가시키게 된다.

전력공급장치가 공급하는 전력은 영구자석들과 구동자 코일들로 구성된 상기 상면 후방 구동자에 직류전력을 공급하여 자기장을 발생시켜 상기 후방 회전자와 상호 작용으로 반응하게 하거나 또는 상기 구동자 코일들로 구성된 상기 상면 후방 구동자에 직류전력을 공급하거나 또는 3상 연결하여 3상 교류전력을 공급하여 상기 구동자 코일들이 120도 위상각으로 자기장을 발생시켜 상호 작용으로 반응하게 하여도 좋다.

앞에서 설명하였듯이 상기 회전체 가속장치는 흡입 부압에 비례하여 회전하는 상기 복합회전체의 회전속도에 의해 출력 동력이 고정되므로 그 이상으로 공기량을 늘려 공급할 수 없다. 그러므로 차량의 중속과 고속 운전영역에서 공기량을 추가로 늘이기 위하여 지정한 운전영역에서 차량에서 전력량을 증가시켜 공급받은 전력으로 상기 상면 후방 구동자의 구동자 코일들의 자기장의 세기를 크게 하여 상기 회전체 가속장치의 회전력을 높여 상기 원심형 임펠러의 압력비와 공기 유량을 변경하여 압축공기의 공기량을 조정할 수 있어 특정 운전영역에서 내연기관과 차량의 특성에 대응하는 공기량을 공급하여 충진 효율을 부가하여 증가시킬 수 있다.

또한, 상기 임펠러의 날개를 축류형으로 하여 공기를 가압하여 공급하고 특정 운전영역에서 가압비와 공기 유량을 변경하여 공기량을 늘려 공급하여 충진 효율을 부가하여 증가시킬 수 있다.

이를 위해 차량이 시동되면 차량의 축전지를 공급 전원으로 하는 전력공급장치는 차량의 시동을 인식하고 상기 회전체 가속장치에 일정한 직류전력 또는 3상 교류전력을 공급하고 차량의 신호를 받아 사전 입력된 연산식에 의해 지정한 운전영역에 정해진 전력량을 늘려 공급하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 회전체 가속장치가 상기 복합회전체의 자속의 방향이 상기 프레임의 축선 방향으로 향한 상기 후방 회전자와 자속의 방향이 상기 프레임의 축선 지름 방향으로 향한 상기 하면 후방 구동자와 상기 상면 후방 구동자를 자속의 방향이 상기 프레임의 축선 지름 방향으로 향한 복합회전체의 후방 회전자와 자속의 방향이 상기 프레임의 축선 방향으로 향한 하면 후방 구동자와 상면 후방 구동자로 하는 것도 바람직하다.

상세하게는 회전체 가속장치는 복합회전체의 후방 회전자가 자속의 방향이 상기 프레임의 축선 지름 방향으로 향하고 하면 후방 구동자와 상면 후방 구동자는 자속의 방향이 상기 프레임의 축선 방향으로 향한 것을 특징으로 한다.

상기 구성에서 복합회전체의 후방 회전자는 한쪽 면이 닫힌 원통 모양의 몸체의 중심에 양면 방향으로 원통형 돌출부를 형성하여 내주 면에 위상을 고정하는 키 홈을 형성하고 몸체의 외주 면에 키 홈에 맞추어 등 간격으로 영구자석 매입 구멍들을 프레임의 축선 방향으로 형성한 후방 회전판의 영구자석 매입 구멍들에 키 홈에 맞추어 N극과 S극을 교대로 영구자석들을 매입하여 부착한 것이다.

상세하게는 복합회전체의 후방 회전자는 한쪽 면이 닫힌 원통 모양의 몸체의 중심에 양면 방향으로 원통형 돌출부를 형성하여 내주 면에 위상을 고정하는 키 홈을 형성하고 몸체의 외주 면에 키 홈에 맞추어 등 간격으로 2n개의 (이하 n은 2 이상 정수) 영구자석 매입 구멍을 프레임의 축선 방향으로 형성한 형상을 가진 후방 회전판과, 상기 후방 회전판의 영구자석 매입 구멍들에 키 홈에 맞추어 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착한 2n개의 상기 프레임의 축선 지름 방향으로 자속 방향을 향한 영구자석을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상면 후방 구동자는 한쪽 면이 닫힌 원통 형상으로 이루어진 몸체의 닫힌 면 안쪽 면에 기준점에 맞추어 등 간격으로 영구자석 매입 구멍들을 상기 후방 회전자 주위의 원주 축선 방향으로 형성하고 몸체의 외주 면에 돌출부를 형성하여 상기 프레임에 고정하기 위한 볼트 구멍들을 형성한 상면 고정대의 영구자석 매입 구멍들에 기준점에 맞추어 N극과 S극을 교대로 영구자석들을 매입하여 부착하고 상기 프레임에 볼트들로 고정한 것이다.

상세하게는 상면 후방 구동자는 한쪽 면이 닫힌 원통 형상으로 이루어진 몸체의 닫힌 면의 안쪽 면에 기준점에 맞추어 등 간격으로 2n개의 (이하 n은 4 이상 정수) 영구자석 매입 구멍을 상기 후방 회전자 주위의 원주 축선 방향으로 형성하고 몸체의 외주 면에 돌출부를 형성하여 상기 프레임에 고정하기 위한 볼트 구멍들을 형성한 상면 고정대와, 상기 상면 고정대의 영구자석 매입 구멍들에 기준점에 맞추어 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착한 2n개의 상기 프레임의 축선 방향으로 자속 방향을 향한 영구자석과, 상기 프레임에 고정하는 볼트들을 포함하는 것을 특징으로 한다.

하면 후방 구동자는 영구자석들을 포함하여 구성되어 상기 프레임 뒷면의 영구자석 매입 구멍들에 상기 프레임의 후방 기준점에 맞추어 N극과 S극을 교대로 영구자석들을 매입하여 부착한 것이다.

상세하게는 하면 후방 구동자는 상기 프레임 뒷면의 영구자석 매입 구멍들에 상기 프레임의 후방 기준점에 맞추어 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착한 2n개의 (n은 4 이상 정수) 상기 프레임의 축선 방향으로 자속 방향을 향한 영구자석을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 구성으로 하여 과급에 대한 내구성을 갖춘 차량에 있어서 공기여과기와 내연기관의 흡기관 사이에 장착하여 내연기관의 부하에 따라 변동하는 흡입 부압과 연동하여 상기 회전체 가속장치가 자기 회전력을 만들어 상기 임펠러를 구동하여 공기를 압축 또는 가압하여 내연기관의 흡기관에 공급하는 것이다.

상기 구성으로 하면, 상기 회전체 가속장치는 상기 복합회전체의 후방 회전자의 영구자석들은 자기장의 방향이 상기 프레임의 축선 지름 방향으로 향하도록 하여 N극과 S극을 교대로 하여 배치되고 상기 하면 후방 구동자와 상기 상면 후방 구동자의 영구자석들은 자기장의 방향이 상기 프레임의 축선 방향으로 향하도록 하여 N극과 S극을 교대로 하여 배치되어 상기 하면 후방 구동자와 상기 상면 후방 구동자가 상기 후방 회전자와 일정한 간극을 두고 직각 방향으로 마주보며 주위에 형성한 자기장 내에서 흡입 부압에 의해 회전하는 후방 회전자의 영구자석들의 자속이 가상의 자기장 회전 모멘트 축을 만들어 상기 하면 후방 구동자와 상기 상면 후방 구동자의 영구자석들과 자속의 인력과 척력의 상호 작용으로 반응하여 자기 회전력을 만들어 상기 임펠러를 구동하게 된다.

따라서, 상기 후방 회전자의 영구자석들과 상기 하면 후방 회전자와 상기 상면 후방 구동자의 영구자석들의 상호 작용 접촉 면적을 넓힐 수 있어 상기 복합회전체와 상기 임펠러의 회전력을 높여 구동하여 공기를 압축하거나 가압하여 공기 밀도를 높이고 유량을 늘려 내연기관과 차량의 대응하는 공기량을 공급하여 충진 효율을 증가시키게 된다.

또한, 본 발명은 상기 임펠러와 영구자석들을 포함하는 상기 복합회전체의 전방 회전자와 앞면에 영구자석 매입 구멍들을 상기 전방 회전자 주위의 원주 축선 방향으로 형성하여 상기 전방 구동자를 장착한 상기 프레임을 몸체의 원형 판 배면에 기준점에 맞추어 등 간격으로 영구자석 매입 구멍들을 원주 축선 상에 형성하여 영구자석 매입 구멍들에 기준점에 맞추어 N극과 S극을 교대로 영구자석들을 매입하여 부착하거나 또는 몸체의 원형 판 배면에 기준점에 맞추어 등 간격으로 N극과 S극을 교대로 자석 코팅을 원주 축선 상에 실시한 임펠러와 복합회전체가 상기 전방 회전자를 스페이서로 하고 상기 프레임은 앞면에 영구자석 매입 구멍들을 임펠러 주위의 원주 축선 방향으로 형성한 회전체 가속장치로 하는 것도 바람직하다.

상세하게는 임펠러는 몸체의 원형 판 배면에 기준점에 맞추어 등 간격으로 2n개의 (이하 n은 2 이상 정수) 영구자석 매입 구멍을 원주 축선 상에 형성하여 영구자석 매입 구멍들에 기준점에 맞추어 N극과 S극을 교대로 2n개의 상기 프레임의 축선 방향으로 자속 방향을 향한 영구자석을 매입하여 부착하거나 또는 몸체의 원형 판 배면에 기준점에 맞추어 등 간격으로 2n곳에 N극과 S극을 교대로 2n개의 상기 프레임의 축선 방향으로 자속 방향을 향한 자석 코팅을 원주 축선 상에 실시하고 회전체 가속장치는 복합회전체가 상기 전방 회전자를 스페이서로 하고 상기 프레임은 앞면에 등 간격으로 2n개의 (n은 4 이상 정수) 영구자석 매입 구멍을 임펠러 주위의 원주 축선 방향으로 형성한 것을 특징으로 한다.

상기 구성으로 하면, 상기 임펠러가 상기 전방 회전자의 역할을 하는 가속 회전 기능을 부여하고 상기 복합회전체의 관성 모멘트를 줄여 부하 변동에 대한 응답성을 상대적으로 높게 하여 회전력을 높여 상기 임펠러를 구동하여 공기를 압축하여 공기 밀도를 높이고 유량을 늘려 내연기관과 차량의 특성에 대응하는 공기량을 공급하여 충진 효율을 증가시키게 된다.

또한, 본 발명은 회전체 가속장치에 전방 구동장치를 부가하여 상기 전방 구동장치는 몸체의 한쪽 면에 기준점에 맞추어 등 간격으로 영구자석 매입 구멍들을 상기 프레임 앞면의 영구자석 매입 구멍과 동일 원주 축선상에 형성하고 다른 면에 임펠러 케이스 장착 면과 상기 프레임에 고정하기 위한 볼트 구멍들을 형성한 전방 고정대의 영구자석 매입 구멍들에 기준점에 맞추어 N극과 S극을 교대로 영구자석들을 매입하여 부착하고 상기 프레임에 볼트들로 고정하는 것도 바람직하다.

상세하게는 회전체 가속장치는 원통 형상으로 이루어진 몸체의 한쪽 면에 기준점에 맞추어 등 간격으로 2n개의 (이하 n은 4 이상 정수) 영구자석 매입 구멍을 상기 프레임 앞면의 영구자석 매입 구멍과 동일 원주 축선상에 형성하고 다른 면에 임펠러 케이스 장착 면과 상기 프레임에 고정하기 위한 볼트 구멍들을 형성한 전방 고정대와, 상기 전방 고정대의 영구자석 매입 구멍들에 기준점에 맞추어 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착한 2n개의 상기 프레임의 축선 지름 방향으로 자속 방향을 향한 영구자석과, 상기 프레임에 고정하는 볼트들을 포함하는 전방 구동장치가 부가된 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 프레임은 앞면에 상기 전방 구동장치를 고정하는 볼트 구멍들이 형성되고 상기 복합회전체의 전방 회전자는 앞면에 형성한 날개가 제거되고 상기 임펠러를 장착하는 원통형 돌출부가 형성되는 것은 물론이다.

상기 구성으로 하면, 상기 회전체 가속장치는 영구자석들의 접촉 면적을 넓혀 상기 복합회전체의 전방 회전자의 영구자석들이 상기 전방 구동장치의 영구자석들과 상기 전방 구동자의 영구자석들과의 자속의 인력과 척력의 상호 작용으로 반응하여 상기 복합회전체와 상기 임펠러의 회전력을 높여 구동하여 공기를 흡입하여 압축공기나 가압공기를 생산하여 공기 밀도를 높이고 유량을 늘려 내연기관과 차량의 특성에 대응하는 공기량을 공급하여 충진 효율을 증가시키게 된다.

또한, 본 발명은 회전체 가속장치가 영구자석들을 포함하는 상기 상면 후방 구동자를 코일들을 포함하는 상면 후방 구동자로 하여 전력을 생산하고 상면 후방 구동자가 생산한 교류전력을 직류전력으로 변환하여 축전지에 발전전력을 송전하는 릴레이 모듈을 부가하는 것도 바람직하다.

상세하게는 회전체 가속장치는 상면 후방 구동자가 3상 교류전력을 생산하고 상면 후방 구동자가 생산한 3상 교류전력을 직류전력으로 변환하여 축전지로 송전하는 릴레이 모듈을 부가한 것을 특징으로 한다.

상기 구성에서 상면 후방 구동자는 한쪽 면이 닫힌 원통 형상으로 이루어진 몸체의 닫힌 면의 안쪽 면에 기준점에 맞추어 등 간격으로 코일 매입 구멍들을 상기 후방 회전자의 영구자석 매입 구멍들과 동일 원주 축선 상에 형성하고 몸체의 외주 면에 돌출부를 형성하여 상기 프레임에 고정하기 위한 볼트 구멍들을 형성한 상면 고정대의 코일 매입 구멍들에 기준점에 맞추어 전기자 코일들을 3상 배열로 매입하여 부착하고 3상 결선한 후 상기 프레임에 볼트들로 고정한 것이다.

상세하게는 상면 후방 구동자는 한쪽 면이 닫힌 원통 형상으로 이루어진 몸체의 닫힌 면의 안쪽 면에 기준점에 맞추어 등 간격으로 3n개의 (이하 n은 2 이상 정수) 코일 매입 구멍들을 상기 후방 회전자의 영구자석 매입 구멍들과 동일 원주 축선 상에 형성하고 몸체의 외주 면에 돌출부를 형성하여 상기 프레임에 고정하기 위한 볼트 구멍들을 형성한 상면 고정대와, 상기 상면 고정대의 코일 매입 구멍들에 기준점에 맞추어 3상 배열로 매입하여 부착하고 3상 결선한 권선 틀에 코일을 감은 코일 뭉치를 수지로 굳혀 성형한 3n개의 상기 프레임의 축선 방향으로 자속 방향을 향한 전기자 코일과, 상기 프레임에 고정하는 볼트들을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 릴레이 모듈은 상기 상면 후방 구동자에서 생산한 3상 교류전력을 직류전력으로 변환하여 릴레이들이 축전지의 충전에 유효한 발전전력을 송전하고 그 외 발전전력은 상기 부하 더미에서 소진하게 한 것이다.

상세하게는 상기 릴레이 모듈은 3상 교류전력을 직류전력으로 변환하는 정류기와, 출력전압이 축전지의 충전에 유효한 일정 전압에 도달하면 접점이 닫혀 전력을 출력하는 릴레이와, 상기 릴레이의 출력 측에 연결되어 축전지로 발전전력을 송전하고 출력전압이 축전지의 충전에 유효한 전압 이상이 되면 접점이 열려 발전전력을 상기 부하 더미로 송전하여 축전지의 과충전 방지 기능을 하는 릴레이와, 이들 릴레이들로부터 송전받은 발전전력을 소진하는 상기 부하 더미와, 축전지로부터 전류가 역류하지 않도록 하는 역 전류 방지장치와, 퓨즈들과, 이들을 장착하는 설치대과, 케이스를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 구성으로 하여 과급에 대한 내구성을 갖춘 차량에 있어서 공기여과기와 내연기관의 흡기관 사이에 장착하여 내연기관의 부하에 따라 변동하는 흡입 부압과 연동하여 상기 회전체 가속장치가 자기 회전력을 만들어 상기 임펠러를 구동하여 공기를 압축 또는 가압하여 내연기관의 흡기관에 공급하고 전력을 생산하여 축전지에 공급하는 것이다.

상기 구성으로 하면, 상기 회전체 가속장치는 상기 복합회전체의 전방 회전자와 후방 회전자가 상기 전방 구동자와 상기 하면 후방 구동자와 반응하여 회전하여 상기 임펠러를 구동하고 상기 복합회전체의 후방 회전자와 일정한 간극을 두고 마주보며 120도 위상 각으로 배치된 상기 상면 후방 구동자의 전기자 코일들에 자속을 단속하여 유도 기전력을 발생시켜 3상 교류전력을 생산하고 상기 릴레이 모듈은 차량이 시동되어 전원이 연결되면 상기 릴레이들이 작동되고 상기 상면 후방 구동자에서 생산한 3상 교류전력을 상기 정류기로 직류전력으로 변환하여 축전지의 충전에 유효한 전압 범위의 발전전력을 송전하고 그 외 발전전력은 상기 부하 더미에서 소진하고 발생 열은 주행 중 발생하는 맞바람으로 공랭하게 된다.

따라서, 공기를 압축 또는 가압하여 내연기관의 흡기관에 공급하고 상기 상면 후방 구동자에서 생산한 전력을 축전지의 충전에 유효한 전압 범위 내의 전력을 공급하여 차량의 축전지의 충전 상태를 좋게 유지하여 차량의 발전기가 차량의 축전지를 충전하는 발전 부하를 최소화하여 발전에 소비되는 연료 소모를 절감할 수 있고 별도의 축전지에 공급하여 외부 전력소비 기기들을 사용하도록 하여 내연기관에 발전 부하를 주지않고 소요되는 발전 비용이 없다.

또한, 본 발명은 회전체 가속장치가 상기 전방 회전자와 상기 후방 구동자를 포함하는 상기 복합회전체를 상기 전방 회전자와 상기 후방 구동자 중 하나를 포함하는 복합회전체로 하는 것도 바람직하다.

여기서 상기 프레임은 상기 전방 구동자와 상기 하면 후방 구동자 중 하나가 장착되고 복합회전체의 베어링 모듈은 상기 전방 회전자와 상기 후방 회전자 중 하나의 위상을 고정하는 키를 장착하는 것은 물론이다.

상세하게는 회전체 가속장치는 복합회전체가 상기 전방 회전자와 상기 후방 회전자 중 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 구성으로 하면, 회전체 가속장치는 상기 임펠러를 구동하여 공기를 압축 또는 가압하여 공기 밀도를 높이고 유량을 늘려 내연기관과 차량의 대응하는 공기량을 공급하는 여러 종류의 급기장치를 제작할 수 있어 다양한 범위의 내연기관과 차량의 특성에 대응할 수 있다.

또한, 본 발명은 공기여과기 상면 케이스와 연결구와 공기여과기와 공기여과기 하면 케이스로 이루어진 일체형 공기여과기 케이스를 부가하여 상기 임펠러와 상기 임펠러 케이스를 장착한 상기 회전체 가속장치를 내장하는 것도 바람직하다.

상세하게는 상기 임펠러와 상기 임펠러 케이스를 장착한 상기 회전체 가속장치를 내장하는 공기여과기 상면 케이스와 연결구와 공기여과기와 공기여과기 하면 케이스로 이루어진 일체형 공기여과기 케이스가 부가된 것을 특징으로 한다.

상기 구성으로 하여 과급에 대한 내구성을 갖춘 차량에 있어서 내연기관의 흡기관에 장착하여 내연기관의 부하에 따라 변동하는 흡입 부압과 연동하여 상기 회전체 가속장치가 자기 회전력을 만들어 상기 임펠러를 구동하여 공기를 압축 또는 가압하여 내연기관의 흡기관에 공급하는 것이다.

상기 구성으로 하면, 상기 일체형 공기여과기 케이스로 유입하는 외부 공기로 상기 임펠러 케이스에서 방열하는 열을 냉각하고 소음을 흡수하여 구동 음을 줄이고 장착 공간을 줄여 차량에 장착이 용이하고 특히 내연기관 장착실의 부품들의 배열이 정해진 기존 차량에 대하여 장착 공간을 확보할 수 있다.

또한, 본 발명은 자연흡기차량과 모터 사이클에 있어서, 공기여과기와 내연기관의 흡기관 사이에 장착하여 내연기관의 부하에 따라 변동하는 흡입 부압과 연동하여 상기 회전체 가속장치가 자기 회전력을 만들어 상기 임펠러를 구동하여 공기를 압축 또는 가압하여 내연기관의 흡기관에 공급하는 것도 바람직하다.

이렇게 하면 자연흡기차량과 모터 사이클의 구동 시스템과 제어 시스템의 오차 보정 범위 내에서 공기 밀도를 높이고 유량을 늘려 내연기관과 차량의 특성에 대응하는 공기량을 공급하여 자연흡기차량과 모터 사이클의 장점과 부하 변동 시 응답성이 좋은 자연흡기의 특성을 유지하면서 충진 효율을 증가시키고 내연기관의 연료소모량을 줄여 탄소 배출량 규제에 대응하고 역동구간에서 가속력을 향상시키는 급기장치로 내연기관에 부하를 주지않고 구동 손실과 구동 소음이 적으며 내구성이 좋고 구동 비용이 없고 장착 방향에 구애받지 않고 장착을 용이하게 한 것이다.

또한, 내연기관의 충진 효율을 증가시킨 만큼 연료량을 조정하여 출력을 높이는 것과 연료소모량을 줄여 연비를 향상시키는 것을 선택할 수 있다.

또한, 본 발명은 연료전지차량에 있어서 공기여과기와 연료전지 운전장치의 연료전지 사이에 장착하여 차량의 전력공급장치에서 공급받는 전력으로 차량의 지시에 따라 상기 회전체 가속장치가 자기 회전력을 만들어 상기 임펠러를 구동하여 공기를 압축하여 연료전지 운전장치의 연료전지에 공급하는 것도 바람직하다.

이렇게 하면 상기 회전체 가속장치는 차량의 전력공급장치로부터 공급받는 전력으로 상기 후방 회전자와 상기 상면 후방 구동자의 영구자석들과 구동자 코일들 또는 구동자 코일들의 상호 작용으로 회전력을 만들어 상기 복합회전체와 상기 임펠러를 구동하여 공기를 압축하여 공기 밀도를 높이고 유량을 늘려 필요한 공기량을 공급하고 차량의 지시에 따라 차량의 전력공급장치로부터 전력량을 증가시켜 공급받은 전력으로 상기 상면 후방 구동자의 구동자 코일들의 자기장의 세기를 크게 하여 상기 회전체 가속장치의 회전력을 높여 압축공기의 공기량을 늘려 공급할 수 있어 차량에 부하를 주지않고 구동 손실과 구동 소음이 적으며 내구성이 좋고 전동식 에어 컴프레서 보다 저 전력으로 구동하여 전력의 소비가 적다.

연료전지 운전장치의 공기공급계에 대용량의 압축공기를 공급하기 위해서는 이에 부합하는 구동력이 필요하므로 상기 회전체 가속장치에 자기밀도가 높은 영구자석을 적용하여 구동 용량을 키우거나 영구자석들의 자기장의 접촉 면적과 영구자석들의 장착 지름 피치를 키워 구동력을 높이거나 영구자석들 간의 간극을 조정하거나 또는 복수의 본 발명을 적용하여 연료전지 운전장치의 발전량에 따라 순차적으로 공기량을 공급하도록 하는 것도 바람직하다.

이를 위해 차량이 시동되면 차량의 전원을 공급 전원으로 하는 전력공급장치는 차량의 시동을 인식하고 상기 회전체 가속장치에 직류전력 또는 3상 교류전력을 공급하여 기동과 운전을 유지하고 차량의 신호를 받아 사전 입력된 연산식에 의해 지정한 운전영역에 정해진 전력량을 늘려 공급하도록 구성하는 것이 바람직하다.

이상과 같이 임펠러와 임펠러 케이스와 회전체 가속장치를 포함하는 본 발명에 의하면, 과급에 대한 내구성을 갖춘 차량에 있어서 공기여과기와 내연기관의 흡기관 사이에 장착하여 내연기관의 부하에 따라 변동하는 흡입 부압과 연동하여 회전체 가속장치가 자기 회전력을 만들어 임펠러를 구동하여 공기를 압축 또는 가압하여 공기 밀도를 높이고 유량을 늘려 내연기관과 차량의 특성에 대응하는 공기량을 공급하여 충진 효율을 증가시키고 저속 운전영역과 역동 구간에서 회전력을 높여 스풀 업 시간을 단축하여 차량의 응답성을 향상시키고 저속 운전영역에서 기존 과급기가 공급하는 부족한 과급압을 높이기 위해 내연기관이 소모하는 연료소모량을 줄이고 고속 운전 영역에서 과급압을 유지하기 위해 작동시키는 내연기관의 부하를 줄여 탄소 배출량 규제와 차량의 다운 사이징 추세에 따른 비출력을 높인 내연기관에 대응하는 급기장치로 차량이나 내연기관에 부하를 주지않고 기존 급기장치에 비해 압축공기나 가압공기의 온도가 낮으며 구동 손실과 구동 소음이 적으며 내구성이 좋고 구동 비용이 없고 특정 위치나 장착 방향에 구애받지 않고 장착이 용이한 공기충전장치를 제공한다.

또한, 회전체 가속장치는 상면 후방 구동자가 영구자석들과 코일들 또는 코일들을 포함하여 내연기관의 부하에 따라 변동하는 흡입 부압과 연동하고 차량의 지시에 따라 전력공급장치에서 공급하는 전력으로 회전체 가속장치가 자기 회전력을 만들어 임펠러를 구동하여 공기를 압축 또는 가압하여 공기 밀도를 높이고 유량을 늘려 내연기관과 차량의 특성에 대응하는 공기량을 공급하여 충진 효율을 증가시키고 저속 운전영역과 역동 구간에서 회전력을 높여 스풀 업 시간을 단축하여 차량의 응답성을 향상시키고 특정 운전영역에서 차량의 지시에 따라 공급받는 전력으로 구동력을 높여 압력비를 높인 압축공기나 가압공기의 공기량을 늘려 공급하여 충진 효율을 부가하여 증가시키는 공기충전장치를 제공한다.

또한, 회전체 가속장치는 복합회전체의 후방 회전자에 축선 지름방향으로 영구자석들을 배치하여 영구자석들의 접촉 면적을 넓혀 구동력을 높여 내연기관의 부하에 따라 변동하는 흡입 부압과 연동하여 회전체 가속장치가 자기 회전력을 만들어 임펠러를 구동하여 공기를 압축 또는 가압하여 공기 밀도를 높이고 유량을 늘려 내연기관과 차량의 특성에 대응하는 공기량을 공급하여 충진 효율을 증가시키고 저속 운전영역과 역동 구간에서 회전력을 높여 스풀 업 시간을 단축하여 차량의 응답성을 향상시킨 공기충전장치를 제공한다.

또한, 임펠러의 원형 판 배면에 영구자석들을 매입하여 부착하거나 또는 자석 코팅을 실시하여 회전 가속기능을 부여하고 상기 복합회전체의 관성 모멘트를 줄여 부하 변동에 대한 응답성을 상대적으로 높게 하여 내연기관의 부하에 따라 변동하는 흡입 부압과 연동하여 회전체 가속장치가 자기 회전력을 만들어 임펠러를 구동하여 공기를 압축하여 공기 밀도를 높이고 유량을 늘려 내연기관과 차량의 특성에 대응하는 공기량을 공급하여 충진 효율을 증가시키고 저속 운전영역과 역동 구간에서 회전력을 높여 스풀 업 시간을 단축하여 차량의 응답성을 향상시킨 공기충전장치를 제공한다.

또한, 회전체 가속장치에 전방 구동장치를 부가하여 영구자석들의 접촉 면적을 넓혀 구동력을 높여 내연기관의 부하에 따라 변동하는 흡입 부압과 연동하여 회전체 가속장치가 자기 회전력을 만들어 임펠러를 구동하여 공기를 압축 또는 가압하여 공기 밀도를 높이고 유량을 늘려 내연기관과 차량의 특성에 대응하는 공기량을 공급하여 충진 효율을 증가시키고 저속 운전영역과 역동 구간에서 회전력을 높여 스풀 업 시간을 단축하여 차량의 응답성을 향상시킨 공기충전장치를 제공한다.

또한, 회전체 가속장치에 릴레이 모듈을 부가하고 상면 후방 구동자가 전기자 코일들을 포함하여 내연기관의 부하에 따라 변동하는 흡입 부압과 연동하여 회전체 가속장치가 자기 회전력을 만들어 임펠러를 구동하여 공기를 압축 또는 가압하여 공기 밀도를 높이고 유량을 늘려 내연기관과 차량의 특성에 대응하는 공기량을 공급하여 저속 운전영역과 역동 구간에서 회전력을 높여 스풀 업 시간을 단축하여 차량의 응답성을 향상시키고 동시에 상면 후방 구동자가 전력을 생산하고 릴레이 모듈이 축전지의 충전에 유효한 전압 범위 내의 전력을 공급하여 차량의 발전기가 차량의 축전지를 충전하는 발전 부하를 최소화하여 발전에 소비되는 연료 소모를 절감하거나 외부 전력소비 기기들을 사용하는 별도의 축전지를 충전하는데 소요되는 발전 비용이 없는 공기충전장치를 제공한다.

또한, 회전체 가속장치가 복합회전체의 전방 회전자와 후방 회전자 중 하나를 포함하여 다양한 범위의 내연기관과 차량의 특성에 대응하는 여러 종류의 급기장치를 제작하도록 하여 내연기관의 부하에 따라 변동하는 흡입 부압과 연동하여 회전체 가속장치가 자기 회전력을 만들어 임펠러를 구동하여 공기를 압축 또는 가압하여 공기 밀도를 높이고 유량을 늘려 내연기관과 차량의 대응하는 공기량을 공급하여 충진 효율을 증가시키고 저속 운전영역과 역동 구간에서 회전력을 높여 스풀 업 시간을 단축하여 차량의 응답성을 향상시킨 공기충전장치를 제공한다.

또한, 일체형 공기여과기 케이스를 포함하여 내연기관의 부하에 따라 변동하는 흡입 부압과 연동하여 회전체 가속장치가 자기 회전력을 만들어 임펠러를 구동하여 공기를 압축 또는 가압하여 공기 밀도를 높이고 유량을 늘려 내연기관과 차량의 특성에 대응하는 공기량을 공급하여 충진 효율을 증가시키고 저속 운전영역과 역동 구간에서 회전력을 높여 스풀 업 시간을 단축하여 차량의 응답성을 향상시키고 유입하는 외부 공기로 상기 임펠러 케이스에서 방열하는 열을 냉각하고 소음을 흡수하여 구동 음을 줄이고 장착 공간을 줄여 차량에 장착이 용이하고 특히 내연기관 장착실의 부품들의 배열이 정해진 기존 차량에 대하여 장착 공간을 확보한 공기충전장치를 제공한다.

또한, 자연흡기차량과 모터 사이클에 있어서 본 발명은 공기여과기와 내연기관의 흡기관 사이에 장착하여 자연흡기차량과 모터 사이클의 장점과 부하 변동 시 응답성이 좋은 자연흡기의 특성을 유지하면서 구동 시스템과 제어 시스템의 오차 보정 범위 내에서 내연기관의 부하에 따라 변동하는 흡입 부압과 연동하여 회전체 가속장치가 자기 회전력을 만들어 임펠러를 구동하여 공기를 압축 또는 가압하여 공기 밀도를 높이고 유량을 늘려 내연기관과 차량의 특성에 대응하는 공기량을 공급하여 충진 효율을 증가시키고 내연기관의 연료소모량을 줄여 탄소 배출량 규제에 대응하고 역동 구간에서 가속력을 향상시키는 급기장치로 차량이나 내연기관에 부하를 주지않고 구동 손실과 구동 소음이 적으며 내구성이 좋고 구동 비용이 없고 특정 위치나 장착 방향에 구애받지 않고 장착이 용이한 공기충전장치를 제공한다.

또한, 연료전지차량에 있어서 본 발명은 공기여과기와 연료전지 운전장치의 연료전지 사이에 장착하여 공급받는 전력으로 회전체 가속장치가 자기 회전력을 만들어 임펠러를 구동하여 공기를 압축하여 연료전지 운전장치의 연료전지에 필요한 공기량을 공급하고 차량의 지시에 따라 구동력을 높여 공기량을 늘려 공급하는 급기장치로 차량에 부하를 주지않고 구동 손실과 구동 소음이 적으며 내구성이 좋고 저 전력으로 구동하여 전력의 소비가 적은 공기충전장치를 제공한다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 공기충전장치(010)를 도시한 사시도.

도 2는 제 1 실시 예에 따른 프레임을 도시한 사시도.

도 3은 제 1 실시 예에 따른 복합회전체를 도시한 사시도.

도 4는 제 1 실시 예에 따른 베어링 모듈을 도시한 사시도.

도 5는 제 1 실시 예에 따른 전방 회전자를 도시한 사시도.

도 6은 제 1 실시 예에 따른 후방 회전자를 도시한 사시도.

도 7은 제 1 실시 예에 따른 전방 구동자를 도시한 사시도.

도 8은 제 1 실시 예에 따른 하면 후방 구동자를 도시한 사시도.

도 9는 제 1 실시 예에 따른 상면 후방 구동자를 도시한 사시도.

도 10은 제 2 실시 예에 따른 특정 영역에서 공기량을 늘려 공급하는 공기충전장치(020)를 도시한 사시도.

도 11과 도 12는 제 2 실시 예에 따른 상면 후방 구동자를 도시한 사시도.

도 13은 제 3 실시 예에 따른 자기장의 접촉 면적을 늘려 구동력을 높인 공기충전장치(030)를 도시한 사시도.

도 14는 제 3 실시 예에 따른 후방 회전자를 도시한 사시도.

도 15는 제 3 실시 예에 따른 상면 후방 구동자를 도시한 사시도.

도 16은 제 4 실시 예에 따른 임펠러에 구동 역할을 부여한 공기충전장치(040)를 도시한 사시도.

도 17은 제 5 실시 예에 따른 전방구동장치를 부가한 공기충전장치(050)를 도시한 사시도.

도 18은 제 6 실시 예에 따른 공기공급과 발전을 동시에 하는 공기충전장치(060)를 도시한 사시도.

도 19는 제 6 실시 예에 따른 상면 후방 구동자를 도시한 사시도.

도 20은 제 6 실시 예에 따른 릴레이 모듈을 도시한 사시도.

도 21은 제 6 실시 예에 따른 발전장치의 회로 구성도.

도 22는 제 1 실시 예에 따른 축류형 임펠러를 장착한 공기충전장치(010)를 도시한 사시도.

도 23과 도 24는 실시 예에 따른 회전체 가속장치의 작동을 설명하는 영구자석 배치도.

도 25는 제 7 실시 예에 따른 하나의 회전자를 적용한 공기충전장치(070)를 도시한 사시도.

도 26은 제 8 실시 예에 따른 공기여과기 케이스를 부가하여 일체형으로 구성한 공기충전장치(080)를 도시한 사시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 실시 예에 따라 그 구성 요소들과 결합 구조와 작용 및 작동에 대해 상세히 설명한다.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자들은 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

제 1 실시 예의 구성 요소들과 결합 구조와 작용 및 작동에 대해 설명한다.

먼저, 구성 요소들에 대해 설명한다.

도 1과 도 22에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 공기를 압축 또는 가압하여 압송하는 공기충전장치(010)는 공기를 흡입하여 흡입 공기에 운동에너지를 부여하는 임펠러(110)와, 상기 임펠러(110)가 흡입하는 외부 공기를 유도하여 상기 임펠러(110)로 유입시키고 상기 임펠러(110)에서 나온 공기의 속도에너지를 압력에너지를 가진 공기로 변환하여 배출하는 임펠러 케이스(130)와, 상기 임펠러(110)와 상기 임펠러 케이스(130)를 장착하여 상기 임펠러(110)를 구동하는 회전체 가속장치(201)를 포함하는 것을 특징으로 하며, 이하 각 구성요소를 구체적으로 설명한다.

상기 회전체 가속장치(201)는 도 1과 도 22와 도 23에 도시한 바와 같이, 프레임(210)에 자속의 방향이 상기 프레임(210)의 축선 방향을 향한 복합회전체(301)를 장착하여 스냅 링 또는 로크 너트와 같은 고정구(231)로 고정하고 상기 복합 회전체(301)와 상기 프레임(210)의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 상기 복합회전체(301) 주위의 원주 방향으로 배치하여 자속의 방향이 상기 프레임(210)의 축선 지름 방향으로 향한 전방 구동자(430)와 하면 후방 구동자(440)와 상면 후방 구동자(450)를 상기 프레임(210)에 장착한 것이다.

상세하게는 상기 회전체 가속장치(201)는 자속의 방향이 프레임(210)의 축선 방향을 향한 복합회전체(301)와, 상기 복합 회전체(301)와 상기 프레임(210)의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 상기 복합회전체(301) 주위의 원주 방향으로 배치하여 자속의 방향이 상기 프레임(210)의 축선 지름 방향으로 향한 전방 구동자(430)와, 하면 후방 구동자(440)와, 상면 후방 구동자(450)와, 이들 구동자(430, 440, 450)들을 장착하고 상기 복합회전체(301)의 회전을 지지하는 프레임(210)과, 상기 복합회전체(310)를 상기 프레임(210)에 고정하는 고정구(231)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에서 상기 프레임(210)은 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 원통 형상으로 이루어진 몸체의 축을 중심으로 앞면과 뒷면에 전방 기준점(212)과 후방 기준점(222)에 맞추어 각각 등 간격으로 영구자석 매입 구멍(213, 223)들을 상기 복합회전체(301) 주위의 원주 축선 방향으로 형성하고 내주 면에 상기 복합회전체(301)의 장착 공간(224)과 뒷면의 원주 축선 상에 앞면 방향으로 동심형의 베어링 냉각 공간(228)을 형성하고 몸체의 외주 면에 돌출부를 형성하여 상기 임펠러 케이스(130)의 장착 면(211)과 볼트 좌면(214)들과 상기 상면 후방 구동자(450)를 고정하는 볼트 구멍(215)들과 설치대(216)들을 형성한 형상을 가진 것이다. 또한, 상기 복합회전체(301)의 장착 공간(224)과 베어링 냉각 공간(228)은 그리스 윤활 방식의 베어링과 오일 윤활 방식의 베어링과 공기 냉각방식의 베어링과 그리고 자기 베어링 중 어느 하나로 하는 베어링의 형상에 맞추어 장착되도록 형성된다.

상세하게는 상기 프레임(210)은 원통 형상으로 이루어진 몸체의 축을 중심으로 앞면과 뒷면에 전방 기준점(212)과 후방 기준점(222)에 맞추어 각각 등 간격으로 2n개의 (n은 4 이상 정수) 영구자석 매입 구멍(213, 223)을 상기 복합회전체(301) 주위의 원주 축선 방향으로 형성하고 내주 면에 그리스 윤활 방식의 베어링과 오일 윤활 방식의 베어링과 공기 냉각방식의 베어링과 그리고 자기 베어링 중 어느 하나로 하는 베어링의 형상에 맞추어 장착되도록 상기 복합회전체(301)의 장착 공간(224)과 뒷면의 원주 축선 상에 앞면 방향으로 동심형의 베어링 냉각 공간(228)을 형성하고 몸체의 외주 면에 돌출부를 형성하여 상기 임펠러 케이스(130)의 장착 면(211)과 고정 좌면(214)들과 상기 상면 후방 구동자(450)를 고정하는 볼트 구멍(215)들과 설치대(216)들을 형성한 형상을 가진 것을 특징으로 한다.

상기 복합회전체(301)는 도 1과 도 3과 도 23에 도시한 바와 같이, 베어링 모듈(311)을 상기 프레임(210)의 베어링 장착 공간(224)에 장착하여 상기 스냅 링 또는 로크 너트와 같은 고정구(231)로 고정하고 상기 프레임(210)의 앞쪽에서 상기 베어링 모듈(311)에 자속의 방향이 상기 프레임(210)의 축선 방향을 향한 전방 회전자(330)와 상기 임펠러(110)를 함께 장착하고 로크 너트(319)로 고정하여 상기 전방 구동자(430)와 일정 간극을 두고 직각 방향으로 배치하고 상기 프레임(210)의 뒤쪽에서 상기 베어링 모듈(311)에 자속의 방향이 상기 프레임(210)의 축선 방향을 향한 후방 회전자(340)를 장착하고 로크 너트(319)로 고정하여 상기 하면 후방 구동자(440)와 상기 상면 후방 구동자(450)와 일정 간극을 두고 직각 방향으로 배치한 것이다.

상세하게는 상기 복합회전체(301)는 상기 전방 구동자(430)와 상기 프레임(210)의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 직각 방향으로 배치하여 자속의 방향이 상기 프레임(210)의 축선 방향으로 향한 전방 회전자(330)와, 상기 하면 후방 구동자(440)와 상기 상면 후방 구동자(450)와 상기 프레임(210)의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 직각 방향으로 배치하여 자속의 방향이 상기 프레임(210)의 축선 방향을 향한 후방 회전자(340)와, 상기 임펠러(110)와 상기 전방 회전자(330)와 상기 후방 회전자(340)의 회전을 지지하는 베어링 모듈(311)과, 이들을 고정하는 로크 너트(319)들을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에서 상기 베어링 모듈(311)은 도 1과 도 4에 도시한 바와 같이, 환봉 형상으로 이루어진 몸체의 외주 면에 베어링 장착 면(324)과 베어링 고정 턱(325)과 상기 전방 회전자(330)와 상기 후방 회전자(340)의 위상을 고정하는 키 홈(326)과 양쪽 끝에 상기 로크 너트(319)를 장착하는 나사 산(327)을 형성한 회전 축(323)에 회전을 지지하는 베어링(321)들을 장착하고 키 홈(326)에 위상을 고정하는 키(322)들을 장착한 것이다.

또한, 상기 베어링 모듈(311)은 상기 복합 회전체(301)의 최대 회전수에 따라 내구 수명을 보장하는 허용 한계를 넘지 않는 그리스 윤활 방식의 베어링과 오일 윤활 방식의 베어링과 공기 냉각방식의 베어링과 그리고 자기 베어링 중 어느 하나의 베어링(321)을 선택하여 적용된다.

상세하게는 상기 베어링 모듈(311)은 환봉 형상으로 이루어진 몸체의 외주 면에 베어링 장착 면(324)과 베어링 고정 턱(325)과 키 홈(326)을 형성하고 양쪽 끝단에 나사 산(327)을 형성한 회전 축(323)과, 그리스 윤활 방식의 베어링과 오일 윤활 방식의 베어링과 공기 냉각방식의 베어링과 그리고 자기 베어링 중 어느 하나로 하는 베어링(321)과, 위상을 고정하는 키(322)들을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 전방 회전자(330)는 도 1과 도 5와 도 23에 도시한 바와 같이, 원반 형상으로 이루어진 몸체의 중심에 앞면에서 뒷면 방향으로 원통형 돌출부(337)를 형성하여 내주 면에 위상을 고정하는 키 홈(338)을 형성하고 몸체의 뒷면에 키 홈(338)에 맞추어 등 간격으로 영구자석 매입 구멍(335)들을 원주 축선 상에 형성하고 앞면에 상기 임펠러(110)의 장착 면(336)과 날개(334)들을 방사상 등 간격으로 형성한 전방 회전판(333)의 영구자석 매입 구멍(335)들에 키 홈(338)에 맞추어 N극과 S극을 교대로 영구자석(331)들을 매입하여 부착한 것이다.

상세하게는 상기 전방 회전자(330)는 원반 형상으로 이루어진 몸체의 중심에 앞면에서 뒷면 방향으로 원통형 돌출부(337)를 형성하여 내주 면에 위상을 고정하는 키 홈(338)을 형성하고 몸체의 뒷면에 키 홈(338)에 맞추어 등 간격으로 2n개의 (이하 n은 2 이상 정수) 영구자석 매입 구멍(335)을 원주 축선 상에 형성하고 몸체의 앞면에 상기 임펠러(110)의 장착 면(336)과 날개(334)들을 방사상 등 간격으로 형성한 형상을 가진 전방 회전판(333)과, 상기 전방 회전판(333)의 영구자석 매입 구멍(335)들에 키 홈(338)에 맞추어 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착한 2n개의 상기 프레임(210)의 축선 방향으로 자속 방향을 향한 영구자석(331)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 후방 회전자(340)는 도 1과 도 6과 도 23에 도시한 바와 같이, 원반 형상으로 이루어진 몸체의 중심에 양면 방향으로 원통형 돌출부(347)를 형성하여 내주 면에 키 홈(348)을 형성하고 키 홈(348)에 맞추어 등 간격으로 영구자석 매입 구멍(345)들을 몸체의 원주 축선 상에 형성한 후방 회전판(343)의 영구자석 매입 구멍(345)들에 키 홈에 맞추어 N극과 S극을 교대로 영구자석(341)들을 매입하여 부착한 것이다.

상세하게는 상기 후방 회전자(340)는 원반 형상으로 이루어진 몸체의 중심에 양면 방향으로 원통형 돌출부(347)를 형성하여 내주 면에 위상을 고정하는 키 홈(348)을 형성하고 키 홈(348)에 맞추어 등 간격으로 2n개의 (이하 n은 2 이상 정수) 영구자석 매입 구멍(345)을 몸체의 원주 축선 상에 형성한 형상을 가진 후방 회전판(343)과, 상기 후방 회전판(343)의 영구자석 매입 구멍(345)들에 키 홈(348)에 맞추어 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착한 2n개의 상기 프레임(210)의 축선 방향으로 자속 방향을 향한 영구자석(341)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 전방 구동자(430)는 도 1과 도 7과 도 23에 도시한 바와 같이, 영구자석(431)들을 포함하여 구성되어 상기 프레임(210) 앞면의 영구자석 매입 구멍(213)들에 상기 프레임(210)의 전방 기준점(212)에 맞추어 N극과 S극을 교대로 영구자석들을 매입하여 부착한 것이다.

상세하게는 상기 전방 구동자(430)는 상기 프레임(210) 앞면의 영구자석 매입 구멍(213)들에 상기 프레임(210)의 전방 기준점(212)에 맞추어 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착한 2n개의 (n은 4 이상 정수) 상기 프레임(210)의 축선 지름 방향으로 자속 방향을 향한 영구자석(431)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 하면 후방 구동자(440)는 도 1과 도 8과 도 23에 도시한 바와 같이, 영구자석(441)들을 포함하여 구성되어 상기 프레임(210) 뒷면의 영구자석 매입 구멍(223)들에 상기 프레임(210)의 후방 기준점(222)에 맞추어 N극과 S극을 교대로 영구자석들을 매입하여 부착한 것이다.

상세하게는 상기 하면 후방 구동자(440)는 상기 프레임(210) 뒷면의 영구자석 매입 구멍(223)들에 상기 프레임(210)의 후방 기준점(222)에 맞추어 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착한 2n개의 (n은 4 이상 정수) 상기 프레임(210)의 축선 지름 방향으로 자속 방향을 향한 영구자석(441)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 상면 후방 구동자(450)는 도 1과 도 9와 도 23에 도시한 바와 같이, 한쪽 면이 닫힌 원통 형상으로 이루어진 몸체의 내주 면에 기준점(457)에 맞추어 등 간격으로 영구자석 매입 구멍(456)들을 상기 후방 회전자(340) 주위의 원주 축선 방향으로 형성하고 몸체의 외주 면에 돌출부를 형성하여 상기 프레임(210)에 고정하기 위한 볼트 구멍(458)들을 형성한 상면 고정대(455)의 영구자석 매입 구멍(456)들에 기준점(457)에 맞추어 N극과 S극을 교대로 영구자석(451)들을 매입하여 부착하고 상기 프레임(210)에 볼트(459)들로 고정한 것이다.

상세하게는 상기 상면 후방 구동자(450)는 한쪽 면이 닫힌 원통 형상으로 이루어진 몸체의 내주 면에 기준점(457)에 맞추어 등 간격으로 2n개의 (이하 n은 4 이상 정수) 영구자석 매입 구멍(456)을 상기 후방 회전자(340) 주위의 원주 축선 방향으로 형성하고 몸체의 외주 면에 돌출부를 형성하여 상기 프레임(210)에 고정하기 위한 볼트 구멍(458)들을 형성한 상면 고정대(455)와, 상기 상면 고정대(455)의 영구자석 매입 구멍(456)들에 기준점(457)에 맞추어 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착한 2n개의 상기 프레임(210)의 축선 지름 방향으로 자속 방향을 향한 영구자석(451)과, 상기 프레임(210)에 고정하는 볼트(459)들을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 임펠러 케이스(130)는 도 1에 도시한 바와 같이, 상기 임펠러(110)에서 흡입하는 공기를 상기 임펠러(110)로 유도하는 공기 흡입구(133)와 상기 임펠러(110)에서 단열 팽창하여 나온 공기를 상기 전방 회전자(330)와 상기 프레임(210)과 함께 형성하는 디퓨저(131) 공간과 유출 단면적이 점점 넓어지는 달팽이 껍질 모양의 스크롤(132)에서 속도를 감속시켜 속도에너지를 압력에너지로 변환하고 반지름 방향으로 흐르는 공기를 한곳으로 모아 토출하는 공기 배출구(134)와 상기 회전체 가속장치(201)에 장착하는 장착 면을 형성한 형상을 가진 것이다.

상기 임펠러(110)는 도 1에 도시한 바와 같이, 날개(112)가 원심형 형상을 가진 것이다.

상세하게는 상기 임펠러(110)는 원주 형상의 몸체의 중심에 관통 구멍을 형성하고 외주 면에 회전 축을 중심으로 뒤쪽에 원형 판(111)이 있고 몸체의 외주 면에 날개(112)들이 방사상 등 간격으로 형성되어 몸체의 축선 방향에서 축선 반지름 방향으로 회전 방향과 반대 방향으로 날개(112)가 구부러져 향하여 점점 넓어지는 유로를 형성한 백워드(Backward) 임펠러 형상을 가진 것이다. 또한, 날개(112)들이 회전 방향으로 구부러져 향하여 점점 넓어지는 유로를 형성하는 것도 무방하다.

또한, 도 22에 도시한 바와 같이, 본 발명(010)은 하나 이상으로 구성하는 축류형의 상기 임펠러(110)와 상기 임펠러 케이스(130)와 상기 회전체 가속장치(201)로 구성한 것이다.

상기 구성에서 상기 임펠러 케이스(130)는 상기 임펠러(110)에서 가압되어 나온 공기를 상기 전방 회전자(330)와 상기 프레임(210)과 함께 형성하는 디퓨저(131) 공간과 유출 단면적이 점점 넓어지는 달팽이 껍질 모양의 스크롤(132)에서 속도를 감속시켜 속도에너지를 압력 에너지로 변환하고 반지름 방향으로 흐르는 공기를 한곳으로 모아 토출하는 공기 배출구(134)와 상기 회전체 가속장치(201)에 장착하는 장착 면을 형성한 형상을 가진 것이다.

상기 임펠러(110)는 날개(112)가 축류형 형상을 가진 것이다.

상세하게는 상기 임펠러(110)는 원주 형상의 몸체의 중심에 관통 구멍을 형성하고 외주 면에 회전 축을 중심으로 날개(112)들을 방사상 등 간격으로 축선 방향으로 형성한 형상을 가진 것이다.

다음으로 상기 구성요소들의 결합 구조를 설명한다.

상기 전방 구동자(430)와 상기 하면 후방 구동자(440)를 장착한 상기 프레임(210)과, 상기 베어링 모듈(311)과, 상기 스냅 링 또는 로크 너트와 같은 고정구(231)와, 상기 후방 회전자(340)와, 상기 로크 너트(319)와, 상기 상면 후방 구동자(450)가 구비된다.

또한, 상기 베어링 모듈(311)은 그리스 윤활 방식의 베어링과 오일 윤활 방식의 베어링과 공기 냉각방식의 베어링과 그리고 자기 베어링 중 어느 하나의 베어링(321)을 선택하여 적용된다.

즉, 상기 베어링 모듈(311)을 상기 베어링(321)의 선택 사양에 따라 프레임(210)의 베어링 장착 공간(224)에 안착시키고 상기 스냅 링 또는 로크 너트와 같은 고정구(231)로 고정하고 상기 후방 회전자(340)를 상기 프레임(210)의 뒷쪽에서 상기 베어링 모듈(311)의 회전 축(323)에 장착하고 상기 로크 너트(319)로 고정한 후 상기 상면 후방 구동자(450)의 기준점(457)과 상기 프레임(210)의 후방 기준점(222)을 맞추어 상기 상면 후방 구동자(450)를 상기 프레임(210)에 고정하는 볼트(459)들로 고정한다. 그리스 윤활 방식의 베어링 또는 오일 윤활 방식의 베어링(321)을 적용할 경우에는 상기 프레임(210)의 뒷면에 밀봉 커버와 오일 실을 장착한다.

또한, 상기 전방 회전자(330)와, 상기 임펠러(110)와, 상기 로크 너트(319)와, 상기 임펠러 케이스(130)와, 도 1에는 나타나지 않지만 임펠러 케이스 볼트(135)들이 구비된다.

즉, 상기 전방 회전자(330)와 상기 임펠러(110)를 상기 프레임(210)의 앞쪽에서 상기 베어링 모듈(311)의 회전 축(323)에 장착하고 상기 로크 너트(319)로 고정하고 상기 임펠러 케이스(130)를 상기 프레임(210)의 임펠러 케이스 장착 면(211)에 장착하고 상기 임펠러 케이스 볼트(135)들로 고정하여 마무리한다.

다음으로, 작용 및 작동에 대해 설명한다.

상기 임펠러(110)의 날개(112)를 원심형 형상으로 하는 상기 구성으로 하여 과급에 대한 내구성을 갖춘 차량에 있어서 공기여과기와 내연기관의 흡기관 사이에 장착하여 내연기관의 부하에 따라 변동하는 흡입 부압과 연동하여 상기 회전체 가속장치(201)가 자기 회전력을 만들어 상기 임펠러(110)를 구동하여 공기를 압축하여 내연기관의 흡기관에 공급하는 것이다.

상기 구성으로 하면, 도 1에 도시한 바와 같이, 상기 회전체 가속장치(201)는 상기 임펠러(110)와 상기 임펠러 케이스(130)를 장착하고 상기 복합회전자(301)의 전방 회전자(330)는 상기 전방 구동자(430)와 직각 방향으로 마주보고 상기 후방 회전자(340)는 상기 하면 후방 구동자(440)와 상기 상면 후방 구동자(450)와 직각 방향으로 마주보고 공기 통로는 외부 공기가 상기 임펠러 케이스(130)의 공기 흡입구(133)로 유입하여 상기 임펠러(110)와 상기 임펠러 케이스(130)의 디퓨저(131)와 스크롤(132)을 거쳐 공기 배출구(134)로 연결된다.

차량이 시동되면 흡입 부압에 의해 외부 공기를 상기 임펠러 케이스(130)의 공기 흡입구(133)로 유입시켜 상기 임펠러(110)와 상기 임펠러 케이스(130)의 디퓨저(131)와 스크롤(132)을 통하여 상기 임펠러 케이스(130)의 공기 배출구(134) 쪽으로 흘려 내연기관의 흡기관으로 끌어당김으로써 상기 임펠러(110)에서 상기 임펠러 케이스(130)의 공기 배출구(134)까지의 거리를 곱한 흡입 부압에 따른 회전 모멘트가 상기 복합회전체(301)에 직결된 상기 임펠러(110)에 발생하여 상기 임펠러(110)와 상기 복합회전체(301)가 동시에 구동하여 회전하게 된다.

이에 따라 상기 회전체 가속장치(201)는 상기 임펠러(110)에 가해지는 회전 모멘트에 의해 상기 복합회전체(301)의 전방 회전자(330)와 후방 회전자(340)가 회전하고 상기 전방 회전자(330)는 상기 전방 구동자(430)와 반응하여 자기 회전력이 발생하고 상기 후방 회전자(340)는 상기 하면 후방 구동자(440)와 상기 상면 후방 구동자(450)와 반응하여 자기 회전력이 발생하게 하여 회전력을 만들어 상기 복합회전체(301)에 직결한 상기 임펠러(110)를 가속하여 회전하게 된다.

여기서 자기 회전력은 상기 전방 회전자(330)와 상기 후방 회전자(340)의 영구자석(331, 341)들은 자기장의 방향이 상기 프레임(210)의 축선 방향으로 향하도록 하여 N극과 S극을 교대로 하여 배치되고 상기 전방 구동자(430)와 상기 하면 후방 구동자(440)와 상기 상면 후방 구동자(450)의 영구자석(431, 441, 451)들은 자기장의 방향이 상기 프레임(210)의 축선 지름 방향으로 향하도록 하여 N극과 S극을 교대로 하여 배치되어 상기 전방 구동자(430)와 상기 하면 후방 구동자(440)와 상기 상면 후방 구동자(450)가 상기 전방 회전자(330)와 상기 후방 회전자(340)와 일정한 간극을 두고 직각 방향으로 마주보며 주위에 형성한 자기장 내에서 흡입 부압에 의해 회전하는 상기 전방 회전자(330)와 상기 후방 회전자(340)의 영구자석(331, 341)들의 자속이 가상의 자기장 회전 모멘트 축을 만들어 상기 전방 구동자(430)와 상기 하면 후방 구동자(440)와 상기 상면 후방 구동자(450)의 영구자석(431, 441, 451)들과 자속의 인력과 척력의 상호 작용으로 반응하여 자기 회전력이 발생하도록 한 것이다.

따라서, 상기 임펠러(110)에 가해진 흡입 부압에 따른 회전 모멘트와 상기 복합회전체(301)의 전방 회전자(330)와 후방 회전자(340)의 자기 회전력에 따른 회전 모멘트의 합력으로 내연기관의 부하에 따라 변동하는 흡입 부압과 연동하여 상기 복합회전체(301)와 상기 임펠러(110)가 가속 회전하여 상기 임펠러(110)가 외부 공기를 흡입하여 흡입 공기에 운동에너지를 부여하고 상기 임펠러 케이스(130)는 상기 임펠러(110)가 흡입하는 외부 공기를 유도하여 상기 임펠러(110)로 유입시켜 단열 압축하여 상기 임펠러 케이스(130)의 디퓨저(131) 공간과 스크롤(132)로 반지름 방향으로 흘러나가도록하여 상기 임펠러 케이스(130)의 디퓨저(131)와 스크롤(132)에서 속도를 감속시켜 상기 임펠러(110)에서 나온 공기의 속도에너지를 압력 에너지를 가진 공기로 변환하여 공기 밀도를 높이고 유량을 늘린 압축공기를 공급하여 차량이나 내연기관에 부하를 주지않고 충진 효율을 증가시키게 된다.

또한, 상기 전방 회전자(330)는 상기 임펠러 케이스(130)와 상기 프레임(210)과 함께 디퓨저(131) 공간을 형성하고 상기 임펠러(110)와 함께 회전하기 때문에 상기 임펠러(110)에서 디퓨저(131)로 나가는 공기의 마찰 손실을 줄여 속도 에너지를 압력에너지로 변환하는 효율을 높이고 앞면에 형성한 날개(334)들은 상기 임펠러(110)의 공기 배출구 외경을 늘린 효과를 가지므로 상기 임펠러(110)에서 나오는 공기 유량을 증대시키게 된다.

또한, 공급하는 압축공기의 압력이 설정 압력보다 높거나 부하 변동 시 내연기관의 스로틀 밸브의 급격한 닫힘으로 상기 임펠러 케이스(130)의 공기 배출구(134)와 스로틀 밸브 사이에 압력이 설정 압력보다 높아지면 상기 임펠러(110)에 부하를 주지 않도록 압축공기를 대기로 배출하는 기계식 또는 전자식 압력조정기를 설치하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 임펠러(110)에서 단열 압축하여 내연기관의 흡기관으로 공급하는 압축공기는 압력비에 의해 온도가 상승하여 공기 밀도가 낮아지게 된다. 따라서 고 압력비로 압축공기를 공급하는 경우에 충진 효율을 높이기 위해 상기 임펠러 케이스(130)의 공기 배출구(134)와 내연기관의 흡기관 사이에 압축공기의 온도를 일정 수준 낮추어 공기 밀도를 높이는 냉각 장치를 설치하는 것이 바람직하다.

상기 구성으로 하여 내연기관의 흡기관에 공급할 수 있는 최대 공기량은 상기 회전체 가속장치(201)가 내연기관의 흡입 부압에 비례하여 회전하는 상기 복합회전체(301)의 회전수와 상기 임펠러(110)와 상기 전방 회전자(330)와 상기 후방 회전자(340)의 회전 모멘트 합력의 곱에 의한 출력 동력과 일정 크기의 외경을 가진 상기 임펠러(110)가 가지는 압력비(Pressure Ratio)와 공기 유량비(Volume Flow)의 특성 선도(Impellar Performance)에 의한 서지 영역과 쵸크 영역 내에서 공급하는 공기량 용량으로 정해지는 것으로 상기 회전체 가속장치(201)의 영구자석들의 자기밀도와 자기장의 접촉 면적과 영구자석들의 장착 지름 피치와 직각으로 마주보는 영구자석들 간의 간극을 조정하여 만든 최대 회전력과 상기 전방 회전자(330)의 날개(334) 길이와 공기량 공급 용량에 맞는 상기 임펠러(110) 사양으로 최대 공기량이 결정된다.

상기 임펠러(110)의 서지 영역은 낮은 회전 영역에서 날개(112)를 통과하는 유량이 적어 공기의 흐름이 날개의 표면에서 박리를 일으켜 부분적으로 역류현상이 발생하여 진동을 일으키는 영역이고 쵸크 영역은 높은 회전 영역에서 회전하는 상기 임펠러(110)의 공기 유량이 증가하여 공기가 들어가는 인듀서에 유입하는 공기 속도가 상대적으로 크게 되어 음속에 가까워지면 인듀서 입구에 공기가 그 이상 흐르지 않는 현상 영역이다. 따라서 배기량에 맞는 압력비와 공기 유량비 특성 선도를 가지는 상기 임펠러(110)의 서지 영역과 쵸크 영역에 들어가지 않게 상기 회전체 가속장치(201)의 회전력을 정하고 상기 임펠러 케이스(130)의 공기 배출구 면적과 상기 임펠러(110) 중심과의 거리와 디퓨저(131) 폭과 상기 임펠러(110)의 공기 유입구인 인듀서와 공기 배출구인 리듀서 외경의 트림 비(Trim ratio)를 설정하여 내연기관과 차량의 특성에 맞게 사용할 수 있다.

또한, 상기 회전체 가속장치(201)의 회전력을 미리 설정하여 내연기관에 공급하는 최대 공기량을 정할 수 있기 때문에 배기량에 맞춘 공기량을 공급하는 상기 임펠러(110)를 적용하는 것보다 큰 유량 선도를 갖는 상기 임펠러(110)를 적용하여 내연기관의 높은 회전수에서도 필요한 공기량을 여유있게 사용하는 것도 바람직하다.

또한, 상기 회전체 가속장치(201)는 상기 복합회전체(301)의 회전자(330, 340)들과 상기 구동자(430, 440, 450)들의 영구자석 특성에 의해 흡입 부압이 낮은 회전영역에서도 일정 크기의 회전 모멘트를 만들기 때문에 회전 모멘트와 회전수를 곱한 출력 동력으로 상기 임펠러(110)가 압력비와 공기 유량비가 높은 공기량을 공급하도록 하여 차량의 저속 운전영역과 역동 구간에서 스풀 업 시간을 단축하여 차량의 부하 변동에 빠르게 반응하게 된다.

또한, 저속 운전영역에서 기존 과급기가 공급하는 부족한 과급압을 높이기 위해 내연기관이 소모하는 연료소모량을 줄이고 고속 운전 영역에서 과급압을 유지하기 위해 작동시키는 내연기관의 부하를 줄여 탄소 배출량 규제와 차량의 다운 사이징 추세에 따른 비출력을 높인 내연기관에 대응하게 된다.

또한, 자기 회전력으로 상기 임펠러(110)를 구동하기 때문에 구동 손실이 적어 내연기관의 흡기관에 공급하는 압축공기의 온도를 낮출 수 있어 기존 과급기 보다 상대적으로 압축공기의 온도가 낮고 밀도가 높은 공기를 공급하게 된다.

또한, 흡입 부압과 연동하여 영구자석들의 인력과 척력의 상호작용으로 회전력을 만들어 상기 임펠러(110)를 구동하기 때문에 높은 구동 효율로 소음 발생이 거의 발생하지 않으며 내구성이 좋고 구동 비용의 발생이 없고 주변의 다른 부품들과 상호 작동의 제약이 없어 특정 위치나 장착 방향에 구애받지 않고 용이하게 설치할 수 있다.

또한, 내연기관과 차량의 특성에 따라 자기장의 세기를 조정하여 상기 복합 회전체(301)의 최대 회전수를 조정하므로 고속 회전으로 인한 내구 수명을 보장하는 허용 한계를 넘지 않도록 그리스 윤활 방식의 베어링과 오일 윤활 방식의 베어링과 공기 냉각방식의 베어링과 그리고 자기 베어링 중 어느 하나의 베어링(321)을 선택하여 내구성을 확보하여 적용된다.

또한, 상기 임펠러(110)의 날개(112)를 축류형 형상으로 하는 상기 구성으로 하여 과급에 대한 내구성을 갖춘 차량에 있어서 공기여과기와 내연기관의 흡기관 사이에 장착하여 내연기관의 부하에 따라 변동하는 흡입 부압과 연동하여 상기 회전체 가속장치(201)가 자기 회전력을 만들어 상기 임펠러(110)를 구동하여 공기를 가압하여 내연기관의 흡기관에 공급하는 것이다.

상기 구성으로 하면, 흡입 부압에 의한 공기 유동으로 상기 임펠러 케이스(130)의 공기 흡입구(133)로 유입된 외부 공기를 상기 임펠러(110)에서 가압하여 상기 임펠러(110)의 축선 방향 뒷쪽으로 흘려 상기 전방 회전자(330)의 회전에 의해 공기 흐름과 직각 방향인 상기 임펠러 케이스(130)의 디퓨저(131) 쪽으로 방향을 바꾸어 상기 임펠러 케이스(130)의 디퓨저(131) 공간으로 흘러나가도록 하여 상기 임펠러(110)에서 나온 공기가 상기 임펠러 케이스(130)의 디퓨저(131)에서 속도에너지를 압력 에너지로 공기로 변환하여 공기 밀도를 높이고 유량을 늘린 가압공기를 공기 배출구(134)를 통하여 공급하여 차량이나 내연기관에 부하를 주지않고 충진 효율을 증가시키게 된다.

이렇게 하면 다량의 가압공기를 생산하여 내연기관과 차량의 특성에 대응하는 공기량을 공급할 수 있고 상기 임펠러(110)의 수량을 조정하여 공기량 조정이 용이하고 상기 임펠러(110)의 형상이 단순하여 제조 비용을 줄일 수 있다.

제 2 실시 예의 구성 요소들과 결합 구조와 작용 및 작동에 대해 설명한다.

먼저, 구성 요소들에 대해 설명한다.

제 1 실시 예와 차이점은 도 10과 도 11과 도 12와 도 23에 도시한 바와 같이, 본 발명(020)은 회전체 가속장치(202)가 영구자석(451)들을 포함하는 상기 상면 후방 구동자(450)를 영구자석들과 코일들 또는 코일들로 하는 상면 후방 구동자(460)로 하여 한쪽 면이 닫힌 원통 형상으로 이루어진 몸체의 내주 면과 외주 면에서 내주 면으로 기준점(467)에 맞추어 등 간격으로 영구자석과 코일 매입 구멍(466)들을 상기 후방 회전자(340) 주위의 원주 축선 방향과 원주 축선 지름 방향으로 형성하고 몸체의 외주 면에 돌출부를 형성하여 상기 프레임(210)에 고정하기 위한 볼트 구멍(468)들을 형성한 상면 고정대(465)의 영구자석과 코일 매입 구멍(466)들에 기준점(467)에 맞추어 N극과 S극을 교대로 영구자석(461)들과 구동자 코일(462)들 또는 구동자 코일(462)들을 매입하여 부착하고 상기 프레임(210)에 볼트(469)들로 고정한 것이다.

또한, 다른 구성은 제 1 실시 예와 동일하기 때문에, 도 1과 도 22와 동일부호를 붙여서 설명을 생략한다.

상세하게는 회전체 가속장치(202)는 상면 후방 구동자(460)가 한쪽 면이 닫힌 원통 형상으로 이루어진 몸체의 내주 면과 외주 면에서 내주 면으로 기준점(467)에 맞추어 등 간격으로 2n개의 (n은 4 이상 정수) 영구자석과 코일 매입 구멍(466)을 상기 후방 회전자(340) 주위의 원주 축선 방향과 원주 축선 지름 방향으로 형성하고 몸체의 외주 면에 돌출부를 형성하여 상기 프레임(210)에 고정하기 위한 볼트 구멍(468)들을 형성한 상면 고정대(465)와, 상기 상면 고정대(465)의 코일 매입 구멍(466)들에 적어도 1n (n은 2 이상 정수) 이상에 코일이 장착되도록 하여 상기 상면 고정대(465)의 영구자석과 코일 매입 구멍(466)들에 기준점(467)에 맞추어 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착한 2n개의 (n은 4 이상 정수) 상기 프레임(210)의 축선 지름 방향으로 자속 방향을 향한 영구자석(461)과 권선 틀(463)에 코일을 감은 코일 뭉치(464)를 수지로 굳혀 성형한 상기 프레임(210)의 축선 지름 방향으로 자속 방향을 향한 구동자 코일(462) 또는 구동자 코일(462)과, 상기 프레임(210)에 고정하는 볼트(469)들을 포함하는 것을 특징으로 한다.

다음으로, 상기 구성요소들의 결합 구조를 설명한다.

상기 제 1 실시 예의 구성 요소 중 영구자석(451)들을 포함하는 상기 상면 후방 구동자(450) 대신 영구자석(461)들과 구동자 코일(462)들 또는 구동자 코일(462)들을 포함하는 상기 상면 후방 구동자(460)가 구비된다.

즉, 상기 제 1 실시 예와 동일 과정으로 실시하고 상기 상면 후방 구동자(460)의 기준점(467)과 상기 프레임(210)의 후방 기준점(222)을 맞추어 상기 상면 후방 구동자(460)를 상기 프레임(210)에 고정하는 볼트(469)들로 고정한다. 이하 상기 제 1 실시 예와 동일하게 실시하고 마무리한다.

다음으로, 작용 및 작동에 대해 설명한다.

상기 구성으로 하여 과급에 대한 내구성을 갖춘 차량에 있어서 공기여과기와 내연기관의 흡기관 사이에 장착하여 내연기관의 부하에 따라 변동하는 흡입 부압과 연동하고 차량의 전력공급장치에서 공급받는 전력으로 상기 회전체 가속장치(202)가 자기 회전력을 만들어 상기 임펠러(110)를 구동하여 공기를 압축 또는 가압하여 내연기관의 흡기관에 공급하는 것이다.

상기 구성으로 하면, 상기 회전체 가속장치(202)는 내연기관의 부하에 따라 변동하는 흡입 부압과 연동하여 상기 임펠러(110)와 상기 복합회전체(301)가 회전하고 차량의 지시에 따라 전력공급장치에서 공급하는 전력으로 상기 상면 후방 구동자(460)의 구동자 코일(462)들에 자기장을 발생시켜 상기 상면 후방 구동자(460)의 영구자석(461)들과 구동자 코일(462)들 또는 구동자 코일(462)들과 일정한 간극을 두고 직각 방향으로 마주보게 하여 상기 하면 후방 구동자(440)와 상기 상면 후방 구동자(460)가 상기 후방 회전자(340) 주위에 형성한 자기장 내에서 흡입 부압에 의해 회전하는 상기 후방 회전자(340)의 영구자석(341)들의 자속이 가상의 자기장 회전 모멘트 축을 만들어 상기 하면 후방 구동자(440)의 영구자석(441)들과 상기 상면 후방 구동자(460)의 영구자석(461)들과 구동자 코일(462)들 또는 구동자 코일(462)들과 자속의 인력과 척력의 상호 작용으로 반응하여 자기 회전력을 만들어 상기 임펠러(110)를 구동하게 된다.

이때, 차량의 지시에 따라 지정한 운전영역에서 전력공급장치가 전력량을 증가시켜 공급하여 상기 상면 후방 구동자(460)의 구동자 코일(462)들의 자기장의 세기를 크게 하면 상기 후방 회전자(340)의 회전력이 증대되어 상기 복합회전체(301)의 회전력을 높여 특정 운전영역에서 압력비를 높이고 공기량을 늘려 공급하여 충진 효율을 부가하여 증가시키게 된다.

전력공급장치가 공급하는 전력은 영구자석(461)들과 구동자 코일(462)들로 구성된 상기 상면 후방 구동자(460)에 직류전력을 공급하여 자기장을 발생시켜 상기 후방 회전자(340)와 상호 작용으로 반응하게 하거나 또는 상기 구동자 코일(462)들로 구성된 상기 상면 후방 구동자(460)에 직류전력을 공급하거나 또는 3상 연결하여 3상 교류전력을 공급하여 상기 구동자 코일(462)들이 120도 위상각으로 자기장을 발생시켜 상호 작용으로 반응하게 하여도 좋다.

제 1 실시 예에서 설명하였듯이 상기 회전체 가속장치(202)는 흡입 부압에 비례하여 회전하는 상기 복합회전체(301)의 회전속도에 의해 출력 동력이 고정되므로 그 이상으로 공기량을 늘려 공급할 수 없다. 그러므로 차량의 중속과 고속 운전영역에서 공기량을 추가로 늘이기 위하여 지정한 운전영역에서 차량에서 전력량을 증가시켜 공급받은 전력으로 상기 상면 후방 구동자(460)의 구동자 코일(462)들의 자기장의 세기를 크게 하여 상기 회전체 가속장치(202)의 회전력을 높여 상기 원심형 임펠러(110)의 압력비와 공기 유량을 변경하여 압축공기의 공기량을 조정할 수 있어 특정 운전영역에서 내연기관과 차량의 특성에 대응하는 공기량을 공급하여 충진 효율을 부가하여 증가시킬 수 있다.

또한, 상기 임펠러(110)의 날개(112)를 축류형으로 하여 공기를 가압하여 공급하고 특정 운전영역에서 가압비와 공기 유량을 변경하여 공기량을 늘려 공급하여 충진 효율을 부가하여 증가시킬 수 있다.

이를 위해 차량이 시동되면 차량의 축전지를 공급 전원으로 하는 전력공급장치는 차량의 시동을 인식하고 상기 회전체 가속장치(202)에 일정한 직류전력 또는 3상 교류전력을 공급하고 차량의 신호를 받아 사전 입력된 연산식에 의해 지정한 운전영역에 정해진 전력량을 늘려 공급하도록 구성하는 것이 바람직하다.

제 3 실시 예의 구성 요소들과 결합 구조와 작용 및 작동에 대해 설명한다.

먼저, 구성요소들에 대해서 설명한다.

제 1 실시 예와 차이점은 도 13과 도 14와 도 15와 도 23에 도시한 바와 같이, 본 발명(030)은 회전체 가속장치(203)가 상기 복합회전체(301)의 자속의 방향이 상기 프레임(210)의 축선 방향으로 향한 상기 후방 회전자(340)와 자속의 방향이 상기 프레임(210)의 축선 지름 방향으로 향한 상기 하면 후방 구동자(440)와 상기 상면 후방 구동자(450)를 자속의 방향이 상기 프레임(210)의 축선 지름 방향으로 향한 복합회전체(303)의 후방 회전자(350)와 자속의 방향이 상기 프레임(210)의 축선 방향으로 향한 하면 후방 구동자(490)와 상면 후방 구동자(470)로 한 것이다.

상세하게는 회전체 가속장치(203)는 복합회전체(303)의 후방 회전자(350)가 자속의 방향이 상기 프레임(210)의 축선 지름 방향으로 향하고 하면 후방 구동자(490)와 상면 후방 구동자(470)는 자속의 방향이 상기 프레임(210)의 축선 방향으로 향한 것을 특징으로 한다.

상기 구성에서 복합회전체(303)의 후방 회전자(350)는 도 13과 도 14에 도시한 바와 같이, 한쪽 면이 닫힌 원통 모양의 몸체의 중심에 양면 방향으로 원통형 돌출부(357)를 형성하여 내주 면에 위상을 고정하는 키 홈(358)을 형성하고 몸체의 외주 면에 키 홈(358)에 맞추어 등 간격으로 영구자석 매입 구멍(356)들을 프레임(210)의 축선 방향으로 형성한 후방 회전판(353)의 영구자석 매입 구멍(356)들에 키 홈(358)에 맞추어 N극과 S극을 교대로 영구자석(352)들을 매입하여 부착한 것이다.

상세하게는 복합회전체(303)의 후방 회전자(350)는 한쪽 면이 닫힌 원통 모양의 몸체의 중심에 양면 방향으로 원통형 돌출부(357)를 형성하여 내주 면에 위상을 고정하는 키 홈(358)을 형성하고 몸체의 외주 면에 키 홈(358)에 맞추어 등 간격으로 2n개의 (이하 n은 2 이상 정수) 영구자석 매입 구멍(356)을 프레임(210)의 축선 방향으로 형성한 형상을 가진 후방 회전판(353)과, 상기 후방 회전판(353)의 영구자석 매입 구멍(356)들에 키 홈(358)에 맞추어 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착한 2n개의 상기 프레임(210)의 축선 지름 방향으로 자속 방향을 향한 영구자석(352)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상면 후방 구동자(470)는 도 13과 도 15에 도시한 바와 같이, 한쪽 면이 닫힌 원통 형상으로 이루어진 몸체의 닫힌 면 안쪽 면에 기준점(477)에 맞추어 등 간격으로 영구자석 매입 구멍(476)들을 상기 후방 회전자(350) 주위의 원주 축선 방향으로 형성하고 몸체의 외주 면에 돌출부를 형성하여 상기 프레임(210)에 고정하기 위한 볼트 구멍(478)들을 형성한 상면 고정대(475)의 영구자석 매입 구멍(476)들에 기준점(477)에 맞추어 N극과 S극을 교대로 하여 영구자석(472)들을 매입하여 부착하고 상기 프레임(210)에 볼트(479)들로 고정한 것이다.

상세하게는 상면 후방 구동자(470)는 한쪽 면이 닫힌 원통 형상으로 이루어진 몸체의 안쪽 면에 기준점(477)에 맞추어 등 간격으로 2n개의 (이하 n은 4 이상 정수) 영구자석 매입 구멍(476)을 상기 후방 회전자(350) 주위의 원주 축선 방향으로 형성하고 몸체의 외주 면에 돌출부를 형성하여 상기 프레임(210)에 고정하기 위한 볼트 구멍(478)들을 형성한 상면 고정대(475)와, 상기 상면 고정대(475)의 영구자석 매입 구멍(476)들에 기준점(477)에 맞추어 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착한 2n개의 상기 프레임(210)의 축선 방향으로 자속 방향을 향한 영구자석(472)과, 상기 프레임(210)에 고정하는 볼트(479)들을 포함하는 것을 특징으로 한다.

하면 후방 구동자(490)는 도 13에 도시한 바와 같이, 영구자석(492)들을 포함하여 구성되어 상기 프레임(210) 뒷면의 영구자석 매입 구멍(223)들에 상기 프레임(210)의 후방 기준점(222)에 맞추어 N극과 S극을 교대로 영구자석들을 매입하여 부착한 것이다.

상세하게는 하면 후방 구동자(490)는 상기 프레임(210) 뒷면의 영구자석 매입 구멍(223)들에 상기 프레임(210)의 후방 기준점(222)에 맞추어 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착한 2n개의 (n은 4 이상 정수) 상기 프레임(210)의 축선 방향으로 자속 방향을 향한 영구자석(492)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

다음으로, 상기 구성요소들의 결합 구조를 설명한다.

상기 제 1 실시 예의 구성 요소 중 상기 후방 회전자(340)와, 상기 전방 구동자(430)와 상기 하면 후방 구동자(440)를 장착한 프레임(210)과, 상기 상면 후방 구동자(450) 대신 자속의 방향이 상기 프레임(210)의 축선 지름 방향으로 향한 상기 후방 회전자(350)와, 상기 전방 구동자(430)와 자속의 방향이 상기 프레임(210)의 축선 방향으로 향한 상기 하면 후방 구동자(490)를 장착한 프레임(210)과, 자속의 방향이 상기 프레임(210)의 축선 방향으로 향한 상기 상면 후방 구동자(470)가 구비된다.

즉, 상기 제 1 실시 예와 동일 과정으로 실시하고 상기 후방 회전자(350)를 상기 복합회전체(303)의 베어링 모듈(311)의 회전 축(323)에 장착하여 상기 로크 너트(319)로 고정하고 상기 상면 후방 구동자(470)의 기준점(477)과 상기 프레임(210)의 후방 기준점(222)을 맞추어 상기 상면 후방 구동자(470)를 상기 프레임(210)에 고정하는 볼트(479)들로 고정한다. 이하 상기 제 1 실시 예와 동일하게 실시하고 마무리한다.

다음으로, 작용 및 작동에 대해 설명한다.

상기 구성으로 하여 과급에 대한 내구성을 갖춘 차량에 있어서 공기여과기와 내연기관의 흡기관 사이에 장착하여 내연기관의 부하에 따라 변동하는 흡입 부압과 연동하여 상기 회전체 가속장치(203)가 자기 회전력을 만들어 상기 임펠러(110)를 구동하여 공기를 압축 또는 가압하여 내연기관의 흡기관에 공급하는 것이다.

상기 구성으로 하면, 상기 회전체 가속장치(203)는 상기 복합회전체(303)의 후방 회전자(350)의 영구자석(352)들은 자기장의 방향이 상기 프레임(210)의 축선 지름 방향으로 향하도록 하여 N극과 S극을 교대로 하여 배치되고 상기 하면 후방 구동자(490)와 상기 상면 후방 구동자(470)의 영구자석(492, 472)들은 자기장의 방향이 상기 프레임(210)의 축선 방향으로 향하도록 하여 N극과 S극을 교대로 하여 배치되어 상기 하면 후방 구동자(490)와 상기 상면 후방 구동자(470)가 상기 후방 회전자(350)와 일정한 간극을 두고 직각 방향으로 마주보며 주위에 형성한 자기장 내에서 흡입 부압에 의해 회전하는 후방 회전자(350)의 영구자석(352)들의 자속이 가상의 자기장 회전 모멘트 축을 만들어 상기 하면 후방 구동자(490)와 상기 상면 후방 구동자(470)의 영구자석(492, 472)들과 자속의 인력과 척력의 상호 작용으로 반응하여 자기 회전력을 만들어 상기 임펠러(110)를 구동하게 된다.

따라서, 상기 후방 회전자(350)의 영구자석(352)들과 상기 하면 후방 회전자(490)와 상기 상면 후방 구동자(470)의 영구자석(492, 472)들의 상호 작용 접촉 면적을 넓힐 수 있어 상기 복합회전체(303)와 상기 임펠러(110)의 회전력을 높여 구동하여 공기를 압축하거나 가압하여 공기 밀도를 높이고 유량을 늘려 내연기관과 차량의 특성에 대응하는 공기량을 공급하여 충진 효율을 증가시키게 된다.

제 4 실시 예의 구성 요소들과 결합 구조와 작용 및 작동에 대해 설명한다.

먼저, 구성요소들에 대해서 설명한다.

제 1 실시 예와 차이점은 도 16과 도 24에 도시한 바와 같이, 본 발명(040)은 상기 임펠러(110)와 영구자석(331)들을 포함하는 상기 복합회전체(301)의 전방 회전자(330)와 앞면에 영구자석 매입 구멍(213)들을 상기 전방 회전자(330) 주위의 원주 축선 방향으로 형성하여 상기 전방 구동자(430)를 장착한 상기 프레임(210)을 몸체의 원형 판(111) 배면에 기준점(143)에 맞추어 등 간격으로 영구자석 매입 구멍(145)들을 원주 축선 상에 형성하여 영구자석 매입 구멍(145)들에 기준점(143)에 맞추어 N극과 S극을 교대로 영구자석(141)들을 매입하여 부착하거나 또는 몸체의 원형 판(111) 배면에 기준점(143)에 맞추어 등 간격으로 N극과 S극을 교대로 자석 코팅(142)을 원주 축선 상에 실시한 임펠러(140)와 복합회전체(304)가 상기 전방 회전자(330)를 스페이서(339)로 하고 상기 프레임(210)은 앞면에 영구자석 매입 구멍(213)을 임펠러(140) 주위의 원주 축선 방향으로 형성한 회전체 가속장치(204)로 한 것이다.

상세하게는 임펠러(140)는 몸체의 원형 판(111) 배면에 기준점(143)에 맞추어 등 간격으로 2n개의 (이하 n은 2 이상 정수) 영구자석 매입 구멍(145)을 원주 축선 상에 형성하여 영구자석 매입 구멍(145)들에 기준점(143)에 맞추어 N극과 S극을 교대로 2n개의 상기 프레임(210)의 축선 방향으로 자속 방향을 향한 영구자석(141)을 매입하여 부착하거나 또는 몸체의 원형 판(111) 배면에 기준점(143)에 맞추어 등 간격으로 2n곳에 N극과 S극을 교대로 2n개의 상기 프레임(210)의 축선 방향으로 자속 방향을 향한 자석 코팅(142)을 원주 축선 상에 실시하고 회전체 가속장치(204)는 복합회전체(304)가 상기 전방 회전자(330)를 스페이서(339)로 하고 상기 프레임(210)은 앞면에 등 간격으로 2n개의 (n은 4 이상 정수) 영구자석 매입 구멍(213)을 임펠러(140) 주위의 원주 축선 방향으로 형성한 것을 특징으로 한다.

다음으로, 상기 구성요소들의 결합 구조를 설명한다.

상기 제 1 실시 예의 구성 요소 중 상기 임펠러(110)와 영구자석(331)들을 포함하는 상기 복합회전체(301)의 전방 회전자(330)와 앞면에 영구자석 매입 구멍(213)들을 상기 전방 회전자(330) 주위의 원주 축선 방향으로 형성하여 상기 전방 구동자(430)를 장착한 상기 프레임(210) 대신 원형 판(111) 배면에 영구자석(141)들을 매입하여 부착하거나 또는 자석 코팅(142)을 실시한 임펠러(140)와 상기 복합회전체(304)의 스페이서(339)와 앞면에 영구자석 매입 구멍(213)들을 상기 임펠러(140) 주위의 원주 축선 방향으로 형성하여 상기 전방 구동자(430)를 장착한 상기 프레임(210)이 구비된다.

즉, 상기 제 1 실시 예와 동일 과정으로 실시하고 상기 스페이서(339)와 상기 임펠러(140)를 상기 프레임(210)의 앞쪽에서 함께 상기 베어링 모듈(311)의 회전 축(323)에 장착하고 상기 로크 너트(319)로 고정한다. 이하 상기 제 1 실시 예와 동일하게 실시하고 마무리한다.

다음으로, 작용 및 작동에 대해 설명한다.

상기 구성으로 하여 과급에 대한 내구성을 갖춘 차량에 있어서 공기여과기와 내연기관의 흡기관 사이에 장착하여 내연기관의 부하에 따라 변동하는 흡입 부압과 연동하여 상기 회전체 가속장치(204)가 자기 회전력을 만들어 상기 임펠러(140)를 구동하여 공기를 압축하여 내연기관의 흡기관에 공급하는 것이다.

상기 구성으로 하면, 상기 임펠러(140)에 상기 전방 회전자(330)의 역할을 하는 가속 회전 기능을 부여하고 상기 복합회전체(304)의 관성 모멘트를 줄여 부하 변동에 대한 응답성을 상대적으로 높게 하여 회전력을 높여 상기 임펠러를 구동하여 공기를 압축하여 공기 밀도를 높이고 유량을 늘려 내연기관과 차량의 특성에 대응하는 공기량을 공급하여 충진 효율을 증가시키게 된다.

제 5 실시 예의 구성 요소들과 결합 구조와 작용 및 작동에 대해 설명한다.

먼저, 구성요소들에 대해서 설명한다.

제 1 실시 예와 차이점은 도 17과 도 24에 도시한 바와 같이, 본 발명(050)은 회전체 가속장치(201)에 전방 구동장치(420)를 부가하여 상기 전방 구동장치(420)는 몸체의 한쪽 면에 기준점(427)에 맞추어 등 간격으로 영구자석 매입 구멍(426)들을 상기 프레임(210) 앞면의 영구자석 매입 구멍(213)과 동일 원주 축선상에 형성하고 다른 면에 임펠러 케이스 장착 면(424)과 상기 프레임(210)에 고정하기 위한 볼트 구멍(428)들을 형성한 전방 고정대(425)의 영구자석 매입 구멍(426)들에 기준점(427)에 맞추어 N극과 S극을 교대로 영구자석(421)들을 매입하여 부착하고 상기 프레임(210)에 볼트(429)들로 고정한 것이다.

상세하게는 회전체 가속장치(205)는 원통 형상으로 이루어진 몸체의 한쪽 면에 기준점(427)에 맞추어 등 간격으로 2n개의 (이하 n은 4 이상 정수) 영구자석 매입 구멍(426)을 상기 프레임(210) 앞면의 영구자석 매입 구멍(213)과 동일 원주 축선상에 형성하고 다른 면에 임펠러 케이스 장착 면(424)과 상기 프레임(210)에 고정하기 위한 볼트 구멍(428)들을 형성한 전방 고정대(425)와, 상기 전방 고정대(425)의 영구자석 매입 구멍(426)들에 기준점(427)에 맞추어 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착한 2n개의 상기 프레임(210)의 축선 지름 방향으로 자속 방향을 향한 영구자석(421)과, 상기 프레임(210)에 고정하는 볼트(429)들을 포함하는 전방 구동장치(420)가 부가된 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 프레임(210)은 앞면에 상기 전방 구동장치(420)를 고정하는 볼트 구멍(218)들이 형성되고 상기 복합회전체(301)의 전방 회전자(330)는 앞면에 형성한 날개(334)가 제거되고 상기 임펠러(110)를 장착하는 원통형 돌출부가 형성되는 것은 물론이다.

다음으로, 상기 구성요소들의 결합 구조를 설명한다.

상기 제 1 실시 예의 구성에 상기 전방 구동장치(420)가 부가하여 구비된다.

즉, 상기 제 1 실시 예와 동일 과정으로 실시하고 상기 전방 회전자(330)를 장착한 상태에서 상기 전방 구동장치(420)의 기준점(427)과 상기 프레임(210)의 전방 기준점(212)을 맞추어 상기 전방 구동장치(420)를 상기 프레임(210)에 고정하는 볼트(429)들로 고정한다. 그리고 상기 전방 구동장치(420)의 임펠러 케이스 장착 면(424)에 상기 임펠러 케이스(130)를 장착하고 상기 임펠러 케이스 볼트(135)들로 고정한다. 이하 상기 제 1 실시 예와 동일하게 실시하고 마무리한다.

다음으로, 작용 및 작동에 대해 설명한다.

상기 구성으로 하여 과급에 대한 내구성을 갖춘 차량에 있어서 공기여과기와 내연기관의 흡기관 사이에 장착하여 내연기관의 부하에 따라 변동하는 흡입 부압과 연동하여 상기 회전체 가속장치(205)가 자기 회전력을 만들어 상기 임펠러(110)를 구동하여 공기를 압축 또는 가압하여 내연기관의 흡기관에 공급하는 것이다.

상기 구성으로 하면, 상기 회전체 가속장치(205)는 영구자석들의 접촉 면적을 넓혀 상기 복합회전체(301)의 전방 회전자(330)의 영구자석(331)들이 상기 전방 구동장치(420)의 영구자석(421)들과 상기 전방 구동자(430)의 영구자석(431)들과의 자속의 인력과 척력의 상호 작용으로 반응하여 상기 복합회전체(301)와 상기 임펠러(110)의 회전력을 높여 구동하여 공기를 흡입하여 확장공기나 가속공기를 생산하여 공기 밀도를 높이고 유량을 늘려 내연기관과 차량의 특성에 대응하는 공기량을 공급하여 충진 효율을 증가시키게 된다.

제 6 실시 예의 구성 요소들과 결합 구조와 작용 및 작동에 대해 설명한다.

먼저, 구성요소들에 대해서 설명한다.

제 1 실시 예와 차이점은 도 18과 도 19와 도 20과 도 21과 도 24에 도시한 바와 같이, 본 발명(060)은 회전체 가속장치(206)가 영구자석(451)들을 포함하는 상기 상면 후방 구동자(450)를 코일들을 포함하는 상면 후방 구동자(510)로 하여 전력을 생산하고 상면 후방 구동자(510)가 생산한 교류전력을 직류전력으로 변환하여 축전지(550)에 발전전력을 송전하는 릴레이 모듈(530)을 부가한 것이다.

상세하게는 회전체 가속장치(206)는 상면 후방 구동자(510)가 3상 교류전력을 생산하고 상면 후방 구동자(510)가 생산한 3상 교류전력을 직류전력으로 변환하여 축전지(550)로 송전하는 릴레이 모듈(530)을 부가한 것을 특징으로 한다.

상기 릴레이 모듈(530)은 도 18과 도 20와 도 21에 도시한 바와 같이, 상기 상면 후방 구동자(510)에서 생산한 3상 교류전력을 직류전력으로 변환하여 릴레이(532, 533)들이 축전지(550)의 충전에 유효한 발전전력을 송전하고 그 외 발전전력은 상기 부하 더미(531)에서 소진하게 한 것이다.

상세하게는 상기 릴레이 모듈(530)은 3상 교류전력을 직류전력으로 변환하는 정류기(520)와, 출력전압이 축전지(550)의 충전에 유효한 일정 전압에 도달하면 접점이 닫혀 전력을 출력하는 릴레이(532)와, 상기 릴레이(532)의 출력 측에 연결되어 축전지(550)로 발전전력을 송전하고 출력전압이 축전지(550)의 충전에 유효한 전압 이상이 되면 접점이 열려 발전전력을 상기 부하 더미(531)로 송전하여 축전지(550)의 과충전 방지 기능을 하는 릴레이(533)와, 이들 릴레이(532, 533)들로부터 송전받은 발전전력을 소진하는 상기 부하 더미(531)와, 축전지(550)로부터 전류가 역류하지 않도록 하는 역 전류 방지장치(535)와, 퓨즈(536)들과, 이들을 장착하는 설치대(538)과, 케이스(539)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

다음으로, 상기 구성요소들의 결합 구조를 설명한다.

상기 제 1 실시 예의 구성 요소 중 영구자석(451)들을 포함하는 상기 상면 후방 구동자(450) 대신 전기자 코일(512)들을 포함하는 상기 상면 후방 구동자(510)와 상기 릴레이 모듈(530)이 구비된다.

즉, 상기 제 1 실시 예와 동일 과정으로 실시하고 상기 상면 후방 구동자(510)의 기준점(517)과 상기 프레임(210)의 후방 기준점(222)을 맞추어 상기 상면 후방 구동자(510)를 상기 프레임(210)에 고정하는 볼트(519)들로 고정하고 상기 릴레이 모듈(530)을 연결한다. 이하 상기 제 1 실시 예와 동일하게 실시하고 마무리한다.

다음으로, 작용 및 작동에 대해 설명한다.

상기 구성으로 하여 과급에 대한 내구성을 갖춘 차량에 있어서 공기여과기와 내연기관의 흡기관 사이에 장착하여 내연기관의 부하에 따라 변동하는 흡입 부압과 연동하여 상기 회전체 가속장치(206)가 자기 회전력을 만들어 상기 임펠러(110)를 구동하여 공기를 압축 또는 가압하여 내연기관의 흡기관에 공급하고 전력을 생산하여 축전지에 공급하는 것이다.

상기 구성으로 하면, 상기 회전체 가속장치(206)는 상기 복합회전체(301)의 전방 회전자(330)와 후방 회전자(340)가 상기 전방 구동자(430)와 상기 하면 후방 구동자(440)와 반응하여 회전하여 상기 임펠러(110)를 구동하고 상기 복합회전체(301)의 후방 회전자(340)와 일정한 간극을 두고 마주보며 120도 위상 각으로 배치된 상기 상면 후방 구동자(510)의 전기자 코일(512)들에 자속을 단속하여 유도 기전력을 발생시켜 3상 교류전력을 생산하고 상기 릴레이 모듈(530)은 차량이 시동되어 전원이 연결되면 상기 릴레이(532, 533)들이 작동되고 상기 상면 후방 구동자(510)에서 생산한 3상 교류전력을 상기 정류기(520)로 직류전력으로 변환하여 축전지(550)의 충전에 유효한 전압 범위의 발전전력을 송전하고 그 외 발전전력은 상기 부하 더미(531)에서 소진하고 발생 열은 주행 중 발생하는 맞바람으로 공랭하게 된다.

따라서, 공기를 압축 또는 가압하여 내연기관의 흡기관에 공급하고 상기 상면 후방 구동자(510)에서 생산한 전력을 축전지의 충전에 유효한 전압 범위 내의 전력을 공급하여 차량의 축전지(550)의 충전 상태를 좋게 유지하여 차량의 발전기가 차량의 축전지(550)를 충전하는 발전 부하를 최소화하여 발전에 소비되는 연료 소모를 절감할 수 있고 별도의 축전지(550)에 공급하여 외부 전력소비 기기들을 사용하도록 하여 내연기관에 발전 부하를 주지않고 소요되는 발전 비용이 없다.

제 7 실시 예의 구성 요소들과 결합 구조와 작용 및 작동에 대해 설명한다.

먼저, 구성요소들에 대해서 설명한다.

제 1 실시 예와 차이점은 도 25에 도시한 바와 같이, 본 발명(070)은 회전체 가속장치(207)가 상기 전방 회전자(330)와 상기 후방 회전자(340)를 포함하는 상기 복합회전체(301)를 상기 전방 회전자(330)와 상기 후방 회전자(340) 중 하나를 포함하는 복합회전체(307)로 한 것이다.

여기서 상기 프레임(210)은 상기 전방 구동자(430)와 상기 하면 후방 구동자(440) 중 하나가 장착되고 복합회전체(307)의 베어링 모듈(311)은 상기 전방 회전자(330)와 상기 후방 회전자(340) 중 하나의 위상을 고정하는 키(322)를 장착하는 것은 물론이다.

상세하게는 회전체 가속장치(207)는 복합회전체(307)가 상기 전방 회전자(330)와 상기 후방 회전자(340) 중 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.

다음으로, 상기 구성요소들의 결합 구조를 설명한다.

상기 제 1 실시 예의 구성 요소 중 상기 전방 회전자(330)와 상기 후방 회전자(340)를 포함하는 상기 복합회전체(301) 대신 상기 전방 회전자(330)와 상기 후방 회전자(340) 중 하나를 포함하는 상기 복합회전체(307)가 구비된다.

즉, 상기 제 1 실시 예와 동일 과정으로 실시하고 상기 복합회전체(301)의 전방 회전자(330)와 후방 회전자(340) 중 하나를 포함하는 상기 복합회전체(307)를 상기 프레임(210)에 상기 스냅 링 또는 로크 너트와 같은 고정구(231)로 고정하고 이하 상기 제 1 실시 예와 동일하게 실시하고 마무리한다.

다음으로, 작용 및 작동에 대해 설명한다.

상기 구성으로 하여 과급에 대한 내구성을 갖춘 차량에 있어서 공기여과기와 내연기관의 흡기관 사이에 장착하여 내연기관의 부하에 따라 변동하는 흡입 부압과 연동하여 상기 회전체 가속장치(207)가 자기 회전력을 만들어 상기 임펠러(110)를 구동하여 공기를 압축 또는 가압하여 내연기관의 흡기관에 공급하는 것이다.

상기 구성으로 하면, 회전체 가속장치(207)는 상기 임펠러(110)를 구동하여 공기를 압축 또는 가압하여 공기 밀도를 높이고 유량을 늘려 내연기관과 차량의 대응하는 공기량을 공급하는 여러 종류의 급기장치를 제작할 수 있어 다양한 범위의 내연기관과 차량의 특성에 대응할 수 있다.

제 8 실시 예의 구성 요소들과 결합 구조와 작용 및 작동에 대해 설명한다.

먼저, 구성요소들에 대해서 설명한다.

제 1 실시 예와 차이점은 도 26에 도시한 바와 같이, 본 발명(080)은 공기여과기 상면 케이스(561)와 연결구(564)와 공기여과기(563)와 공기여과기 하면 케이스(562)로 이루어진 일체형 공기여과기 케이스(560)를 부가하여 상기 임펠러(110)와 상기 임펠러 케이스(130)를 장착한 상기 회전체 가속장치(201)를 내장한 것이다.

상세하게는 상기 임펠러(110)와 상기 임펠러 케이스(130)를 장착한 상기 회전체 가속장치(201)를 내장하는 공기여과기 상면 케이스(561)와 연결구(564)와 공기여과기(563)와 공기여과기 하면 케이스(562)로 이루어진 일체형 공기여과기 케이스(560)가 부가된 것을 특징으로 한다.

다음으로, 상기 구성요소들의 결합 구조를 설명한다.

상기 제 1 실시 예의 구성 요소에 상기 공기여과기 상면 케이스(561)와 상기 연결구(564)와 상기 공기여과기(563)와 상기 공기여과기 하면 케이스(562)로 이루어진 상기 일체형 공기여과기 케이스(560)가 부가하여 구비된다.

즉, 상기 임펠러(110)와 상기 임펠러 케이스(130)를 장착한 상기 회전체 가속장치(201)에 상기 연결구(564)들을 장착하고 상기 공기여과기 상면 케이스(561)의 내부에 장착하여 고정하고 상기 공기여과기(563)와 상기 공기여과기 하면 케이스(562)를 장착하고 마무리한다.

다음으로, 작용 및 작동에 대해 설명한다.

상기 구성으로 하여 과급에 대한 내구성을 갖춘 차량에 있어서 내연기관의 흡기관에 장착하여 내연기관의 부하에 따라 변동하는 흡입 부압과 연동하여 상기 회전체 가속장치(201)가 자기 회전력을 만들어 상기 임펠러(110)를 구동하여 공기를 압축 또는 가압하여 내연기관의 흡기관에 공급하는 것이다.

상기 구성으로 하면, 상기 일체형 공기여과기 케이스(560)로 유입하는 외부 공기로 상기 임펠러 케이스(130)에서 방열하는 열을 냉각하고 소음을 흡수하여 구동 음을 줄이고 장착 공간을 줄여 장착이 용이하고 특히 내연기관 장착실의 부품들의 배열이 정해진 기존 차량에 대하여 장착 공간을 확보할 수 있다.

제 9 실시 예의 구성 요소들과 작용 및 작동에 대해 설명한다.

도 1과 도 22와 도 23에 도시한 바와 같이, 제 1 실시 예의 구성으로 하는 본 발명(010)은 자연흡기차량과 모터 사이클에 있어서, 공기여과기와 내연기관의 흡기관 사이에 장착하여 내연기관의 부하에 따라 변동하는 흡입 부압과 연동하여 상기 회전체 가속장치(201)가 자기 회전력을 만들어 상기 임펠러(110)를 구동하여 공기를 압축 또는 가압하여 내연기관의 흡기관에 공급하는 것이다.

제 10 실시 예의 구성 요소들과 작용 및 작동에 대해 설명한다.

도 10과 도 23에 도시한 바와 같이, 제 2 실시 예의 구성으로 하는 본 발명(020)은 연료전지차량에 있어서 공기여과기와 연료전지 운전장치의 연료전지 사이에 장착하여 차량의 전력공급장치에서 공급받는 전력으로 차량의 지시에 따라 상기 회전체 가속장치(202)가 자기 회전력을 만들어 상기 임펠러(110)를 구동하여 공기를 압축하여 연료전지 운전장치의 연료전지에 공급하는 것이다.

이렇게 하면 상기 회전체 가속장치(202)는 차량의 전력공급장치로부터 공급받는 전력으로 상기 후방 회전자(340)와 상기 상면 후방 구동자(460)의 영구자석(461)들과 구동자 코일(462)들 또는 구동자 코일(462)들의 상호 작용으로 회전력을 만들어 상기 복합회전체(301)와 상기 임펠러(110)를 구동하여 공기를 압축하여 공기 밀도를 높이고 유량을 늘려 필요한 공기량을 공급하고 차량의 지시에 따라 차량의 전력공급장치로부터 전력량을 증가시켜 공급받은 전력으로 상기 상면 후방 구동자(460)의 구동자 코일(462)들의 자기장의 세기를 크게 하여 상기 회전체 가속장치(202)의 회전력을 높여 압축공기의 공기량을 늘려 공급할 수 있어 차량에 부하를 주지않고 구동 손실과 구동 소음이 적으며 내구성이 좋고 전동식 에어 컴프레서 보다 저 전력으로 구동하여 전력의 소비가 적다.

연료전지 운전장치의 공기공급계에 대용량의 압축공기를 공급하기 위해서는 이에 부합하는 구동력이 필요하므로 상기 회전체 가속장치(201)에 자기밀도가 높은 영구자석을 적용하여 구동 용량을 키우거나 영구자석들의 자기장의 접촉 면적과 영구자석들의 장착 지름 피치를 키워 구동력을 높이거나 영구자석들 간의 간극을 조정하거나 또는 복수의 본 발명(020)을 적용하여 연료전지 운전장치의 발전량에 따라 순차적으로 공기량을 공급하도록 하는 것도 바람직하다.

이를 위해 차량이 시동되면 차량의 전원을 공급 전원으로 하는 전력공급장치는 차량의 시동을 인식하고 상기 회전체 가속장치(202)에 직류전력 또는 3상 교류전력을 공급하여 기동과 운전을 유지하고 차량의 신호를 받아 사전 입력된 연산식에 의해 지정한 운전영역에 정해진 전력량을 늘려 공급하도록 구성하는 것이 바람직하다.

한편, 앞에서 개시한 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허 등록 청구범위뿐만 아니라 이 특허 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

본 발명의 자기 구동 공기공급장치는 자동차용, 산업용, 가정용 등의 내연기관과 연료전지 운전장치에 압축공기나 가압공기를 공급하는 급기장치로서 바람직하게 채용될 수 있고, 특히 자동차용 내연기관의 급기장치로서 바람직하게 사용된다.

Claims

공기를 흡입하여 흡입 공기에 운동에너지를 부여하는 적어도 하나 이상의 임펠러와, 상기 임펠러가 흡입하는 외부 공기를 유도하여 상기 임펠러로 유입시키고 상기 임펠러에서 나온 공기의 속도에너지를 압력에너지를 가진 공기로 변환하여 배출하는 임펠러 케이스와, 상기 임펠러와 상기 임펠러 케이스를 장착하여 상기 임펠러를 구동하는 회전체 가속장치를 포함하여 공기를 압축 또는 가압하여 압송하는 자기 구동 공기충전장치에 있어서, 상기 회전체 가속장치는 흡입 부압과 연동하여 회전력을 만드는 것과, 흡입 부압과 연동하고 공급받는 전력으로 회전력을 만드는 것과, 그리고 공급받는 전력으로 회전력을 만드는 것 중 어느 하나로 하여 상기 임펠러를 구동하는 것을 특징으로 하는 자기 구동 공기충전장치.
청구항 1에 있어서,

상기 회전체 가속장치는 자속의 방향이 프레임의 축선 방향을 향한 복합회전체와, 상기 복합 회전체와 상기 프레임의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 상기 복합회전체 주위의 원주 방향으로 배치하여 자속의 방향이 상기 프레임의 축선 지름 방향으로 향한 전방 구동자와, 하면 후방 구동자와, 상면 후방 구동자와, 이들 구동자들을 장착하고 상기 복합회전체의 회전을 지지하는 프레임과, 상기 복합회전체를 상기 프레임에 고정하는 고정구를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 구동 공기충전장치.
청구항 2에 있어서,

상기 프레임은 원통 형상으로 이루어진 몸체의 축을 중심으로 앞면과 뒷면에 전방 기준점과 후방 기준점에 맞추어 각각 등 간격으로 2n개의 (n은 4 이상 정수) 영구자석 매입 구멍을 상기 복합회전체 주위의 원주 축선 방향으로 형성하고 내주 면에 그리스 윤활 방식의 베어링과 오일 윤활 방식의 베어링과 공기 냉각방식의 베어링과 그리고 자기 베어링 중 어느 하나로 하는 베어링의 형상에 맞추어 장착되도록 상기 복합회전체의 장착 공간과 뒷면의 원주 축선 상에 앞면 방향으로 동심형의 베어링 냉각 공간을 형성하고 몸체의 외주 면에 돌출부를 형성하여 상기 임펠러 케이스의 장착 면과 고정 좌면들과 상기 상면 후방 구동자를 고정하는 볼트 구멍들과 설치대들을 형성한 형상을 가진 것을 특징으로 하는 자기 구동 공기충전장치.
청구항 2에 있어서,

상기 복합회전체는 상기 전방 구동자와 상기 프레임의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 직각 방향으로 배치하여 자속의 향이 상기 프레임의 축선 방향으로 향한 전방 회전자와, 상기 하면 후방 구동자와 상기 상면 후방 구동자와 상기 프레임의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 직각 방향으로 배치하여 자속의 방향이 상기 프레임의 축선 방향을 향한 후방 회전자와, 상기 임펠러와 상기 전방 회전자와 상기 후방 회전자의 회전을 지지하는 베어링 모듈과, 이들을 고정하는 로크 너트들을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 구동 공기충전장치.
청구항 4에 있어서,

상기 베어링 모듈은 환봉 형상으로 이루어진 몸체의 외주 면에 베어링 장착 면과 베어링 고정 턱과 키 홈을 형성하고 양쪽 끝단에 나사 산을 형성한 회전 축과, 그리스 윤활 방식의 베어링과 오일 윤활 방식의 베어링과 공기 냉각방식의 베어링과 그리고 자기 베어링 중 어느 하나로 하는 베어링과, 위상을 고정하는 키들을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 구동 공기충전장치.
청구항 4에 있어서,

상기 전방 회전자는 원반 형상으로 이루어진 몸체의 중심에 앞면에서 뒷면 방향으로 원통형 돌출부를 형성하여 내주 면에 위상을 고정하는 키 홈을 형성하고 몸체의 뒷면에 키 홈에 맞추어 등 간격으로 2n개의 (이하 n은 2 이상 정수) 영구자석 매입 구멍을 원주 축선 상에 형성하고 몸체의 앞면에 상기 임펠러의 장착 면과 날개들을 방사상 등 간격으로 형성한 형상을 가진 전방 회전판과, 상기 전방 회전판의 영구자석 매입 구멍들에 키 홈에 맞추어 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착한 2n개의 상기 프레임의 축선 방향으로 자속 방향을 향한 영구자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 구동 공기충전장치.
청구항 4에 있어서,

상기 후방 회전자는 원반 형상으로 이루어진 몸체의 중심에 양면 방향으로 원통형 돌출부를 형성하여 내주 면에 위상을 고정하는 키 홈을 형성하고 키 홈에 맞추어 등 간격으로 2n개의 (이하 n은 2 이상 정수) 영구자석 매입 구멍을 몸체의 원주 축선 상에 형성한 형상을 가진 후방 회전판과, 상기 후방 회전판의 영구자석 매입 구멍들에 키 홈에 맞추어 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착한 2n개의 상기 프레임의 축선 방향으로 자속 방향을 향한 영구자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 구동 공기충전장치.
청구항 2에 있어서,

상기 하면 후방 구동자는 상기 프레임 뒷면의 영구자석 매입 구멍들에 상기 프레임의 후방 기준점에 맞추어 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착한 2n개의 (n은 4 이상 정수) 상기 프레임의 축선 지름 방향으로 자속 방향을 향한 영구자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 구동 공기충전장치.
청구항 2에 있어서,

상기 하면 후방 구동자는 상기 프레임 뒷면의 영구자석 매입 구멍들에 상기 프레임의 후방 기준점에 맞추어 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착한 2n개의 (n은 4 이상 정수) 상기 프레임의 축선 지름 방향으로 자속 방향을 향한 영구자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 구동 공기충전장치.
청구항 2에 있어서,

상기 상면 후방 구동자는 한쪽 면이 닫힌 원통 형상으로 이루어진 몸체의 내주 면에 기준점에 맞추어 등 간격으로 2n개의 (이하 n은 4 이상 정수) 영구자석 매입 구멍을 상기 후방 회전자 주위의 원주 축선 방향으로 형성하고 몸체의 외주 면에 돌출부를 형성하여 상기 프레임에 고정하기 위한 볼트 구멍들을 형성한 상면 고정대와, 상기 상면 고정대의 영구자석 매입 구멍들에 기준점에 맞추어 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착한 2n개의 상기 프레임의 축선 지름 방향으로 자속 방향을 향한 영구자석과, 상기 프레임에 고정하는 볼트들을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 구동 공기충전장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

회전체 가속장치는 상면 후방 구동자가 한쪽 면이 닫힌 원통 형상으로 이루어진 몸체의 내주 면과 외주 면에서 내주 면으로 기준점에 맞추어 등 간격으로 2n개의 (n은 4 이상 정수) 영구자석과 코일 매입 구멍을 상기 후방 회전자 주위의 원주 축선 방향과 원주 축선 지름 방향으로 형성하고 몸체의 외주 면에 돌출부를 형성하여 상기 프레임에 고정하기 위한 볼트 구멍들을 형성한 상면 고정대와, 상기 상면 고정대의 코일 매입 구멍들에 적어도 1n (n은 2 이상 정수) 이상에 코일이 장착되도록 하여 상기 상면 고정대의 영구자석과 코일 매입 구멍들에 기준점에 맞추어 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착한 2n개의 (n은 4 이상 정수) 상기 프레임의 축선 지름 방향으로 자속 방향을 향한 영구자석과 권선 틀에 코일을 감은 코일 뭉치를 수지로 굳혀 성형한 상기 프레임의 축선 지름 방향으로 자속 방향을 향한 구동자 코일 또는 구동자 코일과, 상기 프레임에 고정하는 볼트들을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 구동 공기충전장치.
청구항 1 또는 청구항 2 또는 청구항 4에 있어서,

회전체 가속장치는 복합회전체의 후방 회전자가 자속의 방향이 상기 프레임의 축선 지름 방향으로 향하고 하면 후방 구동자와 상면 후방 구동자는 자속의 방향이 상기 프레임의 축선 방향으로 향한 것을 특징으로 하는 자기 구동 공기충전장치.
청구항 12에 있어서,

복합회전체의 후방 회전자는 한쪽 면이 닫힌 원통 모양의 몸체의 중심에 양면 방향으로 원통형 돌출부를 형성하여 내주 면에 위상을 고정하는 키 홈을 형성하고 몸체의 외주 면에 키 홈에 맞추어 등 간격으로 2n개의 (이하 n은 2 이상 정수) 영구자석 매입 구멍을 프레임의 축선 방향으로 형성한 형상을 가진 후방 회전판과, 상기 후방 회전판의 영구자석 매입 구멍들에 키 홈에 맞추어 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착한 2n개의 상기 프레임의 축선 지름 방향으로 자속 방향을 향한 영구자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 구동 공기충전장치.
청구항 12에 있어서,

상면 후방 구동자는 한쪽 면이 닫힌 원통 형상으로 이루어진 몸체의 닫힌 면의 안쪽 면에 기준점에 맞추어 등 간격으로 2n개의 (이하 n은 4 이상 정수) 영구자석 매입 구멍을 상기 후방 회전자 주위의 원주 축선 방향으로 형성하고 몸체의 외주 면에 돌출부를 형성하여 상기 프레임에 고정하기 위한 볼트 구멍들을 형성한 상면 고정대와, 상기 상면 고정대의 영구자석 매입 구멍들에 기준점에 맞추어 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착한 2n개의 상기 프레임의 축선 방향으로 자속 방향을 향한 영구자석과, 상기 프레임에 고정하는 볼트들을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 구동 공기충전장치.
청구항 1 또는 청구항 2 또는 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,

임펠러는 몸체의 원형 판 배면에 기준점에 맞추어 등 간격으로 2n개의 (이하 n은 2 이상 정수) 영구자석 매입 구멍을 원주 축선 상에 형성하여 영구자석 매입 구멍들에 기준점에 맞추어 N극과 S극을 교대로 2n개의 상기 프레임의 축선 방향으로 자속 방향을 향한 영구자석을 매입하여 부착하거나 또는 몸체의 원형 판 배면에 기준점에 맞추어 등 간격으로 2n곳에 N극과 S극을 교대로 2n개의 상기 프레임의 축선 방향으로 자속 방향을 향한 자석 코팅을 원주 축선 상에 실시하고 회전체 가속장치는 복합회전체가 상기 전방 회전자를 스페이서로 하고 상기 프레임은 앞면에 전방 기준점에 맞추어 등 간격으로 2n개의 (n은 4 이상 정수) 영구자석 매입 구멍을 임펠러 주위의 원주 축선 방향으로 형성한 것을 특징으로 하는 자기 구동 공기충전장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

회전체 가속장치는 원통 형상으로 이루어진 몸체의 한쪽 면에 기준점에 맞추어 등 간격으로 2n개의 (이하 n은 4 이상 정수) 영구자석 매입 구멍을 상기 프레임 앞면의 영구자석 매입 구멍과 동일 원주 축선상에 형성하고 다른 면에 임펠러 케이스 장착 면과 상기 프레임에 고정하기 위한 볼트 구멍들을 형성한 전방 고정대와, 상기 전방 고정대의 영구자석 매입 구멍들에 기준점에 맞추어 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착한 2n개의 상기 프레임의 축선 지름 방향으로 자속 방향을 향한 영구자석과, 상기 프레임에 고정하는 볼트들을 포함하는 전방 구동장치가 부가된 것을 특징으로 하는 자기 구동 공기충전장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

회전체 가속장치는 상면 후방 구동자가 3상 교류전력을 생산하고 상면 후방 구동자가 생산한 3상 교류전력을 직류전력으로 변환하여 축전지로 송전하는 릴레이 모듈이 부가된 것을 특징으로 하는 자기 구동 공기충전장치.
청구항 17에 있어서,

상면 후방 구동자는 한쪽 면이 닫힌 원통 형상으로 이루어진 몸체의 닫힌 면의 안쪽 면에 기준점에 맞추어 등 간격으로 3n개의 (이하 n은 2 이상 정수) 코일 매입 구멍을 상기 후방 회전자의 영구자석 매입 구멍들과 동일 원주 축선 상에 형성하고 몸체의 외주 면에 돌출부를 형성하여 프레임에 고정하기 위한 볼트 구멍들을 형성한 상면 고정대와, 상기 상면 고정대의 코일 매입 구멍들에 기준점에 맞추어 3상 배열로 매입하여 부착하고 3상 결선한 권선 틀에 코일을 감은 코일 뭉치를 수지로 굳혀 성형한 3n개의 상기 프레임의 축선 방향으로 자속 방향을 향한 전기자 코일과, 상기 프레임에 고정하는 볼트들을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 구동 공기충전장치.
청구항 17에 있어서,

상기 릴레이 모듈은 3상 교류전력을 직류전력으로 변환하는 정류기와, 출력전압이 축전지의 충전에 유효한 일정 전압에 도달하면 접점이 닫혀 전력을 출력하는 릴레이와, 상기 릴레이의 출력 측에 연결되어 축전지로 발전전력을 송전하고 출력전압이 축전지의 충전에 유효한 전압 이상이 되면 접점이 열려 발전전력을 부하 더미로 송전하여 축전지의 과충전 방지 기능을 하는 릴레이와, 이들 릴레이들로부터 송전받은 발전전력을 소진하는 상기 부하 더미와, 축전지로부터 전류가 역류하지 않도록 하는 역 전류 방지장치와, 퓨즈들과, 이들을 장착하는 설치대와, 케이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 구동 공기충전장치.
청구항 1 또는 청구항 2 또는 청구항 4에 있어서,

회전체 가속장치는 복합회전체가 상기 전방 회전자와 상기 후방 회전자 중 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 구동 공기충전장치.
청구항 1에 있어서,

상기 임펠러와 상기 임펠러 케이스를 장착한 상기 회전체 가속장치를 내장하는 공기여과기 상면 케이스와, 연결구와, 공기여과기와, 공기여과기 하면 케이스로 이루어진 일체형 공기여과기 케이스가 부가된 것을 특징으로 하는 자기 구동 공기충전장치.